自动水肥深施装置的制作方法

本实用新型涉及田间施肥系统，特别是一种自动水肥深施装置。

背景技术：

水肥深施作业，能够直接向作物根部提供养料，避免肥料的浪费和不悦气味对环境的影响，确保作物高产和优质，减少因施肥过量对土壤性质的影响，尤其适用于经济木本林木的施肥。现有的水肥深施多采用人工方案，例如中国专利文献cn2664363y所记载的液压式水肥枪，能够减少施肥时的加压动作。cn202759948u记载了一种移动式水肥一体化技术，其中记载了行走装置和水泵，利用水泵将水肥通过注肥器注入到泥土中。但是上述的方案均是通过人工将注肥器压入到泥土中，劳动强度较高，操作不便，作业效率低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动水肥深施装置，能够实现自动化的水肥深施，提高作物的产量和质量，避免肥料的浪费和不悦气味对环境的影响，并且大幅降低劳动强度，提高作业效率，优选的方案中，能够充分利用现有的田间作业设备，且使用方便。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种自动水肥深施装置，它包括水肥储箱和水肥深施装置，水肥深施装置设有可滑动的水肥管，还设有用于弹射水肥管的弹射机构，以使水肥管能够被弹射插入泥土中，并从泥土中被拔出；

水肥储箱上设有泵，泵的出口通过水肥软管与水肥管连通；

水肥储箱的底部设有轮子，水肥储箱设有用于与带有动力装置的车架可拆卸连接的连接机构，水肥深施装置通过水肥构件座与带有动力装置的车架可拆卸的连接。

优选的方案中，所述的车架上设有燃油机和变速箱，燃油机与变速箱机械连接，变速箱的输出轴通过传动机构与发电机连接，以提供电源；

变速箱的输出轴通过传动机构与行走轮连接；

在车架的两端设有用于连接水肥储箱和水肥深施装置的槽口，槽口上设有连接销；

水肥储箱设置在远离车架中梁的一端，水肥深施装置设置在靠近车架中梁的一端。

优选的方案中，所述的泵为隔膜泵、离心泵或柱塞泵，泵送电机与泵机械连接，泵的入口与进液管的一端连接，进液管的另一端位于水肥储箱内靠近底部的位置，泵送电机与车架上设置的电池电连接。

优选的方案中，水肥构件座上设有滑动套管，水肥管滑动安装在滑动套管内，水肥构件座与水肥管之间设有弹射皮筋；

在中梁上设有用于张紧水肥管的卷扬装置，用于将弹射皮筋张紧；

在水肥构件座上设有用于锁定和松开水肥管的擒纵机构。

优选的方案中，水肥构件座设有水平的横向管件，两个调节臂的一端与横向管件的两端套接，横向管件上还设有宽度调节螺钉，以调节水肥管之间的距离。

优选的方案中，两个调节臂的另一端设有支撑座，滑动套管通过转动销与支撑座连接，在滑动套管上设有倾角调节杆，在调节臂上设有倾角调节座，倾角调节杆穿过倾角调节座，在倾角调节座上设有用于锁定倾角调节杆的倾角调节螺钉。

优选的方案中，弹射皮筋的一端与转动销连接，在水肥管的顶端设有转接头，转接头与水肥软管连接，弹射皮筋的另一端与转接头连接。

优选的方案中，转接头与张紧钢丝的一端连接，在车架的中梁设有向两侧延伸的换向座支架，换向座支架的自由端设有换向管或换向轮，在车架的中梁还设有卷扬装置，卷扬装置中卷扬毂与卷扬电机机械连接；

张紧钢丝的另一端穿过换向管或换向轮与卷扬毂连接。

优选的方案中，所述的擒纵机构固设在滑动套管上，擒纵机构内设有由弹簧驱动的擒纵销；

在水肥管的前端设有水肥孔，水肥孔用于容纳擒纵销，并使张紧的水肥管被擒纵销锁定；

擒纵销通过套管钢丝与操作手柄连接。

优选的方案中，擒纵机构的结构为：擒纵座与滑动套管固定连接，在擒纵座的底部设有延伸座体，延伸座体上设有门座，擒纵销滑动的安装在门座内，并穿过延伸座体，套管钢丝的套管与门座固定连接，套管钢丝的擒纵钢丝穿过门座与擒纵销连接；

在擒纵销位于门座内的部分设有延伸翼，延伸翼与门座之间设有弹簧；

在延伸座体上还设有行程开关，延伸翼用于触发行程开关以使卷扬电机停止。

本实用新型提供的一种自动水肥深施装置，通过设置的水肥储箱和水肥深施装置，能够实现自动化的水肥管插入和拔出泥土的操作，以及自动将水肥注入泥土的操作。采用外挂连接的结构，能够充分利用现有的旋耕机的车架，大幅降低使用成本。自动化的操作能够大幅提高作业效率。优选的方案中，设置的擒纵机构，能够锁定水肥管的位置，并能够根据需要释放水肥管。设置的水肥构件座的结构，能够方便调节水肥管与车架的距离，并调节水肥管的倾斜角度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的水肥深施装置的结构示意图。

图3为图2中a-a剖视示意图。

图4为本实用新型的擒纵机构的结构示意图。

图5为图4中b处的局部放大示意图。

图6为本实用新型的擒纵机构锁定水肥管时的结构示意图。

图7为本实用新型的控制动力结构示意图。

图中：水肥管1，水肥孔101，转接头102，水肥构件座2，宽度调节螺钉201，调节臂202，倾角调节座203，倾角调节螺钉204，支撑座205，滑动套管3，倾角调节杆31，转动销4，弹射皮筋5，换向座6，换向管或换向轮61，换向座支架62，卷扬装置7，卷扬毂71，卷扬电机72，泵8，进液管81，泵送电机9，水肥储箱10，发电机11，中梁12，操作手柄13，套管钢丝14，套管141，擒纵钢丝142，水肥软管15，张紧钢丝16，连接座17，车架18，连接销19，燃油机20，变速箱21，擒纵机构22，擒纵座221，擒纵固定螺钉222，行程开关223，擒纵销224，门座225，弹簧226，延伸翼227，延伸座体228。

具体实施方式

实施例1：

如图1~7中，一种自动水肥深施装置，它包括水肥储箱10和水肥深施装置，水肥深施装置设有可滑动的水肥管1，还设有用于弹射水肥管1的弹射机构，以使水肥管1能够被弹射插入泥土中，并从泥土中被拔出；由此结构，实现了水肥管插入和拔出泥土的自动化操作；田间管理人员仅需确定需要水肥深施的地点，然后拉动操作手柄13即可使水肥管1自动被插入到泥土中，并在水肥定量注入泥土后，自动将水肥管1拔出。

水肥储箱10上设有泵8，泵8的出口通过水肥软管15与水肥管1连通；通过泵驱动水肥注入到泥土中。

水肥储箱10的底部设有轮子，水肥储箱10设有用于与带有动力装置的车架18可拆卸连接的连接机构，水肥深施装置通过水肥构件座2与带有动力装置的车架18可拆卸的连接。现有的农田管理设备中旋耕机较为常见，本实用新型的方案能够采用旋耕机的车架18做为动力和承载平台，大幅降低了使用成本，而且旋耕机的车架18占用空间小，尤其适用于山区使用。

优选的方案如图1中，所述的车架18上设有燃油机20和变速箱21，通常燃油机20采用柴油机，变速箱21采用齿轮变速箱。燃油机20与变速箱21机械连接，即燃油机20的输出轴与变速箱21的输入轴连接，变速箱21的输出轴通过传动机构例如皮带机构与发电机11连接，以提供电源；发电机11与电池电连接。

变速箱21的输出轴通过传动机构与行走轮连接；用于驱动整个车架18行走。

在车架18的两端设有用于连接水肥储箱10和水肥深施装置的槽口，槽口上设有连接销19；如图1中，在水肥储箱10和水肥深施装置均设有水平的方管，在方管上设有销孔，连接时间方管置于槽口内，用连接销19将二者连接即可，采用该结构，充分利用了闲置的旋耕机车架18，减少了成本最高的动力源和行走装置，从而大幅降低整个设备的成本。

水肥储箱10设置在远离车架18中梁12的一端，水肥深施装置设置在靠近车架18中梁12的一端。水肥储箱10同时也做为整个系统的平衡配重，以保持车架18的平衡。而且水肥储箱10的位置离操作人员较远，不良气味不会影响操作。水肥深施装置离操作人员较近，便于操作人员观察施肥位置。

优选的方案如图1中，所述的泵8为隔膜泵、离心泵或柱塞泵，本例中优选采用隔膜泵，进一步优选采用双隔膜泵，泵送电机9与泵8机械连接，泵8的入口与进液管81的一端连接，进液管81的另一端位于水肥储箱10内靠近底部的位置，泵送电机9与车架18上设置的电池电连接，电池由发电机供电。

优选的方案如图2、4中，水肥构件座2上设有滑动套管3，水肥管1滑动安装在滑动套管3内，水肥管1的前端设有尖端，在靠近尖端的位置设有多个水肥孔101，以便于水肥从多个水肥孔101注入到泥土内，进一步优选的在滑动套管3内设有沿轴向的凹槽，在水肥管1的外壁设有凸起，凸起位于凹槽内，如图3中所示，以确保滑动套管3与水肥管1之间不会相对转动。水肥构件座2与水肥管1之间设有弹射皮筋5；通过弹射皮筋5将水肥管1弹射进入泥土中。

如图1、2中，在中梁12上设有用于张紧水肥管1的卷扬装置7，用于将弹射皮筋5张紧；由此结构，通过卷扬装置7将水肥管1拉到顶部，从而将弹射皮筋5张紧。

如图4~6中，在水肥构件座2上设有用于锁定和松开水肥管1的擒纵机构22，擒纵机构22用于锁定张紧的水肥管1，并在确定施水肥位置后，松开水肥管1。

优选的方案如图2中，水肥构件座2设有水平的横向管件，两个调节臂202的一端与横向管件的两端套接，横向管件上还设有宽度调节螺钉201，以调节水肥管1之间的距离。

优选的方案如图2、3中，两个调节臂202的另一端设有支撑座205，滑动套管3通过转动销4与支撑座205连接，在滑动套管3上设有倾角调节杆31，在调节臂202上设有倾角调节座203，倾角调节杆31穿过倾角调节座203，在倾角调节座203上设有用于锁定倾角调节杆31的倾角调节螺钉204。由此结构，能够根据不同的地形，对水肥管1的倾角加以调节。

优选的方案如图1、2中，弹射皮筋5的一端与转动销4连接，在水肥管1的顶端设有转接头102，转接头102与水肥软管15连接，弹射皮筋5的另一端与转接头102连接。弹射皮筋5用于提供水肥管1的弹射动力。经测试，水肥管1在松软泥土中的插入深度，能够达到80cm以上。优选的，在转接头102之下还设有柔性套管，以缓冲冲击。并且在使用过程中，要严禁空放，以免损坏设备，主要是避免损坏滑动套管3、转动销4和支撑座205。

优选的方案如图1、2中，转接头102与张紧钢丝16的一端连接，在车架18的中梁12设有向两侧延伸的换向座支架62，换向座支架62的自由端设有换向管或换向轮61，在车架18的中梁12还设有卷扬装置7，卷扬装置7中卷扬毂71与卷扬电机72机械连接；通过卷扬装置将弹射皮筋5张紧。

张紧钢丝16的另一端穿过换向管或换向轮61与卷扬毂71连接。由于水肥管1需要调节倾角，本例中优选采用换向管用于张紧钢丝16的换向，换向管优选采用瓷管。

优选的方案中，所述的擒纵机构22固设在滑动套管3上，优选固设在滑动套管3的底部，擒纵机构22内设有由弹簧226驱动的擒纵销224；

在水肥管1的前端设有水肥孔101，水肥孔101用于容纳擒纵销224，并使张紧的水肥管1被擒纵销224锁定；本例中的水肥孔101除了作为水肥的注入通道，同时也作为容纳擒纵销224的孔。

擒纵销224通过套管钢丝14与操作手柄13连接。由此结构，通过操作手柄13将套管钢丝14拉紧，从而使擒纵销224从水肥孔101内脱出，从而弹射皮筋5带动水肥管1向泥土中弹射，通常进入泥土中30~80cm。

优选的方案如图5、6中，擒纵机构22的结构为：擒纵座221与滑动套管3固定连接，在擒纵座221的底部设有延伸座体228，延伸座体228上设有门座225，擒纵销224滑动的安装在门座225内，并穿过延伸座体228，套管钢丝14的套管141与门座225固定连接，套管钢丝14的擒纵钢丝142穿过门座225与擒纵销224连接；

在擒纵销224位于门座225内的部分设有延伸翼227，延伸翼227与门座225之间设有弹簧226；

在延伸座体228上还设有行程开关223，延伸翼227用于触发行程开关223以使卷扬电机72停止。由此结构，随着水肥管1在卷扬装置7的提升下，当擒纵销224落入水肥孔101中，延伸翼227即触发行程开关223，从而使卷扬电机72停机。

实施例2：

以最优结构为例，对本实用新型的使用方法加以说明。

将水肥储箱10与车架18连接，插上连接销19，将水肥深施装置与车架18连接，插上连接销19。加入燃料，在水肥储箱10内加入水肥溶液。松开宽度调节螺钉201，调节调节臂202在水平横管中的插入深度，从而调节水肥管1之间的间距，以能够同时对两侧的植株进行水肥深施操作，拧紧宽度调节螺钉201。松开倾角调节螺钉204，调节滑动套管3的倾角，相应调节水肥管1的倾角，调整到位后，拧紧倾角调节螺钉204。将设备移动至田间作业现场。本实用新型的系统可以倒退作业，也可以前进作业。以倒退作业为例。优选的，采用可编程控制器进行控制，也可以采用手动控制。输入水肥注入量，根据标定的泵8的流量，即可换算出泵送电机9的运行时间。卷扬装置7的卷扬电机72启动，卷扬毂71将张紧钢丝16卷绕，水肥管1沿着滑动套管3向上滑动。直至擒纵销224落入到水肥孔101中，同时延伸翼227触发行程开关223，使卷扬电机72停止，卷扬电机72采用直流电机，当卷扬电机72停止后即作为发电机，为张紧钢丝16提供一定的阻力，避免因惯性而超量输出。当到达作业地点，拉动操作手柄13，使擒纵销224从水肥孔101内脱出，水肥管1在弹射皮筋5的拉动下，向下弹射，水肥管1的底部尖端插入到泥土中。拉动操作手柄13后延时一段时间后，泵送电机9动作，进液管81将水肥液抽入到泵8内，通过水肥软管15输送至水肥管1内，并注入到泥土中。完成水肥深施作业，泵送电机9在预设的工作时间后停止，延时一段时间后，卷扬电机72动作，再次将张紧钢丝16卷绕，水肥管1沿着滑动套管3向上滑动。直至擒纵销224落入到水肥孔101中。本实用新型的车架18移动至下一个水肥深施地点。采用本实用新型，大幅降低了劳动强度，提高了水肥深施作业的效率。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。