一种基于多点雷达的精准施肥装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于农作物种植器械技术领域，具体涉及一种基于多点雷达的精准施肥装置，包括监控系统、机架和设于机架上的驱动系统和撒施机构；所述撒施机构包括下料斗和设于下料斗下方的撒肥盘，下料斗上部连通设有肥箱；所述监控系统包括控制器、转速检测系统和设于机架上的雷达系统，转速检测系统包括与控制器连接的第一转速检测器，驱动系统包括与控制器连接的第一驱动器，第一驱动器用于驱动撒肥盘转动，第一转速检测器用于检测第一驱动器的转速，雷达系统用于检测撒肥盘撒施肥料的幅宽与均匀性。本装置能对施肥状况进行实时监测，并对工作参数进行及时调整，实现精准施肥，且环境适应性好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多点雷达的精准施肥装置
本专利技术属于农作物种植器械
，具体涉及一种基于多点雷达的精准施肥装置。
技术介绍
肥料是重要的农业生产资料，是实现粮食增产稳产的重要保证。据国家统计局资料显示2016年全国粮食总产量达61623.9万吨，其中肥料的贡献率为40%-50%。目前，我国每年化肥施用量将近6000万吨，占世界总量的1/3，成为世界第一化肥消费大国。超高的化肥消费量直接导致我国平均化肥使用量远远高于世界的平均水平，同时由于我国传统的粗放施肥和过量偏施导致化肥有效利用率较低，我国化肥的有效利用率分别为：氮肥30%-35%，磷肥10%-20%，钾肥35%-50%，普遍低于欧、美、日等发达国家的有效利用率（氮肥50%-60%，磷肥20%-30%，钾肥40%-60%）。肥料的过多使用和较低的有效利用率导致资源的大量浪费，以及水土污染、作物病虫害加重、粮食质量安全等问题。为遏制土壤与环境继续恶化的趋势，2015年农业部提出了“一控两减”的治理措施，同时根据国内一些研究人员在高产地区所做的实验，利用合理的方式方法科学施肥，能节省使用化肥30-50%，且不会对产品的产量有明显的影响，同时可提高产品品质，相应的病虫害也会减少。为此，肥料的精准施用具有节能和增效的功能，并能带来良好的环境与社会效益。现有的肥料精准施用装备大多只对撒施结构进行设计与优化，均无法实现对施肥状况的实时监测和对工作参数的及时调整，而且工作范围单一，环境适应性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多点雷达的精准施肥装置，能对施肥状况进行实时监测，并对施肥幅宽、施肥一致性及单位面积施肥量进行及时调整，实现精准施肥，且环境适应性好。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种基于多点雷达的精准施肥装置，包括监控系统、机架和设于机架上的驱动系统和撒施机构；所述撒施机构包括下料斗和设于下料斗下方的撒肥盘，下料斗上部连通设有肥箱；所述监控系统包括控制器、转速检测系统和设于机架上的雷达系统，转速检测系统包括与控制器连接的第一转速检测器，驱动系统包括与控制器连接的第一驱动器，第一驱动器用于驱动撒肥盘转动，第一转速检测器用于检测第一驱动器的转速，雷达系统用于检测撒肥盘撒施肥料的幅宽与撒施均匀性。上述方案中，由于重力作用，肥料通过肥箱底部进入下料斗内，再经下料斗散落在撒肥盘上，下料斗的进料口宽度大于出料口宽度，所以，肥料经下料斗的出料口落在撒肥盘上时，由于下料口的出料口宽度较小，肥料不会大量的聚集并覆盖在撒肥盘上，从而提高肥料施用量的可控性，第一驱动器驱动撒肥盘旋转，肥料随撒肥盘的匀速转动而均匀撒入农田，撒肥盘的旋转速度越快，撒肥幅宽越宽，相应地，单位面积上的撒肥量则越少，第一转速检测器对撒肥盘的转速进行实时检测，并将检测的转速传递至控制器，控制器根据撒肥盘转速得出理论撒肥幅宽及理论单位面积撒肥量，与此同时，雷达系统对实际撒肥幅宽和撒肥均匀性进行实时检测，根据转盘转速与撒肥量的对应关系，可获取具体转速时的撒肥量，控制器根据实际撒肥幅宽可获取实际撒肥面积，而对撒肥量及实际撒肥面积进行处理即可获取实际单位面积撒肥量，控制器根据理论撒肥幅宽及理论单位面积撒肥量和实际撒肥幅宽及实际单位面积撒肥量的差值，及时调控第一驱动器，改变撒肥盘的转速，调节至当前所需的撒肥幅宽及单位面积撒肥量，实现精准施肥，提高施肥一致性；此外，肥箱内可设置防护网，防护网用于降低肥料对下料斗的冲击，同时防止大块肥料进入下料斗时造成堵料；雷达系统包括设于机架不同方位的多个雷达装置，雷达装置检测的准确性高，环境适应性好；第一驱动器可为液压马达；第一转速检测器可为转速传感器。优选地，所述驱动系统还包括与控制器连接的第二驱动器，第二驱动器用于驱动下料斗转动以使下料斗上的出料口与肥箱的相对位置改变；所述监控系统还包括与控制器连接的位置检测器，用于检测下料斗的出料口相对肥箱的位置。出料口设于下料斗下方；控制器调控第二驱动器，驱动下料斗转动，从而改变下料斗上的出料口与肥箱的相对位置，即及时调整肥料散落在撒肥盘上的位置，以改变撒肥盘撒施肥料的分布，提高施肥的一致性；第二驱动器可为电推杆，电推杆用于驱动下料斗的出料口相对肥箱做旋转运动；下料斗的顶部与肥箱的底部通过橡胶垫连接，易于下料斗的旋转。位置检测器将检测的下料斗的出料口的位置信息传递至控制器，控制器结合雷达系统的监测信息，通过控制第二驱动器驱动下料斗转动来改善撒施肥料的分布；位置检测器可为转角传感器。优选地，所述撒施机构还包括设于下料斗底部的下料口调节板，所述驱动系统还包括与控制器连接的第三驱动器，第三驱动器用于驱动下料口调节板旋转；所述监控系统还包括与控制器连接的转角传感器，用于检测下料口调节板的旋转角度。下料口调节板设于下料斗的出料口内；控制器通过调控第三驱动器，驱动下料口调节板旋转，及时调节下料口调节板与下料斗底部形成的开口大小，以调节肥料从下料口调节板落入撒肥盘的量的多少，从而在撒肥盘转速不变的情况下，直接调节施肥量；第三驱动器可为电推杆；下料口调节板为与下料口内径匹配的圆板，根据下料斗的出料口及下料口调节板的尺寸大小，同时兼顾电推杆的量程，当下料口调节板旋转至0°时，下料口调节板可完全封闭下料斗的出料口，使得肥料无法流到撒肥盘上，而下料口调节板旋转至60°时，下料口调节板与下料斗底部形成的开口最大。转角传感器实时检测下料口调节板的旋转角度，从而检测出下料口调节板与下料斗底部形成的开口大小，并将检测的数据传递至控制器，控制器根据下料口调节板与下料斗底部形成的开口大小，经分析和计算，得出肥料从下料口调节板落入撒肥盘的量的多少，实现施肥量的实时检测。优选地，所述下料斗内部设有下料器，驱动系统还包括与控制器连接的第四驱动器，第四驱动器用于驱动下料器转动；所述转速检测系统还包括与控制器连接的第二转速检测器，第二转速检测器用于检测第四驱动器的转速。控制器通过调控第四驱动器，驱动下料器旋转，及时调节肥箱底部的肥料通过下料器导入下料斗内的下料量，实现施肥量的间接调节，同时控制颗粒肥料的流动性；下料器可为横向安装在下料斗上并伸入下料斗内部的螺旋结构，在旋转过程中可以控制肥料流动性，同时防止肥料起拱和堵料；第四驱动器可为液压马达。第二转速检测器实时检测下料器的转速，并将检测的数据传递至控制器，控制器经分析和计算，得出肥箱底部的肥料通过下料器导入下料斗内的下料量，实现下肥量的实时检测，从而间接检测施肥量；第二转速检测器可为转速传感器。优选地，所述撒肥盘上设有叶片和弧形凹槽，叶片一端安装于撒肥盘上，另一端能沿弧形凹槽在撒肥盘上转动。叶片为两片，弧形凹槽为两个，且两个弧形凹槽对称设于撒肥盘上，两片叶片的一端均固定安装在撒肥盘上，另一端分别沿其中一个弧形凹槽在撒肥盘上转动，叶片在撒肥盘上的转动范围取决于弧形凹槽的弧长，弧形凹槽的弧长一定时，叶片可在该弧长范围内相对撒肥盘转动，通过叶片沿弧形凹槽在撒肥盘上的转动，可改变两片叶片在撒肥盘上的位置分布，从而改变撒出的肥料的分布及撒肥幅宽。进一步优选地，所述叶片的外沿上设有微调叶片，微调叶片用于改变肥料撒施距离。叶片的外沿为叶片靠近撒肥盘边缘的端部；调节微调叶片，使微调叶片沿叶片外沿方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多点雷达的精准施肥装置，其特征在于，包括监控系统、机架（17）和设于机架（17）上的驱动系统和撒施机构；所述撒施机构包括下料斗（6）和设于下料斗（6）下方的撒肥盘（4），下料斗（6）上部连通设有肥箱（2）；所述监控系统包括控制器、转速检测系统和设于机架（17）上的雷达系统（1），转速检测系统包括与控制器连接的第一转速检测器，驱动系统包括与控制器连接的第一驱动器（5），第一驱动器（5）用于驱动撒肥盘（4）转动，第一转速检测器用于检测第一驱动器（5）的转速，雷达系统（1）用于检测撒肥盘（4）撒施肥料的幅宽与撒施均匀性。

【技术特征摘要】
1.一种基于多点雷达的精准施肥装置，其特征在于，包括监控系统、机架（17）和设于机架（17）上的驱动系统和撒施机构；所述撒施机构包括下料斗（6）和设于下料斗（6）下方的撒肥盘（4），下料斗（6）上部连通设有肥箱（2）；所述监控系统包括控制器、转速检测系统和设于机架（17）上的雷达系统（1），转速检测系统包括与控制器连接的第一转速检测器，驱动系统包括与控制器连接的第一驱动器（5），第一驱动器（5）用于驱动撒肥盘（4）转动，第一转速检测器用于检测第一驱动器（5）的转速，雷达系统（1）用于检测撒肥盘（4）撒施肥料的幅宽与撒施均匀性。2.根据权利要求1所述的一种基于多点雷达的精准施肥装置，其特征在于，所述驱动系统还包括与控制器连接的第二驱动器（8），第二驱动器（8）用于驱动下料斗（6）转动以使下料斗（6）上的出料口与肥箱（2）的相对位置改变；所述监控系统还包括与控制器连接的位置检测器，用于检测下料斗（6）的出料口相对肥箱（2）的位置。3.根据权利要求1所述的一种基于多点雷达的精准施肥装置，其特征在于，所述撒施机构还包括设于下料斗（6）底部的下料口调节板（9），所述驱动系统还包括与控制器连接的第三驱动器（10），第三驱动器（10）用于驱动下料口调节板（9）旋转；所述监控系统还包括与控制器连接的转角传感器，用于检测下料口调节板（9）的旋转角度。4.根据权利要求1所述的一种基于多点雷达的精准施肥装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗锡文，李辉，杨文武，周志艳，方龙羽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22