一种寻种式液态肥定位精施系统技术方案

本发明专利技术公开了属于农业机械领域的一种寻种式液态肥定位精施系统；本发明专利技术中的控制器安装在驾驶室内，控制器分别通过导线与红外传感器、速度编码器和数模转换器相连；数模转换器通过导线连接在控制器与电磁比例换向阀之间；电磁比例换向阀的进液口和出液口分别通过软管与供肥系统中的组合阀块和喷肥机构中的硬质肥管相连；排种管设置于机架的斜梁后方且与斜梁平行；喷肥机构的硬质肥管卡接在机架斜梁的前方。本发明专利技术能精准地将液态肥喷洒到种子周围，使种子发芽初期就获得最佳生长条件所需要的营养，降低生产成本，提高作物产量；喷肥机构能调节喷出液态肥压力，可以得到面积大小不同的缺口椭圆环状液态肥，以适应不同种子的施肥要求。

【技术实现步骤摘要】
一种寻种式液态肥定位精施系统
本专利技术属于农业机械
，特别涉及一种寻种式液态肥定位精施系统。
技术介绍
液态肥是一种含有农作物生长营养元素的液体状肥料，与传统颗粒固体肥料相比，液态肥的有效元素可直接被植物根系吸收，具有肥效利用率高、肥效作用快和肥效损失少等优势，是未来农业用肥的趋势。现有的液态施肥机多应用于作物已长出地表的田地，采用相关机构将施肥针周期性插入土壤并注射肥料，从而将液态肥施用到植株根系附近，我国公开号为CN107580846的专利技术专利公开了一种液态肥扎穴注施机构，采用曲柄摇杆驱动扎穴机构完成液态肥深施，存在穴口大、扎穴机构极限速度低等问题，我国公开号为CN207040213的专利技术专利公开了一种斜置式扎穴深施肥液态施肥机，通过行星轮系扎穴机构扎入土中能实现液态肥的深施，速度较曲柄摇杆提高，但会出现伤苗现象。目前，对于在播种阶段就进行液态肥深施的机具仍无报道，研究表明，当播种时在每一个种子周围施用一定量的液态肥，能促进种子在出牙和生长初期获得足够的营养成分，苗期生长好的植株更能获得高产、增收的效果。因此需要一种在播种的同时进行液态肥精施的施肥系统，既能促进作物在生长初期获得充足的营养成分，又能实现液态肥的精施和提高液态肥的利用率。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术公开了一种寻种式液态肥定位精施系统，其特征在于，包括：监控系统、供肥系统、开沟排种机构和喷肥机构；其中监控系统包括：速度编码器、红外传感器、控制器、数模转换器和电磁比例换向阀，控制器安装在驾驶室内，控制器内设有人机交互界面，在人机交互界上面实时显示播种及施肥状态，且通过人机交互界面设置播种量和施肥量等参数；控制器分别通过导线与红外传感器、速度编码器和数模转换器相连；数模转换器通过导线连接在控制器与电磁比例换向阀之间，将控制器输出的数字信号转变为电磁比例换向阀可识别的模拟信号，数模转换器输出的模拟电压用于控制电磁比例换向阀的开度，电磁比例换向阀的进液口和出液口分别通过软管与供肥系统中的组合阀块和喷肥机构中的硬质肥管相连；电磁比例换向阀用于实时控制进入喷肥机构的液态肥流量；供肥系统通过肥箱栓接在拖拉机后方的安装架上；红外传感器安装在排种管的前方，且红外传感器的检测探头安装于排种管的内部，用于探测排种管内是否确实有种子排出；速度编码器安装在拖拉机轮轴上，保证拖拉机的速度信息能实时传递到控制器。所述供肥系统包括：肥箱、离心泵、组合阀块和压力表，组合阀块通过螺栓安装在肥箱上方，压力表安装在组合阀块上方，离心泵进液口与设置于肥箱侧面下方的出液口相连，离心泵的出液口通过软管与组合阀块的进液口相连；离心泵通过电线与拖拉机的发电机相连。所述开沟排种机构包括：排种管、排种器、机架和开沟圆盘；其中机架的主体为竖梁、斜梁和水平设置的横梁，竖梁固接于横梁前端的上方，斜梁固接于横梁前端的下方；机架通过竖梁前方的安装孔与精量播种机整机机架相连，精量播种机通过三点悬挂安装在拖拉机后方；排种器分别与机架的横梁上方和竖梁后方栓接，排种管的上端与排种器的出种口相连，排种管穿过机架的横梁，且排种管通过螺栓安装在机架横梁上，排种管设置于机架的斜梁后方且与斜梁平行；开沟圆盘通过轴承安装在机架斜梁的下部，并位于机架横梁的下方；机架的斜梁上焊接有用于安装喷肥机构的卡扣，喷肥机构的硬质肥管卡接在机架斜梁的前方。所述喷肥机构与地表的夹角为60°，喷肥机构的最低端距离地表40-60mm。所述喷肥机构包括：硬质肥管、阀体、喷肥口、锁紧螺母、调压螺栓、密封圈、阀芯和调压弹簧；其中调压螺栓通过下方螺纹安装于阀体的下端，硬质肥管通过上方螺纹安装于阀体的上端；阀体中部的周向上开有喷肥口；阀芯滑动连接于阀体的内部，且将阀体内的空间分割为上方的高压区和下方的低压区；阀芯和调压螺栓间设有调压弹簧。所述喷肥口由对称的两部分缺口组成，每部分缺口所呈的周向角度为130～160°。所述调压螺栓具有一定初始压缩量，当高压区压力大于调压弹簧的弹力时，阀芯向下移动；转动调压螺栓可调整调压弹簧的初始压缩量，不同的出口压缩量使液态肥从喷肥口喷出时的压力不同，从而改变喷出的缺口椭圆形液态肥的面积大小。所述调压螺栓上安装有锁紧螺母，且锁紧螺母的一个端面紧贴于阀体的下端面。所述阀芯的顶端倒有直角；所述硬质肥管的底端倒有与阀芯相匹配的直角，且在肥管倒角面上设有密封圈。本专利技术具有以下优点：(1)喷肥机构能喷出缺口椭圆环状液态肥，精准地将液态肥喷洒到种子周围，使种子发芽初期就获得最佳生长条件所需要的营养，减少液态肥的浪费，降低生产成本，提高作物产量；(2)排种管上安装了红外传感器，能实时检测排种管内是否有种子下落，确保每个播下的种子周围都有一定量液态肥，而漏播种子时不施液态肥；(3)采用速度编码器实时测量拖拉机的前进速度，从而得到每次喷肥的精确时间，以防误差过大使种子距离化肥太近，造成损伤；(4)喷肥机构能调节喷出液态肥压力，可以得到面积大小不同的缺口椭圆环状液态肥，以适应不同种子的施肥要求。附图说明图1为本专利技术一种寻种式液态肥定位精施系统实施例的系统框图；图2为本专利技术实施例中供肥斜视图；图3为本专利技术实施例中开沟排种机构和喷肥机构的主视图；图4为本专利技术实施例中喷肥机构主视图；图5为图4中A-A剖面的剖视图；图6为本专利技术实施例正常作业后地面的效果图。图中：1-肥箱；2-离心泵；3-组合阀块；4-压力表；5-红外传感器；6-排种管；7-开沟排种机构；8-排种器；9-机架；10-开沟圆盘；11-喷肥机构；12-硬质肥管；13-阀体；14-喷肥口；15-锁紧螺母；16-调压螺栓；17-密封圈；18-阀芯；19-调压弹簧；20-缺口椭圆环状液态肥；21-种子；22-种沟；23-地表。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明；如图1、2、3所示的一种寻种式液态肥定位精施系统，包括监控系统、供肥系统、开沟排种机构7和喷肥机构11；其中监控系统包括：速度编码器、红外传感器、控制器、数模转换器和电磁比例换向阀，控制器安装在驾驶室内，控制器内设有人机交互界面(触摸屏)，在人机交互界上面实时显示播种及施肥状态，且通过人机交互界面设置播种量和施肥量等参数；控制器分别通过导线与红外传感器5、速度编码器和数模转换器相连；数模转换器通过导线连接在控制器与电磁比例换向阀之间，将控制器输出的数字信号转变为电磁比例换向阀可识别的模拟信号，数模转换器输出的模拟电压用于控制电磁比例换向阀的开度，电磁比例换向阀的进液口和出液口分别通过软管与供肥系统中的组合阀块3和喷肥机构中的硬质肥管12相连；电磁比例换向阀用于实时控制进入喷肥机构11的液态肥流量；红外传感器5安装在排种管6的前方，且红外传感器5的检测探头安装于排种管6的内部，用于探测排种管6内是否确实有种子排出；速度编码器安装在拖拉机轮轴上，保证拖拉机的速度信息能实时传递到控制器；在本实施例中，所使用的电磁比例换向阀为华德4WRA6E20-10B，所使用的数模转换器为德州仪器DAC8830，所使用的红外传感器5为TCRT5000，所使用的控制器为正点原子STM32F103，所使用的速度编码器为欧姆龙E6B2-CWZ6C，控制器中所使用的程序采用德国KEIL公司的MDK5软件编写；如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种寻种式液态肥定位精施系统，其特征在于，包括：监控系统、供肥系统、开沟排种机构(7)和喷肥机构(11)；其中监控系统包括：速度编码器、红外传感器、控制器、数模转换器和电磁比例换向阀，控制器安装在驾驶室内，控制器内设有人机交互界面，在人机交互界上面实时显示播种及施肥状态，且通过人机交互界面设置播种量和施肥量参数；控制器分别通过导线与红外传感器(5)、速度编码器和数模转换器相连；数模转换器通过导线连接在控制器与电磁比例换向阀之间，将控制器输出的数字信号转变为电磁比例换向阀可识别的模拟信号，数模转换器输出的模拟电压用于控制电磁比例换向阀的开度，电磁比例换向阀的进液口和出液口分别通过软管与供肥系统中的组合阀块(3)和喷肥机构(11)中的硬质肥管(12)相连；电磁比例换向阀用于实时控制进入喷肥机构(11)的液态肥流量；供肥系统通过肥箱(1)栓接在拖拉机后方的安装架上；红外传感器(5)安装在排种管(6)的前方，且红外传感器(5)的检测探头安装于排种管(6)的内部，用于探测排种管(6)内是否确实有种子排出；速度编码器安装在拖拉机轮轴上，保证拖拉机的速度信息能实时传递到控制器。

【技术特征摘要】
1.一种寻种式液态肥定位精施系统，其特征在于，包括：监控系统、供肥系统、开沟排种机构(7)和喷肥机构(11)；其中监控系统包括：速度编码器、红外传感器、控制器、数模转换器和电磁比例换向阀，控制器安装在驾驶室内，控制器内设有人机交互界面，在人机交互界上面实时显示播种及施肥状态，且通过人机交互界面设置播种量和施肥量参数；控制器分别通过导线与红外传感器(5)、速度编码器和数模转换器相连；数模转换器通过导线连接在控制器与电磁比例换向阀之间，将控制器输出的数字信号转变为电磁比例换向阀可识别的模拟信号，数模转换器输出的模拟电压用于控制电磁比例换向阀的开度，电磁比例换向阀的进液口和出液口分别通过软管与供肥系统中的组合阀块(3)和喷肥机构(11)中的硬质肥管(12)相连；电磁比例换向阀用于实时控制进入喷肥机构(11)的液态肥流量；供肥系统通过肥箱(1)栓接在拖拉机后方的安装架上；红外传感器(5)安装在排种管(6)的前方，且红外传感器(5)的检测探头安装于排种管(6)的内部，用于探测排种管(6)内是否确实有种子排出；速度编码器安装在拖拉机轮轴上，保证拖拉机的速度信息能实时传递到控制器。2.根据权利要求1所述的一种寻种式液态肥定位精施系统，其特征在于，所述供肥系统包括：肥箱(1)、离心泵(2)、组合阀块(3)和压力表(4)，组合阀块(3)通过螺栓安装在肥箱(1)上方，压力表(4)安装在组合阀块(3)上方，离心泵(2)进液口与设置于肥箱(1)侧面下方的出液口相连，离心泵(2)的出液口通过软管与组合阀块(3)的进液口相连；离心泵(2)通过电线与拖拉机的发电机相连。3.根据权利要求1所述的一种寻种式液态肥定位精施系统，其特征在于，所述开沟排种机构(7)包括：排种管(6)、排种器(8)、机架(9)和开沟圆盘(10)；其中机架(9)的主体为竖梁、斜梁和水平设置的横梁，竖梁固接于横梁前端的上方，斜梁固接于横梁前端的下方；机架(9)通过竖梁前方的安装孔与精量播种机整机机架相连，精量播种机通过三点悬挂安装在拖拉机后方；排种器(8)分别与机架(9)的横梁上方和竖梁后方栓接，排种管(6)的上端与排种器(8)的出种口相连，排种管(6)穿过机架(9)的横梁，且排种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆杰，于畅畅，李洪文，何进，卢彩云，徐迪娟，王树东，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11