【技术实现步骤摘要】
一种多耦合协同加装装置及其调控方法
[0001]本专利技术属于农业测控技术，特别是一种播种
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施肥
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喷药多耦合协同按需加装调控装置及方法。
技术介绍
[0002]播种是作物栽培措施之一，是将播种材料按一定数量和方式，适时播入一定深度土层中的作业，播种适当与否直接影响作物的生长发育和产量。施肥是指将肥料施于土壤中或喷洒在植物上，提供植物所需养分，并保持和提高土壤肥力的农业技术措施，其主要目的是增加作物产量，改善作物品质，培肥地力以及提高经济效益。喷药是将水与药液混合后通过压力将液体喷洒到作物表面，用于灭虫、除草、杀菌等，确保农作物产量。因此，合理和科学地播种施肥喷药是保障粮食安全和维护农业可持续性发展的主要手段之一。
[0003]现有技术在播种
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施肥
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喷药多耦合协同按需加装方面基本上采用人工或半机械化的方式，难以匹配播种施肥喷药机器作业进度，直接影响播种施肥喷药工作进程，存着生产效率低、劳动强度大、作业成本高等问题，并且提高生产作物机械化播种...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多耦合协同加装装置，其特征在于，包括：主机架；种仓自动补给机构，安装在所述主机架上，用于播种施肥喷药机自动补种；固态肥自动补给机构，安装在所述主机架上，用于所述播种施肥喷药机自动补肥，所述固态肥自动补给机构与所述种仓自动补给机构结构相同；液态肥自动加注机构，安装在所述主机架上并位于所述固态肥自动补给机构一侧，用于所述播种施肥喷药机自动加注液态肥；药液自动加注机构，安装在所述主机架上，用于所述播种施肥喷药机的喷药机自动加注药液，所述药液自动加注机构与所述液态肥自动加注机构结构相同；中央控制器，安装在所述主机架上，分别与所述种仓自动补给机构、固态肥自动补给机构、液态肥自动加注机构和药液自动加注机构连接，用于实时调整各机构的工作状态，并规划各机构协同作业；调控机构，分别设置在所述种仓自动补给机构、固态肥自动补给机构、液态肥自动加注机构和药液自动加注机构上，并与所述中央控制器连接；以及驱动电机，分别与所述种仓自动补给机构、固态肥自动补给机构、液态肥自动加注机构、药液自动加注机构和中央控制器连接；其中，所述种仓自动补给机构、固态肥自动补给机构、液态肥自动加注机构和药液自动加注机构分别设置有旋转变量开关和空间位置调节机构；所述液态肥自动加注机构和药液自动加注机构分别设置有自动配给器，所述种仓自动补给机构和固态肥自动补给机构分别设置有气流分配器，所述旋转变量开关、空间位置调节机构、自动配给器和气流分配器分别与所述中央控制器、调控机构及所述驱动电机连接。2.如权利要求1所述的多耦合协同加装装置，其特征在于，所述调控机构包括：速度传感器，用于检测转速；超声波接近传感器，分别安装在所述播种施肥喷药机的种箱、肥箱和药箱上，用于检测种子、固态肥、液体肥及药液余量；倾角传感器，用于检测所述播种施肥喷药机的种箱、肥箱和药箱的水平倾斜角度；流量传感器，用于检测种子、固态肥、液态肥及药液的流量；以及编码器，安装在所述旋转变量开关上，用于检测所述旋转变量开关的转动角度；所述速度传感器、超声波接近传感器、倾角传感器、流量传感器和编码器分别与所述中央控制器连接。3.如权利要求2所述的多耦合协同加装装置，其特征在于，所述种仓自动补给机构和固态肥自动补给机构分别包括：自动补给架，安装在所述主机架上；仓体，安装在所述自动补给架上，用于储存和提供种子或固态肥；所述旋转变量开关对应于所述仓体底端安装在所述自动补给架上，用于控制卸种或卸固态肥的速度；所述仓体上安装有所述超声波接近传感器，所述激光雷达传感器安装在所述仓体的外壁上，用于检测所述仓体与最靠近的所述种箱/肥箱之间的水平距离；扰动机构，安装在所述自动补给架上，并位于所述仓体内，用于扰动所述仓体内部的种子或固态肥，防止其堵塞且确保种子或固态肥均匀下落；所述扰动机构上安装有所述速度
传感器；风机，安装在所述自动补给架上，用于控制种子或固态肥的补给速度；所述风机上安装有所述速度传感器；补料管道，安装在所述空间位置调节机构上，用于将种子或固态肥补给到所述播种施肥喷药机的种箱或肥箱内，所述补料管道上安装有所述倾角传感器和流量传感器；所述激光雷达传感器安装在所述补料管道出口处，用于检测所述补料管道与所述种箱、肥箱和药箱之间的垂直距离；所述空间位置调节机构，安装在所述自动补给架上，用于调节所述补料管道与所述种箱的对接位置；所述气流分配器，安装在所述自动补给架上，与所述补料管道连接，用于将种子或固态肥分配到不同的所述补料管道内，所述气流分配器和空间位置调节机构分别安装有所述速度传感器；以及输送管道，安装在所述自动补给架上，并与所述旋转变量开关连接，所述输送管道的进风口与所述风机连接，所述输送管道的出风口与所述气流分配器连接，用于改变种子或固态肥的输送方向；所述输送管道的内壁上安装有所述流量传感器。4.如权利要求3所述的多耦合协同加装装置，其特征在于，所述调控机构还包括：气流速度传感器，分别安装在所述输送管道、补料管道和气流分配器上，并与所述中央控制器连接，用于检测所述输送管道、补料管道和气流分配器的气流速度。5.如权利要求2、3或4所述的多耦合协同加装装置，其特征在于，所述药液自动加注机构和液态肥自动加注机构分别包括：支架，安装在所述主机架上；液仓，安装在所述支架上，用于储存和提供药液或液态肥，所述液仓安装有超声波接近传感器，所述液仓的外壁上安装有所述激光雷达传感器，用于检测所述液仓与最靠近的所述肥箱/药箱之间的水平距离；所述自动配给器，安装在所述支架上，位于所述液仓上方，并与所述液仓的入口连接，用于所述液仓自动直接加注配药或配液态肥；所述旋转变量开关，安装在所述支架上，并位于所述液仓下面，用于控制卸药液或液态肥的速度；液体扰动机构，安装在所述支架上，置于所述液仓内部，用于扰动所述液仓内部的药液或液态肥，防止堵塞且确保药液或液态肥均匀流动；所述液体扰动机构上设置有所述速度传感器；管道泵，安装在所述支架上，用于控制药液或液态肥的加注速度，所述管道泵上安装有所述速度传感器；以及液体输送管道，安装在所述支架上，所述液体输送管道的进口与所述管道泵连接，所述液体输送管道的出口与液体加注管道连接，用于改变药液或液态肥的流动方向，并将药液或液态肥分配到不同的所述液体加注管道内，所述液体输送管道和液体加注管道的内壁上分别安装有所述流量传感器，所述液体加注管道上安装有所述倾角传感器，所述液体加注管道出口处安装有所述激光雷达传感器，用于检测所述液体加注管道与所述肥箱之间的垂直距离；所述空间位置调节机构安装在所述支架上，用于调节所述液体加注管道与所述播种施肥喷药机的肥箱的对接位置。6.如权利要求5所述的多耦合协同加装装置，其特征在于，所述自动配给器包括：喂入筒，用于喂入配药或配肥的各组成物料，所述喂入筒数量对应于配药或配肥的组成物料数量；所述喂入筒设置有所述超声波接近传感器；
螺旋输送机构，与所述喂入筒的出口连接，用于输送配药或配肥的各组成物料；所述螺旋输送机构上安装有所述速度传感器；自动配给管道泵，安装在所述螺旋输送机构上，用于控制所述液仓自动配药或配肥速度；所述管道泵上安装有所述速度传感器；配料筒，位于所述螺旋输送机构的出口下方，用于药液或液态肥搅拌配料，所述配料筒的顶部设置有所述超声波接近传感器；以及搅拌机构，位于所述配料筒内，用于将配药或配肥的各组成物料搅拌均匀以完成药液或液态肥自动配料，所述搅拌机构上设置有所述速度传感器。7.如权利要求5所述的多耦合协同加装装置，其特征在于，所述空间位置调节机构包括：支撑滑块，安装在滑块底座上；凸轮盘，与所述驱动电机连接；滑块连杆，一端与所述凸轮盘连接；所述滑块连杆的另一端与连接杆连接；所述驱动电机驱动所述连接杆水平伸缩运动，以实现与所述播种施肥喷药机的种箱、药箱或肥箱水平方向精准对接；摇杆，一端与所述连接杆连接，所述摇杆的另一端与所述补料管道或液体加注管道连接；以及液压缸，一端与所述滑块底座连接，所述液压缸的另一端与所述仓体或液仓连接，所述液压缸上安装有拉线位移传感器，用于检测所述液压缸的伸缩位移量。8.如权利要求5所述的多耦合协同加装装置，其特征在于，所述旋转变量开关包括：固定筒，安装在所述自动补给架或支架上，并位于所述仓体或液仓下方；多个旋转卸载片，安装在所述固定筒上并呈圆周阵列分布；以及旋转变量卸载轮，与所述旋转卸载片连接，并带动旋转卸载片移动以调整卸载口的大小控制卸料速度；所述旋转变量卸载轮的转轴上设置有所述速度传感器。9.一种多耦合协同加装装置的调控方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、分别采用超声波接近传感器检测播种施肥喷药机的种箱、固态肥箱、液态肥箱和药箱内的种/肥/药余量，并根据设定条件判断所述播种施肥喷药机是否需要补充相应的种/肥/药；若满足所述设定条件，则无需进行自动加装，若不满足所述设定条件，则按如下步骤进行自动加装；S200、分别采用倾角传感器检测种仓自动补给机构、固态肥自动补给机构、液态肥自动加注机构和药液自动加注机构与对应的所述种箱、固态肥箱、液态肥箱和药箱的水平倾斜角度，并采用拉线位移传感器检测对应的空间位置调节机构的液压缸伸缩位移量，所述中央控制器根据所述液压缸伸缩位移量驱动相应的液压缸，确保所述种仓自动补给机构及固态肥自动补给机构的补料管道与对应的所述种箱和固态肥箱、所述液态肥自动加注机构和药液自动加注机构的液体加注管道与相应的所述液态肥箱及药箱保持平行；S300、分别采用激光雷达传感器检测所述种仓自动补给机构和固态肥自动补给机构的仓体、所述液态肥自动加注机构和药液自动加注机构的液仓与最靠近的...
【专利技术属性】
技术研发人员：白圣贺，苑严伟，牛康，周利明，赵博，伟利国，刘立晶，郑元坤，马乙骅，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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