[发明专利]一种基于作物生长信息的实时变量撒肥机

说明书

技术领域

本发明属于农业工程技术领域，涉及光谱传感技术和变量施肥技术，特别地说，是一种基于作物生长信息的实时变量撒肥机。

背景技术

随着我国人口数量的激增、耕地面积的骤减，合理科学地施用肥料成为现代农业可持续发展的必要措施和亟待解决的问题，从而作为现代精准农业重要组成部分的变量施肥技术成为全世界现代农机装备领域研究的重点内容。

变量施肥技术依托现代先进的科学技术，涉及到农田信息采集与处理、土壤地理信息系统建立与施肥决策、变量施肥控制及实施三部分。目前成熟的变量施肥控制技术主要包括两种方式：一种是实时控制施肥，一是处方信息控制施肥。

目前，国内外现有的变量施肥技术的研究多集中在测土配方变量施肥技术研究，但由于技术操作繁琐、技术难度大等问题并未实现大面积推广使用。近年来，国外积极的开展基于传感监测技术的在线实时控制变量施肥机具，该类机具由传感器实时获得土壤养分组成或作物营养需求状态，实现施肥量在线调节，从而达到变量施肥的目标。但是，目前国内关于此类变量施肥机械研究较少，特别是缺乏基于作物长势的在线实时控制的离心式变量撒肥机具。

因此有必要设计一种针对作物生长的农艺和技术指标，基于光谱传感器监测技术的实时变量撒肥机，可根据作物长势空间差异性进行按需精准变量撒肥。

发明内容

本发明的目的在于克服现有变量施肥技术存在上述不足，提供一种基于作物生长信息的实时变量撒肥机。

为了实现以上目的，本发明所采取的解决技术方案是：一种基于作物生长信息的实时变量撒肥机，涉及农业机械技术领域，包括作物生长信息采集系统、行走系统、变量撒肥系统、控制通信系统。作物生长信息采集系统通过支架设置在行走系统的前端，由光谱传感器实时获取作物冠层“面状”信息，通过数据交换器传输给设置在行走系统内部的车载控制终端，结合速度传感器实时监测施肥机的行进速度和GPS数据信息，经过控制通信系统运行变量施肥决策系统，将信息反馈给智能变量控制器，执行变量撒肥系统，调节液压马达和步进电机转速，控制肥量调节机构开口位置大小，实现施肥量和撒肥范围的在线调整。

优选的，所述的采集作物生长信息的光谱传感器通过螺栓固定在水平支架上，保证光谱传感器发生光源正对作物冠层距离80-120cm，通过数据交换器将获得的数据传输给车载控制终端。

优选的，所述的行走系统的牵引机构安装有速度传感器，实时监测施肥机的行进速度，牵引机构可以是水田轮胎或者是旱田轮胎(高地隙)，以适用于水稻或小麦等粮食经济作物。

优选的，所述的变量撒肥系统通过三点悬挂安装在行走系统的牵引臂上，驱动机构由液压马达和步进电机构成，通过拖拉机上的液压控制阀和驱动器控制液压马达和步进电机的转速。

优选的，所述的变量撒肥系统的撒肥机构包括转轴、撒肥圆盘、撒肥叶片、挡板和匀肥罩构成。

优选的，所述的转轴由液压马达控制转速，所述的撒肥圆盘呈凹球面上翘形状，所述的撒肥叶片紧贴撒肥圆盘且截面为曲线形状，所述的匀肥罩为柱形罩底部开口分料，保证肥料在圆盘上不被洒落浪费，有助于均匀撒肥。

优选的，所述的调节机构置于肥箱底部，由动盘和定盘构成，动、定盘上设有下料口，通过调节动、定盘上下料口的相互位置大小，调节排肥流量。

优选的，所述的动、定盘上下料口的相互位置通过步进电机控制齿条连杆驱动调节。

优选的，所述撒肥结构转轴安装有转速传感器和角度位移传感器，将转轴转速信号和调节定盘转角信号反馈给车载控制终端。

优选的，所述撒肥结构可以通过相同的原理设置成双圆盘撒肥机构。

相比现有技术，本发明的基于作物生长信息的实时变量撒肥机有益效果在于：撒肥圆盘为凹球面上翘形状，且撒肥叶片截面为曲线形状，控制了肥料在圆盘上不被洒落浪费，有助于撒肥均匀性。由光谱传感器实时获得作物冠层“面状”信息，基于作物长势空间差异性，发明一种实时控制离心式变量撒肥机，实现施肥量在线调节，从而达到精准变量施肥的目标。

附图说明

图1本发明的整机结构示意图。

图2本发明的变量撒肥机结构示意图。

图3本发明的撒肥量调节机构结构示意图。

图4本发明的撒肥机构结构示意图。