[发明专利]一种智能化电动精量开沟施肥机

权利要求书

1.一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，包括：

框架总成；

开沟总成，设置在所述框架总成下侧，用于对土地开沟形成施肥沟；

施肥装置，内置智能化精量施肥控制系统，设置在所述框架总成上侧，用于根据土地的含肥量和含水量确定肥料的最优用量，并将所述肥料置于所述施肥沟内。

2.根据权利要求1所述的一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，所述开沟总成，包括：

开沟刀盘；

减速链轮箱，所述减速链轮箱一端与所述开沟刀盘连接；

减速器，与所述减速链轮箱的另一端连接；

驱动伺服电机，与所述减速器连接，用于驱动减速器转动，进而使减速器通过减速链轮箱带动开沟刀盘旋转。

3.根据权利要求1所述的一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，所述施肥装置，包括：

施肥箱，用于存储肥料；

施肥管，所述施肥管一端与所述施肥箱连通，所述施肥管的另一端设有施肥器；

精准施肥电机，与所述智能化精量施肥控制系统连接，用于根据肥料的最优用量控制所述施肥器的排肥轴转动。

4.根据权利要求1所述的一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，还包括：

挡土罩盖，设置在所述框架总成上，用于保护开沟刀盘；

三点悬挂拉杆，设置在所述框架总成上，用于推动开沟施肥机完成作业。

5.根据权利要求2所述的一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，所述减速链轮箱，包括：

链轮箱壳，内设有小链轮、大链轮，所述小链轮和所述大链轮通过传动链条连接；所述小链轮与所述减速器连接；

联轴器，分别与所述开沟刀盘和所述大链轮连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，所述智能化精量施肥控制系统，包括：

样本获取模块，用于获取训练样本；所述训练样本包括土地的原始含肥量、含水量、施肥量及其相应农作物的产量；

归一化处理模块，用于对所述训练样本进行归一化处理得到归一化的训练样本；

聚类模块，用于对所述归一化的训练样本进行聚类得到多个聚类子集；

训练模块，用于将所述聚类子集输入到神经网络中进行训练得到施肥量确定模型；

肥料用量确定模块，用于将当前土地的含肥量和含水量输入到所述施肥量确定模型中确定当前土地的肥料用量。

7.根据权利要求6所述的一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，所述聚类模块，包括：

目标函数构建单元，用于根据所述归一化的训练样本中的数据点到聚类中心的距离构建目标聚类函数；其中，所述目标聚类函数为：

其中，v_i表示第i个聚类中心，n表示数据点的总数，表示数据点x_j隶属第i个聚类中心的隶属度，d_ij＝||x_j-v_i||，d_ij表示数据点x_j到第i个聚类中心的距离，λ表示加权参数；

目标函数求解单元，用于对所述目标聚类函数进行迭代求解得到聚类更新模型；

聚类单元，用于利用所述聚类更新模型对所述归一化的训练样本进行聚类得到多个聚类子集。

8.根据权利要求7所述的一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，所述聚类更新模型为：

其中，v_i表示第i个聚类中心，m表示可调阈值，d_kj表示数据点x_j到第k个聚类中心的距离。

9.根据权利要求6所述的一种智能化电动精量开沟施肥机，其特征在于，所述神经网络在训练过程中的激活函数为：

其中，x^T＝[x₁,x₂,…x_n]^T表示神经网络的输入矢量，x_m表示神经网络第n个输入矢量，c_i表示隐含层第i个节点的输出，σ_i表示第i个基函数的宽度。