一种自动施肥装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110100550 A(43)申请公布日 2019.08.09

(21)申请号 201910438552.3(22)申请日 2019.05.24

(71)申请人 西南大学

地址 400716 重庆市北碚区天生路2号(72)发明人 李光林　张信　白秋薇　马驰　

简真　阎东方　(74)专利代理机构 重庆弘旭专利代理有限责任

公司 50209

代理人 熊雄(51)Int.Cl.

A01C 15/06(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图3页

()发明名称

一种自动施肥装置(57)摘要

本发明公开了一种自动施肥装置，包括外槽轮式施肥机构，在所述外槽轮式施肥机构上端面设置有储料箱（1），在所述外槽轮式施肥机构下端面设置有出肥通道（5），在所述外槽轮式施肥机构两端设置有与外槽轮式施肥机构连接的水平分离机构，在所述外侧轮施肥机构一侧设置有与水平分离机构连接的施肥量调节机构，在所述外槽轮式施肥机构一端设置有用于测定外槽轮式施肥机构转速及调整施肥转角的检测反馈机构。本发明具有结构设计巧妙、使用可靠、操作方便、成本低廉的优点，采用它能够调整外槽轮体体积，使其随装置行走速度自动调节施肥量及施肥速度，确保施肥定量的均匀和精确，减少了过剩肥料对土地和环境影响。

CN 110100550 ACN 110100550 A

权　利　要　求　书

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1.一种自动施肥装置，包括外槽轮式施肥机构，在所述外槽轮式施肥机构上端面设置有储料箱（1），在所述外槽轮式施肥机构下端面设置有出肥通道（5），其特征是：在所述外槽轮式施肥机构两端设置有与外槽轮式施肥机构连接的水平分离机构，在所述外侧轮施肥机构一侧设置有与水平分离机构连接的施肥量调节机构，在所述外槽轮式施肥机构一端设置有用于测定外槽轮式施肥机构转速及调整施肥转角的检测反馈机构。

2.如权利要求1所述的自动施肥装置，其特征是：所述外槽轮式施肥装置包括上箱体（2）和下箱体（3），在所述由上箱体（2）和下箱体（3）围成的空腔内设置有可分离式外槽轮（4）；所述储料箱（1）位于上箱体（2）上端面，所述出肥通道（5）位于下箱体（3）下端面且与下箱体（3）下端面连接；所述可分离式外槽轮（4）两端通过水平分离机构与施肥量调节机构连接。

3.如权利要求2所述的自动施肥装置，其特征是：所述可分离式外槽轮包括转轴（6），在所述转轴（6）上设置有槽轮内壳（7），在所述槽轮内壳（7）上设置有与槽轮内壳（7）插入式配合的槽轮外壳（8）；在所述转轴（6）的一端设置有步进电机B（9），所述步进电机B（9）通过联轴器B（10）与转轴（6）一端连接；在所述转轴（6）的另一端设置有轴上齿轮（11），在所述槽轮外壳（8）的一端外壁上设置有槽轮外壳连接板（12），在所述槽轮外壳连接板（12）上设置有与轴上齿轮（11）啮合的内齿轮环（13），所述内齿轮环（13）通过位于内齿轮环（13）两侧的垫圈A（14）和垫圈B（15）与槽轮外壳连接板（12）连接。

4.如权利要求3所述的自动施肥装置，其特征是：所述水平分离机构包括分别设置在转轴（6）两端上的推环A（16）和推环B（17），在所述推环A（16）和推环B（17）上分别设置有推杆A（18）和推杆B（19），所述推杆A（18）的一端通过连杆（20）与推杆B（17）的一端连接且推杆A（18）的该端与施肥量调节机构连接。

5.如权利要求4所述的自动施肥装置，其特征是：所述施肥量调节机构包括丝杆机构和电磁抱闸机构，所述丝杆机构与推杆A（18）的一端连接，所述电磁抱闸机构设置在槽轮外壳（8）的一端。

6.如权利要求5所述的自动施肥装置，其特征是：所述丝杆机构包括滚珠丝杆（21）和步进电机A（22），所述滚珠丝杆（21）的一端通过联轴器A（23）与滚珠丝杆（21）的一端连接，在所述滚珠丝杆（21）上设置有滚珠丝杆螺母（24）；在所述滚珠丝杆（21）的外侧设置有桥式连接板（25），在所述桥式连接板（25）上设置有行程开关A（26）和行程开关B（27），所述滚珠丝杆螺母（24）位于行程开关A（26）和行程开关B（27）之间；所述推杆A（18）的一端与滚珠丝杆螺母（24）连接；所述电磁抱闸机构包括设置在所述转轴（6）上且位于内齿轮环（13）外侧的电磁抱闸器固定端（29）和电磁抱闸器移动端（30）；所述电磁抱闸器固定端（29）与下箱体（3）连接，所述电磁抱闸器移动端（30）与槽轮外壳（8）的端面连接。

7.如权利要求6所述的自动施肥装置，其特征是：所述检测反馈机构包括编码器（31），所述编码器（31）通过编码器固定板（32）与上箱体（2）一侧端部连接，在所述编码器（31）上设置有传动齿轮A（33），所述传动齿轮A（33）与设置在转轴（6）上的传动齿轮B（34）啮合。

8.如权利要求7所述的自动施肥装置，其特征是：在所述上箱体（2）的上端面设置有底板（35），在所述底板（35）上设置有储料箱支撑架（36），所述储料箱（1）设置在储料箱支撑架（36）上。

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说　明　书一种自动施肥装置

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技术领域

[0001]本发明涉及一种施肥装置，特别是一种自动施肥装置。

背景技术

[0002]精准农业是近年来农业科学研究的热点领域，它的目的是以合理的投入获得最好的经济效益，同时保护环境，确保农业的可持续发展。而精准施肥是精准农业的重要组成部分，也叫变量施肥。它是基于科学施肥方法，根据土壤数据、作物品种以及当地的气候条件，根据作物的实际需要，按需施肥。然而，我国传统的施肥方式是在一个区域内或者一个地块内使用平均施肥量，由于土壤肥力在不同的区域不同的地块内差别较大，传统的平均施肥方法常使肥力低而丰产性状好的区域施肥不足，而在一些某种养分高的区域施肥过量。目前，我国普遍应用的传统施肥方式劳动强度大且施肥量不能得到合理的控制，肥料的实际利用率只有30%左右，大量的化肥营养素未被农作物吸收和利用，肥料的渗漏挥发严重，既浪费了生产资源，增加了生产成本，又对土壤、空气和水源造成了污染，同时引起某些有害物质超标，影响食品安全，且不利于中国农产品在国际上的竞争。[0003]在CN101611667A中公开名称为“电动施肥器”的发明专利申请，该施肥器是由施肥器主轴将外槽轮和控制器沿轴线方向贯穿在施肥器壳内，并在两侧装有固定调解环。外槽轮与施肥器主轴紧配合，与主轴一起转动，控制器内心与圆柱形轴有间隙，可相对转动；当松开两调解固定环时，外槽轮和控制器可沿施肥器主轴一起左右移动。虽然该施肥器能够进行自动施肥，但是，由于该施肥器的外槽轮是个定量外槽轮，导致施肥量不可调节，同时，还存在低速排肥脉动显著、定量不均匀和不精确的问题。发明内容

[0004]本发明的目的就是提供一种外槽轮体体积可调的变量自动施肥装置。[0005]本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种自动施肥装置，包括外槽轮式施肥机构，在所述外槽轮式施肥机构上端面设置有储料箱，在所述外槽轮式施肥机构下端面设置有出肥通道，在所述外槽轮式施肥机构两端设置有与外槽轮式施肥机构连接的水平分离机构，在所述外侧轮施肥机构一侧设置有与水平分离机构连接的施肥量调节机构，在所述外槽轮式施肥机构一端设置有用于测定外槽轮式施肥机构转速及调整施肥转角的检测反馈机构。[0006]其中，所述外槽轮式施肥装置包括上箱体和下箱体，在所述由上箱体和下箱体围成的空腔内设置有可分离式外槽轮；所述储料箱位于上箱体上端面，所述出肥通道位于下箱体下端面且与下箱体下端面连接；所述可分离式外槽轮两端通过水平分离机构与施肥量调节机构连接。[0007]进一步，所述可分离式外槽轮包括转轴，在所述转轴上设置有槽轮内壳，在所述槽轮内壳上设置有与槽轮内壳插入式配合的槽轮外壳；在所述转轴的一端设置有步进电机B，所述步进电机B通过联轴器B与转轴一端连接；在所述转轴的另一端设置有轴上齿轮，在所

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述槽轮外壳的一端外壁上设置有槽轮外壳连接板，在所述槽轮外壳连接板上设置有与轴上齿轮啮合的内齿轮环，所述内齿轮环通过位于内齿轮环两侧的垫圈A和垫圈B与槽轮外壳连接板连接。

[0008]在本发明中，所述水平分离机构包括分别设置在转轴两端上的推环A和推环B，在所述推环A和推环B上分别设置有推杆A和推杆B，所述推杆A的一端通过连杆与推杆B的一端连接且推杆A的该端与施肥量调节机构连接。[0009]进一步说明，所述施肥量调节机构包括丝杆机构和电磁抱闸机构，所述丝杆机构与推杆A的一端连接，所述电磁抱闸机构设置在槽轮外壳的一端。[0010]其中，所述丝杆机构包括滚珠丝杆和步进电机A，所述滚珠丝杆的一端通过联轴器A与滚珠丝杆的一端连接，在所述滚珠丝杆上设置有滚珠丝杆螺母；在所述滚珠丝杆的外侧设置有桥式连接板，在所述桥式连接板上设置有行程开关A和行程开关B，所述滚珠丝杆螺母位于行程开关A和行程开关B之间；；所述推杆A的一端与滚珠丝杆螺母连接；所述电磁抱闸机构包括设置在所述转轴上且位于内齿轮环外侧的电磁抱闸器固定端和电磁抱闸器移动端；所述电磁抱闸器固定端与下箱体连接，所述电磁抱闸器移动端与槽轮外壳的端面连接。

[0011]进一步，所述检测反馈机构包括编码器，所述编码器通过编码器固定板与上箱体一侧端部连接，在所述编码器上设置有传动齿轮A，所述传动齿轮A与设置在转轴上的传动齿轮B啮合。

[0012]在本发明中，在所述上箱体的上端面设置有底板，在所述底板上设置有储料箱支撑架，所述储料箱设置在储料箱支撑架上。[0013]由于采用了上述技术方案，本发明具有结构设计巧妙、使用可靠、操作方便、成本低廉的优点，采用它能够调整外槽轮体体积，使其随装置行走速度自动调节施肥量及施肥速度，确保施肥定量的均匀和精确，减少了过剩肥料对土地和环境影响。附图说明

[0014]本发明的附图说明如下：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的外槽轮式施肥装置结构示意图；图3为本发明的施肥量调节机构示意图；图4为本发明的水平分离机构示意图；

图5为本发明的可分离式外槽轮结构示意图。

具体实施方式

[0015]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。[0016]实施例1：如图1所示，一种自动施肥装置，包括外槽轮式施肥机构，在所述外槽轮式施肥机构上端面设置有储料箱1，在所述外槽轮式施肥机构下端面设置有出肥通道5，在所述外槽轮式施肥机构两端设置有与外槽轮式施肥机构连接的水平分离机构，在所述外侧

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轮施肥机构一侧设置有与水平分离机构连接的施肥量调节机构，在所述外槽轮式施肥机构一端设置有用于测定外槽轮式施肥机构转速及调整施肥转角的检测反馈机构。[0017]其中，如图2所示，所述外槽轮式施肥装置包括上箱体2和下箱体3，在所述由上箱体2和下箱体3围成的空腔内设置有可分离式外槽轮4；所述储料箱1位于上箱体2上端面，所述出肥通道5位于下箱体3下端面且与下箱体3下端面连接；所述可分离式外槽轮4两端通过水平分离机构与施肥量调节机构连接。[0018]如图5所示，进一步描述，所述可分离式外槽轮包括转轴6，在所述转轴6上设置有槽轮内壳7，在所述槽轮内壳7上设置有与槽轮内壳7插入式配合的槽轮外壳8；在所述转轴6的一端设置有步进电机B9，所述步进电机B9通过联轴器B10与转轴6一端连接；在所述转轴6的另一端设置有轴上齿轮11，在所述槽轮外壳8的一端外壁上设置有槽轮外壳连接板12，在所述槽轮外壳连接板12上设置有与轴上齿轮11啮合的内齿轮环13，所述内齿轮环13通过位于内齿轮环13两侧的垫圈A14和垫圈B15与槽轮外壳连接板12连接。[0019]如图4所示，在本发明中，为了便于槽轮内壳与槽轮外壳之间的分离，所述水平分离机构包括分别设置在转轴6两端上的推环A16和推环B17，在所述推环A16和推环B17上分别设置有推杆A18和推杆B19，所述推杆A18的一端通过连杆20与推杆B17的一端连接且推杆A18的该端与施肥量调节机构连接。[0020]如图3所示，进一步，所述施肥量调节机构包括丝杆机构和电磁抱闸机构，所述丝杆机构与推杆A18的一端连接，所述电磁抱闸机构设置在槽轮外壳8的一端。[0021]其中，所述丝杆机构包括滚珠丝杆21和步进电机A22，所述滚珠丝杆21的一端通过联轴器A23与滚珠丝杆21的一端连接，在所述滚珠丝杆21上设置有滚珠丝杆螺母24；在所述滚珠丝杆21的外侧设置有桥式连接板25，在所述桥式连接板25上设置有行程开关A26和行程开关B27，所述滚珠丝杆螺母24位于行程开关A26和行程开关B27之间；；所述推杆A18的一端与滚珠丝杆螺母24连接；所述电磁抱闸机构包括设置在所述转轴6上且位于内齿轮环13外侧的电磁抱闸器固定端29和电磁抱闸器移动端30；所述电磁抱闸器固定端29与下箱体3连接，所述电磁抱闸器移动端30与槽轮外壳8的端面连接。[0022]进一步描述，所述检测反馈机构包括编码器31，所述编码器31通过编码器固定板32与上箱体2一侧端部连接，在所述编码器31上设置有传动齿轮A33，所述传动齿轮A33与设置在转轴6上的传动齿轮B34啮合。[0023]在本发明中，在所述上箱体2的上端面设置有底板35，在所述底板35上设置有储料箱支撑架36，所述储料箱1设置在储料箱支撑架36上。[0024]本发明是这样工作的：步进电机A22和步进电机B9工作；步进电机A22带动滚珠丝杆21转动，转动的滚珠丝杆21带动滚珠丝杠螺母24沿着滚珠丝杆21移动，这样就带动推杆A18移动，移动的推杆A18通过连杆20带动推杆B19移动，移动的推杆A18和推杆B19就分别带动推环A16和推环B17移动，实现了槽轮内壳7和槽轮外壳8实现水平方向的分离；

步进电机B9的工作带动转轴6转动，转动的转轴6带动槽轮内壳7转动，同时，转动的转轴6带动轴上齿轮11转动，轴上齿轮11通过内齿轮环13和槽轮外壳连接板12带动槽轮外壳8转动，这样就使得槽轮外壳8、槽轮内壳7随转轴6旋转与上箱体2和下箱体3形成施肥的工作空间；储料箱1内的肥料通过槽轮外壳8进入到槽轮内壳7，经过槽轮内壳7的转动掉入出肥通道5，进行施肥。

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在本发明中，通过轴上齿轮11与内齿轮环13之间的啮合与脱开完成槽轮内壳7和

槽轮外壳8的联动与分离，便于改变槽轮施肥空间的大小。[0026]在本发明中，为了防止其在调节施肥模式时被旋转的槽轮内壳带动，此时，电磁抱闸机构工作，电磁抱闸器固定29吸合电磁抱闸器移动端30，使得槽轮外壳8固定，防止其被转动的槽轮内壳7带动。

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图2

图3

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图4

图5

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