一种施肥装置及一种农用智能小车

摘要

本发明公开了一种施肥装置以及一种农用智能小车，施肥装置包括打孔装置和出肥装置，打孔装置设置于出肥装置的前侧，出肥装置包括肥料斗、设置于肥料斗下方的出肥管、设置于出肥管下方的导肥槽以及用于控制出肥量的肥量调节装置，肥料斗和出肥管之间设置有插槽，肥量调节装置包括插板以及控制装置，插板可移动地插设在插槽中，出肥装置具有插板插设于插槽中的关闭状态以及插板移离插槽的打开状态，控制装置用于控制出肥装置处于关闭状态或打开状态以及用于控制出肥装置处于打开状态的时长；小车包括所述施肥装置。本发明的施肥装置和小车，打孔装置对施肥的深度进行控制，出肥装置设置肥量调节装置对施肥量进行控制，从而实现精准施肥。

说明书

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体是一种施肥装置及一种农用智能小车。

背景技术

苗木是具有根系和苗干的树苗。凡在苗圃中培育的树苗不论年龄大小，在未出圃之前，都称苗木。苗木种类：实生苗、营养繁殖苗、移植苗、留床苗。苗木还可以按照乔灌木分类，一般在北方乔木苗比较多，南方灌木比较多，这主要是由于生长气候所引起的。植物可以吸收二氧化碳，放出氧气，净化空气；能够在一定程度上吸收有害气体和吸附尘埃，减轻污染；可以调节空气的温度、湿度，改善小气候；还有减弱噪声和防风、防火等防护作用。

苗圃中一般都种植多种苗木，这些苗木需要定期进行施肥，对于不同种类的苗木施肥的深度和量也大有讲究，某些种类苗木如果施肥太浅，会导致树木根系上浮，目前一般是采用人工对苗木进行施肥，人工施肥时存在施肥效率低、施肥不够精准的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施肥装置，施肥效率高且施肥的量和深度精准。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种施肥装置，包括打孔装置和出肥装置，所述打孔装置设置于所述出肥装置的前侧，所述打孔装置包括钻头、驱动所述钻头旋转的驱动电机以及控制所述钻头升降的第一升降机构，所述出肥装置包括肥料斗、设置于所述肥料斗下方的出肥管、设置于所述出肥管下方的导肥槽以及用于控制出肥量的肥量调节装置，所述肥料斗和所述出肥管之间设置有插槽，所述肥量调节装置包括插板以及控制装置，所述插板可移动地插设在所述插槽中，所述出肥装置具有所述插板插设于所述插槽中的关闭状态以及所述插板移离所述插槽的打开状态，所述控制装置设置于所述肥料斗的下方，所述控制装置用于控制所述出肥装置处于关闭状态或打开状态以及用于控制所述出肥装置处于打开状态的时长，所述导肥槽的下端朝向所述钻头打孔的方向。打孔装置控制打孔深度从而施肥深度精准，设置出肥装置处于打开状态的时长控制落入打孔装置打孔洞内的肥料的量，从而实现施肥效率高且施肥的量和深度精准的目的。

上述技术方案中，优选地，所述打孔装置还包括安装板以及设置于所述安装板上的导轨，所述第一升降机构包括升降电机、丝杆、丝杆螺母、旋转支架以及第一滑块，所述升降电机设置在所述安装板上，所述旋转支架包括远离所述安装板的第一支架和靠近所述安装板的第二支架，所述驱动电机安装在所述第一支架上，所述第二支架开设有用于供所述丝杠穿过的孔洞，所述丝杆螺母套设在所述丝杆上，所述丝杆螺母固定设置在所述第二支架的底部，所述旋转支架还与所述第一滑块固定连接，所述第一滑块可上下移动地安装在所述导轨上。升降电机驱动丝杆螺母在丝杆上运动，从而带动与丝杆螺母连接的旋转支架以及与旋转支架连接的第一滑块向下运动，从而实现带动驱动电机以及钻头向下运动。

上述技术方案中，进一步优选地，所述安装板上还设置有用于记录所述钻头初始位置的第一传感监测装置，所述第一传感监测装置包括第一U型光电开关和第一挡片，所述第一U型光电开关位于所述导轨的前侧或后侧，所述第一挡片设置在所述第一支架上，当所述钻头处于初始位置时，所述第一挡片嵌设于所述第一U型光电开关中以遮挡所述第一U型光电开关发出的光电信号。第一传感监测装置作为监测以及记录钻头的初始位置使用，每次打孔完毕后第一升降机构会带动钻头向上运动至初始位置，钻头向上运动至初始位置第一挡片挡住第一U型光电开关发出的光电信号即可，第一U型光电开关给出信号后钻头停止继续向上运动。

上述技术方案中，更进一步优选地，所述打孔装置还包括用于监测所述钻头起始工作面的第二升降机构，所述第二升降机构包括钻套、连接杆、滑动杆、第二滑块以及第二传感监测装置，所述钻套可上下移动地套设在所述钻头的外围，所述钻套的外表面连接有所述连接杆，所述连接杆还与所述滑动杆的下端连接，所述连接杆还与所述第二滑块连接，所述第二滑块可上下移动地安装在所述导轨上，所述第二传感监测装置包括第二U型光电开关、第二挡片以及限位块，所述限位块包括限位块本体以及限位块连接部，所述限位块连接部设置在所述第二支架的侧面，所述限位块本体远离所述安装板的侧面上设置有所述第二U型光电开关，所述第二挡片设置在所述滑动杆的上部，所述第二挡片包括第二挡片座以及第二挡片本体，所述第二挡片本体与所述第二挡片座垂直设置，所述滑动杆的长度延伸方向开设有用于供所述限位块连接部穿过的滑动槽，重力作用下所述第二挡片座与所述限位块相抵且所述第二挡片本体嵌设于所述第二U型光电开关中以遮挡所述第二U型光电开关发出的光电信号。钻套未与地面接触时，在重力的作用下第二挡片座与限位块相抵且第二挡片本体嵌设于第二U型光电开关中以遮挡第二U型光电开关发出的光电信号，钻套与地面接触，钻头在第一升降机构的带动下继续向下运动，限位块在滑动槽内运动，第二U型光电开关与第二挡片分离，第二U型光电开关的光电信号不被阻挡，从而驱动电机开始工作钻头进行钻孔，得到钻头初始工作位置。

上述技术方案中，再进一步优选地，还包括石块探测装置，所述石块探测装置包括第三传感监测装置和弹性件，所述第三传感监测装置包括第三U型光电开关和第三挡片，所述第三挡片设置在所述第二支架的底部，所述第三挡片具有向下延伸的第三挡片本体，所述第三U型光电开关和弹性件均设置在所述丝杆螺母上，所述弹性件的伸缩方向沿竖直方向，所述第三挡片本体与所述第三U型光电开关分离。钻头在打孔过程中若遇到石块等坚硬物体，弹性件被压缩，第三挡片嵌入第三U型光电开关中阻挡住第三U型光电开关发出的信号，继而驱动电机停止工作钻头停止打孔，从而起到保护钻头以及驱动电机的作用。

上述技术方案中，还进一步优选地，所述丝杆螺母包括头部和杆部，所述杆部的外围套设有一夹箍，所述第三U型光电开关设置于所述夹箍上，所述弹性件设置于所述头部和所述夹箍之间。

上述技术方案中，且进一步优选地，所述钻套还开设有用于甩出泥土的出泥口，所述出泥口的方向朝向所述导肥槽。钻头钻孔后的泥土通过出泥口甩向导肥槽方向。

上述技术方案中，更进一步优选地，所述导肥槽的后方还设置有挡土板，所述挡土板设置在所述安装板上，所述挡土板的下方设置有盖土柔性板，所述导肥槽与水平面的夹角为30-60°。挡土板防止钻头钻孔的泥土甩到远处，钻孔出肥完成后盖土柔性板将泥土盖到钻头打的孔洞中，施肥完成。

上述技术方案中，优选地，所述控制装置包括串联设置的第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁包括第一线圈和第一动芯，所述第二电磁铁包括第二线圈和第二动芯，所述第一动芯和第二动芯相连形成长动芯，所述插板连接在所述第一动芯的远离所述第二动芯的一端，所述第一线圈通电时所述长动芯向远离所述插槽方向移动而使所述插板移离所述插槽，所述第二线圈通电时所述长动芯向靠近所述插槽方向移动而使所述插板插设于所述插槽中。控制装置的第一电磁铁和第二电磁铁都是交流牵引电磁铁，第一电磁铁通过连接件连接在肥料斗的下方，第二电磁铁和第一电磁铁之间通过连接板连接，第一电磁铁和第二电磁铁内部的第一动芯和第二动芯相连构成长动芯，第一动芯在第一线圈通电(第二线圈断电)的情况下向远离插槽方向移动，即长动芯向远离插槽方向移动从而肥料斗与出肥管相通进而实现出肥，第二动芯在第二线圈通电(第一线圈断电)的情况下向靠近插槽方向移动，即长动芯向靠近插槽方向移动从而肥料都与出肥管之间插设有插板而无法出肥，且插板移离插槽的时长可以通过第一线圈通电的时长得以控制，从而实现出肥量的调节控制。

本发明还公开一种农用智能小车，包括车壳、车体、电池包、逆变器、行走电机、轮组、智能控制系统以及上述技术方案中任一项技术方案所述的施肥装置，所述车壳设置于所述车体上，所述车壳内形成收容腔，所述智能控制系统包括人机交换界面、PLC控制器以及驱动器，所述车体的左、右两侧均设置有所述施肥装置，所述行走电机、所述轮组、所述人机交换界面以及两个所述施肥装置均设置于所述收容腔的外部，所述PLC控制器、所述驱动器、所述电池包以及所述逆变器均设置于所述收容腔内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的施肥装置，打孔装置对施肥的深度进行控制，出肥装置设置肥量调节装置而对施肥量进行控制，从而实现精准施肥的效果。本发明的农用智能小车，由于安装了上述施肥装置，同样可以对施肥的深度以及量进行控制，起从而实现精准施肥的效果。

附图说明

图1为一种农用智能小车的结构示意图(去车壳)；

图2为一种农用智能小车中打孔装置的第一角度的结构示意图；

图3为图2的A处放大图；

图4为一种农用智能小车中打孔装置的第二角度的结构示意图；

图5为图4的B处放大图；

图6为图1的A处放大图；

图中：车架-110，小车顶板-120，小车底板-130，电池包-140，电控罩-150，硬件罩-160，打孔装置-200，钻头-210，驱动电机-220，导轨-230，升降电机-231,丝杆-232,丝杆螺母-233,头部-2331，杆部-2332，旋转支架-234,第一滑块-235,导轨挡板-240,第一传感监测装置-241，第一U型光电开关-2411，第一挡片-2412，安装板-250，钻套-251，连接杆-252，滑动杆-253，滑动槽-2531，第二滑块-254，第二传感监测装置-255，第二U型光电开关-2551，第二挡片-2552，限位块-2553，第三传感监测装置-261，弹性件-262，第三U型光电开关-2611，第三挡片-2612，夹箍-270，出肥装置-300，肥料斗-310，出肥管-320，导肥槽-330，插板-340，插板挡板-350，挡土板-360，第一电磁铁-361，第二电磁铁-362，第一动芯-371，第二动芯-372，连接板-380。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，一种农用智能小车，包括车壳(图中未示出)、车体、电池包140、逆变器、行走电机、轮组、方向机、智能控制系统以及施肥装置，车体包括车架110、小车顶板120以及小车底板130，车壳设置于车体上，车壳内形成收容腔，电池包140、逆变器、方向机设置于收容腔内，电池包140为锂电池用于为该智能小车供电，轮组设置于收容腔的外部，轮组包括前面两个车轮以及后面两个车轮，后面两个车轮之间设置有车轮轴，行走电机与车轮轴传动连接，车轮轴与车架110连接，智能控制系统包括触摸屏、PLC控制器以及驱动器，其中，触摸屏设置于收容腔的外部，具体设置在硬件罩160的后侧面，PLC控制器和驱动器均设置在位于收容腔内部的电控罩150内，逆变器也位于电控罩150内，行走电机与智能控制系统连接，行走电机也位于收容腔的外部，行走电机用于驱动智能小车前进，车体的左、右两侧均设置有施肥装置，施肥装置设置于收容腔的外部，从而该农用智能小车的左右两侧都能够进行同步施肥或者单侧可选择性施肥。

为了描述简洁清晰，本实施例就该农用智能小车的右侧施肥装置进行详细描述，左侧施肥装置与右侧施肥装置相同，不再赘述。

施肥装置包括设置于车体上的打孔装置200和出肥装置300，打孔装置200设置于出肥装置300的前侧，结合图2，打孔装置200包括钻头210、驱动钻头210旋转的驱动电机220、控制钻头210升降的第一升降机构、监测钻头210起始工作面的第二升降机构、安装板250以及设置于安装板250上的导轨230，第一升降机构包括升降电机231、丝杆232、丝杆螺母233、旋转支架234以及第一滑块235，升降电机231设置在安装板250的侧面上，旋转支架234包括远离安装板250的第一支架和靠近安装板250的第二支架(旋转支架234并不是以为能够旋转命名旋转支架，而是因为第一支架和第二支架之间有转角而命名旋转支架)，驱动电机220安装在第一支架上，第二支架开设有用于供丝杠232穿过的孔洞，丝杆螺母233套设在丝杆232上，丝杆螺母233固定设置在第二支架的底部，旋转支架234的第一支架的侧面还与第一滑块235固定连接，第一滑块235可上下移动地安装在导轨230上。安装板250上还设置有导轨挡板240和用于记录钻头210初始位置的第一传感监测装置241，本实施例中，在第一传感监测装置241上方还设置了一个备用传感监测装置，其作用在于第一传感监测装置241假若损坏而代替第一传感监测装置241。结合图3，第一传感监测装置241包括第一U型光电开关2411和第一挡片2412，导轨挡板240设置于导轨230的上端，第一U型光电开关2411位于导轨230的前侧，当然也可以设置于导轨230的后侧，第一挡片2412设置在第一支架上，当钻头210处于初始位置时，第一挡片2412嵌设于第一U型光电开关2411中以遮挡第一U型光电开关2411发出的光电信号，从而将数据传输给智能控制系统进行记录，而导轨挡板240用于防止第一传感监测装置241以及备用传感监测装置损坏而导致第一滑块235冲出导轨230。工作人员操作触摸屏，智能控制系统控制升降电机231从而丝杆螺母233在丝杠232上向下运动，带动旋转支架234以及设置于旋转支架234上的驱动电机220以及钻头210向下运动。

第二升降机构包括钻套251、连接杆252、滑动杆253、第二滑块254以及第二传感监测装置255，钻套251可上下移动地套设在钻头210的外围，钻套251的外表面连接有连接杆252，连接杆252还与滑动杆253的下端连接，连接杆252还与第二滑块254连接，第二滑块254可上下移动地安装在导轨230上，第二传感监测装置255包括第二U型光电开关2551、第二挡片2552以及限位块2553，限位块2553包括限位块本体以及限位块连接部，限位块连接部设置在第二支架的侧面，限位块本体远离安装板250的侧面上设置有第二U型光电开关2551，第二挡片2552设置在滑动杆253的上部，第二挡片2552包括第二挡片座以及第二挡片本体，第二挡片本体与第二挡片座垂直设置，滑动杆253的长度延伸方向开设有用于供限位块连接部穿过的滑动槽2531，重力作用下第二挡片座与限位块2553相抵且第二挡片本体嵌设于第二U型光电开关2551中以遮挡第二U型光电开关2551发出的光电信号，钻套251的底部低于钻头210的钻尖，钻尖与钻套251的底部的高度差为1cm，当钻头210在第一升降机构的带动下降落至一定程度，即钻套251的底部与地面恰好接触时，第二挡片本体还嵌设于第二U型光电开关2551中以遮挡第二U型光电开关2551发出的光电信号，钻头210继续向下降落，第二挡片本体与第二U型光电开关2551分离，此时信号传输至智能控制系统，智能控制系统控制驱动电机220工作,钻头210开始打孔，关于钻头210的打孔深度，智能控制系统可以通过丝杆螺母233在丝杆232上旋转的圈数进行控制，从而可以根据需求精确控制施肥深度，当然由于钻尖与钻套251之间在原先重力作用下存在的1cm的高度差，显而易见的，打孔的深度即为丝杆螺母233在钻头210记录起始工作面后旋转圈数的深度减去1cm即可。综合以上叙述，方可实现对施肥深度进行控制。当然，也可以设置钻套的底部高于钻头210的钻尖，钻尖与钻套251的高度差为1cm或者其他长度，当钻头210在第一升降机构的带动下降落至一定程度直至钻套251的底部与地面接触，第二挡片本体与第二U型光电开关2551分离，此时信号传输至智能控制系统，智能控制系统控制驱动电机220工作,钻头210开始打孔，关于钻头210的打孔深度，即智能控制系统设定的螺母233旋转圈数对应的加上1cm。

参见图4和图5，打孔装置200还包括石块探测装置，石块探测装置包括第三传感监测装置261和弹性件262，第三传感监测装置261包括第三U型光电开关2611和第三挡片2612，第三挡片2612设置在第二支架的底部，第三挡片2612具有向下延伸的第三挡片本体，第三U型光电开关2611和弹性件262均设置在丝杆螺母233上，弹性件262的伸缩方向沿竖直方向，第三挡片本体与第三U型光电开关2611分离，丝杆螺母233包括头部2331和杆部2332，杆部2332的外围套设有一夹箍270，第三U型光电开关2611设置于夹箍270上，弹性件262设置于头部和夹箍270之间。在未打孔以及正常打孔过程中，第三挡片本体与第三U型光电开关2611分离，而在打孔过程中，若钻头210的钻尖遇到石块等坚硬物冲击时，弹性件262沿其长度方向压缩，第三挡片本体嵌入第三U型光电开关261中而遮挡住第三U型光电开关261发出的光电信号，从而数据传输至智能控制系统，智能控制系统传输信号控制驱动电机220停止工作从而钻头210停止打孔，且智能控制系统传输信号控制升降电机231反方向运转而使第一升降机构带动钻头210向上运动至初始位置。

参见图1且结合图6，出肥装置包括肥料斗310、设置于肥料斗310下方的出肥管320、设置于出肥管320下方的导肥槽330以及用于控制出肥量的肥量调节装置，肥料斗310和出肥管320之间设置有插板挡板350，插板挡板350呈U字型，插板挡板350具有开口朝向靠近车体的方向的插槽，即位于肥料斗310和出肥管320之间的开口朝向车体方向的U型的插槽，肥量调节装置包括插板340以及控制装置，插板340在控制装置的控制下可移动地插设在插槽中，插板340进入插槽从而肥料斗310中的肥料无法落入出肥管320，插板340离开插槽从而肥料斗310与出肥管320相通，肥料斗310中的肥料落入出肥管320实现施肥目的，因而出肥装置300具有插板340插设于插槽中的关闭状态以及插板340移离插槽的打开状态，控制装置设置于肥料斗310的下部，控制装置还用于控制出肥装置300处于打开状态的时长，钻套251还开设有用于甩出泥土的出泥口，出泥口的方向朝向导肥槽330，导肥槽330的下端朝向钻头210打孔的方向，导肥槽330的后方还设置有挡土板360，挡土板360设置在安装板250上，挡土板360的下方设置有盖土柔性板(选用橡胶制作而成，图中未示出)，导肥槽330与水平面(地面)的夹角为40°。

关于插板340进入或移离插槽的动作控制，以及插板340移离插槽的时长即出肥装置300处于打开状态的时长问题，具体的，用于控制插板340打开时间的控制装置包括串联设置的第一电磁铁361和第二电磁铁362，第一电磁铁361包括第一线圈和第一动芯371，第二电磁铁362包括第二线圈和第二动芯372，第一电磁铁361和第二电磁铁362之间设置有连接板380，插板340连接在第一动芯371的远离第二动芯372的一端，第一动芯371和第二动芯372相连形成长动芯，第一线圈通电时长动芯向远离插槽方向移动而使插板340移离插槽，从而肥料斗310与出肥管320连通，肥料通过导料槽330进入打孔装置200打的孔洞中实现施肥，第二线圈通电时长动芯向靠近插槽方向移动而使插板340插设于插槽中，从而使出肥装置300处于关闭状态停止施肥。第一电磁铁361与第二电磁铁362均和智能控制系统连接，智能控制系统控制第一电磁铁361和第二电磁铁362的通电时间从而实现插槽340的移离实现，通过出肥装置300打开状态的时间的长短从而实现肥量的调节控制。

另外，农用智能小车还包括撒肥装置，撒肥装置包括设置于硬件罩160下方的撒肥器，撒肥器上连接有三通，三通的其中两个通道分别与智能小车左侧的肥料斗310以及右侧的肥料斗相连，从而开通过左侧的肥料斗310以及右侧的肥料斗向撒肥器内加入肥料，通过撒肥器对田间进行撒肥。

本实施例的农用智能小车，智能控制系统控制行走电机工作驱动智能小车前行，智能控制系统系统设置小车行走距离后到指定位置进行施肥，小车到达指定位置后停止前行，智能控制系统控制升降电机231工作，钻头210以及钻套251下降，直到钻套251接触地面，智能控制系统另外再控制驱动电机220工作，钻头210根据需求打孔，使得打孔深度符合施肥要求，打孔结束智能控制系统控制驱动电机220停止工作且控制升降电机231上升至初始位置(通过钻头初始位置得以实现)，而后智能控制系统控制出肥装置工作，即控制第一线圈通电时长，从而插板340移离插槽，肥料斗310内的肥料通过出肥管320以及导肥槽330落入钻头210打的孔内，而后智能控制系统控制第二线圈通电时长(此时第一线圈断电)从而插板340嵌入插槽，阻挡出肥。综上，实现肥料的定量定深的精准施肥目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。