專利名稱：一種顆粒肥料自動配比裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定量輸送肥料進(jìn)行配比的裝置和方法，尤其涉及一種針對分散農(nóng)戶進(jìn)行變量施肥作業(yè)用顆粒肥料的配備裝置及方法。
背景技術(shù)：
肥料在糧食增產(chǎn)中起至關(guān)重要的作用，在糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)率中，肥料約占35% 40%。據(jù)統(tǒng)計，2011年全球化肥消費總量達(dá)到2. 27億噸，而我國擁有占世界7%的耕地，年化肥消費量占到全球消費總量的1/3。在實際施肥生產(chǎn)作業(yè)中，往往存在高養(yǎng)分土壤的地方和低養(yǎng)分土壤的地方施撒了相同劑量的化肥，甚至在高養(yǎng)分土壤的地方施撒了更多劑量的肥料，如此便會造成肥料在這些地方的過量施撒。過量施撒化肥會造成破壞生態(tài)環(huán)境，甚至地 下水污染，影響人們身體健康，而施肥劑量太少，滿足不了植物生長的需要，降低經(jīng)濟(jì)效益，農(nóng)民利潤難以保障。在20世紀(jì)90年代以來，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的興起為精準(zhǔn)施肥的實現(xiàn)提供了平臺與支點。隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和深入，變量施肥日益成熟。通過變量施肥作業(yè)，可以大大提高化肥使用效率，降低生產(chǎn)成本，盡可能減小施肥環(huán)節(jié)對環(huán)境產(chǎn)生的影響。在國外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家，變量施肥技術(shù)已基本取代傳統(tǒng)施肥作業(yè)。目前國內(nèi)外對精準(zhǔn)施肥的研究大都偏重于針對農(nóng)場、同一土壤類型或更大范圍的尺度。然而由于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從南到北存在著較大的差異，農(nóng)戶的生產(chǎn)規(guī)模也存在分散、小規(guī)模、中等規(guī)模和大規(guī)模種植方式，單一形式的智能化變量施肥裝置無法實現(xiàn)各種規(guī)模種植條件下的所有施肥作業(yè)。尤其對于分散經(jīng)營農(nóng)戶由于土地經(jīng)營面積小，無法實現(xiàn)機械輔助作業(yè)下的變量施肥作業(yè)，但農(nóng)民又迫切需要根據(jù)種植作物品種，實現(xiàn)均衡化營養(yǎng)施肥。目前市場上供應(yīng)的化肥，不能夠完全滿足不同肥力條件下農(nóng)作物對肥力養(yǎng)分的需求，兩種或兩種以上的顆粒化肥按照所需配比進(jìn)行施肥，更具有增產(chǎn)效果。為此，針對分散經(jīng)營模式下提供一種能夠按需進(jìn)行肥料配比的裝置，實現(xiàn)分散經(jīng)營條件下進(jìn)行變量施肥作業(yè)，對土壤進(jìn)行平衡施肥尤為重要，同時可進(jìn)一步實現(xiàn)分散農(nóng)戶施肥作業(yè)環(huán)節(jié)的高效、科學(xué)，減少農(nóng)民生產(chǎn)投入。為了解決以上問題，本發(fā)明做了有益改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、合理、出料速度可調(diào)、出料稱量準(zhǔn)確、全自動控制的可按不同配比需求進(jìn)行至少兩種顆粒肥料自動配比的裝置。(二)技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種顆粒肥料自動配比裝置，包括肥料傳輸裝置、控制系統(tǒng)和肥料混合裝置，所述肥料傳輸裝置包括至少兩個傳輸攪輪筒，每個傳輸攪輪筒內(nèi)設(shè)有傳輸攪拌軸；所述傳輸攪拌軸旋轉(zhuǎn)并軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進(jìn)入肥料混合裝置；所述控制系統(tǒng)分別與每個傳輸攪拌軸相連，從而控制傳輸攪拌軸的啟停和轉(zhuǎn)速。而且，該裝置還包括肥料箱，所述肥料箱內(nèi)設(shè)有至少兩個獨立的肥料室；每個肥料室下側(cè)對應(yīng)設(shè)置有一個傳輸攪輪筒，且該肥料室與該傳輸攪輪筒連通。其中，每個肥料室內(nèi)均設(shè)有可調(diào)節(jié)高度的撐肥裝置。進(jìn)一步，所述撐肥裝置包括倒V型撐肥部件、撐肥部件連接臂和撐肥部件固定梁，所述倒V型撐肥部件與撐肥部件連接臂固定連接，該撐肥部件連接臂與撐肥部件固定梁連接，該撐肥部件固定梁兩端固定在肥料箱內(nèi)對應(yīng)的兩側(cè)。
另外，該裝置底部設(shè)有支撐座，所述支撐座上設(shè)有稱重傳感器，所述稱重傳感器上部與所述肥料箱連接，且該稱重傳感器與控制系統(tǒng)連接。進(jìn)一步，所述肥料混合裝置包括漏斗型集料裝置，所述傳輸攪輪筒在肥料輸送的終端均設(shè)有落肥口，所述落肥口設(shè)置在所述漏斗型集料裝置的內(nèi)部，該落肥口與漏斗型集料裝置內(nèi)部連通、外部密封。其中，所述的肥料混合裝置還包括攪拌部件，所述攪拌部件設(shè)置在所述漏斗型集料裝置內(nèi)，且該攪拌部件與所述控制系統(tǒng)相連。進(jìn)一步，所述攪拌部件包括兩排三角形狀攪拌單元和混合攪拌軸，所述兩排攪拌單元平行固定連接在所述混合攪拌軸上，且該兩排攪拌單元設(shè)在同一平面上，并通過混合攪拌軸連接形成菱形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供一種顆粒肥料自動配比的方法，包括以下步驟SI :將至少兩種顆粒肥料放入各自對應(yīng)的傳輸攪輪筒中；S2:所述傳輸攪輪筒中的傳輸攪拌輪旋轉(zhuǎn)同時軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進(jìn)入肥料混合裝置S3 :通過控制系統(tǒng)控制所述傳輸攪拌輪的啟停和轉(zhuǎn)速。其中，所述S3步驟中，控制系統(tǒng)通過設(shè)定的各種顆粒肥料的配比比例，自動設(shè)定各種顆粒肥料對應(yīng)的傳輸攪拌輪的轉(zhuǎn)速比例。(三)有益效果與現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點I)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)分散型經(jīng)營模式下變量施肥作業(yè)，提高了肥料的利用率和肥效；2)本發(fā)明的自動化程度高，在裝好需要配比的肥料后，輸入需要配比比例便可自動完成所需配比肥料，同時顯示配比后的肥料量，且肥料混合均勻，配比精度高，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，平穩(wěn)性好；3)本發(fā)明可進(jìn)一步減少肥料的浪費，減輕不合理使用化肥給環(huán)境造成的污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益，可進(jìn)一步提高糧食產(chǎn)量5% 15%，節(jié)省肥料18% 35%。


圖I是本發(fā)明的顆粒肥料自動配比裝置的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；圖2是本發(fā)明的顆粒肥料自動配比裝置的結(jié)構(gòu)主視示意圖3是本發(fā)明的顆粒肥料自動配比裝置的電路控制部分原理圖。附圖中，各標(biāo)記代表的部件列表如下I、攪拌部件電機；2、肥料出口 ；3、攪拌部件；4、軸承座；5、集料器；6、第一軸承座；7、固定板；8、傳輸攪輪筒；9、傳輸攪拌輪；10、撐肥部件；11、撐肥部件連接臂；12、肥料；13、肥料箱；131、第一肥料室；132、第二肥料室；133、第三肥料室；14、固定板；15、第二軸承座；16、連接板；17、聯(lián)軸器；18、電機固定板；19、步進(jìn)電機；20、控制器；21、支撐座；22、減震塊；23、稱重傳感器；24、撐肥部件固定梁。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做一個詳細(xì)的說明。如圖I所示，一種顆粒肥料自動配比裝置，包括肥料箱13、肥料傳輸裝置、集料器5 和控制系統(tǒng)。本裝置可為兩種以上的顆粒肥料按照需求進(jìn)行自動配比，本實施例以三種顆粒肥料為例，將三種肥料12裝載在肥料箱13中。該肥料傳輸裝置包括三個相同的軸向傳輸攪拌輪9，該肥料傳輸裝置安裝在肥料箱13底部，且其與肥料箱13內(nèi)部連通。所述每個傳輸攪拌輪9兩側(cè)分別與軸端的第一軸承座6和第二軸承座15連接，且每個傳輸攪拌輪9的驅(qū)動一端均通過聯(lián)軸器17與步進(jìn)電機19相連，所述步進(jìn)電機19均與控制器20通過線路連接；其中，每個聯(lián)軸器17都通過連接板16與對應(yīng)的傳輸攪拌輪9相連，連接板上設(shè)置有固定板14，用于固定聯(lián)軸器17。步進(jìn)電機19通過電機固定板18固定連接在連接板16上。每個傳輸攪拌輪9都設(shè)置在一個柱形傳輸攪輪筒8內(nèi)，傳輸攪輪筒8兩端通過與其兩端對應(yīng)的固定板7和連接板16固定連接，所述傳輸攪輪筒8的內(nèi)表面與傳輸攪拌輪9滑動接觸，所述三個傳輸攪輪筒8在肥料輸送方向終端下部均設(shè)有落肥口，在三個落肥口下部設(shè)有肥料混合裝置。三個落肥口都設(shè)置在肥料混合裝置內(nèi)。每個傳輸攪拌輪9可選擇螺旋軸，其上都設(shè)有螺旋葉片，當(dāng)傳輸攪拌輪旋轉(zhuǎn)時，傳輸攪拌輪9上的螺旋葉片將推動傳輸攪輪筒8中的肥料沿軸向運動，通過落肥口進(jìn)入肥料混合裝置。每個傳輸攪輪筒8上部與肥料箱13底部相通，且外部密封。如圖2所示，所述肥料箱13中間隔斷成三個獨立的肥料室，即第一肥料室131、第二肥料室132、第三肥料室133，每個肥料室中裝入一種顆粒肥料，且每個肥料室底部分別與一個柱狀傳輸攪輪筒8固定密封連通，且每個肥料室內(nèi)設(shè)置有可調(diào)節(jié)高度的撐肥裝置，從而可以避免肥料起拱和減小肥料在傳輸攪拌過程中的摩擦力。所述撐肥裝置包括倒V型撐肥部件10、撐肥部件連接臂11和撐肥部件固定梁24，倒V型撐肥部件10與撐肥部件連接臂11固定連接，撐肥部件連接臂11與撐肥部件固定梁24連接，撐肥部件固定梁24兩端與肥料箱13內(nèi)側(cè)兩邊固定，撐肥部件連接臂11上設(shè)有分級孔，可以調(diào)整該撐肥部件連接臂11在撐肥部件固定梁24的高低位置，從而可以帶動倒V型撐肥部件10在肥料箱13中的高低位置。在肥料配比中，如果撐肥裝置對應(yīng)的傳輸攪拌輪9轉(zhuǎn)速較大，可將倒V型撐肥部件10位置調(diào)整較高，以保證肥料在各自傳輸攪輪筒8輸送中的壓實度相近。所述肥料混合裝置包括漏斗型的集料器5和肥料混合攪拌裝置，集料器5的廣口斗與三個柱形的傳輸攪輪筒8固定連接，三個柱形傳輸攪輪筒8上的落肥口置于集料器5斗口內(nèi)，且傳輸攪輪筒8與集料器5內(nèi)部連通，外部密封。在集料器5的下部設(shè)有肥料出口。所述肥料混合攪拌裝置包括攪拌部件3、攪拌部件電機I和混合攪拌軸，所述攪拌部件3由兩排三角形攪拌單元通過混合攪拌軸平行固定連接，且兩排三角形攪拌單元在同一平面，通過混合攪拌軸連接形成菱形結(jié)構(gòu)，所述三角形攪拌單元由細(xì)圓柱棒體折彎而成，與混合攪拌軸單邊連接形成三角形柵格，以便肥料均勻混合和順利下落。所述混合攪拌軸一端與攪拌部件電機I連接，另一端連接軸承座4。所述攪拌部件電機I通過線路與控制器20相連。該顆粒肥料自動配比裝置設(shè)有稱重傳感器23，該稱重傳感器23設(shè)置在該裝置的支撐座21上，如圖2所示，肥料箱13和肥料傳輸裝置設(shè)置在稱重傳感器23上側(cè)。在支撐座21底部設(shè)有減震塊22，增加裝置運行的平穩(wěn)性。如圖3所示，在進(jìn)行肥料配比時，將控制器20電源控制開啟，通過控制器20上的觸摸屏輸入肥料配比信息和所需肥料量，通過控制器20發(fā)送指令經(jīng)驅(qū)動模塊給步進(jìn)電機19，從而使步進(jìn)電機19按照給定的配肥比產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)速度，最終經(jīng)步進(jìn)電機19帶動第一肥料室131、第二肥料室132、第三肥料室133下與他們對應(yīng)的三個傳輸攪拌輪9轉(zhuǎn)動，傳 輸攪拌輪9的旋轉(zhuǎn)推動落入填充在對應(yīng)傳輸攪輪筒8中的肥料移動，從而使定量的肥料經(jīng)傳輸攪拌輪9推動到各個落肥口處，所述定量排到落肥口處的肥料，經(jīng)集料器5的斗口匯集，從而使從三個肥箱中排出的不同肥料進(jìn)行一次混合，在不同的肥料匯集后流到肥料出口 2之前，經(jīng)不停旋轉(zhuǎn)的攪拌部件3對匯集混合一起的肥料進(jìn)行攪拌，再次混合后的肥料，經(jīng)攪拌部件3的菱形柵格中流出，最終經(jīng)肥料出口 2排出配比好的肥料。當(dāng)排出的配比肥料量達(dá)到需求量時，固定在肥料箱13下的稱重傳感器23發(fā)送肥料排出量信號到控制器20，經(jīng)控制器20發(fā)送停止命令，步進(jìn)電機19停止轉(zhuǎn)動，從而便可得到所需配比比例的配比肥料，并通過觸摸屏顯示肥料配比值以及肥料配比量。為了保證測試肥料定量排出的準(zhǔn)確，控制系統(tǒng)20設(shè)有零點復(fù)位設(shè)置，以校準(zhǔn)稱重傳感器23，且在肥料箱13內(nèi)肥料量較少下，通過稱重傳感器23反饋，控制器20報警。在此說明書中，以上所述為本發(fā)明所運用的技術(shù)原理及具體實施例，還可用于其它顆粒物料等的配比和定量輸出，如飼料等。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種顆粒肥料自動配比裝置，其特征在于，包括肥料傳輸裝置、控制系統(tǒng)和肥料混合裝置，所述肥料傳輸裝置包括至少兩個傳輸攪輪筒，每個傳輸攪輪筒內(nèi)設(shè)有傳輸攪拌軸；所述傳輸攪拌軸旋轉(zhuǎn)并軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進(jìn)入肥料混合裝置；所述控制系統(tǒng)分別與每個傳輸攪拌軸相連，從而控制傳輸攪拌軸的啟停和轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特征在于，還包括肥料箱，所述肥料箱內(nèi)設(shè)有至少兩個獨立的肥料室；每個肥料室下側(cè)對應(yīng)設(shè)置有一個傳輸攪輪筒，且該肥料室與該傳輸攪輪筒連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特征在于，每個肥料室內(nèi)均設(shè)有可調(diào)節(jié)高度的撐肥裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特征在于，所述撐肥裝置包括倒V型撐肥部件、撐肥部件連接臂和撐肥部件固定梁，所述倒V型撐肥部件與撐肥部件連接臂固定連接，該撐肥部件連接臂與撐肥部件固定梁連接，該撐肥部件固定梁兩端固定在肥料箱內(nèi)對應(yīng)的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特征在于，該裝置底部設(shè)有支撐座，所述支撐座上設(shè)有稱重傳感器，所述稱重傳感器上部與所述肥料箱連接，且該稱重傳感器與控制系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特征在于，所述肥料混合裝置包括漏斗型集料裝置，所述傳輸攪輪筒在肥料輸送的終端均設(shè)有落肥口，所述落肥口設(shè)置在所述漏斗型集料裝置的內(nèi)部，該落肥口與漏斗型集料裝置內(nèi)部連通、外部密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特征在于，所述的肥料混合裝置還包括攪拌部件，所述攪拌部件設(shè)置在所述漏斗型集料裝置內(nèi)，且該攪拌部件與所述控制系統(tǒng)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特征在于，所述攪拌部件包括兩排三角形狀攪拌單元和混合攪拌軸，所述兩排攪拌單元平行固定連接在所述混合攪拌軸上，且該兩排攪拌單元設(shè)在同一平面上，并通過混合攪拌軸連接形成菱形結(jié)構(gòu)。
9.一種顆粒肥料自動配比的方法，其特征在于，包括以下步驟 51:將至少兩種顆粒肥料放入各自對應(yīng)的傳輸攪輪筒中； 52:所述傳輸攪輪筒中的傳輸攪拌輪旋轉(zhuǎn)同時軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進(jìn)入肥料混合裝置 53:通過控制系統(tǒng)控制所述傳輸攪拌輪的啟停和轉(zhuǎn)速。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顆粒肥料自動配比的方法，其特征在于，所述S3步驟中，控制系統(tǒng)通過設(shè)定的各種顆粒肥料的配比比例，自動設(shè)定各種顆粒肥料對應(yīng)的傳輸攪拌輪的轉(zhuǎn)速比例。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種針對分散農(nóng)戶進(jìn)行變量施肥作業(yè)用顆粒肥料的配比裝置及方法，該配比裝置包括肥料傳輸裝置、控制系統(tǒng)和肥料混合裝置，肥料傳輸裝置包括至少兩個傳輸攪輪筒，每個傳輸攪輪筒內(nèi)設(shè)有傳輸攪拌軸；該方法是將至少兩種顆粒肥料放入各自對應(yīng)的傳輸攪輪筒中；傳輸攪輪筒中的傳輸攪拌輪旋轉(zhuǎn)同時軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進(jìn)入肥料混合裝置，然后控制系統(tǒng)控制所述傳輸攪拌輪的啟停和轉(zhuǎn)速。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)分散型經(jīng)營模式下變量施肥作業(yè)，提高了肥料的利用率和肥效；自動化程度高，配比精度高，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，平穩(wěn)性好；進(jìn)一步減少肥料的浪費，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益，可進(jìn)一步提高糧食產(chǎn)量5%～15%，節(jié)省肥料18%～35%。
文檔編號C05G1/00GK102964157SQ20121042973
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者王秀, 張睿, 馬偉, 鄒偉, 周建軍 申請人:北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心