本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液態(tài)肥料施肥機(jī)。

背景技術(shù)：

在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大部分農(nóng)民仍采用手工扔撒固體化肥的方式進(jìn)行施肥。采用這種方式，固體化肥利用率低，一般只能被作物吸收30％左右，造成能源浪費(fèi)；若遇到干旱天氣，肥料無法溶解轉(zhuǎn)化成為液體，作物無法吸收，肥效效果差。

近年來，液態(tài)肥料日益興起并得到廣泛應(yīng)用。液態(tài)肥料是含有多種農(nóng)作物生長營養(yǎng)元素的液態(tài)產(chǎn)品，它以離子狀態(tài)融入土壤直接被農(nóng)作物吸收，具有液態(tài)肥肥效好、利用率高；生產(chǎn)使用過程中無粉塵顆粒煙霧，對環(huán)境污染小，是一種“綠色肥料”。

對于液態(tài)肥料，農(nóng)民主要通過傾灑的方式進(jìn)行施肥作業(yè)，這種方式容易造成施肥不均，肥料浪費(fèi),施肥效率低下的問題。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種液態(tài)肥料施肥機(jī)，其至少部分地解決了如何合理地利用安裝空間并控制液態(tài)肥料流量且施肥均勻的問題。

為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)一個(gè)方面，提供一種液態(tài)肥料施肥機(jī)，該施肥機(jī)包括機(jī)動(dòng)車，機(jī)動(dòng)車的車體上設(shè)置有儲料箱和安裝基板，在所述安裝基板上安裝有：電磁閥、測速裝置、壓力變送器、控制器、計(jì)量機(jī)構(gòu)、直流升壓變壓器、繼電器和電機(jī)，其中，電磁閥、測速裝置、壓力變送器和電機(jī)分別與控制器相連，繼電器與電磁閥相連，計(jì)量機(jī)構(gòu)和直流升壓變壓器分別與電機(jī)相連。

進(jìn)一步地，所述控制器包括：

處理器；

電源模塊，用于為所述處理器提供內(nèi)核電壓和輸入/輸出I/O口電壓；

復(fù)位模塊，用于在所述處理器的內(nèi)核電壓和I/O口電壓沒有達(dá)到工作要求，以及電源電壓沒有達(dá)到門限值時(shí)，使所述處理器進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)；

JTAG聯(lián)合測試工作組仿真調(diào)試模塊，與所述處理器相連，并用于實(shí)現(xiàn)在線編程調(diào)試；

eCAN總線模塊，與所述處理器相連，并用于對在CAN控制器局域網(wǎng)總線上接收到的消息進(jìn)行解碼，以及在CAN總線上發(fā)送消息；

時(shí)鐘模塊，用于為所述處理器提供時(shí)鐘；

串口通信模塊，與所述處理器相連，并用于接收每畝地施肥參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述計(jì)量機(jī)構(gòu)為雙缸式活塞聯(lián)動(dòng)往復(fù)泵。

進(jìn)一步地，所述雙缸式活塞聯(lián)動(dòng)往復(fù)泵包括：缸筒、推桿、孔端蓋、O型圈、活塞和螺紋帽，其中，所述缸筒的兩端及所述孔端蓋均裝配O型圈，所述缸筒的兩端用所述螺紋帽緊固擰緊，推桿帶動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，在所述計(jì)量機(jī)構(gòu)的出料端設(shè)置有緩沖罐，所述緩沖罐上設(shè)置有壓力表，所述壓力變送器用于將所述壓力表測得的所述緩沖罐內(nèi)的壓力信號轉(zhuǎn)換成電流信號，并將所述電流信號傳送給所述控制器。

進(jìn)一步地，所述繼電器用于驅(qū)動(dòng)所述電磁閥；所述電磁閥受控于所述控制器，以實(shí)現(xiàn)對液態(tài)肥料流經(jīng)管道的通斷控制。

進(jìn)一步地，所述測速裝置實(shí)時(shí)地測量所述機(jī)動(dòng)車的行進(jìn)速度，并將該行進(jìn)速度信號傳送至所述控制器。

進(jìn)一步地，所述機(jī)動(dòng)車的電源通過開關(guān)電源和DC/DC直流/直流變換模塊為所述控制器提供工作電源。

進(jìn)一步地，所述機(jī)動(dòng)車的電源通過所述直流升壓變壓器為所述電機(jī)提供工作電源。

進(jìn)一步地，所述機(jī)動(dòng)車的電源通過電壓轉(zhuǎn)換模塊為壓力變送器提供工作電源。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢在于：

由于將電磁閥、測速裝置、壓力變送器、控制器、計(jì)量機(jī)構(gòu)、直流升壓變壓器、繼電器和電機(jī)合理地設(shè)置在安裝基板上，然后將該安裝基板安裝在機(jī)動(dòng)車上。這樣充分地利用了空間，并且保證了各個(gè)部件的安全性和牢固性，還實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化地施肥，能夠控制液態(tài)肥料的流量并且施肥均勻。

當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品不一定需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

附圖作為本申請的一部分，用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：

圖1為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的安裝基板上部件安裝布置示意圖；

圖2為根據(jù)另一示例性實(shí)施例示出的控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。

這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構(gòu)思范圍，而是通過參考特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本發(fā)明的概念。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在沒有明確限定或不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)地說明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請的保護(hù)范圍。

在實(shí)際應(yīng)用中,農(nóng)業(yè)市場缺少配套的液態(tài)肥料施肥裝置。為了解決如何控制液態(tài)肥料施肥量并均勻施肥的問題。對此,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液態(tài)肥料施肥機(jī)。該施肥機(jī)包括機(jī)動(dòng)車，機(jī)動(dòng)車的車體上設(shè)置有儲料箱和安裝基板。圖1為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的安裝基板上部件安裝布置示意圖。如圖1所示，安裝基板上安裝有：電磁閥、測速裝置、壓力變送器、控制器、計(jì)量機(jī)構(gòu)、直流升壓變壓器、繼電器和電機(jī)，其中，電磁閥、測速裝置、壓力變送器和電機(jī)分別與控制器相連，繼電器與電磁閥相連，計(jì)量機(jī)構(gòu)和直流升壓變壓器分別與電機(jī)相連。

在該實(shí)施例中，儲料箱采用長方體結(jié)構(gòu)。這樣能有效地節(jié)省空間。同時(shí)，儲料箱焊接裝有閥門，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)裝置回流清洗的作用。此外，考慮液態(tài)肥料具有一定的腐蝕性，儲料箱材料選擇為不銹鋼鋼材。

通過將電磁閥、測速裝置、壓力變送器、控制器、計(jì)量機(jī)構(gòu)、直流升壓變壓器、繼電器和電機(jī)設(shè)置在安裝基板上，更加合理地利用了空間，并且保證了安裝基板上各個(gè)部件的安全性及牢固性。該液態(tài)肥料施肥機(jī)可以適用于小麥、玉米或棉花等農(nóng)作物的液態(tài)肥料施肥中。

圖2為根據(jù)另一示例性實(shí)施例示出的控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，所述控制器包括：處理器、電源模塊、復(fù)位模塊、JTAG聯(lián)合測試工作組仿真調(diào)試模塊、eCAN總線模塊、時(shí)鐘模塊和串口通信模塊。其中，電源模塊用于為處理器提供內(nèi)核電壓和輸入/輸出I/O口電壓；復(fù)位模塊用于在處理器的內(nèi)核電壓和I/O口電壓沒有達(dá)到工作要求，以及電源電壓沒有達(dá)到門限值時(shí)，使處理器進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)；JTAG聯(lián)合測試工作組仿真調(diào)試模塊用于實(shí)現(xiàn)在線編程調(diào)試；eCAN總線模塊與處理器相連，并用于解碼在CAN控制器局域網(wǎng)總線上接收到的消息，以及在CAN總線上發(fā)送消息；時(shí)鐘模塊用于為處理器提供時(shí)鐘；串口通信模塊用于接收每畝地施肥參數(shù)。

在該實(shí)施例中，處理器例如可以為數(shù)字信號處理器。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，數(shù)字信號處理器僅為舉例，其他任意現(xiàn)有的或今后可能出現(xiàn)的處理器(例如現(xiàn)場可編程門陣列)若可適用于本發(fā)明，也應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，并在此以引用的方式結(jié)合于此。處理器工作時(shí)的電壓需要兩部分：一部分為1.8V或1.9V的內(nèi)核電壓，另一部分為3.3V的I/O口電壓。在該實(shí)施例中，例如可以采用+5V電源經(jīng)過DC/DC變換得到其他數(shù)值的電源電壓，如3.3V、1.8V等。JTAG聯(lián)合測試工作組仿真調(diào)試模塊可以對處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)在線編程，由此提高了調(diào)試效率。處理器的時(shí)鐘來源可以有兩種途徑。一種途徑是利用處理器內(nèi)部的振蕩電路，另一種途徑是采用外部振蕩器。作為示例，串口通信模塊可以為雙線異步串行端口，其接線部分為三根線，其中一根為地線，一根為發(fā)送通訊線，另一根為接收通訊線。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，計(jì)量機(jī)構(gòu)優(yōu)選為雙缸式活塞聯(lián)動(dòng)往復(fù)泵。該雙缸式活塞聯(lián)動(dòng)往復(fù)泵包括：缸筒、推桿、孔端蓋、O型圈、活塞和螺紋帽，其中，所述缸筒的兩端及所述孔端蓋均裝配O型圈，所述缸筒的兩端用螺紋帽緊固擰緊，推桿帶動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

在該實(shí)施例中，活塞將缸體分為兩個(gè)腔體，推桿帶動(dòng)活塞可以做左右水平移動(dòng)，分別將左側(cè)腔體或右側(cè)腔體的液體從缸筒兩側(cè)的出口排出。同時(shí)，缸筒兩端的排液管道安裝有單向閥，該單向閥限制排液管道內(nèi)的液態(tài)肥料的流向?yàn)椋簭膬α舷淞飨螂p缸式活塞聯(lián)動(dòng)往復(fù)泵的內(nèi)部。在推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中會有液態(tài)肥料進(jìn)入，同時(shí)也會有液態(tài)肥料被擠壓泵出，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)階段同時(shí)可使液態(tài)肥料排出，這就使得肥料填滿管路，從而保證液態(tài)肥料流動(dòng)的平穩(wěn)性。這樣，推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率決定著液態(tài)肥料的流量。整個(gè)雙缸式活塞聯(lián)動(dòng)往復(fù)泵均采用不銹鋼材質(zhì)。這樣既保證了雙缸式活塞聯(lián)動(dòng)往復(fù)泵的安全性和可靠性，同時(shí)可以防止機(jī)械結(jié)構(gòu)被液態(tài)肥料腐蝕。

為了保證在一定壓力下液態(tài)肥料不會溢出，缸筒兩端的連接處及孔端蓋同時(shí)裝配O型圈。同時(shí)，在活塞里也裝配兩個(gè)O型圈，確保雙缸式活塞聯(lián)動(dòng)往復(fù)泵的密封性能良好。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，在所述計(jì)量機(jī)構(gòu)的出料端設(shè)置有緩沖罐，所述緩沖罐上設(shè)置有壓力表，所述壓力變送器用于將所述壓力表測得的所述緩沖罐內(nèi)的壓力信號轉(zhuǎn)換成電流信號，并將所述電流信號傳送給所述控制器。

其中，緩沖罐安裝在計(jì)量機(jī)構(gòu)的下端且靠近出料端。緩沖罐的作用主要是存儲一部分的液態(tài)肥料，保證各條管道內(nèi)液態(tài)肥料的壓力，使液態(tài)肥料填充滿管道，從而保證液態(tài)肥料的流量穩(wěn)定，進(jìn)而提高施肥流量的控制精確度。

壓力表設(shè)置在所述緩沖罐上，并用于測量所述緩沖罐內(nèi)部的空氣壓力。在實(shí)際應(yīng)用中，壓力表可以為注油式彈簧管壓力表。該壓力表測量的是緩沖罐內(nèi)部的空氣壓力。該 壓力信號間接地反映了液態(tài)肥料在整個(gè)管道內(nèi)的流通狀況，因此在管道出現(xiàn)堵塞時(shí)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并停止運(yùn)行設(shè)備，以進(jìn)行必要的檢修。另外，該壓力表安裝中需要連接導(dǎo)壓管，導(dǎo)壓管的管口與連接處的內(nèi)部接口保持平齊。

壓力變送器的安裝主要是取壓位置的選擇，因?yàn)闇y量的是靜壓信號，選擇的安裝部位要能真實(shí)地反映被測壓力的變化，所以選擇在管道被測液態(tài)肥料的直線流動(dòng)位置；同時(shí)管道上游部分沒有影響管道阻力的元件，此外，安裝位置宜選在易于觀察和維修的地方，并且避免強(qiáng)烈震動(dòng)和高溫影響。綜合考慮，壓力變送器的安裝位置選在緩沖罐和電磁閥之間，這樣能較好地測量管道壓力的變化。在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)閴毫ψ兯推魇菍毫π盘栟D(zhuǎn)換為電流信號，所以壓力變送器、24V電源以及控制器之間的連線應(yīng)為串聯(lián)方式。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述繼電器用于驅(qū)動(dòng)所述電磁閥；所述電磁閥受控于所述控制器，以實(shí)現(xiàn)對液態(tài)肥料流經(jīng)管道的通斷控制。

在該實(shí)施例中，由于電磁閥的功率較大，所以采用繼電器對電磁閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。電磁閥起到了節(jié)流閥的作用。電磁閥可以為1/4直動(dòng)式電磁閥。在電磁閥關(guān)閉的情況下，計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對計(jì)量機(jī)構(gòu)內(nèi)的液態(tài)肥料形成擠壓，液態(tài)肥料從計(jì)量機(jī)構(gòu)中流出，進(jìn)入緩沖罐，這樣使得液態(tài)肥料在管道內(nèi)處于填充狀態(tài)，這樣就實(shí)現(xiàn)了對液態(tài)肥料的加壓處理。在電源上電的時(shí)候，電磁閥內(nèi)部的通電線圈通過電磁力將鐵芯從閥座上吸起，此時(shí)閥門打開，使液態(tài)肥料流經(jīng)的管道形成通路，從而確保肥料在管道中平穩(wěn)、均勻流動(dòng)。當(dāng)電源斷電的時(shí)候，電磁力就會瞬間消失，被壓縮的彈簧就會恢復(fù)形變，并把鐵芯壓在閥座上，閥門關(guān)閉，從而阻斷液態(tài)肥料流過管道。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述測速裝置實(shí)時(shí)地測量所述機(jī)動(dòng)車的行進(jìn)速度，并將該行進(jìn)速度信號傳送至所述控制器。

在該實(shí)施例中，測速裝置的鏈條將機(jī)動(dòng)車行進(jìn)輪軸上安裝的齒輪與測速裝置一側(cè)連接的齒輪連接，測速裝置的連接軸與機(jī)動(dòng)車的齒輪連接軸為同心連接。通過連接軸實(shí)現(xiàn)了對機(jī)動(dòng)車行進(jìn)速度信號的采集。測速裝置通過鏈條檢測機(jī)動(dòng)車的行進(jìn)速度信號并將該行進(jìn)速度信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳入控制器中，控制器通過對接收的該電信號進(jìn)行處理，生成并輸出控制信號，以控制計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述機(jī)動(dòng)車的電源通過開關(guān)電源和DC/DC(直流/直流)變換模塊為控制器提供工作電源。

在該實(shí)施例中，經(jīng)過開關(guān)電源得到的+5V電源，一般不能直接連接應(yīng)用到控制器，需要再經(jīng)過DC/DC變換將之前的電壓進(jìn)行隔離穩(wěn)壓處理。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述機(jī)動(dòng)車的電源通過所述直流升壓變壓器為電機(jī)提供工作電源。

在該實(shí)施例中，電機(jī)工作電源可以為直流36V，而機(jī)動(dòng)車的電源只能提供12V直流電，所以，需要直流升壓變壓器將直流12V轉(zhuǎn)換成直流36V來為電機(jī)提供工作電源。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，所述機(jī)動(dòng)車的電源通過電壓轉(zhuǎn)換模塊為壓力變送器提供工作電源。

在該實(shí)施例中，壓力變送器的作用是將緩沖罐的壓力信號轉(zhuǎn)換為4—20mA電流信號，壓力變送器工作電壓為24V直流電壓。為了讓設(shè)備簡便，采用一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換模塊，直接將12V直流電壓轉(zhuǎn)換為24V直流電壓，以為壓力變送器供電。

上述實(shí)施例中的實(shí)施方案可以進(jìn)一步組合或者替換，且實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。