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专利号: 2022111426178
申请人: 广州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-02-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,包括移动底座,所述移动底座的顶端固定安装有旋转喷雾装置、多线程协同配料装置、混合输送装置、搅拌调配装置和水肥施灌装置,所述旋转喷雾装置与所述多线程协同配料装置并排设置,所述混合输送装置固定安装在所述多线程协同配料装置的下方;

所述多线程协同配料装置包括第二支撑架,所述第二支撑架上依次设有用于定量下落不同肥料的第一落料机构、第二落料机构和第三落料机构,所述第一落料机构、第二落料机构和第三落料机构中均安装有称重传感器,所述混合输送装置顶端设有若干个与所述第一落料机构、第二落料机构和第三落料机构一一对应的接料斗,所述混合输送装置的输送末端与所述搅拌调配装置连通,所述多线程协同配料装置的两侧对称设有所述水肥施灌装置,所述水肥施灌装置与所述搅拌调配装置连通;

所述第二落料机构包括固定安装在所述第二支撑架上的挖孔顶板,所述挖孔顶板的顶端固定安装有第二落料斗,所述挖孔顶板的底端吊装有分料盘,所述分料盘上转动安装有分料仓,所述分料仓内部均匀设有若干个第一分料口,所述分料盘上沿其径向对称开设有两个与所述第一分料口对应的第二分料口,所述第二支撑架上在所述分料盘的下方设有中间板,所述分料盘的下方对称设有与所述中间板转动连接挖孔圆盘,每个所述挖孔圆盘的底端沿其径向对称固定安装有分料盒,所述中间板的底端对称固定安装有两个与所述分料盒对应的落料管和两个第二称重传感器,所述落料管的顶端和所述第二称重传感器的顶端均贯穿至与所述中间板的顶面平齐,所述第二支撑架上在所述中间板的下方固定安装有固定底板,所述固定底板上固定安装有用于驱动所述分料仓转动的第二电机和用于驱动所述挖孔圆盘转动的第三电机;

所述水肥施灌装置包括雾化喷头和用于带动所述雾化喷头移动的X轴向移动机构、Y轴向移动机构和两个Z轴向升降机构,两个所述Z轴向升降机构对称固定安装在所述X轴向移动机构底端的两侧,所述Z轴向升降机构的底端与所述移动底座的顶端固定连接;

所述水肥精准施灌方法具体包括以下步骤:

S1:将三种不同种类的肥料分别倒入所述第一落料机构、第二落料机构和第三落料机构上方的落料斗中,所述第一落料机构、第二落料机构和第三落料机构中各自对应的称重传感器根据控制系统匹配需求量,并同时向混合输送装置落料;

S2:三种不同肥料分别经过所述第一落料机构、第二落料机构和第三落料机构称重后落入混合输送装置的接料斗内,进行分流取料,经混合输送装置输送至搅拌调配装置中,由所述搅拌调配装置将肥料与水进行搅拌调配;

S3:调配完成后的水肥抽送至水肥施灌装置,通过X轴向移动机构、Y轴向移动机构和两个Z轴向升降机构的协同运动,将雾化喷头移动至作物根部位置,实现精准施灌;

S4:通过控制系统控制移动底座带动整个设备沿作业区域移动,实现对作业区域内全部作物的水肥施灌工作。

2.根据权利要求1所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述旋转喷雾装置包括第一水箱,所述第一水箱的两侧对称安装有圆筒支架,所述圆筒支架的底端与所述移动底座的顶端固定连接,所述圆筒支架的顶端固定安装有舵机,所述舵机的输出轴上固定安装有转盘,所述转盘的顶端固定安装有第一支撑架,所述第一支撑架上转动安装有雾炮,所述雾炮与所述第一水箱连通,所述圆筒支架的一侧固定安装有配电箱,所述雾炮与所述配电箱电连接,当作物生长环境温度过高时,启动旋转喷雾装置,所述舵机可操控雾炮摆头扩大降温范围。

3.根据权利要求1所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述第一落料机构位于所述多线程协同配料装置远离所述旋转喷雾装置的一侧,所述第一落料机构包括对称固定安装在所述第二支撑架上的第一侧板和第二侧板,所述第一侧板和所述第二侧板之间沿水平方向滑动安装有上下贯通的推盒,所述推盒的顶端固定安装有第一落料斗,所述第一侧板远离所述推盒的一侧固定安装有第一滑轨,所述推盒上固定安装有与所述第一滑轨配合的第一滑块,所述推盒远离所述第一滑块的一侧固定安装有第一齿条,所述第一齿条与所述第二侧板滑动连接,所述第二侧板远离所述推盒的一侧固定安装有第一电机,所述第一电机的输出轴上固定安装有与所述第一齿条配合的第一齿轮;所述第一侧板和所述第二侧板之间的底端固定安装有安装底板,所述安装底板上固定安装有第一称重传感器,所述第一称重传感器的顶端安装有称重板,所述称重板的两端分别沿竖直方向滑动安装于所述第一侧板和所述第二侧板上,所述称重板与所述推盒底端之间留有间隙,所述第一称重传感器感应所需肥料重量达标后,所述第一电机驱动所述推盒向单侧移动进行下料。

4.根据权利要求1所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述第二落料机构位于所述多线程协同配料装置的中部位置。

5.根据权利要求1所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述第三落料机构位于所述第二支撑架上靠近所述旋转喷雾装置的一侧,所述第三落料机构包括第三落料斗,所述第三落料斗的底端固定安装有设有若干个呈阶梯状布置的振动盘,上下相邻的所述振动盘之间通过连接柱固定连接,位于最底端所述振动盘的下方设有与所述第二支撑架固定连接的振动器,所述振动器的输出端与最底端的所述振动盘抵接,所述第二支撑架上在最底端所述振动盘的振动落点下方固定安装有斜存储仓,所述斜存储仓的开口处的两侧设有第二滑轨,所述第二滑轨上滑动安装有仓门,所述仓门的底端固定安装有第三称重传感器,所述仓门中部固定安装有推板,所述第二支撑架上固定安装有与所述仓门相互平行的气缸,所述气缸的输出端与所述推板固定连接。

6.根据权利要求1所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述混合输送装置包括固定安装在所述第二支撑架上的输送管道,所述输送管道顶端开设有三个进料口,所述接料斗焊接在所述输送管道的进料口处,所述输送管道内部沿其轴线方向转动安装有螺旋杆,所述输送管道的端部固定安装有用于驱动所述螺旋杆旋转的第四电机,所述第四电机驱动所述螺旋杆旋转,所述螺旋杆的旋转运动转化为肥料的前进运动。

7.根据权利要求6所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述搅拌调配装置包括粉碎搅拌机构、水肥储存箱和废水箱;

所述粉碎搅拌机构包括搅拌箱,所述搅拌箱内部设有隔板,所述隔板的顶端转动安装有粉碎齿,所述隔板的底端固定安装有用于驱动所述粉碎齿旋转的第五电机,所述第二支撑架的底端固定安装有第二水箱,所述第二水箱的出水口与所述搅拌箱的进水口通过第一水泵连通,三种肥料混合输送至搅拌箱内,由第一水泵向搅拌箱内抽送水,使肥料与水混合搅拌,形成水肥;

所述搅拌箱内部的底端设有第一抽水管和第二抽水管,所述第一抽水管出口端与所述水肥储存箱的入口端通过第二水泵连通,用于将搅拌混合后的水肥抽送至所述水肥储存箱;所述第二抽水管的出口端与所述废水箱通过第三水泵连通,搅拌箱内的水肥抽完后所述第一水泵再次向搅拌箱内送水,所述第五电机启动带动粉碎齿旋转对搅拌箱内进行清洗,清洗废水由所述第三水泵抽送至所述废水箱。

8.根据权利要求7所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述X轴向移动机构包括两个第一支撑板,两个所述第一支撑板之间固定安装有第三滑轨,所述第三滑轨上滑动安装有滑动座,所述第三滑轨上转动安装有贯穿所述滑动座的第一丝杆,所述第一丝杆与所述滑动座配合连接,所述第三滑轨的端部固定安装用于驱动所述第一丝杆转动的第六电机;

所述Y轴向移动机构包括固定安装在所述滑动座顶端第二支撑板,所述第二支撑板的顶端固定安装有第四滑轨,所述第四滑轨沿水平方向垂直于所述第三滑轨,所述第四滑轨上滑动安装有第二滑块,所述第二滑块的顶端固定安装有延伸板,所述雾化喷头固定安装在所述延伸板的前端,所述延伸板的前端固定有摄像头,所述延伸板的顶端固定安装有第二齿条,所述滑动座的顶端固定安装有支撑柱,所述支撑柱上转动安装有第二齿轮,所述第二支撑板的底端固定安装有第七电机,所述第二齿轮与所述第七电机之间通过带传动或链传动连接;

所述Z轴向升降机构包括固定在所述第一支撑板底端的升降顶板和位于所述升降顶板下方的升降底板,所述升降底板的底端与所述移动底座的顶端固定连接,所述升降顶板与所述升降底板之间连接有剪叉式折叠架,所述升降底板的一侧设有用于驱动所述剪叉式折叠架升降的第八电机;

所述雾化喷头通过第四水泵与所述水肥储存箱连通。

9.根据权利要求8所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述雾化喷头和所述摄像头向下倾斜设置,通过摄像头确定作物根部位置,然后控制雾化喷头对准作物根部喷灌水肥。

10.根据权利要求1所述的移动式水肥精准施灌方法,其特征在于,所述移动底座包括底座本体,所述底座本体的底端的远离所述旋转喷雾装置的一侧对称安装有万向轮,所述底座本体底端的中部和远离所述万向轮的一侧均对称安装有车轮,所述底座本体上固定安装有用于驱动中部位置所述车轮转动的第九电机,中部位置所述车轮与所述第九电机之间通过带传动和链传动连接;

所述车轮的两侧的轮轴上安装有第一轴承座,所述底座本体上固定安装有与所述第一轴承座对应的第二轴承座,所述第一轴承座与所述第二轴承座之间连接有支撑杆,所述支撑杆的一端与所述第一轴承座固定连接,所述支撑杆的另一端与所述第二轴承座铰接,所述支撑杆上与所述第一轴承座相对应的一侧铰接有减震器,所述减震器的另一端与所述底座本体铰接。