一種顆粒肥料自動配比裝置及方法
2023-06-30 22:06:56 1
專利名稱：一種顆粒肥料自動配比裝置及方法
技術領域：
本發明涉及定量輸送肥料進行配比的裝置和方法，尤其涉及一種針對分散農戶進行變量施肥作業用顆粒肥料的配備裝置及方法。
背景技術：
肥料在糧食增產中起至關重要的作用，在糧食增產貢獻率中，肥料約佔35% 40%。據統計，2011年全球化肥消費總量達到2. 27億噸，而我國擁有佔世界7%的耕地，年化肥消費量佔到全球消費總量的1/3。在實際施肥生產作業中，往往存在高養分土壤的地方和低養分土壤的地方施撒了相同劑量的化肥，甚至在高養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環境，甚至地 下水汙染，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，降低經濟效益，農民利潤難以保障。在20世紀90年代以來，精準農業的興起為精準施肥的實現提供了平臺與支點。隨著精準農業的發展和深入，變量施肥日益成熟。通過變量施肥作業，可以大大提高化肥使用效率，降低生產成本，儘可能減小施肥環節對環境產生的影響。在國外精準農業發達國家，變量施肥技術已基本取代傳統施肥作業。目前國內外對精準施肥的研究大都偏重於針對農場、同一土壤類型或更大範圍的尺度。然而由於我國農業生產方式從南到北存在著較大的差異，農戶的生產規模也存在分散、小規模、中等規模和大規模種植方式，單一形式的智能化變量施肥裝置無法實現各種規模種植條件下的所有施肥作業。尤其對於分散經營農戶由於土地經營面積小，無法實現機械輔助作業下的變量施肥作業，但農民又迫切需要根據種植作物品種，實現均衡化營養施肥。目前市場上供應的化肥，不能夠完全滿足不同肥力條件下農作物對肥力養分的需求，兩種或兩種以上的顆粒化肥按照所需配比進行施肥，更具有增產效果。為此，針對分散經營模式下提供一種能夠按需進行肥料配比的裝置，實現分散經營條件下進行變量施肥作業，對土壤進行平衡施肥尤為重要，同時可進一步實現分散農戶施肥作業環節的高效、科學，減少農民生產投入。為了解決以上問題，本發明做了有益改進。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明的目的是提供一種結構簡單、合理、出料速度可調、出料稱量準確、全自動控制的可按不同配比需求進行至少兩種顆粒肥料自動配比的裝置。(二)技術方案本發明是通過以下技術方案實現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，每個傳輸攪輪筒內設有傳輸攪拌軸；所述傳輸攪拌軸旋轉並軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進入肥料混合裝置；所述控制系統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速。而且，該裝置還包括肥料箱，所述肥料箱內設有至少兩個獨立的肥料室；每個肥料室下側對應設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，每個肥料室內均設有可調節高度的撐肥裝置。進一步，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對應的兩側。
另外，該裝置底部設有支撐座，所述支撐座上設有稱重傳感器，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連接。進一步，所述肥料混合裝置包括漏鬥型集料裝置，所述傳輸攪輪筒在肥料輸送的終端均設有落肥口，所述落肥口設置在所述漏鬥型集料裝置的內部，該落肥口與漏鬥型集料裝置內部連通、外部密封。其中，所述的肥料混合裝置還包括攪拌部件，所述攪拌部件設置在所述漏鬥型集料裝置內，且該攪拌部件與所述控制系統相連。進一步，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在同一平面上，並通過混合攪拌軸連接形成菱形結構。本發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的傳輸攪輪筒中；S2:所述傳輸攪輪筒中的傳輸攪拌輪旋轉同時軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進入肥料混合裝置S3 :通過控制系統控制所述傳輸攪拌輪的啟停和轉速。其中，所述S3步驟中，控制系統通過設定的各種顆粒肥料的配比比例，自動設定各種顆粒肥料對應的傳輸攪拌輪的轉速比例。(三)有益效果與現有技術和產品相比，本發明有如下優點I)本發明能夠實現分散型經營模式下變量施肥作業，提高了肥料的利用率和肥效；2)本發明的自動化程度高，在裝好需要配比的肥料後，輸入需要配比比例便可自動完成所需配比肥料，同時顯示配比後的肥料量，且肥料混合均勻，配比精度高，結構簡單，操作方便，平穩性好；3)本發明可進一步減少肥料的浪費，減輕不合理使用化肥給環境造成的汙染，具有良好的經濟效益和生態環境效益，可進一步提高糧食產量5% 15%，節省肥料18% 35%。
圖I是本發明的顆粒肥料自動配比裝置的結構側視示意圖；圖2是本發明的顆粒肥料自動配比裝置的結構主視示意圖3是本發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、聯軸器；18、電機固定板；19、步進電機；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合附圖對本發明的具體實施方式
做一個詳細的說明。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。本裝置可為兩種以上的顆粒肥料按照需求進行自動配比，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內部連通。所述每個傳輸攪拌輪9兩側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的驅動一端均通過聯軸器17與步進電機19相連，所述步進電機19均與控制器20通過線路連接；其中，每個聯軸器17都通過連接板16與對應的傳輸攪拌輪9相連，連接板上設置有固定板14，用於固定聯軸器17。步進電機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都設置在一個柱形傳輸攪輪筒8內，傳輸攪輪筒8兩端通過與其兩端對應的固定板7和連接板16固定連接，所述傳輸攪輪筒8的內表面與傳輸攪拌輪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有落肥口，在三個落肥口下部設有肥料混合裝置。三個落肥口都設置在肥料混合裝置內。每個傳輸攪拌輪9可選擇螺旋軸，其上都設有螺旋葉片，當傳輸攪拌輪旋轉時，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，且每個肥料室內設置有可調節高度的撐肥裝置，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內側兩邊固定，撐肥部件連接臂11上設有分級孔，可以調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，如果撐肥裝置對應的傳輸攪拌輪9轉速較大，可將倒V型撐肥部件10位置調整較高，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鬥型的集料器5和肥料混合攪拌裝置，集料器5的廣口鬥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上的落肥口置於集料器5鬥口內，且傳輸攪輪筒8與集料器5內部連通，外部密封。在集料器5的下部設有肥料出口。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構，所述三角形攪拌單元由細圓柱棒體折彎而成，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有稱重傳感器23，該稱重傳感器23設置在該裝置的支撐座21上，如圖2所示，肥料箱13和肥料傳輸裝置設置在稱重傳感器23上側。在支撐座21底部設有減震塊22，增加裝置運行的平穩性。如圖3所示，在進行肥料配比時，將控制器20電源控制開啟，通過控制器20上的觸控螢幕輸入肥料配比信息和所需肥料量，通過控制器20發送指令經驅動模塊給步進電機19，從而使步進電機19按照給定的配肥比產生不同的旋轉速度，最終經步進電機19帶動第一肥料室131、第二肥料室132、第三肥料室133下與他們對應的三個傳輸攪拌輪9轉動，傳 輸攪拌輪9的旋轉推動落入填充在對應傳輸攪輪筒8中的肥料移動，從而使定量的肥料經傳輸攪拌輪9推動到各個落肥口處，所述定量排到落肥口處的肥料，經集料器5的鬥口匯集，從而使從三個肥箱中排出的不同肥料進行一次混合，在不同的肥料匯集後流到肥料出口 2之前，經不停旋轉的攪拌部件3對匯集混合一起的肥料進行攪拌，再次混合後的肥料，經攪拌部件3的菱形柵格中流出，最終經肥料出口 2排出配比好的肥料。當排出的配比肥料量達到需求量時，固定在肥料箱13下的稱重傳感器23發送肥料排出量信號到控制器20，經控制器20發送停止命令，步進電機19停止轉動，從而便可得到所需配比比例的配比肥料，並通過觸控螢幕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確，控制系統20設有零點復位設置，以校準稱重傳感器23，且在肥料箱13內肥料量較少下，通過稱重傳感器23反饋，控制器20報警。在此說明書中，以上所述為本發明所運用的技術原理及具體實施例，還可用於其它顆粒物料等的配比和定量輸出，如飼料等。以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的範疇，本發明的專利保護範圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種顆粒肥料自動配比裝置，其特徵在於，包括肥料傳輸裝置、控制系統和肥料混合裝置，所述肥料傳輸裝置包括至少兩個傳輸攪輪筒，每個傳輸攪輪筒內設有傳輸攪拌軸；所述傳輸攪拌軸旋轉並軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進入肥料混合裝置；所述控制系統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速。
2.根據權利要求I所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特徵在於，還包括肥料箱，所述肥料箱內設有至少兩個獨立的肥料室；每個肥料室下側對應設置有一個傳輸攪輪筒，且該肥料室與該傳輸攪輪筒連通。
3.根據權利要求2所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特徵在於，每個肥料室內均設有可調節高度的撐肥裝置。
4.根據權利要求3所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特徵在於，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對應的兩側。
5.根據權利要求2所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特徵在於，該裝置底部設有支撐座，所述支撐座上設有稱重傳感器，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連接。
6.根據權利要求I所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特徵在於，所述肥料混合裝置包括漏鬥型集料裝置，所述傳輸攪輪筒在肥料輸送的終端均設有落肥口，所述落肥口設置在所述漏鬥型集料裝置的內部，該落肥口與漏鬥型集料裝置內部連通、外部密封。
7.根據權利要求6所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特徵在於，所述的肥料混合裝置還包括攪拌部件，所述攪拌部件設置在所述漏鬥型集料裝置內，且該攪拌部件與所述控制系統相連。
8.根據權利要求7所述的顆粒肥料自動配比裝置，其特徵在於，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在同一平面上，並通過混合攪拌軸連接形成菱形結構。
9.一種顆粒肥料自動配比的方法，其特徵在於，包括以下步驟 51:將至少兩種顆粒肥料放入各自對應的傳輸攪輪筒中； 52:所述傳輸攪輪筒中的傳輸攪拌輪旋轉同時軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進入肥料混合裝置 53:通過控制系統控制所述傳輸攪拌輪的啟停和轉速。
10.根據權利要求9所述的顆粒肥料自動配比的方法，其特徵在於，所述S3步驟中，控制系統通過設定的各種顆粒肥料的配比比例，自動設定各種顆粒肥料對應的傳輸攪拌輪的轉速比例。
全文摘要
本發明涉及一種針對分散農戶進行變量施肥作業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，每個傳輸攪輪筒內設有傳輸攪拌軸；該方法是將至少兩種顆粒肥料放入各自對應的傳輸攪輪筒中；傳輸攪輪筒中的傳輸攪拌輪旋轉同時軸向推動傳輸攪輪筒中的肥料進入肥料混合裝置，然後控制系統控制所述傳輸攪拌輪的啟停和轉速。本發明能夠實現分散型經營模式下變量施肥作業，提高了肥料的利用率和肥效；自動化程度高，配比精度高，結構簡單，操作方便，平穩性好；進一步減少肥料的浪費，具有良好的經濟效益和生態環境效益，可進一步提高糧食產量5%～15%，節省肥料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 優先權日2012年10月31日
發明者王秀, 張睿, 馬偉, 鄒偉, 周建軍 申請人:北京農業智能裝備技術研究中心