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

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；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行施肥作業(yè)，這種方式容易造成施肥不均，肥料浪費,施肥效率低下的問題。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的主要目的在于提供一種液態(tài)肥料施肥機，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。

為了實現(xiàn)發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)一個方面，提供一種液態(tài)肥料施肥機，該施肥機包括機動車，機動車的車體上設(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、計量機構(gòu)、直流升壓變壓器、繼電器和電機，其中，電磁閥、測速裝置、壓力變送器和電機分別與控制器相連，繼電器與電磁閥相連，計量機構(gòu)和直流升壓變壓器分別與電機相連。

進一步地，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口電壓沒有達到工作要求，以及電源電壓沒有達到門限值時，使所述處理器進入復位狀態(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行解碼，以及在CAN總線上發(fā)送消息；

時鐘模塊，用于為所述處理器提供時鐘；

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)。

進一步地，所述計量機構(gòu)為雙缸式活塞聯(lián)動往復泵。

進一步地，所述雙缸式活塞聯(lián)動往復泵包括：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，推桿帶動活塞做往復運動。

進一步地，在所述計量機構(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。

進一步地，所述繼電器用于驅(qū)動所述電磁閥；所述電磁閥受控于所述控制器，以實現(xiàn)對液態(tài)肥料流經(jīng)管道的通斷控制。

進一步地，所述測速裝置實時地測量所述機動車的行進速度，并將該行進速度信號傳送至所述控制器。

進一步地，所述機動車的電源通過開關(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。

進一步地，所述機動車的電源通過所述直流升壓變壓器為所述電機提供工作電源。

進一步地，所述機動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、計量機構(gòu)、直流升壓變壓器、繼電器和電機合理地設(shè)置在安裝基板上，然后將該安裝基板安裝在機動車上。這樣充分地利用了空間，并且保證了各個部件的安全性和牢固性，還實現(xiàn)了機械化地施肥，能夠控制液態(tài)肥料的流量并且施肥均勻。

當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品不一定需要同時實現(xiàn)以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

附圖作為本申請的一部分，用來提供對本發(fā)明的進一步的理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實施例，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施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本發(fā)明的概念。

具體實施方式

需要說明的是，在沒有明確限定或不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的技術(shù)特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細地說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請的保護范圍。

在實際應用中,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)明實施例提供了一種液態(tài)肥料施肥機。該施肥機包括機動車，機動車的車體上設(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、計量機構(gòu)、直流升壓變壓器、繼電器和電機，其中，電磁閥、測速裝置、壓力變送器和電機分別與控制器相連，繼電器與電磁閥相連，計量機構(gòu)和直流升壓變壓器分別與電機相連。

在該實施例中，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，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、計量機構(gòu)、直流升壓變壓器、繼電器和電機設(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部件的安全性及牢固性。該液態(tài)肥料施肥機可以適用于小麥、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；復位模塊用于在處理器的內(nèi)核電壓和I/O口電壓沒有達到工作要求，以及電源電壓沒有達到門限值時，使處理器進入復位狀態(tài)；JTAG聯(lián)合測試工作組仿真調(diào)試模塊用于實現(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；時鐘模塊用于為處理器提供時鐘；串口通信模塊用于接收每畝地施肥參數(shù)。

在該實施例中，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，也應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(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行實時在線編程，由此提高了調(diào)試效率。處理器的時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。

在一個可選的實施例中，計量機構(gòu)優(yōu)選為雙缸式活塞聯(lián)動往復泵。該雙缸式活塞聯(lián)動往復泵包括：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，推桿帶動活塞做往復運動。

在該實施例中，活塞將缸體分為兩個腔體，推桿帶動活塞可以做左右水平移動，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，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)肥料的流向為：從儲料箱流向雙缸式活塞聯(lián)動往復泵的內(nèi)部。在推桿的往復運動中會有液態(tài)肥料進入，同時也會有液態(tài)肥料被擠壓泵出，在往復運動的兩個階段同時可使液態(tài)肥料排出，這就使得肥料填滿管路，從而保證液態(tài)肥料流動的平穩(wěn)性。這樣，推桿往復運動的頻率決定著液態(tài)肥料的流量。整個雙缸式活塞聯(lián)動往復泵均采用不銹鋼材質(zhì)。這樣既保證了雙缸式活塞聯(lián)動往復泵的安全性和可靠性，同時可以防止機械結(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裝配O型圈。同時，在活塞里也裝配兩個O型圈，確保雙缸式活塞聯(lián)動往復泵的密封性能良好。

在一個可選的實施例中，在所述計量機構(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，緩沖罐安裝在計量機構(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。在實際應用中，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)肥料在整個管道內(nèi)的流通狀況，因此在管道出現(xiàn)堵塞時，可以及時發(fā)現(xiàn)并停止運行設(shè)備，以進行必要的檢修。另外，該壓力表安裝中需要連接導壓管，導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，因為測量的是靜壓信號，選擇的安裝部位要能真實地反映被測壓力的變化，所以選擇在管道被測液態(tài)肥料的直線流動位置；同時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，并且避免強烈震動和高溫影響。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。在實際應用中，因為壓力變送器是將壓力信號轉(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為串聯(lián)方式。

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

在該實施例中，由于電磁閥的功率較大，所以采用繼電器對電磁閥進行驅(qū)動控制。電磁閥起到了節(jié)流閥的作用。電磁閥可以為1/4直動式電磁閥。在電磁閥關(guān)閉的情況下，計量機構(gòu)進行往復運動，從而對計量機構(gòu)內(nèi)的液態(tài)肥料形成擠壓，液態(tài)肥料從計量機構(gòu)中流出，進入緩沖罐，這樣使得液態(tài)肥料在管道內(nèi)處于填充狀態(tài)，這樣就實現(xiàn)了對液態(tài)肥料的加壓處理。在電源上電的時候，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。當電源斷電的時候，電磁力就會瞬間消失，被壓縮的彈簧就會恢復形變，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。

在一個可選的實施例中，所述測速裝置實時地測量所述機動車的行進速度，并將該行進速度信號傳送至所述控制器。

在該實施例中，測速裝置的鏈條將機動車行進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動車的齒輪連接軸為同心連接。通過連接軸實現(xiàn)了對機動車行進速度信號的采集。測速裝置通過鏈條檢測機動車的行進速度信號并將該行進速度信號轉(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行處理，生成并輸出控制信號，以控制計量機構(gòu)進行往復運動。

在一個可選的實施例中，所述機動車的電源通過開關(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用到控制器，需要再經(jīng)過DC/DC變換將之前的電壓進行隔離穩(wěn)壓處理。

在一個可選的實施例中，所述機動車的電源通過所述直流升壓變壓器為電機提供工作電源。

在該實施例中，電機工作電源可以為直流36V，而機動車的電源只能提供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來為電機提供工作電源。

在一個可選的實施例中，所述機動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。

上述實施例中的實施方案可以進一步組合或者替換，且實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計思想的前提下，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，均屬于本發(fā)明的保護范圍。