一種應(yīng)用在滴灌上的自動(dòng)化精準(zhǔn)變量控制配肥施肥裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在滴灌上的自動(dòng)化精準(zhǔn)變量控制配肥施肥裝置，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)膜下滴灌技術(shù)的發(fā)展，在農(nóng)作物種植過程中為了提高作物產(chǎn)量而對(duì)其追加施肥和灌水已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于大多農(nóng)作物的種植采用膜下種植模式，為此對(duì)農(nóng)作物的膜下追加施肥帶來很大麻煩。膜下施肥需要固肥溶解在灌溉水中隨著灌溉水一起來施肥，為此配制適應(yīng)作物生長需要的均一、精準(zhǔn)、穩(wěn)定的灌溉肥液就尤為關(guān)鍵，因而一套自動(dòng)化滴灌配肥裝置的誕生就顯得尤為重要。膜下滴灌施肥主要是借助滴灌裝置，利用滴灌水作為載體，將配肥裝置配制的適應(yīng)植物生長所需要的精準(zhǔn)、均勻、穩(wěn)定的營養(yǎng)液輸送給植物，實(shí)現(xiàn)水和肥一體化利用和管理，使水和肥在土壤中以最優(yōu)化的組合狀態(tài)供應(yīng)作物吸收利用。
[0003]—般的研究過程中，滴灌肥液的濃度穩(wěn)定性和均勻性控制難度較大，傳統(tǒng)的人工配肥方式低效率、低精度。以及人工操作過程中的設(shè)施不足以及經(jīng)驗(yàn)主義會(huì)造成肥料的利用率低、肥液濃度均勻性差、田間任務(wù)勞動(dòng)強(qiáng)度大、非實(shí)時(shí)性等缺點(diǎn)，不能滿足當(dāng)前農(nóng)田精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)施肥的需求。因此，迫切需要提升肥液的精確度、均勻度和穩(wěn)定性等綜合自動(dòng)化集成技術(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田滴灌肥液自動(dòng)配制，確保為農(nóng)戶提供可靠的灌溉肥液。這樣可使灌水量、灌水時(shí)間、施肥均勻度、施肥時(shí)間都達(dá)到一定精準(zhǔn)的程度，具有水肥同步集中供給一次投資多年受益的特點(diǎn)，從而達(dá)到提高水肥利用率的目的，代替了在人工施肥過程中對(duì)農(nóng)作物造成的不必要的損害，使得農(nóng)作物的產(chǎn)量得到提升。
[0004]目前應(yīng)用的農(nóng)作物大面積滴灌施肥裝置為壓差式滴灌施肥裝置，它由儲(chǔ)液罐(化肥罐)、進(jìn)水管、供肥液管、調(diào)壓閥等組成，雖然可以達(dá)到配肥和施肥的目的，不會(huì)造成肥料回流，對(duì)水源不會(huì)有污染。但是它對(duì)農(nóng)作物大面積種植區(qū)域無法進(jìn)行肥料的濃度高低調(diào)控，很難達(dá)到肥液均勻、穩(wěn)定、持續(xù)施肥的目的；同時(shí)還會(huì)造成固體顆粒肥料的加入時(shí)間不確定，出現(xiàn)空載運(yùn)作狀態(tài)；最嚴(yán)重的一個(gè)配肥缺陷是會(huì)出現(xiàn)在開始施肥的一段時(shí)間肥料濃度過大，到最后幾乎達(dá)到濃度為零的狀態(tài)；且配肥罐容積有限，添加固體顆粒肥次數(shù)頻繁不適合大面積的施肥灌溉；并且存在一定的水頭損失等缺點(diǎn)而不能滿足精準(zhǔn)施肥的要求，同時(shí)無法控制配肥時(shí)間和周期，人工操控的難度相當(dāng)大，使得生產(chǎn)成本劇增，在很大程度上不能有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，對(duì)肥料的利用率不能達(dá)到預(yù)期的目的，造成肥料浪費(fèi)和土壤環(huán)境污染。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的配肥裝置主要存在以下缺點(diǎn):
1、現(xiàn)有滴灌施肥裝置采用人工配肥方式，其工作量繁重、勞動(dòng)強(qiáng)度大、肥料添加時(shí)間不能控制，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)添肥、配肥，未能實(shí)現(xiàn)多變量施肥。
[0006]2、現(xiàn)在農(nóng)業(yè)種植大多都是大面域種植，追加灌溉施肥的過程中施肥量大，而現(xiàn)有的施肥裝置大多都是針對(duì)小面積的施肥，且還處在人工配肥階段，為此已無法達(dá)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。
[0007]3、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向著自動(dòng)化、智能化和精量化方向發(fā)展，對(duì)施肥濃度均勻性和穩(wěn)定性要求比較高，而現(xiàn)有的施肥裝置配制的肥料均一性比較差，穩(wěn)定性幾乎沒有。
[0008]4、現(xiàn)有滴灌施肥裝置未能充分利用現(xiàn)代化高新技術(shù)，不論是配肥過程，還是配肥機(jī)理都存在嚴(yán)重的滯后性。
[0009]5、以上配肥裝置對(duì)固體顆粒肥料的添加存在著一定的難度，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的檢測。
[0010]6、現(xiàn)有裝置雖然可以達(dá)到精準(zhǔn)配肥的目的，但是無法實(shí)現(xiàn)變量配肥，為此應(yīng)用面積比較窄，無法實(shí)現(xiàn)大面積施肥應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種應(yīng)用在滴灌上的自動(dòng)化精準(zhǔn)變量控制配肥施肥裝置，能夠克服以上所述缺陷。
[0012]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種應(yīng)用在滴灌上的自動(dòng)化精準(zhǔn)變量控制配肥施肥裝置，包括配肥箱結(jié)構(gòu)、配肥傳送裝置、肥水控制裝置和PLC集成系統(tǒng)，配肥箱結(jié)構(gòu)連接配肥傳送裝置，固肥從配肥箱結(jié)構(gòu)中配肥經(jīng)傳送裝置傳送至肥水控制裝置，肥水控制裝置和配肥傳送裝置均由PLC集成系統(tǒng)控制；通過PLC集成系統(tǒng)的操作界面來輸入需要灌溉施肥的作物面積、固肥的施加量以及灌溉施肥的時(shí)間，從而來確定配施肥的次數(shù)和每次的配施肥量、配肥時(shí)間以及單次的施肥時(shí)間；以上數(shù)據(jù)確定以后，PLC集成系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)和配施肥效率確定傳送速度，傳送速度和配肥傳送裝置上的配肥槽固定，配肥量固定，PLC集成系統(tǒng)能夠確定本次配肥時(shí)間，通過配肥槽將固肥輸送到肥水控制裝置內(nèi)，當(dāng)配肥時(shí)間達(dá)到要求時(shí)間以后，固肥添加完成；單次固肥添加完成后，配肥傳送裝置自動(dòng)停止工作，肥水控制裝置啟動(dòng)，水進(jìn)入肥水控制裝置與固肥在控制的時(shí)間內(nèi)完成溶合，月巴水控制裝置連接滴灌系統(tǒng)，完成施肥；當(dāng)配置的灌溉肥液在灌溉時(shí)間內(nèi)灌完后，固肥再次進(jìn)入肥水控制裝置，PLC集成控制系統(tǒng)再次啟動(dòng)配肥傳送裝置，進(jìn)行下一個(gè)配肥施肥循環(huán)，直至配肥施肥達(dá)到要求次數(shù)為止。
[0013]進(jìn)一步地，所述配肥箱結(jié)構(gòu)包括配肥箱體、配肥箱蓋、底座，固肥箱體頂部連接配肥箱蓋，底部連接底座，內(nèi)部設(shè)有多格，設(shè)有固肥箱1、固肥箱II，配肥傳送裝置設(shè)置在配肥箱內(nèi)、固肥箱I和固肥箱II的下方、并延伸至肥水控制裝置的進(jìn)水端口，配肥傳送裝置斜置，固肥由配肥傳送裝置從下至上輸送。
[0014]進(jìn)一步地，皮帶輸送裝置罩內(nèi)部為配肥傳送機(jī)構(gòu)，配肥傳送機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、傳送鏈條、連接軸、傳動(dòng)帶、變頻電機(jī)、配肥器外接軸，變頻電機(jī)連接配肥器外接軸，配肥器外接軸連接驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸連接一個(gè)傳動(dòng)齒輪，變頻電機(jī)通過傳動(dòng)帶傳輸動(dòng)力給另一個(gè)傳動(dòng)齒輪，兩傳動(dòng)齒輪連接傳送鏈條，傳送鏈條的外部包裹有輸送帶。
[0015]進(jìn)一步地，配肥傳送機(jī)構(gòu)的傳送帶頂部設(shè)有多個(gè)連續(xù)平行且內(nèi)容量相等的的配肥槽，固肥在配肥槽內(nèi)。
[0016]進(jìn)一步地，所述肥水控制裝置包括直線電機(jī)、電機(jī)支架、活塞連接拉桿、溶解罐、活塞，直線電機(jī)固定于電機(jī)支架，直線電機(jī)的輸出端連接活塞連接拉桿，活塞連接拉桿連接活塞，活塞的下方連接溶解罐。單次固肥添加完成后，變頻傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)停止工作，直線電機(jī)啟動(dòng)且?guī)?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)來確保溶解罐在溶解固肥時(shí)的密封性能；溶解罐進(jìn)水端口的電磁閥打開，進(jìn)水管道上設(shè)置有逆流閥，高壓灌溉水進(jìn)入溶解罐，溶解完成后，成品肥液從溶解罐輸出端口電磁閥的打開，肥液被定時(shí)送到滴灌帶，完成施肥；當(dāng)配置的灌溉肥液在灌溉時(shí)間內(nèi)灌完后，溶解罐輸出端口的電磁閥關(guān)閉，進(jìn)水端口的電磁閥也關(guān)閉，直線電機(jī)帶動(dòng)活塞上移，確保固體顆粒肥料再次進(jìn)入溶解罐，PLC控制器再次啟動(dòng)變頻電機(jī)工作，進(jìn)行下一個(gè)配肥施肥循環(huán)，直至配肥施肥達(dá)到要求次數(shù)為止。
[0017]進(jìn)一步地，溶解罐設(shè)有固肥入口、進(jìn)水端口和輸出端口，固肥入口處設(shè)有電磁閥，進(jìn)水端口處設(shè)有電磁閥，輸出端口處設(shè)有電磁閥，三個(gè)電磁閥均由PLC集成系統(tǒng)控制。
[0018]進(jìn)一步地，所述配肥傳送機(jī)構(gòu)設(shè)有兩臺(tái)，每臺(tái)配肥傳送機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)一種固肥。
[0019]本發(fā)明涉及的這種應(yīng)用在滴灌上的自動(dòng)化精準(zhǔn)變量控制配肥施肥裝置，利用PLC集成操控技術(shù)，通過田間農(nóng)作物長勢(shì)的情況來確定施肥量，將施肥量和施肥面積以及施肥時(shí)間輸入PLC集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變量配肥施肥；利用傳送帶傳輸技術(shù)，將固肥定量精確地輸送到配肥罐；利用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理，由變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小來確定傳送帶輸送肥料的量來實(shí)現(xiàn)精量配肥；本裝置代替了人為添加固體顆粒肥料的方式，不但節(jié)省了人力，而且還實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化實(shí)時(shí)控制固體顆粒肥料的添加量，控制了灌溉肥液濃度的均一性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了按需施肥和精量施肥的目的，同時(shí)提高滴灌配肥的效率和肥料的利用率，相比傳統(tǒng)的人為調(diào)查方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種應(yīng)用在滴灌上的自動(dòng)化精準(zhǔn)變量控制配肥施肥裝置正視圖；
圖2為本發(fā)明配肥施肥裝置三維結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明配肥驅(qū)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明配肥驅(qū)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖1標(biāo)記如下:18_直線電機(jī)凸出拉桿；19-直線電機(jī)；20_電機(jī)支架；21_活塞連接拉桿；22-固肥入口 ；23_活塞；24-溶解罐，內(nèi)置有200目的反沖洗過濾網(wǎng)；25-進(jìn)水端口 ；26_輸出端口 ；27_廢渣排泄端；28_溶解罐支架；29_固體顆粒儲(chǔ)存箱；30_配肥驅(qū)動(dòng)部件工作倉。
[0022]圖2標(biāo)記如下:1_配肥箱蓋；3_皮帶輸送裝置罩；4-底座；5_固肥箱I ;6_固肥箱II。
[0023]圖3和圖4標(biāo)記如下:8_驅(qū)動(dòng)軸；10-傳動(dòng)齒輪；11_傳送鏈條；12-連接軸；13_配肥傳送機(jī)構(gòu)；14_配肥槽；15_傳動(dòng)帶；16_變頻電機(jī)；17_配肥器外接軸。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖2所示，一種應(yīng)用在滴灌上的自動(dòng)化精準(zhǔn)變量控制配肥施肥裝置，其中，配肥箱結(jié)構(gòu)包括配肥箱體、配肥箱蓋1、底座4，固肥箱體頂部連接配肥箱蓋，底部連接底座，內(nèi)部設(shè)有多格，設(shè)有固肥箱15、固肥箱116，配肥傳送裝置設(shè)置在配肥箱