本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，尤其是一種基于Android平臺(tái)的山地智能農(nóng)用一體機(jī)。

背景技術(shù)：

國(guó)外從20世紀(jì)40年代初已開始保護(hù)性耕作的研究，形成了各種型式的配套機(jī)具。隨著化學(xué)除草劑和一體機(jī)具的發(fā)展和成熟，保護(hù)性耕作得到了大面積的推廣應(yīng)用。日前國(guó)外的培壟施肥覆膜一體機(jī)以聯(lián)合作業(yè)機(jī)為主，一次完成破茬、松土、開溝、播種、施肥、撤藥等多項(xiàng)作業(yè)。國(guó)外農(nóng)場(chǎng)的土地面積一般比較大，拖拉機(jī)的功率也較大，一體機(jī)一般是牽引式的，播種機(jī)橫梁多，多排開溝器，各開溝器之間間隔大，播種機(jī)又寬又重，播種機(jī)是氣力式的，土壤工作部件比較復(fù)雜，但是由于種植方式、土地條件以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多種因素，國(guó)外的一體機(jī)從其結(jié)構(gòu)和工作性能等方面均不能適應(yīng)我國(guó)生產(chǎn)條件。

我國(guó)地塊比較小，一體機(jī)一般都設(shè)計(jì)為懸掛式，且不能太重，但是免耕地表有殘茬覆蓋，土壤容重一般較高，故要求播種機(jī)單體必須有一定的重量才能達(dá)到入土開溝的目的。20世紀(jì)90年代之前主要研究玉米培壟施肥覆膜一體機(jī)，其中2BQM-6A型一體機(jī)的通過(guò)性能經(jīng)測(cè)定在小麥秸稈經(jīng)粉碎后覆蓋量為9650kg/mh2，秸稈含水率為64.3％時(shí)，通過(guò)性系數(shù)0.97。

20世紀(jì)90年代以后，以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)保護(hù)性耕作研究中心為代表，在玉米、小麥一體機(jī)方面研究較多。但是目前用于山區(qū)農(nóng)業(yè)耕作的農(nóng)機(jī)因?yàn)樯絽^(qū)經(jīng)濟(jì)、地形地貌等因素研究的比較少，現(xiàn)有的機(jī)械采用的是單體仿形，開溝鏟前面配有仿形草圓盤，仿形機(jī)構(gòu)為四連桿機(jī)構(gòu)，9行一體機(jī)整機(jī)重量達(dá)900kg，如果將這種機(jī)械用于山地，會(huì)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整困難、機(jī)具過(guò)重等問(wèn)題，而且山區(qū)地形崎嶇，龐大的機(jī)械笨重、不宜轉(zhuǎn)移。

通過(guò)檢索相應(yīng)的專利CN201310346238.5CN201310082919.5CN201310346240.2，發(fā)現(xiàn)上述機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難在山地轉(zhuǎn)移的情況有所改進(jìn)。傳統(tǒng)純機(jī)械結(jié)構(gòu)的一體機(jī)，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，穩(wěn)定性不高，大部分靠人工操作，工作量大，播種的種子間距大小不一等精度不高，同時(shí)也沒(méi)有檢測(cè)種子是否堵住種盤等功能。

基于此現(xiàn)狀，有必要改進(jìn)農(nóng)機(jī)的操作模式，對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有的電子信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了功能的集成化、多樣化以及智能化，并可更進(jìn)一步升級(jí)為基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的現(xiàn)代“互聯(lián)網(wǎng)+”型農(nóng)業(yè)機(jī)械。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)純機(jī)械農(nóng)機(jī)作業(yè)需要靠人工操作，精度不高，且作業(yè)過(guò)程不能實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)等問(wèn)題，提出了一種基于Android平臺(tái)的山地智能農(nóng)用一體機(jī)。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種基于Android平臺(tái)的山地智能農(nóng)用一體機(jī)，包括坡地開溝播種施肥一體機(jī)；所述坡地開溝播種施肥一體機(jī)的車架上設(shè)有第一電機(jī)、第二電機(jī)；所述第一電機(jī)的輸出軸連接所述坡地開溝播種施肥一體機(jī)的行走軸；所述第一電機(jī)帶動(dòng)所述行走軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在實(shí)現(xiàn)一體機(jī)行走的同時(shí)帶動(dòng)供種供肥裝置運(yùn)行；所述第二電機(jī)的輸出軸連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸、并帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸焊接在開溝爬坡機(jī)構(gòu)的穿軸孔之間，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)開溝爬坡機(jī)構(gòu)做圓弧形上下運(yùn)動(dòng)；

所述坡地開溝播種施肥一體機(jī)的前端設(shè)有超聲波測(cè)距離傳感器、過(guò)料孔處設(shè)有光電門裝置；所述超聲波測(cè)距離傳感器、所述光電門裝置均與控制器相連接，所述控制器還與所述第一電機(jī)和所述第二電機(jī)相連；所述控制器通過(guò)藍(lán)牙與智能安卓設(shè)備連接；所述控制器接收所述智能安卓設(shè)備的控制指令，驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)和第二電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述山地智能農(nóng)用一體機(jī)的行走、開溝、播種施肥、遇到障礙物時(shí)越障、播種不成功時(shí)報(bào)警。

進(jìn)一步地，所述智能農(nóng)用一體機(jī)還包括覆膜機(jī)構(gòu)和第三電機(jī)；所述第三電機(jī)固定在一體機(jī)的車架上，所述第三電機(jī)輸出軸通過(guò)絲杠裝置連接所述覆膜機(jī)構(gòu)的前支架；所述第三電機(jī)與所述控制器相連并接受控制器的驅(qū)動(dòng)指令；所述第三電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述絲杠裝置上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述覆膜機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述第一電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與所述行走軸相連，所述第二電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。

進(jìn)一步地，所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)以及所述第三電機(jī)為測(cè)速電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述控制器采用STM32控制器實(shí)現(xiàn)；所述智能安卓設(shè)備為智能手機(jī)或PAD，所述智能安卓設(shè)備安裝APP軟件。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、通過(guò)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的效果：

(1)用一個(gè)機(jī)構(gòu)完成開溝覆土和越障爬坡功能；

(2)合理安排開溝機(jī)構(gòu)、覆膜機(jī)等機(jī)構(gòu)的安裝位置，使機(jī)身更小型和輕便；

2、通過(guò)現(xiàn)代電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械的結(jié)合實(shí)現(xiàn)的效果：

(1)利用超聲波傳感器和STM32微控制器，形成“發(fā)現(xiàn)—處理—?jiǎng)幼鳌弊詣?dòng)反饋控 制回路，代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動(dòng)換擋越障；

(2)在播種盤處安裝傳感器，根據(jù)反饋的信息，能夠檢測(cè)種盤堵塞和缺種等具體情況；

(3)基于Android系統(tǒng)，通過(guò)藍(lán)牙收發(fā)指令，利用STM32微控制器和步進(jìn)電機(jī)控制覆膜機(jī)構(gòu)的升降，代替手動(dòng)操作；

(4)根據(jù)種間距離、土地性質(zhì)、培壟要求等具體情況，在手機(jī)APP上十分便捷地修改農(nóng)機(jī)的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，使之靈活地適應(yīng)不同作物的耕作要求。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一體機(jī)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是開溝爬坡機(jī)構(gòu)；

圖3是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

圖4是播種施肥機(jī)構(gòu)；

圖5是覆膜機(jī)構(gòu)；

圖6是整體模塊工作流程示意圖；

圖7是智能越障動(dòng)作流程圖。

標(biāo)記說(shuō)明：

圖2中：2-1輪軸，2-2輪架，2-3鏈輪，2-4開溝輪，2-5穿軸孔，2-6銷栓，2-7挖斗，2-8排種排肥管道，2-9覆土導(dǎo)槽，2-10軸承座；

圖3中：3-1軸環(huán)，3-2惰輪，3-3第五鏈輪，3-4主齒輪，3-5行走軸，3-6軸承座，3-7支撐架，3-8錐齒輪，3-9，3-10皮帶，3-11第二齒輪軸，3-12嚙合齒輪，3-13第四鏈輪，3-14主鏈輪，3-15嚙合鏈輪，3-16第三鏈，3-17主動(dòng)軸，3-18第一齒輪軸，3-19飛輪，3-20第一鏈輪，3-21第二齒輪，3-22導(dǎo)桿，3-23銷釘，3-24連桿，3-25第二銷釘，3-26連接塊，3-27第一銷釘，3-28撥叉，3-29螺栓，3-30操作桿，3-31第一齒輪，3-32惰輪軸；

圖4中：4-1第一圓盤，4-2第四帶輪，4-3第三帶輪，4-4第三帶輪軸，4-5第三圓盤，4-6第二圓盤，4-7第四圓盤，4-8第一帶輪，4-9第四帶輪軸，4-10第二帶輪，4-11第一錐齒輪，4-12第二皮帶，4-13第一皮帶，4-14第二帶輪軸，4-15第六帶輪，4-16第一帶輪軸，4-17第三皮帶，4-18第五帶輪；

圖5中：1前掛桿，2移動(dòng)框，3.模架，4前支架，5機(jī)架，6機(jī)架孔，7定位方孔，8定位銷釘，9銷釘，10第一壓膜輪桿，11后支架，12壓膜輪，13第二壓膜輪桿，14彈簧。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)合電子信息技術(shù)，解決山區(qū)農(nóng)機(jī)耕作時(shí)機(jī)具笨重轉(zhuǎn)移不便，越障能力薄弱等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)的進(jìn)一步智能化，本實(shí)用新型的具體實(shí)施如下：

1.開溝爬坡機(jī)構(gòu)

將開溝機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成圓盤形式，在圓盤上安裝弧形鏟，使圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤上的弧形鏟將土鏟起，達(dá)到開溝目的；同時(shí)在遇到障礙物或爬坡時(shí)，能夠輔助抓地，便于越障或爬坡。

具體結(jié)構(gòu)：如圖2，開溝爬坡機(jī)構(gòu)主要由開溝輪、輪軸、輪架及覆土導(dǎo)槽組成，輪軸2-1兩端通過(guò)軸承座2-10安裝于輪架2-2上，輪架2-2一側(cè)安裝有銷栓2-6。鏈輪2-3安裝于輪軸2-1的中間，輪軸2-1均勻固定安裝有四個(gè)開溝輪2-4，開溝輪2-4上周向均勻安裝有挖斗2-7，開溝輪2-4兩側(cè)板周邊呈鋸齒狀。穿軸孔2-5，用于放置轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)焊接與之形成整體，覆土導(dǎo)槽2-9設(shè)有與開溝輪相對(duì)應(yīng)的四個(gè)導(dǎo)槽，覆土導(dǎo)槽2-9上開有四個(gè)排肥排種孔，排肥排種管道2-8固定于排肥排種孔的下方。覆土導(dǎo)槽2-9兩端都通過(guò)類似銷栓2-6安裝于輪架2-2上。將第二電機(jī)安裝在輪架2-2的一側(cè)，第二電機(jī)輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸，故通過(guò)第二電機(jī)可以使轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而調(diào)節(jié)該機(jī)構(gòu)的高度。

工作原理：

在不農(nóng)耕時(shí)，用開發(fā)的Android手機(jī)APP通過(guò)藍(lán)牙向基于STM32的控制板發(fā)射使開溝爬坡機(jī)構(gòu)脫離地面的指令，減少行進(jìn)阻力；

在農(nóng)耕時(shí)，用開發(fā)的Android手機(jī)APP通過(guò)藍(lán)牙向基于STM32的控制板發(fā)射使開溝爬坡機(jī)構(gòu)接觸耕地的指令，農(nóng)機(jī)在前行時(shí)，機(jī)械前端的開溝爬坡機(jī)構(gòu)進(jìn)行開溝，緊接著播種施肥機(jī)構(gòu)上的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)使圓盤上的排種排肥孔與播種箱上的小孔對(duì)齊，種子與肥料從播種箱中通過(guò)排種、排肥的小孔落入排種排肥管道中，順著管道滑入開好的溝中，隨后之前弧形鏟挖出的泥土在輪盤轉(zhuǎn)過(guò)180°后泥土落入導(dǎo)向槽中，順著導(dǎo)向槽滑落將種子和肥料覆蓋。

在越障時(shí)，利用超聲波傳感器和STM32微控制器，形成了“發(fā)現(xiàn)—處理—?jiǎng)幼鳌弊詣?dòng)反饋控制回路，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動(dòng)換擋越障，Android設(shè)備接收到超聲波模塊感應(yīng)前方障礙物的情況，通過(guò)藍(lán)牙向控制板發(fā)射相應(yīng)的指令將覆膜機(jī)構(gòu)的絲杠旋轉(zhuǎn)使覆膜機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動(dòng)脫離地面，同時(shí)驅(qū)動(dòng)開溝爬坡機(jī)構(gòu)側(cè)邊的第二電機(jī)，使該機(jī)構(gòu)繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸做圓弧運(yùn)動(dòng)使之脫離地面，當(dāng)開溝爬坡機(jī)構(gòu)的帶鋸齒狀的圓盤位置能達(dá)到障礙的一端，驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)使開溝爬坡機(jī)構(gòu)降下，將開溝爬坡機(jī)構(gòu)的上面帶鋸齒狀的圓盤壓向障礙物，此時(shí)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)第 二電機(jī)，使鋸齒狀圓盤在越障的過(guò)程中產(chǎn)生一個(gè)向地的抓力，從而輔助越障爬坡，智能越障動(dòng)作流程圖如圖7。

2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

如圖3，動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)組成，主動(dòng)軸3-17、第一齒輪軸3-18、第二齒輪軸3-11通過(guò)軸兩端的軸承座安裝于兩側(cè)支撐架3-7上，行走軸3-5中間段安裝有軸承座3-6，軸承座3-6固定安裝于支撐架3-7末端。主動(dòng)軸3-17上固定安裝有主齒輪3-4、嚙合齒輪3-12、主鏈輪3-14和嚙合鏈輪3-15；惰輪3-2固定安裝于惰輪軸3-32上，惰輪軸3-32通過(guò)軸承座安裝于支撐架3-7上，惰輪3-2與主齒輪3-4相嚙合；第一齒輪3-31及第二齒輪3-21通過(guò)旋轉(zhuǎn)副安裝于第一齒輪軸3-18上，即第一齒輪3-31及第二齒輪3-21可以相對(duì)第一齒輪軸3-18空轉(zhuǎn)，第一齒輪3-31和第二齒輪3-21一側(cè)分別開有齒孔，第二齒輪3-21與第三齒輪3-12相嚙合，第一齒輪3-31與惰輪3-2相嚙合。

第一齒輪軸3-18是花鍵軸，軸環(huán)3-1兩側(cè)設(shè)有犬齒，軸環(huán)3-1內(nèi)圈開有齒槽，軸環(huán)3-1通過(guò)齒槽與第一齒輪軸3-18相連，并與第一齒輪軸3-18一起轉(zhuǎn)動(dòng)，軸環(huán)3-1也可以沿著第一齒輪軸3-18在一定范圍內(nèi)左右滑動(dòng)；撥叉3-28與軸環(huán)3-1通過(guò)旋轉(zhuǎn)副相連，軸環(huán)3-1可在撥叉3-28內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，撥叉3-28另一端安裝于導(dǎo)桿3-22上，導(dǎo)桿3-22固定安裝于支撐架3-7上，連接塊3-26與撥叉3-28固定在一起，連接塊3-26通過(guò)銷釘3-23與連桿3-24相連，操作桿3-30通過(guò)第一銷釘3-27安裝于支撐架3-7上，操作桿3-30一端通過(guò)第二銷釘3-25與連桿3-24相連，轉(zhuǎn)動(dòng)操作桿3-30即可實(shí)現(xiàn)軸環(huán)3-1的左右滑動(dòng)，操作桿3-30的位置通過(guò)螺栓3-29固定；第一鏈輪3-20和飛輪3-19固定安裝于第一齒輪軸3-18上，第一鏈輪3-20通過(guò)鏈與開溝覆土機(jī)構(gòu)輪軸2-1上的第二鏈輪2-3相連，飛輪3-19通過(guò)第三鏈3-16與第四鏈輪3-13相連，當(dāng)?shù)谝积X輪軸3-18順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛輪3-19外圈隨內(nèi)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪3-19通過(guò)第三鏈3-16帶動(dòng)第四鏈輪3-13轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝积X輪軸3-18逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛輪3-19內(nèi)圈動(dòng)而外圈不動(dòng)，飛輪3-19不會(huì)帶動(dòng)第四鏈輪3-13轉(zhuǎn)動(dòng)。第四鏈輪3-13和錐齒輪3-8固定安裝于第二齒輪軸3-11上，行走軸3-5兩端分別固定安裝有兩第五鏈輪3-3，3-10為皮帶用于連接主動(dòng)軸3-17和行走軸3-5。

3.播種施肥機(jī)構(gòu)

考慮農(nóng)作物種植的行距要求以及播種、施肥這兩項(xiàng)農(nóng)耕工序的時(shí)間差，將機(jī)械底座上設(shè)計(jì)有左右兩組圓盤，每組各三個(gè)。左邊一組圓盤執(zhí)行排種功能，右邊一組圓盤執(zhí)行施肥功能。當(dāng)需要密集播種時(shí)，可以將左邊三個(gè)圓盤都投入使用，以達(dá)到密集播種目的；當(dāng)需要稀疏播種時(shí)，可以只將左邊三個(gè)圓盤中兩個(gè)圓盤投入使用，以達(dá)到稀疏播種目的。在播 種時(shí)，通過(guò)調(diào)速機(jī)構(gòu)控制排種以及施肥速度。

具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：如圖4，播種施肥機(jī)構(gòu)采用圓盤式機(jī)構(gòu)，第一圓盤4-1和第二圓盤4-6為排肥盤，第三圓盤4-5和第四圓盤4-7為排種盤，第一圓盤4-1和第二圓盤4-6上分別均勻設(shè)有四個(gè)裝肥槽，第三圓盤4-5和第四圓盤4-7分別均勻設(shè)有四個(gè)裝種槽，第一圓盤4-1和第二圓盤4-6分別固定安裝于第一帶輪軸4-16和第二帶輪軸4-14上，第三圓盤4-5和第四圓盤4-7分別固定安裝于第三帶輪軸4-4和第四帶輪軸4-9上，四根帶輪軸下端均通過(guò)軸承座安裝于支撐架3-7上，上端通過(guò)軸承座安裝于種肥箱底部，各軸直接通過(guò)同步帶傳動(dòng)，第一錐齒輪4-11、第一帶輪4-8和第二帶輪4-10分別固定安裝于第四帶輪軸4-9上，第一錐齒輪4-11與第二錐齒輪3-8嚙合，第三帶輪4-3和第四帶輪4-2分別固定安裝于第三帶輪軸4-4上，第五帶輪4-18固定安裝于第一帶輪軸4-16上，第六帶輪4-15固定安裝于第二帶輪軸4-14上，第一帶輪4-8與第六帶輪4-15通過(guò)第一皮帶4-13連接，第二帶輪4-10與第四帶輪4-2通過(guò)第二皮帶4-12連接，第三帶輪4-3與第五帶輪4-18通過(guò)第三皮帶4-17連接。第二錐齒輪3-8轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第四帶輪軸4-9轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)各軸一起同向轉(zhuǎn)動(dòng)。

工作原理：圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，第三圓盤4-5和第四圓盤4-7的裝種槽與裝種箱5-9上的第一排種孔5-10和第二排種孔5-2對(duì)齊時(shí)，裝種箱里面的種子通過(guò)第一排種孔5-10和第二排種孔5-2進(jìn)入裝種槽，圓盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤上的裝種槽與擋板上的第一下種口6-4和第二下種口6-5相對(duì)齊時(shí)，裝種槽中的種子通過(guò)第一下種口6-4和第二下種口6-5進(jìn)入排種管，通過(guò)排種管排到溝中。由于左邊與右邊圓盤在安裝上存在一個(gè)45°的角度差，使得工作時(shí)排肥與排種相間進(jìn)行，保證了播種與施肥的均勻準(zhǔn)確性，排肥原理與排肥原理相同。

4.覆膜機(jī)構(gòu)

覆膜部分主要由壓膜輪、覆土圓盤，膜架、機(jī)架等組成，其中，對(duì)覆膜機(jī)構(gòu)的安裝采用將覆膜機(jī)架和絲杠進(jìn)行焊接，使絲杠和覆膜機(jī)成為一體，安裝在第三電機(jī)上面，第三電機(jī)安裝在車架上，通過(guò)第三電機(jī)可驅(qū)動(dòng)絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到對(duì)覆膜機(jī)的升降。在農(nóng)作物不需要使用時(shí)可將其升起，脫離地面。

具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

如圖5中，覆膜裝置主要由壓膜輪12、覆土圓盤13，膜架3、機(jī)架5等組成，同時(shí)覆膜裝置的機(jī)架和絲杠滑臺(tái)通過(guò)焊接的方式與之形成整體，實(shí)現(xiàn)覆膜、壓膜和覆土三個(gè)功能。首先根據(jù)壟寬調(diào)節(jié)安裝膜的寬度，然后將膜卷卡在膜架3上，接著將膜的自由端拉至壓膜輪12的前端，并用土壓住。隨機(jī)組的前進(jìn)，膜卷轉(zhuǎn)動(dòng)，膜被拉伸鋪在壟上，壓膜輪12將膜兩側(cè)邊緣緊壓在壟兩側(cè)壁的埋膜溝內(nèi)，之后覆土圓盤13起土壓蓋在地膜的兩側(cè)邊緣上， 從而達(dá)到固定封嚴(yán)地膜的作用，同時(shí)完成了鋪膜作業(yè)。

工作原理：

工作時(shí)，首先將膜卷卡在膜架上，然后將膜的自由端拉至壓膜輪的前端。隨著機(jī)組的前進(jìn)，膜卷被抽拉而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將膜連續(xù)的鋪放在壟面上。受機(jī)組前進(jìn)的牽引力的作用，膜在縱向被延伸并拉緊；膜兩側(cè)的邊緣部分被配置在膜架后方的左右兩側(cè)的壓膜輪緊壓在壟側(cè)壁的埋膜溝內(nèi)，使地膜沿著壟側(cè)壁橫向延伸，并緊繃在壟面上。

為防止覆兩側(cè)因固定不牢而影響其平整度以及覆膜效果，設(shè)置了一處覆土裝置。在壓膜完成后，配置壓膜輪后的覆土圓盤起土壓蓋在地膜的兩側(cè)邊緣上，從而達(dá)到固定封嚴(yán)地膜的作用，同時(shí)完成了鋪膜作業(yè)。

5.電控模塊設(shè)計(jì)

在耕作過(guò)程中，一體機(jī)需要正常行走的同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)開溝、播種、施肥、覆膜、越障爬坡等一系列功能，每項(xiàng)功能都需要相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)源頭，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)3個(gè)驅(qū)動(dòng)測(cè)速電機(jī)，通過(guò)設(shè)計(jì)程序和算法實(shí)現(xiàn)一體機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。電控結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖6所示。

具體模塊設(shè)計(jì)：

第一電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與行走軸相連，安裝于行走軸的右側(cè)，同時(shí)固定在一體機(jī)機(jī)架上；設(shè)計(jì)好齒輪組和鏈輪的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)一體機(jī)行走的同時(shí)驅(qū)動(dòng)播種施肥機(jī)構(gòu)，完成播種施肥。

第二電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接于開溝爬坡機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的左側(cè)，同時(shí)固定在一體機(jī)的機(jī)架上，通過(guò)控制第二電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)開溝爬坡機(jī)構(gòu)繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的圓弧運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)開溝爬坡機(jī)構(gòu)接觸耕地和離開耕地，完成在耕種時(shí)開溝的功能和遇障時(shí)輔助越障的功能。

第三電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與覆膜機(jī)構(gòu)上的絲杠滑臺(tái)相連，安裝在覆膜機(jī)構(gòu)的下面同時(shí)通過(guò)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)固定于機(jī)架上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使之驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)覆膜機(jī)的升降。

同時(shí)在一體機(jī)前端安裝超聲波傳感器，用于探測(cè)前方障礙物；在播種施肥機(jī)構(gòu)的播種圓盤下方安裝光電門裝置，用于檢測(cè)種子是否落下。

如圖1所示，所述3個(gè)測(cè)試電機(jī)、所述超聲波傳感器、所述光電門裝置均與STM32微控制器相連，所述控制器通過(guò)藍(lán)牙與安卓設(shè)備APP通信，上傳數(shù)據(jù)給APP并接受APP下發(fā)的指令，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)3個(gè)測(cè)速電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路和控制器之間為串口連接。

工作原理：

超聲波傳感器和光電門裝置可以反饋關(guān)于障礙和種子下落的情況，3個(gè)測(cè)速電機(jī)分別 都帶有測(cè)速功能，故可以通過(guò)上述模塊得到當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，當(dāng)前種子是否卡住以及障礙物與一體機(jī)的距離等信息，同時(shí)以上信息均通過(guò)藍(lán)牙經(jīng)STM32的控制器發(fā)送到編寫有APP的Android設(shè)備上，當(dāng)Android設(shè)備接收信號(hào)時(shí)，客戶根據(jù)具體的情況去決策需要進(jìn)行的指令，通過(guò)對(duì)控制器發(fā)送相應(yīng)的指令，控制器再通過(guò)串口將指令傳給驅(qū)動(dòng)電路，決策3個(gè)測(cè)速電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)的運(yùn)行以及一系列的功能，整體各模塊的動(dòng)作協(xié)調(diào)控制。

如圖6，本實(shí)用新型一體機(jī)的工作過(guò)程和控制原理如下：

當(dāng)一體機(jī)實(shí)現(xiàn)正常的行走時(shí)，通過(guò)Android設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙向控制板發(fā)射指令驅(qū)動(dòng)與覆膜機(jī)構(gòu)連接的電機(jī)，通過(guò)絲杠旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)覆膜機(jī)的上下運(yùn)動(dòng)，使機(jī)構(gòu)離地，同時(shí)驅(qū)動(dòng)開溝爬坡機(jī)構(gòu)側(cè)邊的電機(jī)，使機(jī)構(gòu)抬起使機(jī)構(gòu)離地，代替手動(dòng)操作；

當(dāng)一體機(jī)實(shí)現(xiàn)正常耕作時(shí)，使用Android設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙向控制板發(fā)射與上述相反的指令，使開溝爬坡機(jī)構(gòu)接觸耕地，農(nóng)機(jī)在前行時(shí)，機(jī)械前端的開溝爬坡機(jī)構(gòu)進(jìn)行開溝，緊接著播種施肥機(jī)構(gòu)上的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)使圓盤上的排種、排肥孔與播種箱上的小孔對(duì)齊，種子與肥料從播種箱中通過(guò)排種、排肥的小孔落入排種排肥管道中，順著管道滑入挖好的小溝中，隨后之前弧形鏟挖出的泥土在輪盤轉(zhuǎn)過(guò)180°后泥土落入導(dǎo)向槽中，順著導(dǎo)向槽滑落將種子和肥料覆蓋，若根據(jù)種子具體情況如需覆膜，用開發(fā)的Android手機(jī)APP通過(guò)藍(lán)牙向基于STM32的控制板發(fā)射使膜機(jī)構(gòu)下降的指令，使之實(shí)現(xiàn)覆膜功能，代替手動(dòng)操作；

如圖7，當(dāng)一體機(jī)實(shí)現(xiàn)跨越障礙時(shí)，利用超聲波傳感器和STM32微控制器，形成了“發(fā)現(xiàn)—處理—?jiǎng)幼鳌弊詣?dòng)反饋控制回路，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動(dòng)換擋越障，Android設(shè)備接收到超聲波模塊感應(yīng)前方障礙物的情況，通過(guò)藍(lán)牙向控制板發(fā)射相應(yīng)的指令將覆膜機(jī)構(gòu)的絲杠旋轉(zhuǎn)使覆膜機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動(dòng)脫離地面，同時(shí)驅(qū)動(dòng)開溝爬坡機(jī)構(gòu)側(cè)邊的電機(jī)，使該機(jī)構(gòu)繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸做圓弧運(yùn)動(dòng)使之脫離地面，當(dāng)開溝爬坡機(jī)構(gòu)的帶鋸齒狀的圓盤位置能達(dá)到障礙的另一端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使爬坡機(jī)構(gòu)降下，將溝爬坡機(jī)構(gòu)的上面帶鋸齒狀的圓盤壓向障礙的另一端，繼續(xù)驅(qū)動(dòng)開溝爬坡機(jī)構(gòu)的電機(jī)，在越障的過(guò)程中產(chǎn)生一個(gè)向地的抓力，從而輔助越障爬坡。

當(dāng)一體機(jī)耕作出現(xiàn)種子堵塞時(shí)，由于設(shè)計(jì)在種盤下面的光電門沒(méi)有接收到種子滑落的信號(hào)，在客戶端APP界面會(huì)顯示沒(méi)有種子下落，從而發(fā)生報(bào)警，提醒耕作者檢查種盤排除故障，從而實(shí)現(xiàn)耕作的順利進(jìn)行。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。