一種果園對靶施肥機及其變量控制方法技術

一種果園對靶施肥機，包括：設置于拖拉機上的探測裝置，用于采集靶標和速度信息；設置于拖拉機后端的變量施肥機構；以及設置于拖拉機上的控制器，控制器根據獲取的靶標和速度信息，控制變量施肥機構完成排肥，本發明專利技術變量控制方法包括：控制器根據探測樹冠輪廓計算根系直徑和樹干中心位置控制所述變量施肥機構在根系直徑范圍內施肥，并根據根系截面積大小以及預先設定的平均每棵樹施肥量控制施肥機構的排肥速度以實現變量施肥；本發明專利技術通過探測果樹樹冠以確定根系范圍，并在根系范圍內進行施肥，同時兼顧不同根系位置施肥量不同的原則進行變量施肥，在提高肥料利用率的同時保證了施肥的效果，為果園高效施肥提高了一種有效方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于農業機械
，特別設及一種果園對祀施肥機及其變量控制方 法。
技術介紹
我國是農業生產大國，但由于相關農業機械發展滯后使得我國難W步入農業強國 的行列。精準農業W按照田間每一操作單元的具體條件，精細準確地調整各項±壤和作物 管理措施，最大限度地優化各項農業投入，W獲取最高產量和最大經濟效益，同時保護農業 生態環境為目的，是我國發展農業機械的一個重要指導方向。 施肥是保證作物生長和提高產量的有效措施。有關資料顯示，目前，我國化肥總產 量距世界第二，總施量居世界第一。但傳統粗放式施肥方式往往會造成大量化肥浪費、±壤 元素失調、破壞作物生態環境，同時不均衡施肥不但沒有起到應有效果，反而會影響作物生 長、降低果實品質，更甚者直接破壞根系，造成作物枯萎。在運種情況下，變量施肥技術成為 一種提高施肥效率有效解決手段。變量施肥又稱精準施肥，主要W不用空間單元的產量數 據域±壤理化性質、病蟲草害、氣候等多層數據的綜合分析為依據，W作為生長模型、作物 營養專家系統為支持，W高產、優質、環保為目的的變量處方施肥理論和技術。 目前，變量施肥機械在我國也逐漸發展起來。公開號為201010017129的專利技術專利 提出一種水稻智能變量施肥機及其變量施肥方法，該專利技術利用高光譜遙感系統和圖像采集 系統信息融合技術，檢測水稻N、P、K含量，根據元素盈虧施肥。公開號為201410037916的 專利技術專利提出一種果園對祀變量液態施肥裝置及施肥方法，該專利技術利用超聲波傳感器探測 果樹=維數據，并根據該數據控制施肥機構定量施肥。但W上專利技術忽略作物不同根系位置 施肥量不同的特性，沒有實現單株果樹不同根系位置的變量施肥。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種果園對祀施肥機及其 變量控制方法，能實現果樹不同根系位置調整施肥量的不同，從而進一步提高果園施肥效 果。 為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是： 一種果園對祀施肥機，包括： 設置于拖拉機1上的探測裝置，用于采集祀標和速度信息； 設置于拖拉機1后端的變量施肥機構； W及，設置于拖拉機1上的控制器13,控制器13根據獲取的祀標和速度信息，控制 變量施肥機構完成排肥。 所述探測裝置包括祀標探測裝置和速度探測裝置，所述祀標探測裝置設置于拖拉 機前端支架15上，包括若干用于探測果樹樹冠半徑的超聲波測距傳感器和用于探測果樹 中屯、位置的紅外傳感器； 所述速度探測裝置設置于拖拉機I的限深輪7上，包括若干速度傳感器，用于采集 拖拉機1的行駛速度。 所述控制器13包括ARM,用于根據超聲波測距傳感器信號計算樹冠半徑、記錄樹 干中屯、所在位置W及計算排肥器所在位置對應的排肥電機轉速，控制器13搭載一塊液晶 屏用于施肥量的輸入、數據顯示W及系統開關控制，所述控制器還包括所述探測裝置的控 制電路。 所述變量施肥機構包括兩個獨立控制的排肥器。 所述每個排肥器包括位于肥箱3下方的排肥器殼體4,排肥器殼體4的一側有蓋板 5,排肥器殼體4的上部有矩形進肥口，矩形進肥口處設置有帶有若干排肥口 201的排肥盤 2,排肥盤2通過階梯軸固定在設置在蓋板5的雙軸承座11上，排肥器殼體4中有兩個鏈輪 19及位于兩個鏈輪19間的雙側帶耳鏈條20,雙側帶耳鏈條20上設置有等間距若干排肥斗 18,步進電機12與鏈輪19連接帶動其轉動，進而帶動排肥斗18轉動，排肥器殼體4底部的 一端有與導肥管9連通的出肥口。 所述排肥盤2上均布由若干排肥口 201，沿轉動方向，每個排肥口 201的前方設置 有一個相應的凸起202,凸起202的外邊沿與排肥斗18對應，排肥斗18在雙側帶耳鏈條20 的帶動下水平移動，與凸起202接觸時對其進行推動，排肥斗18與該凸起202后方的排肥 口 201對齊，排肥斗18與排肥口 201持續向前運動，排肥口 201與排肥器殼體4上的矩形 排肥口 401重合時，肥料通過重合處落入排肥斗18實現注肥，排肥斗18向前運動，在整個 排肥器殼體4上的矩形排肥口 401內不斷充肥直至退出矩形排肥口 401，排肥斗18繼續向 前運動，排肥盤2與排肥斗18脫離接觸，當排肥斗18轉動到下端時，排肥斗18內的肥在重 力的作用下落入導肥管9。 本專利技術還提供了一種所述果園對祀施肥機的變量控制方法，包括W下步驟： 陽01引步驟1，在控制器14中輸入平均每棵果樹施肥量； 步驟2,通過設置于拖拉機1上的探測裝置采集果樹樹冠半徑和樹干中屯、位置，W 及拖拉機1的行駛速度，并傳輸給所述控制器14 ; 步驟3,所述控制器14根據探測裝置采集數據、拖拉機作業速度W及標定的每棵 樹施肥量計算樹干中屯、位置的最高排肥轉速； 步驟4,所述控制器14控制變量施肥機構根據所在位置計算當前位置的電機轉速 并控制步進電機12完成變量施肥。 所述步驟3中計算方法如下其中，D為每棵樹的標定施肥量，Vm。、 為排肥器在樹干中屯、位置時對應的排肥電機最高轉速；t。是排肥器從樹冠邊緣到達樹干中 屯、位置所需要的時間，在拖拉機作業速度恒定的情況下其中R為樹冠半徑，V為拖拉 機作業速度，得出排肥電機在樹干中屯、位置的最高轉速 所述步驟4中，從樹冠邊緣到樹干中屯、位置排肥電機在1位置的轉速，從樹干中屯、開始到另一樹冠邊緣位置排肥電機在I位置 的轉速，其中當前所在位置1=Vt,t為從超聲波傳感器探測 到樹冠邊緣開始到1位置的時間。與現有技術相比，本專利技術通過祀標探測裝置探測果樹樹冠輪廓和樹干中屯、位置， 并通過W上信息計算果樹根系直徑和施肥機構所在位置的根系截面積，再根據拖拉機行駛 速度和標定施肥量控制排肥速度，達到不同根系位置施肥量不同、按需施肥的目的，進一步 提高了化肥利用率，減少過量化肥對環境的污染。【附圖說明】 圖1是本專利技術的果園對祀變量施肥機整機結構圖。 圖2是本專利技術的硬件結構框圖。 圖3是本專利技術的人機交互界面圖。 圖4是本專利技術的變量施肥機構圖。 圖5是本專利技術排肥盤結構示意圖。 圖6是本專利技術的變量控制方法示意圖。 圖7是本專利技術的變量控制方法步驟框圖。 陽03引圖中附圖標記的含義： 1-拖拉機；2-排肥盤；3-肥箱；4-排肥器殼體；5-蓋板；6-牽引架；7-限深輪； 8-速度傳感器；9-導肥管；10-毛刷；11-雙軸承座；12-步進電機；13-開構伊；14-控制器； 15-超聲波傳感器；16-支架；17-紅外傳感器；18-排肥斗；19-鏈輪；20-雙側帶耳鏈條。【具體實施方式】 下面結合附圖和實施例詳細說明本專利技術的實施方式。 如圖1所示，本專利技術提供一種果園對祀變量施肥機，包括：設置于拖拉機1上的控 制器14,用于數據計算、信息輸入、信息顯示和機構控制；設置于拖拉機1上的探測裝置，用 于采集祀標和速度信息；設置于拖拉機1后端的變量施肥結構，用于根據控制器14指示完 成排肥。 其中，探測裝置包括祀標探測裝置和速度探測裝置。祀標探測裝置包括若干設置 于支架15上的超聲波測距傳感器15,超聲波測距傳感器通過發送和接收超聲波產生電壓 信號從而探測出探測器到果樹樹冠的距離，而且超聲波傳感器探測面積大，準確性高；設置 于支架16下端的紅外傳感器17,通過發送和接收紅外光產生電平信號從而探測出果樹中 屯、位置，此時超聲波測距傳感器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種果園對靶施肥機，其特征在于，包括：設置于拖拉機(1)上的探測裝置，用于采集靶標和速度信息；設置于拖拉機(1)后端的變量施肥機構；以及，設置于拖拉機(1)上的控制器(13)，控制器(13)根據獲取的靶標和速度信息，控制變量施肥機構完成排肥。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：翟長遠，張波，楊碩，李瀚哲，朱瑞祥，
申請(專利權)人：西北農林科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61