一种压差式施肥速率可控设备及其控制方法与流程

本发明涉及植物施肥技术领域，具体为一种压差式施肥速率可控设备及其控制方法。

背景技术：

红花草，又名紫云英，是豆科黄芪属越年生草本红花草，多在秋季套播于晚稻田中，是我国稻田最主要的冬季绿肥作物，在红花草养护过程中，需要定期对红花草进行灌溉施肥，现有的施肥装置多为桶状或灌装结构，施肥时，肥料必须提前拆包倒入到专用的施肥桶(罐)内，再加入水分使得肥料与水混合，通过人力搅动搅拌棒或在桶内加装搅拌设备使肥料与水充分混合，才能进行施肥，手续繁琐且肥料容易沉底或粘附在桶壁上，造成肥料浪费，市面上出现了压差式施肥桶，利用压差将混合好的料液挤出桶外，对红花草进行浇灌，但是现有的压差式施肥桶的出水管管道长度一定，无法适配不同的灌溉长度，且肥料的添加、水分的添加以及肥料与水的混合过程仍然是需要人工进行操作，未在实质上减轻人工负担，费时费力，采用机械设备进行上述操作，设备成本投入大，操作复杂，实用性不佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种压差式施肥速率可控设备及其控制方法，通过出料管道的长度可调，使浇灌位置能够准确伸出到红花草种植位置的上方，提高装置适配性；通过设置plc控制器的间隔启动时间，实现气缸的间歇性运行，通过气缸上下移动实现高压箱内部的气压变化，随着密封盘位置的变化，依次实现肥料的添加过程、水分的添加过程和肥料与水的混合过程，无需在装置内部加装搅拌组件，节省设备投入成本，采用简单机械结构即可实现肥料的自动添加和灌溉过程，省时省力，使用时只需人力推动移动机构即可，操作简单方便，实用性佳，以解决上述背景技术中提出的压差式施肥桶的出水管管道长度一定，无法适配不同的灌溉长度，且肥料的添加、水分的添加以及肥料与水的混合过程仍然是需要人工进行操作，未在实质上减轻人工负担，费时费力，采用机械设备进行上述操作，设备成本投入大，操作复杂，实用性不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种压差式施肥速率可控设备，包括移动机构和两个施肥机构，两个施肥机构均固定在移动机构上，移动机构包括万向轮，万向轮设置在万向轮安装架的内部，万向轮安装架固定在设备平台的底面上，设备平台的侧壁固定安装手推架，设备平台的上表面固定安装两个施肥机构；

施肥机构包括进水组件、进肥组件、施肥组件和施肥箱，施肥箱的外壁与进水组件固定连接；进水组件包括蓄水箱，蓄水箱固定在施肥箱的外壁上，蓄水箱的内部设置有出水管道，出水管道的一端伸入到蓄水箱的底部，出水管道的一端向上伸出蓄水箱，并穿过施肥箱进入到施肥箱的内部与施肥组件相接，蓄水箱与进水管道口连通，进水管道口与进水管道的一端连通，进水管道的另一端与进肥组件相接，进水管道上固定安装水泵；进肥组件包括承料屉，承料屉套装在施肥箱的内部，施肥箱的内部固定设置限位箱，限位箱的内壁与承料屉接触，波纹管的底部伸入到承料屉的内部，波纹管的顶部固定在隔板的内部，隔板的两端固定在施肥箱的内壁上，波纹管的顶部两侧均设置有转轴，转轴上套装密封板，两个密封板对向设置将波纹管的管口盖住，密封板位于施肥组件的内部；施肥组件包括plc控制器，plc控制器固定安装在气缸上，且plc控制器通过导线与气缸电性连接，气缸的动力输出端与连杆固定连接，连杆的底部伸入到高压箱的内部与密封盘固定连接，高压箱上设置有出料套管a，出料套管a伸出到施肥箱的外侧与出料套管b的一端套接，出料套管b的另一端通过螺栓固定套接在出料套管c的内部。

优选的，所述进水管道和水泵均位于隔板的内部，进水管道与波纹管连通。

优选的，所述高压箱的内壁与密封盘的外壁紧密贴合。

优选的，所述出水管道与高压箱连通，出水管道与高压箱的连通处低于出料套管a与高压箱的连通处。

一种如权利要求所述的压差式施肥速率的控制方法，包括以下步骤：

s1：通过人力推动手推架，带动整个设备平台在苗圃之间移动，两个出料套管c之间的距离与红花草种植的间距相匹配；

s2：将肥料提前放置在承料屉的内部，推送承料屉使得承料屉的端部与限位箱接触，波纹管的底部伸入到承料屉中，将蓄水箱蓄水，设置plc控制器的间隔启动时间，初始状态下的密封盘位于高压箱的底部；

s3：气缸启动后通过连杆带动密封盘上移，密封盘将高压箱分为上下两个部分，当密封盘在高压箱的底面与出水管道的底部边沿之间向上移动时，密封盘下方的气压逐渐增大，产生的吸力将密封板向上吸，密封板在转轴的作用下发生旋转，使波纹管的管口暴露出来，随着密封盘的持续上移，波纹管将承料屉中的肥料向上吸入到高压箱中；

s4：当密封盘在出水管道的顶部边沿与出料套管a的底部边沿之间向上移动时，产生的吸力减小，密封板在重力的作用下回复到初始位置，波纹管的管口封闭，肥料停止进入，出水管道将蓄水箱中的水吸入到高压箱中，随着密封盘的持续上移，气压的作用使得肥料在水中反复翻滚搅拌；

s5：当密封盘移动至出料套管a的底部边沿上方时，由于出料套管a与外界连通，高压箱中气压高于外界气压，使得高压箱内部的混合肥料顺着出料套管a、出料套管b和出料套管c流出，对植物进行浇灌。

优选的，所述进水管道与波纹管的连通处安装电磁阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种压差式施肥速率可控设备及其控制方法，通过出料管道的长度可调，使浇灌位置能够准确伸出到红花草种植位置的上方，提高装置适配性。

2、本发明提供的一种压差式施肥速率可控设备及其控制方法，通过设置plc控制器的间隔启动时间，实现气缸的间歇性运行，通过气缸上下移动实现高压箱内部的气压变化，随着密封盘位置的变化，依次实现肥料的添加过程、水分的添加过程和肥料与水的混合过程，无需在装置内部加装搅拌组件，节省设备投入成本，采用简单机械结构即可实现肥料的自动添加和灌溉过程，省时省力，使用时只需人力推动移动机构即可，操作简单方便，实用性佳。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的移动机构结构示意图；

图3为本发明的施肥机构结构示意图；

图4为本发明的施肥箱内部结构正视示意图；

图5为本发明的施肥箱内部结构侧视示意图；

图6为本发明的密封板与波纹管位置示意图。

图中：1、移动机构；11、手推架；12、设备平台；13、万向轮安装架；14、万向轮；2、施肥机构；21、进水组件；211、蓄水箱；212、进水管道；213、进水管道口；214、出水管道；215、水泵；22、进肥组件；221、承料屉；222、限位箱；223、波纹管；224、隔板；225、转轴；226、密封板；23、施肥组件；231、气缸；232、plc控制器；233、连杆；234、密封盘；235、高压箱；236、出料套管a；237、出料套管b；238、出料套管c；24、施肥箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种压差式施肥速率可控设备，包括移动机构1和两个施肥机构2，两个施肥机构2均固定在移动机构1上。

请参阅图2，移动机构1包括万向轮14，万向轮14设置在万向轮安装架13的内部，万向轮安装架13固定在设备平台12的底面上，设备平台12的侧壁固定安装手推架11，设备平台12的上表面固定安装两个施肥机构2。

请参阅图3，施肥机构2包括进水组件21、进肥组件22、施肥组件23和施肥箱24，施肥箱24的外壁与进水组件21固定连接。

请参阅图4-6，进水组件21包括蓄水箱211，蓄水箱211固定在施肥箱24的外壁上，蓄水箱211的内部设置有出水管道214，出水管道214的一端伸入到蓄水箱211的底部，出水管道214的一端向上伸出蓄水箱211，并穿过施肥箱24进入到施肥箱24的内部与施肥组件23相接，蓄水箱211与进水管道口213连通，进水管道口213与进水管道212的一端连通，进水管道212的另一端与进肥组件22相接，进水管道212上固定安装水泵215，进水管道212和水泵215均位于隔板224的内部，进水管道212与波纹管223连通，进水管道212与波纹管223的连通处安装电磁阀；进肥组件22包括承料屉221，承料屉221套装在施肥箱24的内部，施肥箱24的内部固定设置限位箱222，限位箱222的内壁与承料屉221接触，波纹管223的底部伸入到承料屉221的内部，波纹管223的顶部固定在隔板224的内部，隔板224的两端固定在施肥箱24的内壁上，波纹管223的顶部两侧均设置有转轴225，转轴225上套装密封板226，两个密封板226对向设置将波纹管223的管口盖住，密封板226位于施肥组件23的内部；施肥组件23包括plc控制器232，plc控制器232固定安装在气缸231上，且plc控制器232通过导线与气缸231电性连接，气缸231的动力输出端与连杆233固定连接，连杆233的底部伸入到高压箱235的内部与密封盘234固定连接，高压箱235的内壁与密封盘234的外壁紧密贴合，高压箱235上设置有出料套管a236，出水管道214与高压箱235连通，出水管道214与高压箱235的连通处低于出料套管a236与高压箱235的连通处，出料套管a236伸出到施肥箱24的外侧与出料套管b237的一端套接，出料套管b237的另一端通过螺栓固定套接在出料套管c238的内部。

一种压差式施肥速率的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：通过人力推动手推架11，带动整个设备平台12在苗圃之间移动，两个出料套管c238之间的距离与红花草种植的间距相匹配，通过将出料套管b237从出料套管c238中伸出，使用螺栓将出料套管b237和出料套管c238固定，实现出料管道长度的调节，使浇灌位置能够准确伸出到红花草种植位置的上方，提高装置适配性；

步骤二：将肥料提前放置在承料屉221的内部，推送承料屉221使得承料屉221的端部与限位箱222接触，抽拉式的设置使得肥料的添加过程更加方便，波纹管223的底部伸入到承料屉221中，将蓄水箱211蓄水，设置plc控制器232的间隔启动时间，初始状态下的密封盘234位于高压箱235的底部，两个密封板226对向设置将波纹管223的管口盖住；

步骤三：气缸231启动后通过连杆233带动密封盘234上移，密封盘234将高压箱235分为上下两个部分，当密封盘234在高压箱235的底面与出水管道214的底部边沿之间向上移动时，密封盘234下方的气压逐渐增大，产生的吸力将密封板226向上吸，密封板226在转轴225的作用下发生旋转，使波纹管223的管口暴露出来，随着密封盘234的持续上移，波纹管223将承料屉221中的肥料向上吸入到高压箱235中，实现肥料的添加；

步骤四：当密封盘234在出水管道214的顶部边沿与出料套管a236的底部边沿之间向上移动时，产生的吸力减小(由于蓄水箱211的内部有水压，所以此时密封盘234下方区域的气压会变小，但仍然具有吸力，气压对密封板226的吸力不足以支撑密封板226)，密封板226在重力的作用下回复到初始位置，波纹管223的管口封闭，肥料停止进入，水泵215将误入波纹管223内部的水分吸入到进水管道212中，并回流到蓄水箱211中，气压产生的吸力通过出水管道214将蓄水箱211中的水吸入到高压箱235中与肥料混合，随着密封盘234的持续上移，气压的作用使得肥料在水中反复翻滚搅拌(由于肥料的密度与水的密度不同，密封盘234持续上移使得气压逐渐增大，气压对肥料和水的作用力也不同，且肥料在此过程中不断的溶于水，单个肥料颗粒的重量也会发生变化，气压对不同肥料颗粒的作用力也不同)，实现肥料与水的混合，制成混合料液；

步骤五：当密封盘234移动至出料套管a236的底部边沿上方时，由于出料套管a236与外界连通，高压箱235中气压高于外界气压，使得高压箱235内部的混合料液顺着出料套管a236、出料套管b237和出料套管c238流出，对植物进行浇灌。

工作原理：通过人力推动手推架11，带动整个设备平台12在苗圃之间移动，两个出料套管c238之间的距离与红花草种植的间距相匹配，通过将出料套管b237从出料套管c238中伸出，使用螺栓将出料套管b237和出料套管c238固定，实现出料管道长度的调节，使浇灌位置能够准确伸出到红花草种植位置的上方，提高装置适配性，将肥料提前放置在承料屉221的内部，推送承料屉221使得承料屉221的端部与限位箱222接触，抽拉式的设置使得肥料的添加过程更加方便，波纹管223的底部伸入到承料屉221中，将蓄水箱211蓄水，设置plc控制器232的间隔启动时间，初始状态下的密封盘234位于高压箱235的底部，两个密封板226对向设置将波纹管223的管口盖住，气缸231启动后通过连杆233带动密封盘234上移，密封盘234将高压箱235分为上下两个部分，当密封盘234在高压箱235的底面与出水管道214的底部边沿之间向上移动时，密封盘234下方的气压逐渐增大，产生的吸力将密封板226向上吸，密封板226在转轴225的作用下发生旋转，使波纹管223的管口暴露出来，随着密封盘234的持续上移，波纹管223将承料屉221中的肥料向上吸入到高压箱235中，实现肥料的添加，当密封盘234在出水管道214的顶部边沿与出料套管a236的底部边沿之间向上移动时，产生的吸力减小(由于蓄水箱211的内部有水压，所以此时密封盘234下方区域的气压会变小，但仍然具有吸力，气压对密封板226的吸力不足以支撑密封板226)，密封板226在重力的作用下回复到初始位置，波纹管223的管口封闭，肥料停止进入，水泵215将误入波纹管223内部的水分吸入到进水管道212中，并回流到蓄水箱211中，气压产生的吸力通过出水管道214将蓄水箱211中的水吸入到高压箱235中与肥料混合，随着密封盘234的持续上移，气压的作用使得肥料在水中反复翻滚搅拌(由于肥料的密度与水的密度不同，密封盘234持续上移使得气压逐渐增大，气压对肥料和水的作用力也不同，且肥料在此过程中不断的溶于水，单个肥料颗粒的重量也会发生变化，气压对不同肥料颗粒的作用力也不同)，实现肥料与水的混合，制成混合料液，当密封盘234移动至出料套管a236的底部边沿上方时，由于出料套管a236与外界连通，高压箱235中气压高于外界气压，使得高压箱235内部的混合料液顺着出料套管a236、出料套管b237和出料套管c238流出，对植物进行浇灌。

综上所述：本发明提供的一种压差式施肥速率可控设备及其控制方法，通过将出料套管b237从出料套管c238中伸出，使用螺栓将出料套管b237和出料套管c238固定，实现出料管道长度的调节，使浇灌位置能够准确伸出到红花草种植位置的上方，提高装置适配性，通过设置plc控制器232的间隔启动时间，实现气缸231的间歇性运行，通过气缸231上下移动实现高压箱235内部的气压变化，随着密封盘234位置的变化，依次实现肥料的添加过程、水分的添加过程和肥料与水的混合过程，无需在装置内部加装搅拌组件，节省设备投入成本，采用简单机械结构即可实现肥料的自动添加和灌溉过程，省时省力，使用时只需人力推动移动机构1即可，操作简单方便，实用性佳。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。