肥料投料装置

1.本技术涉及精准施肥技术领域，尤其涉及一种肥料投料装置。


背景技术：

2.施肥是促进农业增产的主要手段，但长期过量、不均匀使用肥料不仅会导致土壤生产力下降，影响农业生产，还会引起农产品和地下水污染、水体富营养化等生态环境问题。随着精准农业的不断发展，肥料的精准投料装置得到推广应用。
3.现有的肥料投料装置主要是针对液态肥，在操作过程中，先将液态肥放置在投料桶中，通过泵连接投料桶和喷头，同时在投料桶和喷头之间设置多个控制阀，实现液态肥的投料。
4.但是，在发明人实现本发明创造的过程中发现，农户在进行施肥时主要使用固态肥料，而目前尚没有针对固态肥的投料装置，这就需要先将固态肥料溶解后才能进行施肥，步骤繁琐，耗时耗力。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的是提供一种肥料投料装置，解决固态肥没有投料装置，针对固态肥投料步骤繁琐、耗时耗力的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本技术实施例提供如下技术方案：
7.本技术提供一种肥料投料装置，包括：
8.壳体，所述壳体内部具有容置空间；
9.置料机构，所述置料机构设置在所述容置空间内，所述置料机构包括连接器和至少两个料筒，至少两个所述料筒沿圆周轨迹均匀间隔的设置在所述连接器上，至少两个所述料筒的一端与所述壳体的第一端面贴合；
10.控制单元，所述控制单元与所述壳体连接，所述控制单元与所述置料机构远离所述壳体的第一端面的一侧连接，所述控制单元能够驱动所述置料机构以所述料筒排布的圆周轨迹中心轴线为轴进行转动；
11.其中，所述壳体的第一端面设置有出料口，所述控制单元控制所述置料机构转动，使至少两个所述料筒的一端依次与所述出料口正对。
12.本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
13.可选地，前述的肥料投料装置，所述连接器为环形板体，所述连接器上围绕内环一周均匀间隔的设置至少两个固定孔，至少两个所述料筒分别穿过所述固定孔并与所述固定孔连接。
14.可选地，前述的肥料投料装置，所述置料机构包括三个所述连接器，三个所述连接器分别与至少两个所述料筒的两端和中部连接。
15.可选地，前述的肥料投料装置，所述控制单元包括：
16.传动部，所述传动部与所述置料机构的远离所述壳体的第一端面的一侧固定连
接；
17.电机，所述电机设置在所述壳体上，所述电机的驱动轴与所述传动部连接，用于控制所述传动部转动，以带动所述置料机构转动。
18.可选地，前述的肥料投料装置，所述传动部包括：
19.第一底座，所述第一底座与所述连接器固定连接，所述第一底座的背离所述壳体第一端面的一侧设置有第一固定槽；
20.第一连接件，所述第一连接件一端设置有与所述第一固定槽相适配的第一凸起，所述第一连接件另一端设置第一连接孔；
21.其中，所述电机的驱动轴与所述第一连接孔连接，用于控制所述第一连接件转动，以依次带动所述第一底座、所述连接器和至少两个所述料筒转动。
22.可选地，前述的肥料投料装置，所述传动部包括：
23.第二底座，所述第二底座与至少两个所述料筒的另一端固定连接，所述第二底座的背离所述壳体第一端面的一侧设置有第二固定槽；
24.第二连接件，所述第二连接件一端设置有与所述第二固定槽相适配的第二凸起，所述第二连接件另一端设置第二连接孔；
25.其中，所述电机的驱动轴与所述第二连接孔连接，用于控制所述第二连接件转动，以依次带动所述第二底座和至少两个所述料筒转动。
26.可选地，前述的肥料投料装置，还包括：
27.架体，所述架体设置在所述壳体的与第一端面相背的第二端面上，并位于所述壳体的所述容置空间外部，所述电机固定安装在所述架体上；
28.所述壳体的第二端面上设置有通孔，所述第二连接件穿过所述通孔两端分别与所述第二底座和所述电机连接。
29.可选地，前述的肥料投料装置，所述壳体外壁扣盖有端盖形成第一端面，所述端盖与至少两个所述料筒的一端贴合，所述端盖上设置有出料口，所述端盖截面为矩形；
30.所述端盖里侧四个角分别设置有带第一磁体的固定柱，所述壳体与所述端盖里侧相对的一端设置有与四个所述固定柱相适配的四个限位槽；
31.其中，所述壳体外壁与四个所述限位槽相对应的位置设置有四个第二磁体，四个所述第二磁体与四个所述第一磁体共同作用将所述端盖磁吸在所述壳体上。
32.可选地，前述的肥料投料装置，还包括：
33.视觉传感器，所述视觉传感器设置在所述壳体的外壁，用于采集植株的图像，并生成第一信号；
34.距离传感器，所述距离传感器设置在所述壳体的外壁，所述距离传感器采集端与所述出料口朝向一致，用于采集所述距离传感器距离所述植株的直线距离，并生成第二信号；
35.中央控制器，所述中央控制器分别与所述控制单元、所述视觉传感器和所述距离传感器信号连接；
36.其中，所述中央控制器接收所述视觉传感器的所述第一信号和所述距离传感器的所述第二信号，并基于所述第一信号和所述第二信号控制所述控制单元，以控制肥料从所述出料口排出的量。
37.可选地，前述的肥料投料装置，还包括：
38.两个第一支撑板，两个所述第一支撑板平行且间隔设置在所述壳体外壁，所述视觉传感器设置在两个所述第一支撑板之间，所述视觉传感器与两个所述第一支撑板转动连接；
39.第二支撑板，所述第二支撑板跨设在两个所述第一支撑板相背于连接所述壳体的一侧的另一侧上，所述第二支撑板上固定设置所述距离传感器。
40.相较于现有技术，本技术提供的肥料投料装置，通过在壳体的容置空间内设置置料机构，置料机构包括连接器和至少两个料筒，至少两个料筒沿圆周轨迹均匀间隔的设置在连接器上，且至少两个料筒的一端与壳体的第一端面贴合，控制单元分别与壳体和置料机构远离壳体第一端面的一侧连接，控制单元实现驱动置料机构以料筒排布的圆周轨迹中心轴线为轴进行转动，壳体的第一端面设置有出料口，控制单元控制置料机构转动，使至少两个料筒的一端依次与出料口正对。本发明的肥料投料装置，料筒内可放置不同形态的肥料，同时可根据植株生长状况施加不同数量料筒的肥料，实现不同形态肥料的精准投料，实用性更强，且针对固态肥投料时无需提前溶解，可直接进行投料，步骤简单，省时省力。
附图说明
41.通过参考附图阅读下文的详细描述，本技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本技术的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
42.图1示意性地示出了一种肥料投料装置第一视角剖视图；
43.图2示意性地示出了一种肥料投料装置第一视角结构示意图；
44.图3示意性地示出了一种肥料投料装置第二视角结构示意图；
45.图4示意性地示出了一种肥料投料装置第二视角的剖视图；
46.图5示意性地示出了一种肥料投料装置的连接器；
47.图6示意性地示出了一种肥料投料装置的置料机构；
48.图7示意性地示出了一种肥料投料装置的第一底座和第一连接件的分解图；
49.图8示意性地示出了一种肥料投料装置的第一底座和第一连接件的连接图；
50.图9示意性地示出了一种肥料投料装置的第二底座和第二连接件的分解图；
51.图10示意性地示出了一种肥料投料装置的第二底座和第二连接件的连接图；
52.图11示意性地示出了一种肥料投料装置主视图；
53.图12示意性地示出了一种肥料投料装置俯视图；
54.图13示意性地示出了一种肥料投料装置仰视图；
55.图14示意性地示出了一种肥料投料装置左视图；
56.图15示意性地示出了一种肥料投料装置右视图；
57.图16示意性地示出了一种肥料投料装置端盖示意图。
58.附图标号说明：
59.壳体1、出料口11、中空管111、壳体的第一端面12、壳体的第二端面13、通孔131、限位槽14、第二放置槽15、置料机构2、连接器21、固定孔211、料筒22、控制单元3、传动部31、第一底座311、第一固定槽3111、第一连接件312、第一凸起3121、第一连接孔3122、第二底座
313、第二固定槽3131、第二连接件314、第二凸起3141、第二连接孔3142、架体4、端盖5、固定柱51、第一放置槽511、视觉传感器6、距离传感器7、第一支撑板8、第二支撑板9。
具体实施方式
60.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
61.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
62.如图1-图4所示，本发明的实施例一提出的一种肥料投料装置，包括：壳体1、置料机构2和控制单元3。
63.所述壳体1内部具有容置空间；
64.所述置料机构2设置在所述容置空间内，所述置料机构2包括连接器21和至少两个料筒22，至少两个所述料筒22沿圆周轨迹均匀间隔的设置在所述连接器21上，至少两个所述料筒22的一端与所述壳体的第一端面12贴合；
65.所述控制单元3与所述壳体1连接，所述控制单元3与所述置料机构2远离所述壳体1第一端面的一侧连接，所述控制单元3能够驱动所述置料机构2以所述料筒22排布的圆周轨迹中心轴线为轴进行转动；
66.其中，所述壳体的第一端面12设置有出料口11，所述控制单元3控制所述置料机构2转动，使至少两个所述料筒22的一端依次与所述出料口11正对。
67.具体地，壳体1的形状不作进一步限定，可以为圆柱体形、长方体形或者其他多面体形，其中优选为长方体形。壳体1的材质亦不作限定，可以为具有一定强度的金属，例如不锈钢等。为了提高壳体1表面的耐腐性，增强壳体1的使用寿命，可以在壳体1的表面镀漆。壳体1内部容置空间的形状亦不作限定，只要能容纳置料机构2，并且能保证置料机构2在容置空间内旋转即可。
68.置料机构2中的料筒22用于放置肥料。料筒22中放置的肥料形态不受限制，可以为固体颗粒状、粉末状，亦或者是液态肥料。但应该注意的是，当放置液态肥料时，需保证料筒22的一端与壳体的第一端面12贴合时的密封性，可以采用现有技术中的密封手段进行密封，在此不再赘述。料筒22的材质不作进一步限定，可以为不锈钢、高密度聚乙烯等，优选的，选用高密度聚乙烯材质，以提高料筒22的耐腐蚀性以及料筒22的使用寿命。料筒22的一端开口，其中一个料筒22与出料口11正对，当需要进行投料时，可通过人工或者机械臂使肥料投料装置倾斜，料筒22中的肥料在重力作用下从出料口11流出实现投料。
69.料筒22用于放置肥料。料筒22的一端必须开口，才能保证料筒22与出料口11正对时肥料的排出。料筒22的另一端可以是完全密封的结构，也可以是带有输料孔的结构。当料筒22的另一端是完全密封的结构时，需要通过人工手动方式将肥料添加在料筒22内部；当料筒22的另一端设有输料孔时，可以通过机械的形式进行填料，此时可以在壳体1的外壁设置储料装置，利用现用技术中输料的技术手段为料筒22添料。料筒22的数量至少为两个，具体的数量不作限定，为了方便生产加工，同时为了方便作业，料筒22的数量至少为2个，可以
为2-19个，甚至更多个，其中优选为11个。
70.连接器21的材质不作进一步限定，可以为金属材质，例如不锈钢等。连接器21的数量亦不作限定，可以为一个或者多个。连接器21在料筒22长度方向的长度需小于或者等于料筒22的长度，使置料机构2的整体结构更加紧凑。
71.控制单元3可以选用步进电机、伺服电机或者舵机，在此不作限定，只要其能够驱动置料机构2以料筒22排布的圆周轨迹中心轴线为轴进行转动即可。控制单元3可以包括控制开关，并将控制开关设置在壳体1的外壁，用来控制控制单元3的工作，进而控制置料机构2的旋转。
72.出料口11可以设置两端开口的中空管111，该中空管111设置在壳体1外壁，中空管111一端开口与出料口11相对，避免了在施肥过程中肥料洒落在壳体1上。中空管111的材质不作进一步限定，可以为不锈钢、高密度聚乙烯等，优选的，选用高密度聚乙烯材质，以提高中空管111的耐腐蚀性以及料筒22的使用寿命。进一步的，出料口11的内径、料筒22的内径、以及中空管111的内径一致，料筒22的一端依次与出料口11、中空管111正对，更利于料筒22内的肥料全部流出至植株附近。
73.本技术提供的肥料投料装置，通过在壳体1的容置空间内设置置料机构2，置料机构2包括连接器21和至少两个料筒22，至少两个料筒22沿圆周轨迹均匀间隔的设置在连接器21上，且至少两个料筒22的一端与壳体的第一端面12贴合，控制单元3分别与壳体1和置料机构2远离壳体的第一端面12的一侧连接，控制单元3实现驱动置料机构2以料筒22排布的圆周轨迹中心轴线为轴进行转动，壳体的第一端面12设置有出料口11，控制单元3控制置料机构2转动，使至少两个料筒22的一端依次与出料口11正对。本发明的肥料投料装置，料筒22内可放置不同形态的肥料，同时可根据植株生长状况施加不同数量料筒22的肥料，实现不同形态肥料的精准投料，实用性更强，且针对固态肥投料时无需提前溶解，步骤简单，省时省力。
74.如图5和图6所示，在具体实施中，连接器21形状不作进一步限定，可以为环形板体、矩形板体、或者其他多边形板体，优选的，所述连接器21为环形板体，节约制造成本的同时使置料机构2更加轻巧。所述连接器21上围绕内环一周均匀间隔的设置至少两个固定孔211，固定孔211的数量与料筒22的数量一致，至少两个所述料筒22分别穿过所述固定孔211并与所述固定孔211连接。更进一步的，为了保证连接器21对料筒22的约束，避免料筒22转动过程中因为向心力而出现晃动，而导致肥料漏料的发生，容置空间选用圆柱体，连接器21的外壁与容置空间的内壁间隙配合。
75.如图6所示，在具体实施中，所述置料机构2包括三个所述连接器21，三个所述连接器21分别与至少两个所述料筒22的两端和中部连接。
76.具体地，连接器21的数量不作限定，可以为一个也可以为多个。优选的，连接器21的数量为三个，三个连接器21间隔设置在料筒22上，且分别与料筒22的两端和中部连接，以实现对料筒22的支撑和约束，避免在转动过程中由于重力和向心力的作用造成料筒22晃动，出现料筒22一端与壳体1第一侧面贴合不严密，进而导致料筒22漏料的情况。
77.图1-图4和图7-图10所示，在具体实施中，所述控制单元3包括：
78.传动部31，所述传动部31与所述置料机构2的远离所述壳体的第一端面12的一侧固定连接；
79.电机(图中未示出)，所述电机设置在所述壳体1上，所述电机的驱动轴与所述传动部31连接，用于控制所述传动部31转动，以带动所述置料机构2转动。
80.具体地，电机可以选用步进电机或者伺服电机，电机可以设置在容置空间内，但为了使壳体1内整体结构更加紧凑，优选的，将电机设置在壳体1外部。电机的驱动轴通过传动部31与置料机构2连接，在工作过程中，电机控制传动部31转动，带动置料机构2的转动。
81.如图7-图8所示，在具体实施中，所述传动部31包括：
82.第一底座311，所述第一底座311与所述连接器21固定连接，所述第一底座311的背离所述壳体1第一端面的一侧设置有第一固定槽3111；
83.第一连接件312，所述第一连接件312一端设置有与所述第一固定槽3111相适配的第一凸起3121，所述第一连接件312另一端设置第一连接孔3122；
84.其中，所述电机(图中未示出)的驱动轴与所述第一连接孔3122连接，用于控制所述第一连接件312转动，以依次带动所述第一底座311、所述连接器21和至少两个所述料筒22转动。
85.具体地，第一底座311为圆形板体结构，第一底座311的直径与环形板体的连接器21内环直径相等，第一底座311通过焊接或者螺栓固定等形式与靠近底座的连接器21固定连接，或者第一底座311也可以与该连接器21一体成型。第一底座311的背离壳体1第一端面的一侧设置有第一固定槽3111，该第一固定槽3111位于圆形板体第一底座311的圆心处。第一连接件312一端设置有与第一固定槽3111相适配的第一凸起3121。第一固定槽3111和第一凸起3121的形状不作进一步限定，只要两者配合后，第一连接件312能带动第一底座311转动即可。
86.如图9-图10所示，在具体实施中，所述传动部31包括：
87.第二底座313，所述第二底座313与至少两个所述料筒22的另一端固定连接，所述第二底座313的背离所述壳体1第一端面的一侧设置有第二固定槽3131；
88.第二连接件314，所述第二连接件314一端设置有与所述第二固定槽3131相适配的第二凸起3141，所述第二连接件314另一端设置第二连接孔3142；
89.其中，所述电机(图中未示出)的驱动轴与所述第二连接孔3142连接，用于控制所述第二连接件314转动，以依次带动所述第二底座313和至少两个所述料筒22转动。
90.具体地，第二底座313可以为圆形板体结构，第二底座313通过焊接和料筒22的另一端连接，优选的，第二底座313的背离壳体1第一端面的一侧设置有第二固定槽3131，该第二固定槽3131位于圆形板体第二底座313的圆心处。第二连接件314一端设置有与第二固定槽3131相适配的第二凸起3141。第二固定槽3131和第二凸起3141的形状不作进一步限定，只要两者配合后，第二连接件314能带动第二底座313转动即可。
91.如图2-图3所示，在具体实施中，架体4，所述架体4设置在所述壳体1的与第一端面相背的第二端面上，并位于所述壳体1的所述容置空间外部，所述电机固定安装在所述架体4上；
92.所述壳体的第二端面13上设置有通孔131，所述第二连接件314穿过所述通孔131两端分别与所述第二底座313和所述电机连接。
93.具体地，架体4可以通过焊接或者螺栓等形式固定安装在壳体1上，架体4可以为板状，电机底部放置在架体4上然后通过螺栓等形式与架体4固定。优选的，架体4中间设置有
容置腔，容置腔至少靠近壳体1的一侧设有开口，用于放置电机以及使电机的输出轴与连接件连接。通孔131的大小以连接件能够通过为准。架体4的材质不作进一步限定，可以为金属或者木质。优选的，选用金属材质，例如不锈钢等。
94.如图1和图16所示，在具体实施中，所述壳体1外壁扣盖有端盖5形成第一端面，所述端盖5与至少两个所述料筒22的一端贴合，所述端盖5上设置有出料口11，所述端盖5截面为矩形；
95.所述端盖5里侧四个角分别设置有带第一磁体的固定柱51，所述出料口11与所述端盖5里侧相对的一端设置有与四个所述固定柱51相适配的四个限位槽14；
96.其中，所述壳体1外壁与四个所述限位槽14相对应的位置设置有四个第二磁体，四个所述第二磁体与四个所述第一磁体共同作用将所述端盖5磁吸在所述壳体1上。
97.具体地，可以将壳体的第一端面12设置为端盖5，方便置料机构2内部的检修，同时也利于产品在小试阶段的填料。端盖5与壳体1可以通过合页活动连接。优选的，端盖5截面为矩形，端盖5里侧四个角分别设置有固定柱51，每个固定柱51周侧可以设置第一放置槽511，用于放置第一磁体。壳体1与所述端盖5里侧相对的一端上设置有与四个固定柱51相适配的限位槽14，固定柱51和限位槽14共同作用对端盖5起到限位作用，使得安装后的出料口11与一个料筒22的一端正对。四个限位槽14内部可以分别设置第二放置槽15，在四个第二放置槽15内部分别放置第二磁体，四个第二磁体与四个第一磁体共同作用将端盖5磁吸在壳体1上。优选的，将四个第二放置槽15设置在壳体1外壁分别靠近四个限位槽14的位置，以防止第一磁体和第二磁体间相互引力过大导致脱离第一放置槽511或/和第二放置槽15的情况。
98.如图1-图4和图11-图15所示，在具体实施中，还包括：
99.视觉传感器6，所述视觉传感器6设置在所述壳体1的外壁，用于采集植株的图像，并生成第一信号；
100.距离传感器7，所述距离传感器7设置在所述壳体1的外壁，所述距离传感器7采集端与所述出料口11朝向一致，用于采集所述距离传感器7距离所述植株的直线距离，并生成第二信号；
101.中央控制器，所述中央控制器分别与所述控制单元3、所述视觉传感器6和所述距离传感器7信号连接；
102.其中，所述中央控制器接收所述视觉传感器6的第一信号和所述距离传感器7的第二信号，并基于所述第一信号和所述第二信号控制所述控制单元3，以控制肥料从所述出料口11排出的量。
103.具体地，视觉传感器6固定设置在壳体1的外壁上，且视觉传感器6的采集端与出料口11的朝向一致，用来采集植株的图像。视觉传感器6的具体结构不作进一步限定，可以选用现有技术中的视觉传感器6，在此不再赘述。
104.距离传感器7采集端也需与出料口11的朝向一致，用于采集距离传感器7距离植株的直线距离。距离传感器7的具体结构不作进一步限定，可以选用现有技术中的距离传感器7，例如光电传感器或者超声波传感器等，其中优选小量程的距离传感器7。在使用前，可以将距离传感器7距离出料口11的位置调至成零。
105.中央控制器用于接收视觉传感器6的所述第一信号和距离传感器7的所述第二信
号。中空控制器内部模块的具体数据算法可以使用现有技术中的算法，其具体控制过程如下：
106.首先，通过视觉传感器6的第一信号判断所采集的植株是否需要进行施肥，以及需要施肥的量；
107.其次，通过提前预设施肥距离，例如将施肥距离调成5厘米，适当调整出料口11距离待施肥植株的距离，当待施肥植株与出料口11的距离在5厘米之内，即料筒22转动，进行施肥。
108.中央控制器可以根据视觉传感器6采集到的不同植株的生长状态的图像决定施肥的数量。同时根据距离传感器7测得的距离在预设范围内时，控制控制单元3旋转施肥。避免了因无法确定植株空间位置导致投料不准确的情况，两者与中央中控器相互配合，共同实现了肥料的精准施肥。
109.应注意的是，在进行施肥器前，原始状态下与出料口11相对的料筒22内无需添加肥料。
110.如图1所示，在具体实施中，还包括：
111.两个第一支撑板8，两个所述第一支撑板8平行且间隔设置在所述壳体1外壁，所述视觉传感器6设置在两个所述第一支撑板8之间，所述视觉传感器6与两个所述第一支撑板8转动连接；
112.第二支撑板9，所述第二支撑板9跨设在两个所述第一支撑板8相背于连接所述壳体的一侧的另一侧上，所述第二支撑板9上固定设置所述距离传感器7。
113.具体地，视觉传感器6的具体位置不作进一步限定，只要能保证其能采集到植株的图像即可。优选的，在壳体1侧壁上平行且间隔设置在两个第一支撑板8，视觉传感器6设置在两个第一支撑板8之间，并与两个支撑板螺纹连接。在采集图像的过程中，可以适当调整视觉传感器6的角度，以采集到不同高度的植株的图像。第二支撑板9设置在壳体1的相背于连接第一支撑板8的一侧的另一侧上，使得整体结构更加紧凑。需要注意的是，本技术肥料投料装置的壳体1外壁，还设置有安装部，安装部上设置有安装孔，用于与机器人连接，在使用过程中可以通过机器人的机械手臂对视觉传感器6的角度进行调整，使用更加方便。
114.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。