一种智能水肥一体机制造技术

本发明专利技术涉及农业设备技术领域，公开一种智能水肥一体机，包括储肥罐和搅拌桶，储肥罐与搅拌桶连接有输肥管道，搅拌桶上安装有搅拌电机，搅拌电机的输出轴上安装有搅拌组件；搅拌组件包括搅拌轴，搅拌轴上安装有定搅拌扇叶和动搅拌扇叶，定搅拌扇叶固定在搅拌轴的末端，动搅拌扇叶通过轴承安装在搅拌轴上，定搅拌扇叶和动搅拌扇叶之间连接有牵引绳，定搅拌扇叶和动搅拌扇叶的外端部都通过绳子分别安装有带磁性的第一球体和第二球体，搅拌桶外壁上安装有分别用于吸引第一球体和第二球体的第一磁环和第二磁环。定搅拌扇叶和动搅拌扇叶能够错位快速将水肥混合溶液搅拌均匀，为了实现搅拌桶内壁边缘处都被搅拌均匀。拌桶内壁边缘处都被搅拌均匀。拌桶内壁边缘处都被搅拌均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种智能水肥一体机


[0001]本专利技术涉及农业设备
，尤其涉及一种智能水肥一体机。

技术介绍

[0002]在传统农业生产过程中，给农作物浇水和施肥通常需要分开进行，不仅需要大量的劳动力，还会浪费很多的水肥资源，同时作业效率也非常低下。就作业方式而言，手动施肥和浇水，常常会过量或者不足，不能保证精准的水肥供给，致使农作物吸收不均匀，不能得到统一的最佳的供给量。
[0003]现有的机械化施肥结构较为复杂，不但制造成本高，作用效率也达不到需求，且对于操作员而言，过多的机械操作过程不但繁琐不便，还具有一定的危险性，无法实现较高的自动化和智能化，对于日益提高的灌溉施肥需求无法得到满足。农户既需要操作复杂的机械，又需要到作用现场观察施肥效果，通过实际效果不断调整作用效率。这样的生产方式不符合现代化的农业生产，不仅无法充分解放劳动力，也不能适应现代化农业的发展需求。因此，提供一种智能水肥一体机是本领域技术人员研究需要解决的热点问题。
[0004]农业施肥技术中多采用滴灌或者喷灌的方式将水和肥料同步输送到灌溉系统。智能水肥一体机使用智能调控系统，根据作物生长需要配置不同含量的营养液，将含量不同的可溶性固体或液体养料按作物需肥规律和特点，配置成专用的水肥混合溶液，在溶液充分混合后输送到管道控制系统，精确施加给作用对象，在根系保持土壤疏松和含氧量的同时输送养料。
[0005]现有技术中也有采用电器模块来控制水肥输送，例如申请号为201710829530.0，一种智能水肥一体机，只是控制水肥输送的稳定性，对于水肥浓度配比以及在水肥液体输出的均匀性上都较差。传统的在搅动搅动水肥都是采用螺旋叶片进行搅拌，这种搅动方式只有在靠近螺旋叶片处的水肥液体才能被搅动，假如要搅动全部，就需要增大螺旋叶片的体积，这样会一方面增加了成本，另一方面水肥液体的输出量较小。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术水肥液体输出的均匀性较差的缺点，提供一种智能水肥一体机。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：
[0008]一种智能水肥一体机，包括储肥罐和搅拌桶，储肥罐与搅拌桶连接有输肥管道，搅拌桶上安装有搅拌电机，搅拌电机的输出轴上安装有搅拌组件；搅拌组件包括搅拌轴，搅拌轴上安装有定搅拌扇叶和数量至少为一个的动搅拌扇叶，定搅拌扇叶固定在搅拌轴的末端，动搅拌扇叶通过轴承安装在搅拌轴上，定搅拌扇叶和动搅拌扇叶之间连接有牵引绳，定搅拌扇叶和动搅拌扇叶的外端部都通过绳子分别安装有带磁性的第一球体和第二球体，搅拌桶外壁上安装有分别用于吸引第一球体和第二球体的第一磁环和第二磁环。搅拌桶中将搅拌叶设计成定搅拌扇叶和动搅拌扇叶，目的是为了使得搅拌轴在转动后，定搅拌扇叶和
动搅拌扇叶错位搅拌，使得搅拌效果更加的好。搅拌轴转动后，第一球体和第二球体在旋转离心力的作用下在搅拌桶的内壁上滚动，第一磁环吸引第一球体，保证第一球体在能够在搅拌桶壁上稳定的移动，第二磁环吸引第二球体，保证第二球体在能够在搅拌桶壁上稳定的移动。
[0009]作为优选，第一磁环的高度与定搅拌扇叶的高度相同，第二磁环的高度与动搅拌扇叶的高度相同，定搅拌扇叶和动搅拌扇叶之间设有间隙，间隙的宽度为s，定搅拌扇叶和动搅拌扇叶的高度都为h，绳子的长度为l，牵引绳的长度为p，第一球体和第二球体的半径都为r，l+r＜s+a/2，p≥2s。第一磁环和第二磁环都具有与搅拌扇叶相同的宽度尺寸，绳子能够倾斜成一定角度并带动第一球体和第二球体在靠近搅拌桶壁上移动，从而使得水肥液体在绳子、第一球体和第二球体的旋转扰动下更加的均匀。牵引第一球体的绳子和第二球体的绳子在搅拌轴带动下不会发生干涉，保证了水肥液体搅拌的稳定性。
[0010]作为优选，搅拌桶内安装有稳定管，搅拌轴穿过稳定管伸入到搅拌桶的底端，搅拌轴通过轴承安装在稳定管内，稳定管的端口安装有密封盖。稳定管用于稳定搅拌轴，使得搅拌轴在工作时不会发生偏移现象，提高搅拌轴搅动的稳定性，增加搅拌轴的使用寿命。密封盖用于防止水肥液体在搅拌时进入到稳定管内。
[0011]作为优选，拌桶底面为锥形面，搅拌桶底面中间处设有出料口，出料口连接有水肥输出管道。锥形面能够使得水肥液体汇聚在出料口，从而使得搅拌桶底部的水肥能够较为彻底的排出，提高水肥液体的利用率。
[0012]作为优选，搅拌桶的顶部还安装有风机，搅拌桶的内腔顶部安装有环形风道，风机的出风口与环形风道连通，环形风道的底面设有若干个出风口，出风口为倾斜式风口，出风口的倾斜方向与搅拌轴的旋转方向相同。风机通过出风口将风吹送到搅拌桶内，由于出风口的风向与搅拌轴的旋转方向相同，一方面能够快速的带动搅拌桶周边的水肥运转，另一方面能够将残留在搅拌桶内壁的水肥吹落，提高水肥液体的利用率。
[0013]作为优选，储肥罐的顶面设有注肥孔，注肥孔的边上安装有水泵，输肥管道与储肥罐之前安装有电磁阀，电磁阀安装在储肥罐上。注肥孔方便人们将肥料注入到储肥罐中，水泵能够将水注入到储肥罐中，从而实现水肥液体混合，电磁阀控制储肥罐中水肥液体输出量。
[0014]作为优选，还包括控制柜，储肥罐上安装有用于检测水肥液体电导率和浓度的EC传感器、用于检测水肥液体酸碱度的PH传感器、用于检测输肥管道内水肥流速的流量传感器，控制柜通过EC传感器、PH传感器和流量传感器传送的数据来控制水泵的启停。
[0015]作为优选，控制柜的系统设定水肥配比来控制水泵的启停，控制柜设置最优肥料浓度与实际肥料浓度之间的偏差E与偏差的变化量EC作为输入，水肥浓度控制过程中对肥料原液桶电磁阀的开关时间作为输出构建模糊控制器：
[0016]E(h)＝SV(h)
‑
AC
[0017][0018]其中E(h)为采集值的误差值；SV(h)为第h个采集值；AC为设定值；EC(h)为误差变化率；E(h
‑
1)为第h
‑
1个采集误差值；t为采样时间；
[0019]模糊PID自适应控制算法中偏差、偏差变化率、输出控制量的控制范围为一个精确
量，需将其模糊化，将被控对象的基本论域通过量化因子：
[0020]偏差量化因子：
[0021]偏差变化率量化因子：
[0022]输出控制量比例因子：
[0023]变为对应的模糊集论域，经测试分析，偏差E和偏差变化率EC及输出论域均选择为[
‑
6，6]，可得：
[0024][0025]其中w为论域单区间宽度，g
x
为论域总长度。
[0026]本专利技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：该智能水肥一体机通过大口径管道与大功率水泵，通过控制柜精确而快速的将肥料和水到输送到搅拌桶内，通过控制柜智能控制搅拌桶，搅拌桶内搅拌电机实现无级变速，定搅拌扇叶和动搅拌扇叶能够错位快速将水肥混合溶液搅拌均匀，为了实现搅拌桶内壁边缘处都被搅拌均匀，第一球体和第二球体都通过绳子在搅拌轴的带动下沿着内壁环形移动，同时在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能水肥一体机，包括储肥罐(10)和搅拌桶(11)，储肥罐(10)与搅拌桶(11)连接有输肥管道(12)，搅拌桶(11)上安装有搅拌电机(13)，搅拌电机(13)的输出轴上安装有搅拌组件(14)；其特征在于：搅拌组件(14)包括搅拌轴(141)，搅拌轴(141)上安装有定搅拌扇叶(142)和数量至少为一个的动搅拌扇叶(143)，定搅拌扇叶(142)固定在搅拌轴(141)的末端，动搅拌扇叶(143)通过轴承安装在搅拌轴(141)上，定搅拌扇叶(142)和动搅拌扇叶(143)之间连接有牵引绳(144)，定搅拌扇叶(142)和动搅拌扇叶(143)的外端部都通过绳子(145)分别安装有带磁性的第一球体(146)和第二球体(147)，搅拌桶(11)外壁上安装有分别用于吸引第一球体(146)和第二球体(147)的第一磁环(15)和第二磁环(16)。2.根据权利要求1所述的一种智能水肥一体机，其特征在于：第一磁环(15)的高度与定搅拌扇叶(142)的高度相同，第二磁环(16)的高度与动搅拌扇叶(143)的高度相同，定搅拌扇叶(142)和动搅拌扇叶(143)之间设有间隙(140)，间隙(140)的宽度为s，定搅拌扇叶(142)和动搅拌扇叶(143)的高度都为h，绳子(145)的长度为l，牵引绳的长度为p，第一球体(146)和第二球体(147)的半径都为r，l+r＜s+a/2，p≥2s。3.根据权利要求1所述的一种智能水肥一体机，其特征在于：搅拌桶(11)内安装有稳定管(17)，搅拌轴(141)穿过稳定管(17)伸入到搅拌桶(11)的底端，搅拌轴(141)通过轴承安装在稳定管(17)内，稳定管(17)的端口安装有密封盖。4.根据权利要求1所述的一种智能水肥一体机，其特征在于：搅拌桶(11)底面为锥形面，搅拌桶(11)底面中间处设有出料口(111)，出料口(111)连接有水肥输出管道(18)。5.根据权利要求1所述的一种智能水肥一体机，其特征在于：搅拌桶(11)的顶部还安装有风机(19)，搅拌桶(11)的内腔顶部安装有环形风道(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷良育，李鉴方，马宇飞，黄佳男，赫广元，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：