一种防堵塞螺旋施肥机构及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种防堵塞螺旋施肥机构及其控制系统，该施肥机构包括：机架；至少两个施肥装置，施肥装置左右对称地安装于机架上，每个施肥装置包括：主梁；U型料槽，其安装于主梁上；肥料箱，其安装于主梁上且位于U型料槽的上方；U型料槽底面在远离肥料箱的一端开设有变截面出料口，U型料槽底面在靠近肥料箱的一端开设有排堵口；以及施肥螺杆，U型料槽内安装有内外导向的施肥螺杆；以及驱动装置，其用于驱动施肥螺杆转动施肥；还包括控制系统。采用本发明专利技术施肥机构和控制系统，能够实时监控施肥机构的工作状态，从而控制施肥螺杆的工作，实现堵塞工况下报警和重载工况下螺杆反转清堵，解决堵塞的问题。决堵塞的问题。决堵塞的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种防堵塞螺旋施肥机构及其控制系统


[0001]本专利技术涉及农业机械
，特别涉及一种防堵塞螺旋施肥机构及其控制系统。

技术介绍

[0002]甘蔗是我国中热带作物及主要的糖料作物，种植面积占我国糖料种植面积的85％以上，我国是世界上第三大甘蔗生产国，甘蔗产业已成为我国主产区经济发展的重要支柱和农民增收的主要来源，其中广西是甘蔗主要集中种植地之一，甘蔗产量占全国产量的60％以上，甘蔗种植的田间管理至关重要，直接影响甘蔗的产量，而在广西地区目前对甘蔗的田间管理大多采用人工作业的方式，劳动强度大、机械化水平低且人工成本不断提高，制约了广西地区甘蔗种植业的发展，旋耕施肥是田间管理中的重要一环，不可或缺，需要设计针对甘蔗田间管理使用的旋耕施肥复合机具，甘蔗中耕施肥是保证甘蔗良好生长、达到增产增收目的的重要措施。现有的旋耕施肥机构采用施肥螺杆进行输送和投放，但常因为潮湿天气等原因，易造成肥料结团堵塞施肥机构，需要经常停机进行清理，影响施肥效率和效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种防堵塞螺旋施肥机构及其控制系统，从而克服现有施肥机构常因肥料湿度大易结块堵塞，影响施肥效率和效果的缺点。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种防堵塞螺旋施肥机构，包括：机架；至少两个施肥装置，两个该施肥装置左右对称地安装于所述机架的中下部，每个所述施肥装置包括：主梁；U型料槽，其安装于所述主梁上；肥料箱，其安装于所述主梁上且位于所述U型料槽的上方，所述肥料箱底部的下料口与所述U型料槽的内端相对应；所述U型料槽底面在远离所述肥料箱的一端开设有变截面出料口，所述U型料槽底面在靠近所述肥料箱的另一端开设有排堵口；以及施肥螺杆，所述U型料槽内安装有内外导向的施肥螺杆；以及驱动装置，其安装于所述主梁上，用于驱动所述施肥螺杆转动施肥。
[0005]优选地，上述技术方案中，所述驱动装置包括液压马达和联轴器，两个所述施肥装置的所述施肥螺杆之间通过所述联轴器连接，所述液压马达安装于所述主梁上且与其中一个所述施肥螺杆连接。
[0006]优选地，上述技术方案中，每个所述施肥装置还包括凸轮机构和折弯板，所述折弯板与所述变截面出料口铰接，用于开闭所述变截面出料口；所述凸轮机构包括设有凸轮的凸轮轴，所述凸轮轴转动安装于所述U型料槽的下方，所述凸轮用于开闭所述折弯板；其中，所述凸轮轴通过链条传动机构与所述施肥螺杆连接。
[0007]优选地，上述技术方案中，所述变截面出料口的水平投影面呈内小外大的梯形状。
[0008]优选地，上述技术方案中，每个所述施肥螺杆内外两端的螺纹旋向相反。
[0009]优选地，上述技术方案中，每个所述排堵口的下端设有排堵管，所述排堵管的出口
向外延伸至与所述变截面出料口对应的位置上。
[0010]一种防堵塞螺旋施肥机构的控制系统，包括：压力传感器及其变送器，该压力传感器及其变送器设置于所述驱动装置上，用于实时测量所述驱动装置的负载压力值；光电传感器，其安装于所述肥料箱上，用于实时监测所述肥料箱内的肥料量；转速传感器，其安装于所述驱动装置上，用于记录所述驱动装置的转速值；电磁换向阀，其与所述驱动装置连接，用于控制所述驱动装置的启闭和转向；以及单片机，所述压力传感器及其变送器、所述光电传感器、所述转速传感器和所述电磁换向阀均与所述单片机数据连接，所述单片机用于接收各个传感器输送过来的信息，并根据该信息控制所述电磁换向阀的工作。
[0011]优选地，上述技术方案中，还包括蜂鸣器和警报灯，所述蜂鸣器和所述警报灯均与所述单片机数据连接。
[0012]优选地，上述技术方案中，所述单片机用于读取驱动装置的负载压力值、转速值和肥料箱的肥料量，再通过S型激活函数计算得到的计算值与所设定的阈值进行比较；当施肥机构作业时，单片机控制电磁换向阀处于右位状态，驱动装置正向转动，肥料箱的肥料从变截面出料口排出；
[0013]当肥料箱中没有肥料时，单片机的计算值小于空载阈值0.25，压力传感器及其变送器、转速传感器和光电传感器发出空载信号，单片机判断肥料箱中无肥料，蜂鸣器报警；
[0014]当单片机的计算值大于等于0.25且小于0.5时，计算值处于正常运行阈值内，压力传感器及其变送器、转速传感器和光电传感器发出正常信号，单片机判断施肥装置为正常运行状态，并继续实时接收信号；
[0015]当单片机的计算值大于等于0.5且小于0.75时，计算值处于重载阈值内，压力传感器及其变送器、转速传感器和光电传感器发出重载信号，单片机判断该施肥装置正处于重载状态，警报灯立即闪烁；间歇切换电磁换向阀的状态，使电磁换向阀在右位状态和左位状态来回切换，驱动施肥螺杆循环的进行正向转动和反向转动，使U型料槽内的肥料从排堵口流出，疏通U型料槽，解除警报灯的闪烁；然后切换电磁换向阀至右位状态，单片机继续保持实时接收信号；
[0016]当单片机的计算值大于等于0.75且小于1时，计算值处于严重堵塞阈值内，压力传感器及其变送器、转速传感器以及光电传感器发出堵塞信号，单片机判断该施肥螺杆处于堵死状态，单片机控制电磁换向阀处于中位状态，关闭驱动装置，同时蜂鸣器报警，警报灯闪烁。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0018]1.采用本专利技术的施肥机构，U型料槽设有排堵口，当成团的肥料堵塞施肥螺杆时，驱动施肥螺杆重复正反向交替旋转，使U型料槽内的肥料能够从排堵口排出，解决肥料堵塞问题，提高施肥效率和效果。
[0019]2.采用本专利技术施肥机构的控制系统，能够实时采集驱动装置的压力、转速以及肥料箱中的肥料量，应用PSO
‑
BP算法进行工况预测，在此基础上对施肥螺杆的转向进行控制，实现堵塞工况下报警和重载工况下螺杆反转清堵，解决堵塞的问题。
附图说明
[0020]图1是根据本专利技术的防堵塞螺旋施肥机构的结构示意图。
[0021]图2是根据本专利技术的两个施肥装置对称设置的结构示意图。
[0022]图3是根据本专利技术的肥料箱的结构示意图。
[0023]图4是根据本专利技术的主梁的结构示意图。
[0024]图5是根据本专利技术的U型料槽的结构示意图。
[0025]图6是根据本专利技术的施肥螺杆的结构示意图。
[0026]图7是根据本专利技术的控制系统与防堵塞螺旋施肥机构连接的结构示意图。
[0027]主要附图标记说明：
[0028]1‑
机架；2
‑
液压马达；3
‑
防尘罩；4
‑
凸轮机构；5
‑
凸轮轴；6
‑
变截面出料口；7
‑
螺旋输送机；8
‑
排堵管；9
‑
施肥螺杆；10
‑
联轴器；11
‑
折弯板；12
‑
肥料箱；13
‑
主梁；14
‑
排堵口；15
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防堵塞螺旋施肥机构，其特征在于，包括：机架；至少两个施肥装置，两个该施肥装置左右对称地安装于所述机架的中下部，每个所述施肥装置包括：主梁；U型料槽，其安装于所述主梁上；肥料箱，其安装于所述主梁上且位于所述U型料槽的上方，所述肥料箱底部的下料口与所述U型料槽的内端相对应；所述U型料槽底面在远离所述肥料箱的一端开设有变截面出料口，所述U型料槽底面在靠近所述肥料箱的另一端开设有排堵口；以及施肥螺杆，所述U型料槽内安装有内外导向的施肥螺杆；以及驱动装置，其安装于所述主梁上，用于驱动所述施肥螺杆转动施肥。2.根据权利要求1所述的防堵塞螺旋施肥机构，其特征在于，所述驱动装置包括液压马达和联轴器，两个所述施肥装置的所述施肥螺杆之间通过所述联轴器连接，所述液压马达安装于所述主梁上且与其中一个所述施肥螺杆连接。3.根据权利要求1所述的防堵塞螺旋施肥机构，其特征在于，每个所述施肥装置还包括凸轮机构和折弯板，所述折弯板与所述变截面出料口铰接，用于开闭所述变截面出料口；所述凸轮机构包括设有凸轮的凸轮轴，所述凸轮轴转动安装于所述U型料槽的下方，所述凸轮用于开闭所述折弯板；其中，所述凸轮轴通过链条传动机构与所述施肥螺杆连接。4.根据权利要求1所述的防堵塞螺旋施肥机构，其特征在于，所述变截面出料口的水平投影面呈内小外大的梯形状。5.根据权利要求1所述的防堵塞螺旋施肥机构，其特征在于，每个所述施肥螺杆内外两端的螺纹旋向相反。6.根据权利要求1所述的防堵塞螺旋施肥机构，其特征在于，每个所述排堵口的下端设有排堵管，所述排堵管的出口向外延伸至与所述变截面出料口对应的位置上。7.一种应用于权利要求1所述的防堵塞螺旋施肥机构的控制系统，其特征在于，包括：压力传感器及其变送器，该压力传感器及其变送器设置于所述驱动装置上，用于实时测量所述驱动装置的负载压力值；光电传感器，其安装于所述肥料箱上，用于实时监测所述肥料箱内的肥料量；转速传感器，其安装于所述驱动装置上，用于记录所述驱动装置的转速值；电磁换向阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈远玲，石浩，侯怡，王梦乔，李尚平，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：