一种具有智能施肥功能的旋耕机的制作方法

1.本发明涉及旋耕机技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有智能施肥功能的旋耕机。


背景技术：

2.旋耕机是与拖拉机配套完成耕、耙作业的耕耘机械。因其具有碎土能力强、耕后地表平坦等特点，而得到了广泛的应用；同时能够切碎埋在地表以下的根茬，便于播种机作业，为后期播种提供良好种床，按其旋耕刀轴的配置方式分为横轴式，立轴式和斜置式三类。正确使用和调整旋耕机，对保持其良好技术状态，确保耕作质量是很重要的，旋耕机具有打破犁底层、恢复土壤耕层结构、提高土壤蓄水保墒能力、消灭部分杂草、减少病虫害、平整地表以及提高农业机械化作业标准等作用。
3.在田地种植时，需要将土地进行翻耕后，频繁的添加种子和化肥，目前在翻耕土壤时使用较多的旋耕机，然而传统的旋耕机只具备旋耕功能，实用价值较低，所以本发明涉及了一种具有智能施肥功能的旋耕机来解决上述问题。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种具有智能施肥功能的旋耕机，通过使旋转的旋耕轴带动限位板旋转与重力块接触，而使平衡杆靠近弹簧的一端向下移动打开出料门，引导肥料下落至土壤内，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有智能施肥功能的旋耕机，包括主体机构，所述主体机构的一侧设有用于同步施肥的第一下料机构，所述第一下料机构的一侧设有调节机构，所述第一下料机构的底部设有第二下料机构，所述主体机构包括旋耕机外壳，所述旋耕机外壳的两侧转动连接有旋耕轴，所述旋耕轴上固定安装有多个旋耕刀片，所述旋耕机外壳的底部分别设置有前移动轮和后移动轮，且所述前移动轮和后移动轮的一侧固定连接有用于与旋耕机外壳相连接的承托支架，所述旋耕轴的外壁固定安装有限位套，所述限位套的外壁固定安装有限位板，所述第一下料机构包括储料箱，所述储料箱的底部通过螺栓固定安装有多个与后移动轮相连接的衔接座，所述衔接座的一侧呈斜坡状设置，且所述衔接座呈斜坡状的一侧铰接有出料门，所述储料箱的竖直向中心线上固定安装有第一分隔板，所述储料箱的一侧转动连接有第一转轴，所述第一分隔板的一侧转动连接有第二转轴，所述第一转轴的外壁固定安装有多个呈倾斜状态布置的第一翻转轴，所述第二转轴的外壁固定安装有多个与第一翻转轴呈相互交叉状态设置的第二翻转轴，所述第一转轴和第一翻转轴的外壁设有传送带，且所述第一转轴和后移动轮的外壁固定安装有与传送带相互啮合的传动齿轮，所述调节机构至少包括两个平衡架，且两个所述平衡架呈相互对称状态分别固定安装在承托支架的两侧，所述平衡架的内部开设有限位槽，所述限位槽的水平向中心线上铰接有平衡杆，所述平衡杆的一端固定安装有用于与出料门相连接的弹簧，所述平衡杆远离弹簧的一端固定安装有重力块，所述第二下料机构包括引流板，所述
引流板呈倾斜状态固定安装在储料箱的一侧，所述引流板的一侧呈线性依次等距固定安装有多个第二分隔板。
6.在一个优选地实施方式中，所述旋耕刀片的数量设置为多个，且多个所述旋耕刀片呈相互交错状态固定连接在旋耕轴的外壁。
7.在一个优选地实施方式中，所述储料箱的内壁涂覆有防水型有机涂层，且该所述防水型有机涂层是由硅改性聚酯或者偏聚二氟乙烯和塑料溶胶组成。
8.在一个优选地实施方式中，所述第一转轴的一端固定安装有球形限位套，所述球形限位套的内腔转动连接有用于与第二转轴相连接的球形限位块。
9.在一个优选地实施方式中，所述限位槽设置在平衡杆的三分之一处，且所述平衡杆在限位槽的内腔始终呈倾斜状态设置。
10.在一个优选地实施方式中，所述引流板和第二分隔板由木制纤维与热固树脂聚合压制而成。
11.在一个优选地实施方式中，所述第二分隔板的底部设有压轴，所述压轴的外壁呈螺旋状固定安装有螺旋翻土片，且所述压轴的两端固定安装有与引流板相连接的支撑架。
12.在一个优选地实施方式中，所述压轴的外壁呈环形依次等距设有多个与螺旋翻土片相连接的压块，且所述压块为实心结构。
13.在一个优选地实施方式中，所述旋耕刀片上设置有压力反馈传感器，所述主体机构内设置有总控制器，所述调节机构与第二下料机构上对应出料的位置处均安装有视觉图像识别系统，所述视觉图像识别系统与总控制器电性连接，所述视觉图像识别系统包括图像拍摄模块、数据传输模块、数据处理模块、角度偏转模块以及动力反馈模块，所述动力反馈模块由电机与控制器、信号接收器组成，其中信号接收器与控制器之间电性连接；
14.所述动力反馈模块的动力输出处与角度偏转模块连接在出料门与旋耕轴的中轴处，所述数据传输模块是基于zigbee或蓝牙协议进行数据传输。
15.在一个优选地实施方式中，一种具有智能施肥功能的旋耕机控制方法，
16.s1在进行耕地时，将主体机构平行推动，旋耕刀片伴随旋耕轴进行旋转，同时，出料门进行伴随性的张合运动；
17.s2当旋耕刀片撞击到石块通过角度偏转模块识别到旋耕刀片反向旋转时，动力反馈模块辅助旋耕刀片与旋耕轴进行同时运转；
18.s3在基于s2的动力反馈模块辅助运转的过程中，视觉图像识别系统的图像拍摄模块对旋耕刀片与前移动轮之间的石块与障碍物进行拍摄照片，并生成障碍物抓拍文本集，通过数据传输模块将其发送至数据处理模块；
19.s4当数据处理模块接收到障碍物抓拍文本集率先对图片进行降噪处理，同时图片所抓拍的范围大于旋耕轴与旋耕刀片的总长度；
20.s5将图片以像素点划分为中心原点的横纵平面坐标轴，其中x轴为横轴y轴为纵轴，x轴与旋耕轴保持水平状态，以y轴的轨迹方向其值由小至大，采取横刷式的去噪及识别方式；
21.s6其中图像的噪点模型为a(a)＝b(a) c(a)，
22.其中a为障碍物抓拍文本集中图片的编号，a(a)为初始的噪点图像，b(a)为未收到噪点干扰的图像，c(a)表示均值为0方差为σ2的高斯白噪点；其中所拍摄的图片a中该图片
的像素点总和为v，v＝{v(a1)|a1∈n(x，y)}，其中n(x，y)表示该图片中像素的坐标，a1为像素点，
[0023][0024]
对图像中任意一x轴整排的像素点进行依次滤波，其中nl[v](a)为去除噪点后的估计值，权值w(a，b)属于像素点a与像素点b的相似度，并同时满足大于等于0且小于等于1，另外∑bw(a，b)的值为1，v(b)与v(a)分别表示a与b对应横轴像素点的整合；
[0025]
s7在图片的噪点处理完成后，利用视觉图像识别系统对图片进行识别完整的大型石块或障碍物，在识别完成后，根据预设值，对动力反馈模块发出正转或反转的命令信号，并实时读取压力反馈传感器的反馈数据，以数值文本的方式对同时间抓拍的障碍物抓拍文本集的图片进行。
[0026]
本发明的技术效果和优点：
[0027]
1、本发明通过在推动主体机构移动翻耕土地的过程中，旋转的旋耕轴带动限位板旋转与重力块接触并将重力块进行抬升，使平衡杆靠近弹簧的一端向下移动拉扯出料门处于打开状态，从而引导肥料落在引流板上，并受第二分隔板分隔滑落至土壤内，提高对肥料用量的控制，有效的节约了肥料的用量，从而实现旋耕土壤和施肥播种的同步进行，更有利于提升工作效率；
[0028]
2、本发明通过使旋转的后移动轮通过传送带使第一转轴和第一翻转轴进行同步转动，从而使与第一翻转轴相互交叉的第二翻转轴转动在储料箱的内腔对肥料进行搅拌翻动，以防止肥料堵塞在储料箱的出料处；
[0029]
3、利用角度偏转模块来判断旋耕刀片的前方部位，是否有阻碍运动的物体或者力，当遇到阻碍时，利用动力反馈模块对旋耕刀片与旋耕轴进行辅助旋转；同时借助视觉图像识别系统，对旋耕刀片与旋耕轴前方部位的图片进行降噪及障碍物识别，根据预设值反馈至动力反馈模块中进行动力辅助补偿，达到双重动力补偿，降低人力消耗的问题。
附图说明
[0030]
图1为本发明的整体结构示意图。
[0031]
图2为本发明的轴侧结构示意图。
[0032]
图3为本发明图2的a部结构放大图。
[0033]
图4为本发明的底部结构示意图。
[0034]
图5为本发明图4的b部结构放大图。
[0035]
图6为本发明图4的c部结构放大图。
[0036]
图7为本发明图4的d部结构放大图。
[0037]
图8为本发明第一下料机构的结构剖视图。
[0038]
图9为本发明图8的e部结构放大图。
[0039]
图10为本发明图8的f部结构放大图。
[0040]
附图标记为：1主体机构、101旋耕机外壳、102旋耕轴、103旋耕刀片、104前移动轮、105承托支架、106后移动轮、107限位套、108限位板、2第一下料机构、21储料箱、22衔接座、
23出料门、24第一分隔板、25第一转轴、26第一翻转轴、27球形限位套、28第二转轴、29球形限位块、210第二翻转轴、211传送带、3调节机构、31平衡架、32限位槽、33平衡杆、34弹簧、35重力块、4第二下料机构、41引流板、42第二分隔板、43螺旋翻土片、44压轴、45支撑架、46压块。
具体实施方式
[0041]
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。
[0042]
参照说明书附图1-10，本发明一实施例的一种具有智能施肥功能的旋耕机，如图1所示，包括主体机构1，主体机构1的一侧设有用于同步施肥的第一下料机构2，以用于提升旋耕土壤和施肥播种的工作效率，第一下料机构2的一侧设有用于定量施肥的调节机构3，以防止在某块土壤施肥过多而影响植物的生长，第一下料机构2的底部设有第二下料机构4，第二下料机构4的设置，用于对已经旋耕施肥完成的农田进行平整，来提高旋耕施肥效率，如图2所示，主体机构1包括旋耕机外壳101，旋耕机外壳101的两侧转动连接有旋耕轴102，旋耕轴102上固定安装有多个用于旋耕土壤的旋耕刀片103，其中，旋耕刀片103的数量设置为多个，且多个旋耕刀片103呈相互交错状态固定连接在旋耕轴102的外壁，同时，为便于种植人员使用，在旋耕机外壳101的底部分别设置有前移动轮104和后移动轮106，且前移动轮104和后移动轮106的一侧固定连接有用于与旋耕机外壳101相连接的承托支架105，参照图3所示，旋耕轴102的外壁固定安装有限位套107，限位套107的外壁固定安装有限位板108，当旋耕刀片103在旋耕土地时，限位套107和限位板108能够随着旋耕轴102的转动而旋转，结合图4-5所示，第一下料机构2包括储料箱21，储料箱21的底部通过螺栓固定安装有多个与后移动轮106相连接的衔接座22，同时，储料箱21与承托支架105之间呈固定状态连接，衔接座22的一侧呈斜坡状设置，且衔接座22呈斜坡状的一侧铰接有出料门23，其中，出料门23的翻转方向呈向储料箱21外侧方向翻转。
[0043]
结合图9所示，为避免过多肥料累积在储料箱21的内腔，会影响出料门23处肥料的下落，且不利于控制肥料下落的数量而导致肥料下落不够均匀，在储料箱21的竖直向中心线上固定安装有第一分隔板24，由于将储料箱21分隔成两个小区域，且储料箱21每个区域的一侧都安装有出料门23，同时，为防止肥料堵塞在出料门23处，在储料箱21的一侧转动连接有第一转轴25，第一分隔板24的一侧转动连接有第二转轴28，第一转轴25的外壁固定安装有多个呈倾斜状态布置的第一翻转轴26，第二转轴28的外壁固定安装有多个与第一翻转轴26呈相互交叉状态设置的第二翻转轴210，当第一转轴25发生转动时，第一翻转轴26与其进行同步转动，此时，与第一翻转轴26呈相互交叉设置的第二翻转轴210受到旋转的第一翻转轴26限位也发生旋转，进一步的，第一转轴25的一端固定安装有球形限位套27，球形限位套27的内腔转动连接有用于与第二转轴28相连接的球形限位块29，使第一转轴25和第二转轴28的旋转衔接的更加顺畅，由于多个第一翻转轴26和第二翻转轴210分别在第一转轴25和第二转轴28的外壁呈环形依次等距设置，使得第一翻转轴26和第二翻转轴210与储料箱21内腔肥料的接触面积扩大，从而对储料箱21内腔的肥料进行搅拌分离翻动工作，从而当
出料门23被打开时，在储料箱21内腔保持运动状态的肥料能够更加顺畅的落出，结合图10所示，第一转轴25和第一翻转轴26的外壁设有传送带211，且第一转轴25和后移动轮106的外壁固定安装有与传送带211相互啮合的传动齿轮，从而当推动主体机构1整体移动进行翻耕土地时，旋转的后移动轮106通过其外壁的传动齿轮带动与其相互啮合的传送带211使第一转轴25进行旋转，从而实现在主体机构1旋耕的过程中，同步带动储料箱21内腔的肥料进行翻动。
[0044]
同时，结合图6所示，调节机构3至少包括两个平衡架31，且两个平衡架31呈相互对称状态分别固定安装在承托支架105的两侧，平衡架31的内部开设有限位槽32，限位槽32的水平向中心线上铰接有平衡杆33，其中，限位槽32设置在平衡杆33的三分之一处，且平衡杆33在限位槽32的内腔始终呈倾斜状态设置，结合图5所示，平衡杆33的一端固定安装有用于与出料门23相连接的弹簧34，结合图3所示，平衡杆33远离弹簧34的一端固定安装有重力块35，同时，如图5所示，第二下料机构4包括引流板41，引流板41呈倾斜状态固定安装在储料箱21的一侧，引流板41的一侧呈线性依次等距固定安装有多个第二分隔板42，多个呈线性依次等距布置的第二分隔板42，起到用于使下落的肥料得以分隔，并且在每两个第二分隔板42内的肥料数量有限，从而提高对肥料用量的控制，有效的节约了肥料的用量，在常态下，平衡杆33靠近重力块35的一端受重力块35的重力影响向下倾斜，平衡杆33靠近弹簧34的一端向上抬升，并且弹簧34受到平衡杆33的挤压处于收缩状态将出料门23闭合在储料箱21上，结合图3所示，当旋耕轴102转动使旋耕刀片103翻耕土地时，旋转的旋耕轴102逆时针旋转带动限位板108进行逆时针旋转，当限位板108旋转至重力块35的底部时与重力块35进行接触，同时将重力块35进行抬升，使得平衡杆33靠近弹簧34的一端向下移动，同时拉动弹簧34处于扩张状态对出料门23进行拉扯，使得出料门23打开在储料箱21的一侧，使得储料箱21内腔的肥料落下，且正好落在呈倾斜状设置的引流板41上受第二分隔板42分隔呈相对均匀状态滑落至土壤内。
[0045]
进一步的，为防止储料箱21内腔被肥料腐蚀，在储料箱21的内壁涂覆有防水型有机涂层，且该防水型有机涂层是由硅改性聚酯或者偏聚二氟乙烯和塑料溶胶组成，从而使储料箱21具备极强的耐腐蚀性和防水性，耐用性极强。
[0046]
进一步的，引流板41和第二分隔板42由木制纤维与热固树脂聚合压制而成，且整体重量较轻，更便于推动主体机构1，并且引流板41和第二分隔板42能够抵御水的泼溅，而且在潮湿的环境中能够保持内部干燥，更不会让内部材料引起发霉或腐蚀，此外，当旋耕土壤的旋耕刀片103将泥土溅到引流板41和第二分隔板42上时，由于引流板41和第二分隔板42本身还具有自洁能力，泥土首先难以附着于上，其次，就算泥土粘附上后用水直接冲洗即可快速将其进行清洁，从而不会影响肥料的下落。
[0047]
进一步的，如图7所示，为在旋耕施肥过程中能够对已经旋耕施肥完成的农田进行平整，而提高旋耕施肥的工作效率，第二分隔板42的底部设有压轴44，压轴44的外壁呈螺旋状固定安装有螺旋翻土片43，螺旋翻土片43贴合在地面上，且压轴44的两端固定安装有与引流板41相连接的支撑架45，压轴44的外壁呈环形依次等距设有多个与螺旋翻土片43相连接的压块46，且压块46为实心结构，在使用时，肥料从第二分隔板42处落入土壤内后，继续移动的主体机构1带动螺旋翻土片43翻滚在土壤上，结合压块46在翻滚的过程中对突然进行滚压，从而将土壤掩埋在肥料上。
[0048]
需要说明的是：在实际使用时，首先将储料箱21内腔装满肥料，之后控制旋耕轴102和旋耕刀片103转动旋耕土壤，同时工作人员推动主体机构1整体进行移动，在主体机构1移动的过程中，旋转的后移动轮106通过其外壁的传动齿轮带动与其相互啮合的传送带211使第一转轴25进行旋转，第一翻转轴26与其进行同步转动，此时，与第一翻转轴26呈相互交叉设置的第二翻转轴210受到旋转的第一翻转轴26限位也发生旋转，而对储料箱21内腔的肥料进行搅拌分离翻动工作，同时，旋转的旋耕轴102带动限位板108旋转与重力块35接触并将重力块35进行抬升，使平衡杆33靠近弹簧34的一端向下移动拉扯出料门23处于打开状态，从而引导肥料落在引流板41上，并受第二分隔板42分隔滑落至土壤内，最后，继续移动的主体机构1带动螺旋翻土片43翻滚在土壤上，结合压块46在翻滚的过程中对突然进行滚压，从而将土壤掩埋在肥料上，完成同步旋耕施肥工作。
[0049]
作为进一步方案，其中，所述旋耕刀片103上设置有压力反馈传感器，所述主体机构1内设置有总控制器，所述调节机构3与第二下料机构4上对应出料的位置处均安装有视觉图像识别系统，所述视觉图像识别系统与总控制器电性连接，所述视觉图像识别系统包括图像拍摄模块、数据传输模块、数据处理模块、角度偏转模块以及动力反馈模块，所述动力反馈模块由电机与控制器、信号接收器组成，其中信号接收器与控制器之间电性连接；
[0050]
所述动力反馈模块的动力输出处与角度偏转模块连接在出料门23与旋耕轴102的中轴处，所述数据传输模块是基于zigbee或蓝牙协议进行数据传输。
[0051]
针对上述方案的应用，其中一种具有智能施肥功能的旋耕机控制方法，具体如下
[0052]
s1在进行耕地时，将主体机构1平行推动，旋耕刀片103伴随旋耕轴102进行旋转，同时，出料门23进行伴随性的张合运动；
[0053]
s2当旋耕刀片103撞击到石块通过角度偏转模块识别到旋耕刀片103反向旋转时，动力反馈模块辅助旋耕刀片103与旋耕轴102进行同时运转；
[0054]
s3在基于s2的动力反馈模块辅助运转的过程中，视觉图像识别系统的图像拍摄模块对旋耕刀片103与前移动轮104之间的石块与障碍物进行拍摄照片，并生成障碍物抓拍文本集，通过数据传输模块将其发送至数据处理模块；
[0055]
s4当数据处理模块接收到障碍物抓拍文本集率先对图片进行降噪处理，同时图片所抓拍的范围大于旋耕轴102与旋耕刀片103的总长度；
[0056]
s5将图片以像素点划分为中心原点的横纵平面坐标轴，其中x轴为横轴y轴为纵轴，x轴与旋耕轴102保持水平状态，以y轴的轨迹方向其值由小至大，采取横刷式的去噪及识别方式；
[0057]
s6其中图像的噪点模型为a(a)＝b(a) c(a)，
[0058]
其中a为障碍物抓拍文本集中图片的编号，a(a)为初始的噪点图像，b(a)为未收到噪点干扰的图像，c(a)表示均值为0方差为σ2的高斯白噪点；其中所拍摄的图片a中该图片的像素点总和为v，v＝{v(a1)|a1∈n(x，y)}，其中n(x，y)表示该图片中像素的坐标，a1为像素点，
[0059][0060]
对图像中任意一x轴整排的像素点进行依次滤波，其中nl[v](a)为去除噪点后的
估计值，权值w(a，b)属于像素点a与像素点b的相似度，并同时满足大于等于0且小于等于1，另外∑bw(a，b)的值为1，v(b)与v(a)分别表示a与b对应横轴像素点的整合；
[0061]
s7在图片的噪点处理完成后，利用视觉图像识别系统对图片进行识别完整的大型石块或障碍物，在识别完成后，根据预设值，对动力反馈模块发出正转或反转的命令信号，并实时读取压力反馈传感器的反馈数据，以数值文本的方式对同时间抓拍的障碍物抓拍文本集的图片进行赋值。
[0062]
针对该方案，需要进行进一步说明的是，利用角度偏转模块来判断旋耕刀片103的前方部位，是否有阻碍运动的物体或者力，当遇到阻碍时，利用动力反馈模块对旋耕刀片103与旋耕轴102进行辅助旋转，降低人力的消耗；
[0063]
同时借助视觉图像识别系统，对旋耕刀片103与旋耕轴102前方部位的图片进行降噪及障碍物识别，识别完成后，根据预设值反馈至动力反馈模块中进行动力辅助补偿，降低人力的消耗。
[0064]
最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
[0065]
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
[0066]
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。