[实用新型]新型双轴双调节精准变量施肥机

说明书

技术领域

本实用新型属于农业工程技术领域，涉及一种施肥机，具体地说是一种新型双轴双调节精准变量施肥机。 

背景技术

目前变量施肥技术的研究重点是基于3S(GPS、GIS、RS)的变量施肥技术，即利用全球定位系统(GPS)获取农田地理位置和施肥机具位置，以遥感技术(RS)辅助作物生长模型、作物营养专家系统和土壤养分专家系统获取农田土壤信息和作物生长信息，依托地理信息系统(GIS)进行农田信息的管理和分析，根据不同空间单元的相关数据和其它多层数据(土壤理化性质、病虫草害、气候等)的叠合分析结果，获取施肥处方，使变量施肥机根据施肥处方和田块的不同要求，针对性地撒施不同配方及不同量的混合肥，达到高产、优质、环保的目的。 

当前我国在研究基于3S的变量施肥技术的过程中，主要存在如何将DGPS、GIS、RS三个数据库有机结合，以及开发具有我国地域和农艺特色的变量施肥控制系统等问题。对于变量施肥控制系统，国内外大多采用基于处方信息进行控制施肥的形式，具体主要有以下两种形式：(1)以单片机为核心，输入机器前进速度、专家决策信息和DGPS位置信息，单片机作为系统中央处理器，接收DGPS定位信号，并根据DGPS定位信号获取操作单元专家施肥决策数据，各个操作单元的施肥量由施肥决策卡读取。单片机将机具速度与决策数据综合后，通过RS-232串口输出控制步进电机的脉冲量以决定排肥轴的转速，进而确定施肥量。这种控制方式具有经济、稳定、开发简单、通用性好等优点，但存在运行速度慢，处理信息量有限，实时性较差、控制单根排肥轴仅能实现复合肥的变量撒施等不足。国内研发的变量施肥控制系统主要采用这种形式。(2)以田间计算机(PC机)为核心，接收机器前进速度和DGPS位置信息，并根据机内土壤养分专家系统和作物生长模型，直接生成变量施肥处方，并将处方信息转换成控制指令，确定各排肥轴转速，进而获得适当的施肥量。这种控制方式具有信息处理量大，综合能力强，实时性好的优势，但成本较高，虽能实现N、P、K三种肥料的混合配比，却存在需要同时进行播种或撒施有机肥时不能兼顾的不足。国外变量施肥机控制系统大多采用这种形式。 

对于颗粒肥料变量的控制，目前主要采用电控、液控、气控和机械无级变速、振动等控制方式。常用的机型机具有：美国约翰迪尔(JOHNDEER)公司生产的JD-1820型气力式变量施肥播种机和JD-1910型种肥罐车，其变量控制机构为电控无级变速器变量施肥执行机构；美国凯斯(CASE)公司用于变量施肥播种的2340型空气输送种肥车和ST820型播种机，其变量控制机构为电控液压马达变量施肥播种执行机构。这些机构控制难度大、价格高，主要用于大麦、小麦、油菜、大豆、玉米等作物的变量播种和施肥。由于国内外作物及农艺的区别，直接引进这些机构及其控制很难在国内直接应用，故急需研发适应新疆棉花种植所需要的变量施肥控制机构。 

在国内，黑龙江八一农垦大学于2004年研制出了基于GPS定位的大豆精密播种机变量施肥自动控制系统，该自动变量施肥执行机构采用电控机械无级变速器变量施肥执行机构。2006年黑龙江八一农垦大学的赵军、于洁、王熙等提出了一种机械驱动式精密变量施肥播种机，并由东方红-802型拖拉机牵引播种机进行了大豆变量施肥播种试验。2004年吉林大学的张书慧、马成林、杜巧玲等研制了一个以AT89C52单片机为中心的自动变量施肥控制系统。该系统由全球定位系统(GPS)、单片机控制系统、施肥决策IC卡及拖拉机-播种施肥机组所组成。它接收GPS位置信号，以此判断施肥机所在的操作单元，通过监测施肥机的前进速度和读取存储在IC卡上的施肥量来控制施肥机上的排肥轴的转速，实现实时自动变量施肥。2005年上海交通大学刘成良教授主持研制成功了基于全球定位系统GPS的智能变量播种、施肥、旋耕复合机。2007年河北农业大学的邵利敏和国家农业信息化工程技术研究中心的王秀提出了一个以PLC为主机，集成光学传感器和控制装置的变量施肥控制系统，它通过实时监测的作物光谱信息和施肥机具的实际前进速度来调节施肥量。