[发明专利]树木施肥控制方法及施肥机自动控制系统

权利要求书

1.一种树木施肥控制方法，包括如下步骤：

①.准备一辆施肥机，该施肥机至少要具备能伸缩、回转、起落的悬臂，悬臂外端有施肥钻；

②.根据树干直径，建立施肥孔数量、施肥孔离树距离，施肥孔钻孔深度、单孔施肥量的关系对应表；

③.用视觉传感器测量树干直径，将该直径与所述关系对应表进行比较，选择对应的施肥孔数量、施肥孔离树距离，施肥孔钻孔深度、单孔施肥量数据；

④.用步骤③获得的数据作为悬臂和施肥钻动作的依据，确定施肥钻钻孔的准确位置，对树木进行周围钻孔施肥。

2.根据权利要求1所述树木施肥控制方法，其特征在于按照如下算法确定施肥控制方法的参数：

施肥机悬臂收缩到最短，悬臂外端正对准树，测量悬臂外端离树的距离L1：L₁＝L₄cosA+L₃+D/2……(式1)

悬臂伸长距离L₅：

(L₅+L₄)²＝L²+(L₆-H)²……(式2)

其中L₆＝L₂-(L₄sinA) 

施肥机悬臂回转角度B：

(L₁-RcosC)tanB＝RSinC……(式3)

其中A为起落角度传感器测得的在垂直于地面的平面上机械臂与地面之间的弧度：π/2～-π/2

L₂为对地测距传感器测得的与地之间的距离

L₃为臂在收缩到最短时，对树测距传感器测得的与树之间的距离

L₄为机械臂收缩到最短时的距离

L₅为伸缩行程距离传感器测得的伸缩缸的行程距离

L₆为机械臂起落轴到地面的距离

H为钻头的长度

C角是以树为中心第一个施肥孔与第n个施肥孔之间的圆心角，施肥孔在以树为中心半径为R的圆上，离悬臂最近的施肥孔是第1个孔，沿着顺时针方向依次为第2个孔、第n个孔，

当钻孔数量N为奇数,钻第n个孔时

C＝(2π/N)(n-1)

当钻孔数量N为偶数,钻第n个孔时

C＝π/N+(2π/N)(n-1)

n＝1、2、3…… 。

3.根据权利要求1所述的树木施肥控制方法，其特征在于步骤②所述关系对应表为：

4.一种根据权利要求1至3之一所述树木施肥控制方法的施肥机自动控制系统，包括控制器(401)、悬臂回转角度传感器(402)、悬臂起落角度传感器(403)、悬臂伸缩距离传感器(404)、对树视觉传感器(405)、悬臂外端对树测距传感器(406)、悬臂外端对地测距传感器(407)、若干驱动、控制各驱动的电磁阀，各传感器向控制器输入采集到的数据，控制器向各电磁阀输出指令控制各驱动；控制器中存储有树干直径与施肥孔数量、施肥孔离树距离，施肥孔钻孔深度、单孔施肥量的关系对应表数据；控制器对所述视觉传感器采集的数据与所述关系对应表数据进行比较，确定施肥钻钻孔的准确位置，对树木周围进行钻孔施肥。

5.根据权利要求4所述的施肥机自动控制系统，其特征在于，所述悬臂伸缩距离传感器、悬臂外端对树测距传感器、悬臂外端对地测距传感器采用超声波传感器。

6.根据权利要求5所述施肥机自动控制系统，其特征在于所述控制器还连有探测地下光缆、电缆、燃气管道、自来水管类设施的探测器和压力传感器，用于防止地下设施被破坏、主根系受到损伤、钻头受损坏。