[发明专利]一种基于超声波的手扶式智能施肥机械及施肥方法

权利要求书

1.一种基于超声波的手扶式智能施肥机械的施肥方法，包括车体，所述车体包括车轴、设置在车体一端的扶手（1），其特征在于：车体上设置电源（13）、动力模块、施肥装置、控制模块和机械手模块，所述动力模块、施肥装置、机械手模块分别与控制模块相连，动力模块、施肥装置、控制模块、机械手模块分别与电源（13）相连；

所述控制模块包括PLC处理器（6）、PLC控制器（12）和超声波测距传感器（24），超声波测距传感器（24）分别与PLC处理器（6）、PLC控制器（12）连接，PLC处理器（6）与PLC控制器（12）连接，所述车体前端的两侧分别设有PLC处理器（6）、电源（13）和机械手模块，任意一侧的PLC处理器（6）处设置PLC控制器（12）；

所述机械手模块设在车体的前端，机械手模块包括机械手、第一伺服电动机（16）、第一伺服电动机驱动器（15）、第二伺服电动机（18）、第二伺服电动机驱动器（17）、第三伺服电动机（26）和第三伺服电动机驱动器（25），所述机械手包括承重柱（9）、上支撑板（10）、下支撑板（8）、气缸体（19）和滑台（20），承重柱（9）的底端与车体连接且设置下支撑板（8），承重柱（9）的顶端通过上支撑板（10）设置气缸体（19）和滑台（20），滑台（20）边缘设有相连的第二伺服电动机（18）和第二伺服电动机驱动器（17），滑台（20）的上部设有与滑台（20）啮合滑动的卡槽，卡槽上方连接Y向底座、Y向气缸、Y向导杆（21）以及Y向气缸导杆（22），在所述Y向导杆（21）的顶部设有第一底座，第一底座上设有相连的第二伺服电动机（18）和第二伺服电动机驱动器（17），所述第一底座的另一侧设有Z向底座、Z向气缸、Z向导杆（27）以及Z向气缸导杆（28），Z向导杆（27）的底部连接第二底座，第二底座的边缘设有相连的第三伺服电动机（26）和第三伺服电动机驱动器（25），第三伺服电动机（26）的下方设置位于开沟器（7）上方前端的超声波测距传感器（24）；所述Y向底座上设置Y向气缸，Y向气缸连接有Y向气缸导杆（22），Y向气缸导杆（22）上设有相配合的Y向气缸导杆槽（31），Y向导杆（21）与Y向气缸导杆（22）相平行设置，Y向导杆（21）上设有相配合的Y向导杆槽（32）；所述Z向底座上设置Z向气缸，Z向气缸连接有Z向气缸导杆（28），Z向气缸导杆（28）上设有相配合的Z向气缸导杆槽（30），Z向导杆（27）与Z向气缸导杆（28）相平行设置，Z向导杆（27）上设有相配合的Z向导杆槽（29）；

所述施肥装置包括肥料箱（5）和开沟器（7），位于第四电动机（4）的前方在车体中部设置所述肥料箱（5），位于肥料箱（5）的前方在钳臂（23）的底部设置所述开沟器（7）；

所述动力模块包括第四电动机（4）、大齿轮（3）、中齿轮（2）和小齿轮（11），所述车体的后端设置第四电动机（4），所述第四电动机（4）、大齿轮（3）、中齿轮（2）、小齿轮（11）依次相连，所述小齿轮（11）连接车轴；

该施肥方法，包括以下步骤：

S1：启动电源（13），PLC控制器（12）控制并启动第四电动机（4），该施肥机械启动；

S2：作业前，根据作物的种类，在PLC控制器（12）上输入信号，PLC处理器（6）根据输入信号发出命令，并控制第二伺服电动机驱动器（17）的启动；

S3：同时，在第二伺服电动机（18）的作用下，机械手在Y向导杆（21）上滑动，PLC控制器（12）通过控制机械手在Y向导杆（21）上的运动状态，进而精准控制开沟器（7）与作物之间的距离；

S4：作业时，首先打开肥料箱（5）底部漏肥孔（14）的开关，同时，开沟器（7）上方前端的超声波测距传感器（24）实时检测作物根系在土壤中的深度，并将探测信号传输给PLC处理器（6），PLC处理器（6）根据接收到的探测信号发出命令，并控制第三伺服电动机驱动器（25）的启动；

S5：同时，在第三伺服电动机（26）的作用下，机械手在Z向导杆（27）上滑动，PLC控制器（12）通过控制机械手在Z向导杆（27）上的运动状态，进而精准控制开沟器（7）的开沟深度；

S6：作业结束时，关闭肥料箱（5）底部漏肥孔（14）的开关，随后关闭电源（13）。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的手扶式智能施肥机械的施肥方法，其特征在于：所述肥料箱（5）的底部设有漏肥孔（14）。