一种玉米播种肥料精准喷施装置及使用方法

技术领域

本发明涉及播种装置技术领域，具体是指一种玉米播种肥料精准喷施装置及使用方法。

背景技术

在玉米播种过程中，一般同时施加化肥，传统连续流施肥方式是通过将水肥直接浇灌在土壤中，玉米作物与肥料接触部分仅占浇灌区域的很小部分，因此可能导致杂草生长的肥料过量问题，它最终会导致杂草从作物中抢夺养分。另外多余的肥料有时会在一个季节甚至更长时间内在田间处于休眠状态，并有潜在的风险流失到水体中，它还可能被土壤微生物分解，释放出强效的温室气体。

约翰迪尔的新技术Exactshot可在种子播种到土壤中时将起始肥精确地施放到种子上。它采用传感器和机器人技术，直接利用传感器记录每粒种子何时进入土壤，机器人会在种子入土时直接喷洒所需的肥料，由于肥料仅精准施加在目标种子上，没有留在种子间的多余肥料，但是该技术对于传感器的要求较高，对于现场土地条件要求也好，另外成本和故障率高。

因此需要一种新技术，来实现对播种后玉米种的精准施肥。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种玉米播种肥料精准喷施装置及使用方法。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种玉米播种肥料精准喷施装置，包括供给装置和多个工作装置，所述供给装置包括液体肥料罐、气泵以及连通在气泵出口的储气罐，所述液体肥料罐上端与储气罐连通，储气罐上装有气压传感器；所述工作装置包括前后排布的种子喷射件和喷头，所述喷头通过肥料供液管与液体肥料罐下端连通且肥料供液管上装有喷头电磁阀，所述种子喷射件上开有竖向贯穿的喷射口，所述喷射口上端通过种子供气管与储气罐连通且种子供气管上装有种子电磁阀，播种机的排种管与喷射口侧面连通且排种管内装有光电开关。

作为优化，所述喷射口后方的种子喷射件内开有弹片腔，所述弹片腔内转动连接有转轴，所述转轴上固接有四个周向均布的弹性片，所述喷射口的前侧固接有支撑弹性片端部的挡块。

作为优化，所述挡块为磁铁且前后两端磁极相反，弹性片端部设置有磁铁片且磁铁片上下两端磁极相反，磁铁片支撑在挡块后端且磁铁片下端磁极与挡块后端磁极相反。

作为优化，所述弹片腔为弧形且与弹性片外圈适配，所述喷射口截面为方形且宽度与弹片腔宽度相等。

作为优化，所述排种管上装有阻拦装置，所述阻拦装置包括径向插入排种管的挡板以及驱动挡板径向滑动的驱动机构，所述挡板上开有与排种管内孔适配的穿过孔。

作为优化，所述驱动机构包括缸体以及位于缸体内的活塞，所述活塞一侧通过活塞杆与挡板连接，活塞另一侧的缸体通过缸体连通管与喷射口上端连通。

作为优化，所述驱动机构还包括将挡板向活塞杆方向推动的复位弹簧。

作为优化，所述工作装置还包括固定种子喷射件和喷头的安装板。

作为优化，所述种子喷射件和喷头分别通过螺栓与安装板连接。

一种玉米播种肥料精准喷施装置的使用方法，包括如下步骤：a、播种机的每个排种管对应一个工作装置，通过气泵使储气罐保持高压，从而为种子喷射件的喷射口提供高压气体，为喷头提供来自液体肥料罐的高压液体肥料；

b、种子通过排种管进入喷射口，并下落到喷射口的弹性片上，光电开关检测到种子经过后，种子电磁阀开启，高压气体进入喷射口后使弹性片变形，从而冲开弹性片将种子向下喷射到地面的土壤中，同时高压气体通过缸体连通管进入缸体，通过活塞移动带动挡板径向滑动使穿过孔与排种管内孔错位，阻止后续种子下落；

c、通过检测播种机的行进速度，计算得出喷头移动到地面上种子正上方时，计算过程忽略种子从喷射口到地面的时间，喷头电磁阀打开，液体肥料高速喷射到种子上。

本发明的有益效果为：本发明的一种玉米播种肥料精准喷施装置及使用方法，通过高压空气将种子向下喷射，从而可以忽略种子下落时间，同时液体肥料采用同样压力的高压空气驱动向下喷射，使液体肥料下落时间与种子下落时间基本一致，因此只需要通过种子喷射件和喷头之间的距离以及播种机的行进速度，即可实现喷头喷出的液体肥料精确喷射到种子上，本发明结构简单，成本低，易于实现，可以有效提高液体肥料的使用效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明种子喷射件内部剖视图；

图3为本发明阻拦装置内部示意图；

图4为本发明阻拦装置工作状态的内部示意图；

图5为本发明弹性片和挡块的接触位置示意图；

图中所示：

1、种子喷射件，2、排种管，3、阻拦装置，31、挡板，32、穿过孔，33、复位弹簧，34、缸体，35、活塞，36、活塞杆，37、缸体连通管，4、光电开关，5、喷射口，6、转轴，7、弹性片，8、挡块，9、种子电磁阀，10、种子供气管，11、肥料供液管，12、喷头，13、喷头电磁阀，14、安装板，15、气泵，16、储气罐，17、气压传感器，18、压力管，19、液体肥料罐。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1～5所示，本发明的一种玉米播种肥料精准喷施装置，包括供给装置和多个工作装置，供给装置只需要设置一套，固定在播种机上。播种机的每个排种管2对应一个工作装置。

所述供给装置包括液体肥料罐19、气泵15以及连通在气泵15出口的储气罐16，所述液体肥料罐19上端与储气罐16连通，储气罐16上装有气压传感器17，用于检测储气罐16中的气压，使其保持基本恒定的压力，液体肥料罐19中装有液体肥料，通过压力管18将高压气体导入其中，使液体肥料罐19下端可以输出高压的液体肥料。压力管18上装有开关阀，可以手动开关，便于向液体肥料罐19中添加液体肥料。

所述工作装置包括前后排布的种子喷射件1和喷头12，所述工作装置还包括固定种子喷射件1和喷头12的安装板14，从而通过安装板14安装在播种机上。所述种子喷射件1和喷头12分别通过螺栓与安装板14连接，便于拆卸维修更换。

喷头12竖向朝下，所述喷头12通过肥料供液管11与液体肥料罐19下端连通且肥料供液管11上装有喷头电磁阀13，通过控制系统打开喷头电磁阀13即可实现喷头12向下喷洒液体肥料。

种子喷射件1为竖向长条的金属件，所述种子喷射件1上开有竖向贯穿的喷射口5，所述喷射口5上端通过种子供气管10与储气罐16连通且种子供气管10上装有种子电磁阀9，通过控制系统打开种子电磁阀9即可实现将喷射口5中的种子向下喷射。

播种机的排种管2与喷射口5侧面连通且排种管2内装有光电开关4。光电开关4可以检测是否有种子经过，排种管2斜向下与喷射口5连通，便于种子落入喷射口5。

所述排种管2上装有阻拦装置，当种子电磁阀9打开后，阻拦装置封堵排种管2，防止气体进入排种管2，种子先经过阻拦装置3，再经过光电开关4，从而在光电开关之前就阻拦种子。

如图3、4所示，所述阻拦装置包括径向插入排种管2的挡板31以及驱动挡板31径向滑动的驱动机构，所述挡板31上开有与排种管2内孔适配的穿过孔32。穿过孔32与排种管2内孔直径相同，当二者对齐时，种子可以通过，当穿过孔32移动与排种管2内孔错位时，封堵排种管2的内孔。

所述驱动机构包括缸体34以及位于缸体34内的活塞35，缸体34固接在排种管2外侧。所述活塞35一侧通过活塞杆36与挡板31连接，活塞35另一侧的缸体34通过缸体连通管37与喷射口5上端连通，因此当种子电磁阀9打开后，高压气体通过缸体连通管37进入缸体34，带动活塞35移动，通过活塞杆36推动挡板31沿排种管2径向滑动，从而使穿过孔32与排种管2内孔错位，封堵排种管2的内孔。

所述驱动机构还包括将挡板31向活塞杆36方向推动的复位弹簧33，当种子电磁阀9关闭后，通过复位弹簧33推动挡板31复位，使穿过孔32与排种管2对齐。

所述喷射口5后方的种子喷射件1内开有弹片腔，

所述弹片腔内转动连接有转轴6，所述转轴6上固接有四个周向均布的弹性片7，本实施例中的弹性片7为塑料弹性片，具有一定的弹性，弹性片7跟随转轴6旋转，使其中一个弹性片位于喷射口5内并封堵喷射口，一方面可以提高喷射口内的气压，提高喷射速度，另一方面使种子下落到弹性片上，保证种子喷射的初始位置恒定。

所述弹片腔为弧形且与弹性片7外圈适配，所述喷射口5截面为方形且宽度与弹片腔宽度相等，从而通过一个弹性片可以封堵喷射口。

所述喷射口5的前侧固接有支撑弹性片7端部的挡块8。如图5所示，所述挡块8为磁铁且前后两端磁极相反，弹性片7端部设置有磁铁片且磁铁片上下两端磁极相反，磁铁片支撑在挡块8后端且磁铁片下端磁极与挡块8后端磁极相反。

本实施例中挡块8前端为N极，后端为S极，磁铁片的厚度与弹性片7的厚度相等，磁铁片的上端为S极，磁铁片的下端为N极，因此当弹性片7支撑在挡块8上时，通过异极相吸的远离固定弹性片7，从而使弹性片和转轴在气流推动下旋转后，可以保证总有一个弹性片贴合在挡块8上，当弹性片刚越过挡块8后，通过同极相斥的远离，使弹性片和转轴继续旋转，保证下一个弹性片贴合在挡块8上。

一种玉米播种肥料精准喷施装置的使用方法，包括如下步骤：a、播种机的每个排种管2对应一个工作装置，通过气泵15使储气罐16保持高压，从而为种子喷射件1的喷射口5提供高压气体，为喷头12提供来自液体肥料罐19的高压液体肥料；

b、种子通过排种管2进入喷射口5，并下落到喷射口5的弹性片7上，光电开关4检测到种子经过后，种子电磁阀9开启，高压气体进入喷射口5后使弹性片7变形，从而冲开弹性片7将种子向下喷射到地面的土壤中，同时高压气体通过缸体连通管37进入缸体34，通过活塞移动带动挡板31径向滑动使穿过孔32与排种管2内孔错位，阻止后续种子下落；

c、通过检测播种机的行进速度，计算得出喷头12移动到地面上种子正上方时，计算过程忽略种子从喷射口5到地面的时间，喷头电磁阀13打开，液体肥料高速喷射到种子上。

本发明通过高压空气将种子向下喷射，从而可以忽略种子下落时间，同时液体肥料采用同样压力的高压空气驱动向下喷射，使液体肥料下落时间与种子下落时间基本一致，更加提高液体肥料喷洒到种子上的精准度。

因此只需要通过种子喷射件和喷头之间的距离以及播种机的行进速度，即可实现喷头喷出的液体肥料精确喷射到种子。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。