一种基于大数据的玉米栽培自动施肥设备

技术领域

本发明涉及玉米种植技术领域，具体公开了一种基于大数据的玉米栽培自动施肥设备。

背景技术

玉米是我国种植量巨大的重要农作物之一，在种植过程中，其不仅在第一次栽培过程中对其施肥，还需要后期周期性为其施肥，从而保证玉米的产量最大化。目前，对玉米的施肥主要还是依靠人工施肥，其施肥效率低、劳动强度大，而且还不能根据玉米苗的生长情况以及种植疏密程度准确把控施肥量，容易导致施肥不足或施肥过多的现象。

申请号为2019212994302的实用新型公开了一种玉米栽培种植用施肥装置，包括施肥车本体，施肥车本体的底端焊接设有安装底架，施肥车本体的顶端设有水箱，安装底架的底部前后两侧均转动连接滚轮。该玉米栽培种植用施肥装置将肥料与水混合，然后在施肥过程中通过喷头将水箱内部的肥料喷洒在松开后的土壤中。又如申请号为2018109738175的发明公开了一种农业用玉米施肥装置，包括底座，转动轴的表面固定连接有搅拌齿，搅拌齿均分布在转动轴的表面，搅拌齿上下交错排列，第一电机的输出轴固定连接有凸轮，凸轮的表面滑动连接有直角支撑杆，直角支撑杆的表面一侧固定连接有弹簧，倒锥形漏斗的底部连通有连接管，底座底部且位于连接管的两侧均固定连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的工作端固定连接有顶尖，顶尖的内孔与连接管连通。上述两个用于玉米栽培施肥的装置虽然都能够实现自动施肥，但是均无法其施肥量无法根据玉米苗的生长情况以及种植疏密程度准确把控，从而导致玉米产量无法最大化或者造成肥料的浪费。另外，上述施肥装置在施肥完成后均不能将土壤覆盖在肥料上，也容易导致刚施加的肥料大量流失，造成种植成本的浪费。因此，针对现有玉米栽培种植用施肥装置的上述不足，设计一种能够根据玉米苗的生长情况以及种植疏密程度准确把控施肥量、能够防止施肥后肥料流失的基于大数据的玉米栽培自动施肥设备是一项有待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有玉米栽培种植用施肥装置的上述不足，设计一种能够根据玉米苗的生长情况以及种植疏密程度准确把控施肥量、能够防止施肥后肥料流失的基于大数据的玉米栽培自动施肥设备。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于大数据的玉米栽培自动施肥设备，包括行驶机架和牵引农机，所述牵引农机与行驶机架相连接用于牵引行驶机架移动，所述行驶机架包括装载板、独轮转动连接座和行驶轮，所述独轮转动连接座与装载板下表面一端的中心固定连接，所述行驶轮转动连接在独轮转动连接座中，且在独轮转动连接座的一端面的下端还设置有与行驶轮上轮轴相连接的角度传感器，所述装载板的下表面另一端前后两侧连接有翻土轮连接支脚，所述翻土轮连接座的下端连接有向外倾斜的轮座，所述轮座中转动连接有翻土轮，所述翻土轮的外侧面上呈环形阵列连接有多个抛土铲板，且多个所述抛土铲板与翻土伦外侧面之间倾斜连接；

所述装载板的上表面设置有肥料储存箱，所述肥料储存箱的上表面一端开设有投料口，所述肥料储存箱的底壁上设置有称重传感器，所述称重传感器的上端连接有与肥料储存箱内腔相匹配的托料称重板，位于所述投料口另一侧的肥料储存箱上固定连接有倾斜向上设置的输料管，且所述输料管的下端开口设置并与托料称重板的上表面相接触，所述输料管的上顶面上设置有绞龙电机，所述绞龙电机的输出轴伸入输料管的端部连接有转杆，所述转杆上焊接有与输料管内腔相配合的绞龙输料叶，靠近所述输料管一侧的装载板上设置有肥料搅拌罐，所述输料管的上端与肥料搅拌罐之间连接有下料管；

所述肥料搅拌罐的侧面设置有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴伸入肥料搅拌罐内的端部连接有搅拌破碎支架，所述肥料搅拌罐的下端连接有集料斗，所述集料斗的下端连接有排料管，所述排料管上设置有管道阀，所述排料管的下端连接有可控制撒肥量的撒肥装置；

其中，所述撒肥装置包括一个转速可调节的驱动电机和水平固定在装载板的送料筒，且所述送料筒的一端伸出行驶机架设置，所述驱动电机设置在送料筒的一端面，所述驱动电机的输出轴连接有与送料筒内腔相匹配的螺旋送料叶，所述送料筒伸出行驶机架的端部下表面连接有肥料出管，位于所述肥料出管正下方的装载板上连接有肥料撒料斗，所述肥料撒料斗的下端向外张开呈等腰梯形状设置，且所述肥料撒料斗的下端连接有多个分料隔板，所述分料隔板将肥料撒料斗分割成多个下料通道；

所述肥料储存箱的左侧面上设置有光学摄像头，所述行驶机架上还设置有电控主机箱和蓄电池，所述电控主机箱中设置有PLC控制模块、视频处理模块和无线传输模块，所述光学摄像头、角度传感器和光学摄像头均与电控主机箱电性连接，所述无线传输模块与大数据终端之间无线传输连接。

作为上述方案的进一步设置，所述肥料撒料斗与装载板之间转动连接，所述装载板的下表面还设置有作用在肥料撒料斗上的振动均匀下料机构，所述振动均匀下料机构包括与装载板下表面固定连接的振动电机，所述振动电机的输出轴上连接有凸轮，靠近所述肥料撒料斗一侧的装载板下表面上固定连接有U型条板，所述U型条板中贯穿且活动设置有水平顶杆，所述水平顶杆的外端与肥料撒料斗的内侧面相抵接，位于所述U型条板中的水平顶杆上连接有凸环，所述凸环两侧的水平顶杆上均套设有弹簧，所述水平顶杆的内端部连接有与凸轮相抵接的凸轮抵条。

作为上述方案的进一步设置，所述光学摄像头上还连接有视角可调机构，所述视角可调机构包括与肥料储存箱左侧面固定连接的U形转动件，所述光学摄像头转动连接在U形转动件中，所述U形转动件的一端面设置有微型电机，所述微型电机的输出轴伸入U形转动件中与光学摄像头相连接。

作为上述方案的进一步设置，所述装载板的右端面焊接有三角形连接板，所述三角形连接板上开设有通孔，所述牵引农机上连接有与通孔相配合的插销。

作为上述方案的进一步设置，所述装载板的上表面连接有两个对侧的支撑板，两个所述支撑板的顶端分别与肥料搅拌罐的两端相连接。

作为上述方案的进一步设置，两个所述支撑板与装载板的连接处还焊接有三角形加强肋板。

作为上述方案的进一步设置，所述蓄电池设置在正下方的装载板下表面，且蓄电池上设置有充电接口。

作为上述方案的进一步设置，所述翻土轮与竖直面之间的夹角范围为15~30°。

作为上述方案的进一步设置，所述翻土轮的外侧面上连接的抛土铲板为8~14个。

作为上述方案的进一步设置，所述大数据终端包括数据储存模块、视频预处理模块和视频对比分析模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明公开的自动施肥设备其通过设置的光学摄像头拍摄玉米的生长情况，然后将拍摄的视频输送至大数据终端，并与大数据终端的储存照片进行自动对比，从而判断出玉米的生长阶段，然后再根据玉米生长状态发出控制指令使其控制撒肥装置控制肥料排出量，能够保证在玉米最优生长条件下使得肥料利用量最佳，其智能化程度更高。

2）本发明公开的自动施肥设备其在行驶施肥的过程中，当肥料撒下后其两个翻土轮上抛土铲板的特殊设计能够将两边的抛起盖在肥料上，能够有效防止施肥后肥料容易流失的问题，其能够保证肥料的充分利用，使用效果优异、实用性强。

3）本发明公开的自动施肥设备通过肥料撒料斗能够将肥料均匀分散开进行施肥，防止施肥过程中肥料发生均匀；另外，其通过设置的振动均匀下料机构能够通过电机驱动水平顶杆往复运动，然后水平顶杆能够不断撞击肥料撒料斗，保证击肥料撒料斗中的肥料快速撒下，同时还兼具防堵塞功能，其功能多样、使用效果优异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一角度立体结构示意图；

图2为本发明的第二角度立体结构示意图；

图3为本发明中独轮转动连接座、行驶轮、角度传感器的立体结构示意图；

图4为本发明中翻土轮连接支脚、抛土铲板的立体结构示意图；

图5为本发明中肥料储存箱、输料管的内部平面结构示意图；

图6为本发明中肥料搅拌罐、撒肥装置的立体结构示意图；

图7为本发明中肥料撒料斗的立体结构示意图；

图8为本发明中振动均匀下料机构等立体结构示意图；

图9为本发明中光学摄像头的立体结构示意图；

图10为本发明的控制模块原理图。

其中，

1-行驶机架，101-装载板，102-独轮转动连接座，103-行驶轮，104-角度传感器，105-翻土轮连接支脚，1051-轮座，106-翻土轮，1061-抛土铲板，107-支撑板，108-三角形连接板，109-三角形加强肋板；

2-肥料储存箱，201-投料口，202-称重传感器，203-托料称重板，204-输料管，205-绞龙电机，206-转杆，207-绞龙输料叶，208-下料管；

3-肥料搅拌罐，301-搅拌电机，302-集料斗，303-排料管；

4-撒肥装置，401-驱动电机，402-送料筒，403-肥料出管，404-肥料撒料斗，4041-分料隔板，4042-下料通道；

5-电控主机箱，6-蓄电池；

7-光学摄像头，701-U形转动件，702-微型电机；

8-振动均匀下料机构，801-振动电机，802-凸轮，803-U型条板，804-水平顶杆，805-凸环，806-弹簧，807-凸轮抵条。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~10，并结合实施例来本发明公开的基于大数据的玉米栽培自动施肥设备进行详细说明。

实施例1

本实施例1公开了一种基于大数据的玉米栽培自动施肥设备，其主体包括行驶机架1和牵引农机（图中未画出），牵引农机与行驶机架1相连接用于牵引行驶机架1移动，具体设置方式可参考2，在装载板101的右端面焊接有三角形连接板108，三角形连接板108上开设有通孔，牵引农机上连接有与通孔相配合的插销，通过将插销插入三角形连接板108上的通孔，从而实现牵引农机对行驶机架1的牵引移动。

参考附图1、附图2、附图3和附图4，该行驶机架1包括装载板101、独轮转动连接座102和行驶轮103。将独轮转动连接座102与装载板101下表面一端的中心固定连接，行驶轮103转动连接在独轮转动连接座102中，并且在独轮转动连接座102的一端面的下端还设置有与行驶轮103上轮轴相连接的角度传感器104，其角度传感器104能够监测行驶机架1的行驶距离。装载板101的下表面另一端前后两侧连接有翻土轮连接支脚105，翻土轮连接座105的下端连接有向外倾斜的轮座1051，轮座1051中转动连接有翻土轮106，翻土轮106的外侧面上呈环形阵列连接有多个抛土铲板1061，且多个抛土铲板1061与翻土伦106外侧面之间倾斜连接。具体设置时，其翻土轮106与竖直面之间的夹角范围为15~30°，并且翻土轮106的外侧面上连接的抛土铲板1061为8~14个。

参考附图5，在装载板101的上表面连接有两个对侧的支撑板107，两个支撑板107的顶端分别与肥料搅拌罐3的两端相连接，同时在两个支撑板107与装载板101的连接处还焊接有三角形加强肋板109。在装载板101的上表面设置有肥料储存箱2，肥料储存箱2的上表面一端开设有投料口201，肥料储存箱2的底壁上设置有称重传感器202，称重传感器202的上端连接有与肥料储存箱2内腔相匹配的托料称重板203。该称重传感器202能够将肥料储存箱2中的肥料重量进行测量，从而得出单位距离的施肥量。同时，还在位于投料口201另一侧的肥料储存箱102上固定连接有倾斜向上设置的输料管204，输料管204的下端开口设置并与托料称重板203的上表面相接触。在输料管204的上顶面上设置有绞龙电机205，绞龙电机205的输出轴伸入输料管204的端部连接有转杆206，转杆206上焊接有与输料管204内腔相配合的绞龙输料叶207，靠近输料管204一侧的装载板101上设置有肥料搅拌罐3，输料管204的上端与肥料搅拌罐3之间连接有下料管208。通过绞龙电机205的传输作用能够不断将肥料储存箱2中的肥料送至肥料搅拌罐3中。

参考附图6，本发明还在肥料搅拌罐3的侧面设置有搅拌电机301，搅拌电机301的输出轴伸入肥料搅拌罐3内的端部连接有搅拌破碎支架（图中未画出），该搅拌破碎支架能够将输入肥料搅拌罐3中的肥料进行破碎。在肥料搅拌罐3的下端连接有集料斗302，集料斗302的下端连接有排料管303，排料管303上设置有管道阀，排料管303的下端连接有可控制撒肥量的撒肥装置4。

具体地，撒肥装置4包括一个转速可调节的驱动电机401和水平固定在装载板101的送料筒402，并且送料筒402的一端伸出行驶机架1设置，驱动电机401设置在送料筒402的一端面，驱动电机401的输出轴连接有与送料筒402内腔相匹配的螺旋送料叶，送料筒402伸出行驶机架1的端部下表面连接有肥料出管403。参考附图7，位于肥料出管403正下方的装载板101上连接有肥料撒料斗404，该肥料撒料斗404的下端向外张开呈等腰梯形状设置，并且肥料撒料斗404的下端连接有多个分料隔板4041，分料隔板4041将肥料撒料斗404分割成多个下料通道4042，其肥料撒料斗404的上述设计能够将落下的肥料均匀撒料。

参考附图9，肥料储存箱2的左侧面上设置有光学摄像头7，行驶机架1上还设置有电控主机箱5和蓄电池6，具体设置时将蓄电池6设置在正下方的装载板101下表面，且蓄电池6上设置有充电接口。电控主机箱5中设置有PLC控制模块、视频处理模块和无线传输模块，光学摄像头7、角度传感器104和光学摄像头5均与电控主机箱5电性连接，无线传输模块与大数据终端之间无线传输连接。另外，大数据终端包括数据储存模块、视频预处理模块和视频对比分析模块。本发明通过光学摄像头5将玉米生长情况无线输送给的大数据终端，大数据终端自动对比拍摄的视频判断玉米幼苗生长阶段，然后再通过无线传输模块向电控主机箱5发出控制指令，自动控制撒肥装置4上的驱动电机的转速，从而实现调节撒肥量的多少。

实施例2

实施例2公开了一种基于实施例1基础上改进的基于大数据的玉米栽培自动施肥设备，其与实施例1相同之处不做再次说明，其不同之处在于参考附图7、附图8和附图9，将肥料撒料斗404与装载板101之间转动连接，装载板101的下表面还设置有作用在肥料撒料斗404上的振动均匀下料机构8。具体地，振动均匀下料机构8包括与装载板101下表面固定连接的振动电机801，振动电机801的输出轴上连接有凸轮802，靠近肥料撒料斗404一侧的装载板101下表面上固定连接有U型条板803，U型条板803中贯穿且活动设置有水平顶杆804，水平顶杆804的外端与肥料撒料斗404的内侧面相抵接，位于U型条板803中的水平顶杆804上连接有凸环805，凸环805两侧的水平顶杆804上均套设有弹簧806，水平顶杆804的内端部连接有与凸轮802相抵接的凸轮抵条807。通过振动电机801驱动凸轮802转动，然后在弹簧806的配合作用下使得水平顶杆804不断顶动料撒料斗404振动，加速肥料的均匀下料。

另外，本实施例2还在光学摄像头7上还连接有视角可调机构，视角可调机构包括与肥料储存箱2左侧面固定连接的U形转动件701，光学摄像头7转动连接在U形转动件701中，U形转动件701的一端面设置有微型电机702，微型电机702的输出轴伸入U形转动件701中与光学摄像头7相连接。通过控制微型电机702转动一定角度即可调节光学摄像头7的拍摄角度，使得其拍摄的视频更加全面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。