测土样数据配置液体肥和水的比例并进行施肥的移动小车

技术领域

本发明属于土壤检测和土壤施肥技术领域，具体涉及一种施肥小车。

背景技术

目前小车在作业时使用的都是传统的固体肥，固体肥对小车的装载重量要求高，同时还对储存仓的位置设计有所要求，以防止增加劳动强度。许多施肥车在技术上作出了一些改进，比如ZL201820581478.1的施肥小车专利设计了研磨装置，但施肥时仅是把固体肥水混合液洒在地面上，土壤对肥水混合液的吸收效率极差；ZL201720734566.6的施肥车和 ZL201820734271.3的施肥小车，采用手推车进行施肥，一定程度上的确减少劳动力投入，但是仍然需要人力去辅助施肥作业，无法实现施肥车的自动移动。以上施肥小车本身均无法进行自动土样检测并自动配置，耗费时间长，劳动力投入大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于以土壤采样装置和检测集成模块主要结构，以检测土壤的湿度、pH值、温度等数据信息，自动配置肥水比例，从而达到高效自动施肥的功能。

为解决以上问题，本发明采用如下技术方案：

测土样数据配置液体肥和水的比例并进行施肥的移动小车，由驱动小车(1)、探测针(2)、土壤采样机(3)、传感检测集成模块(4)、中央处理器(5)、水箱(6)、液体肥母液箱(7)、肥水混合箱(8)、第一阀门(9)、第二阀门(10)、第三阀门(11)、土壤出水孔 (12)、叶面喷洒装置(13)、搅拌装置(14)、进水口(15)组成；所述的探测针(2)位于传感检测集成模块(4)下方且在驱动小车(1)左右两端各有一个；所述的土壤采样机(3) 位于传感检测集成模块(4)下方且在驱动小车(1)左右两端各有一个，内置浊度传感器和压力传感器，所有压力传感器均设置在同一高度，浊度传感器设有x个(x>2)，均设置在同一个高度，且浊度传感器的高度低于压力传感器的高度；中央处理器(5)位于传感检测集成模块(4)上方；叶面喷洒装置(13)位于驱动小车(1)侧部；土壤出水孔(12)位于驱动小车(1)底部；第一阀门(9)有两个，均位于肥水混合箱(8)，连接着水箱(6)和液体肥母液箱(7)；第二阀门(10)有两个，分别位于肥水混合箱(8)的底部和侧部各一个，分别连接土壤出水孔(12)和叶面喷洒装置(13)；第三阀门(11)和进水口(15)位于土壤采样机(3)中；搅拌装置(14)位于肥水混合箱(8)中；

所述的水箱(6)和液体肥母液箱(7)的体积比至少为40：1；

所述的探测针(2)为圆柱形，半径：0.8cm，最大伸缩长度：40cm；

所述的土壤采样机(3)最大伸缩长度：50cm；

所述的叶面喷洒装置(13)高度：1m，旋转角度：0°-120°；

所述的土壤出水孔(12)最大伸缩长度：30cm。

本发明探测的原理为：

1.探测针(2)内装有pH传感器、温度传感器和湿度传感器。pH传感器通常产生双极性电压输出，在玻璃膜与被测溶液中氢离子进行离子交换过程中，通过测量电极之间的电位差，来检测溶液中的氢离子浓度；温度传感器利用温度不同而使得电阻值不同；土壤水分检测利用水的介电常数与空气的差别来确定水分含量。各个传感器根据检测到的数据由ADC模块转换成电压数据传输给中央处理器(5)；

2.土壤采样机(3)内设有浊度传感器和压力传感器。压力传感器采用压敏电阻的原理，当压力变化时压敏电阻发生相应的变化，从而通过ADC模块转换成相应的电压数据；浊度传感器利用光学原理，通过液体溶液中的透光率和散射率来判断综合的浊度情况，当光线一定时，光线的透过量取决于溶液浑浊程度，接收端将透过的光的强度由ADC模块转换为电压的大小，根据接收端的电压大小来计算浑浊程度传输给中央处理器(5)，中央处理器(5)再根据浑浊程度来判断土壤的机械组成的类别。

本发明的有益效果为：

1.施肥方式为自动施肥，自动检测土壤pH、湿度等数据，并通过算法自动进行配置和搅拌混合，自动进行土地施肥和叶面施肥。

2.本发明采用了土壤施肥和叶面施肥两种施肥方式，施肥范围广，施肥效率高。

附图说明

下面结合附图及其实施例对本发明作进一步说明。

图1是移动小车结构示意图；

图2是移动小车正视图；

图3是移动小车第一阀门、第二阀门示意图；

图4是移动小车肥水混合箱内部示意图；

图5是土壤采样机剖面图；

1为驱动小车、2为探测针、3为土壤采样机、4为传感检测集成模块、5为中央处理器、 6为水箱、7为液体肥母液箱、8为肥水混合箱、9为第一阀门、10为第二阀门、11为第三阀门、12为土壤出水孔、13为叶面喷洒装置、14为搅拌装置、15为进水口。

具体实施方式

以下结合本发明的结构和工作原理作详细说明：

如图1所示，本发明包括驱动小车(1)、探测针(2)、土壤采样机(3)、传感检测集成模块(4)、中央处理器(5)、水箱(6)、液体肥母液箱(7)、肥水混合箱(8)、第一阀门(9)、第二阀门(10)、第三阀门(11)、土壤出水孔(12)、叶面喷洒装置(13)、搅拌装置(14)、进水口(15)组成，驱动小车(1)上装有两个探测针(2)分别位于两端，呈圆柱形，半径：0.8cm，最大伸缩长度：40cm，其目的是充分插入土中以获得pH、湿度等可靠数据；土壤采样机(3)分别位于驱动小车(1)两侧且位于传感检测集成模块(4)下方，最大伸缩长度：50cm，保证收集到足够的土壤样本；土壤采样机(3)内设有浊度传感器和压力传感器，两侧压力传感器设置在同一高度，保证两侧的进水口均到达同一水位后停止注水，浊度传感器有x个(x>2)，均设置在同一高度，来检测液体浊度；当两侧的土壤采样机 (3)伸长收集土壤样本时，第三阀门(11)紧闭，保证采集到少量的土壤样本；当采样结束后，两侧的第三阀门(11)打开，同时由进水口(15)注入储存的水至同一高度，静置x秒后(x>4)，两侧土壤采样机(3)内的浊度传感器多次检测液体浊度，将两侧检测到的数据传给中央处理器(5)，由中央处理器(5)根据浊度来判断土壤机械组成的类别；中央处理器(5)位于传感检测集成模块(4)上方，将收集到的数据进行分析，计算出肥水比例，控制第一阀门(9)由水箱(6)和液体肥母液箱(7)向肥水混合箱(8)进行肥输送，由于液体肥的浓缩度较高，水箱(6)和液体肥母液箱(7)的体积比至少为40：1；肥水混合箱(8) 内部传感器检测到一定水位搅拌装置(14)则进行自动搅拌x秒(x>3)，以加快溶解混合速度；搅拌结束后土壤出水孔(12)将进行伸缩，将肥水混合液施肥于土下，最大伸缩长度： 30cm，其目的是保证肥料施于土下，使土壤充分吸收肥料；肥水混合液通过肥水混合箱(8) 底部和侧部的第二阀门(10)由土壤出水孔(12)和叶面喷洒装置(13)对土壤和叶面分别进行施肥；叶面喷洒装置(13)在喷洒的同时进行自动旋转，高度：1m，旋转角度：0°-120°，其目的是增大施肥范围和面积。