一种轻简型智能施肥机及其控制系统和方法

摘要

本发明提供一种轻简型智能施肥机及其控制系统和方法，包括行走动力总成、开沟排肥装置、覆土镇压装置、检测机构、振动电机、报警装置和控制器；开沟排肥装置和覆土镇压装置分别安装在行走动力总成上，覆土镇压装置位于开沟排肥装置后方；振动电机安装在开沟排肥装置上；开沟排肥装置包括螺旋排肥装置，检测机构用于检测螺旋排肥装置的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr，并传递给控制器；控制器分别与行走动力总成、开沟排肥装置、检测机构、振动电机和报警装置连接。本发明实现堵塞预警、填料不均检测与控制、无料预警控制等智能化作业功能，提高了施肥机的作业性能。

权利要求

1.一种轻简型智能施肥机，其特征在于，包括行走动力总成（1）、开沟排肥装置（2）、覆土镇压装置（3）、检测机构、振动电机（401）、报警装置（402）和控制器（5）；

所述开沟排肥装置（2）和覆土镇压装置（3）分别安装在行走动力总成（1）上，所述覆土镇压装置（3）位于开沟排肥装置（2）后方；所述振动电机（401）安装在开沟排肥装置（2）上；

所述开沟排肥装置（2）包括螺旋排肥装置（202），所述检测机构用于检测螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr，并传递给控制器（5）；控制器（5）分别与行走动力总成（1）、开沟排肥装置（2）、检测机构、振动电机（401）和报警装置（402）连接；

所述控制器（5）接收检测机构检测的螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr；

当螺旋排肥装置（202）排肥引起的扭矩值Tr超出正常值范围时，控制器（5）控制报警装置（402）发出堵塞警报；

当实时排肥流量Fr小于正常值范围且扭矩值Tr处于正常值范围时，所述控制器（5）控制所述振动电机（401）增加振动频率；

当实时排肥流量Fr小于正常值范围且扭矩值Tr小于正常值范围时，所述控制器（5）控制所述报警装置（402）发出填料警报。

2.根据权利要求1所述的轻简型智能施肥机，其特征在于，所述检测机构包括扭矩传感器（203）和落料传感器（209）；

所述扭矩传感器（203）用于检测所述螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr；所述落料传感器（209）用于检测实时排肥流量Fr；扭矩传感器（203）和落料传感器（209）分别与控制器（5）连接。

3.根据权利要求1所述的轻简型智能施肥机，其特征在于，所述开沟排肥装置（2）还包括料箱（201）、传动总成（206）、地轮（207）、开沟导肥管（208）和料箱支架（210）；

所述料箱（201）通过所述料箱支架（210）安装于行走机架（101）上，所述螺旋排肥装置（202）转动连接于所述料箱（201）下部排肥通道内，所述螺旋排肥装置（202）一端转动轴通过所述传动总成（206）与所述地轮（207）转动轴连接，开沟导肥管（208）安装在料箱（201）出口。

4.根据权利要求3所述的轻简型智能施肥机，其特征在于，所述传动总成（206）包括从动链轮（206‑1）、齿轮换向机构（206‑2）、传动链条（206‑3）和主动链轮（206‑4）；所述主动链轮（206‑4）与所述地轮（207）转动轴连接，所述从动链轮（206‑1）通过所述传动链条（206‑3）与所述主动链轮（206‑4）连接，所述齿轮换向机构（206‑2）输入端与所述从动链轮（206‑4）连接，所述螺旋排肥装置（202）一端转动轴与所述齿轮换向机构（206‑2）输出端连接实现动力的换向。

5.根据权利要求3所述的轻简型智能施肥机，其特征在于，所述开沟排肥装置（2）还包括可调无级变速器（204）和扭矩过载保护器（205），所述可调无级变速器（204）和扭矩过载保护器（205）串联接在所述螺旋排肥装置（202）与所述传动总成（206）之间；

所述可调无级变速器（204）用于改变由所述地轮（207）转动到所述螺旋排肥装置（202）的传动比；所述扭矩过载保护器（205）用于实现当所述螺旋排肥装置（202）所受扭矩大于预设值时自动断开与所述地轮（207）之间的动力传输。

6.根据权利要求1所述的轻简型智能施肥机，其特征在于，所述覆土镇压装置（3）包括限位螺母（301）、压紧弹簧（302）、压力调节螺母（303）和覆土元件（304）；

所述覆土元件（304）上部轴端通过所述限位螺母（301）、压紧弹簧（302）、压力调节螺母（303）竖直滑动安装于所述行走动力总成（1）的行走机架（101）中部下方。

7.根据权利要求3所述的轻简型智能施肥机，其特征在于，所述振动电机（401）至少有两个，两个所述振动电机（401）分别安装于所述料箱（201）的相邻侧板上，两个振动电机（401）可分别产生振动方向呈90°的交叉振动，使得料箱（201）内的肥料产生双向振动。

8.一种根据权利要求1‑7任意一项所述轻简型智能施肥机的控制系统，其特征在于，包括检测机构、控制器（5）和执行机构；

所述检测机构用于检测螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr，并传递给控制器（5）；

所述执行机构包括振动电机（401）和报警装置（402）；

所述控制器（5）包括正常施肥模块、堵塞预警模块、填料不均模块和无料预警模块；

所述正常施肥模块用于根据单位作业长度所需的施肥量，执行开沟、施肥、覆土作业；

所述堵塞预警模块用于根据所述检测机构获取的所述螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr，当Tr超出正常值范围时，控制报警装置（402）发出堵塞警报；

所述填料不均模块用于根据检测机构检测的实时排肥流量Fr，和螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr处于正常值范围时，控制所述振动电机（401）增加振动频率；

所述无料预警模块用于根据检测机构检测的实时排肥流量Fr，和螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr小于正常值范围时，控制所述报警装置（402）发出填料警报。

9.一种根据权利要求8所述轻简型智能施肥机控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：正常施肥控制：根据单位作业长度所需的施肥量，执行开沟、施肥、覆土作业；

堵塞预警控制：所述控制器（5）的堵塞预警模块通过检测机构获取所述螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr，当Tr超出正常值范围时，控制所述报警装置（402）发出堵塞警报；

填料不均控制：所述控制器（5）的填料不均模块通过检测机构检测实时排肥流量Fr和所述螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr处于正常值范围时，所述控制器（5）控制所述振动电机（401）增加振动频率，当Fr处于正常值范围且Tr处于正常值范围后，所述控制器（5）控制所述振动电机（401）恢复正常振动频率；

无料预警控制：所述控制器（5）的无料预警模块通过检测机构检测实时排肥流量Fr和螺旋排肥装置（202）的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr小于正常值范围时，所述报警装置（402）发出填料警报。

说明书

一种轻简型智能施肥机及其控制系统和方法

技术领域

[0001] 本发明属于农业机械领域，尤其涉及一种轻简型智能施肥机及其控制系统和方法。

背景技术

[0002] 固体肥施肥作业过程包括开沟、施肥、覆土等工序，传统施肥作业主要依靠人工来实现开沟施肥覆土等作业，存在劳动强度大、施肥不均匀且效率低等问题，不仅影响施肥效
果而且极易造成人力、物力的严重浪费，而且部分固体肥料易挥发且具有腐蚀性，对人体会
造成不同程度的损伤。

[0003] 针对上述问题，国内外学者开展了相应的研究。现有技术一种智能施肥机控制系统及方法、智能施肥机，为实现定点精确施肥，提供了一种智能施肥机控制系统和方法可实
现精确施肥，但施肥机结构尺寸大且结构复杂，对于山地丘陵、小田块地区不宜使用，而且
没有故障预警及相应解决措施，对于肥料堵塞等异常情况无法做出及时的判断；现有技术
一种定量施肥机，提出了一种变量施肥控制系统可实现施肥的均匀性，但该机具无动力系
统需要外在动力牵引，致使整体机具较为庞大，并且施肥均匀性并没有反馈信息来进行监
控，而且其施肥单元为槽轮排肥器，在排肥过程中容易堵塞，堵塞后并无报警装置极易造成
关键部件损坏，对粉状有机肥排肥效果并不理想，对于有机肥料，其极易吸潮出现板结，造
成施肥过程中产生肥料填充不均匀等现象。

[0004] 因此需要进一步对施肥机在作业环境适应性、灵活性、降低堵塞且故障预警、过载保护智能化等方面进行研究。

发明内容

[0005] 针对上述技术问题，本发明提出了一种轻简型智能施肥机及其控制系统和方法，提高了施肥机的作业性能。

[0006] 本发明的技术方案是：

[0007] 一种轻简型智能施肥机，包括行走动力总成、开沟排肥装置、覆土镇压装置、检测机构、振动电机、报警装置和控制器；

[0008] 所述开沟排肥装置和覆土镇压装置分别安装在行走动力总成上，所述覆土镇压装置位于开沟排肥装置后方；所述振动电机安装在开沟排肥装置上；

[0009] 所述开沟排肥装置包括螺旋排肥装置，所述检测机构用于检测螺旋排肥装置的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr，并传递给控制器；控制器分别与行走动力总成、开沟排肥装置、检
测机构、振动电机和报警装置连接。

[0010] 上述方案中，所述控制器接收检测机构检测的螺旋排肥装置的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr，当螺旋排肥装置排肥引起的扭矩值Tr超出正常值范围时，控制器控制报警装置发
出堵塞警报；

[0011] 当实时排肥流量Fr小于正常值范围且扭矩值Tr处于正常值范围时，所述控制器控制所述振动电机增加振动频率；

[0012] 当实时排肥流量Fr小于正常值范围且扭矩值Tr小于正常值范围时，所述控制器控制所述报警装置发出填料警报。

[0013] 上述方案中，所述检测机构包括扭矩传感器和落料传感器；

[0014] 所述扭矩传感器用于检测所述螺旋排肥装置的扭矩值Tr；所述落料传感器用于检测实时排肥流量Fr；扭矩传感器和落料传感器分别与控制器连接。

[0015] 上述方案中，所述开沟排肥装置还包括料箱、传动总成、地轮、开沟导肥管和料箱支架；

[0016] 所述料箱通过所述料箱支架安装于所述行走机架上，所述螺旋排肥装置转动连接于所述料箱下部排肥通道内，所述螺旋排肥装置一端转动轴通过所述传动总成与所述地轮
转动轴连接，开沟导肥管安装在料箱出口。

[0017] 进一步的，所述传动总成包括从动链轮、齿轮换向机构、传动链条和主动链轮；所述主动链轮与所述地轮转动轴连接，所述从动链轮通过所述传动链条与所述主动链轮连
接，所述齿轮换向机构输入端与所述从动链轮连接，所述螺旋排肥装置一端转动轴与所述
齿轮换向机构输出端连接实现动力的换向。

[0018] 进一步的，所述开沟排肥装置还包括可调无级变速器和扭矩过载保护器，所述可调无级变速器和扭矩过载保护器串联接在所述螺旋排肥装置与所述传动总成之间；

[0019] 所述可调无级变速器用于改变由所述地轮转动到所述螺旋排肥装置的传动比；所述扭矩过载保护器用于实现当所述螺旋排肥装置所受扭矩大于预设值时自动断开与所述
地轮之间的动力传输。

[0020] 上述方案中，所述覆土镇压装置包括限位螺母、压紧弹簧、压力调节螺母和覆土元件；

[0021] 所述覆土元件上部轴端通过所述限位螺母、压紧弹簧、压力调节螺母竖直滑动安装于所述行走动力总成的行走机架中部下方。

[0022] 上述方案中，所述振动电机至少有两个，两个所述振动电机分别安装于所述料箱的相邻侧板上，

[0023] 两个振动电机可分别产生振动方向呈90°的交叉振动，使得所述料箱201内的肥料产生双向振动。

[0024] 一种根据所述轻简型智能施肥机的控制系统，包括检测机构、控制器和执行机构；

[0025] 所述检测机构用于检测螺旋排肥装置的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr，并传递给控制器；

[0026] 所述执行机构包括振动电机和报警装置；

[0027] 所述控制器包括正常施肥模块、堵塞预警模块、填料不均模块和无料预警模块；

[0028] 所述正常施肥模块用于根据单位作业长度所需的施肥量，执行开沟、施肥、覆土作业；

[0029] 所述堵塞预警模块用于根据所述检测机构获取的所述螺旋排肥装置的扭矩值Tr，当Tr超出正常值范围时，控制报警装置发出堵塞警报；

[0030] 所述填料不均模块用于根据检测机构检测的实时排肥流量Fr，和螺旋排肥装置的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr处于正常值范围时，控制所述振动电机增加振动频率；

[0031] 所述无料预警模块用于根据检测机构检测的实时排肥流量Fr，和螺旋排肥装置的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr小于正常值范围时，控制所述报警装置发出填料警报。

[0032] 一种根据所述轻简型智能施肥机控制系统的控制方法，包括以下步骤：

[0033] 正常施肥控制：根据单位作业长度所需的施肥量，执行开沟、施肥、覆土作业；

[0034] 堵塞预警控制：所述控制器的堵塞预警模块通过检测机构获取所述螺旋排肥装置的扭矩值Tr，当Tr超出正常值范围时，控制所述报警装置发出堵塞警报；

[0035] 填料不均控制：所述控制器的填料不均模块通过检测机构检测实时排肥流量Fr和所述螺旋排肥装置的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr处于正常值范围时，所述控制器控
制所述振动电机增加振动频率，当Fr处于正常值范围且Tr处于正常值范围后，所述控制器控
制所述振动电机恢复正常振动频率；

[0036] 无料预警控制：所述控制器的无料预警模块通过检测机构检测实时排肥流量Fr和螺旋排肥装置的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr小于正常值范围时，所述报警装置发出
填料警报。

[0037] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0038] 本发明通过对整机结构进行轻简化设计，采用手推式独轮车行走机构提高灵活性以及其对山地丘陵、小田地块等特殊地形的适应性；排肥单元采用螺旋排肥结构，有效避免
了槽轮式排肥机构易出现排肥堵塞的情况，提高了对粉状肥料的适应性；在动力传输中串
联扭矩过载保护器，可实现排肥堵塞后对关键部件的保护以避免堵塞造成负载过大致使关
键部件损坏的问题；通过组合振动电机使料箱内肥料产生双向震动，可有效避免料箱内因
肥料板结产生的挤压成拱现象；通过检测机构实现对螺旋排肥单元排肥扭矩以及施肥流量
的监测，通过控制器可以实现排肥过程中关键部件受负载情况以及施肥效果的可视化分
析；通过控制系统依据检测机构检测的信息进行分析，实现堵塞预警、填料不均检测与控
制、无料预警控制等智能化作业功能，提高了施肥机的作业性能。

附图说明

[0039] 图1是本发明一实施方式的整体结构正侧示意图。

[0040] 图2是本发明一实施方式的整体结构后侧示意图。

[0041] 图3是本发明一实施方式的行走动力总成整体结构正侧视图。

[0042] 图4是本发明一实施方式的行走动力总成整体结构后侧视图。

[0043] 图5是本发明一实施方式的开沟排肥装置结构示意图。

[0044] 图6是本发明一实施方式的开沟排肥装置内部结构示意图。

[0045] 图7是本发明一实施方式的覆土镇压装置结构示意图。

[0046] 图8是本发明一实施方式的报警执行装置结构示意图。

[0047] 图9是本发明一实施方式的料箱结构示意图。

[0048] 图10是本发明一实施方式的施肥机无料状态及无料预警示意图。

[0049] 图11是本发明一实施方式的填料不均控制效果示意图。

[0050] 图12是本发明一实施方式的堵塞状态及堵塞预警示意图。

[0051] 图中：1、行走动力总成；101、行走机架；102、发动机；103、飞轮离合器；104、主动带轮；105、三角带；106、从动带轮；107、驱动轮；108、支撑杆；109、连接杆；110、手扶杆；111、手动操纵机构；111‑1、离合拉杆；111‑2、油门拉线；112、急停装置；2、开沟排肥装置；201、料
箱；201‑1、料箱主体；201‑2、料箱挡板；202、螺旋排肥装置；203、扭矩传感器；204、可调无级变速器；205、扭矩过载保护器；206、传动总成；206‑1、从动链轮；206‑2、齿轮换向机构；206‑
3、传动链条；206‑4、主动链轮；207、地轮；208、开沟导肥管；209、落料传感器；210、料箱支
架；3、覆土镇压装置；301、限位螺母；302、压紧弹簧；303、压力调节螺母；304、覆土元件；4、
报警执行装置；401、振动电机；402、报警装置；5、控制系统；6、电源。

具体实施方式

[0052] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0053] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和
操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能
理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，
“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0054] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元
件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发
明中的具体含义。

[0055] 实施例1

[0056] 图1、2为所述轻简型智能施肥机的一种较佳实施方式，所述轻简型智能施肥机，包括行走动力总成1、开沟排肥装置2、覆土镇压装置3、检测机构、振动电机401、报警装置402、
控制器5和电源6；所述开沟排肥装置2和覆土镇压装置3分别安装在行走动力总成1上，所述
覆土镇压装置3位于开沟排肥装置2后方；所述振动电机401安装在开沟排肥装置2上；所述
开沟排肥装置2包括螺旋排肥装置202，所述检测机构用于检测螺旋排肥装置202的扭矩值
Tr和实时排肥流量Fr，并传递给控制器5；控制器5分别与行走动力总成1、开沟排肥装置2、检
测机构、振动电机401和报警装置402连接，所述电源6用于给施肥机供电。

[0057] 所述控制器5接收检测机构检测的螺旋排肥装置202的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr，当螺旋排肥装置202排肥引起的扭矩值Tr超出正常值范围时，控制器5控制报警装置402
发出堵塞警报；当实时排肥流量Fr小于正常值范围且扭矩值Tr处于正常值范围时，所述控制
器5控制所述振动电机401增加振动频率；当实时排肥流量Fr小于正常值范围且扭矩值Tr小
于正常值范围时，所述控制器5控制所述报警装置402发出填料警报。

[0058] 根据本实施例，优选的，所述检测机构包括扭矩传感器203和落料传感器209；所述扭矩传感器203用于检测所述螺旋排肥装置202的扭矩值Tr；所述落料传感器209用于检测
实时排肥流量Fr；扭矩传感器203和落料传感器209分别与控制器5连接。

[0059] 所述开沟排肥装置2通过所述料箱支架201安装在所述行走动力总成1的行走机架101上，所述覆土镇压装置3安装在所述行走动力总成5的行走机架101上且位于所述开沟排
肥装置2的开沟导肥管208后方，所述报警执行装置4安装在所述开沟排肥装置2中的料箱
201和所述行走动力总成1中的行走机架101上，所述电源6安装在所述行走动力总成1的行
走机架101上；所述控制器5安装在所述行走动力总成1的行走机架101上，分别与所述开沟
排肥装置2和所述报警执行装置4电连接。

[0060] 图3、4所示为所述行走动力总成1结构示意图，所述行走动力总成1为轻简型独轮车构造，包括行走机架101、发动机102、飞轮离合器103、主动带轮104、三角带105、从动带轮
106、驱动轮107、支撑杆108、连接杆109、手扶杆110、手动操纵机构111、急停装置112；所述
手动操纵机构111包括所述离合拉杆111‑1、油门拉线111‑2；所述飞轮离合器103安装于所
述发动机102动力输出端，所述主动带轮104对中嵌套在所述飞轮离合器103上，所述从动带
轮106安装于所述驱动轮107转轴上，所述从动带轮106通过所述三角带105与所述主动带轮
104实现动力传输；所述手动操纵机构111、急停装置112安装于所述行走机架101上；所述发
动机102通过飞轮离合器103、主动带轮104、三角带105、从动带轮106为驱动轮107提供动
力，当所述发动机102转速达到一定值后，所述飞轮离合器103撑开磨合所述主动带轮104，
所述发动机102动力通过所述飞轮离合器103传递至所述主动带轮104，并通过所述离合拉
杆111‑1控制动力到驱动轮107的开断，所述油门拉线111‑2控制所述发动机102的速度，所
述急停装置112用于停止所述发动机102工作。

[0061] 图5、6所示为所述开沟排肥装置2结构示意图，所述开沟排肥装置2包括料箱201、螺旋排肥装置202、传动总成206、地轮207、开沟导肥管208、料箱支架210；所述料箱201通过
所述料箱支架210安装于所述行走机架101上，所述螺旋排肥装置202转动连接于所述料箱
201下部排肥通道内，开沟导肥管208安装在料箱201出口。所述螺旋排肥装置202一端转动
轴通过所述传动总成206与所述地轮207转动轴连接；所述料箱201包括料箱主体201‑1、料
箱挡板201‑2，所述料箱主体201‑1侧壁开有窗口，通过可拆卸的所述料箱挡板201‑2封闭；
所述地轮207转轴将因施肥机前进与土壤表面摩擦产生的转动动力通过所述传动总成206
按一定转速比将动力传输至所述螺旋排肥装置202，使得所述螺旋排肥装置202转动将肥料
从所述料箱201内部传输至肥料箱出口并通过所述开沟导肥管208排出。

[0062] 所述传动总成206包括从动链轮206‑1、齿轮换向机构206‑2、传动链条206‑3和主动链轮206‑4；所述主动链轮206‑4与所述地轮207转动轴连接，所述从动链轮206‑1通过所
述传动链条206‑3与所述主动链轮206‑4连接，所述齿轮换向机构206‑2输入端与所述从动
链轮206‑4连接，所述螺旋排肥装置202一端转动轴与所述齿轮换向机构206‑2输出端连接
实现动力的换向。

[0063] 根据本实施例，优选的，所述开沟排肥装置2还包括可调无级变速器204、扭矩过载保护器205，所述扭矩传感器203、可调无级变速器204、扭矩过载保护器205串联接在所述螺
旋排肥装置202与所述传动总成206之间；所述扭矩传感器203可检测由于所述螺旋排肥装
置202转动排肥产生的扭矩值；所述可调无级变速器9可改变由所述地轮207转动到所述螺
旋排肥装置202转动的传动比，即可以改变单位行走长度的排肥量；所述扭矩过载保护器
205可实现当所述螺旋排肥装置202所受扭矩过大时自动断开与所述地轮207之间的动力传
输，进而避免因传动部件负载过大而造成破坏；所述电源6为所述扭矩传感器203供电，所述
扭矩传感器203与所述控制器5连接。

[0064] 根据本实施例，优选的，所述落料传感器209安装于所述开沟导肥管208上，所述落料传感器209为环形窗口型落料传感器、环形接近非金属传感器，用于检测肥料流动状态的
流量；所述电源6为所述落料传感器209供电，所述落料传感器209与所述控制器5连接。

[0065] 图7所示为所述覆土镇压装置3结构示意图，所述覆土镇压装置3包括限位螺母301、压紧弹簧302、压力调节螺母303和覆土元件304；所述覆土元件304上部轴端通过所述
限位螺母301、压紧弹簧302、压力调节螺母303竖直移动安装于所述行走机架101中部下方；
所述限位螺母301连接于所述覆土元件304上部轴端、行走机架101上部，用于调节所述覆土
镇压装置3的竖直高度，所述压紧弹簧302、压力调节螺母303组合可实现所述覆土元件304
与土壤表面之间的预紧力的调节，该覆土镇压装置3可以根据地形调节高度和预紧力，适用
性更强。

[0066] 图8所示为报警执行装置4结构示意图，所述振动电机401和报警装置402形成报警执行装置4；两个所述振动电机401分别安装于所述料箱201的相邻侧板上，所述报警装置
402安装于所述行走机架101上；所述两个振动电机401可分别产生振动方向呈90°的交叉振
动，使得所述料箱201内的肥料产生双向振动以避免肥料堆积在肥料箱内堵塞形成拱桥；所
述报警装置402可发出不同类型报警信号；所述电源6为所述振动电机401、报警装置402供
电，所述振动电机401、报警装置402与所述控制器5连接。

[0067] 本发明针对现有施肥机结构尺寸较大，对山地丘陵、小田块不适用的问题，对施肥机整机结构进行轻简优化，采用轻简型独轮车结构，轻便灵活、方面搬运，可满足复杂地形
的施肥作业条件。

[0068] 本发明针对现有窝眼槽轮式排肥单元在排肥过程中易出现堵塞且对粉状肥料排肥效果差的问题，提出了一种螺旋排肥装置202，可有效避免在排肥过程中因肥料挤压产生
堵塞的问题。

[0069] 本发明针对施肥机施肥过程中施肥单元因堵塞造成排肥关键部件所受负载急剧增加导致部件损坏的问题，在动力传输链中串入扭矩过载保护器205，可在扭矩值过大时自
动断开动力传输，保护关键部件不受损坏。

[0070] 本发明针对料箱中肥料易挤压堵塞产生拱桥进而导致排肥不均匀的问题，提出在料箱的相邻侧板上增加振动电机401，使得料箱201内的肥料产生双向振动以避免肥料在料
箱201内堵塞形成拱桥。

[0071] 本发明针对施肥机施肥过程中关键部件作业情况以及施肥效果无法监测的问题，提出通过扭矩传感器203与落料传感器209实现对螺旋排肥单元排肥扭矩以及施肥流量的
监测，实现了排肥过程中关键部件受负载情况以及施肥效果的可视化分析。

[0072] 本发明针对施肥机施肥过程中对故障检测与预警、施肥排肥不均等智能化作业水平较低的问题，提出通过控制系统依据扭矩传感器203以及落料传感器209检测的信息进行
分析，实现堵塞预警、填料不均检测与控制、无料预警控制等智能化作业功能，提高了施肥
机的作业性能与智能化水平。

[0073] 实施例2

[0074] 一种根据实施例1所述轻简型智能施肥机的控制系统，具有实施例1的有益效果，此处不再赘述。

[0075] 所述轻简型智能施肥机的控制系统包括检测机构、控制器5和执行机构；

[0076] 所述检测机构用于检测螺旋排肥装置202的扭矩值Tr和实时排肥流量Fr，并传递给控制器5；优选的，所述检测机构包括扭矩传感器203和落料传感器209；

[0077] 所述执行机构包括振动电机401和报警装置402；

[0078] 所述控制器5包括正常施肥模块、堵塞预警模块、填料不均模块、无料预警模块；

[0079] 所述正常施肥模块根据单位作业长度所需的施肥量，在工作人员操作下执行开沟、施肥、覆土作业；

[0080] 所述堵塞预警模块通过所述扭矩传感器203获取由于所述螺旋排肥装置202排肥引起的扭矩值Tr，当Tr超出正常值范围时，控制报警装置402发出堵塞警报；

[0081] 所述填料不均模块通过所述落料传感器209检测实时排肥流量Fr，通过所述扭矩传感器203获取由于所述螺旋排肥装置202排肥引起的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr
处于正常值范围时，所述控制器5控制所述振动电机401增加振动频率，提高料箱201内肥料
振动强度，以破除肥料成拱现象，恢复填料均匀；

[0082] 所述无料预警模块通过所述落料传感器209检测实时排肥流量Fr，通过所述扭矩传感器203获取由于所述螺旋排肥装置202排肥引起的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr
小于正常值范围时，所述报警装置402发出填料警报。

[0083] 实施例3

[0084] 一种根据实施例2所述的轻简型智能施肥机控制系统的控制方法，具有实施例2的有益效果，此处不再赘述。

[0085] 所述一种轻简型智能施肥机控制系统的控制方法，包括以下步骤：

[0086] 正常施肥控制：在正常施肥作业前，将所述料箱201内添加肥料，工作人员根据单位作业长度所需的施肥量，通过调整所述可调无级变速器204以改变自所述地轮207转动到
所述螺旋排肥装置202转动的传动比，使单位长度施肥量达到目标要求；调整完毕单位长度
施肥量后，进行正常开沟、施肥、覆土作业；当所述螺旋排肥装置202因肥料堵塞产生堵转致
使扭矩急剧增加时，所述扭矩过载保护器205自动断开由所述地轮207引起的动力传输，保
护机具；

[0087] 堵塞预警控制：如图12所示，所述控制器5的堵塞预警模块通过所述扭矩传感器203获取由于所述螺旋排肥装置202排肥引起的扭矩值Tr，当Tr超出正常值范围时，所述报警
装置402发出堵塞警报；工作人员停下施肥机，将所述料箱挡板201‑2从所述料箱主体201‑1
拆下，清除所述料箱201中堵塞的肥料，随后将所述料箱挡板201‑2重新安装，继续进行施肥
作业；

[0088] 填料不均控制：如图11所述，所述控制器5的填料不均模块通过所述落料传感器209检测实时排肥流量Fr，通过所述扭矩传感器203获取由于所述螺旋排肥装置202排肥引
起的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr处于正常值范围时，所述控制器5控制所述振动电
机401增加振动频率，提高料箱201内肥料振动强度，以破除肥料成拱现象，恢复填料均匀；
当Fr处于正常值范围且Tr处于正常值范围后，所述控制器5控制所述振动电机401恢复正常
振动频率；

[0089] 无料预警控制：如图10所述，所述控制器5的无料预警模块通过所述落料传感器209检测实时排肥流量Fr，通过所述扭矩传感器203获取由于所述螺旋导料装置7排肥引起
的扭矩值Tr，当Fr小于正常值范围且Tr小于正常值范围时，所述报警装置402发出填料警报，
工作人员停下施肥机检查所述料箱201内是否有肥料，若没有肥料则向所述料箱201中添加
肥料。

[0090] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更
均应包含在本发明的保护范围之内。