[發明專利]用于施肥和播種的變量控制裝置

無效

• 申請號: 201010184450.2
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN101840211A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 李志偉;鄭德聰;吳鍇;郝稱意;王七斤;吳海平;王玉順;孟德勝
• 申請（專利權）人: 山西農業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G11C7/10;G01S5/02
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及農業機械，特別涉及施肥和播種農業機械，具體為用于施肥和播種的變量控制裝置，屬于精細農業智能化農業機械變量投入技術。

背景技術

“精細農業”是近年來國際上農業科學研究的熱點領域，它是現有農業生產措施與現代高新技術的有機結合。通過地理信息系統、全球衛星定位系統、遙感等自動化控制技術的應用，按照田間每一操作單元的具體條件，精細準確地調整土壤和作物的各項管理措施，最大限度地優化使用各項農業投入，調動土壤生產力，以最少的或最節省的投入達到同等收入或更高的收入，改善環境，高效地利用各類農業資源，取得良好的經濟效益和環境效益。

目前，國外用于施肥和播種的變量控制裝置的執行機構主要有電控、液控、氣控和機械變速等控制方式，這些機構控制難度大、價格高，直接引進很難在國內應用。國內一些高校科研院所研制的變量施肥、播種機其變量執行機構主要采用電控機械無級變速器型和電機直接驅動型兩種類型。電控機械無級變速器變量執行機構方面，其變速比調節機構采用直流伺服電動機、絲杠副、傳動比信號反饋裝置、直流伺服電動機控制器等，來實現對機械無級變速器的閉環控制，控制方式較為復雜，且控制成本高。電機直接驅動型變量執行機構由單片計算機、步進電機驅動器、步進電機、地輪轉速傳感器、排肥（種）器等組成，由于使用電機直接驅動排肥器和排種器軸轉動，且車輛電源電力提供有限，驅動數目不能過多，否則驅動力矩過大，同時為了能輸出較大的轉矩，選用較高額定電壓的步進電機，這樣無法直接利用拖拉機發電機輸出的電力，必須經過逆變升壓，這種控制方法經常會由于阻轉造成發電機組過載，且性能不穩定，其實現比較復雜，成本高，較難與目前常規地輪驅動的施肥機和播種機結合。

精細農業變量控制的出發點是把大田塊細化為小田塊，按小田塊收集田間狀態信息，根據其差異性做出作業決策，即依據當前土壤養分狀況和作物生長狀況等田間狀態信息編制出田間施肥或播種變量作業處方信息，作業處方信息內包括田間不同區域應有的施肥量或播種量、定位信息、步進電機步進值等農事變量作業信息，并有針對性地加以實施。但不同的農田，農田信息分布空間差異較大，導致單位網格作業面積的大小定義差距較大，這樣就必須根據網格大小采用不同精度的GPS或DGPS。目前國內外變量控制作業系統GPS信號解譯均采用固定格式和波特率的GPS定位信息，適應性較弱，成本高。

在變量作業處方信息存儲介質方面，國內外大部分設備采用IC卡，但目前標準配置的微型計算機不支持IC卡，必須增加設備來進行IC卡的讀寫操作，造成使用不便和成本增加。

精細農業是當今世界農業發展的新潮流，作為支持“精細農業”技術的智能農業機械設備，國內基本是引進國外先進技術設備，進行消化、吸收的跟蹤研究。研究和開發適合我國國情的具有自主知識產權的先進的自動變量作業控制技術，具有重要的社會意義。

發明內容

本發明為了解決現有用于施肥和播種的變量控制裝置存在的問題，特別是其執行機構所存在的缺陷和問題，以及IC卡作為變量作業處方信息存儲介質所造成的使用不便和成本增加的問題，提供一種用于施肥和播種的變量控制裝置，該裝置特別是其執行機構結構簡單、成本低并以USB存儲設備作為變量作業處方信息存儲介質，能容易地應用于目前常規地輪驅動的施肥機和播種機上，實現變量播種和變量施肥。

本發明是另一個目的是解決目前國內外變量控制作業系統GPS信號解譯均采用固定格式和波特率的GPS定位信息，適應性較弱，成本高的問題。