本發(fā)明涉及一種適用于多種土地狀況的液體糞肥噴施系統(tǒng)，屬于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械。

背景技術(shù)：

1、液體糞肥高質(zhì)還田，是糞污污染控制與綠色低碳種養(yǎng)循環(huán)實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。人工施肥等傳統(tǒng)的施肥方式在存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、人力成本高及施肥效率低下等諸多弊端。同時(shí)，人工施肥易出現(xiàn)施肥過(guò)量或不足的情況，難以保證肥料施用的均勻性和準(zhǔn)確性，從而容易出現(xiàn)局部土壤施肥過(guò)量或不足的情況，造成糞肥施用流失風(fēng)險(xiǎn)增加或施肥效果不佳。隨著糞肥施用機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，在一定程度上緩解了傳統(tǒng)施肥方式中存在的相關(guān)問(wèn)題。然后，我國(guó)耕地情況復(fù)雜，如水田不太適合機(jī)械化耕作、土壤不平整等情況，使得液體糞肥仍施用難度大、有效利用率低。

2、從效率角度來(lái)說(shuō)，施肥設(shè)備需要適應(yīng)不同規(guī)模農(nóng)田的快速施肥需求；從質(zhì)量角度出發(fā)，液體糞肥設(shè)備必須根據(jù)土地平整度機(jī)械承載力、糞肥均勻度等情況達(dá)到精準(zhǔn)和均勻施用，降低因施肥不當(dāng)造成的環(huán)境污染?；诖?，新型液體糞肥設(shè)備的開(kāi)發(fā)，不僅要實(shí)現(xiàn)不同液體糞肥防堵塞施肥的精確控制，還要能夠根據(jù)不同的地形條件、布置方式以及施肥量等因素，進(jìn)行快速、均勻和無(wú)堵塞的液體糞肥作業(yè)。

3、隨著全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念深化，大幅提高液體糞肥還田率成為解決畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)面源污染和化肥農(nóng)藥減量利用的重要途徑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年畜禽糞污產(chǎn)量超過(guò)30億噸，其中液體糞肥占比逐年提升，其高效消納已成為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)噴施設(shè)備因流道設(shè)計(jì)不合理，難以適應(yīng)液體糞肥的高黏度特性，導(dǎo)致噴頭及管道頻繁堵塞，作業(yè)效率低下，維護(hù)成本高昂。液體糞肥的氮、磷、鉀等養(yǎng)分濃度受原料來(lái)源、發(fā)酵工藝等因素影響差異顯著，現(xiàn)有設(shè)備缺乏實(shí)時(shí)檢測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)控功能，難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配比，易造成局部過(guò)量或不足，影響作物生長(zhǎng)均衡性。受限于噴頭結(jié)構(gòu)單一和流體力學(xué)設(shè)計(jì)不足，現(xiàn)有設(shè)備在復(fù)雜地形或風(fēng)速變化條件下，噴施覆蓋均勻度普遍低于80%，液體糞肥施用的有效率低且環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)高，嚴(yán)重影響了種植業(yè)主的利用接受度。

4、盡管近年來(lái)相關(guān)技術(shù)有所突破，但仍然存在明顯的技術(shù)瓶頸，例如：

5、1.地形適應(yīng)不足：多數(shù)專利采用固定施肥結(jié)構(gòu)，設(shè)施施肥設(shè)備固定在運(yùn)費(fèi)車上，在絕對(duì)平整的土壤上，可實(shí)現(xiàn)均勻施肥。然而，在丘陵、坡地等復(fù)雜地形中就難以使得施肥設(shè)備進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整平衡，使得噴施設(shè)備施肥角度變化，導(dǎo)致施肥不均。例如cn201810564189.5一種農(nóng)田施肥裝置專利，采用鋼性支架結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致?tīng)恳b置和施肥的剛性連接，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控施肥情況量和施肥方式的可能性較低，進(jìn)而造成施肥偏差大。此外，在部分耕地中，由于承載力有限，機(jī)械無(wú)法下田或者下田后對(duì)耕作層破壞較大，無(wú)法有效噴施作業(yè)。

6、2.噴施均勻性差：現(xiàn)有噴頭設(shè)計(jì)多為孔狀結(jié)構(gòu)，未考慮液肥糞肥含量大量顆粒物、噴施流體力學(xué)變化大等情況。如cn202110123456.7智能施肥機(jī)控制系統(tǒng)專利，經(jīng)常出現(xiàn)堵塞和施用均勻度差等情況。

7、3.操作難度大：通過(guò)固定安裝有控制模塊，實(shí)現(xiàn)攪拌、過(guò)濾等作業(yè)，以期實(shí)現(xiàn)防止堵塞的情況，如cn202322816926.5。然而，在農(nóng)村多控制實(shí)際操作過(guò)程中，復(fù)雜的控制系統(tǒng)和操作流程很難實(shí)現(xiàn)，而且也不符合不同耕地情況的要求，所以很難實(shí)現(xiàn)技術(shù)落地和大批量施用的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種適用于多種土地狀況的液體糞肥噴施系統(tǒng)。本發(fā)明可根據(jù)不同農(nóng)田的地形和作業(yè)需求進(jìn)行調(diào)整，且不需要運(yùn)費(fèi)液態(tài)糞肥車輛下田，通過(guò)柔性牽引和施肥裝置柔性調(diào)整，解決了現(xiàn)有設(shè)備田塊適應(yīng)性不強(qiáng)、噴施不均勻、管道堵塞以及智能化農(nóng)田施肥等難題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種適用于多種土地狀況的液體糞肥噴施系統(tǒng)，包括噴施車、噴施車上的儲(chǔ)液罐，其特征在于：還包括柔性牽引機(jī)構(gòu)和自平衡施用裝置，柔性牽引機(jī)構(gòu)包括牽引電機(jī)、由牽引電機(jī)帶動(dòng)的控制線圈和設(shè)置在控制線圈上的柔性牽引繩；自平衡施用裝置包括底盤、噴施桿和橡膠塞噴頭，底盤為橡膠輪胎結(jié)構(gòu)，底盤與柔性牽引繩連接，噴施過(guò)程中柔性牽引繩斜向上拉牽引底盤，底盤內(nèi)設(shè)置有減震結(jié)構(gòu)，噴施桿包括固定桿和伸縮桿，固定桿固定設(shè)置在底盤上，固定桿通過(guò)輸液管連接到儲(chǔ)液罐，伸縮桿下端與固定桿配合，上端設(shè)置橡膠塞噴頭。

4、所述固定桿內(nèi)部形成的流道依次包括加速段、擠壓段和噴射段，加速段流道橫截面積逐漸縮小，擠壓段流道采用文丘里管的收縮-擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，噴射段為直筒狀結(jié)構(gòu)。

5、所述噴射段進(jìn)液端內(nèi)壁上設(shè)置有擾流元件，擾流元件為均勻設(shè)置的凸起或或凹槽。

6、所述噴施桿通過(guò)三腳結(jié)構(gòu)的噴施桿支架固定設(shè)置在底盤上，且噴施桿與底盤垂直。

7、所述固定桿和伸縮桿螺紋密封固定連接形成伸縮結(jié)構(gòu)。

8、所述橡膠塞噴頭呈倒圓錐結(jié)構(gòu)，橡膠塞噴頭通過(guò)三腳結(jié)構(gòu)的噴頭支架固定連接在伸縮桿上端，倒圓錐結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位于伸縮桿內(nèi)，伸縮桿與倒圓錐結(jié)構(gòu)之間的間隙形成噴射通道。

9、所述減震結(jié)構(gòu)包括底盤內(nèi)部均勻設(shè)置的多組彈簧組件，每組彈簧組件上下端分別通過(guò)掛鉤與底盤內(nèi)頂部和底部的扣環(huán)連接形成彈性支撐結(jié)構(gòu)。

10、所述儲(chǔ)液罐側(cè)面設(shè)置有液位觀察窗，儲(chǔ)液罐尾部安裝有控制裝置，控制裝置用于控制牽引電機(jī)和水泵的運(yùn)行，儲(chǔ)液罐前部設(shè)有液體糞肥控制閥門，液體糞肥控制閥門通過(guò)輸液管與固定桿的進(jìn)液口連接。

11、所述儲(chǔ)液罐的出液口管道上設(shè)置有流量計(jì)和流量傳感器，流量計(jì)用于測(cè)量流體的體積和質(zhì)量，流量傳感器用于檢測(cè)介質(zhì)流經(jīng)管道的變化確定流量。

12、所述橡膠塞噴頭頂部設(shè)置有氣象傳感器。

13、采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

14、1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但在實(shí)際應(yīng)用中卻解決了較多的關(guān)鍵性問(wèn)題，比如，控制裝置控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動(dòng)控制線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)柔性牽引繩牽引底盤，可實(shí)現(xiàn)噴施桿的收放與移動(dòng)控制，底盤與控制線圈的聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，柔性牽引繩采用斜向上拉的牽引方式，其傾斜角度與地形坡度實(shí)時(shí)匹配，柔性牽引繩通過(guò)控制線圈的張力調(diào)節(jié)，使噴施桿始終垂直于地面，達(dá)到了動(dòng)態(tài)重心調(diào)節(jié)和柔性牽引的目的，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形下的穩(wěn)定作業(yè)，可根據(jù)地形坡度自動(dòng)調(diào)節(jié)噴施桿重心，克服施肥器在田間移動(dòng)時(shí)起伏及丘陵和坡地連續(xù)變化等復(fù)雜地形對(duì)其垂直穩(wěn)定的影響，避免因傾斜導(dǎo)致的施肥不均勻問(wèn)題。

15、2、本發(fā)明采用柔性牽引繩的斜向牽引設(shè)計(jì)還能夠均勻分散管道與噴施桿的重量負(fù)荷，避免因土地不平整或局部塌陷導(dǎo)致裝置傾斜或卡死。在泵送高黏度液體糞肥時(shí)，管道自重較大，傳統(tǒng)剛性連接易因地形變化引發(fā)管道扭曲或噴施桿偏移，而柔性牽引線通過(guò)彈性形變自適應(yīng)地形起伏，配合控制控制系統(tǒng)的算法對(duì)牽引速度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)勻速移動(dòng)，從而消除因速度波動(dòng)造成的噴施量差異

16、3、本發(fā)明底盤內(nèi)置的減震結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)牽引協(xié)同作用，可吸收地面起伏帶來(lái)的沖擊力，確保噴施桿在移動(dòng)過(guò)程中保持穩(wěn)定。

17、4、本發(fā)明中的橡膠塞噴頭結(jié)構(gòu)，特針對(duì)液體糞肥的特性而設(shè)計(jì)，不僅解決了現(xiàn)有液體糞肥噴頭容易堵塞的問(wèn)題，還實(shí)現(xiàn)了均勻、大面積噴施，肥料覆蓋均勻度達(dá)到95%以上，顯著提高肥料利用率，減少肥料浪費(fèi)，促進(jìn)農(nóng)作物健康、均衡生長(zhǎng)。

18、5、本發(fā)明中的噴施桿中的固定桿內(nèi)部流道經(jīng)過(guò)流體力學(xué)優(yōu)化，形成獨(dú)特的三級(jí)式液體擠壓結(jié)構(gòu)，在加速段，流道橫截面積逐漸縮小，利用流體連續(xù)性原理使液體糞肥加速流動(dòng)并提升壓力；進(jìn)入擠壓段后，流道采用文丘里管的收縮-擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，通過(guò)局部低壓區(qū)誘發(fā)紊流，促進(jìn)液體肥充分混合以消除濃度差異；隨后在噴射段設(shè)置微小擾流元件（微小的凸起或凹槽），進(jìn)一步打亂層流狀態(tài)，形成均勻紊流，此設(shè)計(jì)能夠讓液體糞肥在到達(dá)噴頭前已經(jīng)處于高度均勻分布狀態(tài)，通過(guò)伸縮桿可快速調(diào)節(jié)液體糞肥噴施高度，結(jié)合橡膠塞噴頭的彈性擠壓控制，實(shí)現(xiàn)環(huán)形噴施范圍的精準(zhǔn)調(diào)控，相較于傳統(tǒng)人工施肥，大大提高了施肥速度，能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成大面積農(nóng)田的施肥作業(yè)，節(jié)省了人力和時(shí)間成本，大大提高施肥效率。

19、6、本發(fā)明通過(guò)控制線圈與底盤為橡膠輪胎結(jié)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，可在丘陵、梯田等復(fù)雜地形中保持設(shè)備穩(wěn)定，避免傳統(tǒng)設(shè)備因地形限制導(dǎo)致的作業(yè)盲區(qū)。

20、7、本發(fā)明底盤為橡膠輪胎結(jié)構(gòu)，配合控制線圈的牽引，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備在不同地塊間的快速轉(zhuǎn)移，減少人工的搬運(yùn)速度。

21、8、本發(fā)明的液體糞肥噴施桿結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可根據(jù)不同農(nóng)田的地形和作業(yè)需求進(jìn)行調(diào)整，適用于中小規(guī)模農(nóng)田、果園、蔬菜大棚等多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景。

22、9、本發(fā)明的噴施車不用下地，在機(jī)耕道上行走即可完成各類田塊的高效均勻施用液態(tài)糞肥。