在農(nóng)業(yè)機(jī)械化運(yùn)作的基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)上，有研究提出將步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)用于自動(dòng)變量控制施肥技術(shù)中達(dá)到施肥量的可控性。具體的操作方法是將步進(jìn)電機(jī)連接到排肥機(jī)構(gòu)上，通過控制信號(hào)來精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，再通過轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)施肥量的控制。建立基于步進(jìn)電機(jī)的變量施肥裝置的設(shè)計(jì)主要是要解決兩大部分的問題，首先是運(yùn)用合理的決策方法對(duì)不同地區(qū)的土壤情況及自然環(huán)境進(jìn)行分析，得到不同土地的具體情況；接著如何運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，將先進(jìn)的機(jī)械加入到整個(gè)施肥裝置中，以實(shí)現(xiàn)施肥的可控性和精準(zhǔn)性。

一、自動(dòng)變量施肥裝置總體方案

文中提出的自動(dòng)變量施肥裝置的設(shè)計(jì)方案如下，自動(dòng)變量施肥裝置主要有五大部分組成：可編程運(yùn)動(dòng)控制卡、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直流電源和排肥機(jī)構(gòu)。除了五大硬件組成部分外，還有相應(yīng)的如軟件技術(shù)的支持，主要包括函數(shù)庫(kù)以及控制系統(tǒng)軟件，控制系統(tǒng)軟件主要的功能是控制步進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)角度?；诓竭M(jìn)電機(jī)的自動(dòng)變量施肥裝置的工作原理是將環(huán)球電機(jī)與排肥器相連，然后依靠帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的作用，使得肥料從進(jìn)料口進(jìn)料后不斷前進(jìn)，再?gòu)某隽峡诔鋈?，自?dòng)控制器將根據(jù)施肥情況對(duì)施肥量進(jìn)行控制。

二、施肥裝置的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

排肥機(jī)構(gòu)的主體部分就是排肥機(jī)構(gòu)，排肥機(jī)構(gòu)的種類繁多，常見的包括外槽輪式、轉(zhuǎn)盤式、離心式、螺旋式、星輪式和振動(dòng)式等。不同種類的排肥機(jī)構(gòu)，其性能和功效是不一樣的。通過對(duì)比分析來看，螺旋式的排肥機(jī)構(gòu)是適合自動(dòng)變量施肥裝置的。采用螺旋式排肥機(jī)構(gòu)的主要工作原理如下：首先排肥機(jī)構(gòu)在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，然后帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在封閉的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這一封閉的料槽有一個(gè)進(jìn)料口和一個(gè)出料口，通過螺旋葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)使得從進(jìn)料口進(jìn)入的肥料慢慢前進(jìn)，后從出料口排出。

基于步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)變量施肥裝置是將步進(jìn)電機(jī)與排肥器相連，然后依靠帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的作用，使得肥料從進(jìn)料口進(jìn)料后不斷前進(jìn)，再?gòu)某隽峡诔鋈?，自?dòng)控制器將根據(jù)施肥情況對(duì)施肥量進(jìn)行控制。整個(gè)排肥機(jī)構(gòu)主要包括軸承、軸、螺旋葉片、排肥口、末端軸承、排肥槽、進(jìn)肥口及肥料倉(cāng)。

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