一种果树穴施方法及刀具

本发明属于农业生产，更具体地涉及一种果树穴施方法及刀具。

背景技术：

1、果树施肥管理在丘陵山地果园的农事作业中扮演着重要角色，它直接关系到果树存活寿命、果园产量、果品品质及销售价格。当前，果树施肥技术主要包括土壤基施、管道式水肥一体化和雾化喷施三种方式。

2、作为一种传统方法，土壤基施既可以利用有机肥也可以利用无机肥改善果园土壤结构，促进果树生长，提高果品品质。与之相比，管道式水肥一体化和雾化喷施则主要采用无机肥，虽然操作简便、效率高，但长期使用无机肥可能导致土壤板结，影响水果的糖度、酸度等品质指标。此外，这两种方法易受天气影响，肥料损失风险较高。而土壤基施能够有效提高水果的糖度及综合品质，同时施用过程中受环境因素影响较小，果树吸收肥料效率更高、肥料利用率更高。可见土壤基施是一种极佳的果树施肥方式。然而，在丘陵山地果园，由于地形和种植方式的限制，土壤基施仍采用人力操作的“浅坑瓢灌”技术，即利用小型开沟机或挖掘机开沟挖穴，后进行人工浇水施肥覆土。小型开沟机或挖掘机体型庞大，很难实现对果树根部施肥，不仅如此，挖穴深度也较浅，可见这种方式不仅机械化程度低、劳动强度大，效率低，而且施肥质量也不理想。

3、因此，有必要针对果树施肥提出一种果树穴施新方案。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有的果树施肥方式存在定位穴施精准度差、灵活性差、钻穴效率低、施肥质量差的问题。本发明针对果树穴施结构，提出了一种果树穴施方法及刀具，以达到提高钻穴效率、改善施肥效果的目的。

2、为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种果树穴施方法，包括步骤：

4、s1、获取果树穴施刀具；

5、s2、基于所述果树穴施刀具，针对每棵果树执行恒土壤体积输送控制方案确定的步骤，所述恒土壤体积输送控制方案确定的步骤包括：

6、s21、获取所述果树穴施刀具的刀具参数信息；

7、s22、预设所述果树穴施刀具钻削土壤的进给速度vy和单位时间体积v体；

8、s23、基于所述刀具参数信息、所述进给速度vy、所述单位时间体积v体，获取所述果树穴施刀具在各个进给时间t对应的旋转速度v；

9、s3、基于步骤s2得到的控制方案，在各个进给时间t控制所述果树穴施刀具对应的旋转速度v，实现恒土壤体积输送果树穴施。

10、作为一种优选方案，所述果树穴施刀具包括用于传递穴施动力的传递组件以及用于穴施的钻削组件；所述钻削组件包括钻削轴以及设置在所述钻削轴上的钻削刀片；所述钻削轴的直径由靠近所述传递组件的一侧至远离所述传递组件的一侧逐渐减小。

11、作为一种优选方案，步骤s21所述获取所述果树穴施刀具的刀具参数信息，包括步骤：

12、以所述钻削刀片远离所述传递组件的一侧的端部直径方向作为x轴方向、所述钻削轴的轴线方向作为y轴方向，构建直角坐标系, 得到所述钻削轴外侧母线y；

13、获取所述钻削轴外侧母线y的斜率k，则所述钻削轴外侧母线y= kx；

14、获取所述钻削刀片的直径r。

15、作为一种优选方案，步骤s23所述基于所述刀具参数信息、所述进给速度vy、所述单位时间体积v体，获取所述果树穴施刀具在各个进给时间t对应的旋转速度v，包括步骤：

16、计算所述果树穴施刀具单位时间进给量；

17、基于所述进给速度vy、所述进给时间t、所述钻削轴外侧母线y、所述钻削刀片的直径r、所述果树穴施刀具单位时间进给量计算所述单位时间体积v体；

18、基于所述单位时间体积v体反算所述果树穴施刀具在各个进给时间t对应的旋转速度v。

19、作为一种优选方案，所述果树穴施刀具单位时间进给量的计算公式为：y2-y1=vyt；所述单位时间体积v体的计算公式为：，并将该计算公式记为式一；

20、所述基于所述进给速度vy、所述进给时间t、所述钻削轴外侧母线y、所述钻削刀片的直径r、所述果树穴施刀具单位时间进给量计算所述单位时间体积v体包括步骤：

21、基于所述钻削轴外侧母线y= kx，得到x1=y1/k 、x2=y2/k并代入式一，得到所述单位时间体积v体的式二：；

22、假设进给到y2所用时间为t，则y2=vyt、y1= vy(t-1) 并代入式二，得到所述单位时间体积v体的式三：；

23、所述基于所述单位时间体积v体反算所述果树穴施刀具在各个进给时间t对应的旋转速度v包括步骤：

24、基于所述单位时间体积v体的式三进行公式变形，以得到所述进给时间t与所述旋转速度v的对应关系。

25、第二方面，本发明提供一种果树穴施刀具，应用于第一方面所述的一种果树穴施方法：包括用于传递穴施动力的传递组件以及用于穴施的钻削组件；所述传递组件包括刀柄及与其连接的防阻件；所述钻削组件包括钻削轴以及设置在所述钻削轴上的钻削刀片；所述钻削轴的直径由靠近所述传递组件的一侧至远离所述传递组件的一侧逐渐减小。

26、作为一种优选方案，所述防阻件包括摩擦片以及用于固定所述摩擦片的压紧件；还包括第一固定件；所述摩擦片上设置有与所述第一固定件配合的第一配合孔；所述刀柄靠近所述防阻件的一侧设置有与所述第一配合孔对应的第二配合孔；所述防阻件通过所述第一固定件与所述第一配合孔、所述第二配合孔的配合与所述刀柄连接。

27、作为一种优选方案，还包括用于监测所述钻削组件的扭力传感器以及用于固定所述扭力传感器的过渡盘；所述扭力传感器包括用于连接所述过渡盘的第一连接部，所述过渡盘设置有与所述第一连接部对应的第二连接部；还包括第二固定件；所述扭力传感器通过所述第二固定件与所述第一连接部、所述第二连接部的配合与所述过渡盘连接。

28、作为一种优选方案，还包括第三固定件；所述摩擦片上设置有与所述第三固定件配合的第三配合孔；所述过渡盘设置有与所述第三配合孔对应的第四配合孔；所述防阻件通过所述第三固定件与所述第三配合孔、所述第四配合孔的配合与所述过渡盘连接。

29、作为一种优选方案，所述扭力传感器包括用于连接所述钻削组件的第三连接部；所述钻削组件设置有与所述第三连接部对应的第四连接部；还包括第四固定件；所述扭力传感器通过所述第四固定件与所述第三连接部、所述第四连接部的配合与所述钻削组件连接。

30、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

31、所述穴施方法，采用土壤输送体积动态平衡方法即单位时间内输出土壤体积相等，有效防止钻削过程卡顿及土壤输送不及时等问题，具体为通过计算获得进给时间t与旋转速度v的对应关系，实现了对穴施的动态控制，提高了钻穴效率进而改善施肥效果。

32、所述穴施刀具，体积小、快速搭载通用性强，便于实现对果树近根部的土壤穴施，提高了钻穴效率进而改善施肥效果。

33、进一步地或者更细节的有益效果将在具体实施方式中结合具体实施例进行说明。