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

一、自動變量施肥裝置總體方案

文中提出的自動變量施肥裝置的設(shè)計方案如下，自動變量施肥裝置主要有五大部分組成：可編程運動控制卡、步進電機、步進電機驅(qū)動器、直流電源和排肥機構(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機的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動角度?；诓竭M電機的自動變量施肥裝置的工作原理是將環(huán)球電機與排肥器相連，然后依靠帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動軸的作用，使得肥料從進料口進料后不斷前進，再從出料口出去，自動控制器將根據(jù)施肥情況對施肥量進行控制。

二、施肥裝置的機械機構(gòu)設(shè)計

排肥機構(gòu)的主體部分就是排肥機構(gòu)，排肥機構(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、星輪式和振動式等。不同種類的排肥機構(gòu)，其性能和功效是不一樣的。通過對比分析來看，螺旋式的排肥機構(gòu)是適合自動變量施肥裝置的。采用螺旋式排肥機構(gòu)的主要工作原理如下：首先排肥機構(gòu)在步進電機的帶動下旋轉(zhuǎn)，然后帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動軸在封閉的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這一封閉的料槽有一個進料口和一個出料口，通過螺旋葉片的轉(zhuǎn)動使得從進料口進入的肥料慢慢前進，后從出料口排出。

基于步進電機的自動變量施肥裝置是將步進電機與排肥器相連，然后依靠帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動軸的作用，使得肥料從進料口進料后不斷前進，再從出料口出去，自動控制器將根據(jù)施肥情況對施肥量進行控制。整個排肥機構(gòu)主要包括軸承、軸、螺旋葉片、排肥口、末端軸承、排肥槽、進肥口及肥料倉。

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