CN103621381A - 自走式烟苗自动浇水机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自走式烟苗自动浇水机，属于烟草田间管理机械。该机械由自走式机架、控制系统、浇水系统和电源组成。控制系统由接近开关、感应装置和控制电路组成。感应装置与机架后轮同轴安装，烟苗自动浇水机在发动机的带动下前进时，安装在后轮驱动轴上的感应装置与后轮一同旋转，当感应装置上的感应金属片旋转到接近开关探头的位置时，接近开关向控制电路输出低电平信号，从而控制电磁阀打开，完成浇水。浇水量可以通过机器的行进速度和感应金属片的面积控制。本发明对移栽后烟苗植株的大小适应性强，可实现连续、高效、自动化作业，即解决了人工浇水劳动强度大的问题，又可控制烟苗的浇水量，减少了水资源的浪费。

Description

自走式烟苗自动浇水机

（一）技术领域

本发明提供了一种自走式烟苗自动浇水机，属于烟草田间管理机械。

（二）背景技术

水分是影响作物生长发育的一个重要环境因子，在农作物的整个生育进程，对其充足的水分供应在一定意义上决定了其产量的提高。烟草喜温暖而湿润的气候，整个生育期对水分的要求都很高，特别是在生长季节，当田间持水量不能保持在50%以上时，就会严重影响烟草的产量和品质。水分供应不足对烟株的生长发育、叶片厚度、根系发育、生育期、烟叶产量和品质都有很大的影响。但是，我国水资源严重匮乏，人均水资源占有量约为世界人均水平的1/4，居世界第109位，为13个贫水国之一，而且南北水资源分配不均，每年的降水也集中在夏秋两季，水资源与烟草生产发展不相适应的程度突出。因此，在烟草生长期间如何适时、适量的为其提供水分供应是提高烟草产量、产量的有效措施。

我国的烟草田间管理机械虽然取得了一定的进步，但是与浇水作业相配套的浇水机械却仍未问世，使得在浇水这一环节费时费力，大多数地方还是以人工或畜力为主，机械化程度相当地，即浪费了水资源，又无法将浇水量控制在烟草生长所需要的最佳范围。为了降低劳动强度、改善生产条件、提高水资源利用率和生产效率，满足扩大烟田生产规模的需求，迫切要求改进生产方式，进行烟草田间浇水机械化生产作业。所以，研究烟苗自动浇水机可以起到节约水资源，减少人力投入，缩短劳动时间，减轻劳动强度等作用，对获得优产优质的烟草和提高作业效率具有重要的意义。

（三）发明内容

本发明提供了一种自走式烟苗自动浇水机，既降低了劳动强度、改善了生产条件、提高了作业效率，又可以将浇水量控制在烟苗生长发育所需要的范围内，避免了水资源的浪费。

本发明采用的技术方案如下：

所述的自走式烟苗自动浇水机由自走式机架、控制系统、浇水系统和电源组成。

所述的自走式机架包括发动机、变速箱和行走轮。自走式机架后轮的外径为烟苗株距的二倍到八倍。

所述的控制系统包括感应装置、接近开关和控制电路。

所述的感应装置包括圆柱形的套筒和三个扇形的感应金属片，套筒可活动的套在自走式机架后轮驱动轴的外面，套筒的内径略大于后轮驱动轴，使套筒可以围着后轮驱动轴的中心线360°旋转；三个扇形感应金属片均匀固定在套筒上同一个圆周面上，每个扇形感应金属片之间的夹角为120°。三个感应金属片旋转一周得到一个圆形轨迹。

所述的接近开关用悬挂架安装在自走式机架上，调整接近开关，使接近开关的探头距离三个感应金属片所在平面5mm；保证在感应装置旋转时，三个感应金属片可以交替出现在距离接近开关探头5mm处。随着感应装置的旋转，当感应金属片不遮挡接近开关探头（即接近开关探头位于三个感应金属片之间的间隙）时，信号线断开；当任意一个感应金属片遮挡住接近开关时，接近开关的信号线就会闭合，接近开关会向控制电路输出低电平信号，此时控制电路中的继电器电控开关闭合，电磁阀导通，开始浇水；接近开关由24V直流电源供电，负极接地，接近开关的信号线与控制电路的信号接收线相连。

所述的控制电路的元器件包括光电耦合器、二极管、三极管、发光二极管、不同阻值的电阻和继电器，光电耦合器起信号反向和隔离的作用，三极管可增加光电耦合器的线性斜率，减少光电耦合器发热，使得光电耦合器的动作更为灵敏。控制电路安装在自走式机架上，当接近开关信号线闭合，输出低电平信号时，控制电路的继电器原件中的电控开关闭合，此时电磁阀得电，开始浇水；当接近开关信号线断开时，继电器电控开关断开，电磁阀断电闭合，结束浇水。控制电路中继电器1号引脚与24V直流电源正极相连，2号引脚与电磁阀正极相连。24V直流电源通过电源转换模块转换成5V电压给控制电路供电，控制电路所有负极接地。

所述的浇水系统包括水箱、电磁阀、蓄水罐和潜水泵组成。水箱和蓄水罐均安装在机架上，电磁阀通过螺纹连接固定在蓄水罐下方，蓄水罐上方开有两个圆柱孔，一个圆柱孔通过输水管与潜水泵的出水口相连，储水罐另外一个圆柱孔通过输水管与水箱相通。潜水泵安装放在水箱里面，潜水泵工作时可不断向蓄水罐供水，保证储水罐时刻充满水。电磁阀和潜水泵由24V直流电源供电，所有负极接地。当感应金属片遮挡住接近开关时，接近开关信号线闭合，控制电路中继电器电控开关闭合，电磁阀得电导通，浇水开始。

所述的24V直流电源安装在机架上，为控制电路、接近开关、电磁阀和潜水泵供电。

（四）附图说明

图1是本发明的整机结构示意图。

图2是本发明的感应装置主视图。

图3是本发明的感应装置俯视图。

图4是本发明的接近开关悬挂架主视图。

图5是本发明的接近开关悬挂架俯视图。

图中标号名称：1.电磁阀2.蓄水罐3.潜水泵4.手油门5.输水管6.水箱7.电源8.变速箱9.发动机10.高度调节丝杠11.机架12.接近开关13.感应装置14.控制电路15.感应金属片16.套筒17.悬挂架固定板18.接近开关安装口

（五）具体实施方式

以下具体实施方式用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明所使用的接近开关、继电器、电磁阀和潜水泵等元器件可以市购得到或依照现有技术制作，控制电路也可依照现有技术实现。

本实施例以移栽后的烟苗株距为500mm为例，自走式烟苗自动浇水机的后轮外径为1500mm，感应装置（13）上的感应金属片（15）旋转一周所得圆形轨迹的周长为500mm。三个扇形感应金属片（15）均匀固定在套筒（16）外侧（三个扇形感应金属片在同一个圆周面上），即每个扇形感应金属片（15）之间的夹角为120°。感应装置（13）用套筒（16）套接在自走式机架右侧后轮的驱动轴同轴外面，使感应装置（13）能随着后轮的旋转而旋转，用螺栓将感应装置（13）固定在浇水机外侧的位置，后轮旋转一周，机器前进的距离为烟苗株距的三倍（烟苗株距为500mm）。

所述的接近开关为沪工牌LJ18A3-8-Z/BX NPN常开型电感式接近开关；接近开关（12）用悬挂架安装在感应装置（13）附近的机架上（即自走式机架右侧后轮轴旁边，浇水机的外侧），要求在感应装置（13）旋转时，三个感应金属片（15）可以交替出现在接近开关（12）的探头5mm处（接近开关的有效距离为8mm）。随着感应装置（13）的旋转，当接近开关（12）的探头不被感应金属片（15）所遮挡时，接近开关（12）的信号线断开；当任意一个感应金属片（15）旋转到能够遮挡住接近开关（12）时，接近开关（12）的信号线闭合，接近开关同时向控制电路（14）输出低电平信号，此时控制电路（14）中的继电器电控开关闭合，电磁阀（1）导通得电，完成浇水。接近开关（12）由24V直流电源（7）供电，负极接地，接近开关（12）的信号线与控制电路（14）的信号接收线相连。本实施例中继电器型号为HHG1-0/032F-06固体继电器。

控制电路（14）安装在机架上，当接近开关（12）的信号线闭合，输出低电平信号时，控制电路（14）的继电器原件中的电控开关闭合，此时电磁阀（1）得电导通，开始浇水；当接近开关（12）信号线断开时，继电器电控开关断开，电磁阀（1）断电闭合，完成浇水。控制电路（14）由24V电源（7）通过电源转换模块转换成5V电压供电，所有负极接地。

蓄水罐（2）安装在机架上，蓄水罐（2）上方开有两个圆柱形孔，一个圆柱孔通过输水管（5）与水箱（6）中潜水泵（3）的出水口相连，蓄水罐（2）另外一个圆柱孔通过输水管（5）伸入水箱（6）中。电磁阀（1）通过螺纹连接安装在蓄水罐（2）下方，采用24V直流电源（7）供电，负极接地。水箱（6）安装在机架（11）上，潜水泵（3）安置在水箱（6）里，采用24V直流电源（7）供电，负极接地。潜水泵（3）出水口通过输水管（5）和蓄水罐（2）相连，工作时打开潜水泵（3）开关，使水通过潜水泵（3）和两个输水管（5）输入蓄水罐（2）中，保证储水罐（2）时刻充满水。

工作时烟苗自动浇水机左右两侧的车轮跨在烟垄两侧（即左边前后两个车轮在烟垄左侧，右边前后两个车轮在烟垄右侧），调整烟苗自动浇水机，使电磁阀（1）位于烟垄第一株烟苗的正上方。调节浇水机的高度调节丝杠（10），使浇水机能够在作业过程中避开作物，以免对作物造成损伤。转动感应装置（13），当接近开关（12）位于任意一个感应金属片（15）中间位置时停止转动，用螺栓将感应装置（13）固定住；调整接近开关（12）在悬挂架上的固定位置，使接近开关（12）的感应探头与感应金属片（15）的距离为5mm。启动发动机，打开潜水泵（3）开关，使蓄水罐（2）中充满水，打开控制系统开关，此时接近开关（12）的感应探头被感应金属片（15）所遮挡，因此接近开关（12）向控制电路（14）输出低电平信号，位于控制电路（14）中的继电器电控开关闭合，电磁阀（1）得电导通，开始浇水。将变速箱（8）的档位挂为前进1档，浇水机在发动机（9）的带动下前进，后轮驱动轴随着机器的前进而旋转，感应装置（13）也随之旋转，当感应金属片（15）旋转到无法遮挡接近开关（12）感应探头时，接近开关（12）信号线断开，继电器中电控开关打开，电磁阀（1）失电闭合，浇水停止。烟苗智能浇水机后轮的外径为1500mm，后轮旋转1/3周时电磁阀恰好位于下一株烟苗位置的正上方（烟苗株距为500mm），此时后轮轴旋转角度为120°，因感应装置（13）上三个感应金属片（15）之间的夹角也为120°，所以此时接近开关（12）感应探头恰好被感应金属片（15）遮挡。因此，后轮每旋转1/3周，机器前进500mm时，接近开关（12）感应探头均会被感应金属片（15）所遮挡，使电磁阀（1）得电打开，开始浇水作业；随着机器的前进，当感应金属片（15）旋转到无法遮挡接近开关（12）感应探头时，继电器电控开关断开，电磁阀（1）失电闭合，浇水完成，控制电路（14）等待下一个浇水信号的到来。浇水量的大小与感应金属片（15）的面积和机器的行进速度有关，感应金属片（15）面积越大，机器行进速度越慢，浇水量越大；反之，浇水量越小。

上述仅为本发明的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和范围的情况下做出的各种变化和变型、所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。

Claims (1)

1.一种自走式烟苗自动浇水机，包括自走式机架、控制系统、浇水系统和24V直流电源；其特征在于：

所述自走式机架后轮的外径为烟苗株距的二倍到八倍；

所述的控制系统包括感应装置、接近开关和控制电路；所述的接近开关和控制电路安装在自走式机架上；所述接近开关的信号线与控制电路的信号接收线相连；

所述的感应装置包括圆柱形的套筒和三个扇形的感应金属片，套筒可活动的套在自走式机架后轮驱动轴的外面，套筒的内径略大于后轮驱动轴，使套筒可以围着后轮驱动轴的中心线360°旋转；三个扇形感应金属片均匀固定在套筒上同一个圆周面上，每个扇形感应金属片之间的夹角为120°；三个感应金属片旋转一周得到一个圆形轨迹；所述接近开关的探头距离三个感应金属片所在平面5mm；

所述的浇水系统包括水箱、电磁阀、蓄水罐和潜水泵；水箱和蓄水罐均安装在机架上，电磁阀通过螺纹连接固定在蓄水罐下方，蓄水罐上方开有两个圆柱孔，一个圆柱孔通过输水管与潜水泵的出水口相连，储水罐另外一个圆柱孔通过输水管与水箱相通；潜水泵安装放在水箱里面；

所述的控制电路中继电器1号引脚与24V直流电源正极相连，2号引脚与电磁阀正极相连；24V直流电源通过电源转换模块转换成5V电压给控制电路供电，控制电路所有负极接地。

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