CN104145550B - 一种农田轨道装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农田轨道装置，属于农业机械生产领域。本发明悬浮牵引机架设在轨道上；轨道由平行轨道部分和旋转轨道部分两部分构成，在平行轨道上，悬浮牵引机受到悬浮推力装置的悬浮推力进行直线行走，一直走到平行轨道和旋转轨道的交接处，接着悬浮牵引机一侧下端的悬浮装置固定在平行轨道的终端牵引机锁，另一侧下端的悬浮装置在旋转轨道上继续行驶；所述安装在轨道起点和终点处的机械库分为上下两层：上层存放上位机，下层存放生产机械；轨道的旋转位置设计有桥连接公路，水渠和与之对应的轨道旋转位置之间留有间距栽种防护林。本发明可实现上位机对农田不同位置施水、施肥的精准控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种农田轨道装置，属于农业机械生产领域。
背景技术
我国是一个农业大国，并且正处于从传统农业向现代农业转变的关键时期，农业生产要素投入结构和农业生产方式正在发生深刻变化。
但我国农业现代化现在仍属于农业初等发达国家水平，农业基础设施依然十分薄弱，抵御自然灾害的能力有限，依靠气候等自然条件的农业生产状况仍然占较大比重。
虽然随着农业机械化进程的不断推进，各种农业机械化设备也在不断完善，越来越多的农田开始进行机械化耕种、播种、施肥等工作。然而，在长时间的运用机械设备来代替人的手工劳动对农田进行耕种与维护中，不仅耗费了大量的人力与物力，造成了农业生产成本过高的问题，而且在农业机械作业的过程中，由于人为因素造成的农业生产失误以及农业机械由于受自身体积的大小、机动性的差别、地形和环境等因素的影响，无法精确的对于农田中的每一片作物进行耕种与维护，都会造成农业生产的生产效率低、浪费能源等问题，并且现在农业生产中的水、农药、化肥的喷洒和施用一般都采用大面积喷灌和农业机械流水线作业的形式，无法通过信息技术手段实现对于农业精准的耕种和维护，在造成资源大量浪费的同时，化肥和农药的大面积无差别使用也对环境造成了污染。
发明内容
本发明提供了一种农田轨道装置，通过在农田铺设轨道，使农业机械可以在田间行走，可随时根据农田的反馈信息来方便、快捷的自动进行各种农业机械化的生产活动，实现对农田施水、施肥的精准控制，以用于解决传统农业生产过程中需要耗费大量的人力、物力以及在农业机械作业的过程中，农业机械由于自身体积的大小、机动性的差别、地形和环境因素等的影响，无法精确的对于农田中的每一片作物进行耕种与维护，会造成农业生产的低效率、高成本、浪费能源以及对环境污染等问题。
本发明的技术方案是：一种农田轨道装置，包括悬浮牵引机1、轨道2、机械库3、桥4、公路5、水渠6、牵引机锁7；
所述悬浮牵引机1架设在轨道2上；轨道2由平行轨道部分和旋转轨道部分两部分构成，在平行轨道上，悬浮牵引机1受到悬浮推力装置12的悬浮推力进行直线行走，一直走到平行轨道和旋转轨道的交接处，接着悬浮牵引机1一侧下端的悬浮装置10固定在平行轨道的终端牵引机锁7，另一侧下端的悬浮装置10在旋转轨道上继续行驶，被固定的一侧通过旋转装置9的转动保持与悬浮牵引机1另一侧的同步转动，直到再次回到平行轨道上直线行驶，被固定一侧的悬浮装置10与牵引机锁7分离；
所述安装在轨道2起点和终点处的机械库3分为上下两层：上层存放上位机，下层存放生产机械；所述上位机包括信息处理模块、供电控制系统和农田专家系统；轨道2的旋转位置设计有桥4连接公路5，水渠6和与之对应的轨道2旋转位置之间留有间距栽种防护林。
所述悬浮牵引机1包括储存仓8、旋转装置9、悬浮装置10、农业机械装备接口11；其中储存仓8安装在悬浮牵引机1的中间，旋转装置9安装在悬浮牵引机1底部两端，悬浮装置10安装在旋转装置9的底部，机械装备接口11安装在悬浮牵引机1的前后两侧。
所述机械装备接口11的个数为多个。
所述轨道2从上到下依次为悬浮轨道层、光电缆层、喷洒管道层和排水管道层；其中悬浮轨道层包括悬浮推力装置12和压力传感器13，光电缆层为传输光电缆14，喷洒管道层为施水管道15，排水管道层包括土壤监测传感器集16、排水管道17、水泥凸18和筛孔19；其中压力传感器13、土壤监测传感器集16与上位机连接。
所述压力传感器13将悬浮牵引机1在轨道2上的压力信号反馈给机械库3中的上位机，上位机的信息处理模块根据对应位置压力传感器13反馈到的信息确定悬浮牵引机1在轨道2上的位置，接着交由上位机中供电控制系统做出处理判断，再通过传输光电缆14控制外接电力系统为悬浮牵引机1附近四节轨道内的悬浮推力装置12供电，实现悬浮牵引机1在农田中的行走。
所述土壤监测传感器集16将农田实时状况传输给机械库3中的上位机，上位机中的信息处理模块模拟出农田实况数据，交由上位机中的农田专家系统做出处理判断，再通过控制悬浮牵引机1的运动，实现上位机对农田施水、施肥的精准控制。
所述土壤监测传感器集16包括湿度传感器、有机磷传感器。
本发明的工作原理是：所述轨道2铺设在农田间，悬浮牵引机1架设在轨道2上。有旋转装置9安装在悬浮牵引机1底部两端，悬浮装置10安装在旋转装置9的底部，悬浮装置10受到轨道2上悬浮推力装置12产生的悬浮推力可使悬浮牵引机1在轨道2上悬浮行驶。轨道2由平行轨道部分和旋转轨道部分两部分构成，在平行轨道上，悬浮牵引机1受到悬浮推力装置12的悬浮推力进行直线行走，一直走到平行轨道和旋转轨道的交接处，接着悬浮牵引机1一侧下端的悬浮装置10固定在平行轨道的牵引机锁7处，另一侧下端的悬浮装置10在旋转轨道上继续行驶，被固定的一侧通过旋转装置9的转动保持与悬浮牵引机1另一侧的同步转动，直到再次回到平行轨道上直线行驶，被固定一侧的悬浮装置10与牵引机锁7分离。悬浮牵引机1的前后两侧安装有多个农业机械装备接口11，可适用于悬挂搭载多种不同的农业机械设备，当悬浮牵引机1在轨道2上行驶的时候可以携带着农业机械设备对农田里的作物进行耕种和维护。悬浮牵引机1的中间安装有储存仓8，可用于存放农业机械设备工作所需的电源，同时也可配合多种农业机械设备工作，用来存放要撒播的种子、收割采收的果实以及覆膜机覆盖的薄膜等。机械库3安装在轨道2起点和终点处，分为上下两层，上层存放上位机，下层存放生产机械。生产机械包括农业生产中所用到的各种农业机械设备，可在机械库3中将所要用到的农业机械设备安装在悬浮牵引机1的农业机械装备接口11上。上位机包括信息处理模块、供电控制系统和农田专家系统，信息处理模块接收处理安装在轨道2中的压力传感器13传回的压力信号和土壤监测传感器集16实时反馈回的农田状况信号。信息处理模块根据对应位置压力传感器13反馈到的信息确定悬浮牵引机1在轨道2上的位置，接着交由上位机中供电控制系统通过传输光电缆14控制外接电力系统为悬浮牵引机1附近四节轨道内的悬浮推力装置12供电，实现悬浮牵引机1在农田中的行走。信息处理模块根据土壤监测传感器集16实时反馈回的农田状况信号，模拟出农田实况数据，交由农田专家系统做出处理判断，再通过控制供电控制系统控制施水管道15的开关和悬浮牵引机1在轨道2上的运动，实现上位机对农田不同位置施水、施肥的精准控制。土壤监测传感器集16包括湿度传感器、有机磷传感器等，能够采集农田中土壤湿度、肥料含量浓度等。所述轨道2从上到下依次为悬浮轨道层、光电缆层、喷洒管道层和排水管道层；其中悬浮轨道层包括悬浮推力装置12和压力传感器13，光电缆层为传输光电缆14，喷洒管道层为施水管道15，排水管道层包括土壤监测传感器集16、排水管道17、水泥凸18和筛孔19。雨季来临的时候，多余的水分会通过轨道2下方的筛孔19流入排水管道17中，而使土壤不会流失。同时，水泥凸18增加了轨道1和土壤的接触面积，加强了轨道1埋在土壤中的稳定度，提高了自动化生产的安全性。在轨道1的旋转位置设计有桥4连接公路5，可以暂时停放运输车辆，及时补充农田作业机械所需的原料以及卸载农田作业机械采收的果实等。水渠6和与之对应的轨道1旋转位置之间留有一定距离栽种防护林，在保证轨道1下方的土壤夯实的同时，也可避免轨道2地基瘫垮造成生产事故。
本发明的有益效果是：
1、通过在农田铺设轨道，使农业机械实现了可以根据上位机的信息处理模块接收的信号和供电控制系统的控制指令随悬浮牵引机在田间的行走，可以方便、快捷的自动进行农业机械化的生产活动。
2、可随时根据土壤监测传感器集反馈到上位机的信息，交由上位机中的农田专家系统做出处理判断后，通过控制供电控制系统控制施水管道的开关和悬浮牵引机在轨道上的运动，实现上位机对农田不同位置施水、施肥的精准控制。
3、具有方便、快捷、结构简单、运行可靠、节约能源、防止了农药化肥的过度使用对环境造成污染等优点。
附图说明
图1为本发明的平面结构示意图；
图2为本发明中悬浮牵引机结构图；
图3为本发明中轨道的主视图；
图4为本发明中轨道的侧视图；
图中各标号：1-悬浮牵引机，2-轨道，3-机械库，4-桥，5-公路，6-水渠，7-牵引机锁，8-储存仓，9-旋转装置，10-悬浮装置，11-机械装备接口，12-悬浮推力装置，13-压力传感器，14-传输光电缆，15-施水管道，16-土壤监测传感器集，17-排水管道，18-水泥凸，19-筛孔。
具体实施方式
实施例1：如图1-4所示，一种农田轨道装置，包括悬浮牵引机1、轨道2、机械库3、桥4、公路5、水渠6、牵引机锁7；
所述悬浮牵引机1架设在轨道2上；轨道2由平行轨道部分和旋转轨道部分两部分构成，在平行轨道上，悬浮牵引机1受到悬浮推力装置12的悬浮推力进行直线行走，一直走到平行轨道和旋转轨道的交接处，接着悬浮牵引机1一侧下端的悬浮装置10固定在平行轨道的终端牵引机锁7，另一侧下端的悬浮装置10在旋转轨道上继续行驶，被固定的一侧通过旋转装置9的转动保持与悬浮牵引机1另一侧的同步转动，直到再次回到平行轨道上直线行驶，被固定一侧的悬浮装置10与牵引机锁7分离；
所述安装在轨道2起点和终点处的机械库3分为上下两层：上层存放上位机，下层存放生产机械；所述上位机包括信息处理模块、供电控制系统和农田专家系统；轨道2的旋转位置设计有桥4连接公路5，水渠6和与之对应的轨道2旋转位置之间留有间距栽种防护林。
所述悬浮牵引机1包括储存仓8、旋转装置9、悬浮装置10、农业机械装备接口11；其中储存仓8安装在悬浮牵引机1的中间，旋转装置9安装在悬浮牵引机1底部两端，悬浮装置10安装在旋转装置9的底部，机械装备接口11安装在悬浮牵引机1的前后两侧。
所述机械装备接口11的个数为2个。
所述轨道2从上到下依次为悬浮轨道层、光电缆层、喷洒管道层和排水管道层；其中悬浮轨道层包括悬浮推力装置12和压力传感器13，光电缆层为传输光电缆14，喷洒管道层为施水管道15，排水管道层包括土壤监测传感器集16、排水管道17、水泥凸18和筛孔19；其中压力传感器13、土壤监测传感器集16与上位机连接。
所述压力传感器13将悬浮牵引机1在轨道2上的压力信号反馈给机械库3中的上位机，上位机的信息处理模块根据对应位置压力传感器13反馈到的信息确定悬浮牵引机1在轨道2上的位置，接着交由上位机中供电控制系统做出处理判断，再通过传输光电缆14控制外接电力系统为悬浮牵引机1附近四节轨道内的悬浮推力装置12供电，实现悬浮牵引机1在农田中的行走。
所述土壤监测传感器集16将农田实时状况传输给机械库3中的上位机，上位机中的信息处理模块模拟出农田实况数据，交由上位机中的农田专家系统做出处理判断，再通过控制悬浮牵引机1的运动，实现上位机对农田施水、施肥的精准控制。
所述土壤监测传感器集16包括湿度传感器、有机磷传感器。
实施例2：如图1-4所示，与实施例1情况基本相同，只是所述机械装备接口11的个数为10个。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种农田轨道装置，其特征在于：包括悬浮牵引机（1）、轨道（2）、机械库（3）、桥（4）、公路（5）、水渠（6）、牵引机锁（7）；
所述悬浮牵引机（1）架设在轨道（2）上；轨道（2）由平行轨道部分和旋转轨道部分两部分构成，在平行轨道上，悬浮牵引机（1）受到悬浮推力装置（12）的悬浮推力进行直线行走，一直走到平行轨道和旋转轨道的交接处，接着悬浮牵引机（1）一侧下端的悬浮装置（10）固定在平行轨道的终端牵引机锁（7），另一侧下端的悬浮装置（10）在旋转轨道上继续行驶，被固定的一侧通过旋转装置（9）的转动保持与悬浮牵引机（1）另一侧的同步转动，直到再次回到平行轨道上直线行驶，被固定一侧的悬浮装置（10）与牵引机锁（7）分离；
所述安装在轨道（2）起点和终点处的机械库（3）分为上下两层：上层存放上位机，下层存放生产机械；所述上位机包括信息处理模块、供电控制系统和农田专家系统；轨道（2）的旋转位置设计有桥（4）连接公路（5），水渠（6）和与之对应的轨道（2）旋转位置之间留有间距栽种防护林。
2.根据权利要求1所述的农田轨道装置，其特征在于：所述悬浮牵引机（1）包括储存仓（8）、旋转装置（9）、悬浮装置（10）、机械装备接口（11）；其中储存仓（8）安装在悬浮牵引机（1）的中间，旋转装置（9）安装在悬浮牵引机（1）底部两端，悬浮装置（10）安装在旋转装置（9）的底部，机械装备接口（11）安装在悬浮牵引机（1）的前后两侧。
3.根据权利要求2所述的农田轨道装置，其特征在于：所述机械装备接口（11）的个数为多个。
4.根据权利要求1所述的农田轨道装置，其特征在于：所述轨道（2）从上到下依次为悬浮轨道层、光电缆层、喷洒管道层和排水管道层；其中悬浮轨道层包括悬浮推力装置（12）和压力传感器（13），光电缆层为传输光电缆（14），喷洒管道层为施水管道（15），排水管道层包括土壤监测传感器集（16）、排水管道（17）、水泥凸（18）和筛孔（19）；其中压力传感器（13）、土壤监测传感器集（16）与上位机连接。
5.根据权利要求4所述的农田轨道装置，其特征在于：所述压力传感器（13）将悬浮牵引机（1）在轨道（2）上的压力信号反馈给机械库（3）中的上位机，上位机的信息处理模块根据对应位置压力传感器（13）反馈到的信息确定悬浮牵引机（1）在轨道（2）上的位置，接着交由上位机中供电控制系统做出处理判断，再通过传输光电缆（14）控制外接电力系统为悬浮牵引机（1）附近四节轨道内的悬浮推力装置（12）供电，实现悬浮牵引机（1）在农田中的行走。
6.根据权利要求4所述的农田轨道装置，其特征在于：所述土壤监测传感器集（16）将农田实时状况传输给机械库（3）中的上位机，上位机中的信息处理模块模拟出农田实况数据，交由上位机中的农田专家系统做出处理判断，再通过控制悬浮牵引机（1）的运动，实现上位机对农田施水、施肥的精准控制。
7.根据权利要求4所述的农田轨道装置，其特征在于：所述土壤监测传感器集（16）包括湿度传感器、有机磷传感器。
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