CN105052621B - 一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，包括轨道、轨道升降模块、滚筒、电机、滚筒升降模块、水管、水管支撑架及灌溉喷头，轨道升降模块带动轨道升降，滚筒设置在轨道的一端，滚筒由电机驱动而转动，滚筒升降模块带动滚筒升降，水管支撑架设有多个，顺序设在轨道上，并可沿轨道往复移动，水管尾部用于与供液装置连接，中部缠绕在滚筒上，头部顺序穿过水管支撑架后与灌溉喷头连接；水管支撑架带动水管及灌溉喷头在轨道上移动，实现灌溉喷头的移动灌溉。与现有技术相比，本发明成本低廉，简单方便，机构紧凑，使用寿命长，减少温室内部病虫害传染，基本实现封闭式自动调控，达到节能、环保、精确、高效的目的。

Description

一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置

技术领域

本发明涉及一种灌溉装置，尤其是涉及一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，属于自动化苗床灌溉系统领域。

背景技术

潮汐式灌溉系统是基于潮水涨落原理而设计的一种高效节水的灌溉系统，它适用于各类盆栽植物栽培和育苗管理，可有效提高水资源和营养液的利用效率。

中国专利CN 103461036A公布了一种移动苗床配套自动化潮汐式灌溉装置，其包括移动苗床床架、滑动连接在移动苗床床架上的单体移动苗床及设在单体移动苗床上的苗盘，还包括往复运动单元、灌溉喷头、连接顶板、灌溉管路、蓄液池及电磁阀，蓄液池设在移动苗床床架的中下部，灌溉管路的一端插接在蓄液池内，另一端与灌溉喷头连接，往复运动单元通过连接顶板与灌溉喷头连接，带动灌溉喷头上下运动，使得灌溉喷头与苗盘连接或分开，电磁阀设在灌溉管路内部，控制着灌溉管路进液或回液，对苗盘进行潮汐式灌溉。该发明机构紧凑，使用寿命长，减少温室内部病虫害传染，基本实现封闭式自动调控。但是该装置将灌溉系统与移动苗床系统集成在一起，对于已有的移动苗床系统，使用该装置需要作出较大调整。

另外，目前大多的苗床灌溉系统是将灌溉系统固定不动，而移动苗床的方式实现灌溉，这种方式一方面不方便操作，另一方面由于驱动移动苗床移动的能耗较多，因此成本较高。

因此，开发一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，使自动移动苗床系统与整个灌溉系统的有机结合，并且将地面式潮汐灌溉系统和植床式潮汐灌溉系统两种灌溉系统的优势相结合，顺应了科技发展的时代要求。

发明内容

本发明针对目前我国农业生产的优质种苗供给率低下、现代化温室育苗技术落后、智能化控制程度较低、育苗成本较高等问题，而提供一种立体移动苗床配套自主移动式潮汐式灌溉装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，包括轨道、轨道升降模块、滚筒、电机、滚筒升降模块、水管、水管支撑架及灌溉喷头，所述的轨道升降模块带动轨道升降，所述的滚筒设置在轨道的一端，所述的滚筒由电机驱动而转动，所述的滚筒升降模块带动滚筒升降，所述的水管支撑架设有多个，顺序设在轨道上，并可沿轨道往复移动，所述的水管尾部用于与供液装置连接，中部缠绕在滚筒上，头部顺序穿过水管支撑架后与灌溉喷头连接；水管支撑架带动水管及灌溉喷头在轨道上移动，实现灌溉喷头的移动灌溉。

所述的水管支撑架包括水管上支撑、水管下支撑、连接板、水平驱动模块及滚轮，所述的水管下支撑连接在连接板的一端，所述的水管上支撑与水管下支撑搭扣连接，所述的水管上支撑与水管下支撑之间预留水管穿过的孔洞，所述的水平驱动模块连接在连接板的另一端，所述的滚轮设置在水平驱动模块下方，并与轨道滑动配合，所述的水平驱动模块驱动滚轮在轨道上往复移动，实现水管支撑架的整体移动。所述的水平驱动模块主要由电动机驱动四个滚轮在轨道上行驶。

多个水管支撑架在开始运行之前，依次排列在轨道的初始端，由于每个水管支撑架上的驱动模块内的电机驱动速度设置相对不同，保证多个水管支撑架之间在运行时，能保留一定的相对距离，可以使水管在运行的过程中，保持一定的张紧状态。每次浇灌完成之后，驱动模块可以再次返回初始的位置。

所述的水管上支撑与水管下支撑之间预留的孔洞夹紧水管。

所述的灌溉喷头包括喷头本体、伸缩喷头、水管接头、电磁阀及气动元件，所述的伸缩喷头与喷头本体连接，所述的气动元件设置在喷头主体内控制伸缩喷头的自动伸缩，所述的电磁阀设置在喷头本体内控制伸缩喷头的开启与闭合，当需要灌溉时，伸缩喷头探出与苗床床位的侧边的灌溉口实现对接，电磁阀得电，伸缩喷头开启，在不需要实施灌溉作业时，伸缩喷头收缩，电磁阀失电，伸缩喷头闭合。所述的水管接头与喷头本体，用于与水管连接，所述的水管接头夹持在水管上支撑与水管下支撑之间预留的孔洞内。

所述的轨道的前后两端分别设置有轨道定位板。

所述的轨道设置在轨道支撑架上，所述的轨道支撑架设置在轨道升降模块上，所述的轨道升降模块带动轨道支撑架及轨道升降。

所述的滚筒由滚筒支架支撑，所述的滚筒支架设置在滚筒升降模块上，所述的滚筒升降模块带动滚筒支架及滚筒升降。

所述的滚筒中间为连接轴，所述的电机的输出轴与连接轴连接。电机连着连接轴可以调控滚筒的转速，可以与驱动模块相互配合来调控水管的运行速度。

所述的轨道为由横向轨道、纵向轨道及横向轨道与纵向轨道之间连接的弯道形成的L形轨道。

所述的轨道升降模块与滚筒升降模块可以选自包括升降气缸、液压升降平台、电动升降平台在内的多种常规实现升降的功能单元。

本发明的立体移动苗床配套自主移动式潮汐式灌溉装置适用于多种立体移动苗床装置。但是在使用本发明的灌溉装置时，优选以下方式的移动苗床：所述的苗盘的侧边表面上设有便于液体流动的沟槽，可以与灌溉喷头实现对接，苗盘的上表面为水平面，苗盘上面有回液孔，回液孔下面有积液槽，积液槽连着管道通向蓄液池。苗盘上的液位测定器，当苗盘上的液位测定器检测出苗盘被淹没约20-30mm的深度的时候，水泵停止运转。

优选地，所述的灌溉喷头上设有传感系统，每个苗床床位的侧边也设有传感系统，。

通过自动控制方式，可以完成生产区域内自动灌溉一系列的程序，不需人工进入工作区域搬动单体苗床以及灌溉，运行操作简单，运行费用和管理费用低廉，节省人力物力财力。苗床自动移动输送系统与自动灌溉系统柔性结合，形成综合机械结构、精确定位、传动系统、管理规划、智能调度、电子控制等技术的集成应用系统。

本发明的装置工作的顺序为：

当植物需要灌溉时，将具有网状盆底的栽培容器置于苗盘上，水管支撑架可以控制灌溉喷头与水管的移动，驱动模块主要由电动机驱动四个滚轮在轨道上行驶，可以控制水管的走向。多个水管支撑架在开始运行之前，依次排列在轨道的初始端，由于每个水管支撑架上的驱动模块内的电机驱动速度设置相对不同，保证多个水管支撑架之间在运行时，能保留一定的相对距离，可以使水管在运行的过程中，保持一定的张紧状态。灌溉装置到达指定位置，开始灌溉的时候，灌溉喷头伸长，与苗床的侧边相对接，供液装置启动，灌溉装置开始灌溉，供液装置开始运转，抽动营养液送至苗盘，网状盆底的栽培容器内的植物可以获取营养液。当苗盘上的液位测定器检测出苗盘被淹没约20-30mm的深度的时候，水泵停止运转，同时，信号反馈给灌溉喷头旁边的气缸，灌溉喷头收缩复位，可以到下一个苗床床位进行灌溉，当每一次的浇灌全部完成之后，水管支撑架可以重新返回初始的位置。苗盘上的营养液会顺着苗盘上预留的孔流入积液槽，通过积液槽连着的管道回收至蓄水池中，蓄水池中设有过滤网，回流至蓄水池中的营养液可以再次循环利用。

本发明将潮汐式灌溉装置设计成和移动苗床相匹配的自动化灌溉系统，此装置可以实现灌溉喷头到达指定位置后，输送营养液的管道能够实现自动对接，在灌溉区域自动抽进营养液，液位高度能随着不同类植物的不同生理需求进行调节，并且营养液的保持时间可以根据需求设定。这样，便于营养液的循环利用。所有的装置设计在苗床的侧边，这种设计方式，可以使灌溉装置移动而自动移动苗床不移动形成新的潮汐式灌溉方式。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明的装置机动性很好，使用时，移动苗床系统和潮汐式灌溉装置能实现柔性对接，即本发明装置的灌溉喷头能自动与移动苗床系统配合对接或者分开，使工人的操作与苗床运动系统同步运行，提高了工作效率。

(2)采用苗床保持在苗床床位上的位置不动，而潮汐式灌溉装置横向，纵向，上下在三个方向上的自主移动的方式，这样的设置可以增加工作方式的灵活度，提高浇灌效率，减少了许多水龙头以及配套的水道管路安装，可以选择性的实现灌溉。

(3)采用精确的监控装置，可以自由控制苗床内部营养液灌溉时间以及营养液的灌溉高度。

(4)驱动模块的设置既可以作为驱动灌溉装置以及水管的动力，同时也可以作为水管的张紧结构，以免水管在拉长运行时候会出现松弛的状态。

(5)通过自动控制方式，可以完成生产区域内自动灌溉一系列的程序，不需人工进入工作区域搬动单体苗床以及灌溉，运行操作简单，运行费用和管理费用低廉，节省人力物力财力，且可以显著提高生产率，加速生产进程。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为水管支撑架的结构示意图；

图3为灌溉喷头与水管支撑架的连接结构示意图；

图4为轨道的结构示意图；

图5为滚筒的结构示意图。

图中：1为轨道定位板，2为轨道，3为轨道支撑架，4为轨道升降模块，5为灌溉喷头，51为伸缩喷头，52为水管接头，53为喷头本体，6为水管上支撑，7为水管下支撑，8为连接板，9为驱动模块，10为电机，11为水管，12为滚筒，13为连接轴，14为支撑，15为滚筒升降模块，16为滚轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，如图1所示，包括轨道2、轨道升降模块4、滚筒12、电机10、滚筒升降模块15、水管11、水管支撑架及灌溉喷头5，轨道升降模块4带动轨道2升降，滚筒12设置在轨道2的一端，滚筒12由电机10驱动而转动，滚筒升降模块15带动滚筒12升降，水管支撑架设有多个，顺序设在轨道2上，并可沿轨道2往复移动，水管11尾部用于与供液装置连接，中部缠绕在滚筒12上，头部顺序穿过水管支撑架后与灌溉喷头5连接；水管支撑架带动水管11及灌溉喷头5在轨道2上移动，实现灌溉喷头5的移动灌溉。

如图2所示，水管支撑架包括水管上支撑6、水管下支撑7、连接板8、水平驱动模块9及滚轮16，水管下支撑7连接在连接板8的一端，水管上支撑6与水管下支撑7搭扣连接，水管上支撑6与水管下支撑7之间预留水管11穿过的孔洞，水平驱动模块9连接在连接板8的另一端，滚轮16设置在水平驱动模块9下方，并与轨道2滑动配合，水平驱动模块9驱动滚轮16在轨道2上往复移动，实现水管支撑架的整体移动。水平驱动模块9主要由电动机驱动四个滚轮16在轨道2上行驶。

多个水管支撑架在开始运行之前，依次排列在轨道2的初始端，由于每个水管支撑架上的驱动模块9内的电机驱动速度设置相对不同，保证多个水管支撑架之间在运行时，能保留一定的相对距离，可以使水管11在运行的过程中，保持一定的张紧状态。每次浇灌完成之后，驱动模块9可以再次返回初始的位置。水管上支撑6与水管下支撑7之间预留的孔洞夹紧水管11。

如图3所示，灌溉喷头5包括喷头本体53、伸缩喷头51、水管接头52、电磁阀及气动元件，伸缩喷头51与喷头本体53连接，气动元件设置在喷头主体53内控制伸缩喷头51的自动伸缩，电磁阀设置在喷头本体53内控制伸缩喷头51的开启与闭合，当需要灌溉时，伸缩喷头51探出与苗床床位的侧边的灌溉口实现对接，电磁阀得电，伸缩喷头51开启，在不需要实施灌溉作业时，伸缩喷头51收缩，电磁阀失电，伸缩喷头51闭合。水管接头52与喷头本体53，用于与水管11连接，水管接头52夹持在水管上支撑6与水管下支撑7之间预留的孔洞内。

如图4所示，轨道2的前后两端分别设置有轨道定位板1。轨道2设置在轨道支撑架3上，轨道支撑架3设置在轨道升降模块4上，轨道升降模块4带动轨道支撑架3及轨道2升降。轨道2为由横向轨道、纵向轨道及横向轨道与纵向轨道之间连接的弯道形成的L形轨道。

如图5所示，滚筒12由滚筒支架14支撑，滚筒支架14设置在滚筒升降模块15上，滚筒升降模块15带动滚筒支架14及滚筒12升降。滚筒12中间为连接轴13，电机10的输出轴与连接轴13连接。电机10连着连接轴13可以调控滚筒12的转速，可以与驱动模块9相互配合来调控水管11的运行速度。

轨道升降模块4与滚筒升降模块15可以选自包括升降气缸、液压升降平台、电动升降平台在内的多种常规实现升降的功能单元。

本发明的立体移动苗床配套自主移动式潮汐式灌溉装置适用于多种立体移动苗床装置。但是在使用本发明的灌溉装置时，优选以下方式的移动苗床：苗盘的侧边表面上设有便于液体流动的沟槽，可以与灌溉喷头5实现对接，苗盘的上表面为水平面，苗盘上面有回液孔，回液孔下面有积液槽，积液槽连着管道通向蓄液池。苗盘上的液位测定器，当苗盘上的液位测定器检测出苗盘被淹没约20-30mm的深度的时候，水泵停止运转。

优选地，灌溉喷头上设有传感系统，每个苗床床位的侧边也设有传感系统，。

通过自动控制方式，可以完成生产区域内自动灌溉一系列的程序，不需人工进入工作区域搬动单体苗床以及灌溉，运行操作简单，运行费用和管理费用低廉，节省人力物力财力。苗床自动移动输送系统与自动灌溉系统柔性结合，形成综合机械结构、精确定位、传动系统、管理规划、智能调度、电子控制等技术的集成应用系统。

本发明的装置工作的顺序为：

当植物需要灌溉时，将具有网状盆底的栽培容器置于苗盘上，水管支撑架可以控制灌溉喷头与水管的移动，驱动模块主要由电动机驱动四个滚轮在轨道上行驶，可以控制水管的走向。多个水管支撑架在开始运行之前，依次排列在轨道的初始端，由于每个水管支撑架上的驱动模块内的电机驱动速度设置相对不同，保证多个水管支撑架之间在运行时，能保留一定的相对距离，可以使水管在运行的过程中，保持一定的张紧状态。灌溉装置到达指定位置，开始灌溉的时候，灌溉喷头伸长，与苗床的侧边相对接，供液装置启动，灌溉装置开始灌溉，供液装置开始运转，抽动营养液送至苗盘，网状盆底的栽培容器内的植物可以获取营养液。当苗盘上的液位测定器检测出苗盘被淹没约20-30mm的深度的时候，水泵停止运转，同时，信号反馈给灌溉喷头旁边的气缸，灌溉喷头收缩复位，可以到下一个苗床床位进行灌溉，当每一次的浇灌全部完成之后，水管支撑架可以重新返回初始的位置。苗盘上的营养液会顺着苗盘上预留的孔流入积液槽，通过积液槽连着的管道回收至蓄水池中，蓄水池中设有过滤网，回流至蓄水池中的营养液可以再次循环利用。

通过自动控制方式，可以完成生产区域内自动灌溉一系列的程序，不需人工进入工作区域搬动单体苗床以及灌溉，运行操作简单，运行费用和管理费用低廉，节省人力物力财力。苗床自动移动输送系统与自动灌溉系统柔性结合，形成综合机械结构、精确定位、传动系统、管理规划、智能调度、电子控制等技术的集成应用系统。

本装置可以显著提高生产效率，加速生产进程，减少劳动力需求。主要优点是机动性很好，使用时，使工人的操作与苗床运动系统同步运行，也提高了工作效率。对于设施灌溉施肥节约资源、丰产、高效、环保的实际需要，开发出了潮汐式灌溉育苗专用栽培床、潮汐灌溉营养液循环再利用装备和营养液智能监测调控系统，研究在温室中潮汐式灌溉移动苗床的应用，包括移动苗床系统和潮汐式营养液灌溉系统的设计和应用。与常规灌溉系统相比，实现了灌溉的精准化，废液回收利用，使水资源利用率可达90％以上，减少了对环境的污染。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，其特征在于，包括轨道(2)、轨道升降模块(4)、滚筒(12)、电机(10)、滚筒升降模块(15)、水管(11)、水管支撑架及灌溉喷头(5)，所述的轨道升降模块(4)带动轨道(2)升降，所述的滚筒(12)设置在轨道(2)的一端，所述的滚筒(12)由电机(10)驱动而转动，所述的滚筒升降模块(15)带动滚筒(12)升降，所述的水管支撑架设有多个，顺序设在轨道(2)上，并可沿轨道(2)往复移动，所述的水管(11)尾部用于与供液装置连接，中部缠绕在滚筒(12)上，头部顺序穿过水管支撑架后与灌溉喷头(5)连接；

水管支撑架带动水管(11)及灌溉喷头(5)在轨道(2)上移动，实现灌溉喷头(5)的移动灌溉；

所述的水管支撑架包括水管上支撑(6)、水管下支撑(7)、连接板(8)、水平驱动模块(9)及滚轮(16)，所述的水管下支撑(7)连接在连接板(8)的一端，所述的水管上支撑(6)与水管下支撑(7)搭扣连接，所述的水管上支撑(6)与水管下支撑(7)之间预留水管(11)穿过的孔洞，所述的水平驱动模块(9)连接在连接板(8)的另一端，所述的滚轮(16)设置在水平驱动模块(9)下方，并与轨道(2)滑动配合，所述的水平驱动模块(9)驱动滚轮(16)在轨道(2)上往复移动，实现水管支撑架的整体移动；

所述的灌溉喷头(5)包括喷头本体(53)、伸缩喷头(51)、水管接头(52)、电磁阀及气动元件，所述的伸缩喷头(51)与喷头本体(53)连接，所述的气动元件设置在喷头主体(53)内控制伸缩喷头(51)的自动伸缩，所述的电磁阀设置在喷头本体(53)内控制伸缩喷头(51)的开启与闭合，所述的水管接头(52)与喷头本体(53)，用于与水管(11)连接，所述的水管接头(52)夹持在水管上支撑(6)与水管下支撑(7)之间预留的孔洞内；

所述的轨道(2)为由横向轨道、纵向轨道及横向轨道与纵向轨道之间连接的弯道形成的L形轨道。

2.根据权利要求1所述的一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，其特征在于，所述的水管上支撑(6)与水管下支撑(7)之间预留的孔洞夹紧水管(11)。

3.根据权利要求1所述的一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，其特征在于，所述的轨道(2)的前后两端分别设置有轨道定位板(1)。

4.根据权利要求1所述的一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，其特征在于，所述的轨道(2)设置在轨道支撑架(3)上，所述的轨道支撑架(3)设置在轨道升降模块(4)上，所述的轨道升降模块(4)带动轨道支撑架(3)及轨道(2)升降。

5.根据权利要求1所述的一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，其特征在于，所述的滚筒(12)由滚筒支架(14)支撑，所述的滚筒支架(14)设置在滚筒升降模块(15)上，所述的滚筒升降模块(15)带动滚筒支架(14)及滚筒(12)升降。

6.根据权利要求1所述的一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，其特征在于，所述的滚筒(12)中间为连接轴(13)，所述的电机(10)的输出轴与连接轴(13)连接。

7.根据权利要求1所述的一种立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置，其特征在于，所述的立体移动苗床配套自主移动潮汐式灌溉装置与立体移动苗床通过控制单位联动控制。