CN105165560A - 一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机 - Google Patents

Abstract

一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机。它是在机架上设置一个通过链轮与变速箱连接的低压电机；在喷头车上设有控制电源、压力传感头、系统处理控制器、土壤湿度传感器、增量编码器和RFM75P射频发送模块；在主车上设置RFM75P射频接收模块、光电旋转编码器、控制电源、系统控制器、GSM短信远程控制收发模块和RF射频发射模块；高压水泵还连接有控制器，控制器通过电源供电，控制器还耦接一个RF射频接收模块。本发明能够自动监测土壤湿度并智能控制喷灌机的绞盘的转动快慢，从而使PE管配合地面的湿度以适合的线速度移动，使喷灌后的地面获得较为均匀的湿度，并且具有远程遥控喷灌机的启停和智能控制高压水泵运行的功能。

Description

一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机

技术领域

本发明涉及一种绞盘喷灌机，尤其是一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机。

背景技术

通常，绞盘喷灌机是牵引PE管缠绕在绞盘上，利用喷灌压力水驱动水涡轮旋转，经变速装置驱动绞盘旋转，并牵引喷头车自动移动和喷洒的灌溉机械。但使用绞盘喷灌机时通常都采用以往经验决定喷水时机与喷水量，但是这种方法精确度低，并受操作人员经验影响较大，而且需要人员频繁去现场查看土壤干旱程度，工时需求大。特别是对于凹凸不平的地面，按照现有的绞盘喷灌机喷灌方式作业，会出现隆起处依然缺水，而低洼处被涝的问题，反而不利于作物的生长，无法真正达到较好地喷灌效果。

发明内容

为了克服现有的绞盘喷灌机喷灌效果不佳的不足，本发明提供一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机，该绞盘喷灌机能够自动监测土壤湿度并智能控制喷灌机的绞盘的转动快慢，从而使PE管配合地面的湿度以适合的线速度移动，使喷灌后的地面获得较为均匀的湿度，并且具有远程遥控喷灌机的启停和智能控制高压水泵运行的功能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括主车和喷头车，主车又包括机架、绞盘和导向装置，绞盘上的PE输水管的一端连接到高压水泵，另一端通过喷头接头与喷头相连，在机架上固定有变速箱，变速箱与绞盘通过链轮传动连接，在机架上还设置一个低压电机，低压电机通过链轮与变速箱连接；在喷头车上还设有控制电源、压力传感头、系统处理控制器、土壤湿度传感器、增量编码器和RFM75P射频发送模块；所述控制电源，与系统处理控制器相连，为系统处理控制器供电；所述压力传感头，安装在喷头接头的钢管接口上，用于监测喷头的水压，压力传感头与系统处理控制器相耦接，将喷头的水压信号传送给系统处理控制器；所述土壤湿度传感器，固定在电动推杆的推杆下部，电动推杆固定在喷头车的一侧前轮支架上，土壤湿度传感器用于测量土壤湿度，土壤湿度传感器、电动推杆共同与系统处理控制器相耦接，土壤湿度传感器将感测的土壤湿度信号传送至系统处理控制器；所述增量编码器，与系统处理控制器相耦接，用于测量喷头车的前轮行走的距离，并将距离信号传送至系统处理控制器；所述系统处理控制器，用于接收处理喷头的水压信号、土壤湿度信号和喷头车的前轮行走的距离信号，并控制电动推杆的收缩以及喷头车前轮在设定距离内的走停；所述RFM75P射频发送模块，与系统处理控制器相耦接，用于将系统处理控制器内的相关数据信息发送出去；在主车上还设有RFM75P射频接收模块、光电旋转编码器、控制电源、系统控制器、GSM短信远程控制收发模块和RF射频发射模块；所述RFM75P射频接收模块，与系统控制器相耦接，用于接收喷头车上系统控制处理器传送的数据信息，并将数据信息传送至主车的系统控制器；所述光电旋转编码器，安装在导向装置上，用于测定PE管回收线速度，光电旋转编码器与系统控制器相耦接，并将PE管回收线速度信号传送至系统控制器；所述控制电源，与系统控制器相连，为系统控制器供电；所述系统控制器，用于接收处理喷头车上系统控制处理器传送的数据信息和PE管回收线速度信号，系统控制器通过与低压电机相耦接来控制绞盘的转速，从而控制PE管回收线速度，系统控制器又与GSM短信远程控制模块双向耦接，通过远程短信与喷灌机之间信进行号互动并控制喷灌机的启停，系统控制器与RF射频发射模块相耦接，用来将系统控制器内的相关数据信号传送出去；所述高压水泵还连接有控制器，控制器通过电源供电，控制器还耦接一个RF射频接收模块，用于接收主车的系统控制器传送的数据信号，控制器根据数据信号来控制高压水泵的运行。

相比现有的绞盘喷灌机，本发明的一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机，首先采用低压电机代替了传统的水涡轮驱动，不会损失水压，PE管中水流量恒定，这点是本发明目的实现的前提，进而本发明是通过控制绞盘的转速即PE管的线速度，使其在土壤湿度大的地方行走的快些，在土壤湿度小的地方行走的慢些，以达到较为均匀的喷灌效果，解决了在凹凸不平的地面作业会出现隆起处依然缺水而低洼处被涝的问题，智能控制的实现结构具体如下：在喷头车上还设有控制电源、压力传感头、系统处理控制器、土壤湿度传感器、增量编码器和RFM75P射频发送模块；在主车上还设有RFM75P射频接收模块、光电旋转编码器、控制电源、系统控制器、GSM短信远程控制收发模块和RF射频发射模块；喷头车上的压力传感头通过感测喷头的水压，从而可以判别喷灌机的工作状态，有水压说明PE输水管在回收，无水压则PE输水管在牵引，从而进一步将信号传输至系统处理控制器来控制土壤湿度传感器在PE输水管回收作业时进行土壤湿度的探测，土壤湿度传感器是被电动推杆带动进行探测的，土壤湿度传感器和电动推杆共同与系统处理控制器耦接，一方面土壤湿度传感器传递土壤湿度信号给系统处理控制器，另一方面系统处理控制器控制电动推杆的动作，并且同时喷头车上的增量编码器还可以测量喷头车的行走距离，系统处理控制器根据距离信号还可以控制喷头车前轮在设定距离内的走停，这样配合着实现控制电动推杆带动土壤湿度传感器在喷头车停下来时进行湿度的测量，喷头车与主车的数据信息传递是通过RFM75P射频发送模块和RFM75P射频接收模块对接，从而主车根据喷头车上获得的土壤湿度信号，主车上的系统控制器再通过光电旋转编码器检测并控制绞盘的转速，实现控制PE管的线速度，从而实现了根据土壤湿度实现智能喷灌的目的，GSM短信远程控制收发模块与主车系统控制器之间的双向耦接，实现了通过远程短信与喷灌机之间信号互动并控制喷灌机的启停，主车上的RF射频发射模块又与高压水泵的RF射频接收模块对接，高压水泵也连接有控制器，该控制器接收主车的系统控制器传送的数据信号，控制器根据数据信号来控制高压水泵的运行，实现了高压水泵运行的智能控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一实施例喷头车上实现智能控制的结构框图。

图2是本发明一实施例主车上实现智能控制的结构框图。

图3是本发明一实施例高压水泵上实现智能控制的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1至图3示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机，包括主车和喷头车，主车又包括机架、绞盘和导向装置，绞盘上的PE输水管的一端连接到高压水泵，另一端通过喷头接头与喷头相连，在机架上固定有变速箱，变速箱与绞盘通过链轮传动连接，在机架上还设置一个低压电机，低压电机通过链轮与变速箱连接，低压电机采用的是安全电压，当离电源远的时候，可以采用电池或太阳能电板供电；在喷头车上还设有控制电源、压力传感头、系统处理控制器、土壤湿度传感器、增量编码器和RFM75P射频发送模块；所述控制电源，与系统处理控制器相连，为系统处理控制器供电；所述压力传感头，安装在喷头接头的钢管接口上，用于监测喷头的水压，压力传感头与系统处理控制器相耦接，将喷头的水压信号传送给系统处理控制器；所述土壤湿度传感器，固定在电动推杆的推杆下部，电动推杆固定在喷头车的一侧前轮支架上，土壤湿度传感器用于测量土壤湿度，土壤湿度传感器、电动推杆共同与系统处理控制器相耦接，土壤湿度传感器将感测的土壤湿度信号传送至系统处理控制器；所述增量编码器，与系统处理控制器相耦接，用于测量喷头车的前轮行走的距离，并将距离信号传送至系统处理控制器；所述系统处理控制器，用于接收处理喷头的水压信号、土壤湿度信号和喷头车的前轮行走的距离信号，并控制电动推杆的收缩以及喷头车前轮在设定距离内的走停；所述RFM75P射频发送模块，与系统处理控制器相耦接，用于将系统处理控制器内的相关数据信息发送出去；在主车上还设有RFM75P射频接收模块、光电旋转编码器、控制电源、系统控制器、GSM短信远程控制收发模块和RF射频发射模块；所述RFM75P射频接收模块，与系统控制器相耦接，用于接收喷头车上系统控制处理器传送的数据信息，并将数据信息传送至主车的系统控制器；所述光电旋转编码器，安装在导向装置上，用于测定PE管回收线速度，光电旋转编码器与系统控制器相耦接，并将PE管回收线速度信号传送至系统控制器；所述控制电源，与系统控制器相连，为系统控制器供电；所述系统控制器，用于接收处理喷头车上系统控制处理器传送的数据信息和PE管回收线速度信号，系统控制器通过与低压电机相耦接来控制绞盘的转速，从而控制PE管回收线速度，系统控制器又与GSM短信远程控制模块双向耦接，通过远程短信与喷灌机之间信进行号互动并控制喷灌机的启停，系统控制器与RF射频发射模块相耦接，用来将系统控制器内的相关数据信号传送出去；所述高压水泵还连接有控制器，控制器通过电源供电，控制器还耦接一个RF射频接收模块，用于接收主车的系统控制器传送的数据信号，控制器根据数据信号来控制高压水泵的运行。

作为本实施例的进一步改进方案是，在所述电动推杆与土壤湿度传感器之间设有压力开关，压力开关用于监测土壤湿度传感器的探针在测量时所受的压力，压力开关与系统处理控制器相耦接，用于将探针的压力信号传递给系统处理控制器，通过系统处理控制器来控制电动推杆的动作。当遇到石头等障碍物时，压力开关将压力变化信号传递至系统处理控制器通过其控制电动推杆抬起，喷头车产生一定位移后，电动推杆再次推动土壤湿度传感器检测土壤湿度，避免了检测不准确以及土壤中障碍物对土壤湿度传感器探测针的损坏。

又进一步地改进，所述主车上的系统控制器还耦接一个故障报警模块，用于检测到的相关信号异常、喷灌机发生故障时进行报警，并可以将报警信号通过GSM短信远程控制模块以短信方式告知用户。

本实施例中的所述耦接可以是指通过无线的方式的连接，所述无线方式包括：蓝牙、无线局域网、紫蜂、电磁、超声波、红外线和/或无线射频识别方式。

再进一步地，在喷头车上设置操作面板，操作面板与系统处理控制器电连接，操作面板上设有电源指示灯、电源开关和探测按钮；在主车上设置操控面板，操控面板与系统控制器电连接，操控面板上设有电源总开关、电源指示灯、运行指示灯、智能指示灯、调速旋钮、整定转换开关、运行按钮、停止按钮、人工按钮和智能按钮。具体布置方案例如是：主车操控面板上有三盏指示灯，左边的电源指示灯，箱体右边侧面为电源总开关，上开下关，打开此开关左边的电源指示灯亮，反则灭；中间的是运行指示灯，按动运行按钮，运行指示灯亮，按动停止按钮运行工作停止，运行指示灯灭；在运行按钮起动前首先把喷头车的电源开关打开，同时电源指示灯点亮，说明喷头车电路已工作，如沒打开喷头车的电源开关，主车的运行按钮则不能启动系统工作；右边的是智能指示灯，为工作状态指示灯，平常运行启动糸统都工作在智能喷灌状态；电源指示灯下方的中间左边的绿色按钮，为运行按钮，按动此运行按钮设备将进行智能喷灌作业工作；电源指示灯下方的中间右边红色按钮，为停止开关，设备故障，工作完成，按动此停止开关将停止一切工作；再下面左边是调速旋钮，它是人工作业时用来调整收盘速度地调速开关，中间边是整定转换开关，改变此开关转换位置，可改变喷灌水量大与小；右边上为人工按钮，下为智能按钮，平时工作在智能状态，而人工作业时，按动一下人工按钮，即可人工调整喷灌作业；喷头车操作面板配有电源指示灯，电源开关，探测按钮。喷头车托到位后，打开电源开关，电源指示灯亮，糸统工作，在人工作业时，按动探测按钮，可以进行人工探测土壤湿度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机，包括主车和喷头车，主车又包括机架、绞盘和导向装置，绞盘上的PE输水管的一端连接到高压水泵，另一端通过喷头接头与喷头相连，在机架上固定有变速箱，变速箱与绞盘通过链轮传动连接，其特征是：在机架上还设置一个低压电机，低压电机通过链轮与变速箱连接；

在喷头车上还设有控制电源、压力传感头、系统处理控制器、土壤湿度传感器、增量编码器和RFM75P射频发送模块；

所述控制电源，与系统处理控制器相连，为系统处理控制器供电；

所述压力传感头，安装在喷头接头的钢管接口上，用于监测喷头的水压，压力传感头与系统处理控制器相耦接，将喷头的水压信号传送给系统处理控制器；

所述土壤湿度传感器，固定在电动推杆的推杆下部，电动推杆固定在喷头车的一侧前轮支架上，土壤湿度传感器用于测量土壤湿度，土壤湿度传感器、电动推杆共同与系统处理控制器相耦接，土壤湿度传感器将感测的土壤湿度信号传送至系统处理控制器；

所述增量编码器，与系统处理控制器相耦接，用于测量喷头车的前轮行走的距离，并将距离信号传送至系统处理控制器；

所述系统处理控制器，用于接收处理喷头的水压信号、土壤湿度信号和喷头车的前轮行走的距离信号，并控制电动推杆的收缩以及喷头车前轮在设定距离内的走停；

所述RFM75P射频发送模块，与系统处理控制器相耦接，用于将系统处理控制器内的相关数据信息发送出去；

在主车上还设有RFM75P射频接收模块、光电旋转编码器、控制电源、系统控制器、GSM短信远程控制收发模块和RF射频发射模块；

所述RFM75P射频接收模块，与系统控制器相耦接，用于接收喷头车上系统控制处理器传送的数据信息，并将数据信息传送至主车的系统控制器；

所述光电旋转编码器，安装在导向装置上，用于测定PE管回收线速度，光电旋转编码器与系统控制器相耦接，并将PE管回收线速度信号传送至系统控制器；

所述控制电源，与系统控制器相连，为系统控制器供电；

所述系统控制器，用于接收处理喷头车上系统控制处理器传送的数据信息和PE管回收线速度信号，系统控制器通过与低压电机相耦接来控制绞盘的转速，从而控制PE管回收线速度，系统控制器又与GSM短信远程控制模块双向耦接，通过远程短信与喷灌机之间信进行号互动并控制喷灌机的启停，系统控制器与RF射频发射模块相耦接，用来将系统控制器内的相关数据信号传送出去；

所述高压水泵还连接有控制器，控制器通过电源供电，控制器还耦接一个RF射频接收模块，用于接收主车的系统控制器传送的数据信号，控制器根据数据信号来控制高压水泵的运行。

2.根据权利要求1所述的一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机，其特征是：在所述电动推杆与土壤湿度传感器之间设有压力开关，压力开关用于监测土壤湿度传感器的探针在测量时所受的压力，压力开关与系统处理控制器相耦接，用于将探针的压力信号传递给系统处理控制器，通过系统处理控制器来控制电动推杆的动作。

3.根据权利要求1所述的一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机，其特征是：所述主车上的系统控制器还耦接一个故障报警模块，用于检测到的相关信号异常、喷灌机发生故障时进行报警，并可以将报警信号通过GSM短信远程控制模块以短信方式告知用户。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机，其特征是：所述耦接是指通过无线的方式的连接，所述无线方式包括：蓝牙、无线局域网、紫蜂、电磁、超声波、红外线和/或无线射频识别方式。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种能够根据土壤湿度实现智能喷灌的绞盘喷灌机，其特征是：在喷头车上设置操作面板，操作面板与系统处理控制器电连接，操作面板上设有电源指示、电源开关和探测按钮；在主车上设置操控面板，操控面板与系统控制器电连接，操控面板上设有电源总开关、电源指示灯、运行指示灯、智能指示灯、调速旋钮、整定转换开关、运行按钮、停止按钮、人工按钮和智能按钮。