CN107409960A - 一种具有抗风功能的射程可调控喷头 - Google Patents

一种具有抗风功能的射程可调控喷头 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有抗风功能的射程可调控喷头，其包括电机齿轮、电机传感装置、丝杠齿轮、内外啮合齿轮、喷管、丝杠、补偿水副喷口Ⅰ、补偿水副喷口Ⅱ、连杆、喷口调节杆、喷口连接部、滑移杆、主喷口；该装置能够根据风速和风向的不同，主喷口在喷灌过程中喷口大小的转换，来实现射程的改变，当顺风时可调节主喷口口径减小，当逆风时通过通过增大口径来提高射程，使其喷洒范围不变，达到抗风的要求，并且通过不同喷射角度补偿水喷头进行喷灌补偿，达到最优喷灌均匀度；本装置操作简单，省时省力，并具有一体选择性、节约成本、效率高、喷灌均匀度高等特点。

Description

一种具有抗风功能的射程可调控喷头
技术领域
本发明涉及一种具有抗风功能的射程可调控喷头，属于农业节水技术领域。
背景技术
随着我国农业现代化的逐渐提高，喷灌作为一个我国灌溉水普及度最高的一种灌溉方式，通常是在有风情况下喷洒的,风对喷头射程的影响很大，为提高喷头的抗风能力，保持较好的喷灌均匀度，如何优化喷灌装置成为我们现在关注的焦点问题，但目前广大地区喷灌不具备抗风能力，导致喷灌不均匀，用水效率低下。
目前，涉及具有抗风功能的喷口可调式喷头的专利尚少，一般为农业喷灌装置：一种农业喷灌装置（CN201610937835.9），一种射程可调的喷头（CN105363583A）等。其中第一种农业喷灌装置，实现大面积的喷灌是通过多个喷灌装置同时进行定点喷灌。其中第二种大棚灌溉装置，喷头没有补偿水，对水分分布均匀度有一定影响，且不能根据风向的不同来进行实时的抗风调整。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有抗风功能的射程可调控喷头，本发明装置能够根据风速和风向的不同，主喷口在喷灌过程中喷口大小的转换，来实现射程的改变，当顺风时可调节主喷口口径减小，当逆风时通过电机传感装置增大口径来提高射程，使其喷洒范围不变，达到抗风的要求，并且通过不同喷射角度补偿水喷头进行喷灌补偿，达到最优喷灌均匀度；又可以根据喷灌需求调节喷口的大小，达到最适射程进行喷洒域灌溉。本发明装置实现喷洒的自动化，根据需要调节电机来调节不同口径的喷灌头，减少人为操作，提高了口径调节的精度。
本发明装置包括电机齿轮、电机传感装置、丝杠齿轮、内外啮合齿轮、喷管、丝杠、补偿水副喷口Ⅰ、补偿水副喷口Ⅱ、连杆、喷口调节杆、喷口连接部、滑移杆、主喷口；
喷管一端设置有主喷口，补偿水副喷口Ⅰ、补偿水副喷口Ⅱ设置在喷管另一端两侧；电机传感装置通过固定架Ⅱ固定在喷管上，电机齿轮设置在电机传感装置上，内外啮合齿轮通过固定架Ⅰ套装在喷管上，电机齿轮与内外啮合齿轮的外齿相啮合，4个丝杠固定架固定在喷管上，丝杠一端设置在丝杠固定架内并与其相配合，丝杠齿轮设置在丝杠上并与其相配合，滑移杆一端穿过固定在喷管上的机架与丝杠另一端连接，滑移杆另一端通过连杆与喷口调节杆一端连接，喷口调节杆另一端设置在机架上，固定架Ⅰ位于丝杠固定架和固定架Ⅱ之间，连杆、喷口调节杆、滑移杆和机架组成四杆结构，喷口调节杆通过喷口连接部与主喷口固连，主喷口前端固定有喷口机架，喷口机架分别通过4条架杆与4个四杆结构连接。
所述电机传感装置包括步进电机、步进电机控制器和电源，步进电机与步进电机控制器连接，步进电机、步进电机控制器分别与电源连接，电机齿轮与步进电机输出端连接。
所述主喷口、补偿水副喷口Ⅰ、补偿水副喷口Ⅱ的喷射角度不同。
所述主喷口为橡胶喷口，具有可拉伸，可还原的性能。
所述喷口机架的架杆设置在连杆和喷口调节杆连接处，喷口机架为橡胶机架。
所述丝杠齿轮通过其内的螺纹与丝杆相配合；丝杠一端与丝杠固定架上的丝杠安装孔内的螺纹相配合。
本发明装置还包括风速风向测量装置、PLC控制器，风速风向测量装置通过PLC控制器与电机传感装置连接；PLC控制器为常规控制器，按常规方法控制步进电机带动电机齿轮的转动方向，风速风向测量装置为常规市售产品。
本装置调节主喷口口径时，根据风速和风向的不同,逆风时通过步进电机控制器使步进电机转动，带动电机齿轮逆时针转动，电机齿轮逆时针转动带动内外啮合齿轮顺时针转动，内外啮合齿轮顺时针转动使其内部4个丝杠齿轮逆时针转动，因内外啮合齿轮固定在丝杠固定架和固定架Ⅱ之间，丝杠齿轮逆时针转动会使丝杠沿丝杠固定架顺时针向后移动；由于丝杠顺时针向后转动会使与其连接的滑移杆向后移动，而滑移杆、连杆、喷口调节杆和机架组成四杆结构，会使连杆和喷口调节杆分别对喷口机架和喷口连接部产生向外的拉力，使主喷口变大，射程变远，增大射程。
顺风时通过步进电机控制器使步进电机转动，带动电机齿轮顺时针转动，电机齿轮顺时针转动带动内外啮合齿轮逆时针转动，内外啮合齿轮逆时针转动使其内部4个丝杠齿轮顺时针转动，因内外啮合齿轮固定在丝杠固定架和固定架Ⅱ之间，丝杠齿轮顺时针转动会使丝杠逆时针向前转动；由于丝杠逆时针向前转动会使其连接的滑移杆向前移动，通过滑移杆、连杆、喷口调节杆和机架组成的四杆结构，会使连杆和喷口调节杆分别对喷口机架和喷口连接部外部拉力的减小，主喷口通过其本身材料收缩性能进行收缩，使主喷口口径变小，减小射程。
所述喷头在进行喷洒的过程中，由主喷口、补偿水副喷口Ⅰ和补偿水副喷口Ⅱ组成的三喷头喷洒，因其主喷口、补偿水副喷口Ⅰ和补偿水副喷口Ⅱ组成的三喷头喷射角度不同会使喷洒分布更均匀。
所述主喷口可根据喷灌喷洒域的不同实现喷口大小的转换，当喷洒域小时可调节主喷口口径减小，使喷射半径变小。当洒域大时通过电机传感装置来增大口径来提高射程，使喷射半径增大，满足喷灌域范围。
本装置的构件由抗腐蚀和强度高的材料制作，实现喷洒的自动化，根据需要调节步进电机来调节不同口径的喷灌头，减少人为操作，提高了口径调节的精度。
本申请的有益效果是：
1、该装置能够根据风速和风向的不同，主喷口在喷灌过程中实现喷口大小的转换，当顺风时可调节主喷口口径减小，当逆风时通过电机传感装置来通过增大口径来提高射程，使其喷洒范围不变，达到抗风的要求；
2、该装置能够根据喷灌域的不同调节喷口口径大小，改变射程远近，达到最适射程进行喷灌域灌溉；
3、该装置喷灌时，由不同喷射角度补偿水喷头进行喷灌补偿和抗风作用，达到最优喷灌均匀度；
4、该装置实现喷灌的自动化，根据需要调节电机来调节不同口径的喷灌头，减少人为操作，提高了口径调节的精度；
5、该装置操作比较简单，维修比较方便，本装置的构件由抗腐蚀和强度高的材料制作，装置使用寿命长，能有效减小人工投入及其劳动强度。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图；
图2 是本发明装置结构示意图；
图3是本发明主喷口部分的结构示意图；
图4是本发明内外啮合齿轮部分结构示意图；
图5是本发明主喷口部分的结构示意图；
图6是本发明正视结构示意图；
图7是风速风向测量装置结构示意图；
图中：1-电机齿轮，2-电机传感装置，3-丝杠齿轮，4-内外啮合齿轮，5-喷管，6-丝杠，7-补偿水副喷口Ⅰ，8-补偿水副喷口Ⅱ，9-连杆，10-喷口调节杆，11-喷口连接部，12-滑移杆，13-丝杠固定架，14-固定架Ⅰ，15-主喷口，16-机架，17-喷口机架，18-固定架Ⅱ，19-风速风向测量装置。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本专利的保护范围不局限于所述内容。
实施例1：如图1-7所示，本具有抗风功能的射程可调控喷头包括电机齿轮1、电机传感装置2、丝杠齿轮3、内外啮合齿轮4、喷管5、丝杠6、补偿水副喷口Ⅰ7、补偿水副喷口Ⅱ8、连杆9、喷口调节杆10、喷口连接部11、滑移杆12、主喷口15；喷管5一端设置有主喷口15，主喷口15为橡胶喷口，补偿水副喷口Ⅰ7、补偿水副喷口Ⅱ8设置在喷管5另一端两侧；电机传感装置2通过固定架Ⅱ18固定在喷管5上，电机齿轮1设置在电机传感装置2上，内外啮合齿轮4通过固定架Ⅰ14套装在喷管5上，电机齿轮1与内外啮合齿轮4的外齿相啮合，4个丝杠固定架13固定在喷管5上，丝杠6一端设置在丝杠固定架13内，丝杠与丝杠固定架上的丝杠安装孔内的螺纹相配合，丝杠齿轮3设置在丝杠6上，丝杠齿轮通过其内的螺纹与丝杆相配合，滑移杆12一端穿过固定在喷管5上的机架16与丝杠6另一端连接，滑移杆12另一端通过连杆9与喷口调节杆10一端连接，喷口调节杆10另一端设置在机架16上，固定架Ⅰ14位于丝杠固定架13和固定架Ⅱ18之间，连杆9、喷口调节杆10、滑移杆12和机架16组成四杆结构，喷口调节杆10通过喷口连接部11与主喷口15固连，主喷口15前端固定有喷口机架17，喷口机架17为橡胶机架，喷口机架17分别通过4条架杆与4个四杆结构连接；所述电机传感装置2包括步进电机、步进电机控制器和电源，步进电机与步进电机控制器连接，步进电机、步进电机控制器分别与电源连接，电机齿轮1与步进电机输出端连接。
使用时，根据风速和风向的不同调节主喷口15口径,逆风时通过步进电机控制器使步进电机转动，带动电机齿轮1逆时针转动，电机齿轮1逆时针转动带动内外啮合齿轮4顺时针转动，内外啮合齿轮顺时针转动使其内部4个丝杠齿轮3逆时针转动，因内外啮合齿轮固定在丝杠固定架13和固定架Ⅱ18之间，丝杠齿轮逆时针转动会使丝杠6沿丝杠固定架13顺时针向后移动；由于丝杠顺时针向后转动会使与其连接的滑移杆12向后移动，而滑移杆12、连杆9、喷口调节杆10和机架16组成四杆结构，会使连杆和喷口调节杆分别对喷口机架17和喷口连接部11产生向外的拉力，使主喷口15变大，射程变远，增大射程；
顺风时通过步进电机控制器使步进电机转动，带动电机齿轮1顺时针转动，电机齿轮1顺时针转动带动内外啮合齿轮4逆时针转动，内外啮合齿轮逆时针转动使其内部4个丝杠齿轮3顺时针转动，因内外啮合齿轮固定在丝杠固定架和固定架Ⅱ之间，丝杠齿轮顺时针转动会使丝杠逆时针向前转动；由于丝杠逆时针向前转动会使其连接的滑移杆向前移动，通过滑移杆、连杆、喷口调节杆和机架组成的四杆结构，会使连杆和喷口调节杆分别对喷口机架和喷口连接部外部拉力的减小，主喷口通过其本身材料收缩性能进行收缩，使主喷口口径变小，减小射程；喷头在进行喷洒的过程中，由主喷口15、补偿水副喷口Ⅰ7和补偿水副喷口Ⅱ8组成的三喷头喷洒。
实施例2：本实施例装置结构同实施例1，不同在于还包括风速风向测量装置19、PLC控制器，风速风向测量装置通过PLC控制器与电机传感装置的步进电机控制器连接；PLC控制器为常规控制器，按常规方法控制步进电机带动电机齿轮的转动方向，风速风向测量装置为常规市售产品；主喷口、补偿水副喷口Ⅰ、补偿水副喷口Ⅱ的喷射角度不同。
喷头在进行喷洒的过程中，由主喷口15、补偿水副喷口Ⅰ7和补偿水副喷口Ⅱ8组成的三喷头喷洒，因主喷口15、补偿水副喷口Ⅰ7和补偿水副喷口Ⅱ8组成的三喷头喷洒角度不同会使喷洒分布更均匀。
通过风速风向测量装置获得风速和风向数据，并传输给PLC控制器，由PLC控制器向步进电机控制器传输风向信号，步进电机控制器进而向步进电机发出的脉冲信号，信号进入步进电机驱动器后，会由驱动器转换成步进电机所需要的强电流信号，带动步进电机运转。
当喷洒域小时可调节主喷口口径减小，当洒域大时通过电机传感装置来通过增大主喷口口径，进而提高射程，使其满足喷灌域范围。

Claims (8)

1.一种具有抗风功能的射程可调控喷头，其特征在于：包括电机齿轮（1）、电机传感装置（2）、丝杠齿轮（3）、内外啮合齿轮（4）、喷管（5）、丝杠（6）、补偿水副喷口Ⅰ（7）、补偿水副喷口Ⅱ（8）、连杆（9）、喷口调节杆（10）、喷口连接部（11）、滑移杆（12）、主喷口（15）；
喷管（5）一端设置有主喷口（15），补偿水副喷口Ⅰ（7）、补偿水副喷口Ⅱ（8）设置在喷管（5）另一端两侧；电机传感装置（2）通过固定架Ⅱ（18）固定在喷管（5）上，电机齿轮（1）设置在电机传感装置（2）上，内外啮合齿轮（4）通过固定架Ⅰ（14）套装在喷管（5）上，电机齿轮（1）与内外啮合齿轮（4）的外齿相啮合，4个丝杠固定架（13）固定在喷管（5）上，丝杠（6）一端设置在丝杠固定架（13）内并与其相配合，丝杠齿轮（3）设置在丝杠（6）上并与其相配合，滑移杆（12）一端穿过固定在喷管（5）上的机架（16）与丝杠（6）另一端连接，滑移杆（12）另一端通过连杆（9）与喷口调节杆（10）一端连接，喷口调节杆（10）另一端设置在机架（16）上，固定架Ⅰ位于丝杠固定架（13）和固定架Ⅱ（18）之间，连杆（9）、喷口调节杆（10）、滑移杆（12）和机架（16）组成四杆结构，喷口调节杆（10）通过喷口连接部（11）与主喷口（15）固连，主喷口（15）前端固定有喷口机架（17），
喷口机架（17）分别通过4条架杆与4个四杆结构连接。
2.根据权利要求1所述的具有抗风功能的射程可调控喷头，其特征在于：电机传感装置（2）包括步进电机、步进电机控制器和电源，步进电机与步进电机控制器连接，步进电机、步进电机控制器分别与电源连接，电机齿轮（1）与步进电机输出端连接。
3.根据权利要求1所述的具有抗风功能的射程可调控喷头，其特征在于：主喷口（15）、补偿水副喷口Ⅰ（7）、补偿水副喷口Ⅱ（8）的喷射角度不同。
4.根据权利要求1所述的具有抗风功能的射程可调控喷头，其特征在于：主喷口（15）为橡胶喷口。
5.根据权利要求1所述的具有抗风功能的射程可调控喷头，其特征在于：喷口机架（17）的架杆设置在连杆（9）和喷口调节杆（10）连接处。
6.根据权利要求5所述的具有抗风功能的射程可调控喷头，其特征在于：喷口机架（17）为橡胶机架。
7.根据权利要求1所述的具有抗风功能的射程可调控喷头，其特征在于：丝杠齿轮通过其内的螺纹与丝杠（6）相配合。
8.根据权利要求1所述的具有抗风功能的射程可调控喷头，其特征在于：本射程可调控喷头还包括风速风向测量装置（19）、PLC控制器，风速风向测量装置通过PLC控制器与电机传感装置（2）连接。
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