CN107484588A - 一种用于大棚浇灌和喷药的分流器和智能小车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于大棚浇灌和喷药的分流器和智能小车，包括喷洒单元和驱动单元；喷洒单元包括第一箱体、分流器和喷洒管，第一箱体上开设有第一孔；第一箱体内部设有隔板，隔板将第一箱体内部分为两个独立的腔体；分流器内安装有分流板，将壳体分为两个腔体，壳体安装在第一箱体上，第一箱体内的两个腔体分别与壳体内的两个腔体连通，通过增加液体压力的方式来改变分流器内的分流板的角度，使得一侧腔体打开，另一侧腔体闭合，从而快速实现浇水和打药不同的功能，并且智能控制部分使得大棚灌溉作业更加科学、更加智能，降低了人力劳动，提高了工作效率。

Description

一种用于大棚浇灌和喷药的分流器和智能小车
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种节能环保、智能自动化的大棚浇灌和喷药的分流器和智能小车。
背景技术
随着社会的高速发展，制造特殊应用型机械的技术已经十分的成熟。但是在发展较为落后的农村，机械化的水平还不是很高，通过设计机械来解决特定问题的能力还有待提升。当前，大棚种植在农村已经变得十分普遍。但是，由于搭建大棚的钢架较多，对普通的大棚种植者来说，农作物的药物喷洒及灌溉仍然是棘手的问题，大棚种植的浇灌往往需要靠人工来完成，这样不仅耗费了大量的人力，而且效率低下。长时间工作会给大棚种植者的身体带来沉重的负担，影响身体健康。不仅如此，在灌溉方面，大棚也存在着一定的问题，传统的大棚灌溉是漫灌，其经济性不容乐观。另外，尽管随着农业技术的快速发展，滴灌以及喷灌相继出现，减轻了大棚种植者的劳动量和生产成本。但是，其所具有的局限性也不容忽视：滴灌的工作范围只限于根部，而喷灌需要设备和大量的管材，基建的投资较高。
发明内容
针对现有技术的缺陷和不足，本发明的提供了一种大棚浇灌和喷药的分流器和智能小车，以降低人力劳动，提高喷灌效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种用于大棚浇灌和喷药的分流器，包括壳体和分流板，所述的分流板设于壳体中，所述的分流板将壳体分为至少两个腔体；
所述的分流板相对于壳体转动。
进一步的，所述的分流板包括转轴和板体，所述的板体有两个，所述的两个板体固接在转轴上。
进一步的，所述的壳体为钟形。
一种用于大棚浇灌和喷药的智能小车，包括喷洒单元和驱动单元；所述的喷洒单元包括第一箱体、分流器和喷洒管；
所述的第一箱体中设有隔板，所述的隔板将第一箱体内部分为两个腔体；
所述的分流器包括壳体和分流板，所述的分流板设于壳体中，所述的分流板将壳体分为至少两个腔体，所述的第一箱体内部的腔体分别与壳体内部的腔体连通；
所述的分流板相对于壳体转动；
所述的壳体上设有第二孔，所述的喷洒管连接在第二孔上；
所述的驱动单元带动整个装置移动。
进一步的，所述的分流板包括转轴和板体，所述的板体有两个，所述的两个板体固接在转轴上；
所述的壳体壁上设有第三孔，所述的第三孔中设有弹性橡胶圈，所述的弹性橡胶圈上设有多个凹槽，多个凹槽沿弹性橡胶圈周向分布；
所述的转轴上设有凸起，所述的凸起配合安装在凹槽中；
所述的板体将壳体分为三个腔体。
进一步的，所述的第一箱体上开设有第一孔，所述的壳体的开口与第一孔接通；所述的隔板位于第一孔的部分向外凸出，该凸出部分与分流板配合安装；该凸出部分为橡胶材质。
进一步的，所述的第一箱体的两个空腔通过进液管体与水源或药源接通，所述的进液管体一端连接在第一箱体上，进液管体的另一端弯折后从第一箱体底部穿过，与水源或药源接通，随着小车的移动，所述的进液管体弯折呈U型。
进一步的，所述的进液管体上设有保护管，所述的保护管呈链板形状，随着小车的移动可折叠和打开。
进一步的，还包括轨道，所述的轨道铺设于车轮下方。
进一步的，还包括智能控制单元，所述的智能控制单元包括传感器、收发天线、摄像机和处理器，所述的收发天线采集传感器的信号发送给处理器，处理器控制装置完成洒水喷药的工作，所述的摄像机采集视频信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的分流器包括壳体和分流板，分流板将壳体内部分为至少两个腔体，在液体压力下使分流板转动，壳体一侧腔体被分流板封闭，另一侧腔体打开，液体喷出，可快速实现浇水和打药不同的功能。
(2)本发明的分流板包括转轴和两个固接在转轴上的板体，可通过控制液体压力的大小调节板体的转动角度，当打药需要稀释时，控制两个板体与壳体的之间的开度，使得药液和水在分流板的两个板体之间的腔内，依靠流体的涡流运动混拌均匀后喷出，达到稀释药液的功能。
(3)本发明的进液管体一端与第一箱体连接，另一端弯折后从第一箱体底部穿过与水源或药源连接，随着小车的移动，进液管体沿着U型轨迹移动，这样可以减少进液管体随着小车的移动在地上的拖动，使管子与地面的摩擦力减小，从而减轻了打药车的行走阻力，节省了动力。
(4)本发明通过智能控制单元来监测大棚中土壤的干、湿度和棚内的温度，并通过控制智能小车的工作，实时保证大棚里的温度、湿度的平衡，以及较准确地稀释农药的浓度以达到最佳的效果，极大地减小农民的负担，获得更好的种植效果。
附图说明
图1为本发明的分流器的整体结构示意图。
图2为本发明的分流器的剖视图。
图3为本发明的分流板的结构示意图。
图4为本发明的智能小车的整体结构示意图。
图5为本发明的第一箱体的结构示意图。
图6为本发明的分流器转轴与壳体的连接示意图。
图7为本发明智能控制部分机构框图。
附图中各标号的含义：1-车轮，2-第一箱体，3-分流器，4-喷洒管，5-驱动单元，6-进液管体，7-保护管，8-第二箱体，9-连接板，10-轨道，11-收发天线，12-摄像机，13-伸缩杆；
(2-1)-第一孔，(2-2)-隔板；
(3-1)-壳体，(3-1-1)-第二孔，(3-1-2)-凸缘，(3-1-3)-第三孔，(3-1-4)-弹性橡胶圈，(3-1-5)-凹槽；
(3-2)-分流板，(3-2-1)-转轴，(3-2-2)-板体，(3-2-3)-凸起。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
本发明的智能小车通过驱动单元5带动喷洒单元移动，其中，喷洒单元中主要通过第一箱体2和分流器3的分流来实现浇水或打药等不同功能；
在半封闭的第一箱体2上开设有第一孔2-1，在第一箱体2内部设有隔板2-2，通过隔板将第一箱体内部分为两个独立的腔体；
本发明的隔板2-2位于第一孔2-1的部分向外凸出，凸出部分与转轴3-2-1配合安装，使得转轴与隔板能够紧密贴合，防止两个腔体内的液体相互泄露。该凸出部分为橡胶材质，进一步保证了两者之间的密封性。
本发明的壳体3-1上设有第三孔3-1-3，第三孔中设有弹性橡胶圈3-1-4，弹性橡胶圈上设有多个凹槽3-1-5，多个凹槽有沿弹性橡胶圈周向分布；转轴3-2-1上设有凸起3-2-3，凸起配合安装在凹槽3-1-5中。若机器执行洒水功能，只有进水端进水，作用在进水端板体3-2-2上的力就会带动整个分流板3-2转动，在克服了弹性橡胶圈3-1-4的力后，绕转轴3-2-1旋转，直到喷药端关闭为止。若喷药时，分流板3-2两端同时工作，即进水端及喷药端都打开，两个板体3-2-2均有力的作用。使一端水压不动，控制另一端水压，使作用在分流板3-2上的合力，在克服弹性橡胶圈上力后，带动转轴转动，随着角度的改变分流板3-2上的合力发生改变，当合力不足以克服弹性橡胶圈上的力时，分流板3-2便不再转动，并且维持在一个固定的角度，此时药液和水在分流板的两个板体之间的腔内，依靠流体的涡流运动混拌均匀，稀释后的药液从喷洒管喷出。
本发明的壳体3-1为钟形，可以增大出水口的液体压力，提高出水速度，使得雾化效果更明显；并且，壳体内部的流线造型可减小液体阻力。壳体3-1的开口处设有凸缘3-1-2，该凸缘用于将壳体3-1安装在第一箱体的第一孔2-1边缘上。
本发明在进液管体6外设有保护管7，保护管呈链板形状，随着小车的移动可折叠和打开。这样减小了水管的摩擦及损坏，使其工作稳定。
本发明的驱动单元5集成在第二箱体8中，提高智能小车的集成度，使其移动更加灵活。
本发明的智能小车还包括轨道10，铺设于车轮1下方，使得本发明装置可以平稳的移动，防止装置因路面不平而侧翻。
本发明的喷洒管4可以根据大棚的内部轮廓来改变其弯曲程度。
本发明的智能控制单元包括传感器、收发天线11、摄像机12和处理器，收发天线采集传感器的信号发送给处理器(处理器安装在小车上)，处理器得到的数据再反馈给智能浇灌系统，根据需要控制装置完成洒水喷药的工作，其中用于摄像机12采集视频信号，使用户可以身临其境得感知大棚的具体状况，让用户能结合视频及计算机发送的数据做出合理的判断。
本发明还搭建打药车工作平台和人机界面，使其能够将远程视频信号和传感器采集信号无线传输至手机客户端，结合数字图像处理技术与单片机的电机控制、数据处理等功能，实现打药车的远程控制、视频信号处理和整体系统的无线通讯。并结合视频信号的采集传输与电机的实时控制，通过手机来对打药车进行控制、调整，实现“前进、后退、洒水量”等功能。该系统的搭建还可以为多种传感器的搭载提供工作平台，如温度传感器、CO2传感器等。
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例中，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1
如图1至图3所示，本实施例给出一种用于大棚浇灌和喷药的分流器，包括壳体3-1和分流板3-2，壳体3-1为钟形。分流板3-2包括转轴3-2-1和板体3-2-2，板体3-2-2有两个，两个板体固接在转轴3-2-1上，壳体上加工有第三孔3-1-3，转轴3-2-1安装在第三孔3-1-3中，转轴3-2-1相对于壳体3-1转动；两个板体3-2-2将壳体3-1分为三个腔体。
实施例2
如图1至图6所示，本实施例给出一种用于大棚浇灌和喷药的小车，包括：包括喷洒单元和驱动单元5；
喷洒单元包括第一箱体2、分流器3和喷洒管4；
第一箱体2上开设有第一孔2-1，第一箱体2内部设有隔板2-2，隔板2-2将第一箱体2内部分为两个独立的腔体；
分流器与实施例1中所述的分流器相同，其中，板体3-2-2的形状与壳体3-1内壁匹配，转轴3-2-1与隔板2-2配合连接。
壳体3-1为钟形，壳体3-1的开口处设有凸缘3-1-2，壳体3-1通过凸缘3-1-2安装在第一箱体2上，第一孔2-1与壳体3-1的开口处连通，隔板2-2位于第一孔2-1的部分向外凸出，凸出部分与转轴3-2-1配合安装，该凸出部分为橡胶材质，使得第一箱体2内部的两个腔体分别于壳体3-1内部的两个腔体连通。
第一箱体2的两个空腔通过进液管体6与水源或药源接通，进液管体6一端连接在第一箱体2上，进液管体的另一端弯折后从第一箱体2底部穿过，与水源或药源接通，在水源或药源处连接有压力机，提供出水压力或出药压力；随着小车的移动，进液管体6弯折呈U型。进液管体6上设有保护管7，保护管7呈链板形状，随着小车的移动可折叠和打开。
壳体3-1上设有第二孔3-1-1，喷洒管4连接在第二孔3-1-1上；第一箱体2底部设有车轮1，驱动单元5集成在第二箱体8中，第一箱体2和第二箱体8通过连接板9连接，驱动单元带动车轮1转动，使整个装置移动。
另一个技术方案与实施例2的区别在于：壳体3-1上设有第三孔3-1-3，第三孔中设有弹性橡胶圈3-1-4，弹性橡胶圈3-1-4上设有多个凹槽3-1-5，多个凹槽3-1-5有沿弹性橡胶圈周向分布；转轴3-2-1上设有凸起3-2-3，凸起3-2-3配合安装在凹槽3-1-5中。
另一个技术方案与实施例2的区别在于：还包括轨道10，轨道10铺设于车轮1下方。
另一个技术方案与实施例2的区别在于：还包括智能控制单元，如图7所示，智能控制单元包括传感器、收发天线11、摄像机12和处理器，将土壤湿度传感器安装在作物根部土壤中；收发天线11采集传感器的信号发送给处理器，处理器控制装置完成洒水喷药的工作，摄像机12采集视频信号；
摄像机12和收发天线11均设于第二箱体8上方，摄像机12通过伸缩杆13连接在第二箱体8上。
本发明的工作过程：
首先将水源和药源放置在大棚的某一处，将小车的第一箱体2的两个腔体通过进液管体6分别与水源和药源接通，并通过阀门控制水源和药源的打开和闭合。小车的智能控制系统定期将摄像机12拍摄的照片和传感器检测到的土壤温湿度发送给用户，用户可以根据经验判断是否需要打药或喷水，若需打药，启动药源端的阀门，在液体压力作用下药液从进液管体6中进入第一箱体2的其中一个空腔中，分流器3中的分流板3-2转动，使得分流器3的一侧腔体打开，另一侧腔体封闭，药液经过分流器3腔体通过喷洒管4喷洒而出，并通过第二箱体8中的驱动单元5带动小车移动，完成喷药过程；当需喷水时，启动水源端的阀门，在液体压力水通过另一个进液管体6中进入第一箱体2的另一个空腔中，分流器3的另一侧腔体打开，水通过喷洒管4喷洒而出，通过对小车的行走进行控制完成洒水过程。
药液稀释过程：在要喷药过程中，需要稀释药液时，首先，将进水端完全打开，进水端保持一定的水压，进药端被关闭，然后调节进药端的进药压力，使作用在分流板3-2上的合力在克服弹性橡胶圈3-1-4上的力后，带动转轴3-2-1转动，使得进药端的板体3-2-2打开一定的角度，随着转轴转动角度的改变分流板3-2上的合力发生改变，当合力不足以克服弹性橡胶圈3-1-4上的力时，分流板3-2便不再转动，并维持在第一相对稳定的角度，药液和水依靠流体的涡流运动混拌均匀后从喷洒管4喷出。
小车在自动洒水和喷药过程中：各传感器将收集到的信号传给控制单元，通过计算机分析、处理数据，并将处理结果和数据存储器内的土壤标准湿度进行比对，若比对结果满足条件则通过程序处理器下发控制指令给工作装置，使喷药车自动进行洒水浇灌。

Claims (10)

1.一种用于大棚浇灌和喷药的分流器，其特征在于：包括壳体(3-1)和分流板(3-2)，所述的分流板(3-2)设于壳体(3-1)中，所述的分流板(3-2)将壳体(3-1)分为至少两个腔体；
所述的分流板(3-2)相对于壳体(3-1)转动。
2.如权利要求1所述的用于大棚浇灌和喷药的分流器，其特征在于：所述的分流板(3-2)包括转轴(3-2-1)和板体(3-2-2)，所述的板体(3-2-2)有两个，所述的两个板体固接在转轴(3-2-1)上。
3.如权利要求1所述的用于大棚浇灌和喷药的智能小车，其特征在于：所述的壳体(3-1)为钟形。
4.一种用于大棚浇灌和喷药的智能小车，其特征在于：包括喷洒单元和驱动单元(5)；所述的喷洒单元包括第一箱体(2)、权利要求1所述的分流器(3)和喷洒管(4)；
所述的第一箱体(2)中设有隔板(2-2)，所述的隔板(2-2)将第一箱体(2)内部分为两个腔体；
所述的分流器(3)包括壳体(3-1)和分流板(3-2)，所述的分流板(3-2)设于壳体(3-1)中，所述的分流板(3-2)将壳体(3-1)分为至少两个腔体，所述的第一箱体(2)内部的腔体分别与壳体(3-1)内部的腔体连通；
所述的分流板(3-2)相对于壳体(3-1)转动；
所述的壳体(3-1)上设有第二孔(3-1-1)，所述的喷洒管(4)连接在第二孔(3-1-1)上；
所述的驱动单元(5)带动整个装置移动。
5.如权利要求4所述的用于大棚浇灌和喷药的智能小车，其特征在于：所述的分流板(3-2)包括转轴(3-2-1)和板体(3-2-2)，所述的板体(3-2-2)有两个，所述的两个板体固接在转轴(3-2-1)上；
所述的壳体(3-1)壁上设有第三孔(3-1-3)，所述的第三孔(3-1-3)中设有弹性橡胶圈(3-1-4)，所述的弹性橡胶圈(3-1-4)上设有多个凹槽(3-1-5)，多个凹槽(3-1-5)沿弹性橡胶圈(3-1-4)周向分布；
所述的转轴(3-2-1)上设有凸起(3-2-3)，所述的凸起(3-2-3)配合安装在凹槽(3-1-5)中；
所述的板体(3-2-2)将壳体(3-1)分为三个腔体。
6.如权利要求4所述的用于大棚浇灌和喷药的智能小车，其特征在于：所述的第一箱体(2)上开设有第一孔(2-1)，所述的壳体(3-1)的开口与第一孔(2-1)接通；所述的隔板(2-2)位于第一孔(2-1)的部分向外凸出，该凸出部分与分流板(3-2)配合安装；所述的凸出部分为橡胶材质。
7.如权利要求4所述的用于大棚浇灌和喷药的智能小车，其特征在于：所述的第一箱体(2)的两个空腔通过进液管体(6)与水源或药源接通，所述的进液管体(6)一端连接在第一箱体(2)上，进液管体(6)的另一端弯折后从第一箱体(2)底部穿过，与水源或药源接通，随着小车的移动，所述的进液管体(6)弯折呈U型。
8.如权利要求7所述的用于大棚浇灌和喷药的智能小车，其特征在于：所述的进液管体(6)上设有保护管(7)，所述的保护管(7)呈链板形状，随着小车的移动可折叠和打开。
9.如权利要求4所述的用于大棚浇灌和喷药的智能小车，其特征在于：还包括轨道(10)，所述的轨道(10)铺设于车轮(1)下方。
10.如权利要求4所述的用于大棚浇灌和喷药的智能小车，其特征在于：还包括智能控制单元，所述的智能控制单元包括传感器、收发天线(11)、摄像机(12)和处理器，所述的收发天线(11)采集传感器的信号发送给处理器，处理器控制装置完成洒水喷药的工作，所述的摄像机(12)采集视频信号。
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