CN108541567A - 一种自动化的农业灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化的农业灌溉系统，包括蓄水池和多个引水装置；所述的蓄水池内存蓄有水；各所述的引水装置均包括箱体，引水装置用于将蓄水池中的水引入箱体后再压入输水管，输水管则延伸至大棚内的农作物中，用于输送水源对农作物进行浇灌。本发明可以实现自动化浇灌，无需工作人员来回走动进行浇水。

Description

一种自动化的农业灌溉系统

技术领域

本发明涉及农业领域，尤其涉及一种灌溉系统。

背景技术

灌溉即为地补充作物所需水分的技术措施，为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求。因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。

目前，有很多大棚种植的农作物，包括花卉、果蔬等，需要定期对作物进行灌溉，灌溉时通常是用水管引入水源人工对作物进行浇灌，这样的人工浇灌会耗费大量人力物力。而且，尤其是当大棚内种植有多种不同类别的作物时，如多类作物分区种植在大棚内，或是一些作物直接种植在棚内的地表土壤中，另一些作物则采用盆栽的方式种植在棚内；由于不同作物的浇灌时节、需水量并不相同，所以人工浇灌时需要特意避开不需浇水的作物，这导致浇水工作显得非常麻烦，常常还会出现错浇、漏浇的情况。

因此，有必要设计一种自动化的浇灌系统，稍加管控即可针对不同作物分别浇水，不会出现错浇、漏浇的情况，也无需工作人员来回走动进行浇水。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动化的浇灌系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种自动化的农业灌溉系统，包括蓄水池和多个引水装置；

所述的蓄水池内存蓄有水；

各所述的引水装置均包括以下部件：

箱体，该箱体底部的一侧通过连接管与所述的蓄水池连通，底部的另一侧则连接于输水管的一端，输水管的另一端一直延伸至大棚内的农作物中，用于输送水源对农作物进行浇灌；

滑动板，该滑动板横向布置于所述的箱体内，滑动板的四周与箱体的内壁保持密封且滑动板可沿箱体内壁的滑槽上下自由滑动，滑动板的上部固定有一铁板；

第一弹簧，该第一弹簧的一端与所述的滑动板固定连接，另一端与所述箱体的内底面固定连接；

电磁铁，该电磁铁固定于所述箱体的内顶面上；

主气管，该主气管的一端连通于所述箱体的顶部，另一端衔接于箱体底部附近的输水管上并与输水管形成一密闭的三通形式连接头；

阀门，该阀门位于所述的三通形式连接头处，用于控制所述输水管的开闭；所述的阀门包括一活动门和一气囊；所述活动门的顶部可转动连接于三通形式连接头的内顶壁上，活动门的底部活动至左侧极限位时，阀门的开度打开至最大，活动门的底部活动至右侧极限位时，阀门完全关闭所述的输水管；所述的气囊位于所述活动门的左侧，气囊的进气端固定于所述主气管末尾处的内底壁上，气囊相对于进气端的一端则与所述的活动门固定连接；

压力组件，该压力组件包括次气管和传导元件；所述的次气管通过一节流阀与所述的主气管连通；所述的传导元件在常态下为断开状态，其导通由从主气管引入至次气管的气压来控制，即当气压达到预设值时，传导元件闭合导通；

泄压组件，该泄压组件用于所述的主气管泄压，泄压组件包括驱动电机和泄压门，泄压门配合安装于主气管的卸压孔处，泄压门的开闭由驱动电机控制；

以及还包括控制单元，其中，所述的传导元件电连接于该控制单元的输入端，所述的电磁铁和驱动电机电连接于该控制单元的输出端。

进一步的，所述的传导元件包括气缸筒、活动板、第二弹簧、第一触头、第二触头和感应器；所述气缸筒的顶部与所述的次气管连通，所述的活动板位于气缸筒内且与气缸筒的内壁保持密封，活动板可在气缸筒内上下自由活动，活动板的上方连接于伸缩杆的底部，伸缩杆与气缸筒同轴设置，伸缩杆的顶部固定于所述次气管的内顶壁上；所述第二弹簧的一端固定连接于所述气缸筒的内顶壁上，另一端固定连接于所述的活动板上；所述的第一触头固定于所述活动板的下方；所述的第二触头通过一固定套固定于所述第一触头正下方的气缸筒上；所述的感应器安装于所述第二触头的上方，感应器连接有传导线，传导线穿过所述的固定套延伸至气缸筒外部后连接于所述控制单元的输入端。

进一步的，所述第二弹簧的数量为两个，分别位于所述活动板的两侧。

进一步的，所述的引水装置还包括两个限位板，两个限位板间隔安装于所述箱体内的底部，限位板的最高点不低于所述连接管孔径的最高点。

进一步的，所述第一弹簧的数量为两个，分别位于所述滑动板的两侧。

进一步的，所述的气囊完全膨胀后大致呈球形，且卡于三通形式连接头的输水管的转角处。

当大棚内种植有多种不同类别的作物时，如多类作物分区种植在大棚内，或是一些作物直接种植在棚内的地表土壤中，另一些作物则采用盆栽的方式种植在棚内。由于不同作物的浇灌时节、需水量并不相同，所以浇灌时需要选择性的浇水，注意避开一些无需浇水的作物。

针对此类大棚内分区、分类种植的农作物而言，本发明的工作原理为：预先将多个输水管延伸至大棚内，各输水管分别对应不同类别的农作物，由农作物的一侧延伸至另一侧，用于分区对农作物进行浇水；输水管水源的管控则由所述的引水装置控制，每个输水管对应一个引水装置；各引水装置的控制单元都布设于控制台上，控制台可以位于大棚外方便管理人员触及的地方，如控制室或工作办公室内；当需要向某一类植物浇水时，通过相应的控制单元启动电磁铁后，引水装置便会不断地将水引入相应的输水管内，以为该类植物浇水；

引水装置运行的具体原理如下：

控制单元启动电磁铁后，铁板受到电磁铁的吸引，会带动滑动板向上运动，第一弹簧被拉伸；滑动板向上运动时，滑动板下方箱体内的负压会使得蓄水池中的水通过连接管进入到箱体内，滑动板上方箱体内的气体会进入到主气管中；气体进入主气管后，一方面，部分气体会由气囊的进气端进入到气囊中，使得气囊膨胀变大，推动活动门向右转动继而关闭输水管，另一方面，部分气体会由节流阀陆陆续续进入到次气管内，然后继续进入气缸筒内并推动活动板向下运动，活动板的向下运动，会带动第一触头向下运动，当第一触头触碰到第二触头上的感应器时，感应器会通过传导线将信号传递给控制单元，控制单元收到感应器传来的信号后，会同时给电磁铁和驱动电机传递信号，使电磁铁断电，同时使驱动电机工作以驱动泄压门打开；之后，一方面滑动板会在重力及第一弹簧的作用下向下移动，另一方面，由于泄压门打开后主气管内的气压得到释放，气囊便不会再继续膨胀，此时，活动门受到箱体内水的压力后会向左侧转动进而打开输水管，箱体内的水进入到输水管内，继而可以用于浇灌农作物。上述动作可以看作是一次吸水、压水的动作，滑动板先将水吸入箱体，然后再由箱体压出流入输水管。完成一次吸水、压水动作后，箱体内的水差不多被释放完后，控制单元元又会输出信号启动电磁铁，同时输出信号启动驱动电机关闭泄压门，之后，再重复上述的动作，实现下一次吸水、压水的动作。

需说明的，当泄压门打开后，在主气管内的气压得到释放的同时，由于次气管是通过节流阀与主次管连通的，所以次气管以及与之相连的气缸筒内的气压也会得到释放，从而，在第二弹簧的作用下，第一触头会向上运动，回到初始位置。

本发明的有益效果：本发明可以实现自动化浇灌，稍加管控即可针对不同的农作物分别浇水，不会出现错浇、漏浇的情况，也无需工作人员来回走动进行浇水。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，此图同时为电磁铁吸引滑动板向上移动时的示意图；

图2为图1中滑动板向下移动时，将箱体内水压出时的示意图；

图3为图1中三通形式连接头的放大图；

图4为图1中压力组件的放大图；

图5为本发明中控制单元与相应部件连接的示意图；

图6为输水管延伸至分区的农作物中的示意图；

图7为控制台的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1-图5所示，本发明提供的一种自动化的农业灌溉系统，其包括蓄水池1和多个引水装置2；

所述的蓄水池1内存蓄有水；蓄水池1的体积是足够大的，存蓄有足量的水；

各所述的引水装置2均包括以下部件：

箱体，该箱体201底部的一侧通过连接管3与所述的蓄水池1连通，底部的另一侧则连接于输水管4的一端，输水管4的另一端一直延伸至大棚内的农作物中，用于输送水源对农作物进行浇灌；其中，输水管4可以是位于农作物的上方，也可以是沿着土壤布置于农作物的底部；

滑动板，该滑动板202横向布置于所述的箱体201内，滑动板202的四周与箱体201的内壁保持密封且滑动板202可沿箱体201内壁的滑槽2011上下自由滑动，滑动板202的上部固定有一铁板203；

第一弹簧，该第一弹簧204的一端与所述的滑动板202固定连接，另一端与所述箱体201的内底面固定连接；

电磁铁，该电磁铁205固定于所述箱体201的内顶面上；

主气管，该主气管206的一端连通于所述箱体201的顶部，另一端衔接于箱体201底部附近的输水管4上并与输水管4形成一密闭的三通形式连接头A；

阀门，该阀门207位于所述的三通形式连接头A处，用于控制所述输水管4的开闭，如图3所示；所述的阀门207包括一活动门2071和一气囊2072；所述活动门2071的顶部可转动连接于三通形式连接头A的内顶壁上，活动门2071的底部活动至左侧极限位时，阀门207的开度打开至最大，活动门2071的底部活动至右侧极限位时，阀门207完全关闭所述的输水管4；所述的气囊2072位于所述活动门2071的左侧，气囊2072的进气端20721固定于所述主气管206末尾处的内底壁上，气囊2072相对于进气端20721的一端则与所述的活动门2071固定连接；由此，气囊2072与活动门2071连在一起，当气囊2072膨胀时会推动活动门2071向右移动至极限位，关闭所述的输水管4；

压力组件，该压力组件208包括次气管2081和传导元件；所述的次气管2081通过一节流阀2082与所述的主气管206连通；所述的传导元件在常态下为断开状态，其导通由从主气管206引入至次气管2081的气压来控制，即当气压达到预设值时，传导元件闭合导通；所述的节流阀2082可以用于限制由主气管206进入次气管2081的气体的流速和流量，使得气体进入次气管2081的流速和流量均恒定，气体能慢慢地、陆续进入到次气管2081内。

泄压组件，该泄压组件209用于所述的主气管206泄压，泄压组件209包括驱动电机2091和泄压门2092，泄压门2092配合安装于主气管206的卸压孔2061处，泄压门2092的开闭由驱动电机2091控制；

以及还包括控制单元210，其中，所述的传导元件电连接于该控制单元210的输入端，所述的电磁铁205和驱动电机2091电连接于该控制单元210的输出端，如图5所示。

更具体的，如图4所示，所述的传导元件包括气缸筒2083a、活动板2083b、第二弹簧2084、第一触头2085a、第二触头2086a和感应器2087；所述气缸筒2083a的顶部与所述的次气管2081连通，所述的活动板2083b位于气缸筒2083a内且与气缸筒2083a的内壁保持密封，活动板2083b可在气缸筒2083a内上下自由活动，活动板2083b的上方连接于伸缩杆2085b的底部，伸缩杆2085b与气缸筒2083a同轴设置，伸缩杆2085b的顶部固定于所述次气管2081的内顶壁上；所述第二弹簧2084的一端固定连接于所述气缸筒2083a的内顶壁上，另一端固定连接于所述的活动板2083b上；所述的第一触头2085a固定于所述活动板2083b的下方；所述的第二触头2086a通过一固定套2086b固定于所述第一触头2085a正下方的气缸筒2083a上；所述的感应器2087安装于所述第二触头2086a的上方，感应器2087连接有传导线2088，传导线2088穿过所述的固定套2088延伸至气缸筒2083a外部后连接于所述控制单元210的输入端。其中，伸缩杆2085b的作用是用于限制活动板2083b上下移动时的路径，保证其能垂直移动。

优选地，所述第二弹簧2084的数量为两个，分别位于所述活动板2083b的两侧。

优选地，所述的引水装2还包括两个限位板211，两个限位板211间隔安装于所述箱体201内的底部，限位板211的最高点不低于所述连接管3孔径的最高点。限位板211用于限制滑动板202下移时的最低位置，以防止滑动板202移动到连接管3以下的位置。

优选地，所述第一弹簧204的数量为两个，分别位于所述滑动板202的两侧。

优选地，所述的气囊2072完全膨胀后大致呈球形，且卡于三通形式连接头A的输水管4的转角处。充满气的球形气囊2072可以稳固地卡在输水管4的转角处，从而可以对活动门2071提供更强大的支撑作用，以避免活动门2071被右侧的水推开。

本发明尤其适用于以下情况：当大棚内种植有多种不同类别的作物时，如多类作物分区种植在大棚内，或是一些作物直接种植在棚内的地表土壤中，另一些作物则采用盆栽的方式种植在棚内。

对于上述情况而言，由于不同作物的浇灌时节、需水量并不相同，所以浇灌时需要选择性的浇水，注意避开一些无需浇水的作物。对此，本发明的工作原理为：预先将多个输水管4延伸至大棚内，各输水管4分别对应不同类别的农作物5，由农作物5的一侧延伸至另一侧，用于分区对农作物5进行浇水，如图6所列举的，大棚内分为A-E五个区分别种植有五种不同的农作物5，每个区均配置有一根输水管4用于浇水；输水管4水源的管控则由所述的引水装置2控制，每个输水管4对应一个引水装置2；各引水装置2的控制单元210都布设于控制台6上，控制台6上设置有与各控制单元210相对应的按钮7，按动按钮7时即可对相应的控制单元210输入启动信号，如图7所示；控制台6可以位于大棚外方便管理人员触及的地方，如控制室或工作办公室内。当需要向某一区域的农作物5浇水时，通过按动相应的按钮7即可向控制单元210输入启动信号，接收到启动信号后，控制单元210会启动相应引水装置2的电磁铁，然后，引水装置2便会不断地将水从蓄水池1内引入至相应的输水管4内，以为该区域的植农作物浇水。

引水装置2运行的具体原理如下：

控制单元210启动电磁铁205后，铁板203受到电磁铁205的吸引，会带动滑动板202向上运动，第一弹簧205被拉伸；滑动板202向上运动时，滑动板202下方箱体201内的负压会使得蓄水池1中的水通过连接管3进入到箱体201内，滑动板202上方箱体201内的气体会进入到主气管206中；气体进入主气管206后，一方面，部分气体会由气囊2072的进气端20721进入到气囊2072中，使得气囊2072膨胀变大，推动活动门2071向右转动继而关闭输水管4，使得箱体201内的水越来越多，另一方面，部分气体会由节流阀2082陆陆续续进入到次气管2081内，然后继续进入气缸筒2083a内并推动活动板2083b向下运动，活动板2083b的向下运动，会带动第一触头2085a向下运动，当箱体201内进入一定量的水后，此时，第一触头2085a的下移会触碰到第二触头2086a上的感应器2087，被触碰的感应器2087会通过传导线2088将信号传递给控制单元210，控制单元210收到感应器2087传来的信号后，会同时给电磁铁205和驱动电机2091传递信号，使电磁铁205断电，同时使驱动电机2091工作以驱动泄压门2092打开；之后，一方面，失去了电磁铁205的吸引后，滑动板202会在重力及第一弹簧204的作用下向下移动，另一方面，由于泄压门2092打开后，主气管206内的气压得到释放，气囊2072便不能继续保持膨胀状态，此时，活动门2071受到箱体201内水的压力后会向左侧转动进而打开输水管4，箱体201内的水在滑动板202下移的压力下会流入输水管4内，继而可以用于浇灌农作物5。上述动作可以看作是一次吸水、压水的动作，滑动板202先将水吸入箱体201内，然后再由箱体201内压出流入至输水管4。完成一次吸水、压水动作后，箱体201内的水差不多被释放完后，控制单元210又会输出信号二次启动电磁铁205(此时，控制单元210输出信号的动作是根据事先预设的时间间隔自动完成的，无需手动或程序控制)，同时，控制单元210还会输出信号启动驱动电机2091关闭泄压门2092，之后，再重复上述的动作，实现下一次吸水、压水的动作，以此往复，可以实现多次输水，达到向农作物灌溉的目的。

需说明的，当泄压门2092打开后，在主气管206内的气压得到释放的同时，由于次气管2081是通过节流阀2082与主次管206连通的，所以次气管2081以及与之相连的气缸筒2083a内的气压也会得到释放，从而，在第二弹簧2084的作用下，第一触头2085a会向上运动，回到初始位置。另外，在控制台6上还会设置有停止按键(图中未示出)，用于输入信号给控制单元210，使其停止所有动作并复原各部件。

Claims (6)

1.一种自动化的农业灌溉系统，其特征在于，包括蓄水池(1)和多个引水装置(2)；

所述的蓄水池(1)内存蓄有水；

各所述的引水装置(2)均包括以下部件：

箱体，该箱体(201)底部的一侧通过连接管(3)与所述的蓄水池(1)连通，底部的另一侧则连接于输水管(4)的一端，输水管(4)的另一端一直延伸至大棚内的农作物中，用于输送水源对农作物进行浇灌；

滑动板，该滑动板(202)横向布置于所述的箱体(201)内，滑动板(202)的四周与箱体(201)的内壁保持密封且滑动板(202)可沿箱体(201)内壁的滑槽(2011)上下自由滑动，滑动板(202)的上部固定有一铁板(203)；

第一弹簧，该第一弹簧(204)的一端与所述的滑动板(202)固定连接，另一端与所述箱体(201)的内底面固定连接；

电磁铁，该电磁铁(205)固定于所述箱体(201)的内顶面上；

主气管，该主气管(206)的一端连通于所述箱体(201)的顶部，另一端衔接于箱体(201)底部附近的输水管(4)上并与输水管(4)形成一密闭的三通形式连接头(A)；

阀门，该阀门(207)位于所述的三通形式连接头(A)处，用于控制所述输水管(4)的开闭；所述的阀门(207)包括一活动门(2071)和一气囊(2072)；所述活动门(2071)的顶部可转动连接于三通形式连接头(A)的内顶壁上，活动门(2071)的底部活动至左侧极限位时，阀门(207)的开度打开至最大，活动门(2071)的底部活动至右侧极限位时，阀门(207)完全关闭所述的输水管(4)；所述的气囊(2072)位于所述活动门(2071)的左侧，气囊(2072)的进气端(20721)固定于所述主气管(206)末尾处的内底壁上，气囊(2072)相对于进气端(20721)的一端则与所述的活动门(2071)固定连接；

压力组件，该压力组件(208)包括次气管(2081)和传导元件；所述的次气管(2081)通过一节流阀(2082)与所述的主气管(206)连通；所述的传导元件在常态下为断开状态，其导通由从主气管(206)引入至次气管(2081)的气压来控制，即当气压达到预设值时，传导元件闭合导通；

泄压组件，该泄压组件(209)用于所述的主气管(206)泄压，泄压组件(209)包括驱动电机(2091)和泄压门(2092)，泄压门(2092)配合安装于主气管(206)的卸压孔(2061)处，泄压门(2092)的开闭由驱动电机(2091)控制；

以及还包括控制单元(210)，其中，所述的传导元件电连接于该控制单元(210)的输入端，所述的电磁铁(205)和驱动电机(2091)电连接于该控制单元(210)的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种自动化的农业灌溉系统，其特征在于，所述的传导元件包括气缸筒(2083a)、活动板(2083b)、第二弹簧(2084)、第一触头(2085a)、第二触头(2086a)和感应器(2087)；所述气缸筒(2083a)的顶部与所述的次气管(2081)连通，所述的活动板(2083b)位于气缸筒(2083a)内且与气缸筒(2083a)的内壁保持密封，活动板(2083b)可在气缸筒(2083a)内上下自由活动，活动板(2083b)的上方连接于伸缩杆(2085b)的底部，伸缩杆(2085b)与气缸筒(2083a)同轴设置，伸缩杆(2085b)的顶部固定于所述次气管(2081)的内顶壁上；所述第二弹簧(2084)的一端固定连接于所述气缸筒(2083a)的内顶壁上，另一端固定连接于所述的活动板(2083b)上；所述的第一触头(2085a)固定于所述活动板(2083b)的下方；所述的第二触头(2086a)通过一固定套(2086b)固定于所述第一触头(2085a)正下方的气缸筒(2083a)上；所述的感应器(2087)安装于所述第二触头(2086a)的上方，感应器(2087)连接有传导线(2088)，传导线(2088)穿过所述的固定套(2088)延伸至气缸筒(2083a)外部后连接于所述控制单元(210)的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种自动化的农业灌溉系统，其特征在于，所述第二弹簧(2084)的数量为两个，分别位于所述活动板(2083b)的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种自动化的农业灌溉系统，其特征在于，所述的引水装置(2)还包括两个限位板(211)，两个限位板(211)间隔安装于所述箱体(201)内的底部，限位板(211)的最高点不低于所述连接管(3)孔径的最高点。

5.根据权利要求1所述的一种自动化的农业灌溉系统，其特征在于，所述第一弹簧(204)的数量为两个，分别位于所述滑动板(202)的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种自动化的农业灌溉系统，其特征在于，所述的气囊(2072)完全膨胀后大致呈球形，且卡于三通形式连接头(A)的输水管(4)的转角处。