CN109122215A - 一种果园水肥药自动一体化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种果园水肥药自动一体化系统，属于果树灌溉设备技术领域。所述果园水肥药自动一体化系统包括包括灌溉系统、施肥系统、喷药系统、混合系统和控制系统，所述施肥系统和喷药系统均与所述灌溉系统连接，所述灌溉系统、施肥系统和喷药系统均与所述混合系统的一侧连接，其特征在于，还包括喷淋系统，所述喷淋系统与所述混合系统的另一侧连接，所述灌溉系统、施肥系统、喷药系统、混合系统和喷淋系统均与所述控制系统连接。本发明实现了水肥药的一体喷淋并提高了喷淋的均匀性和喷淋效率，及提高了操作的时效性。

Description

一种果园水肥药自动一体化系统
技术领域
本发明涉及果树灌溉设备技术领域，具体涉及一种果园水肥药自动一体化系统。
背景技术
水肥药一体化技术是将灌溉与施肥、灌溉与喷药融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料或农药，按土壤养分含量和作物种类的规律和特点，配兑成的肥液或药液与灌溉水一起，通过管道系统供肥水或供药水，均匀准确地输送至作物根部区域。通过可控管道系统供肥水或供药水，使水肥或水药相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的特点，土壤环境和养分含量状况；作物不同生长期需水、需肥、需药规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。但传统的果树灌溉方式一般为水、肥、药分开喷灌的普通喷灌，该种普通喷灌方式存在利用率不高、喷灌效率低等缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种果园水肥药自动一体化系统，以实现水肥药的一体喷淋并提高喷淋的均匀性和喷淋效率，及提高操作的时效性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种果园水肥药自动一体化系统，包括灌溉系统、施肥系统、喷药系统、混合系统和控制系统，所述施肥系统和喷药系统均与所述灌溉系统连接，所述灌溉系统、施肥系统和喷药系统均与所述混合系统的一侧连接。所述果园水肥药自动一体化系统还包括喷淋系统，所述喷淋系统与所述混合系统的另一侧连接，所述灌溉系统、施肥系统、喷药系统、混合系统和喷淋系统均与所述控制系统连接。
所述喷淋系统包括包围在每棵果树外的环形导轨、可滑行于所述环形导轨上的装载小车、设于所述装载小车顶部的升降台及设于所述升降台上的第一喷头，所述装载小车的装载箱侧面连通有一弹性管，所述弹性管的远离所述装载小车的一端与所述混合系统通过混合管连接，所述弹性管与所述混合管的连接处设有一电磁阀，所述装载小车内设有第一液位传感器；所述装载小车、升降台、电磁阀和第一液位传感器均与所述控制系统连接。
进一步地，所述灌溉系统包括蓄水池、抽水泵和主管，所述抽水泵设于所述蓄水池的底部，所述主管的一端与所述抽水泵连接，所述主管上设有第一流速传感器、第一流量控制阀和第一止回阀，所述第一流速传感器、第一流量控制阀和第一止回阀均与所述控制系统连接。
进一步地，所述施肥系统包括肥液罐、设于所述肥液罐上并伸至所述肥液罐内的第一搅拌器、设于所述肥液罐内的第二液位传感器和两端分别连接所述肥液罐和所述混合系统的肥液管；且所述肥液罐与所述主管通过一第一支管连接；所述肥液管上设有第二流速传感器、第二流量控制阀和第二止回阀，所述第一搅拌器、第二液位传感器、第二流速传感器、第二流量控制阀和第二止回阀均与所述控制系统连接。
进一步地，所述喷药系统包括药液罐、设于所述药液罐上并延伸至所述药液罐内的第二搅拌器、设于所述药液罐内的第三液位传感器和两端分别连接所述药液罐和所述混合系统的药液管；且所述药液罐与所述主管通过一第二支管连接；所述药液管上设有第三流速传感器、第三流量控制阀和第三止回阀，所述第二搅拌器、第三液位传感器、第三流速传感器、第三流量控制阀和第三止回阀均与所述控制系统连接。
进一步地，所述混合系统包括混合罐、设于所述混合罐上并延伸至混合罐内的第三搅拌器、设于所述混合罐内的第四液位传感器、设于所述混合罐外表面的加热器和温度传感器及与所述混合罐连通的混合管，所述混合管上设有第四流速传感器、第四流量控制阀和第四止回阀，所述第三搅拌器、第四液位传感器、加热器、温度传感器、第四流速传感器、第四流量控制阀和第四止回阀均与所述控制系统连接。
进一步地，所述喷淋系统还包括第二喷头，所述第二喷头设于果树的上方且通过第三支管与所述混合管连接。
进一步地，所述第一搅拌器包括旋转电机、与所述旋转电机连接的转轴及固设于所述转轴的远离所述旋转电机一端的搅拌叶，所述旋转电机固设于所述肥液罐的顶部且与所述控制系统连接。
进一步地，所述第一喷头的远离所述装载小车的一端的出液口处设有过滤网。
进一步地，所述肥液罐、药液管和混合管外均涂覆有保护层。
进一步地，所述保护层的材料包括A组分和B组分,所述A组分包括为环氧树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂,所述B组分包括香椿、黄樟和花椒。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：
(1)本发明不仅设置了与控制系统连接的灌溉系统、施肥系统、喷药系统和混合系统，还配设了特定的喷淋系统，通过在喷淋系统中设置环形导轨，使装载小车及其上的第一喷头可以高效地环绕果树进行喷淋(水平方向喷淋)，提高了整棵果树的喷淋均匀性及喷淋效率，此外，还通过设置装载小车上的升降台，还可使第一喷头在竖直方向上移动，即竖直方向与水平方向的结合喷淋，更进一步提高了果树喷淋的均匀性及喷淋效率。且灌溉系统、施肥系统、喷药系统、混合系统和喷淋系统中的液位、流速、流量等均通过控制系统进行监控，以及时对水肥药液、流速、流量等进行补充、调节，更提高了操作的时效性。
(2)本发明的混合系统中，在设置搅拌器的同时，还设置了与控制系统连接的加热器和温度传感器，当控制系统通过温度传感器接收到的温度高于预设值时，则控制加热器的开关断开，当控制系统通过温度传感器接收到的温度低于预设值时，则控制加热器的开关闭合，以通过适宜的温度促进肥料或药物的溶解，进一步提高了水肥药液的混合均匀性和溶解效率。
(3)本发明还在肥液管、药液管和混合管外均涂覆有保护层，该保护层不仅可以具有防腐蚀效果，还兼具防虫害侵蚀效果，有效提高了肥液管、药液管和混合管的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例一种果园水肥药自动一体化系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一种果园水肥药自动一体化系统中喷淋系统的结构示意图。
图中，1-灌溉系统，11-蓄水池，12-抽水泵，13-主管，14-第一流速传感器，15-第一流量控制阀，16-第一止回阀；
2-施肥系统，21-肥液罐，22-第一搅拌器，221-旋转电机，222-转轴，223-搅拌叶，23-第二液位传感器，24-肥液管，25-第一支管，26-第二流速传感器，27-第二流量控制阀；
3-喷药系统，31-药液罐，32-第二搅拌器，33-第三液位传感器，34-药液管，35-第二支管，36-第三流速传感器，37-第三流量控制阀；
4-混合系统，41-混合罐，42-第三搅拌器，43-第四液位传感器，44-加热器，45-温度传感器，46-混合管，47-第四流速传感器，48-第四流量控制阀；
5-喷淋系统，51-环形导轨，52-装载小车，53-升降台，54-第一喷头，55-弹性管，56-电磁阀，57-第一液位传感器，58-第二喷头,59-第三支管。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例
请结合图1和图2，一种果园水肥药自动一体化系统，包括灌溉系统1、施肥系统2、喷药系统3、混合系统4和控制系统(图未示)，所述施肥系统2和喷药系统3均与所述灌溉系统1连接，所述灌溉系统1、施肥系统2和喷药系统3均与所述混合系统4的一侧连接。该果园水肥药自动一体化系统还包括喷淋系统5，所述喷淋系统5与所述混合系统4的另一侧连接，所述灌溉系统1、施肥系统2、喷药系统3、混合系统4和喷淋系统5均与所述控制系统连接。
喷淋系统5包括包围在每棵果树外的环形导轨51、可滑行于所述环形导轨51上的装载小车52、设于所述装载小车52顶部的升降台53及设于所述升降台53上的第一喷头54，所述装载小车52的装载箱侧面连通有一弹性管55，所述弹性管55的远离所述装载小车52的一端与所述混合系统4通过混合管46连接，所述弹性管55与所述混合管46的连接处设有一电磁阀56，所述装载小车52内设有第一液位传感器57。通过弹性管55、电磁阀56和第一液位传感器57的结合设计，以使混合系统4中的混合液可随时通过弹性管55根据第一液位传感器57检测到的液位结合电磁阀56的打开流至装载小车52的装载箱内，而无需在第一液位传感器57检测到装载小车52的装载箱内无混合液后再返回添加，提高了喷淋的时效性。
与现有技术相同，所述装载小车52的底部设有与所述环形导轨相配合的滑轮,所述滑轮的中部固设有电机。此外，升降台53的结构也与现有技术中的升降台相同，在此不再复述。所述装载小车52的驱动机构(电机)、升降台53的驱动机构、电磁阀56和第一液位传感器57均与所述控制系统连接。所述第一喷头54的远离所述装载小车52的一端的出液口处设有过滤网(图未示)。本实施例中，所述过滤网为防酸碱过滤网，以提高过滤网的使用寿命。此外，本实施例中，所述喷淋系统5还包括第二喷头58，所述第二喷头58设于果树的上方且通过第三支管59与所述混合管46连接，通过在果树顶上再设第二喷头58，以在第一喷头54无法喷淋到顶部时(如果树较高)，可启动该第二喷头58，进一步提高了喷淋的均匀性。
本实施例中，所述灌溉系统1包括蓄水池11、抽水泵12和主管13，所述抽水泵12设于所述蓄水池11的底部，所述主管13的一端与所述抽水泵12连接，所述主管13上设有第一流速传感器14、第一流量控制阀15和第一止回阀16，所述第一流速传感器14、第一流量控制阀15和第一止回阀16均与所述控制系统连接。
本实施例中，所述施肥系统2包括肥液罐21、设于所述肥液罐21上并伸至所述肥液罐21内的第一搅拌器22、设于所述肥液罐21内的第二液位传感器23和两端分别连接所述肥液罐21和所述混合系统4的肥液管24。肥液罐21与所述主管13通过一第一支管25连接。与现有技术相同，为了便于倒入肥料，所述肥液罐21的顶部设有带端盖(图未示)的第二开口(图未示)。所述肥液管24上设有第二流速传感器26、第二流量控制阀27和第二止回阀(图未示)，所述第一搅拌器22、第二液位传感器23、第二流速传感器26、第二流量控制阀27和第二止回阀均与所述控制系统连接。
本实施例中，所述喷药系统3与施肥系统的结构基本相同，包括药液罐31、设于所述药液罐31上并延伸至所述药液罐31内的第二搅拌器32、设于所述药液罐31内的第三液位传感器33和两端分别连接所述药液罐31和所述混合系统4的药液管34。与现有技术相同，为了便于倒入农药，所述药液罐31的顶部设有带端盖(图未示)的第三开口(图未示)。所述药液罐31与所述主管13通过一第二支管35连接。所述药液管34上设有第三流速传感器36、第三流量控制阀37和第三止回阀(图未示)，所述第二搅拌器32、第三液位传感器33、第三流速传感器36、第三流量控制阀37和第三止回阀均与所述控制系统连接。
本实施例中，所述混合系统4包括混合罐41、设于所述混合罐41上并延伸至混合罐41内的第三搅拌器42、设于所述混合罐41内的第四液位传感器43、设于所述混合罐41外表面的加热器44和温度传感器45及与所述混合罐41连通的混合管46，所述混合管上设有第四流速传感器47、第四流量控制阀48和第四止回阀(图未示)，所述第三搅拌器42、第四液位传感器43、加热器44、温度传感器45、第四流速传感器47、第四流量控制阀48和第四止回阀均与所述控制系统连接。
当然，为了便于肥液、药液和混合液的输出，肥液罐21、药液罐31和混合罐41内还均相应地设有水泵。
本实施例中，所述控制系统与现有技术相同，包括控制箱、设于所述控制箱上的显示屏和设于所述控制箱内的DSP控制器，所述显示屏与所述DSP控制器通过CAN总线连接电连接。
本实施例中，所述第一搅拌器22包括旋转电机221、与所述旋转电机221连接的转轴222及固设于所述转轴222的远离所述旋转电机221一端的搅拌叶223，所述旋转电机221固设于所述肥液罐21的顶部且与所述控制系统连接，转轴222的一端与旋转电机221连接，另一端伸入肥液罐21内。同理，第二搅拌器32和第三搅拌器42的结构与该第一搅拌器22的结构相同，在此不再复述。
进一步地，所述肥液管24、药液管34和混合管46外均涂覆有保护层(图未示)，所述保护层的材料包括A组分和B组分,所述A组分包括为环氧树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂,所述B组分包括香椿、黄樟和花椒。该由特定材料形成的保护层，不仅可以具有防腐蚀效果，还兼具防虫害侵蚀效果，有效提高了肥液管24、药液管34和混合管46的使用寿命。
本发明不仅设置了与控制系统连接的灌溉系统1、施肥系统2、喷药系统3和混合系统4，还配设了特定的喷淋系统5，通过在喷淋系统5中设置环形导轨51，使装载小车52及其上的第一喷头54可以高效地环绕果树进行喷淋(水平方向喷淋)，提高了整棵果树的喷淋均匀性及喷淋效率，此外，还通过设置装载小车52上的升降台53，还可使第一喷头54在竖直方向上移动，即竖直方向与水平方向的结合喷淋，更进一步提高了果树喷淋的均匀性及喷淋效率。且灌溉系统1、施肥系统2、喷药系统3、混合系统4和喷淋系统5中的液位、流速、流量等均通过控制系统进行监控，以及时对水肥药液、流速、流量等进行补充、调节，更提高了操作的实效性。
此外，本发明的混合系统4中，在设置第三搅拌器42的同时，还设置了与控制系统连接的加热器44和温度传感器45，当控制系统通过温度传感器45接收到的温度高于预设值时，则控制加热器44的开关断开，当控制系统通过温度传感器45接收到的温度低于预设值时，则控制加热器44的开关闭合，以通过适宜的温度促进肥料或药物的溶解，进一步提高了水肥药液的混合均匀性和溶解效率。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种果园水肥药自动一体化系统，包括灌溉系统、施肥系统、喷药系统、混合系统和控制系统，所述施肥系统和喷药系统均与所述灌溉系统连接，所述灌溉系统、施肥系统和喷药系统均与所述混合系统的一侧连接，其特征在于，还包括喷淋系统，所述喷淋系统与所述混合系统的另一侧连接，所述灌溉系统、施肥系统、喷药系统、混合系统和喷淋系统均与所述控制系统连接；
所述喷淋系统包括包围在每棵果树外的环形导轨、可滑行于所述环形导轨上的装载小车、设于所述装载小车顶部的升降台及设于所述升降台上的第一喷头，所述装载小车的装载箱侧面连通有一弹性管，所述弹性管的远离所述装载小车的一端与所述混合系统通过混合管连接，所述弹性管与所述混合管的连接处设有一电磁阀，所述装载小车内设有第一液位传感器；所述装载小车、升降台、电磁阀和第一液位传感器均与所述控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述灌溉系统包括蓄水池、抽水泵和主管，所述抽水泵设于所述蓄水池的底部，所述主管的一端与所述抽水泵连接，所述主管上设有第一流速传感器、第一流量控制阀和第一止回阀，所述第一流速传感器、第一流量控制阀和第一止回阀均与所述控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述施肥系统包括肥液罐、设于所述肥液罐上并伸至所述肥液罐内的第一搅拌器、设于所述肥液罐内的第二液位传感器和两端分别连接所述肥液罐和所述混合系统的肥液管；且所述肥液罐与所述主管通过一第一支管连接；所述肥液管上设有第二流速传感器、第二流量控制阀和第二止回阀，所述第一搅拌器、第二液位传感器、第二流速传感器、第二流量控制阀和第二止回阀均与所述控制系统连接。
4.根据权利要求3所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述喷药系统包括药液罐、设于所述药液罐上并延伸至所述药液罐内的第二搅拌器、设于所述药液罐内的第三液位传感器和两端分别连接所述药液罐和所述混合系统的药液管；且所述药液罐与所述主管通过一第二支管连接；所述药液管上设有第三流速传感器、第三流量控制阀和第三止回阀，所述第二搅拌器、第三液位传感器、第三流速传感器、第三流量控制阀和第三止回阀均与所述控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述混合系统包括混合罐、设于所述混合罐上并延伸至混合罐内的第三搅拌器、设于所述混合罐内的第四液位传感器、设于所述混合罐外表面的加热器和温度传感器及与所述混合罐连通的混合管，所述混合管上设有第四流速传感器、第四流量控制阀和第四止回阀，所述第三搅拌器、第四液位传感器、加热器、温度传感器、第四流速传感器、第四流量控制阀和第四止回阀均与所述控制系统连接。
6.根据权利要求1所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述喷淋系统还包括第二喷头，所述第二喷头设于果树的上方且通过第三支管与所述混合管连接。
7.根据权利要求3所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述第一搅拌器包括旋转电机、与所述旋转电机连接的转轴及固设于所述转轴的远离所述旋转电机一端的搅拌叶，所述旋转电机固设于所述肥液罐的顶部且与所述控制系统连接。
8.根据权利要求1所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述第一喷头的远离所述装载小车的一端的出液口处设有过滤网。
9.根据权利要求4所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述肥液罐、药液管和混合管外均涂覆有保护层。
10.根据权利要求9所述的果园水肥药自动一体化系统，其特征在于，所述保护层的材料包括A组分和B组分,所述A组分包括为环氧树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂,所述B组分包括香椿、黄樟和花椒。
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