CN109673332A - 温室大棚精准调控喷灌系统 - Google Patents

温室大棚精准调控喷灌系统 Download PDF

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汪志强
刘芳
谢秋菊
于海明
邢柏松
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14Greenhouses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Abstract

温室大棚精准调控喷灌系统属于喷灌设备;所述系统包括带有无线通信模块的控制器、由导轨、主架、纵向运动驱动轴、支撑轴、驱动轮、行走支撑轮、纵向运动驱动电机、传动系统组成的纵向运动机构、由横梁、吊挂架、横移驱动螺杆、限位支撑杆、横向运动驱动电机、横移座板组成的横向运动机构和由弹性可伸缩喷灌主管、喷灌支管、喷头管、流量计、变量电磁阀、喷头组成的喷灌机构;本系统根据配置在温室大棚各点位土壤中的土壤湿度传感器传输给自动控制器的电信息,自行调控移动喷头位置,完成精准喷灌作业,结构合理,自动化程度高,灌溉精准,补水效果好,节约水资源,有利于农作物生长发育。

Description

温室大棚精准调控喷灌系统
技术领域
本发明创造属于农业喷灌设备,主要涉及一种温室大棚内使用的精准调控喷灌系统。
背景技术
温室大棚是一种根据农作物的生长需要,通过人为因素控制调节大棚内小气候,为农作物的生长提供适宜的环境条件,在一定程度上摆脱农作物对自然因素依赖的新型农业生产方式,具有高产、高效、优质的特点。但由于温室大棚是个相对封闭的空间,温室大棚内部的温度较高,保温效果好,植物的蒸腾作用明显,耗水量大,温室大棚内灌溉频繁。目前大部分温室大棚主要采用传统且粗放的漫灌、或滴灌、或喷灌等方式进行灌溉作业,水资源利用效率低,并且很难保证针对作物生长需要精准变量的调节土壤湿度。其中的滴灌方式容易出现保湿时间短、液体易积聚在植物根部,造成植物烂根的问题;多数温室大棚中采用的喷灌都是根据温室大棚的面积在其顶部上设置一个或者多个喷头,这种方式虽然能够保证在需要喷灌时大部分作物都处于喷头的喷淋覆盖范围内,但是仍然存在喷淋死角的现象,且由于喷头位置固定,导致喷头下方的作物比其他区域的作物得到的灌溉水量大,不利于作物生长,因此喷灌结构也存在改进之处。
发明内容
本发明创造的目的旨在提供一种低成本、结构简单、使用方便、喷灌效果好、覆盖面广的温室大棚精准调控喷灌系统,该喷灌系统的喷头可实现在平面上纵向与横向的任意移动,根据农作物生长需要,精准变量的进行喷灌作业,保证温室大棚内土壤墒情均衡,整个过程无需人为操控,既省人工,还能保证精准灌溉。
本发明创造的目的是这样实现的:温室大棚精准调控喷灌系统包括在温室大棚内沿纵向相互平行设置的两条导轨,在主架上可转动的安装纵向运动驱动轴,带有无线通信模块的自动控制器、纵向运动驱动电机及支撑轴分别配装在主架上,所述支撑轴与纵向运动驱动轴相互平行,在纵向运动驱动轴和支撑轴的两端部上分别安装驱动轮和行走支撑轮,所述纵向运动驱动电机通过传动系统与纵向运动驱动轴连接,通过驱动轮和行走支撑轮与两条导轨的接触配合,将主架配置在两条导轨上;在所述主架下侧部上与导轨呈垂直的固装横梁,多个吊挂架从左至右依次固装在横梁下侧部上,横移驱动螺杆和限位支撑杆相互平行的依次插入安装在多个吊挂架上,所述横移驱动螺杆与多个吊挂架呈轴向和径向定位、周向可转动的装配配合,所述限位支撑杆与多个吊挂架呈径向和周向定位、轴向可相对移动的装配配合,在所述吊挂架上安装横向运动驱动电机,所述横向运动驱动电机与横移驱动螺杆连接;多个横移座板从左至右依次套装在横移驱动螺杆和限位支撑杆上,所述横移驱动螺杆与多个横移座板呈可转动的螺纹配合,所述多个横移座板与限位支撑杆呈可横向移动配合;喷头管配装在横移座板下部上,在所述喷头管上从上至下依次安装流量计、变量电磁阀和喷头,喷液支管的进液端和出液端分别与弹性伸缩喷灌主管和多个喷头管连接,将弹性伸缩喷灌主管与多个喷头连通;导线将自动控制器分别与纵向运动驱动电机、横向运动驱动电机、流量计和变量电磁阀连通。
本发明创造根据配置在温室大棚内各点位土壤中的土壤湿度传感器传输给无线通信模块的各点位土壤含水率的信号,通过自动控制器自行调控移动喷头位置,完成精准调控喷灌作业,具有结构新颖、合理、简单、自动化程度高、灌溉精准、补水效果好、节约水资源、有利于农作物生长发育的特点。
附图说明
图1是温室大棚精准调控喷灌系统总体结构示意图;
图2是图1的左视图;
图3是喷头装配结构示意图。
图中件号说明:
1、导轨、2、纵向运动驱动电机、3、自动控制器、4、无线通信模块、5、弹性伸缩喷灌主管、6、主架、7、驱动轮、8、喷灌支管、9、横梁、10、喷头、11、吊挂架、12、横向运动驱动电机、13、流量计、14、变量电磁阀、15、横移驱动螺杆、16、限位支撑杆、17、纵向运动驱动轴、18、横移座板、19、喷头管、20、支撑轴、21、行走支撑轮、22、传动系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。一种温室大棚精准调控喷灌系统包括在温室大棚内沿纵向相互平行设置的两条导轨1,在主架6上可转动的安装纵向运动驱动轴17,带有无线通信模块4的自动控制器3、纵向运动驱动电机2及支撑轴20分别配装在主架6上,所述支撑轴20与纵向运动驱动轴17相互平行,在纵向运动驱动轴17和支撑轴20的两端部上分别安装驱动轮7和行走支撑轮21,所述纵向运动驱动电机2通过传动系统22与纵向运动驱动轴17连接,通过驱动轮7和行走支撑轮21与两条导轨1的接触配合,将主架6配置在两条导轨1上;在所述主架6下侧部上与导轨1呈垂直的固装横梁9,多个吊挂架11从左至右依次固装在横梁9下侧部上,横移驱动螺杆15和限位支撑杆16相互平行的依次插入安装在多个吊挂架11上,所述横移驱动螺杆15与多个吊挂架11呈轴向和径向定位、周向可转动的装配配合,所述限位支撑杆16与多个吊挂架11呈径向和周向定位、轴向可相对移动的装配配合,在所述吊挂架11上安装横向运动驱动电机12,所述横向运动驱动电机12与横移驱动螺杆15连接;多个横移座板18从左至右依次套装在横移驱动螺杆15和限位支撑杆16上,所述横移驱动螺杆15与多个横移座板18呈可转动的螺纹配合,所述多个横移座板18与限位支撑杆16呈可横向移动配合;喷头管19配装在横移座板18下部上,在所述喷头管19上从上至下依次安装流量计13、变量电磁阀14和喷头10,喷液支管8的进液端和出液端分别与弹性伸缩喷灌主管5和多个喷头管19连接,将弹性伸缩喷灌主管5与多个喷头10连通;导线将自动控制器3分别与纵向运动驱动电机2、横向运动驱动电机12、流量计13和变量电磁阀14连通。
作业使用时,配置在温室大棚中各监测点位土壤中的土壤湿度传感器将其监测采集的土壤含水率电信息经无线通信模块4发送给自动控制器3,自动控制器3将接收到的各点位土壤含水率信息与农作物生长所需已设定的土壤含水率进行比较处理,当温室大棚内某点处土壤含水率低于自动控制器3内已设定的分析值时,自动启动纵向运动驱动电机2和横向运动驱动电机12,使喷头10实现随主架6在导轨1上的纵向移动和在横梁9上的横向移动,喷头10准确到达缺水点位的土壤上方部位处,利用变量电磁阀14和流量计13实时控制与监测喷灌用水量,当达到自动控制器3内已设定的土壤含水率时,自动停止喷灌作业。

Claims (1)

1.一种温室大棚精准调控喷灌系统,包括在温室大棚内沿纵向相互平行设置的两条导轨(1),其特征在于:在主架(6)上可转动的安装纵向运动驱动轴(17),带有无线通信模块(4)的自动控制器(3)、纵向运动驱动电机(2)及支撑轴(20)分别配装在主架(6)上,所述支撑轴(20)与纵向运动驱动轴(17)相互平行,在纵向运动驱动轴(17)和支撑轴(20)的两端部上分别安装驱动轮(7)和行走支撑轮(21),所述纵向运动驱动电机(2)通过传动系统(22)与纵向运动驱动轴(17)连接,通过驱动轮(7)和行走支撑轮(21)与两条导轨(1)的接触配合,将主架(6)配置在两条导轨(1)上;在所述主架(6)下侧部上与导轨(1)呈垂直的固装横梁(9),多个吊挂架(11)从左至右依次固装在横梁(9)下侧部上,横移驱动螺杆(15)和限位支撑杆(16)相互平行的依次插入安装在多个吊挂架(11)上,所述横移驱动螺杆(15)与多个吊挂架(11)呈轴向和径向定位、周向可转动的装配配合,所述限位支撑杆(16)与多个吊挂架(11)呈径向和周向定位、轴向可相对移动的装配配合,在所述吊挂架(11)上安装横向运动驱动电机(12),所述横向运动驱动电机(12)与横移驱动螺杆(15)连接;多个横移座板(18)从左至右依次套装在横移驱动螺杆(15)和限位支撑杆(16)上,所述横移驱动螺杆(15)与多个横移座板(18)呈可转动的螺纹配合,所述多个横移座板(18)与限位支撑杆(16)呈可横向移动配合;喷头管(19)配装在横移座板(18)下部上,在所述喷头管(19)上从上至下依次安装流量计(13)、变量电磁阀(14)和喷头(10),喷液支管(8)的进液端和出液端分别与弹性伸缩喷灌主管(5)和多个喷头管(19)连接,将弹性伸缩喷灌主管(5)与多个喷头(10)连通;导线将自动控制器(3)分别与纵向运动驱动电机(2)、横向运动驱动电机(12)、流量计(13)和变量电磁阀(14)连通。
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