CN109744133A - 一种用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，包括底座、水箱、控制器、两个履带和两个灌溉机构，所述灌溉机构包括气缸、平移板、升降组件、升降板、喷头、定量组件和检测组件，所述定量组件包括定量管、定量单元、定量板、第一水管和第二水管，所述检测组件包括土壤湿度计、压力传感器、弹簧、压板、插杆和两个限位单元，该用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置利用灌溉机构进行灌溉时，通过检测组件在松软的土壤处进行检测，保证土壤湿度计安全检测出土壤湿度后，PLC控制定量组件向喷头输送定量的水溶液，保证喷头精确的灌溉量，有利于农作物的健康成长，从而提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及智能设备领域，特别涉及一种用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置。
背景技术
在农业生产活动中，灌溉是一种为地补充作物所需水分的技术措施，为了保证农作物正常生长，获取高产稳产，必须供给农作物充足的水分，在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足农作物对水分的需求，因此，必须通过灌溉，以补天然降雨之不足。
传统的人为灌溉方式工作效率低下，为了提高灌溉效率，通常人们利用各类灌溉装置对农作物进行灌溉，但是，这些灌溉装置在进行浇灌时，往往不能精确控制浇灌量，灌溉不足时，农作物仍缺少足够的水分生长，灌溉较多时，又会引起农作物淹死，由于灌溉量与农作物生长需求量存在偏差，从而导致现有的农业生产的灌溉装置的实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，包括底座、水箱、控制器、两个履带和两个灌溉机构，所述水箱固定在底座的上方，所述控制器固定在水箱上，所述控制器内设有PLC，两个灌溉机构分别位于水箱的两侧，两个履带分别设置在底座的两端的下方，所述履带与PLC电连接；
所述灌溉机构包括气缸、平移板、升降组件、升降板、喷头、定量组件和检测组件，所述气缸的缸体固定在水箱上，所述气缸的气杆与平移板固定连接，所述升降板通过升降组件设置在平移板的下方，所述喷头和检测组件均设置在升降板的下方，所述定量组件包括定量管、定量单元、定量板、第一水管和第二水管，所述定量管固定在底座上，所述定量板的外周与定量管的内壁密封连接，所述定量单元与定量板传动连接，所述定量管的底部的一侧通过第一水管与水箱的底部连通，所述定量管的底部的另一侧通过第二水管与喷头连通，所述第一水管内设有第一阀门，所述第二水管内设有第二阀门，所述第一阀门、第二阀门和气缸均与PLC电连接。
作为优选，为了安全地检测土壤湿度，所述检测组件包括土壤湿度计、压力传感器、弹簧、压板、插杆和两个限位单元，所述土壤湿度计和压力传感器均固定在升降板的下方，所述压板通过弹簧设置在压力传感器的下方，所述插杆固定在压板的下方，两个限位单元分别位于弹簧的两侧，所述插杆的底端的高度低于土壤湿度计的底端的高度，所述土壤湿度计和压力传感器均与PLC电连接。
作为优选，为了实现压板和插杆的稳定移动，所述限位单元包括限位杆和限位块，所述限位块通过限位杆固定在压板的上方，所述升降板套设在限位杆上。
作为优选，为了驱动升降板进行升降，所述升降组件包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、滑块和滑轨，所述驱动单元与移动块传动连接，所述固定块固定在平移板的下方，所述伸缩架的底端的两侧分别与滑块和升降板铰接，所述伸缩架的顶端的两侧分别与移动块和固定块铰接，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在升降板的上方，所述滑块套设在滑轨上。
作为优选，为了驱动移动块移动，所述驱动单元包括第一电机和丝杆，所述第一电机固定在平移板的下方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在固定块内，所述移动块抵靠在平移板的下方，所述移动块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的第一螺纹。
作为优选，为了控制定量板移动，所述定量单元包括第二电机、螺杆和套管，所述第二电机固定在水箱上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与螺杆的顶端传动连接，所述螺杆的底端设置在套管内，所述套管固定在定量板的上方，所述套管的与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的第二螺纹。
作为优选，为了控制喷头喷水量，所述定量管的开口处的内壁上设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置利用灌溉机构进行灌溉时，通过检测组件在松软的土壤处进行检测，保证土壤湿度计安全检测出土壤湿度后，PLC控制定量组件向喷头输送定量的水溶液，保证喷头精确的灌溉量，有利于农作物的健康成长，从而提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置的结构示意图；
图2是本发明的用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置的灌溉机构的结构示意图；
图中：1.底座，2.水箱，3.控制器，4.履带，5.气缸，6.平移板，7.升降板，8.喷头，9.定量管，10.定量板，11.第一水管，12.第二水管，13.土壤湿度计，14.压力传感器，15.弹簧，16.压板，17.插杆，18.限位杆，19.限位块，20.移动块，21.固定块，22.伸缩架，23.滑块，24.滑轨，25.第一电机，26.丝杆，27.第二电机，28.螺杆，29.套管，30.距离传感器。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，包括底座1、水箱2、控制器3、两个履带4和两个灌溉机构，所述水箱2固定在底座1的上方，所述控制器3固定在水箱2上，所述控制器3内设有PLC，两个灌溉机构分别位于水箱2的两侧，两个履带4分别设置在底座1的两端的下方，所述履带4与PLC电连接；
该智能灌溉装置使用时，向底座1上方的水箱2内部加水后，通过控制器3设定运行程序后，设备启动，由PLC控制底座1下方的两个履带4转动，带动底座1和水箱2在地面上移动的同时，控制水箱2两侧的灌溉机构对设备的两侧的农作物进行定量精准地灌溉。
如图2所示，所述灌溉机构包括气缸5、平移板6、升降组件、升降板7、喷头8、定量组件和检测组件，所述气缸5的缸体固定在水箱2上，所述气缸5的气杆与平移板6固定连接，所述升降板7通过升降组件设置在平移板6的下方，所述喷头8和检测组件均设置在升降板7的下方，所述定量组件包括定量管9、定量单元、定量板10、第一水管11和第二水管12，所述定量管9固定在底座1上，所述定量板10的外周与定量管9的内壁密封连接，所述定量单元与定量板10传动连接，所述定量管9的底部的一侧通过第一水管11与水箱2的底部连通，所述定量管9的底部的另一侧通过第二水管12与喷头8连通，所述第一水管11内设有第一阀门，所述第二水管12内设有第二阀门，所述第一阀门、第二阀门和气缸5均与PLC电连接。
灌溉机构运行时，通过升降组件控制升降板7向下移动，由检测组件检测下方土壤的湿度，在检测完土壤湿度后，PLC获取土壤湿度数据后，控制第一水管11内的第一阀门打开，而后PLC控制定量单元带动定量板10在定量管9内向上移动特定的距离，从而控制定量管9内流入定量的水溶液，而后PLC控制第一水管11内的第一阀门关闭，第二水管12内的第二阀门开启，同时升降组件带动升降板7向上移动，使得喷头8位于土壤的上方，而后PLC控制定量单元带动定量板10向下移动，将定量管9内的定量水溶液通过第二水管12输送至喷头8，并从喷头8喷出定量的水溶液，避免灌溉量过多或过少，从而有利于保证农作物的健康成长。PLC控制气缸5启动，可带动气缸5的气杆移动，进而可带动平移板6在水平方向移动，并配合履带4的转动，可调节灌溉位置，便于设备对不同区域的农作物进行灌溉。
作为优选，为了安全地检测土壤湿度，所述检测组件包括土壤湿度计13、压力传感器14、弹簧15、压板16、插杆17和两个限位单元，所述土壤湿度计13和压力传感器14均固定在升降板7的下方，所述压板16通过弹簧15设置在压力传感器14的下方，所述插杆17固定在压板16的下方，两个限位单元分别位于弹簧15的两侧，所述插杆17的底端的高度低于土壤湿度计13的底端的高度，所述土壤湿度计13和压力传感器14均与PLC电连接。
随着升降板7向下移动，插杆17的底端首先接触土壤，并且随着升降板7的继续下移，弹簧15逐渐受压缩，压力传感器14检测到压力数据，并将压力数据传递给PLC，通过压力数据检测该处的土壤是否松软。若土壤较为松软，则插杆17插进土壤中，此时弹簧15的形变量较小，PLC接收到的压力数据较小，则PLC继续控制升降板7向下移动，使得土壤湿度计13插入土壤中，进行湿度检测，并将湿度数据传递给PLC，PLC根据湿度数据判断农作物的生长环境，并控制定量管9内水溶液的用量，若土壤较为坚硬，则插杆17难以插入土壤中，此时弹簧15的形变量随升降板7下降逐渐增大，使得PLC接收到的压力数据逐渐增大，当压力数据增大至较大值后，表明土壤足够坚硬，不易土壤湿度计13插入进行检测，此时PLC通过气缸5控制平移板6移动，调节检测位置，从而便于检测组件安全检测土壤湿度数据。
作为优选，为了实现压板16和插杆17的稳定移动，所述限位单元包括限位杆18和限位块19，所述限位块19通过限位杆18固定在压板16的上方，所述升降板7套设在限位杆18上。当插杆17的底端接触土壤后，随着升降板7继续向下移动，弹簧15形变量发生变化，压板16和升降板7之间发生相对移动，此时通过限位杆18固定了压板16的移动方向，利用限位块19避免压板16脱离限位杆18，从而实现了压板16和插杆17的稳定移动。
作为优选，为了驱动升降板7进行升降，所述升降组件包括驱动单元、移动块20、固定块21、伸缩架22、滑块23和滑轨24，所述驱动单元与移动块20传动连接，所述固定块21固定在平移板6的下方，所述伸缩架22的底端的两侧分别与滑块23和升降板7铰接，所述伸缩架22的顶端的两侧分别与移动块20和固定块21铰接，所述滑轨24的形状为U形，所述滑轨24的两端固定在升降板7的上方，所述滑块23套设在滑轨24上。PLC控制驱动单元启动，带动移动块20进行平移，从而改变了移动块20和固定块21之间的距离，促使伸缩架22进行伸缩，使得伸缩架22的长度发生变化的同时，滑块23在滑轨24上滑动，从而带动升降板7进行升降移动。
作为优选，为了驱动移动块20移动，所述驱动单元包括第一电机25和丝杆26，所述第一电机25固定在平移板6的下方，所述第一电机25与PLC电连接，所述第一电机25与丝杆26的一端传动连接，所述丝杆26的另一端设置在固定块21内，所述移动块20抵靠在平移板6的下方，所述移动块20的与丝杆26的连接处设有与丝杆26匹配的第一螺纹。PLC控制第一电机25启动，带动丝杆26旋转，丝杆26通过第一螺纹作用在移动块20上，由于移动块20抵靠在平移板6的下方，从而使移动在平移板6的下方沿着丝杆26的方向进行平移。
作为优选，为了控制定量板10移动，所述定量单元包括第二电机27、螺杆28和套管29，所述第二电机27固定在水箱2上，所述第二电机27与PLC电连接，所述第二电机27与螺杆28的顶端传动连接，所述螺杆28的底端设置在套管29内，所述套管29固定在定量板10的上方，所述套管29的与螺杆28的连接处设有与螺杆28匹配的第二螺纹。PLC控制第二电机27启动，带动螺杆28进行旋转，螺杆28通过第二螺纹作用在套管29内，使得套管29带动定量板10沿着螺杆28的轴线进行移动，便于将水箱2内的水流抽入定量管9中或将定量管9中的水流输送至喷头8。
作为优选，为了控制喷头8喷水量，所述定量管9的开口处的内壁上设有距离传感器30，所述距离传感器30与PLC电连接。通过距离传感器30检测其与定量板10的距离，并将距离数据传递给PLC，在进行定量控制时，通过监测距离数据的变化，进而精确控制定量板10的升降范围，便于将适量的水溶液输送至喷头8进行灌溉。
该智能灌溉装置对农作物进行灌溉时，通过检测组件在松软的土壤中检测土壤湿度，PLC根据土壤湿度确定需要灌溉的水量，而后控制定量单元带动定量板10在定量管9内向上移动至合适的距离，从而使定量的水流输入中定量管9中，再由定量板10向下移动，通过第二水管12，将定量的水流输送至喷头8进行喷洒，使得喷头8喷洒合适的水溶液在农作物上，从而有利于农作物的健康成长，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置利用灌溉机构进行灌溉时，通过检测组件在松软的土壤处进行检测，保证土壤湿度计13安全检测出土壤湿度后，PLC控制定量组件向喷头8输送定量的水溶液，保证喷头8精确的灌溉量，有利于农作物的健康成长，从而提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，其特征在于，包括底座(1)、水箱(2)、控制器(3)、两个履带(4)和两个灌溉机构，所述水箱(2)固定在底座(1)的上方，所述控制器(3)固定在水箱(2)上，所述控制器(3)内设有PLC，两个灌溉机构分别位于水箱(2)的两侧，两个履带(4)分别设置在底座(1)的两端的下方，所述履带(4)与PLC电连接；
所述灌溉机构包括气缸(5)、平移板(6)、升降组件、升降板(7)、喷头(8)、定量组件和检测组件，所述气缸(5)的缸体固定在水箱(2)上，所述气缸(5)的气杆与平移板(6)固定连接，所述升降板(7)通过升降组件设置在平移板(6)的下方，所述喷头(8)和检测组件均设置在升降板(7)的下方，所述定量组件包括定量管(9)、定量单元、定量板(10)、第一水管(11)和第二水管(12)，所述定量管(9)固定在底座(1)上，所述定量板(10)的外周与定量管(9)的内壁密封连接，所述定量单元与定量板(10)传动连接，所述定量管(9)的底部的一侧通过第一水管(11)与水箱(2)的底部连通，所述定量管(9)的底部的另一侧通过第二水管(12)与喷头(8)连通，所述第一水管(11)内设有第一阀门，所述第二水管(12)内设有第二阀门，所述第一阀门、第二阀门和气缸(5)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，其特征在于，所述检测组件包括土壤湿度计(13)、压力传感器(14)、弹簧(15)、压板(16)、插杆(17)和两个限位单元，所述土壤湿度计(13)和压力传感器(14)均固定在升降板(7)的下方，所述压板(16)通过弹簧(15)设置在压力传感器(14)的下方，所述插杆(17)固定在压板(16)的下方，两个限位单元分别位于弹簧(15)的两侧，所述插杆(17)的底端的高度低于土壤湿度计(13)的底端的高度，所述土壤湿度计(13)和压力传感器(14)均与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，其特征在于，所述限位单元包括限位杆(18)和限位块(19)，所述限位块(19)通过限位杆(18)固定在压板(16)的上方，所述升降板(7)套设在限位杆(18)上。
4.如权利要求1所述的用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，其特征在于，所述升降组件包括驱动单元、移动块(20)、固定块(21)、伸缩架(22)、滑块(23)和滑轨(24)，所述驱动单元与移动块(20)传动连接，所述固定块(21)固定在平移板(6)的下方，所述伸缩架(22)的底端的两侧分别与滑块(23)和升降板(7)铰接，所述伸缩架(22)的顶端的两侧分别与移动块(20)和固定块(21)铰接，所述滑轨(24)的形状为U形，所述滑轨(24)的两端固定在升降板(7)的上方，所述滑块(23)套设在滑轨(24)上。
5.如权利要求4所述的用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，其特征在于，所述驱动单元包括第一电机(25)和丝杆(26)，所述第一电机(25)固定在平移板(6)的下方，所述第一电机(25)与PLC电连接，所述第一电机(25)与丝杆(26)的一端传动连接，所述丝杆(26)的另一端设置在固定块(21)内，所述移动块(20)抵靠在平移板(6)的下方，所述移动块(20)的与丝杆(26)的连接处设有与丝杆(26)匹配的第一螺纹。
6.如权利要求1所述的用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，其特征在于，所述定量单元包括第二电机(27)、螺杆(28)和套管(29)，所述第二电机(27)固定在水箱(2)上，所述第二电机(27)与PLC电连接，所述第二电机(27)与螺杆(28)的顶端传动连接，所述螺杆(28)的底端设置在套管(29)内，所述套管(29)固定在定量板(10)的上方，所述套管(29)的与螺杆(28)的连接处设有与螺杆(28)匹配的第二螺纹。
7.如权利要求1所述的用于农业生产的具有定量控制功能的智能灌溉装置，其特征在于，所述定量管(9)的开口处的内壁上设有距离传感器(30)，所述距离传感器(30)与PLC电连接。
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