CN109819877A - 一种用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,包括底座、水泵、抽水管、输水管、平台、灌溉机构、集水机构、处理器和若干支柱,集水机构包括水箱、排水管和四个集水组件,水箱内设有固定板,固定板的中心处设有集水孔和密封组,灌溉机构包括连接管、旋转组件和若干灌溉组件,灌溉组件包括喷头和喷管,该用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备通过集水机构可在雨天自动收集雨水,供平时灌溉使用,减小了供水系统的供水压力,不仅如此,灌溉机构中,通过旋转组件可带动喷管和喷头转动,调节喷头的转速,从而可改变喷出的水流落在地面的位置,扩大灌溉范围,并通过转动实现均匀灌溉,提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及节水灌溉设备领域,特别涉及一种用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备。
背景技术
节水灌溉设备是指具有节水功能用于灌溉的机械设备的统称,其主要类型有喷灌式、微灌式、全塑节水灌溉系统。农业作为国家的经济命脉和用水大户,长期以来,由于思想意识、资金、技术等方面的原因,一直沿用传统落后的大水灌溉方式,极大地浪费了人力及物力资源。在中国广大农村地区,逐渐推广节水灌溉设备已经成为现代社会农业的一个主流。
但是现有的节水灌溉设备结构单一固定,使得喷头喷出的水流轨迹、喷射距离固定不变,使得设备的灌溉范围有限,无法实现大范围的均匀灌溉,不仅如此,现有的节水灌溉设备无法实现其他外部水资源的收集,在降雨天气,若能将雨水集中起来,供灌溉使用,将大幅度减少农业生产中供水系统的供水压力,但是现有的节水灌溉设备由于其功能的单一性,从而导致其实用性降低。
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集水功能的节水灌溉设备。
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集水功能的节水灌溉设备,包括底座、水泵、抽水管、输水管、平台、灌溉机构、集水机构、处理器和若干支柱,所述水泵固定在底座的上方,所述抽水管的顶端与水泵连通,所述水泵通过输水管与灌溉机构连接,所述支柱周向均匀分布在水泵的外周,所述支柱固定在平台和底座之间,所述集水机构和灌溉机构从上而下设置在平台的上方,所述处理器固定在输水管上,所述处理器内设有PLC和天线,所述输水管内设有第一阀门,所述第一阀门、水泵和天线均与PLC电连接;
所述集水机构包括水箱、排水管和四个集水组件,所述排水管的顶端与水箱的底部连通,所述排水管内设有第二阀门,所述排水管的底端与灌溉机构连接,四个集水组件分别设置在水箱的四侧,所述水箱内设有固定板,所述固定板的中心处设有集水孔和密封组件,所述固定板的外周与水箱的内壁固定连接,所述集水组件分别位于水箱的四侧,所述集水组件包括平移单元、平移块、支杆、集水板和铰接单元,所述集水板的顶端通过铰接单元与水箱铰接,所述平移单元设置在水箱上,所述平移单元与平移块传动连接,所述平移块通过支杆与集水板铰接,所述第二阀门与PLC电连接;
所述灌溉机构包括连接管、旋转组件和若干灌溉组件,所述连接管的顶端套设在排水管的底端,所述连接管的底端套设在输水管的顶端,所述灌溉组件周向均匀分布在连接管的外周,所述灌溉组件包括喷头和喷管,所述喷头通过喷管与连接管固定连接,所述喷头通过喷管与连接管连通,所述旋转组件与连接管传动连接。
作为优选,为了驱动平移块移动,所述平移单元包括第一电机、轴承和丝杆,所述第一电机和轴承均固定在水箱上,所述第一电机与PLC电连接,所述第一电机与丝杆的顶端传动连接,所述丝杆的底端设置在轴承内,所述平移块套设在丝杆上,所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。
作为优选,为了便于集水板转动,所述铰接单元包括中心杆和两个套管,所述套管固定在水箱上,所述中心杆的两端分别设置在两个套管内,所述中心杆与集水板固定连接。
作为优选,为了防止雨水从集水板的两侧流出,所述集水板的远离水箱的一侧的两端设有侧板。
作为优选,为了控制集水孔的打开关闭,所述密封组件包括密封块、铁板、平板、电磁铁、两个弹簧和两个吊杆,所述平板的两端通过两个吊杆固定在固定板的下方,所述密封块的形状为圆锥形,所述密封块的底部固定在铁板的上方,所述密封块的直径大于集水孔的内径,所述铁板套设在吊杆上,所述铁板通过弹簧设置在平板的上方,所述电磁铁固定在平板的上方,所述电磁铁与PLC电连接,所述弹簧处于压缩状态。
作为优选,为了检测天气,所述固定板的上方设有雨滴传感器。
作为优选,为了检测水箱内是否有水,所述固定板的下方设有液位传感器。
作为优选,为了驱动连接管转动,所述旋转组件包括第二电机、第一齿轮和第二齿轮,所述第二电机固定在平台的上方,所述第二电机与PLC电连接,所述第二电机与第一齿轮传动连接,所述第二齿轮与第一齿轮啮合,所述第二齿轮与连接管同轴设置,所述第二齿轮固定在连接管上。
作为优选,为了保证喷管的平稳转动,所述喷管的上方设有滑块,所述水箱的下方设有环形槽,所述环形为燕尾槽,所述滑块与环形槽相匹配,所述滑块与环形槽滑动连接。
作为优选,为了支撑喷管,所述喷管的下方设有支撑块,所述支撑块的下方设有凹口,所述凹口内设有滚珠,所述凹口与滚珠相匹配,所述滚珠的球心位于凹口内,所述滚珠抵靠在平台上。
本发明的有益效果是,该用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备通过集水机构可在雨天自动收集雨水,供平时灌溉使用,减小了供水系统的供水压力,不仅如此,灌溉机构中,通过旋转组件可带动喷管和喷头转动,调节喷头的转速,从而可改变喷出的水流落在地面的位置,扩大灌溉范围,并通过转动实现均匀灌溉,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集水功能的节水灌溉设备的结构示意图;
图2是本发明的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备的集水机构的结构示意图;
图3是本发明的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备的水箱的剖视图;
图4是图1的A部放大图;
图中:1.底座,2.水泵,3.抽水管,4.输水管,5.平台,6.处理器,7.支柱,8.水箱,9.排水管,10.固定板,11.平移块,12.支杆,13.集水板,14.连接管,15.喷头,16.喷管,17.第一电机,18.轴承,19.丝杆,20.中心杆,21.套管,22.侧板,23.密封块,24.铁板,25.平板,26.电磁铁,27.弹簧,28.吊杆,29.雨滴传感器,30.液位传感器,31.第二电机,32.第一齿轮,33.第二齿轮,34.滑块,35.环形槽,36.支撑块,37.滚珠。
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集水功能的节水灌溉设备,包括底座1、水泵2、抽水管3、输水管4、平台5、灌溉机构、集水机构、处理器6和若干支柱7,所述水泵2固定在底座1的上方,所述抽水管3的顶端与水泵2连通,所述水泵2通过输水管4与灌溉机构连接,所述支柱7周向均匀分布在水泵2的外周,所述支柱7固定在平台5和底座1之间,所述集水机构和灌溉机构从上而下设置在平台5的上方,所述处理器6固定在输水管4上,所述处理器6内设有PLC和天线,所述输水管4内设有第一阀门,所述第一阀门、水泵2和天线均与PLC电连接;
使用该设备进行灌溉作业时,将底座1固定安装在地面上,抽水管3与地下水源进行连接,便于水泵2通过抽水管3抽取地下水源,进行灌溉作业,底座1的上方,通过支柱7支撑平台5,输水管4上的处理器6内部,可通过天线接收由用户利用遥控装置发送的无线信号,在接收信号内容后,控制灌溉机构运行,对下方的农作物进行灌溉,而灌溉机构的上方,利用集水机构可在雨天收集雨水进行储存,在需要灌溉时抽取集水机构收集的水源,使得设备拥有两大水源可供灌溉,减小了供水系统的供水压力,从而提高了设备的实用性。
如图2-3所示,所述集水机构包括水箱8、排水管9和四个集水组件,所述排水管9的顶端与水箱8的底部连通,所述排水管9内设有第二阀门,所述排水管9的底端与灌溉机构连接,四个集水组件分别设置在水箱8的四侧,所述水箱8内设有固定板10,所述固定板10的中心处设有集水孔和密封组件,所述固定板10的外周与水箱8的内壁固定连接,所述集水组件分别位于水箱8的四侧,所述集水组件包括平移单元、平移块11、支杆12、集水板13和铰接单元,所述集水板13的顶端通过铰接单元与水箱8铰接,所述平移单元设置在水箱8上,所述平移单元与平移块11传动连接,所述平移块11通过支杆12与集水板13铰接,所述第二阀门与PLC电连接;
当发生降雨时,PLC控制固定板10下方的密封组件启动,使得集水孔打开,便于雨水落在固定板10上后,通过集水孔进入水箱8内部,为了增加集水效率,PLC控制水箱8四侧的集水组件同时运行,集水组件启动后,由平移单元带动平移块11向上移动,通过支杆12带动集水板13向上转动,使得集水板13倾斜向下指向水箱8的上方,当雨水落在集水板13上后,顺着集水板13向下流动落在固定板10上,并通过集水孔进入水箱8内,从而加速了集水,便于短时间内水箱8收集更多的水源,当降雨停止后,PLC控制密封组件启动,关闭集水孔,防止水箱8内的水源蒸发。当设备需要对周围的农作物进行灌溉时,设备首先检查水箱8中是否有水,若水箱8中有水源,则PLC控制第二阀门打开,使得水箱8中的水源顺着排水管9进入灌溉机构中,通过灌溉机构将水喷洒在周围,若水箱8内无水,则PLC控制输水管4内的第二阀门打开,并控制水泵2启动,抽取地下水源,通过输水管4输送至灌溉机构中进行灌溉。
如图4所示,所述灌溉机构包括连接管14、旋转组件和若干灌溉组件,所述连接管14的顶端套设在排水管9的底端,所述连接管14的底端套设在输水管4的顶端,所述灌溉组件周向均匀分布在连接管14的外周,所述灌溉组件包括喷头15和喷管16,所述喷头15通过喷管16与连接管14固定连接,所述喷头15通过喷管16与连接管14连通,所述旋转组件与连接管14传动连接。
集水机构中的水源和水泵2通过抽水管3从地下抽取的水源可分别从连接管14的顶部和连接管14的底部进入连接管14中,并输送至各个灌溉组件的喷管16中,水流在喷管16中流动,并通过喷头15喷出,通过旋转组件可带动连接管14旋转,连接管14通过喷管16带动喷头15转动,水源从喷头15喷出后,具有一定方向的水平速度,受重力作用影响,水流做平抛运动,由于喷头15距离地面一定的高度,因此通过旋转组件带动连接管14做不同速度的旋转,可调节喷头15喷出的水流速度,使得水流落在地面的不同位置,便于扩大设备的喷洒范围,同时喷头15旋转,实现了均匀灌溉,进而提高了设备的实用性。
如图2所示,所述平移单元包括第一电机17、轴承18和丝杆19,所述第一电机17和轴承18均固定在水箱8上,所述第一电机17与PLC电连接,所述第一电机17与丝杆19的顶端传动连接,所述丝杆19的底端设置在轴承18内,所述平移块11套设在丝杆19上,所述平移块11的与丝杆19的连接处设有与丝杆19匹配的螺纹。
PLC控制第一电机17启动,带动丝杆19在轴承18的支撑作用下旋转,丝杆19通过螺纹作用在平移块11上,使得平移块11沿着丝杆19的轴线方向移动,进而驱动了平移块11移动。
作为优选,为了便于集水板13转动,所述铰接单元包括中心杆20和两个套管21,所述套管21固定在水箱8上,所述中心杆20的两端分别设置在两个套管21内,所述中心杆20与集水板13固定连接。套管21位置保持与水箱8固定,从而使得中心杆20可绕着套管21的轴线转动,进而方便了集水板13的转动。
作为优选,为了防止雨水从集水板13的两侧流出,所述集水板13的远离水箱8的一侧的两端设有侧板22。通过侧板22防止雨水打在集水板13上后,从集水板13的两侧掉落,进而使雨水顺着倾斜的集水板13进入水箱8内。
如图3所示,所述密封组件包括密封块23、铁板24、平板25、电磁铁26、两个弹簧27和两个吊杆28,所述平板25的两端通过两个吊杆28固定在固定板10的下方,所述密封块23的形状为圆锥形,所述密封块23的底部固定在铁板24的上方,所述密封块23的直径大于集水孔的内径,所述铁板24套设在吊杆28上,所述铁板24通过弹簧27设置在平板25的上方,所述电磁铁26固定在平板25的上方,所述电磁铁26与PLC电连接,所述弹簧27处于压缩状态。
PLC可控制电磁铁26通电或断电,当电磁铁26通电后,电磁铁26产生磁性,吸引铁板24向下移动,使得密封块23向下移动,集水孔打开,便于雨水通过集水孔进入水箱8内,当PLC控制电磁铁26断电后,受压缩的弹簧27为恢复形变,推动铁板24向上移动,使得密封块23堵住集水孔,防止水箱8内的水源蒸发。
作为优选,为了检测天气,所述固定板10的上方设有雨滴传感器29。利用雨滴传感器29检测是否降雨,并将信号传递给PLC,PLC根据信号内容控制集水组件和密封组件运行,便于在发生降雨时,密封组件打开集水孔,通过集水组件加速向水箱8中集水,而在降雨停止后,密封组件关闭集水孔,防止水箱8内的水源蒸发。
作为优选,为了检测水箱8内是否有水,所述固定板10的下方设有液位传感器30。利用液位传感器30检测水箱8内部的液位状况,并将液位数据传递给PLC,PLC根据液位数据判断水箱8中是否有水,在进行灌溉时,若水箱8中有水,则PLC控制第二阀门打开,利用水箱8中的水源进行灌溉。
作为优选,为了驱动连接管14转动,所述旋转组件包括第二电机31、第一齿轮32和第二齿轮33,所述第二电机31固定在平台5的上方,所述第二电机31与PLC电连接,所述第二电机31与第一齿轮32传动连接,所述第二齿轮33与第一齿轮32啮合,所述第二齿轮33与连接管14同轴设置,所述第二齿轮33固定在连接管14上。PLC控制第二电机31启动,带动第一齿轮32旋转,第一齿轮32作用在与之啮合的第二齿轮33上,使得第二齿轮33发生转动,从而带动连接管14转动,通过第二电机31调节改变第一齿轮32的转速,可改变连接管14和喷头15的转速,使得喷洒的水流落在地面的不同位置,扩大灌溉范围。
作为优选,为了保证喷管16的平稳转动,所述喷管16的上方设有滑块34,所述水箱8的下方设有环形槽35,所述环形为燕尾槽,所述滑块34与环形槽35相匹配,所述滑块34与环形槽35滑动连接。喷管16旋转过程中,带动滑块34在固定在水箱8下方的环形槽35内转动,由于环形槽35为燕尾槽,滑块34无法脱离燕尾槽,保证了喷管16与水箱8之间的距离,便于喷管16平稳的转动。
作为优选,为了支撑喷管16,所述喷管16的下方设有支撑块36,所述支撑块36的下方设有凹口,所述凹口内设有滚珠37,所述凹口与滚珠37相匹配,所述滚珠37的球心位于凹口内,所述滚珠37抵靠在平台5上。喷管16转动过程中,通过支撑块36对喷管16进行支撑,同时支撑块36下方凹口内的滚珠37在平台5上滚动,减小了喷管16转动的摩擦,实现了对喷管16转动的支撑。
该节水灌溉设备在使用过程中,在降雨天气下,通过平移单元向上带动平移块11移动,使得集水板13向上转动,便于雨水落在集水板13上后顺着集水板13落在水箱8内的固定板10上,通过密封组件打开集水孔,便于雨天收集雨水,在进行灌溉时使用,减小供水系统的供水压力,不仅如此,通过旋转组件可带动喷管16转动,通过改变连接管14的转速,调节喷头15的转动速度,使得喷头15喷出的水流落在地面的不同位置,扩大喷洒范围,实现均匀灌溉,从而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集水功能的节水灌溉设备通过集水机构可在雨天自动收集雨水,供平时灌溉使用,减小了供水系统的供水压力,不仅如此,灌溉机构中,通过旋转组件可带动喷管16和喷头15转动,调节喷头15的转速,从而可改变喷出的水流落在地面的位置,扩大灌溉范围,并通过转动实现均匀灌溉,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 (10)
1.一种用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,包括底座(1)、水泵(2)、抽水管(3)、输水管(4)、平台(5)、灌溉机构、集水机构、处理器(6)和若干支柱(7),所述水泵(2)固定在底座(1)的上方,所述抽水管(3)的顶端与水泵(2)连通,所述水泵(2)通过输水管(4)与灌溉机构连接,所述支柱(7)周向均匀分布在水泵(2)的外周,所述支柱(7)固定在平台(5)和底座(1)之间,所述集水机构和灌溉机构从上而下设置在平台(5)的上方,所述处理器(6)固定在输水管(4)上,所述处理器(6)内设有PLC和天线,所述输水管(4)内设有第一阀门,所述第一阀门、水泵(2)和天线均与PLC电连接;
所述集水机构包括水箱(8)、排水管(9)和四个集水组件,所述排水管(9)的顶端与水箱(8)的底部连通,所述排水管(9)内设有第二阀门,所述排水管(9)的底端与灌溉机构连接,四个集水组件分别设置在水箱(8)的四侧,所述水箱(8)内设有固定板(10),所述固定板(10)的中心处设有集水孔和密封组件,所述固定板(10)的外周与水箱(8)的内壁固定连接,所述集水组件分别位于水箱(8)的四侧,所述集水组件包括平移单元、平移块(11)、支杆(12)、集水板(13)和铰接单元,所述集水板(13)的顶端通过铰接单元与水箱(8)铰接,所述平移单元设置在水箱(8)上,所述平移单元与平移块(11)传动连接,所述平移块(11)通过支杆(12)与集水板(13)铰接,所述第二阀门与PLC电连接;
所述灌溉机构包括连接管(14)、旋转组件和若干灌溉组件,所述连接管(14)的顶端套设在排水管(9)的底端,所述连接管(14)的底端套设在输水管(4)的顶端,所述灌溉组件周向均匀分布在连接管(14)的外周,所述灌溉组件包括喷头(15)和喷管(16),所述喷头(15)通过喷管(16)与连接管(14)固定连接,所述喷头(15)通过喷管(16)与连接管(14)连通,所述旋转组件与连接管(14)传动连接。
2.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述平移单元包括第一电机(17)、轴承(18)和丝杆(19),所述第一电机(17)和轴承(18)均固定在水箱(8)上,所述第一电机(17)与PLC电连接,所述第一电机(17)与丝杆(19)的顶端传动连接,所述丝杆(19)的底端设置在轴承(18)内,所述平移块(11)套设在丝杆(19)上,所述平移块(11)的与丝杆(19)的连接处设有与丝杆(19)匹配的螺纹。
3.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述铰接单元包括中心杆(20)和两个套管(21),所述套管(21)固定在水箱(8)上,所述中心杆(20)的两端分别设置在两个套管(21)内,所述中心杆(20)与集水板(13)固定连接。
4.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述集水板(13)的远离水箱(8)的一侧的两端设有侧板(22)。
5.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述密封组件包括密封块(23)、铁板(24)、平板(25)、电磁铁(26)、两个弹簧(27)和两个吊杆(28),所述平板(25)的两端通过两个吊杆(28)固定在固定板(10)的下方,所述密封块(23)的形状为圆锥形,所述密封块(23)的底部固定在铁板(24)的上方,所述密封块(23)的直径大于集水孔的内径,所述铁板(24)套设在吊杆(28)上,所述铁板(24)通过弹簧(27)设置在平板(25)的上方,所述电磁铁(26)固定在平板(25)的上方,所述电磁铁(26)与PLC电连接,所述弹簧(27)处于压缩状态。
6.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述固定板(10)的上方设有雨滴传感器(29)。
7.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述固定板(10)的下方设有液位传感器(30)。
8.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述旋转组件包括第二电机(31)、第一齿轮(32)和第二齿轮(33),所述第二电机(31)固定在平台(5)的上方,所述第二电机(31)与PLC电连接,所述第二电机(31)与第一齿轮(32)传动连接,所述第二齿轮(33)与第一齿轮(32)啮合,所述第二齿轮(33)与连接管(14)同轴设置,所述第二齿轮(33)固定在连接管(14)上。
9.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述喷管(16)的上方设有滑块(34),所述水箱(8)的下方设有环形槽(35),所述环形为燕尾槽,所述滑块(34)与环形槽(35)相匹配,所述滑块(34)与环形槽(35)滑动连接。
10.如权利要求1所述的用于农业生产的具有集水功能的节水灌溉设备,其特征在于,所述喷管(16)的下方设有支撑块(36),所述支撑块(36)的下方设有凹口,所述凹口内设有滚珠(37),所述凹口与滚珠(37)相匹配,所述滚珠(37)的球心位于凹口内,所述滚珠(37)抵靠在平台(5)上。
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