CN109874484A - 一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，该装置包括液体增压组件；第一水流控制组件，所述第一水流控制组件包括第一管体、第二管体、第三管体以及调节组件，所述第一管体上设置有流量计；所述第一管体的一端与所述液体增压组件的出水口相连，所述第二管体用于与试验桶相连；所述第三管体的一端开放。本申请提供的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，结构简单合理，安装使用方便。可实现桶栽试验中添加的水量以及液肥量的自动控制，可以大大降低实验人员的劳动强度，同时水量以及液肥量控制准确，值得大面积推广使用。

Description

一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置

技术领域

本发明涉及桶栽试验器械技术领域，特别是涉及一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置。

背景技术

桶栽试验是将生长介质置于特制容器中在温室、网室或人工气候箱等设施中在人工模拟、人为控制条件下进行的植物栽培试验。由于能严格控制水分、养分、甚至温度、光照等条件，因而有利于精密测定试验因素的效应。桶栽试验利用各种特制的盆钵进行的植物栽培试验，根据盆钵的生长介质又可分为土培、砂培和水培等多种方法。桶栽试验实质上是一个模拟试验，由于生长环境与田间有很大差别，因此所得结果不能直接应用于大田，多用于植物营养、土壤养分等机理性研究及探索性研究。

在进行桶栽试验时，需要控制向试验桶内加注的水以及液肥等的量。尤其在多个试验桶同时进行实验时，可能会出现需要向不同的试验桶加注不同量的水以及液肥等。由于缺少相应的设备，现有技术中，在进行桶栽试验时，通常需要实验人员进行手动添加，这样不但增加试验人员的劳动强度，同时也会由于人工加注水、液肥等量的准确性差，最终影响试验结果。可见，提供一种能够实现为桶栽试验的试验桶进行自动灌水施肥的装置，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置。

本发明提供了如下方案：

一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，包括：

液体增压组件；

第一水流控制组件，所述第一水流控制组件包括第一管体、第二管体、第三管体以及调节组件，所述第一管体上设置有流量计；所述第一管体的一端与所述液体增压组件的出水口相连，所述第二管体用于与试验桶相连；所述第三管体的一端开放；

控制组件，所述液体增压组件、所述调节组件以及所述流量计分别与所述控制组件电连接；所述控制组件用于根据通过所述流量计获取的流量数据控制所述液体增压组件的工作状态以及控制所述调节组件的位置状态，以便通过所述调节组件的位置状态的调节实现由所述第一管体与所述第二管体导通状态至所述第一管体与所述第三管体导通状态的切换。

优选的：所述调节组件包括水流调节器以及位于所述水流调节器内的两通阀，所述两通阀通过转动轴与所述水流调节器铰接；所述转动轴一端连接有传动齿轮，所述传动齿轮与直流电机的输出轴啮合相连；所述直流电机与所述控制组件电连接；

其中，所述两通阀包括两根阀管，两根所述阀管各自一端垂直相连，各自另一端具有外凸的圆弧面结构；所述第一管体、第二管体、第三管体各自一端均具有内陷的圆弧面结构并分别与所述两通阀相对；所述第二管体以及所述第三管体各自与所述两通阀相对的一端的轴线与所述第一管体与所述两通阀相对的一端的轴线垂直。

优选的：还包括第二水流控制组件，所述第二水流控制组件与所述第一水流控制组件具有相同结构；所述液体增压组件的进液口与所述第二水流控制组件的第一管体相连；所述第二水流控制组件的第二管体以及第三管体分别用于与水源以及液肥源相连。

优选的：所述第一水流控制组件包括多组，多组所述第一水流控制组件各自包含的第一管体分别与所述液体增压组件的出水口相连，多组所述第一水流控制组件各自包含的第二管体分别用于与多组试验桶一一对应的相连接。

优选的：所述液体增压组件的出水口连接有主干管，多组所述第一水流控制组件各自包含的第一管体分别通过毛管与所述主干管相连。

优选的：所述试验桶内设置有水分盐分传感器，所述水分盐分传感器与所述控制组件电连接。

优选的：所述控制组件包括单片机以及与所述单片机相连的液晶显示器。

优选的：所述控制组件还包括与所述单片机相连的控制键盘、流量数据按键以及传感器数据按键。

优选的：所述液体增压组件为水泵。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，在一种实现方式下，该装置可以包括液体增压组件；第一水流控制组件，所述第一水流控制组件包括第一管体、第二管体、第三管体以及调节组件，所述第一管体上设置有流量计；所述第一管体的一端与所述液体增压组件的出水口相连，所述第二管体用于与试验桶相连；所述第三管体的一端开放；控制组件，所述液体增压组件、所述调节组件以及所述流量计分别与所述控制组件电连接；所述控制组件用于根据通过所述流量计获取的流量数据控制所述液体增压组件的工作状态以及控制所述调节组件的位置状态，以便通过所述调节组件的位置状态的调节实现由所述第一管体与所述第二管体导通状态至所述第一管体与所述第三管体导通状态的切换。本申请提供的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，结构简单合理，安装使用方便。可实现桶栽试验中添加的水量以及液肥量的自动控制，可以大大降低实验人员的劳动强度，同时水量以及液肥量控制准确，值得大面积推广使用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的第一水流控制组件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第一水流控制组件的另一结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第一管体与第二管体接通状态示意图；

图5是本发明实施例提供的第一管体与第三管体接通状态示意图；

图6是本发明实施例提供的控制组件的结构示意图。

图中：液体增压组件1、第一水流控制组件2、第一管体201、第二管体202、第三管体203、调节组件204、水流调节器2041、两通阀2042、转动轴2043、传动齿轮2044、直流电机2045、流量计3、试验桶4、控制组件5、单片机501、液晶显示器502、控制键盘503、流量数据按键504、传感器数据按键505、第二水流控制组件6、主干管7、毛管8、水分盐分传感器9。

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6，为本发明实施例提供的一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，如图1、图2、图3所示，该装置包括液体增压组件1；所述液体增压组件1可以为水泵。

第一水流控制组件2，所述第一水流控制组件2包括第一管体201、第二管体202、第三管体203以及调节组件204，所述第一管体201上设置有流量计3；所述第一管体201的一端与所述液体增压组件1的出水口相连，所述第二管体202用于与试验桶4相连；所述第三管体203的一端开放；

控制组件5，所述液体增压组件1、所述调节组件204以及所述流量计3分别与所述控制组件5电连接；所述控制组件5用于根据通过所述流量计3获取的流量数据控制所述液体增压组件1的工作状态以及控制所述调节组件204的位置状态，如图4、图5所示，以便通过所述调节组件204的位置状态的调节实现由所述第一管体201与所述第二管体202导通状态至所述第一管体201与所述第三管体203导通状态的切换。所述第一管体与所述第二管体导通状态时用于将液体增压组件输送的液体引导至试验桶内，所述第一管体与所述第三管体导通状态时，用于将管道内多余的一种液体排出。例如，在加水完成后，将第一管体与第三管体导通，水泵输送液肥将管道内的水排出，以使加注液肥的量可以准确控制。

进一步的，所述调节组件204包括水流调节器2041以及位于所述水流调节器2041内的两通阀2042，所述两通阀2042通过转动轴2043与所述水流调节器2041铰接；所述转动轴2043一端连接有传动齿轮2044，所述传动齿轮2044与直流电机2045的输出轴啮合相连；所述直流电机2045与所述控制组件5电连接；

其中，所述两通阀2042包括两根阀管，两根所述阀管各自一端垂直相连，各自另一端具有外凸的圆弧面结构；所述第一管体201、第二管体202、第三管体203各自一端均具有内陷的圆弧面结构并分别与所述两通阀2042相对；所述第二管体202以及所述第三管体203各自与所述两通阀2042相对的一端的轴线与所述第一管体201与所述两通阀2042相对的一端的轴线垂直。

还包括第二水流控制组件6，所述第二水流控制组件6与所述第一水流控制组件2具有相同结构；所述液体增压组件1的进液口与所述第二水流控制组件6的第一管体相连；所述第二水流控制组件6的第二管体以及第三管体分别用于与水源以及液肥源相连。

由于在实验中可能出现同时有多个试验桶需要进行水量以及肥料控制，本申请实施例可以提供所述第一水流控制组件2包括多组，多组所述第一水流控制组件2各自包含的第一管体分别与所述液体增压组件的出水口相连，多组所述第一水流控制组件2各自包含的第二管体分别用于与多组试验桶4一一对应的相连接。所述液体增压组件的出水口连接有主干管7，多组所述第一水流控制组件2各自包含的第一管体201分别通过毛管8与所述主干管7相连。

进一步的，所述试验桶4内设置有水分盐分传感器9，所述水分盐分传感器9与所述控制组件5电连接。

进一步的，如图6所示，所述控制组件5包括单片机501以及与所述单片机501相连的液晶显示器502。所述控制组件还包括与所述单片机501相连的控制键盘503、流量数据按键504以及传感器数据按键505。还可以包括数据接口、电源开关、220伏电源接口、储存芯片、水泵接口等用于数据连接的接口。

本申请提供的装置主要包括水泵用于抽取水或液肥，水流控制器：测定流量数据，调节水流出口或进口；包括进水口、流量控制器外壳、流量计、出水口、水流调节器、两通阀、转动轴、排水口、传动齿轮、直流电机等；水流控制器与水泵连接时，进水口则变为出水口，2个出水口变为2个进水口；所述水流调节器为直角状，直角两端为圆弧形，上下两端有一组对称的转动轴，转动轴与水流调节器刚性连接，上转动轴与传动齿轮刚性连接，直流电机工作时带动传动齿轮，进而转动流量调节器的方位；所述直流电机可以正反转，并具有逆止功能。水分盐分传感器：测定土壤的含水率和电导率。控制组件管理水泵、流量控制器、水分盐分传感器的启闭；收集水流控制器和水分盐分传感器的数据；根据设定，控制每个流量控制器的过水的量。所述控制组件包括数据接口、电源开关、液晶显示屏、单片机、控制键盘、220V电源接口、存储芯片、水泵接口、水泵水流控制器接口、土壤传感器数据按钮、流量数据按钮等。数据接口通过数据线与毛管上的水流控制器连接；水泵接口通过电线与水泵连接，向水泵供电；单片机输出指令，控制水泵、流量控制器的启闭、工作状态；控制键盘用于设定水（或液肥）的流量；按下土壤传感器数据按钮，液晶屏显示所有在工作状态的土壤传感器测定的数据，包括土壤含水率和电导率；按下流量数据按钮，液晶屏娴熟所有工作状态的流量控制器的过水流量。毛管：与水流控制器连接，将水（或液肥）输送至试验桶中支管：向毛管输水（或液肥）干管：连接水泵，向支管输水（或液肥）。

该装置的运行过程：

将主控单元接通电源，打开电源开关，启动主控单元。通过控制键盘设定水或液肥的流量：按下流量数据按钮，然后按下设定按钮，依次设定每个毛管的水和液肥流量，假定每个毛管输送水量5L，液肥1L，设定结束后按下确定按钮3s以上，系统即确认灌溉施肥指令。

30s后开始输送水；单片机输出指令，水泵流量控制器驱动电机，将水进口与水泵接口连接，同时单片机输出指令，各毛管上的流量控制器驱动电机，将出水口与进水口连接；5s后，单片机输出指令启动水泵，当毛管流量控制器中的流量计记录的过水流量达到5L时，单片机输出指令，各毛管上的流量控制器驱动电机，将排水口与进水口连接；当所有流量控制器均完成水量输送后，单片机输出指令，关闭水泵（由于输水距离存在差别，每个毛管输送流量完成的时间也存在差别，但先后时差在10 s内，损失的水量较少）。

30s后开始输送液肥；单片机输出指令，水泵流量控制器驱动电机，将液肥进口与水泵接口连接；5s后单片机输出指令启动水泵，当毛管流量控制器中的流量计记录的流量达到0.2L时，单片机输出指令，毛管流量控制器驱动电机将出水口与接水口连接；当毛管流量控制器中的流量计记录的流量达到1.2L时，单片机输出指令，毛管流量控制器驱动电机将排水口与接水口连接；当所有流量控制器均完成液肥输送后，单片机输出指令，水泵流量控制器驱动电机，将水进口与水泵接口连接；当毛管流量控制器中的流量计记录的流量达到1.5L时，单片机输出指令，关闭水泵。

初次运行过后，下次再运行时，同时按下设定和确定按钮，即执行上一次设定的灌溉施肥指令；或点击设定按钮，选择灌水下限，即土壤传感器记录的土壤含水率超过8h低于设定的土壤含水率下限时，自动运行上一次设定的灌溉施肥指令。

总之，本申请提供的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，结构简单合理，安装使用方便。可实现桶栽试验中添加的水量以及液肥量的自动控制，可以大大降低实验人员的劳动强度，同时水量以及液肥量控制准确，值得大面积推广使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，包括：

液体增压组件；

第一水流控制组件，所述第一水流控制组件包括第一管体、第二管体、第三管体以及调节组件，所述第一管体上设置有流量计；所述第一管体的一端与所述液体增压组件的出水口相连，所述第二管体用于与试验桶相连；所述第三管体的一端开放；

控制组件，所述液体增压组件、所述调节组件以及所述流量计分别与所述控制组件电连接；所述控制组件用于根据通过所述流量计获取的流量数据控制所述液体增压组件的工作状态以及控制所述调节组件的位置状态，以便通过所述调节组件的位置状态的调节实现由所述第一管体与所述第二管体导通状态至所述第一管体与所述第三管体导通状态的切换。

2.根据权利要求1所述的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，所述调节组件包括水流调节器以及位于所述水流调节器内的两通阀，所述两通阀通过转动轴与所述水流调节器铰接；所述转动轴一端连接有传动齿轮，所述传动齿轮与直流电机的输出轴啮合相连；所述直流电机与所述控制组件电连接；

其中，所述两通阀包括两根阀管，两根所述阀管各自一端垂直相连，各自另一端具有外凸的圆弧面结构；所述第一管体、第二管体、第三管体各自一端均具有内陷的圆弧面结构并分别与所述两通阀相对；所述第二管体以及所述第三管体各自与所述两通阀相对的一端的轴线与所述第一管体与所述两通阀相对的一端的轴线垂直。

3.根据权利要求1所述的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，还包括第二水流控制组件，所述第二水流控制组件与所述第一水流控制组件具有相同结构；所述液体增压组件的进液口与所述第二水流控制组件的第一管体相连；所述第二水流控制组件的第二管体以及第三管体分别用于与水源以及液肥源相连。

4.根据权利要求1所述的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，所述第一水流控制组件包括多组，多组所述第一水流控制组件各自包含的第一管体分别与所述液体增压组件的出水口相连，多组所述第一水流控制组件各自包含的第二管体分别用于与多组试验桶一一对应的相连接。

5.根据权利要求4所述的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，所述液体增压组件的出水口连接有主干管，多组所述第一水流控制组件各自包含的第一管体分别通过毛管与所述主干管相连。

6.根据权利要求1所述的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，所述试验桶内设置有水分盐分传感器，所述水分盐分传感器与所述控制组件电连接。

7.根据权利要求1所述的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，所述控制组件包括单片机以及与所述单片机相连的液晶显示器。

8.根据权利要求7所述的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，所述控制组件还包括与所述单片机相连的控制键盘、流量数据按键以及传感器数据按键。

9.根据权利要求1至8任一项所述的用于桶栽试验的自动灌水施肥装置，其特征在于，所述液体增压组件为水泵。