CN110876333A - 一种灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌溉装置，属于灌溉技术领域，其包括灌溉机构和移动装置，灌溉机构用于对栽培容器中种植区的植物进行灌溉，移动装置能够与灌溉机构相连接，通过所述移动装置，所述灌溉机构能够在所述栽培容器中种植区移动。本发明能够对栽培容器中植物进行高通量灌溉，提高了灌溉的工作效率。

Description

一种灌溉装置

技术领域

本发明属于灌溉技术领域，具体涉及一种灌溉装置。

背景技术

植物生长过程中需要水分及其他流体如营养液等。其中，水是植物体的重要组成部分，植物对营养物质的吸收和运输，以及光合、呼吸、蒸腾等生理作用，都必须在有水分的参与下进行。营养液是影响植物生长发育，形态结构，繁殖以及种子等传播的重要因素。

现有的栽培容器灌溉方式，多数灌溉装置为自上而下或左右侧面方向对生长于扁平容器内的植物根系进行喷灌。德国尤利西研究中心研发的基于扁平土培容器灌溉装置，需将多个灌溉管道固定于支撑座，可实现植株的精准化灌溉，但是每个栽培容器对应多个灌溉管道，随着栽培容器的增加，灌溉管道的布置工作量也随之增加。美国卡内基研究所对每个扁平容器单独自动化搬运至灌溉区，采用蠕动泵对每个扁容器进行横向往返运动灌溉，但是该方法需要对扁容器进行搬运，搬运过程根系暴露于光照环境，对根系的生长造成影响，一次只能对一个扁平容器进行灌溉且搬运也需要消耗运输时间，但其只适用于单个扁容器内植株的灌溉在通量和效率方面都有所缺陷。

综上所述，现存的灌溉系统对植株进行灌溉，在高通量灌溉方面存在缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够对栽培容器中植物进行高通量灌溉的灌溉装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种灌溉装置，包括：

—用于对栽培容器中种植区的植物进行灌溉的灌溉机构；以及

—能够与所述灌溉机构相连接的移动装置，通过所述移动装置，所述灌溉机构能够在所述栽培容器中种植区移动。

在上述技术方案中，在对栽培容器中植物进行灌溉时，灌溉机构在移动装置的作用下能够在栽培容器中种植区移动，从而对栽培容器中种植区完成更多的灌溉，达到高通量、高效灌溉的目的。

进一步地，所述移动装置包括与所述灌溉机构相连接的滑动机构；通过所述滑动机构，所述灌溉机构能够在所述栽培容器中种植区移动，采用滑动的方式，实现灌溉机构的移动。

进一步地，所述移动装置还包括高度调节机构，所述滑动机构通过所述高度调节机构与所述灌溉机构相连接；通过所述高度调节机构，所述灌溉机构能够实现灌溉高度的调整，使得灌溉机构能够对栽培容器中不同高度的植物也能进行灌溉。

进一步地，所述滑动机构包括支撑框架、轨道架和滑块，所述轨道架具有位于所述栽培容器中种植区上方的滑动轨道，所述滑动轨道沿着所述栽培容器中种植区布置，所述轨道架固定连接在所述支撑框架上，所述滑块滑动连接在所述滑动轨道上，并且所述滑块与所述灌溉机构相连接，通过所述滑块在所述滑动轨道上滑动，所述灌溉机构在所述栽培容器中种植区移动，该滑动机构结构简单、实用。

进一步地，所述支撑框架的下端嵌设在所述栽培容器上，提供一种支撑框架的安装方式。

进一步地，所述高度调节机构包括：

—位于所述滑块下方的横向连接架；

—上端安装在所述横向连接架上的轴套；

—上端固定连接在所述滑块上且下端穿过所述横向连接架、所述轴套内圈的连接轴；

—固定在所述连接轴下端的限位板；

—安装在所述滑块上的第一驱动装置；

—与所述第一驱动装置相连接的第一转动轴；

—凸轮，所述凸轮包括转动部以及沿着所述转动部的边缘凸出的凸出部，所述凸轮的转动部固定套设在所述第一转动轴；

—连接所述凸轮的凸出部和所述横向连接架的连动件；

所述第一驱动装置驱动所述第一转动轴转动，所述凸轮通过旋转来带动所述连动件上下移动，使得所述轴套和所述横向连接架沿着所述连接轴相应地向上或者向下移动，所述限位板用于限制所述轴套和所述横向连接架继续向下移动，该高度调节机构能够电动实现灌溉机构的灌溉高度调节。

进一步地，所述灌溉机构包括：

—用于储存流体的容器，所述容器安装在所述支撑框架上；

—用于输送流体的泵，所述泵也安装在所述支撑框架上；

—朝着所述栽培容器中种植区的植物喷射流体的喷嘴；

—用于安装所述喷嘴的竖向连接架，所述竖向连接架固定连接在所述横向连接架上；以及

—用于将所述喷嘴、所述容器分别与所述泵相连接的软管，通过所述泵，所述容器内的流体借助所述软管由所述喷嘴喷出，该灌溉机构结构简单、实用。

进一步地，所述灌溉机构还包括驱使所述喷嘴竖直转动的转动机构，所述转动机构包括：

—固定在所述竖向连接架上的第二驱动装置；

—水平设置且一端与所述第二驱动装置相连接的第二转动轴；

—一端固定套设在所述第二转动轴的另一端上的第一连杆；

—与所述第一连杆相平行且一端与所述第一连杆相铰接的第二连杆；以及

—铰接在所述竖向连接架上且一端与所述第二连杆的另一端相铰接的第三连杆，所述第三连杆上安装有所述喷嘴；所述第二驱动装置驱动所述第二转动轴转动，所述第二转动轴通过所述第一连杆带动所述第二连杆转动，随之所述喷嘴和第三连杆一起竖直转动，通过该转动机构，能够使从喷嘴中的流体从不同角度喷射出，这样扩大了喷嘴的灌溉范围。

进一步地，所述转动机构的数量和所述喷嘴的数量相等均为四个，每两个相对称布置的所述转动机构为一组，通过该设计布局，达到对栽培容器中种植区的合理灌溉。

进一步地，所述灌溉装置还包括控制器，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述泵分别与所述控制器相连接，采用控制器统一控制，实现了自动化灌溉。

综上所述，本发明灌溉装置通过移动装置与灌溉机构的相互配合，实现了在栽培容器位置固定的情况下，灌溉机构具有可移动、非固定式特点，整个灌溉装置基于模块化高效率的设计理念，达到对植株灵活灌溉的目的，满足高通量和精准化的灌溉要求，提高了灌溉效率。

附图说明

图1是本发明的三维图

图2是滑动机构的结构示意图；

图3是高度调节机构的结构示意图；

图4是本发明的正视图；

图5是转动机构与喷嘴的连接示意图；

图中：10、灌溉机构；101、容器；102、泵；103、喷嘴；104、竖向连接架；105、软管；106、转动机构；1061、第二驱动装置；1062、第二转动轴；1063、第一连杆；1064、第二连杆；1065、第三连杆；11、移动装置；111、滑动机构；1111、支撑框架；1112、轨道架；1113、滑块；112、高度调节机构；1121、横向连接架；1122、轴套；1123、连接轴；1124、限位板；1125、第一驱动装置；1126、第一转动轴；1127、凸轮；11271、转动部；11272、凸出部；1128、连动件；12、栽培容器；13、控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明灌溉装置的实施方式作详细说明。

如图1所示，一种灌溉装置包括灌溉机构10和移动装置11，灌溉机构10用于对栽培容器12中种植区的植物进行灌溉，移动装置11能够与灌溉机构10相连接，通过移动装置11，灌溉机构10能够在栽培容器12中种植区移动。

在对栽培容器12中植物进行灌溉时，灌溉机构10在移动装置11的作用下能够在栽培容器12中种植区移动，从而对栽培容器12中种植区完成更多的灌溉，达到高通量灌溉的目的，其中高通量表示在一定时间段内，可以灌溉更多的植物。

如图2所示，其中，该移动装置11优选采用滑动机构111，该滑动机构111与灌溉机构10相连接，通过滑动机构111，灌溉机构10能够在栽培容器12中种植区移动。

优选地，该滑动机构111包括支撑框架1111、轨道架1112和滑块1113，整个支撑框架1111大致呈长方体状，支撑框架1111包括横架11111以及固定连接在横架11111上的竖架11112，竖架11112环绕横架11111的边缘布置，竖架11112用于支撑横架11111，轨道架1112固定连接在横架11111上，整个支撑框架1111的下端嵌设在栽培容器12上，即竖架的下端插入栽培容器12顶部的嵌入插口，实现支撑框架1111安装在栽培容器12上。轨道架1112包括固定板11121以及悬挂在固定板11121下方的轨道板11122，固定板11121和轨道板11122均水平放置、呈长条形且沿着栽培容器12中种植区布置，尤其是沿着栽培容器12中种植区的纵向布置，其中，轨道板11122位于栽培容器12中种植区上方，并且轨道板11122作为轨道架1112的滑动轨道，固定板固定在横架上，这样轨道架1112就固定连接在支撑框架1111上，滑块1113具有滑动孔，轨道板穿过滑块1113的滑动孔，由此滑块1113滑动连接在滑动轨道上，并且滑块1113与灌溉机构10相连接，通过滑块1113在滑动轨道上滑动，灌溉机构10在栽培容器12中种植区移动，该滑动机构111结构简单、实用。

如图3所示，为了使灌溉机构10能够对栽培容器12中不同高度的植物也能进行灌溉，移动装置11中增设了高度调节机构112，滑动机构111通过高度调节机构112与灌溉机构10相连接；通过高度调节机构112，灌溉机构10能够实现灌溉高度的调整。

优选地，该高度调节机构112包括横向连接架1121、轴套1122、连接轴1123、限位板1124、第一驱动装置1125、第一转动轴1126、凸轮1127和连动件1128，其中，横向连接架1121位于滑块1113下方且沿着栽培容器12中种植区的横向水平布置。轴套1122的上端安装在横向连接架1121上。连接轴1123的上端固定连接在滑块1113上且下端穿过横向连接架1121以及轴套1122内圈。限位板1124固定在连接轴1123下端，限位板1124的尺寸大于轴套1122的内圈直径。第一驱动装置1125安装在滑块1113上。第一转动轴1126与第一驱动装置1125相连接。凸轮1127包括转动部11271以及沿着转动部11271的边缘凸出的凸出部11272，凸轮1127的转动部11271固定套设在第一转动轴1126。连动件1128连接凸轮1127的凸出部11272和横向连接架1121，连动件1128与该两者的连接可以采用转动连接，连动件1128可以是长条形的连动板。第一驱动装置1125驱动第一转动轴1126转动，凸轮1127通过旋转来带动连动件1128上下移动，使得轴套1122和横向连接架1121沿着连接轴1123相应地向上或者向下移动，限位板1124用于限制轴套1122和横向连接架1121继续向下移动，该高度调节机构112能够电动实现灌溉机构10的灌溉高度调节。该第一驱动装置1125可以是驱动电机。

如图4所示，优选地，该灌溉机构10包括容器101、泵102、喷嘴103、竖向连接架和软管105，其中，容器101用于储存流体，如水、营养液等，容器101安装在支撑框架1111上。泵102用于输送流体，泵102也安装在支撑框架1111上，泵102优选为蠕动泵102。喷嘴103朝着栽培容器12中种植区的植物喷射流体。竖向连接架104用于安装喷嘴103的竖向连接架104，竖向连接架104固定连接在横向连接架1121上。软管105用于将喷嘴103、容器101分别与泵102相连接，软管105可以在喷嘴103移动的过程中调整形态，软管105可以采用橡胶管。通过泵102，容器101内的流体借助软管105由喷嘴103喷出，该灌溉机构10结构简单、实用。

如图5所示，为了能够使从喷嘴103中的流体从不同角度喷射出，这样扩大了喷嘴103的灌溉范围，增设了转动机构106，转动机构106包括第二驱动装置1061、第二转动轴1062、第一连杆1063、第二连杆1064和第三连杆1065，第二驱动装置1061固定在竖向连接架104上，第二驱动装置1061可以采用驱动电机。第二转动轴1062水平设置且一端与第二驱动装置1061相连接。第一连杆1063一端固定套设在第二转动轴1062的另一端上。第二连杆1064与第一连杆1063相平行且一端与第一连杆1063相铰接。第三连杆1065铰接在竖向连接架104上且一端与第二连杆1064的另一端相铰接，第三连杆1065上安装有喷嘴103。第二驱动装置1061驱动第二转动轴1062转动，第二转动轴1062通过第一连杆1063带动第二连杆1064转动，随之喷嘴103和第三连杆1065一起竖直转动，通过该转动机构106，驱使喷嘴103竖直转动，通过调整喷嘴103的喷射角度，能够对栽培容器12中植物不同部位进行灌溉。

为了对栽培容器12中种植区的合理灌溉，提高灌溉的效率，转动机构106的数量和喷嘴103的数量相等均为四个，每两个相对称布置的转动机构106为一组，这样整个灌溉装置不仅在栽培容器12中种植区横向的灌溉范围更广，而且提高了灌溉的通量。

如图4所示，为了实现了自动化灌溉，增设了控制器13，第一驱动装置1125、第二驱动装置1061、泵102分别与控制器13相连接，采用控制器13统一控制，控制器13优选包括龙PLC和STM32单片机。

本发明灌溉装置通过移动装置11与灌溉机构10的相互配合，实现了在栽培容器12位置固定的情况下，灌溉机构10具有可移动、非固定式特点，整个灌溉装置基于模块化高效率的设计理念，设置了滑动机构111、高度调节机构112和带有转动机构106的灌溉机构10以及相配套的基于多行多排扁根盒的栽培容器12，能够对不同方向、不同高度、不同部位的植株进行精准灌溉，达到对植株灵活灌溉的目的，满足高通量和精准化的灌溉要求，提高了灌溉效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种灌溉装置，其特征是，包括：

—用于对栽培容器(12)中种植区的植物进行灌溉的灌溉机构(10)；以及

—能够与所述灌溉机构(10)相连接的移动装置(11)，通过所述移动装置(11)，所述灌溉机构(10)能够在所述栽培容器(12)中种植区移动。

2.根据权利要求1所述的灌溉装置，其特征是：所述移动装置(11)包括与所述灌溉机构(10)相连接的滑动机构(111)；通过所述滑动机构(111)，所述灌溉机构(10)能够在所述栽培容器(12)中种植区移动。

3.根据权利要求2所述的灌溉装置，其特征是：所述移动装置(11)还包括高度调节机构(112)，所述滑动机构(111)通过所述高度调节机构(112)与所述灌溉机构(10)相连接；通过所述高度调节机构(112)，所述灌溉机构(10)能够实现灌溉高度的调整。

4.根据权利要求2或3所述的灌溉装置，其特征是：所述滑动机构(111)包括支撑框架(1111)、轨道架(1112)和滑块(1113)，所述轨道架(1112)具有位于所述栽培容器(12)中种植区上方的滑动轨道，所述滑动轨道沿着所述栽培容器(12)中种植区布置，所述轨道架(1112)固定连接在所述支撑框架(1111)上，所述滑块(1113)滑动连接在所述滑动轨道上，并且所述滑块(1113)与所述灌溉机构(10)相连接，通过所述滑块(1113)在所述滑动轨道上滑动，所述灌溉机构(10)在所述栽培容器(12)中种植区移动。

5.根据权利要求4所述的灌溉装置，其特征是：所述支撑框架(1111)的下端嵌设在所述栽培容器(12)上。

6.根据权利要求4所述的灌溉装置，其特征是：所述高度调节机构(112)包括：

—位于所述滑块(1113)下方的横向连接架(1121)；

—上端安装在所述横向连接架(1121)上的轴套(1122)；

—上端固定连接在所述滑块(1113)上且下端穿过所述横向连接架(1121)、所述轴套(1122)内圈的连接轴(1123)；

—固定在所述连接轴(1123)下端的限位板(1124)；

—安装在所述滑块(1113)上的第一驱动装置(1125)；

—与所述第一驱动装置(1125)相连接的第一转动轴(1126)；

—凸轮(1127)，所述凸轮(1127)包括转动部(11271)以及沿着所述转动部(11271)的边缘凸出的凸出部(11272)，所述凸轮(1127)的转动部(11271)固定套设在所述第一转动轴(1126)；

—连接所述凸轮(1127)的凸出部(11272)和所述横向连接架(1121)的连动件(1128)；

所述第一驱动装置(1125)驱动所述第一转动轴(1126)转动，所述凸轮(1127)通过旋转来带动所述连动件(1128)上下移动，使得所述轴套(1122)和所述横向连接架(1121)沿着所述连接轴(1123)相应地向上或者向下移动，所述限位板(1124)用于限制所述轴套(1122)和所述横向连接架(1121)继续向下移动。

7.根据权利要求6所述的灌溉装置，其特征是：所述灌溉机构(10)包括：

—用于储存流体的容器(101)，所述容器(101)安装在所述支撑框架(1111)上；

—用于输送流体的泵(102)，所述泵(102)也安装在所述支撑框架(1111)上；

—朝着所述栽培容器(12)中种植区的植物喷射流体的喷嘴(103)；

—用于安装所述喷嘴(103)的竖向连接架（104），所述竖向连接架（104）固定连接在所述横向连接架(1121)上；以及

—用于将所述喷嘴(103)、所述容器(101)分别与所述泵(102)相连接的软管(105)，通过所述泵(102)，所述容器(101)内的流体借助所述软管(105)由所述喷嘴(103)喷出。

8.根据权利要求7所述的灌溉装置，其特征是：所述灌溉机构(10)还包括驱使所述喷嘴(103)竖直转动的转动机构(106)，所述转动机构(106)包括：

—固定在所述竖向连接架（104）上的第二驱动装置(1061)；

—水平设置且一端与所述第二驱动装置(1061)相连接的第二转动轴(1062)；

—一端固定套设在所述第二转动轴(1062)的另一端上的第一连杆(1063)；

—与所述第一连杆(1063)相平行且一端与所述第一连杆(1063)相铰接的第二连杆(1064)；以及

—铰接在所述竖向连接架（104）上且一端与所述第二连杆(1064)的另一端相铰接的第三连杆(1065)，所述第三连杆(1065)上安装有所述喷嘴(103)；所述第二驱动装置(1061)驱动所述第二转动轴(1062)转动，所述第二转动轴（1062）通过所述第一连杆(1063)带动所述第二连杆(1064)转动，随之所述喷嘴(103)和第三连杆(1065)一起竖直转动。

9.根据权利要求8所述的灌溉装置，其特征是：所述转动机构(106)的数量和所述喷嘴(103)的数量相等均为四个，每两个相对称布置的所述转动机构(106)为一组。

10.根据权利要求9所述的灌溉装置，其特征是：所述灌溉装置还包括控制器(13)，所述第一驱动装置(1125)、所述第二驱动装置(1061)、所述泵(102)分别与所述控制器(13)相连接。

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