CN110946057B - 一种农业用节水智能型污水灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农业用节水智能型污水灌溉装置,属于灌溉设备技术领域。装置主要包括底座、驱动电机一、污水处理箱体、灌溉元件、智能控制元件、蓄电池组;通过设置灌溉元件,可根据农作物的分布面积来调节灌溉范围,提高了灌溉的效率,均匀灌溉,同时,将水分呈水雾的形式喷洒至农作物,避免现有的水流灌溉造成水资源的浪费;通过智能控制元件对装置进行定位和导航,同时,对行进过程中的障碍物进行检测,避免发生碰撞等意外事故,还可对蓄电池组的电量进行检测,避免蓄电池组电量过低影响装置的正常运行,具有运行可靠、智能一体化的优点,适合大量推广。
Description
技术领域
本发明属于灌溉设备技术领域,具体涉及一种农业用节水智能型污水灌溉装置。
背景技术
随着社会的不断发展,科学的不断进步,各领域设备不断得到更新改进,其中在农业设备领域中,水利灌溉作为一个重要组成部分,为了保证作物正常生长,获取高产稳产,必须供给作物以充足的水分,在自然条件下,往往因降水量不足或分布的不均匀,不能满足作物对水分要求,因此,必须人为地进行灌溉,以补天然降雨之不足,灌溉,即用水浇地,灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候和土壤条件而定,要适时、适量,合理灌溉,其种类主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等。
生活污水是居民日常生活排出的废水,如果把我们所产生的生活污水全部收集起来并经处理后用于灌溉,每天可灌溉大量的农作物,不仅合理利用污水,而且避免水资源的浪费。
要充分发挥农田水利工程建设的效益,就必须提升节水灌溉能力,目前,市场上出现了各种各样的农业灌溉装置,但仍存在很多缺陷,具体如下:1)不能根据农作物分布的范围调节灌溉范围,造成水资源浪费;2)对污水进行过滤处理时,水流冲击力大,容易对过滤网造成较大冲击,降低装置使用寿命;3)对污水处理之后,过滤网拆卸困难,不能随时清理,容易造成堵塞,影响灌溉的正常运行;4)需要人为灌溉操作,智能化程度低。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明提供了一种节约水源、智能一体化的农业用节水智能型污水灌溉装置。
本发明的技术方案是:一种农业用节水智能型污水灌溉装置,主要包括底端设有移动轮且上端设有L型固定架的底座、与所述移动轮连接且驱动其移动的驱动电机一、设于所述底座上端且对污水净化处理的的污水处理箱体、设于所述L型固定架水平段的灌溉元件、控制整个装置正常运行的智能控制元件、与各个电气元件电性连接的蓄电池组;
所述灌溉元件包括竖直设于L型固定架水平段底端且侧壁沿周向均匀设有多个竖槽的固定滑杆、套接于所述固定滑杆外以及内壁沿周向设有与多个所述竖槽一一对应且滑动连接的滑块的滑动调节环、驱动滑动调节环上下滑动的驱动电机二、中心固定设于固定滑杆底端以及内壁沿周向设有与滑动调节环外壁连接的多个滑动连接杆的V型安装调节架、均匀设于所述V型安装调节架外壁以及通过连接管与所述污水处理箱体且连接处设有电磁阀的水雾喷头;
所述智能控制元件包括控制各个电气元件正常运行的控制器、与所述控制器电性连接的触摸屏、对本装置的行进路线进行定位和导航的GPS、用于障碍物检测的红外检测模块。
进一步地,所述底座底端通过伸缩杆连接有固定支座,上述伸缩杆连接有伸缩电机,所述固定支座底端设有防滑橡胶垫,且所述防滑橡胶垫底端均匀设有多个防滑橡胶球,通过固定支座对底座进行支撑,增加稳定性,避免本装置停止时发生滑动,造成伤亡事故,安全可靠。
进一步地,所述污水处理箱体包括上端设有添加口且内部水平设有过滤盘的过滤箱、与所述过滤箱底端连通且对污水进行厌氧处理的厌氧箱、与所述厌氧箱底端连通且对厌氧处理后的污水进行好氧处理的好氧箱、通过连接管与水雾喷头连接且用于存储处理后的水体的暂存储水箱,通过过滤箱对污水中的固体杂质过滤,避免造成管路堵塞,从而硬性灌溉工作的正常进行,通过厌氧箱和好氧箱对初步过滤处理的污水进行生化处理,出去污水中的有机污染物和重金属污染物,避免产生二次污染。
进一步地,所述添加口处设有缓冲筒,所述缓冲筒上端设有与外部贯通的缓冲腔,所述缓冲腔内均匀设有多个竖直挡水板,缓冲腔底端均匀设有多个波浪缓冲柱,且每个所述波浪缓冲柱上下两端分别与缓冲腔和过滤箱贯通连接,通过设置多个竖直挡水板降低进入缓冲筒内水流的冲击力,通过多个波浪缓冲柱的波浪形结构,对进入的水体冲击力进一步降低,避免水流冲击力对过滤盘造成冲击导致损坏,缩短装置使用寿命。
进一步地,所述过滤盘水平插设于过滤箱内并将过滤箱分为两个分别与过滤盘上下两端连接的扣接盘,且上述两个扣接盘通过连接柱连接,,过滤盘前后侧壁的上下两端分别设有滑条,所述扣接盘与过滤盘上下两端连接处分别设有与所述滑条滑动连接的凹槽,过滤盘侧壁设有拉手,通过拉手将过滤盘上下两端的滑条从过滤箱一段滑入凹槽内,直至过滤盘与扣接盘形成封闭结构,通过上述结构方便将过滤盘取出对过滤后的固体杂质进行清理,避免造成过滤盘堵塞,影响污水处理和灌溉效果,降低装置可靠性。
进一步地,所述过滤盘内由上至下水平设有多个目数依次增大的过滤网,且每个所述过滤网与过滤盘活动连接,通过多个目数不同的过滤网对污水中不同粒径的固体杂质进行过滤,增加污水处理效果。
进一步地,所述水雾喷头底端由内至外设有多个半径依次增大的圆环,且每个圆环上均匀设有多个喷孔,通过上述结构进行水雾灌溉,避免直接利用水流灌溉造成水资源的浪费,且通过多个半径依次增大的圆环增加每个水雾喷头灌溉范围。
更进一步地,所述智能控制元件还包括对蓄电池组的电量进行检测的电量检测模块、对装置的灌溉状况进行监控的摄像头和故障检测模块,通过电量检测模块避免蓄电池组电量过低影响装置的正常运行,通过摄像头对装置的灌溉情况进行监控,故障检测模块对装置运行过程中的故障信息进行检测,通过便于实时了解装置的运行工况,增加智能性和可靠性。
利用上述污水灌溉装置进行农业灌溉时,主要包括以下步骤:
(1)通过操作触摸屏将所需的灌溉路线提前输入,通过GPS对设定的路线进行导航,控制器控制启动驱动电机一,驱动电机一带动移动轮移动,当到达预设灌溉区域后,控制器控制驱动电机一关闭,装置停下,然后启动伸缩电机,伸缩电机驱动伸缩杆拉长,将固定支座支撑于底面对装置进行支撑;
(2)将需要处理的污水经过添加口添加至缓冲筒内,进入缓冲筒内的污水通过竖直挡水板降低其冲击力后,通过多个波浪缓冲柱对进入的水体冲击力进一步降低,然后进入过滤箱,通过多个过滤网对污水中不同粒径的固体杂质进行过滤,过滤之后进入厌氧箱进行厌氧处理,通过厌氧处理后的水体进入好氧箱进行好氧处理,经过上述处理之后进入储水箱备用,在上述过程中,当过滤网使用一段时间后,通过拉手将过滤盘上下两端的滑条从对应的凹槽内滑出,将过滤盘取出进行清理,然后重新放入待用;
(3)进行灌溉时,根据所要农作物的面积调节装置的灌溉面积,具体为:控制器控制驱动电机二启动,驱动电机二带动滑动调节环上的滑块在竖槽内向上或向下滑动,从而带动多个滑动连接杆也向上或向下滑动,来调节V型安装调节架的展开面积,完成灌溉面积大小的调节,当滑动连接杆向上滑动时,使得V型安装调节架向上收缩,其展开面积减小,从而使灌溉面积减小,当滑动连接杆向下滑动时,使得V型安装调节架向下展开,其展开面积增大,从而使灌溉面积增大;
(4)利用步骤中的方法对灌溉面积进行调节的同时,控制器还可根据灌溉面积的大小,控制水雾喷头打开的数量,具体操作是打开或关闭对应的水雾喷头上的电磁阀,当灌溉面积调节合适后,将暂存储水箱内处理好的水经过水雾喷头喷出形成水雾,利用上述水雾对农作物进行灌溉;
(5)灌溉结束后,控制器控制伸缩电机启动,伸缩电机驱动伸缩杆压缩,将固定支座悬空,启动驱动电机一,驱动电机一带动移动轮返回即可。
本发明的有益效果是:本发明提供一种农业用节水智能型污水灌溉装置,具备以下的优点:
1、本发明通过设置灌溉元件,可根据农作物的分布面积来调节灌溉范围,提高了灌溉的效率,利用水雾喷头的圆环形结构,可以进行均匀灌溉,同时,利用水雾喷头将水分呈水雾的形式喷洒至农作物,避免现有的水流灌溉造成水资源的浪费。
2、本发明通过在添加口处设有缓冲筒对进入的水流进行缓冲,降低水流对过滤盘的冲击力,避免对过滤盘造成损坏,缩短装置的使用寿命。
3、本发明通过设置可拆卸的过滤盘,方便及时清理过滤盘上的杂质,保证装置的正常运行,且过滤盘上设有多个目数依次增大的过滤网,对污水中不同粒径的固体杂质充分过滤,避免对装置内的各个管路造成堵塞,增加装置的可靠性。
4、本发明通过GPS对装置进行定位和导航,利用红外检测模块对行进过程中的障碍物进行检测,避免发生碰撞等意外事故,通过电量检测模块对蓄电池组的电量进行检测,避免蓄电池组电量过低影响装置的正常运行,具有运行可靠、智能一体化的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的过滤盘与过滤箱的连接图;
图3是本发明的过滤盘的结构示意图;
图4是本发明的固定滑杆的结构示意图;
图5是本发明的滑动调节环的结构示意图;
图6是本发明的水雾喷头的结构示意图;
图7是本发明的电气连接图。
其中,1-底座、10-移动轮、11-L型固定架、12-固定支座、120-防滑橡胶垫、121-防滑橡胶球、13-伸缩电机、2-驱动电机一、3-污水处理箱体、30-过滤箱、300-添加口、301-过滤盘、3010-滑条、3011-拉手、3012-过滤网、302-缓冲筒、3020-缓冲腔、3021-竖直挡水板、3022-波浪缓冲柱、303-扣接盘、3031-凹槽、31-厌氧箱、32-好氧箱、33-暂存储水箱、4-灌溉元件、40-固定滑杆、400-竖槽、41-滑动调节环、410-滑块、42-驱动电机二、43-V型安装调节架、430-滑动连接杆、44-水雾喷头、440-电磁阀、441-圆环、4410-喷孔、5-智能控制元件、50-控制器、51-触摸屏、52-GPS、53-红外检测模块、54-电量检测模块、55-摄像头、56-故障检测模块、6-蓄电池组。
具体实施方式
实施例:如图1所示的一种农业用节水智能型污水灌溉装置,主要包括底端设有移动轮10且上端设有L型固定架11的底座1、与移动轮10连接且驱动其移动的驱动电机一2、设于底座1上端且对污水净化处理的的污水处理箱体3、设于L型固定架11水平段的灌溉元件4、控制整个装置正常运行的智能控制元件5、与各个电气元件电性连接的蓄电池组6;
底座1底端通过伸缩杆连接有固定支座12,上述伸缩杆连接有伸缩电机13,固定支座12底端设有防滑橡胶垫120,且防滑橡胶垫120底端均匀设有10个防滑橡胶球121,通过固定支座12对底座12进行支撑,增加稳定性,避免本装置停止时发生滑动,造成伤亡事故,安全可靠;
污水处理箱体3包括上端设有添加口300且内部水平设有过滤盘301的过滤箱30、与过滤箱30底端连通且对污水进行厌氧处理的厌氧箱31、与厌氧箱31底端连通且对厌氧处理后的污水进行好氧处理的好氧箱32、通过连接管与水雾喷头44连接且用于存储处理后的水体的暂存储水箱33,通过过滤箱30对污水中的固体杂质过滤,避免造成管路堵塞,从而硬性灌溉工作的正常进行,通过厌氧箱31和好氧箱32对初步过滤处理的污水进行生化处理,出去污水中的有机污染物和重金属污染物,避免产生二次污染,添加口300处设有缓冲筒302,缓冲筒302上端设有与外部贯通的缓冲腔3020,缓冲腔3020内均匀设有4个竖直挡水板3021,缓冲腔3020底端均匀设有6个波浪缓冲柱3022,且每个波浪缓冲柱3022上下两端分别与缓冲腔3020和过滤箱30贯通连接,通过设置4个竖直挡水板3021降低进入缓冲筒302内水流的冲击力,通过6个波浪缓冲柱3022的波浪形结构,对进入的水体冲击力进一步降低,避免水流冲击力对过滤盘301造成冲击导致损坏,缩短装置使用寿命,如图2所示,过滤盘301水平插设于过滤箱30内并将过滤箱30分为两个分别与过滤盘301上下两端连接的扣接盘303,且上述两个扣接盘303通过连接柱连接,如图3所示,过滤盘301前后侧壁的上下两端分别设有滑条3010,扣接盘303与过滤盘301上下两端连接处分别设有与滑条3010滑动连接的凹槽3031,过滤盘301侧壁设有拉手3011,通过拉手3011将过滤盘301上下两端的滑条3010从过滤箱30一段滑入凹槽3031内,直至过滤盘301与扣接盘303形成封闭结构,通过上述结构方便将过滤盘301取出对过滤后的固体杂质进行清理,避免造成过滤盘301堵塞,影响污水处理和灌溉效果,降低装置可靠性,过滤盘301内由上至下水平设有3个目数依次增大的过滤网3012,且每个过滤网3012与过滤盘301活动连接,通过3个目数不同的过滤网3012对污水中不同粒径的固体杂质进行过滤,增加污水处理效果;
如图4、5所示,灌溉元件4包括竖直设于L型固定架11水平段底端且侧壁沿周向均匀设有4个竖槽400的固定滑杆40、套接于固定滑杆40外以及内壁沿周向设有与4个竖槽400一一对应且滑动连接的滑块410的滑动调节环41、驱动滑动调节环41上下滑动的驱动电机二42、中心固定设于固定滑杆40底端以及内壁沿周向设有与滑动调节环41外壁连接的4个滑动连接杆430的V型安装调节架43、均匀设于V型安装调节架43外壁以及通过连接管与污水处理箱体3且连接处设有电磁阀440的水雾喷头44,如图6所示,水雾喷头44底端由内至外设有3个半径依次增大的圆环441,且每个圆环441上均匀设有15个喷孔4410,通过上述结构进行水雾灌溉,避免直接利用水流灌溉造成水资源的浪费,且通过3个半径依次增大的圆环441增加每个水雾喷头44灌溉范围;
智能控制元件5包括控制各个电气元件正常运行的控制器50、与控制器50电性连接的触摸屏51、对本装置的行进路线进行定位和导航的GPS52、用于障碍物检测的红外检测模块53、对蓄电池组6的电量进行检测的电量检测模块54、对装置的灌溉状况进行监控的摄像头55和故障检测模块56,通过电量检测模块54避免蓄电池组6电量过低影响装置的正常运行,通过摄像头55对装置的灌溉情况进行监控,故障检测模块56对装置运行过程中的故障信息进行检测,通过便于实时了解装置的运行工况,增加智能性和可靠性,其中,伸缩电机13、驱动电机一2以及驱动电机二42的型号为DLGM13-N10VA,控制器50的型号为STM32单片机、GPS 52的是由Podofo生产,型号为T01,红外检测模块53为红外线传感器,型号为MLX90621。
利用上述污水灌溉装置进行农业灌溉时,主要包括以下步骤:
(1)通过操作触摸屏51将所需的灌溉路线提前输入,通过GPS52对设定的路线进行导航,控制器50控制启动驱动电机一2,驱动电机一2带动移动轮10移动,当到达预设灌溉区域后,控制器50控制驱动电机一2关闭,装置停下,然后启动伸缩电机13,伸缩电机13驱动伸缩杆拉长,将固定支座12支撑于底面对装置进行支撑;
(2)将需要处理的污水经过添加口300添加至缓冲筒302内,进入缓冲筒302内的污水通过竖直挡水板3021降低其冲击力后,通过多个波浪缓冲柱3022对进入的水体冲击力进一步降低,然后进入过滤箱30,通过多个过滤网3012对污水中不同粒径的固体杂质进行过滤,过滤之后进入厌氧箱31进行厌氧处理,通过厌氧处理后的水体进入好氧箱32进行好氧处理,经过上述处理之后进入储水箱33备用,在上述过程中,当过滤网3012使用一段时间后,通过拉手3011将过滤盘301上下两端的滑条3010从对应的凹槽3031内滑出,将过滤盘301取出进行清理,然后重新放入待用;
(3)进行灌溉时,根据所要农作物的面积调节装置的灌溉面积,具体为:控制器50控制驱动电机二42启动,驱动电机二42带动滑动调节环41上的滑块410在竖槽400内向上或向下滑动,从而带动多个滑动连接杆430也向上或向下滑动,来调节V型安装调节架43的展开面积,完成灌溉面积大小的调节,当滑动连接杆430向上滑动时,使得V型安装调节架43向上收缩,其展开面积减小,从而使灌溉面积减小,当滑动连接杆430向下滑动时,使得V型安装调节架43向下展开,其展开面积增大,从而使灌溉面积增大;
(4)利用步骤3中的方法对灌溉面积进行调节的同时,控制器50还可根据灌溉面积的大小,控制水雾喷头44打开的数量,具体操作是打开或关闭对应的水雾喷头44上的电磁阀440,当灌溉面积调节合适后,将暂存储水箱33内处理好的水经过水雾喷头44喷出形成水雾,利用上述水雾对农作物进行灌溉;
(5)灌溉结束后,控制器50控制伸缩电机13启动,伸缩电机13驱动伸缩杆压缩,将固定支座12悬空,启动驱动电机一2,驱动电机一2带动移动轮10返回即可。
Claims (2)
1.一种农业用节水智能型污水灌溉装置,其特征在于,主要包括底端设有移动轮(10)且上端设有L型固定架(11)的底座(1)、与所述移动轮(10)连接且驱动其移动的驱动电机一(2)、设于所述底座(1)上端且对污水净化处理的的污水处理箱体(3)、设于所述L型固定架(11)水平段的灌溉元件(4)、控制整个装置正常运行的智能控制元件(5)、与各个电气元件电性连接的蓄电池组(6);
所述灌溉元件(4)包括竖直设于L型固定架(11)水平段底端且侧壁沿周向均匀设有多个竖槽(400)的固定滑杆(40)、套接于所述固定滑杆(40)外以及内壁沿周向设有与多个所述竖槽(400)一一对应且滑动连接的滑块(410)的滑动调节环(41)、驱动滑动调节环(41)上下滑动的驱动电机二(42)、中心固定设于固定滑杆(40)底端以及内壁沿周向设有与滑动调节环(41)外壁连接的多个滑动连接杆(430)的V型安装调节架(43)、均匀设于所述V型安装调节架(43)外壁以及通过连接管与所述污水处理箱体(3)且连接处设有电磁阀(440)的水雾喷头(44);
所述智能控制元件(5)包括控制各个电气元件正常运行的控制器(50)、与所述控制器(50)电性连接的触摸屏(51)、对本装置的行进路线进行定位和导航的GPS(52)、用于障碍物检测的红外检测模块(53);
所述底座(1)底端通过伸缩杆连接有固定支座(12),上述伸缩杆连接有伸缩电机(13),所述固定支座(12)底端设有防滑橡胶垫(120),且所述防滑橡胶垫(120)底端均匀设有多个防滑橡胶球(121);
所述污水处理箱体(3)包括上端设有添加口(300)且内部水平设有过滤盘(301)的过滤箱(30)、与所述过滤箱(30)底端连通且对污水进行厌氧处理的厌氧箱(31)、与所述厌氧箱(31)底端连通且对厌氧处理后的污水进行好氧处理的好氧箱(32)、通过连接管与水雾喷头(44)连接且用于存储处理后的水体的暂存储水箱(33);
所述添加口(300)处设有缓冲筒(302),所述缓冲筒(302)上端设有与外部贯通的缓冲腔(3020),所述缓冲腔(3020)内均匀设有多个竖直挡水板(3021),缓冲腔(3020)底端均匀设有多个波浪缓冲柱(3022),且每个所述波浪缓冲柱(3022)上下两端分别与缓冲腔(3020)和过滤箱(30)贯通连接;
所述过滤盘(301)水平插设于过滤箱(30)内并将过滤箱(30)分为两个分别与过滤盘(301)上下两端连接的扣接盘(303),且上述两个扣接盘(303)通过连接柱连接,过滤盘(301)前后侧壁的上下两端分别设有滑条(3010),所述扣接盘(303)与过滤盘(301)上下两端连接处分别设有与所述滑条(3010)滑动连接的凹槽(3031),过滤盘(301)侧壁设有拉手(3011);
所述过滤盘(301)内由上至下水平设有多个目数依次增大的过滤网(3012),且每个所述过滤网(3012)与过滤盘(301)活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种农业用节水智能型污水灌溉装置,其特征在于,所述水雾喷头(44)底端由内至外设有多个半径依次增大的圆环(441),且每个圆环(441)上均匀设有多个喷孔(4410)。
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