CN111280023A - 一种用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，包括底座、水泵、固定盒、平台、驱动箱、灌溉机构、驱动机构、固定管和活动管，驱动机构包括第一电机、丝杆、套管、移动块、第一齿轮、第二齿轮、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件，灌溉机构包括横管和两个灌溉组件，灌溉组件包括喷头、软管、挤压盒和连接管，该用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置利用驱动机构带动活动管进行转动的同时绕着自身轴线升降移动，使得活动管顶板的喷头升降移动并转动，扩大喷头喷出的水流的浇灌范围，不仅如此，灌溉机构中通过挤压软管改变软管横截面积，调节喷头喷出的水流速度，进一步扩大了灌溉范围，提高了设备的实用性。

Description

一种用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置

技术领域

本发明涉及水利工程领域，特别涉及一种用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置。

背景技术

农业水利灌溉为地补充作物所需水分的技术措施。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、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。

现有的农业灌溉设备中，浇灌方向、位置和水流的速度固定不变，导致灌溉范围有限，设备无法实现大面积的均匀灌溉，且没有很好的灵活性，使得农业喷洒灌溉存在一定的盲区，进而降低了现有的水利灌溉装置的实用性。

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，提供一种用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，包括底座、水泵、固定盒、平台、驱动箱、灌溉机构、驱动机构、固定管和活动管，所述水泵固定在底座的下方，所述固定管固定在底座的上方，所述平台通过固定盒固定在底座的上方，所述水泵与固定管的底端连通，所述固定管位于固定盒的内侧，所述固定管的顶端的外周与活动管的底端的内壁密封连接，所述驱动箱固定在平台的上方，所述活动管的顶端依次穿过平台和驱动箱与灌溉机构连接，所述驱动机构位于驱动箱内，所述驱动机构与活动管传动连接，所述驱动箱上设有控制器，所述控制器内设有PLC，所述水泵与PLC电连接；

所述驱动机构包括第一电机、丝杆、套管、移动块、第一齿轮、第二齿轮、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件，所述第一电机和套管均固定在驱动箱内，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套管内，所述移动块套设在丝杆上，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，所述移动块通过第一连接组件与第一齿轮连接，所述第一齿轮通过第二连接组件与丝杆连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮同轴固定在活动管上，所述移动块通过第三连接组件与活动管连接；

所述灌溉机构包括横管和两个灌溉组件，所述横管的中心处固定在活动管的顶端，两个灌溉组件分别位于横管的两端，所述灌溉组件包括喷头、软管、挤压盒和连接管，所述喷头通过软管与横管连通，所述喷头通过连接管与横管固定连接，所述软管位于连接管的内侧，所述挤压盒位于连接管的上方，所述挤压单元设置在挤压盒内，所述软管的下表面与连接管的底部固定连接。

作为优选，为了便于实现第一齿轮与连接块的同步升降移动，所述第一连接组件包括环形槽和若干滑块，所述环形槽固定在移动块上，所述滑块周向均匀分布在第一齿轮上，所述滑块与环形槽滑动连接，所述环形槽为燕尾槽。

作为优选，为了便于实现丝杆与第一齿轮同步转动，所述第二连接组件包括若干连接单元，所述连接单元包括滑槽和滑动块，所述滑槽设置在丝杆的表面，所述滑槽与丝杆的轴线平行，所述滑动块固定在第一齿轮的内侧，所述滑动块与滑槽滑动连接。

作为优选，为了实现活动管与移动块同步升降移动，所述第三连接组件包括连接环和两个夹板，所述连接环与移动块固定连接，两个夹板分别抵靠在连接环的上方和下方，所述夹板固定在活动管上。

作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。

作为优选，为了实现移动块的稳定移动，所述驱动箱内还设有固定轴，所述移动块套设在固定轴上。

作为优选，为了挤压软管，所述挤压单元包括压板、第二电机、螺杆、调节块和限位单元，所述压板抵靠在软管的上方，所述第二电机固定在挤压盒内的顶部，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调节块内，所述调节块与限位单元连接，所述调节块的与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的第二螺纹，所述调节块与压板固定连接。

作为优选，为了实现调节块的稳定升降移动，所述限位单元包括限位板和限位杆，所述限位杆固定在挤压盒内，所述限位板与调节块固定连接，所述限位板套设在限位杆上。

作为优选，为了精确控制喷头喷出的水流速度，所述限位板的上方设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。

作为优选，为了实现设备的节能环保，所述横管的上方设有光伏板，所述光伏板架设在两个挤压盒上。

本发明的有益效果是，该用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置利用驱动机构带动活动管进行转动的同时绕着自身轴线升降移动，使得活动管顶板的喷头升降移动并转动，扩大喷头喷出的水流的浇灌范围，不仅如此，灌溉机构中通过挤压软管改变软管横截面积，调节喷头喷出的水流速度，进一步扩大了灌溉范围，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工程的作用范围广的水利灌溉装置的结构示意图；

图2是本发明的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置的驱动箱的剖视图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置的灌溉组件的结构示意图

图中：1.底座，2.水泵，3.固定盒，4.平台，5.驱动箱，6.固定管，7.活动管，8.控制器，9.第一电机，10.丝杆，11.套管，12.移动块，13.第一齿轮，14.第二齿轮，15.横管，16.喷头，17.软管，18.挤压盒，19.连接管，20.光伏板，21.环形槽，22.滑块，23.滑动块，24.连接环，25.夹板，26.固定轴，27.压板，28.第二电机，29.螺杆，30.调节块，31.限位板，32.限位杆，33.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，一种用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，包括底座1、水泵2、固定盒3、平台4、驱动箱5、灌溉机构、驱动机构、固定管6和活动管7，所述水泵2固定在底座1的下方，所述固定管6固定在底座1的上方，所述平台4通过固定盒3固定在底座1的上方，所述水泵2与固定管6的底端连通，所述固定管6位于固定盒3的内侧，所述固定管6的顶端的外周与活动管7的底端的内壁密封连接，所述驱动箱5固定在平台4的上方，所述活动管7的顶端依次穿过平台4和驱动箱5与灌溉机构连接，所述驱动机构位于驱动箱5内，所述驱动机构与活动管7传动连接，所述驱动箱5上设有控制器8，所述控制器8内设有PLC，所述水泵2与PLC电连接；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

该水利灌溉设备中，底座1固定安装在地面上，使用设备时，用户可通过控制器8进行操作，设置在灌溉程序，由PLC控制水泵2启动，水泵2抽取地下水源通过固定管6输送至活动管7，经由活动管7输送至灌溉机构中，利用驱动箱5内的驱动机构，带动活动管7转动和升降移动，扩大灌溉机构中喷出的水流的浇灌范围，从而便于设备对大范围的农作物进行浇灌，提高了设备的实用性。

如图2-3所示，所述驱动机构包括第一电机9、丝杆10、套管11、移动块12、第一齿轮13、第二齿轮14、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件，所述第一电机9和套管11均固定在驱动箱5内，所述第一电机9与PLC电连接，所述第一电机9与丝杆10的一端传动连接，所述丝杆10的另一端设置在套管11内，所述移动块12套设在丝杆10上，所述移动块12的与丝杆10的连接处设有与丝杆10匹配的第一螺纹，所述移动块12通过第一连接组件与第一齿轮13连接，所述第一齿轮13通过第二连接组件与丝杆10连接，所述第一齿轮13与第二齿轮14啮合，所述第二齿轮14同轴固定在活动管7上，所述移动块12通过第三连接组件与活动管7连接；

驱动机构运行时，PLC控制第一电机9启动，带动丝杆10在套管11的支撑作用下旋转，丝杆10通过第一螺纹作用在移动块12上，使得移动块12沿着丝杆10的轴线进行移动，移动块12通过第一连接组件实现移动块12与第一齿轮13的同步移动，丝杆10通过第二连接组件带动第一齿轮13旋转，使得第一齿轮13作用在与之啮合的第二齿轮14上，第二齿轮14旋转，带动活动管7转动，而移动块12通过第三连接组件带动活动管7与其进行同步移动，使得互动管沿着自身轴线移动的同时进行转动，使得活动管7顶端的浇灌机构喷出的水流做平抛运动浇灌时，高度位置发生变化，并带动水流向各处做平抛运动，浇灌在地面上的农作物，扩大了灌溉范围。

如图1和图4所示，所述灌溉机构包括横管15和两个灌溉组件，所述横管15的中心处固定在活动管7的顶端，两个灌溉组件分别位于横管15的两端，所述灌溉组件包括喷头16、软管17、挤压盒18和连接管19，所述喷头16通过软管17与横管15连通，所述喷头16通过连接管19与横管15固定连接，所述软管17位于连接管19的内侧，所述挤压盒18位于连接管19的上方，所述挤压单元设置在挤压盒18内，所述软管17的下表面与连接管19的底部固定连接。

灌溉机构中，进入横管15的水流通过两端的灌溉组件喷出，在灌溉组件中，利用连接管19实现了横管15与喷头16的固定连接，连接管19内设有软管17，通过挤压盒18内的挤压单元作用在软管17上，使得软管17受到挤压后，软管17的横截面积发生变化，利用水泵2输送恒定的水流，由于软管17的横截面积改变，使得通过软管17的水流速度发生变化，进而带动从喷头16喷出的水流的初速度发生变化，水流初速度改变后，由于水流做平抛运动，使得水流落地的位置发生变化，进而通过改变水流的速度，扩大了水流的浇灌范围，提高了设备的实用性。

如图3所示，所述第一连接组件包括环形槽21和若干滑块22，所述环形槽21固定在移动块12上，所述滑块22周向均匀分布在第一齿轮13上，所述滑块22与环形槽21滑动连接，所述环形槽21为燕尾槽。

由于环形槽21为燕尾槽，使得滑块22无法脱离环形槽21，一方面方便了第一齿轮13与移动块12发生响度转动，另一方面，在环形槽21随着移动块12移动时，带动滑块22同步移动，使得与滑块22固定连接的第一齿轮13同步移动。

作为优选，为了便于实现丝杆10与第一齿轮13同步转动，所述第二连接组件包括若干连接单元，所述连接单元包括滑槽和滑动块23，所述滑槽设置在丝杆10的表面，所述滑槽与丝杆10的轴线平行，所述滑动块23固定在第一齿轮13的内侧，所述滑动块23与滑槽滑动连接。

丝杆10旋转时，丝杆10表面的滑槽绕着丝杆10的轴线转动，滑槽作用在滑动块23上，通过滑动块23带动第一齿轮13进行转动，滑动块23可在滑槽内滑动，方便了第一齿轮13沿着丝杆10的轴线进行移动。

作为优选，为了实现活动管7与移动块12同步升降移动，所述第三连接组件包括连接环24和两个夹板25，所述连接环24与移动块12固定连接，两个夹板25分别抵靠在连接环24的上方和下方，所述夹板25固定在活动管7上。移动块12进行移动时，带动连接环24进行移动，连接环24作用在其中一个夹板25上，通过夹板25带动活动管7与移动块12同步移动。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机9的驱动力，所述第一电机9为直流伺服电机。

作为优选，为了实现移动块12的稳定移动，所述驱动箱5内还设有固定轴26，所述移动块12套设在固定轴26上。通过固定轴26穿过移动块12，固定了移动块12的移动方向，实现了移动块12的稳定移动。

如图4所示，所述挤压单元包括压板27、第二电机28、螺杆29、调节块30和限位单元，所述压板27抵靠在软管17的上方，所述第二电机28固定在挤压盒18内的顶部，所述第二电机28与PLC电连接，所述第二电机28与螺杆29的顶端传动连接，所述螺杆29的底端设置在调节块30内，所述调节块30与限位单元连接，所述调节块30的与螺杆29的连接处设有与螺杆29匹配的第二螺纹，所述调节块30与压板27固定连接。

PLC控制第二电机28启动，带动螺杆29旋转，螺杆29通过第二螺纹作用在调节块30上，使得调节块30在限位单元的作用下沿着螺杆29的轴线进行移动，进而带动压板27移动，挤压软管17，调节喷头16喷出的水流速度。

作为优选，为了实现调节块30的稳定升降移动，所述限位单元包括限位板31和限位杆32，所述限位杆32固定在挤压盒18内，所述限位板31与调节块30固定连接，所述限位板31套设在限位杆32上。利用固定在挤压盒18内的限位杆32，固定了限位板31的移动方向，由于限位板31与调节块30固定连接，实现了调节块30的稳定升降移动。

作为优选，为了精确控制喷头16喷出的水流速度，所述限位板31的上方设有距离传感器33，所述距离传感器33与PLC电连接。利用距离传感器33检查限位板31与调节盒顶部内部的距离，并将距离数据传递给PLC，便于PLC确定调节块30的位置，精确控制压板27对软管17的挤压程度，从而控制从喷头16喷出的水流速度。

作为优选，为了实现设备的节能环保，所述横管15的上方设有光伏板20，所述光伏板20架设在两个挤压盒18上。利用光伏板20可在晴天进行光伏发电，储备电能，供设备运行，实现了设备的节能环保。

该水利灌溉设备通过水泵2抽取地下水源，输送至喷头16使得水流做平抛运动浇灌时，由第一电机9带动丝杆10旋转的同时，使得移动块12升降移动，带动第一齿轮13旋转，从而通过第二齿轮14带动活动管7转动，利用第三连接组件实现活动管7与移动块12的同步升降移动，改变喷头16的高度位置，从而扩大喷头16喷出的水流的灌溉范围，不仅如此，利用挤压盒18内的挤压单元作用在软管17上，使得软管17的横截面积改变后，调节喷头16喷出的水流速度，从而改变水流落地位置，进一步扩大了灌溉范围，提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置利用驱动机构带动活动管7进行转动的同时绕着自身轴线升降移动，使得活动管7顶板的喷头16升降移动并转动，扩大喷头16喷出的水流的浇灌范围，不仅如此，灌溉机构中通过挤压软管17改变软管17横截面积，调节喷头16喷出的水流速度，进一步扩大了灌溉范围，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)

1.一种用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，包括底座(1)、水泵(2)、固定盒(3)、平台(4)、驱动箱(5)、灌溉机构、驱动机构、固定管(6)和活动管(7)，所述水泵(2)固定在底座(1)的下方，所述固定管(6)固定在底座(1)的上方，所述平台(4)通过固定盒(3)固定在底座(1)的上方，所述水泵(2)与固定管(6)的底端连通，所述固定管(6)位于固定盒(3)的内侧，所述固定管(6)的顶端的外周与活动管(7)的底端的内壁密封连接，所述驱动箱(5)固定在平台(4)的上方，所述活动管(7)的顶端依次穿过平台(4)和驱动箱(5)与灌溉机构连接，所述驱动机构位于驱动箱(5)内，所述驱动机构与活动管(7)传动连接，所述驱动箱(5)上设有控制器(8)，所述控制器(8)内设有PLC，所述水泵(2)与PLC电连接；

所述驱动机构包括第一电机(9)、丝杆(10)、套管(11)、移动块(12)、第一齿轮(13)、第二齿轮(14)、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件，所述第一电机(9)和套管(11)均固定在驱动箱(5)内，所述第一电机(9)与PLC电连接，所述第一电机(9)与丝杆(10)的一端传动连接，所述丝杆(10)的另一端设置在套管(11)内，所述移动块(12)套设在丝杆(10)上，所述移动块(12)的与丝杆(10)的连接处设有与丝杆(10)匹配的第一螺纹，所述移动块(12)通过第一连接组件与第一齿轮(13)连接，所述第一齿轮(13)通过第二连接组件与丝杆(10)连接，所述第一齿轮(13)与第二齿轮(14)啮合，所述第二齿轮(14)同轴固定在活动管(7)上，所述移动块(12)通过第三连接组件与活动管(7)连接；

所述灌溉机构包括横管(15)和两个灌溉组件，所述横管(15)的中心处固定在活动管(7)的顶端，两个灌溉组件分别位于横管(15)的两端，所述灌溉组件包括喷头(16)、软管(17)、挤压盒(18)和连接管(19)，所述喷头(16)通过软管(17)与横管(15)连通，所述喷头(16)通过连接管(19)与横管(15)固定连接，所述软管(17)位于连接管(19)的内侧，所述挤压盒(18)位于连接管(19)的上方，所述挤压单元设置在挤压盒(18)内，所述软管(17)的下表面与连接管(19)的底部固定连接。

2.如权利要求1所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述第一连接组件包括环形槽(21)和若干滑块(22)，所述环形槽(21)固定在移动块(12)上，所述滑块(22)周向均匀分布在第一齿轮(13)上，所述滑块(22)与环形槽(21)滑动连接，所述环形槽(21)为燕尾槽。

3.如权利要求1所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述第二连接组件包括若干连接单元，所述连接单元包括滑槽和滑动块(23)，所述滑槽设置在丝杆(10)的表面，所述滑槽与丝杆(10)的轴线平行，所述滑动块(23)固定在第一齿轮(13)的内侧，所述滑动块(23)与滑槽滑动连接。

4.如权利要求1所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述第三连接组件包括连接环(24)和两个夹板(25)，所述连接环(24)与移动块(12)固定连接，两个夹板(25)分别抵靠在连接环(24)的上方和下方，所述夹板(25)固定在活动管(7)上。

5.如权利要求1所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述第一电机(9)为直流伺服电机。

6.如权利要求1所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述驱动箱(5)内还设有固定轴(26)，所述移动块(12)套设在固定轴(26)上。

7.如权利要求1所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述挤压单元包括压板(27)、第二电机(28)、螺杆(29)、调节块(30)和限位单元，所述压板(27)抵靠在软管(17)的上方，所述第二电机(28)固定在挤压盒(18)内的顶部，所述第二电机(28)与PLC电连接，所述第二电机(28)与螺杆(29)的顶端传动连接，所述螺杆(29)的底端设置在调节块(30)内，所述调节块(30)与限位单元连接，所述调节块(30)的与螺杆(29)的连接处设有与螺杆(29)匹配的第二螺纹，所述调节块(30)与压板(27)固定连接。

8.如权利要求7所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述限位单元包括限位板(31)和限位杆(32)，所述限位杆(32)固定在挤压盒(18)内，所述限位板(31)与调节块(30)固定连接，所述限位板(31)套设在限位杆(32)上。

9.如权利要求8所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述限位板(31)的上方设有距离传感器(33)，所述距离传感器(33)与PLC电连接。

10.如权利要求1所述的用于农业工程的作用范围广的水利灌溉装置，其特征在于，所述横管(15)的上方设有光伏板(20)，所述光伏板(20)架设在两个挤压盒(18)上。

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