CN111436354A

CN111436354A - 一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法

Info

Publication number: CN111436354A
Application number: CN201910038569.XA
Authority: CN
Inventors: 孙玥; 苏京平; 孙林静; 王胜军; 刘学军; 闫双勇; 张融雪
Original assignee: Tianjin Crops Institute (tianjin Rice Institute)
Current assignee: Tianjin Crops Institute (tianjin Rice Institute)
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-24

Abstract

本发明公开了一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，包括灌溉装置、电磁阀、单向阀、水泵、过滤器、雨水水位筒和PLC控制器，灌溉装置的进水端通过电磁阀与单向阀的出水端连接，单向阀的进水端与水泵的出水端连接，水泵的进水端与外接水源连接，灌溉装置包括传动组件、灌溉滑座和两个限位组件，传动组件设置在两个限位组件之间，且传动组件和两个限位组件均与灌溉滑座活动连接。本发明通过设有的灌溉装置，相对于固定角度范围的喷灌方式，此种可通过简单的机械结构实现喷灌滑座的持续往复运动，从而使得喷灌滑座底部的农作物可被均匀灌溉，且可根据农作物高度的不同，调整喷灌滑座所在高度，不会对农作物的生长产生不利影响，通过设有的雨水水位筒。

Description

一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法

技术领域

本发明涉及农业领域，具体为一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法。

背景技术

农作物指农业上栽培的各种植物，包括粮食作物﹑经济作物（油料作物、蔬菜作物、花、草、树木）两大类，可食用的农作物是人类基本食物的来源之一，“人以食为天”，表达了人与食物的关系，合理的膳食搭配才能给人类带来健康，食物的自给自足，才是一个国家可持续性发展的基础，农作物的生长，离不开科学的科技生产技术，以及新型工业制造出来的能辅助农业生产的机械设备。

目前，现有的具有实时监控农作物灌溉的装置及方法通常是采用人工喷水的方式，此种方式费时费力，效率较低，或者使固定喷头灌溉的方式，此种方式灌溉角度通常是固定范围，灌溉不均匀，会使部分农作物未被灌溉到，且部分自动控制的灌溉系统在下雨天气仍会工作，不仅重复灌溉，还浪费了水资源。因此我们对此做出改进，提出一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，包括灌溉装置、电磁阀、单向阀、水泵、过滤器、雨水水位筒和PLC控制器，所述灌溉装置的进水端通过电磁阀与单向阀的出水端连接，所述单向阀的进水端与水泵的出水端连接，所述水泵的进水端与外接水源连接，所述灌溉装置包括传动组件、灌溉滑座和两个限位组件，所述传动组件设置在两个限位组件之间，且所述传动组件和两个限位组件均与灌溉滑座活动连接，所述灌溉滑座底部的两端对称设置有两个监控摄像头，两个所述监控摄像头的四周均设置有四个磁性槽，且八个所述磁性槽均设置在灌溉滑座上，两个所述监控摄像头的底部均设置有防护罩，两个所述防护罩顶端的四角均设置有四个磁性块，且八个所述磁性块分别与八个磁性槽相匹配设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位组件包括两个第一升降基座、两个升降支杆和一个限位滑杆，两个所述升降支杆的底部分别与两个第一升降基座的顶部活动连接，所述限位滑杆的两端分别与两个升降支杆相对侧的顶部固定连接，两个所述限位滑杆的外侧分别与灌溉滑座的两端滑动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传动组件包括传动电机、丝杆、两个升降支座和两个第二升降基座，两个所述升降支座的底部分别与两个第二升降基座的顶部活动连接，所述丝杆的两端分别与两个升降支座相对侧顶部设有的轴承活动连接，所述传动电机固定设置在其中一个升降支座另一侧的顶部，且所述传动电机的输出轴与丝杆的一端传动连接，所述灌溉滑座的中部与丝杆的外侧螺纹连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一升降基座的内部和第二升降基座的内部均设置有电动伸缩杆，且所述第一升降基座内电动伸缩杆的伸缩端与升降支杆的底端固定连接，所述第二升降基座内电动伸缩杆的伸缩端与升降支座的底端固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述灌溉滑座底部设置有喷嘴，所述喷嘴的数量为若干个且均匀分布。

作为本发明的一种优选技术方案，所述灌溉滑座呈T字形，且所述灌溉滑座的顶部分别与进水管的两个出水端连接，所述进水管的进水端与电磁阀连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水泵的进水端设置有过滤器，且所述过滤器具体为大颗粒过滤器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述雨水水位筒固定设置在另一个升降支座另一侧的顶部，且所述雨水水位筒的内部设置有水位传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传动电机和电磁阀均与时控开关电性连接，所述时控开关、水位传感器和水泵均通过PLC控制器与外接电源电性连接。

本发明的有益效果是：该种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，通过设有的灌溉装置，相对于固定角度范围的喷灌方式，此种可通过简单的机械结构实现灌溉滑座的持续往复运动，从而使得灌溉滑座底部的农作物可被均匀灌溉，且可根据农作物高度的不同，调整灌溉滑座所在高度，不会对农作物的生长产生不利影响，通过设有的雨水水位筒，在下雨天气，雨水水位筒内通过水位传感器感应到水位到达目标位置时，可控制时控开关的关闭，使得灌溉装置整体停止工作，减少了水资源浪费且不会重复灌溉。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法的结构示意图；

图2是本发明一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法的灌溉装置结构示意图；

图3是本发明一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法的灌溉滑座底部结构示意图；

图4是本发明一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法的灌溉滑座底部结构示意图；

图5是本发明一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法的传动电机工作流程图；

图6是本发明一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法的电路连接示意图。

图中：1、灌溉装置；101、第一升降基座；102、升降支杆；103、限位滑杆；104、升降支座；105、传动电机；106、灌溉滑座；1061、喷嘴；1062、监控摄像头；1063、磁性槽；1064、防护罩；1065、磁性块；107、丝杆；108、进水管；109、第二升降基座；2、电磁阀；3、单向阀；4、水泵；5、过滤器；6、雨水水位筒；7、PLC控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，包括灌溉装置1、电磁阀2、单向阀3、水泵4、过滤器5、雨水水位筒6和PLC控制器7，灌溉装置1的进水端通过电磁阀2与单向阀3的出水端连接，单向阀3的进水端与水泵4的出水端连接，水泵4的进水端与外接水源连接，灌溉装置1包括传动组件、灌溉滑座106和两个限位组件，传动组件设置在两个限位组件之间，且传动组件和两个限位组件均与灌溉滑座106活动连接，灌溉滑座106底部的两端对称设置有两个监控摄像头1062，两个监控摄像头1062的四周均设置有四个磁性槽1063，且八个磁性槽1063均设置在灌溉滑座106上，两个监控摄像头1062的底部均设置有防护罩1064，两个防护罩1064顶端的四角均设置有四个磁性块1065，且八个磁性块1065分别与八个磁性槽1063相匹配设置，监控摄像头1062优选为E06型，防护罩1064具体为透明材质制成，传动电机105优选为6IK200RGU-CF型，电磁阀2优选为ZQDF型，水泵4优选为ZX型，水位传感器优选为XKC-Y25-RS485型，时控开关优选为KG316T型，PLC控制器7优选为FX1N-60MR-001型，正反转控制器优选为ZR-DJ12V型，电动伸缩杆优选为TGE45型，电动伸缩杆通过外接升降开关与外接电源电性连接，通过设有的灌溉装置1，相对于固定角度范围的喷灌方式，此种可通过简单的机械结构实现灌溉滑座106的持续往复运动，从而使得灌溉滑座106底部的农作物可被均匀灌溉，且可根据农作物高度的不同，调整灌溉滑座106所在高度，不会对农作物的生长产生不利影响，通过设有的雨水水位筒6，在下雨天气，雨水水位筒6内通过水位传感器感应到水位到达目标位置时，可控制时控开关的关闭，使得灌溉装置1整体停止工作，减少了水资源浪费且不会重复灌溉。

其中，限位组件包括两个第一升降基座101、两个升降支杆102和一个限位滑杆103，两个升降支杆102的底部分别与两个第一升降基座101的顶部活动连接，限位滑杆103的两端分别与两个升降支杆102相对侧的顶部固定连接，两个限位滑杆103的外侧分别与灌溉滑座106的两端滑动连接，限位组件可对灌溉滑座106起到限位作用，防止灌溉滑座106产生转动。

其中，传动组件包括传动电机105、丝杆107、两个升降支座104和两个第二升降基座109，两个升降支座104的底部分别与两个第二升降基座109的顶部活动连接，丝杆107的两端分别与两个升降支座104相对侧顶部设有的轴承活动连接，传动电机105固定设置在其中一个升降支座104另一侧的顶部，且传动电机105的输出轴与丝杆107的一端传动连接，灌溉滑座106的中部与丝杆107的外侧螺纹连接，传动组件可为灌溉滑座106起到传动作用，使得灌溉滑座106可往复移动，进而起到自动灌溉的目的。

其中，第一升降基座101的内部和第二升降基座109的内部均设置有电动伸缩杆，且第一升降基座101内电动伸缩杆的伸缩端与升降支杆102的底端固定连接，第二升降基座109内电动伸缩杆的伸缩端与升降支座104的底端固定连接，可根据农作物高度的不同，调整灌溉滑座106所在高度，不会对农作物的生长产生不利影响。

其中，灌溉滑座106底部设置有喷嘴1061，喷嘴1061的数量为若干个且均匀分布，使得喷嘴1061可进行更全面喷灌。

其中，灌溉滑座106呈T字形，且灌溉滑座106的顶部分别与进水管108的两个出水端连接，进水管108的进水端与电磁阀2连接，节省灌溉滑座106的生产材料，并利用电磁阀2控制灌溉滑座106的喷水工作。

其中，水泵4的进水端设置有过滤器5，且过滤器5具体为大颗粒过滤器，可过滤一部分大颗粒。

其中，雨水水位筒6固定设置在另一个升降支座104另一侧的顶部，且雨水水位筒6的内部设置有水位传感器，雨水水位筒6内通过水位传感器感应到水位到达目标位置时，可控制时控开关的关闭，使得灌溉装置1整体停止工作，减少了水资源浪费且不会重复灌溉。

其中，传动电机105和电磁阀2均与时控开关电性连接，时控开关、水位传感器和水泵4均通过PLC控制器7与外接电源电性连接，可通过PLC控制器7控制各个电器元件的工作。

工作时，外接水源通过过滤器5起到一定的过滤作用，可过滤水中的部分固体杂质，可通过PLC控制器7控制水泵4的工作，从而为灌溉装置1供水，水泵4所抽水依次通过单向阀3和电磁阀2进入灌溉装置1的进水管108，电磁阀2的工作可通过时控开关进行控制，时控开关可控制传动电机105的正反转控制器和电磁阀2周期性工作，且每次工作时间和工作周期均可设定，传动电机105工作后，可带动丝杆107在升降支座104上转动，由于灌溉滑座106被两个限位滑杆103限定转动，进而可使得灌溉滑座106在丝杆107上往复运动，水泵4将水从进水管108输入灌溉滑座106，即可起到自动喷灌的作用，而在下雨天气，雨水落入雨水水位筒6中，通过水位传感器感应到水位达到目标位置时，即可通过PLC控制器7控制时控开关对传动电机105和电磁阀2进行断电处理，即可使得灌溉装置1整体停止工作，减少了水资源浪费且不会重复灌溉，在进行喷灌前，还可根据农作物高度的变化，通过第一升降基座101或第二升降基座109中的电动伸缩杆的同步工作控制升降支杆102或升降支座104的高度，不会对农作物的生长产生不利影响，监控摄像头1062可起到一定的监控作用，可实时了解灌溉进行情况，还可通过移动灌溉滑座106的方式对监控摄像头1062进行移动监控，防护罩1064与灌溉滑座106的连接处可设置橡胶垫圈等，使得防护罩1064在不影响监控摄像头1062正常使用的情况下可起到一定的防尘防水作用，磁性槽1063和磁性块1065的配合可方便防护罩1064的拆装。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，包括灌溉装置（1）、电磁阀（2）、单向阀（3）、水泵（4）、过滤器（5）、雨水水位筒（6）和PLC控制器（7），其特征在于，所述灌溉装置（1）的进水端通过电磁阀（2）与单向阀（3）的出水端连接，所述单向阀（3）的进水端与水泵（4）的出水端连接，所述水泵（4）的进水端与外接水源连接，所述灌溉装置（1）包括传动组件、灌溉滑座（106）和两个限位组件，所述传动组件设置在两个限位组件之间，且所述传动组件和两个限位组件均与灌溉滑座（106）活动连接，所述灌溉滑座（106）底部的两端对称设置有两个监控摄像头（1062），两个所述监控摄像头（1062）的四周均设置有四个磁性槽（1063），且八个所述磁性槽（1063）均设置在灌溉滑座（106）上，两个所述监控摄像头（1062）的底部均设置有防护罩（1064），两个所述防护罩（1064）顶端的四角均设置有四个磁性块（1065），且八个所述磁性块（1065）分别与八个磁性槽（1063）相匹配设置。

2.根据权利要求1所述的一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，其特征在于，所述限位组件包括两个第一升降基座（101）、两个升降支杆（102）和一个限位滑杆（103），两个所述升降支杆（102）的底部分别与两个第一升降基座（101）的顶部活动连接，所述限位滑杆（103）的两端分别与两个升降支杆（102）相对侧的顶部固定连接，两个所述限位滑杆（103）的外侧分别与灌溉滑座（106）的两端滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，其特征在于，所述传动组件包括传动电机（105）、丝杆（107）、两个升降支座（104）和两个第二升降基座（109），两个所述升降支座（104）的底部分别与两个第二升降基座（109）的顶部活动连接，所述丝杆（107）的两端分别与两个升降支座（104）相对侧顶部设有的轴承活动连接，所述传动电机（105）固定设置在其中一个升降支座（104）另一侧的顶部，且所述传动电机（105）的输出轴与丝杆（107）的一端传动连接，所述灌溉滑座（106）的中部与丝杆（107）的外侧螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，其特征在于，所述第一升降基座（101）的内部和第二升降基座（109）的内部均设置有电动伸缩杆，且所述第一升降基座（101）内电动伸缩杆的伸缩端与升降支杆（102）的底端固定连接，所述第二升降基座（109）内电动伸缩杆的伸缩端与升降支座（104）的底端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，其特征在于，所述灌溉滑座（106）底部设置有喷嘴（1061），所述喷嘴（1061）的数量为若干个且均匀分布。

6.根据权利要求3所述的一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，其特征在于，所述灌溉滑座（106）呈T字形，且所述灌溉滑座（106）的顶部分别与进水管（108）的两个出水端连接，所述进水管（108）的进水端与电磁阀（2）连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，其特征在于，所述水泵（4）的进水端设置有过滤器（5），且所述过滤器（5）具体为大颗粒过滤器。

8.根据权利要求3所述的一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，其特征在于，所述雨水水位筒（6）固定设置在另一个升降支座（104）另一侧的顶部，且所述雨水水位筒（6）的内部设置有水位传感器。

9.根据权利要求8所述的一种具有实时监控农作物灌溉的装置及方法，其特征在于，所述传动电机（105）和电磁阀（2）均与时控开关电性连接，所述时控开关、水位传感器、监控摄像头（1062）和水泵（4）均通过PLC控制器（7）与外接电源电性连接。