CN111802048A - 一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统及其灌溉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统及其灌溉方法，包括支撑导轨、位移机构、定量集水容器、进水管、药剂容器和药剂定量装置，所述位移机构设置在所述支撑导轨上，所述位移机构上设置有定量集水容器，所述定量集水容器的顶端连接有进水管，所述药剂容器相对固定设置在定量集水容器的外侧，所述药剂定量装置设置在定量集水容器的内腔中，且所述药剂定量装置与药剂容器连通设置，所述药剂容器内的药剂通过药剂定量装置定量与所述定量集水容器中的水溶液混合溶解；所述定量集水容器内的定比浓度的药剂溶液从喷头喷洒向植株，能够准确的、均匀的对植株作物进行灌溉和施肥。

Description

一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统及其灌溉方法

技术领域

本发明属于节水灌溉领域，特别涉及一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统及其灌溉方法。

背景技术

随着农业科技的不断进步，农作物的产量、质量不断的提升，出现了许多新的农作物种植方法。传统的撒药、施肥方法，作业人员需要携带稀释好的农药化肥，进行手工喷洒，作业人员劳动强度大，费时费力，喷洒不均匀，对于散播的农作物可以采用大面积喷洒等浇灌施肥的方式，但对于存在一定株距的植株若进行大面积喷洒浇灌，不仅造成水资源和药剂的浪费，而且各植株喷洒也十分不均匀，浇灌和施肥效果均不理想。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统及其灌溉方法，能够准确的、均匀的对植株作物进行灌溉和施肥。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，包括支撑导轨、位移机构、定量集水容器、进水管、药剂容器和药剂定量装置，所述支撑导轨沿植株的排列方向横向架设在地面上方，所述位移机构设置在所述支撑导轨上，所述位移机构上设置有定量集水容器，所述定量集水容器的顶端连接有进水管，且所述定量集水容器的底端设置有喷头，所述药剂容器相对固定设置在定量集水容器的外侧，所述药剂定量装置设置在定量集水容器的内腔中，且所述药剂定量装置与药剂容器连通设置，所述药剂容器内的药剂通过药剂定量装置定量与所述定量集水容器中的水溶液混合溶解；所述定量集水容器内的定比浓度的药剂溶液从喷头喷洒向植株。

进一步的，所述药剂定量装置包括隔离壳体、定量分配机构和药剂连通管，所述药剂连通管的一端连通于药剂容器，且所述药剂连通管的另一端伸入至定量集水容器内并与隔离壳体连通设置，所述隔离壳体间距设置在定量集水容器的内腔，所述隔离壳体的内腔设置有定量分配机构，所述隔离壳体的底端开设有药剂口，通过所述药剂连通管流入至隔离壳体内的药剂溶液通过所述定量分配机构进行定量分配。

进一步的，所述定量分配机构包括分配盘和定量执行机构，所述分配盘转动设置在所述隔离壳体内，且所述分配盘在竖向面内间歇性的圆周转动设置，所述分配盘上沿圆周方向包含有若干定量槽，所述定量执行机构设置在所述隔离壳体上，所述定量执行机构设置在分配盘的回转路径上，且所述定量执行机构限定分配盘每次间歇性转动的角度；在所述定量执行机构限制分配盘转动的状态下，有且仅一个所述定量槽位于药剂连通管的出液端口下方。

进一步的，所述分配盘呈圆盘形的盘体结构，若干所述定量槽圆周阵列式的分别凹设在分配盘的圆周壁上，所述定量槽呈仅一侧开口的凹陷状结构，两两相邻的所述定量槽之间构成限位臂，所述限位臂与定量执行机构对应设置，所述定量执行机构为弹性伸缩机构，且所述定量执行机构的伸缩端弹性抵接于限位臂上。

进一步的，当任意一所述限位臂通过定量执行机构限制转动的状态下，位于所述分配盘最上端的定量槽开口朝上，并且对应于药剂连通管的出药口设置，且对应于药剂连通管的定量槽位于通过回转轴线的中心平面的回转侧；当最上端的所述定量槽盛满药剂的状态下，所述分配盘通过增加药剂的自重重量进行驱动回转，所述定量槽内的药剂流入至定量集水容器的底部。

进一步的，所述限位臂的外缘端在回转方向上开设有限位槽，所述限位槽正相对于定量执行机构的侧面为限位导向面，所述限位导向面为倾斜面，且所述限位导向面位于回转方向前侧的一端为朝向回转中心偏斜，所述限位导向面位于回转方向后侧的一端为远离于回转中心偏斜，所述定量执行机构的伸缩端通过限位导向面进行伸缩位移。

进一步的，所述定量执行机构包括套筒、设置在所述套筒内腔中的导向杆和套设在所述导向杆外侧的复位弹簧，所述套筒的一端连通于封闭壳体，且另一端封闭设置，所述套筒内包含沿径向设置有支撑板，所述导向杆导向穿设在支撑板上，所述导向杆的一端弹性的抵接于限位臂上，所述复位弹簧的两端分别连接于支撑板和导向杆位于隔离壳体内的一端上。

进一步的，所述套筒内对应于导向杆远离于分配盘的一端间距设置有微动开关，所述微动开关电性连接于位移机构的电回路中；当所述导向杆通过对应的限位臂时，所述导向杆启动微动开关并使得位移机构位移。

一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统的灌溉方法，将支撑导轨沿植株排布的方向设置在地面的上方，并将位移机构置于距第一株待浇植株一个株距的位置，然后所述进水管连接水源，向药剂容器内盛装药剂；

所述进水管中开关阀打开，水溶液流入到定量集水容器内的底部，且通过进水管内的水流量传感器检测水量，流量达到预定水量时控制开关阀关闭，在进水的同时，药剂容器内的药剂通过药剂连通管流入至定量槽内，当定量槽内盛装的药剂达到一定程度时，药剂的自重使得分配盘两侧质量不均衡，则该定量槽内增加的药剂使得分配盘产生力矩并有转动趋势，直至转矩大于定量执行机构对限位臂的弹性压覆力时分配盘转动，转动时将该定量槽内的药剂向定量集水容器的底部倾倒，并与已存在的定量的水溶液混合，在定量执行机构发生弹性形变的同时，触动微动开关，所述位移机构被启动并沿支撑导轨位移一个株距的间距，随后药剂混合溶液通过喷头喷洒向植株；

当所述分配盘偏转后，所述定量执行机构失去限位臂的顶压后复位，直至接触到下一个回转而至的限位臂，经回转到位的限位臂在转动惯量的作用下重新顶压定量执行机构的伸缩端，所述分配盘通过顶压执行机构的顶压回转停止，位于最上端的定量槽继续收集药剂连通管内流出的药剂，直至再次使得分配盘转动；依次循环往复。

有益效果：本发明的通过支撑导轨和位移机构能够准确的、均匀的对各植株进行浇灌和施肥操作，减少水资源和药剂的浪费，且同时大量减少作业人员的劳动强度。

附图说明

附图1为本发明的整体结构的立体示意图；

附图2为本发明的局部A的结构放大示意图；

附图3为本发明的整体结构的俯视图；

附图4为本发明的半剖结构示意图；

附图5为本发明的局部B的结构放大示意图；

附图6为本发明的药剂连通管和定量分配机构的立体结构示意图；

附图7为本发明的局部C的结构放大示意图；

附图8为本发明的定量槽的另一实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至附图4所示，一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，包括支撑导轨1、位移机构2、定量集水容器3、进水管4、药剂容器5和药剂定量装置6，所述支撑导轨1沿植株的排列方向横向架设在地面上方，所述位移机构2设置在所述支撑导轨1上，所述位移机构2上设置有定量集水容器3，所述位移机构2包括电机和滚轮，所述定量集水容器3的两侧分别凹设有导轨槽，两个所述支撑导轨1分别穿过导轨槽并架设支撑定量集水容器3，所述导轨槽内分别转动设置有滚轮，其中一滚轮通过电机进行回转驱动，所述滚轮支撑在所述支撑导轨1的上方或下方，驱动滚轮转动而使得滚轮在支撑导轨1上位移，进而定量集水容器3位移。

所述定量集水容器3的顶端连接有进水管4，所述进水管4连接水源，且所述进水管内设置有开关阀40和流量传感器41，以分别用于开闭进水管管路以及计量通过进水管进入到定量集水容器3内的水溶液流量，所述定量集水容器3的底端设置有喷头7，所述定量集水容器3内的底部设置有水泵27，其出液端连接有喷涂7，通过水泵27以增加水溶液出液速度。所述药剂容器5相对固定设置在定量集水容器3的外侧，以跟随位移，所述药剂定量装置6设置在定量集水容器3的内腔中，且所述药剂定量装置6与药剂容器5连通设置，所述药剂容器5内的药剂通过药剂定量装置6定量后与所述定量集水容器中的水溶液混合溶解；使得各植株的灌溉量和施肥量一致，保证灌溉和施肥的均匀性，所述定量集水容器内的定比浓度的药剂溶液从喷头喷洒向植株。能够准确的、均匀的对各植株进行浇灌和施肥操作，减少水资源和药剂的浪费，且同时通过支撑导轨和位移机构能大量减少作业人员的劳动强度。

如附图4所示，所述药剂定量装置6包括隔离壳体10、定量分配机构11和药剂连通管12，所述药剂连通管12的一端连通于药剂容器5，且所述药剂连通管12的另一端伸入至定量集水容器3内并与隔离壳体10连通设置，所述药剂连通管12上设置有药剂滴灌19，用于缓慢向隔离壳体10内滴流药剂溶液，所述隔离壳体10间距且固定设置在定量集水容器3的内腔，进水管4流出的水溶液通过隔离壳体与定量集水容器3之间的间距向下流动，所述隔离壳体10的内腔设置有定量分配机构11，所述隔离壳体10的底端开设有药剂口14，通过所述药剂连通管12流入至隔离壳体10内的药剂溶液通过所述定量分配机构11进行定量分配，定量分配后的药剂通过药剂口14流入定量集水容器3的底部的已存在的定量水溶液中，进行混合溶解。

如附图4至附图8所示，所述定量分配机构11包括分配盘8和定量执行机构9，所述分配盘8转动设置在所述隔离壳体10内，且所述分配盘8的外圈与隔离壳体10的内环壁间距设置，以用于定量后的药剂流动，所述分配盘8在竖向面内间歇性的圆周转动设置，所述分配盘8上沿圆周方向包含有若干定量槽13，所述定量执行机构9设置在所述隔离壳体10上，所述定量执行机构9设置在分配盘8的回转路径上，且所述定量执行机构9限定分配盘8每次间歇性转动的角度，每次转动一个定量槽13的宽度，在所述定量执行机构9限制分配盘8转动的状态下，有且仅一个所述定量槽13位于药剂连通管12的出液端口下方，通过该定量槽13盛接滴流的药剂溶液，每个定量槽13收集的药剂溶液即为预定的剂量。

如附图4和附图8所示，所述分配盘8呈圆盘形的盘体结构，所述定量槽13的截面为锐角的V型结构或体型结构等，若干所述定量槽13圆周阵列式的分别凹设在分配盘8的圆周壁上，所述定量槽13呈仅一侧开口的凹陷状、盒体状结构，两两相邻的所述定量槽13之间构成限位臂15，所述限位臂15与定量执行机构9对应设置，所述定量执行机构9为弹性伸缩机构，且所述定量执行机构9的伸缩端弹性抵接于限位臂15上，通过弹性伸缩的定量执行机构9，能够通过定量槽13内的药剂重量作为动力源而产生偏转力矩，当偏转力矩足以克服定量执行机构9对限位臂的弹性压力时，偏转力矩使得分配盘8转动。

其工作方式为：所述进水管4中开关阀40打开，水溶液流入到定量集水容器3内的底部，且通过进水管4内的水流量传感器41检测水量，流量达到预定水量时控制开关阀4关闭，在进水的同时，药剂容器5内的药剂通过药剂连通管12流入至定量槽13内，当定量槽13内盛装的药剂达到一定程度时，药剂的自重使得分配盘两侧质量不均衡，则该定量槽13内增加的药剂使得分配盘8产生力矩并有转动趋势，直至转矩大于定量执行机构9对限位臂15的弹性压覆力时分配盘8转动，转动时将该定量槽13内的药剂向定量集水容器3的底部倾倒，并与已存在的定量的水溶液混合，在定量执行机构9发生弹性形变的同时，触动微动开关25，所述位移机构2被启动并沿支撑导轨位移一个株距的间距，随后药剂混合溶液通过喷头7喷洒向植株；

当所述分配盘8偏转后，所述定量执行机构9失去限位臂15的顶压后复位，直至接触到下一个回转而至的限位臂15，经回转到位的限位臂15在转动惯量的作用下重新顶压定量执行机构9的伸缩端，所述分配盘8通过顶压执行机构9的顶压回转停止，位于最上端的定量槽13继续收集药剂连通管12内流出的药剂，直至再次使得分配盘转动；依次循环往复。

当任意一所述限位臂15通过定量执行机构9限制转动的状态下，位于所述分配盘8最上端的定量槽13开口朝上，并且对应于药剂连通管12的出药口设置，且对应于药剂连通管12的定量槽13位于通过回转轴线的中心平面8a的回转驱动侧，也即偏转力矩的产生侧；当最上端的所述定量槽13盛满药剂的状态下，所述分配盘8通过增加药剂的自重重量进行驱动回转，所述定量槽13内的药剂流入至定量集水容器3的底部而与水溶液混合。

如附图6和附图7所示，所述限位臂15的外缘端在回转方向上开设有限位槽16，所述限位槽16正相对于定量执行机构9的侧面为限位导向面17，所述限位导向面17为倾斜面，且所述限位导向面17位于回转方向前侧的一端为朝向回转中心偏斜，所述限位导向面17位于回转方向后侧的一端为远离于回转中心偏斜，所述定量执行机构9的伸缩端通过限位导向面17进行伸缩位移，通过倾斜状的限位导向面17，当分配盘转动时，能逐渐增加对定量执行机构9的伸缩端的顶压力，进而增加静摩擦力，同时也对分配盘8的转动进行降速和停止，克服其惯性力。

如附图5所示，所述定量执行机构9包括套筒20、设置在所述套筒20内腔中的导向杆22和套设在所述导向杆22外侧的复位弹簧23，所述套筒20的一端连通于封闭壳体10，且另一端封闭设置，所述套筒20内包含沿径向设置有支撑板24，所述导向杆22导向穿设在支撑板24上，所述导向杆22的一端弹性的抵接于限位臂15上，所述复位弹簧23的两端分别连接于支撑板24和导向杆22位于隔离壳体10内的一端上，通过导向杆22对弹性位移进行导向，在导向杆22朝向于分配盘的一端还设有顶压柱21，以更好的与限位导向面进行接触，所述导向杆22在背离于分配盘的一端还设有限位块18，以对导向杆22复位时的位置进行限位，防止其过度伸出，保证分配盘的下一个限位臂15再次转动至导向杆时，能够直接作用于限位导向面。

所述套筒20内对应于导向杆22远离于分配盘8的一端间距设置有微动开关25，所述微动开关25电性连接于位移机构2的电回路中；当所述导向杆22通过对应的限位臂13时，所述导向杆22启动微动开关25并使得位移机构2位移至下一植株，随后通过喷头进行喷灌，喷灌完成后开关阀打开，再次通过进水管向定量集水容器3内排入灌溉水溶液。

一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统的灌溉方法，将支撑导轨1沿植株排布的方向设置在地面的上方，并将位移机构2置于距第一株待浇植株一个株距的位置，然后所述进水管4连接水源，向药剂容器5内盛装药剂；

所述进水管4中开关阀40打开，水溶液流入到定量集水容器3内的底部，且通过进水管4内的水流量传感器41检测水量，流量达到预定水量时控制开关阀4关闭，在进水的同时，药剂容器5内的药剂通过药剂连通管12流入至定量槽13内，当定量槽13内盛装的药剂达到一定程度时，药剂的自重使得分配盘两侧质量不均衡，则该定量槽13内增加的药剂使得分配盘8产生力矩并有转动趋势，直至转矩大于定量执行机构9对限位臂15的弹性压覆力时分配盘8转动，转动时将该定量槽13内的药剂向定量集水容器3的底部倾倒，并与已存在的定量的水溶液混合，在定量执行机构9发生弹性形变的同时，触动微动开关25，所述位移机构2被启动并沿支撑导轨位移一个株距的间距，随后药剂混合溶液通过喷头7喷洒向植株；

当所述分配盘8偏转后，所述定量执行机构9失去限位臂15的顶压后复位，直至接触到下一个回转而至的限位臂15，经回转到位的限位臂15在转动惯量的作用下重新顶压定量执行机构9的伸缩端，所述分配盘8通过顶压执行机构9的顶压回转停止，位于最上端的定量槽13继续收集药剂连通管12内流出的药剂，直至再次使得分配盘转动；依次循环往复。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，其特征在于：包括支撑导轨(1)、位移机构(2)、定量集水容器(3)、进水管(4)、药剂容器(5)和药剂定量装置(6)，所述支撑导轨(1)沿植株的排列方向横向架设在地面上方，所述位移机构(2)设置在所述支撑导轨(1)上，所述位移机构(2)上设置有定量集水容器(3)，所述定量集水容器(3)的顶端连接有进水管(4)，且所述定量集水容器(3)的底端设置有喷头(7)，所述药剂容器(5)相对固定设置在定量集水容器(3)的外侧，所述药剂定量装置(6)设置在定量集水容器(3)的内腔中，且所述药剂定量装置(6)与药剂容器(5)连通设置，所述药剂容器(5)内的药剂通过药剂定量装置(6)定量与所述定量集水容器中的水溶液混合溶解；所述定量集水容器内的定比浓度的药剂溶液从喷头喷洒向植株。

2.根据权利要求1所述的一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，其特征在于：所述药剂定量装置(6)包括隔离壳体(10)、定量分配机构(11)和药剂连通管(12)，所述药剂连通管(12)的一端连通于药剂容器(5)，且所述药剂连通管(12)的另一端伸入至定量集水容器(3)内并与隔离壳体(10)连通设置，所述隔离壳体(10)间距设置在定量集水容器(3)的内腔，所述隔离壳体(10)的内腔设置有定量分配机构(11)，所述隔离壳体(10)的底端开设有药剂口(14)，通过所述药剂连通管(12)流入至隔离壳体(10)内的药剂溶液通过所述定量分配机构(11)进行定量分配。

3.根据权利要求2所述的一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，其特征在于：所述定量分配机构(11)包括分配盘(8)和定量执行机构(9)，所述分配盘(8)转动设置在所述隔离壳体(10)内，且所述分配盘(8)在竖向面内间歇性的圆周转动设置，所述分配盘(8)上沿圆周方向包含有若干定量槽(13)，所述定量执行机构(9)设置在所述隔离壳体(10)上，所述定量执行机构(9)设置在分配盘(8)的回转路径上，且所述定量执行机构(9)限定分配盘(8)每次间歇性转动的角度；在所述定量执行机构(9)限制分配盘(8)转动的状态下，有且仅一个所述定量槽(13)位于药剂连通管(12)的出液端口下方。

4.根据权利要求3所述的一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，其特征在于：所述分配盘(8)呈圆盘形的盘体结构，若干所述定量槽(13)圆周阵列式的分别凹设在分配盘(8)的圆周壁上，所述定量槽(13)呈仅一侧开口的凹陷状结构，两两相邻的所述定量槽(13)之间构成限位臂(15)，所述限位臂(15)与定量执行机构(9)对应设置，所述定量执行机构(9)为弹性伸缩机构，且所述定量执行机构(9)的伸缩端弹性抵接于限位臂(15)上。

5.根据权利要求4所述的一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，其特征在于：当任意一所述限位臂(15)通过定量执行机构(9)限制转动的状态下，位于所述分配盘(8)最上端的定量槽(13)开口朝上，并且对应于药剂连通管(12)的出药口设置，且对应于药剂连通管(12)的定量槽(13)位于通过回转轴线的中心平面(8a)的回转侧；当最上端的所述定量槽(13)盛满药剂的状态下，所述分配盘(8)通过增加药剂的自重重量进行驱动回转，所述定量槽(13)内的药剂流入至定量集水容器(3)的底部。

6.根据权利要求4所述的一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，其特征在于：所述限位臂(15)的外缘端在回转方向上开设有限位槽(16)，所述限位槽(16)正相对于定量执行机构(9)的侧面为限位导向面(17)，所述限位导向面(17)为倾斜面，且所述限位导向面(17)位于回转方向前侧的一端为朝向回转中心偏斜，所述限位导向面(17)位于回转方向后侧的一端为远离于回转中心偏斜，所述定量执行机构(9)的伸缩端通过限位导向面(17)进行伸缩位移。

7.根据权利要求4所述的一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，其特征在于：所述定量执行机构(9)包括套筒(20)、设置在所述套筒(20)内腔中的导向杆(22)和套设在所述导向杆(22)外侧的复位弹簧(23)，所述套筒(20)的一端连通于封闭壳体(10)，且另一端封闭设置，所述套筒(20)内包含沿径向设置有支撑板(24)，所述导向杆(22)导向穿设在支撑板(24)上，所述导向杆(22)的一端弹性的抵接于限位臂(15)上，所述复位弹簧(23)的两端分别连接于支撑板(24)和导向杆(22)位于隔离壳体(10)内的一端上。

8.根据权利要求7所述的一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统，其特征在于：所述套筒(20)内对应于导向杆(22)远离于分配盘(8)的一端间距设置有微动开关(25)，所述微动开关(25)电性连接于位移机构(2)的电回路中；当所述导向杆(22)通过对应的限位臂(13)时，所述导向杆(22)启动微动开关(25)并使得位移机构(2)位移。

9.根据权利要求8所述的一种植株定比浓度喷药的节水灌溉系统的灌溉方法，其特征在于：将支撑导轨(1)沿植株排布的方向设置在地面的上方，并将位移机构(2)置于距第一株待浇植株一个株距的位置，然后所述进水管(4)连接水源，向药剂容器(5)内盛装药剂；

所述进水管(4)中开关阀(40)打开，水溶液流入到定量集水容器(3)内的底部，且通过进水管(4)内的水流量传感器(41)检测水量，流量达到预定水量时控制开关阀(4)关闭，在进水的同时，药剂容器(5)内的药剂通过药剂连通管(12)流入至定量槽(13)内，当定量槽(13)内盛装的药剂达到一定程度时，药剂的自重使得分配盘两侧质量不均衡，则该定量槽(13)内增加的药剂使得分配盘(8)产生力矩并有转动趋势，直至转矩大于定量执行机构(9)对限位臂(15)的弹性压覆力时分配盘(8)转动，转动时将该定量槽(13)内的药剂向定量集水容器(3)的底部倾倒，并与已存在的定量的水溶液混合，在定量执行机构(9)发生弹性形变的同时，触动微动开关(25)，所述位移机构(2)被启动并沿支撑导轨位移一个株距的间距，随后药剂混合溶液通过喷头(7)喷洒向植株；

当所述分配盘(8)偏转后，所述定量执行机构(9)失去限位臂(15)的顶压后复位，直至接触到下一个回转而至的限位臂(15)，经回转到位的限位臂(15)在转动惯量的作用下重新顶压定量执行机构(9)的伸缩端，所述分配盘(8)通过顶压执行机构(9)的顶压回转停止，位于最上端的定量槽(13)继续收集药剂连通管(12)内流出的药剂，直至再次使得分配盘转动；依次循环往复。

Images