CN113079787A - 一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，属于设施农业技术领域，可以实现能够辅助工作人员对设施作物进行施肥，施肥时，只需向各个投料斗中投入等量的肥料，并启动水泵进行注水，即可均匀的对作物进行施肥，并能有效降低肥料的挥发浪费，通过自疏通胶料组件、水流驱动组件的联合设置，使得水的注入可带动转轴进行转动，从而不仅可带动搅拌叶片对肥料和水进行搅拌，使肥料充分溶解于水中，并能使施肥导管自动导通，进而使肥料与水的混合溶液得以经施肥导管流入土壤中，供设施作物精准吸收，可有效促进作物对肥料养分的吸收，并能提高吸收率，且使用简单、操作便利，适合推广。

Description

一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置
技术领域
本发明涉及设施农业技术领域，更具体地说，涉及一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置。
背景技术
设施农业是采用人工技术手段，改变自然光温条件，创造优化动植物生长的环境因子，使之能够全天候生长的设施工程。设施农业是个新的生产技术体系，它的核心设施就是环境安全型温室、环境安全型畜禽舍、环境安全型菇房。关键技术是能够最大限度利用太阳能的覆盖材料，做到寒冷季节高透明高保温；夏季能够降温防苔；能够将太阳光无用光波转变为适应光合需要的光波；良好的防尘抗污功能等。它根据不同的种养品种需要设计成不同设施类型，同时选择适宜的品种和相应的栽培技术。
设施农业从种类上分，主要包括设施园艺和设施养殖两大部分，设施作物就是种植于设施园艺中的作物。肥料是指提供一种或一种以上植物必需的营养元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平的一类物质，肥料可为作物提供生长所需的养分。
现有技术中，对于设施作物的施肥，基本还是采用人工手动施肥的方式，人工手动施肥不仅准确度低，容易造成施肥不均匀，且肥料容易挥发浪费，导致设施作物无法精准对养分进行吸收，吸收率低。因此，我们提出一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，它可以实现能够辅助工作人员对设施作物进行施肥，施肥时，只需向各个投料斗中投入等量的肥料，并启动水泵进行注水，即可均匀的对作物进行施肥，并能有效降低肥料的挥发浪费，通过自疏通胶料组件、水流驱动组件的联合设置，使得水的注入可带动转轴进行转动，从而不仅可带动搅拌叶片对肥料和水进行搅拌，使肥料充分溶解于水中，并能使施肥导管自动导通，进而使肥料与水的混合溶液得以经施肥导管流入土壤中，供设施作物精准吸收，可有效促进作物对肥料养分的吸收，并能提高吸收率，且使用简单、操作便利，适合推广。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，包括水泵和多个预埋筒，所述水泵的出水端连通有输水管，所述预埋筒的顶端连通有导料管，所述导料管的顶端固定连接有投料斗，所述投料斗内固定连接有注水管，所述预埋筒两侧的外壁上均连通有施肥导管，所述预埋筒内设置有自疏通胶料组件，所述自疏通胶料组件包括镶嵌安装于预埋筒底部内壁上的嵌装球壳，所述嵌装球壳的顶端内壁上固定连接有导热套管，所述导热套管的底端内壁上转动连接有转轴，所述转轴的外壁上套设有耐磨环，所述嵌装球壳两侧的外壁上均连通有导流管，所述导流管远离嵌装球壳的一端延伸插入施肥导管中，并固定连接有与施肥导管相匹配弹性球状管塞，所述嵌装球壳、导流管、弹性球状管塞内均填充有相变自流体，所述转轴活动贯穿嵌装球壳的顶部外壁延伸至预埋筒内，且转轴的顶端固定连接有联动蜗轮，所述预埋筒内设置有水流驱动组件。
进一步的，所述水流驱动组件包括转动连接于预埋筒内壁上的联动蜗杆，所述联动蜗杆的一端固定连接有圆轮，所述圆轮的外壁上固定连接有多个呈环形均匀分布的驱动叶片，所述联动蜗杆与联动蜗轮相匹配，且联动蜗杆与联动蜗轮啮合连接，部分所述驱动叶片位于注水管的正下方，通过水流驱动组件的设置，当注水管处有水流入时，水流冲击驱动叶片，可带动圆轮转动，从而带动联动蜗杆转动，进而通过联动蜗轮带动转轴转动，使得水流的注入可为转轴的转动提供驱动力。
进一步的，所述投料斗的顶端设置有相匹配的密封盖，所述密封盖与注水管滑动连接，密封盖可提供一个密封效果，减少施肥过程中肥料的挥发。
进一步的，所述注水管贯穿密封盖并与密封盖滑动连接，且注水管的顶端与输水管相连通，使得启动水泵，可将水通过输水管输送至各个注水管处，进而同时向多个预埋筒中注入水。
进一步的，所述预埋筒的内壁上固定连接有隔网，所述转轴活动贯穿隔网，所述转轴两侧的外壁上均固定连接有多个搅拌叶片，所述搅拌叶片设置于隔网的上方，施肥时，可先将预埋筒埋设于相邻的两颗设施作物之间的土壤中，然后向上拔起密封盖，并向各个投料斗中投入等量的肥料，肥料经导料管进入预埋筒中后，会落在隔网上，然后启动水泵注水，即可带动转轴转动，从而带动搅拌叶片对肥料和水进行搅拌，进而使肥料充分溶解于水中，可促进作物对肥料养分的吸收，提高施肥效果。
进一步的，所述导热套管采用耐磨导热材料制成，所述耐磨环与导热套管的内壁相贴，且耐磨环采用耐磨材料制成，所述导热套管的底端延伸插入相变自流体中，转轴的转动可带动耐磨环转动，使耐磨环与导热套管进行摩擦，从而产生一定的热量，导热套管可将热量导至相变自流体中。
进一步的，所述弹性膜采用弹性材料制成，且弹性膜在相变自流体的填充作用下呈膨胀状态，所述相变自流体采用相变蓄热材料制成，导热套管、耐磨环摩擦产生的热量导至相变自流体处后，相变自流体吸收足够的热量后可由固态转化为液态，转化为液态后的相变自流体具有流动性，使得弹性膜得以进行收缩，从而自动使施肥导管导通，使得初始时，弹性球状管塞可堵塞施肥导管，延长水在预埋筒中的存留时间，使肥料充分溶解于水中，并可在一定时间后自动使施肥导管导通，进而使肥料与水的混合溶液得以经施肥导管流入土壤中，供设施作物吸收，可有效提高作物对肥料养分的吸收率。
进一步的，所述嵌装球壳的底端外壁上镶嵌安装有两个对称设置的弹性膜，所述预埋筒的底部内壁中开设有两个与弹性膜相匹配的凸起收纳槽，耐磨环与导热套管摩擦产生的热量，在使相变自流体由固态转化为液态的同时，会对嵌装球壳中的空气进行加热，空气受热膨胀会挤压液态的相变自流体，从而使相变自流体挤压弹性膜，进而使弹性膜向外凸起至凸起收纳槽中，由于肥料与水的混合溶液会从外部对弹性球状管塞产生一定的压力，使得弹性球状管塞不会因此膨胀再次堵塞施肥导管，待肥料与水的混合溶液流出殆尽后，并随着热量的散去，在相变自流体由液态重新转为固态的过程中，弹性膜可向内收缩，从而将液态的相变自流体向弹性球状管塞中挤入，从而使弹性球状管塞重新膨胀，进而使相变自流体转化为固态后，弹性球状管塞可再次堵塞施肥导管，以便下次施肥时装置的使用。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案能够辅助工作人员对设施作物进行施肥，施肥时，只需向各个投料斗中投入等量的肥料，并启动水泵进行注水，即可均匀的对作物进行施肥，并能有效降低肥料的挥发浪费，通过自疏通胶料组件、水流驱动组件的联合设置，使得水的注入可带动转轴进行转动，从而不仅可带动搅拌叶片对肥料和水进行搅拌，使肥料充分溶解于水中，并能使施肥导管自动导通，进而使肥料与水的混合溶液得以经施肥导管流入土壤中，供设施作物精准吸收，可有效促进作物对肥料养分的吸收，并能提高吸收率，且使用简单、操作便利，适合推广。
(2)通过水流驱动组件的设置，当注水管处有水流入时，水流冲击驱动叶片，可带动圆轮转动，从而带动联动蜗杆转动，进而通过联动蜗轮带动转轴转动，使得水流的注入可为转轴的转动提供驱动力。
(3)投料斗的顶端设置有相匹配的密封盖，密封盖与注水管滑动连接，密封盖可提供一个密封效果，减少施肥过程中肥料的挥发。
(4)预埋筒的内壁上固定连接有隔网，转轴活动贯穿隔网，转轴两侧的外壁上均固定连接有多个搅拌叶片，搅拌叶片设置于隔网的上方，施肥时，可先将预埋筒埋设于相邻的两颗设施作物之间的土壤中，然后向上拔起密封盖，并向各个投料斗中投入等量的肥料，肥料经导料管进入预埋筒中后，会落在隔网上，然后启动水泵注水，即可带动转轴转动，从而带动搅拌叶片对肥料和水进行搅拌，进而使肥料充分溶解于水中，可促进作物对肥料养分的吸收，提高施肥效果。
(5)导热套管采用耐磨导热材料制成，耐磨环与导热套管的内壁相贴，且耐磨环采用耐磨材料制成，导热套管的底端延伸插入相变自流体中，转轴的转动可带动耐磨环转动，使耐磨环与导热套管进行摩擦，从而产生一定的热量，导热套管可将热量导至相变自流体中。
(6)弹性膜采用弹性材料制成，且弹性膜在相变自流体的填充作用下呈膨胀状态，相变自流体采用相变蓄热材料制成，导热套管、耐磨环摩擦产生的热量导至相变自流体处后，相变自流体吸收足够的热量后可由固态转化为液态，转化为液态后的相变自流体具有流动性，使得弹性膜得以进行收缩，从而自动使施肥导管导通，使得初始时，弹性球状管塞可堵塞施肥导管，延长水在预埋筒中的存留时间，使肥料充分溶解于水中，并可在一定时间后自动使施肥导管导通，进而使肥料与水的混合溶液得以经施肥导管流入土壤中，供设施作物吸收，可有效提高作物对肥料养分的吸收率。
(7)嵌装球壳的底端外壁上镶嵌安装有两个对称设置的弹性膜，预埋筒的底部内壁中开设有两个与弹性膜相匹配的凸起收纳槽，耐磨环与导热套管摩擦产生的热量，在使相变自流体由固态转化为液态的同时，会对嵌装球壳中的空气进行加热，空气受热膨胀会挤压液态的相变自流体，从而使相变自流体挤压弹性膜，进而使弹性膜向外凸起至凸起收纳槽中，由于肥料与水的混合溶液会从外部对弹性球状管塞产生一定的压力，使得弹性球状管塞不会因此膨胀再次堵塞施肥导管，待肥料与水的混合溶液流出殆尽后，并随着热量的散去，在相变自流体由液态重新转为固态的过程中，弹性膜可向内收缩，从而将液态的相变自流体向弹性球状管塞中挤入，从而使弹性球状管塞重新膨胀，进而使相变自流体转化为固态后，弹性球状管塞可再次堵塞施肥导管，以便下次施肥时装置的使用。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图；
图2为本发明预埋筒处的剖视结构示意图；
图3为本发明图2中A处的放大结构示意图；
图4为本发明联动蜗轮处的俯视结构示意图；
图5为本发明嵌装球壳处的剖视结构示意图；
图6为本发明图5中B处的放大结构示意图；
图7为本发明投料斗处的剖视结构示意图；
图8为本发明预埋筒埋入土壤中的状态示意图。
图中标号说明：
101、水泵；102、输水管；201、预埋筒；202、导料管；203、投料斗；204、密封盖；205、注水管；206、凸起收纳槽；207、隔网；208、施肥导管；301、嵌装球壳；302、导热套管；303、转轴；304、耐磨环；305、导流管；306、弹性球状管塞；307、相变自流体；308、弹性膜；309、联动蜗轮；310、搅拌叶片；401、联动蜗杆；402、圆轮；403、驱动叶片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-8，一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，包括水泵101和多个预埋筒201，水泵101的出水端连通有输水管102，预埋筒201的顶端连通有导料管202，导料管202的顶端固定连接有投料斗203，投料斗203的顶端设置有相匹配的密封盖204，密封盖204与注水管205滑动连接，密封盖204可提供一个密封效果，减少施肥过程中肥料的挥发，投料斗203内固定连接有注水管205，注水管205贯穿密封盖204并与密封盖204滑动连接，且注水管205的顶端与输水管102相连通，使得启动水泵101，可将水通过输水管102输送至各个注水管205处，进而同时向多个预埋筒201中注入水，预埋筒201两侧的外壁上均连通有施肥导管208，预埋筒201的内壁上固定连接有隔网207，转轴303活动贯穿隔网207，转轴303两侧的外壁上均固定连接有多个搅拌叶片310，搅拌叶片310设置于隔网207的上方，施肥时，可先将预埋筒201埋设于相邻的两颗设施作物之间的土壤中，然后向上拔起密封盖204，并向各个投料斗203中投入等量的肥料，肥料经导料管202进入预埋筒201中后，会落在隔网207上，然后启动水泵101注水，即可带动转轴303转动，从而带动搅拌叶片310对肥料和水进行搅拌，进而使肥料充分溶解于水中，可促进作物对肥料养分的吸收，提高施肥效果。
请参阅图2和图5-6，预埋筒201内设置有自疏通胶料组件，自疏通胶料组件包括镶嵌安装于预埋筒201底部内壁上的嵌装球壳301，嵌装球壳301的顶端内壁上固定连接有导热套管302，导热套管302的底端内壁上转动连接有转轴303，转轴303的外壁上套设有耐磨环304，嵌装球壳301两侧的外壁上均连通有导流管305，导流管305远离嵌装球壳301的一端延伸插入施肥导管208中，并固定连接有与施肥导管208相匹配弹性球状管塞306，嵌装球壳301、导流管305、弹性球状管塞306内均填充有相变自流体307，转轴303活动贯穿嵌装球壳301的顶部外壁延伸至预埋筒201内，且转轴303的顶端固定连接有联动蜗轮309，导热套管302采用耐磨导热材料制成，耐磨环304与导热套管302的内壁相贴，且耐磨环304采用耐磨材料制成，导热套管302的底端延伸插入相变自流体307中，转轴303的转动可带动耐磨环304转动，使耐磨环304与导热套管302进行摩擦，从而产生一定的热量，导热套管302可将热量导至相变自流体307中，弹性膜308采用弹性材料制成，且弹性膜308在相变自流体307的填充作用下呈膨胀状态，相变自流体307采用相变蓄热材料制成，导热套管302、耐磨环304摩擦产生的热量导至相变自流体307处后，相变自流体307吸收足够的热量后可由固态转化为液态，转化为液态后的相变自流体307具有流动性，使得弹性膜308得以进行收缩，从而自动使施肥导管208导通，使得初始时，弹性球状管塞306可堵塞施肥导管208，延长水在预埋筒201中的存留时间，使肥料充分溶解于水中，并可在一定时间后自动使施肥导管208导通，进而使肥料与水的混合溶液得以经施肥导管208流入土壤中，供设施作物吸收，可有效提高作物对肥料养分的吸收率，嵌装球壳301的底端外壁上镶嵌安装有两个对称设置的弹性膜308，预埋筒201的底部内壁中开设有两个与弹性膜308相匹配的凸起收纳槽206，耐磨环304与导热套管302摩擦产生的热量，在使相变自流体307由固态转化为液态的同时，会对嵌装球壳301中的空气进行加热，空气受热膨胀会挤压液态的相变自流体307，从而使相变自流体307挤压弹性膜308，进而使弹性膜308向外凸起至凸起收纳槽206中，由于肥料与水的混合溶液会从外部对弹性球状管塞306产生一定的压力，使得弹性球状管塞306不会因此膨胀再次堵塞施肥导管208，待肥料与水的混合溶液流出殆尽后，并随着热量的散去，在相变自流体307由液态重新转为固态的过程中，弹性膜308可向内收缩，从而将液态的相变自流体307向弹性球状管塞306中挤入，从而使弹性球状管塞306重新膨胀，进而使相变自流体307转化为固态后，弹性球状管塞306可再次堵塞施肥导管208，以便下次施肥时装置的使用。
请参阅图2-4，预埋筒201内设置有水流驱动组件，水流驱动组件包括转动连接于预埋筒201内壁上的联动蜗杆401，联动蜗杆401的一端固定连接有圆轮402，圆轮402的外壁上固定连接有多个呈环形均匀分布的驱动叶片403，联动蜗杆401与联动蜗轮309相匹配，且联动蜗杆401与联动蜗轮309啮合连接，部分驱动叶片403位于注水管205的正下方，通过水流驱动组件的设置，当注水管205处有水流入时，水流冲击驱动叶片403，可带动圆轮402转动，从而带动联动蜗杆401转动，进而通过联动蜗轮309带动转轴303转动，使得水流的注入可为转轴303的转动提供驱动力。
本发明能够辅助工作人员对设施作物进行施肥，施肥时，只需向各个投料斗203中投入等量的肥料，并启动水泵101进行注水，即可均匀的对作物进行施肥，并能有效降低肥料的挥发浪费，通过自疏通胶料组件、水流驱动组件的联合设置，使得水的注入可带动转轴303进行转动，从而不仅可带动搅拌叶片310对肥料和水进行搅拌，使肥料充分溶解于水中，并能使施肥导管208自动导通，进而使肥料与水的混合溶液得以经施肥导管208流入土壤中，供设施作物精准吸收，可有效促进作物对肥料养分的吸收，并能提高吸收率，且使用简单、操作便利，适合推广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，包括水泵(101)和多个预埋筒(201)，所述水泵(101)的出水端连通有输水管(102)，其特征在于：所述预埋筒(201)的顶端连通有导料管(202)，所述导料管(202)的顶端固定连接有投料斗(203)，所述投料斗(203)内固定连接有注水管(205)，所述预埋筒(201)两侧的外壁上均连通有施肥导管(208)，所述预埋筒(201)内设置有自疏通胶料组件，所述自疏通胶料组件包括镶嵌安装于预埋筒(201)底部内壁上的嵌装球壳(301)，所述嵌装球壳(301)的顶端内壁上固定连接有导热套管(302)，所述导热套管(302)的底端内壁上转动连接有转轴(303)，所述转轴(303)的外壁上套设有耐磨环(304)，所述嵌装球壳(301)两侧的外壁上均连通有导流管(305)，所述导流管(305)远离嵌装球壳(301)的一端延伸插入施肥导管(208)中，并固定连接有与施肥导管(208)相匹配弹性球状管塞(306)，所述嵌装球壳(301)、导流管(305)、弹性球状管塞(306)内均填充有相变自流体(307)，所述转轴(303)活动贯穿嵌装球壳(301)的顶部外壁延伸至预埋筒(201)内，且转轴(303)的顶端固定连接有联动蜗轮(309)，所述预埋筒(201)内设置有水流驱动组件。
2.根据权利要求1所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述水流驱动组件包括转动连接于预埋筒(201)内壁上的联动蜗杆(401)，所述联动蜗杆(401)的一端固定连接有圆轮(402)，所述圆轮(402)的外壁上固定连接有多个呈环形均匀分布的驱动叶片(403)。
3.根据权利要求2所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述联动蜗杆(401)与联动蜗轮(309)相匹配，且联动蜗杆(401)与联动蜗轮(309)啮合连接，部分所述驱动叶片(403)位于注水管(205)的正下方。
4.根据权利要求1所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述投料斗(203)的顶端设置有相匹配的密封盖(204)，所述密封盖(204)与注水管(205)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述注水管(205)贯穿密封盖(204)并与密封盖(204)滑动连接，且注水管(205)的顶端与输水管(102)相连通。
6.根据权利要求1所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述预埋筒(201)的内壁上固定连接有隔网(207)，所述转轴(303)活动贯穿隔网(207)。
7.根据权利要求6所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述转轴(303)两侧的外壁上均固定连接有多个搅拌叶片(310)，所述搅拌叶片(310)设置于隔网(207)的上方。
8.根据权利要求1所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述导热套管(302)采用耐磨导热材料制成，所述耐磨环(304)与导热套管(302)的内壁相贴，且耐磨环(304)采用耐磨材料制成，所述导热套管(302)的底端延伸插入相变自流体(307)中。
9.根据权利要求8所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述弹性膜(308)采用弹性材料制成，且弹性膜(308)在相变自流体(307)的填充作用下呈膨胀状态，所述相变自流体(307)采用相变蓄热材料制成。
10.根据权利要求9所述的一种促进设施作物养分精准吸收的智能装置，其特征在于：所述嵌装球壳(301)的底端外壁上镶嵌安装有两个对称设置的弹性膜(308)，所述预埋筒(201)的底部内壁中开设有两个与弹性膜(308)相匹配的凸起收纳槽(206)。
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