CN113597944A - 一种智能化农业用大棚环境监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化农业用大棚环境监测装置，包括：滑轨，固定在所述大棚架上；滑块，滑动安装在所述滑轨上，滑块上安装有驱动机构，驱动机构与安装在滑轨上的弧形齿条适配；连接架，转动安装在所述滑块上；升降结构，连接所述连接架，升降结构远离连接架的一端固定有安装板，安装板固定可拆卸安装有配重块；固定环，固定在所述升降结构上，且固定环的外侧转动安装有转动环，转动环通过传动组件与所述升降结构连接，以在固定环移动时带动转动环做圆周运动；监测仪器，固定在所述转动环上；本发明以解决更换农作物，调整监测点的工作量大且繁琐，缺少应急调节功能，多种农作物混合种植时，缺少对农作物近距离的全面监测措施等问题。

Description

一种智能化农业用大棚环境监测装置

技术领域

本发明涉及环境监测领域，具体是一种智能化农业用大棚环境监测装置。

背景技术

智能化农业即利用智能化IT信息技术来结合设施、设备来指导农业预测、实施生产；以农业专家系统为核心，它是一种拥有高层次、多方面农业专家知识、并能模仿人类的推理过程，在计算机或其他智能终端上以形象、直观的方式向使用者或政策制定者提供各种农业问题咨询服务的实用系统或智能化农业设施，它是将先进的传感、通信和数据处理等物联网技术应用于农业领域，构建智能农业系统，是解决农业发展中遇到的各种问题的有效方法之一。

在智能化农业大棚中，由于不同农作物对应的监测点需要设置对应匹配的监测点区，一旦更换农作物，调整监测点的工作量大且繁琐，缺少应急调节功能，多种农作物混合种植时，缺少对农作物近距离的全面监测措施，而目前大监控过程中因监测位置不够全面，导致获取数据难以全面准确的评价棚内的种植环境的实时变化情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化农业用大棚环境监测装置，以解决由于不同农作物对应的监测点需要设置对应匹配的监测点区，一旦更换农作物，调整监测点的工作量大且繁琐，缺少应急调节功能，多种农作物混合种植时，缺少对农作物近距离的全面监测措施，而目前大监控过程中因监测位置不够全面，导致获取数据难以全面准确的评价棚内的种植环境的实时变化情况的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能化农业用大棚环境监测装置，安装在大棚架上，所述智能化农业用大棚环境监测装置包括：

滑轨，所述滑轨固定在所述大棚架上；

滑块，所述滑块滑动安装在所述滑轨上，所述滑块上安装有驱动机构，所述驱动机构与安装在所述滑轨上的弧形齿条适配；

连接架，所述连接架转动安装在所述滑块上；

升降结构，所述升降结构连接所述连接架，所述升降结构远离所述连接架的一端固定有安装板，所述安装板固定可拆卸安装有配重块；

固定环，所述固定环固定在所述升降结构上，且所述固定环的外侧转动安装有转动环，所述转动环通过传动组件与所述升降结构连接，以在所述固定环移动时带动所述转动环做圆周运动；

监测仪器，所述监测仪器固定在所述转动环上。

作为本发明进一步的方案：所述驱动机构包括转动安装在所述滑块上且与所述弧形齿啮合的第一齿轮，所述第一齿轮的转轴与安装在所述滑块上的第一电机的输出轴固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述升降结构包括转动安装在所述连接架与所述安装板之间的螺纹杆及固定在所述连接架与所述安装板之间的导向杆；

所述螺纹杆上螺纹连接有与所述固定环固定连接的螺纹套筒，所述导向杆上套设有与所述固定环固定连接的滑套；

所述螺纹杆的一端与安装在所述滑块上的第二电机的输出轴固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述升降结构包括固定在所述连接架与所述安装板之间的两个导向杆；

两个所述导向杆上均套设有与所述固定环固定连接的滑套；

其中一个所述滑套与固定在所述连接架上的电动伸缩杆的活动端固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述固定环的外侧设置有至少一个环形滑槽，所述转动环的内侧固定有与所述环形滑槽滑动配合的环形滑块。

作为本发明再进一步的方案：所述传动组件包括转动安装在固定于所述固定环内侧的固定板及转动安装在所述固定板上的第二齿轮，所述第二齿轮与安装在所述导向杆上的条形齿啮合；

还包括转动安装在与所述固定环固定的承接板上的第三齿轮，所述第三齿轮贯穿所述固定环上设置的弧形通槽且与安装在所述转动环内侧的环形齿啮合；

所述第二齿轮的转轴与第三齿轮的转轴通过加速传动件连接。

作为本发明再进一步的方案：所述加速传动件包括转动安装在所述固定板上的传动轴，所述传动轴通过传动带与所述第二齿轮的转轴转动连接，还通过锥齿轮组与所述第三齿轮的转轴转动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述锥齿轮组包括固定在所述传动轴上的大锥齿轮及固定在所述第三齿轮转轴上的小锥齿轮，所述大锥齿轮与所述小锥齿轮啮合，且所述大锥齿轮与所述小锥齿轮的传动比为3:1。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的第一电机工作时带动第一齿轮转动，当第一齿轮转动时通过安装在滑轨上的弧形齿条实现滑块上的整体移动，由于连接架与滑块自由转动，且配合配重块的作用使得滑块移动时连接架及安装在连接架上的整体保持垂直放置状态，此时监测仪器可发生水平方向的位置变化，及垂直方向上的位置变化，第二电机驱动螺纹杆转动，当螺纹杆转动时通过螺纹套筒的作用带动固定环移动，固定环带动转动环于垂直方向上移动，进而进一步增加监测仪器在垂直方向上的位移变化量，当固定环沿导向杆移动时，带动安装在其内的第二齿轮跟随移动，此时，第二齿轮在条形齿的作用下转动，第二齿轮转动时通过传动带的作用带动传动轴转动，传动轴通过大锥齿轮与小锥齿轮的作用带动第三齿轮加速转动，第三齿轮转动以通过环形齿的作用带动转动环圆周转动，从而使得监测仪器进行多方位的监测，提高监测效果。

附图说明

图1为智能化农业用大棚环境监测装置在大棚架上的结构示意图；

图2为智能化农业用大棚环境监测装置的结构示意图；

图3为智能化农业用大棚环境监测装置去除滑轨后的结构示意图；

图4为智能化农业用大棚环境监测装置去除滑轨后的轴侧图；

图5为智能化农业用大棚环境监测装置中升降结构的结构示意图；

图6为图5中A处的结构放大图；

图7为智能化农业用大棚环境监测装置中升降结构另一角度的结构示意图；

图8为图7中B处的结构放大图。

图中：1-滑轨、2-滑块、3-第一齿轮、4-第一电机、5-连接架、6-导向杆、7-螺纹杆、8-转动环、9-监测仪器、10-安装板、11-配重块、12-第二电机、13-固定环、14-螺纹套筒、15-条形齿、16-第二齿轮、17-固定板、18-传动带、19-传动轴、20-锥齿轮组、21-第三齿轮、22-环形齿、23-弧形通槽。

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。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1~8，本发明实施例中，一种智能化农业用大棚环境监测装置，安装在大棚架上，其中大棚架主要是大棚中的竖立架与顶部弧形架，且每个大棚架上均安装有一个智能化农业用大棚环境监测装置，智能化农业用大棚环境监测装置包括：滑轨1及与滑轨1滑动配合的滑块2，滑轨1固定在大棚架上，滑块2上安装有驱动机构，驱动机构与安装在滑轨1上的弧形齿条适配。

其中，需要说明的是，滑块2呈类“U”型结构设置，滑块2的内侧设置有弧形块，弧形块滑动安装在设置于滑轨1两侧的导轨上，以确保滑块2与滑轨1之间滑动的稳定性。

当然，本申请还需要说明的是，滑块2仅在大棚架的顶部弧形架上移动；滑轨1可采用螺栓或直接焊接的方式固定在大棚架上，以确保滑轨1与大棚架连接的稳定性。

驱动机构包括转动安装在滑块2上且与弧形齿啮合的第一齿轮3，第一齿轮3的转轴与安装在滑块2上的第一电机4的输出轴固定连接。

设置的第一电机4工作时带动第一齿轮3转动，当第一齿轮3转动时通过安装在滑轨1上的弧形齿条实现滑块2上的整体移动，类似于车轮行走的模式，第一齿轮3相当于车轮，车轮在滑轨1上移动，以带动车轮上的整体结构移动。

其中，可以理解的是，为了实现滑块2的双向移动，第一电机4为正反转电机，采用4IK/80YYJT型号电机，该型号电机性能稳定，也可采用其他型号电机，只要满足驱动要求即可，本申请对此不作具体限定。

作为本发明的一种可替换的实施例，所述驱动机构包括转动安装在所述滑轨1上的多个导向轮及绕设在多个导向轮上的牵引绳，所述牵引绳的一端与安装在所述滑轨1上的卷扬机构连接，所述卷扬机构包括驱动电机及线辊，牵引绳的两端均固定在线辊上，但两端的缠绕方式相反，以使得在驱动电机转动时可带动线辊转动，线辊实现牵引绳的一端收线、另一端放线，当然，滑块2固定在牵引绳上，牵引绳移动时以带动滑块2移动。

滑块2上还转动安装有连接架5，连接架5位于第一电机4的侧端位置，不与第一电机4所处位置干涉，连接架5可采用连接轴与滑块2转动连接，以实现连接架5处于自由转动的状态，当然，滑块2的底部设置有缺口，以确保连接架5的通过，防止滑块2对连接架5的转动造成干涉。

连接架5远离滑块2的一端通过升降结构安装有安装板10，安装板10上可拆卸安装有配重块11，通过设置的配重块11使得连接架5在滑块2移动时可始终保持垂直放置状态，配重块11可通过螺栓固定或其他可拆卸的安装方式与安装板10连接，主要为了方便配重块11的更换，当然，配重块11还可设置成空心结构，以根据需求向配重块11内注入液体，以改变配重块11的重量，从而实现不同配重需求的调节，且调节方便。

升降结构上还固定有固定环13，且固定环13的外侧转动安装有转动环8，转动环8通过传动组件与升降结构连接，以在固定环13移动时带动转动环8做圆周运动，监测仪器9固定在转动环8上，固定环13起到承接作用，使得转动环8可在固定环13上转动，从而带动监测仪器9跟随转动环8做圆周运动，以实现多方位的监测，提高监测效果。

优选的，固定环13的外侧设置有至少一个环形滑槽，转动环8的内侧固定有与环形滑槽滑动配合的环形滑块，通过设置的环形滑块与环形滑槽滑动配合，确保转动环8不会沿固定环13的轴向移动。

通过设置的升降结构带动固定环13垂直移动，从而带动转动环8垂直移动，以实现监测仪器9的高度调节，同时，在转动环8垂直移动的过程中，其自身在传动组件的作用下转动，以带动监测仪器9转动，从而实现多向监测。

需要说明的是，本发明中监测仪器9包括空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照传感器，空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照传感器分别将各自采集的数据通过网络实时传输至远程中心服务器，远程中心服务器接收存储数据，结合对应的诊断数据模型对接受的各类数据进行解析处理，以达到分布式监测，集中式管理模式，掌握数据全面，有利于合理全面分析大棚内的种植环境并及时调整。

本发明通过监测大棚内部的温度、湿度、光照强度以及二氧化碳浓度，并存储及保存大棚内部的温度、湿度、光照强度以及二氧化碳浓度数据，便于后续记录并分析数据，为及时调整大棚内部环境提供有利数据支持。

作为本发明的一种实施例，升降结构包括转动安装在连接架5与安装板10之间的螺纹杆7及固定在连接架5与安装板10之间的导向杆6；螺纹杆7上螺纹连接有与固定环13固定连接的螺纹套筒14，导向杆6上套设有与固定环13固定连接的滑套；螺纹杆7的一端与安装在滑块2上的第二电机12的输出轴固定连接。

通过设置的第二电机12驱动螺纹杆7转动，当螺纹杆7转动时通过螺纹套筒14的作用带动固定环13移动，以实现固定件13上的整体移动，设置的导向杆6与滑套滑动配合，主要是为了防止螺纹套筒14跟随螺纹杆7转动，失去驱动效果。

其中，需要说明的是，为了实现固定环13的升降需求，第二电机12为正反转电机，采用4IK/80YYJT型号电机，该型号电机性能稳定，也可采用其他型号电机，只要满足驱动要求即可，本申请对此不作具体限定。

作为本发明的一种可替换的实施例，升降结构包括固定在连接架5与安装板10之间的两个导向杆6；两个导向杆6上均套设有与固定环13固定连接的滑套；其中一个滑套与固定在连接架5上的电动伸缩杆的活动端固定连接。

设置的电动伸缩杆伸缩运动时以推动固定件13在导向杆6上滑动，从而实现固定环13的高度调节，以满足升降需求，其中，需要说明的是，电动伸缩杆还可采用气缸或液压缸进行替换，只要满足升降需求即可，本申请对此不作具体限定。

进一步来说，传动组件包括转动安装在固定于固定环13内侧的固定板17及转动安装在固定板17上的第二齿轮16，第二齿轮16与安装在导向杆6上的条形齿15啮合；还包括转动安装在与固定环13固定的承接板24上的第三齿轮21，第三齿轮21贯穿固定环13上设置的弧形通槽23且与安装在转动环8内侧的环形齿22啮合；第二齿轮16的转轴与第三齿轮21的转轴通过加速传动件连接。

当固定环13沿导向杆6移动时，带动安装在其内的第二齿轮16跟随移动，此时，第二齿轮16在条形齿15的作用下转动，从而通过加速传动件带动第三齿轮21转动，当第三齿轮21转动时通过环形齿22的作用带动转动环8圆周转动，从而实现传动需求。

优选的，加速传动件包括转动安装在固定板17上的传动轴19，传动轴19通过传动带18与第二齿轮16的转轴转动连接，还通过锥齿轮组20与第三齿轮21的转轴转动连接，锥齿轮组20包括固定在传动轴19上的大锥齿轮及固定在第三齿轮21转轴上的小锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合，且大锥齿轮与小锥齿轮的传动比为3:1。

当第二齿轮16转动时通过传动带18的作用带动传动轴19转动，传动轴19通过大锥齿轮与小锥齿轮的作用带动第三齿轮21加速转动，第三齿轮21转动以通过环形齿22的作用带动转动环8圆周转动。

上述大锥齿轮与小锥齿轮的传动比为3:1属于一种优选的实施例，在具体实施过程中还可设置成4:1或2:1等等，具体可根据需求进行选择，本申请对此不作具体限定。

为了方便理解，本申请对上述智能化农业用大棚环境监测装置的具体工作原理进行详细描述，如下：

第一电机4工作时带动第一齿轮3转动，当第一齿轮3转动时通过安装在滑轨1上的弧形齿条实现滑块2上的整体移动，由于连接架5与滑块2自由转动，且配合配重块11的作用使得滑块2移动时连接架5及安装在连接架5上的整体保持垂直放置状态，此时监测仪器9可发生水平方向的位置变化，及垂直方向上的位置变化，第二电机12驱动螺纹杆7转动，当螺纹杆7转动时通过螺纹套筒14的作用带动固定环13移动，固定环13带动转动环8于垂直方向上移动，进而进一步增加监测仪器9在垂直方向上的位移变化量，当固定环13沿导向杆6移动时，带动安装在其内的第二齿轮16跟随移动，此时，第二齿轮16在条形齿15的作用下转动，第二齿轮16转动时通过传动带18的作用带动传动轴19转动，传动轴19通过大锥齿轮与小锥齿轮的作用带动第三齿轮21加速转动，第三齿轮21转动以通过环形齿22的作用带动转动环8圆周转动，从而使得监测仪器9进行多方位的监测，提高监测效果。

综上，通过设置的驱动机构带动滑块2在滑轨1上移动，以改变监测仪器9在水平方向的位置变化及垂直方向上的位置变化，同时设置的升降结构可实现监测仪器9进一步在垂直方向上位置改变，且可带动监测仪器9周向转动，以实现多方位监测，提高监测效果，实用性强。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种智能化农业用大棚环境监测装置，安装在大棚架上，其特征在于，包括：

滑轨（1），所述滑轨（1）固定在所述大棚架上；

滑块（2），所述滑块（2）滑动安装在所述滑轨（1）上，所述滑块（2）上安装有驱动机构，所述驱动机构与安装在所述滑轨（1）上的弧形齿条适配；

连接架（5），所述连接架（5）转动安装在所述滑块（2）上；

升降结构，所述升降结构连接所述连接架（5），所述升降结构远离所述连接架（5）的一端固定有安装板（10），所述安装板（10）固定可拆卸安装有配重块（11）；

固定环（13），所述固定环（13）固定在所述升降结构上，且所述固定环（13）的外侧转动安装有转动环（8），所述转动环（8）通过传动组件与所述升降结构连接，以在所述固定环（13）移动时带动所述转动环（8）做圆周运动；

监测仪器（9），所述监测仪器（9）固定在所述转动环（8）上。

2.根据权利要求1所述的一种智能化农业用大棚环境监测装置，其特征在于，所述驱动机构包括转动安装在所述滑块（2）上且与所述弧形齿啮合的第一齿轮（3），所述第一齿轮（3）的转轴与安装在所述滑块（2）上的第一电机（4）的输出轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能化农业用大棚环境监测装置，其特征在于，所述升降结构包括转动安装在所述连接架（5）与所述安装板（10）之间的螺纹杆（7）及固定在所述连接架（5）与所述安装板（10）之间的导向杆（6）；

所述螺纹杆（7）上螺纹连接有与所述固定环（13）固定连接的螺纹套筒（14），所述导向杆（6）上套设有与所述固定环（13）固定连接的滑套；

所述螺纹杆（7）的一端与安装在所述滑块（2）上的第二电机（12）的输出轴固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能化农业用大棚环境监测装置，其特征在于，所述升降结构包括固定在所述连接架（5）与所述安装板（10）之间的两个导向杆（6）；

两个所述导向杆（6）上均套设有与所述固定环（13）固定连接的滑套；

其中一个所述滑套与固定在所述连接架（5）上的电动伸缩杆的活动端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能化农业用大棚环境监测装置，其特征在于，所述固定环（13）的外侧设置有至少一个环形滑槽，所述转动环（8）的内侧固定有与所述环形滑槽滑动配合的环形滑块。

6.根据权利要求1所述的一种智能化农业用大棚环境监测装置，其特征在于，所述传动组件包括转动安装在固定于所述固定环（13）内侧的固定板（17）及转动安装在所述固定板（17）上的第二齿轮（16），所述第二齿轮（16）与安装在所述导向杆（6）上的条形齿（15）啮合；

还包括转动安装在与所述固定环（13）固定的承接板（24）上的第三齿轮（21），所述第三齿轮（21）贯穿所述固定环（13）上设置的弧形通槽（23）且与安装在所述转动环（8）内侧的环形齿（22）啮合；

所述第二齿轮（16）的转轴与第三齿轮（21）的转轴通过加速传动件连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能化农业用大棚环境监测装置，其特征在于，所述加速传动件包括转动安装在所述固定板（17）上的传动轴（19），所述传动轴（19）通过传动带（18）与所述第二齿轮（16）的转轴转动连接，还通过锥齿轮组（20）与所述第三齿轮（21）的转轴转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能化农业用大棚环境监测装置，其特征在于，所述锥齿轮组（20）包括固定在所述传动轴（19）上的大锥齿轮及固定在所述第三齿轮（21）转轴上的小锥齿轮，所述大锥齿轮与所述小锥齿轮啮合，且所述大锥齿轮与所述小锥齿轮的传动比为3:1。

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