CN113973561A - 一种自动化施肥灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化施肥灌溉装置，包括储肥机构、混肥机构以及行走机构；储肥机构设置在混肥机构上方，行走机构设置在混肥机构下方，自动化施肥灌溉装置通过行走机构沿畦田上U型沟渠两侧的导轨运动。混肥机构上装有三个电磁阀，分别用于控制向混肥机构投放肥料、水以及控制废水输出。混肥机构内装有液位传感器及浓度传感器，U型沟渠上装有浓度传感器。本发明可实现肥液的自动灌溉和实时监控，节省了时间与人力成本、提高了施肥效率，施肥灌溉装置可以根据沟渠中肥液浓度的情况实时调节肥液的浇灌量，移动方位，有效地提高肥料的利用率，解决农作物的施肥不均匀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业灌溉装置，特别涉及一种自动化施肥灌溉装置。
背景技术
随着设施农业技术的推广和普及，传统的人工播撒肥料的施肥方式，改进为采用冲施肥料，利用现代农业的浇水灌溉设施，在给农作物浇水的同时，对农作物进行同步施肥，这种施肥方式节约了劳动力成本，提高了肥料的利用率，促进了农作物的生长，具有省工、省时、效率高等特点，便于普及推广。目前，冲施肥料的施用方法通常是先将水抽到蓄水池中，再将肥料按比例加入到蓄水池中稀释，经搅拌后，以抽水机为动力对农田进行灌溉。由于蓄水池的体积较大，加入冲施肥后，不易搅拌均匀，导致施肥浓度不均，影响农作物的施肥效果。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种自动化施肥灌溉装置，解决现有技术中施肥浓度不均，追肥困难的问题。
技术方案：一种自动化施肥灌溉装置，包括储肥机构、混肥机构以及行走机构；所述储肥机构设置在混肥机构上方，所述行走机构设置在混肥机构下方，所述自动化施肥灌溉装置通过所述行走机构沿畦田上U型沟渠两侧的导轨运动；
所述储肥机构的底部出口通过注肥管道连接到混肥机构内，所述注肥管道上设有电磁阀一；所述混肥机构的侧面设有注水管道，所述注水管道上设有电磁阀二；所述混肥机构的底部出口连接施肥管道，所述施肥管道上设有电磁阀三；所述混肥机构的内壁上分别设有液位传感器一和液位传感器二，所述液位传感器一位于所述注水管道入口的下方，所述液位传感器二位于所述混肥机构内搅拌叶片的上方；所述混肥机构的底面还设有浓度传感器一；
所述液位传感器一和液位传感器二的检测信号用于控制电磁阀二的开闭，当混肥机构内的水位降至液位传感器二检测液位时，电磁阀二打开，经注水管道向混肥机构内注水，当水位升至液位传感器一检测液位时，电磁阀二关闭，停止注水；所述浓度传感器一的检测信号用于控制电磁阀一的开闭，当混肥机构内肥液的浓度低于设定值时，电磁阀一打开，向混肥机构内加入肥料，当混肥机构内肥液的浓度达到设定值后，电磁阀一关闭，停止加入肥料。
进一步的，所述储肥机构包括储肥桶，所述混肥机构包括肥液混合桶，所述储肥桶通过底部的支架支撑，所述支架底端固定在所述肥液混合桶的外侧壁上；所述支架上还设有指示灯以及用于检测所述储肥桶内肥料重量的压力传感器，当所述储肥桶内肥料重量低于预设值后，所述指示灯亮起。
进一步的，所述行走机构包括设置在肥液混合桶两侧的一对行走机构支架，每侧的所述行走机构支架底部沿导轨方向分别装配三个导轮，中间导轮为直径大于前后导轮，中间导轮通过驱动电机驱动。
进一步的，所述混肥机构还包括位于所述肥液混合桶顶部的桶盖，以及固定在所述桶盖顶部中央的搅拌电机，所述搅拌电机通过搅拌轴连接所述搅拌叶片；在所述肥液混合桶内还设有一用于将所述注肥管道和注水管道出口与所述搅拌轴隔离开的竖直挡板。
进一步的，所述储肥桶的底面设置为坡面。
进一步的，所述U型沟渠采用高分子聚合物制备得到。
一种根据自动化施肥灌溉装置的追肥方法，在所述U型沟渠的上游装有浓度传感器二，在U型沟渠的下游装有浓度传感器三；
当浓度传感器二和浓度传感器三处浓度均达到预设值时，控制电磁阀三阀门开口调小，并控制行走机构使得所述自动化施肥灌溉装置位于U型沟渠的上游；
当浓度传感器二和浓度传感器三处浓度均低于预设值时，控制电磁阀三阀门开口调大，并控制行走机构使得所述自动化施肥灌溉装置位于U型沟渠上游；
当浓度传感器三处浓度低于预设值，且浓度传感器二处浓度达到预设值时，控制行走机构使得所述自动化施肥灌溉装置向浓度传感器三处所在的下游移动，控制电磁阀三阀门开口调小；
当浓度传感器二处浓度低于预设值，且浓度传感器三处浓度达到预设值时，控制行走机构使得所述自动化施肥灌溉装置向浓度传感器二处所在的上游移动，控制电磁阀三阀门开口调小。
有益效果：本发明的一种自动化施肥灌溉装置，可实现肥液的自动灌溉和实时监控，节省了时间与人力成本、提高了施肥效率，并可以根据沟渠中肥液浓度的情况实时调节肥液的浇灌量，移动方位，有效地提高肥料的利用率，解决农作物的施肥不均匀的问题。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图一；
图2为本发明的整体结构示意图二；
图3为本发明的俯视结构示意图，图中省略了储肥机构、桶盖以及搅拌电机；
图4为肥液混合桶结构示意图；
图5为储肥桶剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1至图5所示，一种自动化施肥灌溉装置，包括储肥机构、混肥机构以及行走机构。储肥机构设置在混肥机构上方，行走机构设置在混肥机构下方，自动化施肥灌溉装置通过行走机构沿畦田1上高分子聚合物的U型沟渠12两侧的导轨9运动。
储肥机构包括储肥桶1，混肥机构包括肥液混合桶6，储肥桶1通过底部的支架3支撑，支架3底部固定在肥液混合桶6的外侧壁上。储肥桶1底部出口通过注肥管道23连接到肥液混合桶6内，注肥管道23上设有电磁阀一15。肥液混合桶6的侧面设有注水管道24，注水管道24上设有电磁阀二14。肥液混合桶6的底部出口连接施肥管道25，施肥管道25上设有电磁阀三13。混肥机构还包括位于肥液混合桶6顶部的桶盖5，以及固定在桶盖5顶部中央的搅拌电机4，搅拌电机4通过搅拌轴连接搅拌叶片401。在肥液混合桶6内还设有一用于将注肥管道23和注水管道24出口与搅拌轴隔离开的竖直挡板501。
肥液混合桶6的内壁上分别设有液位传感器一18和液位传感器二19；液位传感器一18检测液位应位于注水管道24入口的下方，避免肥液进入注水管道24；液位传感器二19检测液位应位于混肥机构内搅拌叶片401的上方，使肥液一直处于搅拌状态。肥液混合桶6的底面还设有浓度传感器一20，搅拌机构叶片401应位于浓度传感器一20上方，并有一定的距离。
液位传感器一18和液位传感器二19的检测信号用于控制电磁阀二14的开闭，当肥液混合桶6内的水位降至液位传感器二19检测液位时，电磁阀二14打开，经注水管道24向肥液混合桶6内注水，当水位升至液位传感器一18检测液位时，电磁阀二14关闭，停止注水。浓度传感器一20的检测信号用于控制电磁阀一15的开闭，当肥液混合桶6内肥液的浓度低于设定值时，电磁阀一15打开，向肥液混合桶6内加入肥料，当肥液混合桶6内肥液的浓度达到设定值后，电磁阀一15关闭，停止加入肥料。本施肥灌溉装置可以根据肥液混合桶6内情况实时调节电磁阀一15和电磁阀二14的开闭，保证肥液混合桶6内有足够浓度的肥液，减少了工作量，节省了时间与人力成本。
为进一步保证肥液混合桶6内有足够浓度的肥液，在支架3上还设有指示灯2以及用于检测储肥桶1内肥料重量的压力传感器17，当储肥桶1内肥料重量低于预设值后，指示灯2亮起，告知肥料不足，需加注肥料，有效确保储肥桶1中有足够的肥料注入肥液混合桶6中。如图5所示，储肥桶1的底面设置为坡面，以便肥料滑入管道，储肥机构通过将储肥桶支架3的四个脚插入肥液混合桶6外侧的四个定位孔进行固定。
为进一步方便追加肥料，行走机构包括设置在肥液混合桶6两侧的一对行走机构支架7，每侧的行走机构支架7底部沿导轨方向分别装配三个导轮8，中间导轮为直径大于前后导轮，用于保证施肥灌溉装置的稳定性。中间导轮通过驱动电机10驱动，驱动电机10固定在肥液混合桶6下方。
本发明中，畦田11配有高分子聚合物U型沟渠12用于农田水利灌溉，高分子聚合物U型沟渠12摩擦系数小，更有利于农田灌溉，同时高分子聚合物U型沟渠12的施工难度小，且高分子聚合物U型沟渠12耐腐蚀，抗老化性能高，寿命长，经济效益好。
为进一步提高肥料利用率，实现有效的追肥控制，在U型沟渠12的上游装有浓度传感器二21，在U型沟渠12的下游装有浓度传感器三22。
当浓度传感器二21和浓度传感器三22处浓度均达到预设值时，控制电磁阀三13阀门开口调小，并控制行走机构使得自动化施肥灌溉装置位于U型沟渠12的上游。
当浓度传感器二21和浓度传感器三22处浓度均低于预设值时，控制电磁阀三13阀门开口调大，并控制行走机构使得自动化施肥灌溉装置位于U型沟渠12上游。
当浓度传感器三22处浓度低于预设值，且浓度传感器二21处浓度达到预设值时，控制行走机构使得自动化施肥灌溉装置向浓度传感器三22处所在的下游移动，控制电磁阀三13阀门开口调小。
当浓度传感器二21处浓度低于预设值，且浓度传感器三22处浓度达到预设值时，控制行走机构使得自动化施肥灌溉装置向浓度传感器二21处所在的上游移动，控制电磁阀三13阀门开口调小。
通过上述控制方法，U型沟渠12中肥液的浓度得到了有效的控制，从而使得本发明可以根据不同农作物生长的需要选择调节浓度的设定值，大大提高了施肥效果，提高肥料的利用率，同时有效避免了农作物的烧根。
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 (7)
1.一种自动化施肥灌溉装置，其特征在于，包括储肥机构、混肥机构以及行走机构；所述储肥机构设置在混肥机构上方，所述行走机构设置在混肥机构下方，所述自动化施肥灌溉装置通过所述行走机构沿畦田（1）上U型沟渠（12）两侧的导轨（9）运动；
所述储肥机构的底部出口通过注肥管道（23）连接到混肥机构内，所述注肥管道（23）上设有电磁阀一（15）；所述混肥机构的侧面设有注水管道（24），所述注水管道（24）上设有电磁阀二（14）；所述混肥机构的底部出口连接施肥管道（25），所述施肥管道（25）上设有电磁阀三（13）；所述混肥机构的内壁上分别设有液位传感器一（18）和液位传感器二（19），所述液位传感器一（18）位于所述注水管道（24）入口的下方，所述液位传感器二（19）位于所述混肥机构内搅拌叶片（401）的上方；所述混肥机构的底面还设有浓度传感器一（20）；
所述液位传感器一（18）和液位传感器二（19）的检测信号用于控制电磁阀二（14）的开闭，当混肥机构内的水位降至液位传感器二（19）检测液位时，电磁阀二（14）打开，经注水管道（24）向混肥机构内注水，当水位升至液位传感器一（18）检测液位时，电磁阀二（14）关闭，停止注水；所述浓度传感器一（20）的检测信号用于控制电磁阀一（15）的开闭，当混肥机构内肥液的浓度低于设定值时，电磁阀一（15）打开，向混肥机构内加入肥料，当混肥机构内肥液的浓度达到设定值后，电磁阀一（15）关闭，停止加入肥料。
2.根据权利要求1所述的自动化施肥灌溉装置，其特征在于，所述储肥机构包括储肥桶（1），所述混肥机构包括肥液混合桶（6），所述储肥桶（1）通过底部的支架（3）支撑，所述支架（3）底端固定在所述肥液混合桶（6）的外侧壁上；所述支架（3）上还设有指示灯（2）以及用于检测所述储肥桶（1）内肥料重量的压力传感器（17），当所述储肥桶（1）内肥料重量低于预设值后，所述指示灯（2）亮起。
3.根据权利要求2所述的自动化施肥灌溉装置，其特征在于，所述行走机构包括设置在肥液混合桶（6）两侧的一对行走机构支架（7），每侧的所述行走机构支架（7）底部沿导轨方向分别装配三个导轮（8），中间导轮为直径大于前后导轮，中间导轮通过驱动电机（10）驱动。
4.根据权利要求2所述的自动化施肥灌溉装置，其特征在于，所述混肥机构还包括位于所述肥液混合桶（6）顶部的桶盖（5），以及固定在所述桶盖（5）顶部中央的搅拌电机（4），所述搅拌电机（4）通过搅拌轴连接所述搅拌叶片（401）；在所述肥液混合桶（6）内还设有一用于将所述注肥管道（23）和注水管道（24）出口与所述搅拌轴隔离开的竖直挡板（501）。
5.根据权利要求2所述的自动化施肥灌溉装置，其特征在于，所述储肥桶（1）的底面设置为坡面。
6.根据权利要求1-5任一所述的自动化施肥灌溉装置，其特征在于，所述U型沟渠（12）采用高分子聚合物制备得到。
7.根据权利要求1-6任一所述自动化施肥灌溉装置的追肥方法，其特征在于，在所述U型沟渠（12）的上游装有浓度传感器二（21），在U型沟渠（12）的下游装有浓度传感器三（22）；
当浓度传感器二（21）和浓度传感器三（22）处浓度均达到预设值时，控制电磁阀三（13）阀门开口调小，并控制行走机构使得所述自动化施肥灌溉装置位于U型沟渠（12）的上游；
当浓度传感器二（21）和浓度传感器三（22）处浓度均低于预设值时，控制电磁阀三（13）阀门开口调大，并控制行走机构使得所述自动化施肥灌溉装置位于U型沟渠（12）上游；
当浓度传感器三（22）处浓度低于预设值，且浓度传感器二（21）处浓度达到预设值时，控制行走机构使得所述自动化施肥灌溉装置向浓度传感器三（22）处所在的下游移动，控制电磁阀三（13）阀门开口调小；
当浓度传感器二（21）处浓度低于预设值，且浓度传感器三（22）处浓度达到预设值时，控制行走机构使得所述自动化施肥灌溉装置向浓度传感器二（21）处所在的上游移动，控制电磁阀三（13）阀门开口调小。
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