CN114128425B - 一种蚯蚓仿生式松土滴灌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种蚯蚓仿生式松土滴灌装置,包括控制模块、松土牵引机构以及滴灌湿润机构;所述松土牵引机构包括动力架、碎土排土模组、上挖模组以及下挖模组,所述动力架上连接有牵引绳,所述上挖模组包括上挖轮齿组件以及驱动所述上挖轮齿组件旋转以带动动力架向前且向上移动的上挖驱动机构,所述下挖模组均包括下挖轮齿组件以及驱动下挖轮齿组件向前且向下移动的下挖驱动机构;所述滴灌湿润机构包括滴灌管以及供液装置,该滴灌管的一端与所述动力架固定连接,另一端与所述供液装置连接,且滴灌管上设有多个滴液孔,所述控制模块用于控制所述松土牵引机构的移动轨迹。本发明模仿蚯蚓的运动行为特征,实现对土壤挖松和湿润,改善土壤干湿度。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤润湿设备,具体涉及一种蚯蚓仿生式松土滴灌装置。
背景技术
滴灌,是一种水资源高利用率的灌溉方式,尤其适用于干旱缺水地区。对于农作物及其他植物的种植,土壤中的含水量尤为重要,将会影响植物的正常生长以及营养的吸收。现有技术中,滴灌的方式一般均采用管道的方式,安装在土壤表面,只能让水分一滴一滴地从上往下逐渐渗透至土壤内部;同时,对于较为干旱缺水的土壤,硬度较大,且结块体积较大,不利于植物的种植。针对上述问题,有必要提出一种具有松土及滴灌一体的装置,以实现土壤的湿润和松土。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足,提供一种蚯蚓仿生式松土滴灌装置,该装置模仿蚯蚓的运动行为特征,实现对土壤挖松和湿润,改善土壤干湿度。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,包括控制模块、松土牵引机构以及滴灌湿润机构;其中,所述松土牵引机构包括动力架、碎土排土模组、上挖模组以及下挖模组,沿着松土牵引机构的移动方向,所述碎土排土模组设置在动力架前侧,所述动力架上连接有牵引绳,所述上挖模组包括上挖轮齿组件以及驱动所述上挖轮齿组件旋转以带动动力架向前且向上移动的上挖驱动机构,所述下挖模组包括下挖轮齿组件以及驱动下挖轮齿组件向前且向下移动的下挖驱动机构;所述滴灌湿润机构包括滴灌管以及供液装置,该滴灌管的一端与所述动力架固定连接,另一端与所述供液装置连接,且滴灌管上设有多个滴液孔;所述松土牵引机构与所述控制模块电连接,所述控制模块用于控制所述松土牵引机构的移动轨迹。
上述蚯蚓仿生式松土滴灌装置的工作原理是:
首先,将松土牵引机构以及滴灌管埋藏在待处理的土壤内部,让其中的牵引绳延伸至土壤外;接着,在控制模块的控制下,当需要动力架向前且向上移动时,上挖驱动机构驱动上挖轮齿组件旋转,通过上挖轮齿组件对土壤的抓挖,一方面实现动力架的移动,另一方面实现对土壤的挖松;当需要动力架向前且向下移动时,上挖模组停止工作,下挖驱动机构驱动下挖轮齿组件旋转,通过下挖轮齿组件对土壤的抓挖,同样地在实现动力架的移动的同时,实现对土壤的挖松;与此同时,在动力架向上或向下移动的同时,所述碎土排土模组同时运行,以便对动力架前方的土壤挖松且便于动力架的前进;如此不断地,类似蚯蚓运动的方式,动力架不断地在土壤内部进行向前且向上和向前且向下的移动,达到松土目的。进一步地,滴灌管随着动力架一起移动,在供液装置的作用下,通过滴灌管上的滴液孔不断滴出农作营养液或水,达到土壤湿润和施肥等效果。当完成松土和湿润处理后,通过牵引绳将动力架拉出,并同时将埋藏在土壤内的其他部件一起拉出即可。
本发明的一个优选方案,还包括用于检测土壤干湿度的干湿检测传感器,该干湿检测传感器设置在所述动力架上,且与所述控制模块电连接;当干湿检测传感器检测到当前位置的土壤湿度低于预设值时,所述下挖模组进行工作,促使动力架向前且向下移动;当干湿检测传感器检测到当前位置的土壤湿度高于预设值时,所述上挖模组进行工作,促使动力架向前且向上移动。
本发明的一个优选方案,所述碎土排土模组包括旋转切土件以及驱动所述旋转切土件旋转的旋转驱动机构;所述旋转切土件包括旋转杆以及多个设置在所述旋转杆上的切刀,所述多个切刀等间距连接在所述旋转杆上,所述旋转杆转动连接在所述动力架的前侧。
优选地,所述碎土排土模组设有多个,该多个碎土排土模组沿竖向方向排列设置在所述动力架的前侧。
本发明的一个优选方案,所述上挖轮齿组件和下挖轮齿组件均设有两组轮齿组件,每组轮齿组件均包括两个轮齿,该两个轮齿分别设置在动力架的两侧;所述上挖轮齿组件和下挖轮齿组件呈上下分布设置。
本发明的一个优选方案,所述动力架包括架体,该架体的后端与所述滴灌管端部连接,所述碎土排土模组设置在架体的前侧;所述架体设有内部安装腔,所述上挖驱动机构和下挖驱动机构均设置在所述内部安装腔中。
本发明的一个优选方案,所述供液装置包括供液箱以及供液泵,所述滴灌管与所述供液箱连通设置,所述供液泵用于控制供液的启停,所述供液泵与所述控制模块电连接,所述供液箱设置在土壤表面。
优选地,所述供液装置还包括移动车,所述供液箱设置在所述移动车上,所述移动车上设有把手。
优选地,所述供液装置还包括加液罩,该加液罩通过管道与所述供液箱连通设置。
本发明的一个优选方案,沿着松土牵引机构的移动方向,所述滴灌管上的滴液孔密集度从前往后逐渐减小。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明采用蚯蚓仿生式的上下蠕动行为,实现对土壤挖松,移动灵活,且效果好,并且通过滴灌管的连接,同时实现对土壤的湿润或施肥,有效改善土壤干湿度和营养情况,为后续植物种植提供优良的土壤条件。
附图说明
图1-图2为本发明的蚯蚓仿生式松土滴灌装置的第一种具体实施方式的结构示意图,其中,图1为主视图,图2为立体图。
图3-图6为图1中的松土牵引机构的结构示意图,其中,图3为主视图(虚线箭头为移动方向),图4为第一视角立体图,图5为第二视角的立体图,图6为碎土排土模组、上挖模组以及下挖模组的立体图结构示意图(动力源未显示)。
图7为图1中的供液装置的立体图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述,但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1
参见图1-图7,本实施例的蚯蚓仿生式松土滴灌装置包括控制模块、松土牵引机构以及滴灌湿润机构;其中,所述松土牵引机构包括动力架1、碎土排土模组、上挖模组以及下挖模组,沿着松土牵引机构的移动方向,所述碎土排土模组设置在动力架1前侧,所述动力架1上连接有牵引绳2,所述上挖模组包括上挖轮齿组件以及驱动所述上挖轮齿组件旋转以带动动力架1向前且向上移动的上挖驱动机构,所述下挖模组包括下挖轮齿组件以及驱动下挖轮齿组件向前且向下移动的下挖驱动机构;所述滴灌湿润机构包括滴灌管3以及供液装置,该滴灌管3的一端与所述动力架1固定连接,另一端与所述供液装置连接,且滴灌管3上设有多个滴液孔12;所述松土牵引机构与所述控制模块电连接,所述控制模块用于控制所述松土牵引机构的移动轨迹。
本实施例中,还包括用于检测土壤干湿度的干湿检测传感器11,该干湿检测传感器11设置在所述动力架1上,且与所述控制模块电连接;当干湿检测传感器11检测到当前位置的土壤湿度低于预设值时,所述下挖模组进行工作,促使动力架1向前且向下移动;当干湿检测传感器11检测到当前位置的土壤湿度高于预设值时,所述上挖模组进行工作,促使动力架1向前且向上移动。通过干湿检测传感器11的设置,实现在松土的同时,对当前位置的土壤的湿润度(含水量)进行检测,以提高滴灌湿润效果,并且节约水源。具体地,通过干湿检测传感器11的作用,对当前位置的土壤进行实时湿度检测,并结合滴灌管3的湿润作用,实现土壤的从下至上逐渐湿润,有利于提高湿润均匀效果,且有效节省水源,避免上方土壤湿润过渡。进一步地,在干湿检测传感器11的作用下,结合实际土壤的干湿情况,对松土牵引机构的移动轨迹进行控制和调整,在完成土壤实时湿润的同时,进行上下蚯蚓仿生式蠕动行为,具有良好的松土效果。
参见图3-图6,所述碎土排土模组包括旋转切土件以及驱动所述旋转切土件旋转的旋转驱动机构;所述旋转切土件包括旋转杆14以及多个设置在所述旋转杆14上的切刀13,所述多个切刀13等间距连接在所述旋转杆14上,所述旋转杆14转动连接在所述动力架1的前侧。
参见图3-图6,所述碎土排土模组可设置多个,该多个碎土排土模组沿竖向方向排列设置在所述动力架1的前侧。本实施例中,所述碎土排土模组设有两个,这两个碎土排土模组的旋转切土件分别设置在动力架1前侧的上方和下方。其中的切刀13包括三个弧形刀。
参见图3-图6,所述上挖轮齿组件和下挖轮齿组件均设有两组轮齿组件,每组轮齿组件均包括两个轮齿10,该两个轮齿10分别设置在动力架1的两侧;所述上挖轮齿组件和下挖轮齿组件呈上下分布设置。本实施例中,上挖轮齿组件的轮齿10与下挖轮齿组件的轮齿10的挖土方向相反设置,其中上挖轮齿组件的轮齿10的挖土方向为向上,下挖轮齿组件的轮齿10的挖土方向为向下;轮齿10包括多个弯曲钩,多个弯曲钩旋转式排列设置。
参见图6,本实施例中,所述上挖驱动机构和下挖驱动机构均包括动力源和齿轮齿链传动机构15,由动力源提供动力,通过齿轮齿链传动机构15实现动力源与轮齿组件的连接。进一步地,本实施例中的旋转切土件也通过上挖驱动机构和下挖驱动机构实现驱动;具体地,所述上挖驱动机构中包括两个齿轮齿链传动机构15,其中一个用于与轮齿组件连接,另一个用于与位于上方的碎土排土模组的旋转切土件连接;所述下挖驱动机构中也包括两个齿轮齿链传动机构15,其中一个用于与轮齿组件连接,另一个用于与位于下方的碎土排土模组的旋转切土件连接。另外,本实施例的上挖驱动机构和下挖驱动机构也可采用其他传动方式,例如,皮带传动机构、齿轮传动机构等。
参见图3-图5,所述动力架1包括架体7,该架体7的后端与所述滴灌管3端部连接,所述碎土排土模组设置在架体7的前侧;所述架体7设有内部安装腔,所述上挖驱动机构和下挖驱动机构均设置在所述内部安装腔中。本实施例中,所述干湿检测传感器11设置在架体7的底部,架体7的顶部设有连接锁头9,该连接锁头9用于牵引绳2的连接;另外,在架体7的前侧设有两个上下相对设置的连接部8,两个碎土排土模组的旋转切土件分别设置在两个连接部8上。
本实施例中,所述供液装置包括供液箱以及供液泵,所述滴灌管3与所述供液箱连通设置,所述供液泵用于控制供液的启停,所述供液泵与所述控制模块电连接,所述供液箱设置在土壤表面。这样,在控制模块接收干湿检测传感器11发出的湿度信息后,根据当前土壤的湿度情况,对供液泵进行控制,打开、关闭、加大或减少液体的滴出,以实现更加精准有效的土壤湿润。
参见图1、图2和图7,所述供液装置还包括移动车4,所述供液箱设置在所述移动车4上,所述移动车4上设有把手6。通过移动车4的设置,以便供液箱随松土牵引机构的移动在土壤表面行走,实现两者的配合,确保供液正常。
参见图1、图2和图7,所述供液装置还包括加液罩5,该加液罩5通过管道与所述供液箱连通设置。本实施例中,所述移动车4内部设有与供液箱匹配的限位框,所述供液箱设置在所述限位框内,所述加液罩5设置在移动车4的顶部,通过管道与所述供液箱连通。通过加液罩5的设置,以便水源或营养液的添加,确保土壤湿润处理的正常进行;另外,本实施例中的加液罩5开口朝上设置,在雨天中,便于对雨水的收集,利用雨水对土壤内部进行湿润,节省水源。
参见图3-图5,本实施例中,所述滴灌管3的上下两侧均设有多个滴液孔12,多个滴液孔12等间距设置,本实施的滴灌管3可采用具有弹性的螺纹管材料。
参见图1-图7,本实施例的蚯蚓仿生式松土滴灌装置的工作原理是:
首先,将松土牵引机构以及滴灌管3埋藏在待处理的土壤内部,让其中的牵引绳2延伸至土壤外;接着,根据干湿检测传感器11检测的数据,控制模块对松土牵引机构的移动进行控制。具体地,当需要动力架1向前且向上移动时,上挖驱动机构驱动上挖轮齿组件旋转,通过上挖轮齿组件对土壤的抓挖,一方面实现动力架1的移动,另一方面实现对土壤的挖松;当需要动力架向前且向下移动时,上挖模组停止工作,下挖驱动机构驱动下挖轮齿组件旋转,通过下挖轮齿组件对土壤的抓挖,同样地在实现动力架1的移动的同时,实现对土壤的挖松;与此同时,在动力架1向上或向下移动的同时,所述碎土排土模组同时运行,以便对动力架1前方的土壤挖松且便于动力架1的前进;如此不断地,类似蚯蚓运动的方式,动力架1不断地在土壤内部进行向前且向上和向前且向下的移动,达到松土目的;进一步地,滴灌管3随着动力架1一起移动,在供液装置的作用下,通过滴灌管3上的滴液孔12不断滴出农作营养液或水,达到土壤湿润和施肥等效果。当完成松土和湿润处理后,通过牵引绳2将动力架1拉出,并同时将埋藏在土壤内的其他部件一起拉出即可。
实施例2
本实施与实施例1的不同之处在于,沿着松土牵引机构的移动方向,所述滴灌管3上的滴液孔12密集度从前往后逐渐减小。具体地,滴灌管3上的滴液孔12,靠近松土牵引机构的一端的密度可设置为相对较密,滴液孔12之间的间距可先对缩小,从而提高前端的滴灌效果;而远离松土牵引机构一端的滴液孔12之间的间距可设置为相对较疏,减少出水量,以节省水源。
上述为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述内容的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,包括控制模块、松土牵引机构以及滴灌湿润机构;其中,所述松土牵引机构包括动力架、碎土排土模组、上挖模组以及下挖模组,沿着松土牵引机构的移动方向,所述碎土排土模组设置在动力架前侧,所述动力架上连接有牵引绳,所述上挖模组包括上挖轮齿组件以及驱动所述上挖轮齿组件旋转以带动动力架向前且向上移动的上挖驱动机构,所述下挖模组包括下挖轮齿组件以及驱动下挖轮齿组件向前且向下移动的下挖驱动机构;所述滴灌湿润机构包括滴灌管以及供液装置,该滴灌管的一端与所述动力架固定连接,另一端与所述供液装置连接,且滴灌管上设有多个滴液孔;所述松土牵引机构与所述控制模块电连接,所述控制模块用于控制所述松土牵引机构的移动轨迹;将所述松土牵引机构以及所述滴灌管埋藏在待处理的土壤内部,让其中的牵引绳延伸至土壤外;
还包括用于检测土壤干湿度的干湿检测传感器,该干湿检测传感器设置在所述动力架上,且与所述控制模块电连接;当干湿检测传感器检测到当前位置的土壤湿度低于预设值时,所述下挖模组进行工作,促使动力架向前且向下移动;当干湿检测传感器检测到当前位置的土壤湿度高于预设值时,所述上挖模组进行工作,促使动力架向前且向上移动。
2.根据权利要求1所述的蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,所述碎土排土模组包括旋转切土件以及驱动所述旋转切土件旋转的旋转驱动机构;所述旋转切土件包括旋转杆以及多个设置在所述旋转杆上的切刀,所述多个切刀等间距连接在所述旋转杆上,所述旋转杆转动连接在所述动力架的前侧。
3.根据权利要求2所述的蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,所述碎土排土模组设有多个,该多个碎土排土模组沿竖向方向排列设置在所述动力架的前侧。
4.根据权利要求1所述的蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,所述上挖轮齿组件和下挖轮齿组件均设有两组轮齿组件,每组轮齿组件均包括两个轮齿,该两个轮齿分别设置在动力架的两侧;所述上挖轮齿组件和下挖轮齿组件呈上下分布设置。
5.根据权利要求1所述的蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,所述动力架包括架体,该架体的后端与所述滴灌管端部连接,所述碎土排土模组设置在架体的前侧;所述架体设有内部安装腔,所述上挖驱动机构和下挖驱动机构均设置在所述内部安装腔中。
6.根据权利要求1所述的蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,所述供液装置包括供液箱以及供液泵,所述滴灌管与所述供液箱连通设置,所述供液泵用于控制供液的启停,所述供液泵与所述控制模块电连接,所述供液箱设置在土壤表面。
7.根据权利要求6所述的蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,所述供液装置还包括移动车,所述供液箱设置在所述移动车上,所述移动车上设有把手。
8.根据权利要求7所述的蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,所述供液装置还包括加液罩,该加液罩通过管道与所述供液箱连通设置。
9.根据权利要求1所述的蚯蚓仿生式松土滴灌装置,其特征在于,沿着松土牵引机构的移动方向,所述滴灌管上的滴液孔密集度从前往后逐渐减小。
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CN114128425A (zh) | 2022-03-04 |
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