CN114128607B - 一种灌溉助力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种灌溉助力装置，属于农业节水灌溉技术领域。本发明包括动力小车1、水管、水管运输装置、尼龙绳Ⅰ、尼龙绳Ⅱ、喷头、标志性检测物、支撑柱；支撑柱固定安装在地面上，尼龙绳Ⅰ、尼龙绳Ⅱ两端分别连接安装在支撑柱上，水管运输装置上部安装在尼龙绳Ⅰ、尼龙绳Ⅱ上，水管穿过水管运输装置下部，水管一端连接安装在动力小车上，喷头安装在水管另一端上，标志性检测物安装在支撑柱上。本发明能提高水的利用效率，降低系统建设和使用成本；该装置在完成喷洒任务之后，可通过动力小车上的减速电机带动滚筒的旋转将水管装置进行回收，能节约人工劳动成本；装置便于携带，便于安装，喷洒效果好，易于推广应用。

Description

一种灌溉助力装置
技术领域
本发明涉及一种灌溉助力装置，属于农业节水灌溉技术领域。
背景技术
农业灌溉是给农作物补充水分的技术措施，为了保证农作物的正常生长，获得高产稳产，必须给农作物提供充足的水分，便于满足农作物对水分的需求，进而保证农作物的产量。
近代以来农业灌溉方式可分为四大块：人力灌溉，水泵灌溉，滴灌以及如今的机械化灌溉。最初的农业灌溉方式为人力灌溉，该灌溉方式耗时较长，效率较为低下。18世纪中旬，水泵灌溉出现，但水泵灌溉易造成水资源的浪费，若遭遇暴雨等恶劣天气，水泵灌溉易造成洪涝灾害的发生。滴灌系统是由大量的灌水器组成，灌水器的堵塞是当前滴灌应用中最主要的问题，当灌水器中积累了大量的泥沙，有机物质或是微生物以及化学沉凝物时，灌水器就会被堵塞，堵塞状况严重时会使整个系统无法正常工作。机械化灌溉在如今对于农业灌溉是一种较好的选择。目前，市场上现存的机械化灌溉机器有：自走式灌溉机，悬挂式灌溉器，风送式喷洒机以及植保无人机，但这些先进的机械化灌溉器械都存在一些问题，自走式灌溉机要求农户对田地合理规划以便于自走式灌溉机的运行；悬挂式灌溉器需要以钢梁作为轨道，造价昂贵，安装步骤繁琐；风送式喷洒机作为固定器械，使用时被固定在一处，因此灌溉时会出现喷洒不均匀的情况，以至水资源的浪费；植保无人机可应用于多类地形，但它需要专门的操作人员进行控制，且植保无人机成本昂贵，操作不当极易损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种灌溉助力装置，以解决现有灌溉装置水的利用率低、造价昂贵、操作繁琐等问题。
本发明按以下技术方案实现：一种灌溉助力装置，包括动力小车1、水管2、水管运输装置3、尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5、喷头6、标志性检测物41、支撑柱42；支撑柱42固定安装在地面上，尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5两端分别连接安装在支撑柱42上，水管运输装置3上部安装在尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5上，水管2穿过水管运输装置3下部，水管2一端连接安装在动力小车1上，喷头6安装在水管2另一端上，标志性检测物41安装在支撑柱42上，水管运输装置3包括抓手装置7、半开式封装组件9、双槽滑轮10、套筒11、信息集成控制装置12、微型驱动元件13、螺纹杆14、摩擦减速片15、支撑轮16、六角头螺栓36；抓手装置7安装在半开式封装组件9底部，六角头螺栓36安装在半开式封装组件9上，套筒11安装在六角头螺栓36上，双槽滑轮10安装在套筒11中部，双槽滑轮10可绕套筒11旋转，信息集成控制装置12安装在半开式封装组件9内，微型驱动元件13安装在半开式封装组件9上侧部，螺纹杆14安装在半开式封装组件9上部，螺纹杆14与微型驱动元件13连接，摩擦减速片15安装在螺纹杆14上，支撑轮16安装在螺纹杆14中部，半开式封装组件9包括左外壳46、右外壳47；左外壳46底部开设有滑道式凹槽Ⅰ25，右外壳47底部开设有滑道式凹槽Ⅱ28，左外壳46通过滑道式凹槽Ⅰ25、滑道式凹槽Ⅱ28相互配合与右外壳47连接，滑道式凹槽Ⅰ25、滑道式凹槽Ⅱ28相互配合能保持水管运输装置3稳定，右外壳47下部安设有内空式连接件29，内空式连接件29外侧安装有标志物8，信息集成控制装置12安装在左外壳46上，微型驱动元件13安装在右外壳47外侧，左外壳46、右外壳47顶部分别开设有长方形固定槽24，长方形固定槽24的宽度与摩擦减速片15上端宽度一致，长方形固定槽24可用于限制摩擦减速片15只进行横向运动，右外壳47上开设有长方形通孔26，右外壳47上开长方形通孔26用于减轻右外壳47重量，同时便于观察半开式封装组件9内的磨损情况，左外壳46、右外壳47上分别开设有圆形通孔27，六角头螺栓36通过圆形通孔27安装在左外壳46、右外壳47上，抓手装置7包括圆柱状连接件17、固定轴18、对称连接件19、夹箍21；圆柱状连接件17上部安装在右外壳47的内空式连接件29底部，圆柱状连接件17的旋转可带动抓手装置7实现左右旋转，对称连接件19通过固定轴18安装在圆柱状连接件17下部，对称连接件19可绕固定轴18转动，对称连接件19端部安设有凹形固定件22，凹形固定件22上开设有轴孔20，夹箍21上顶部安设有夹箍轴23，夹箍21通过夹箍轴23与轴孔20配合连接安装在对称连接件19端部的凹形固定件22上，夹箍21在信息集成控制装置12的控制下可通过夹箍轴23实现开闭功能，水管2位于抓手装置7的两个夹箍21内，抓手装置7通过圆柱状连接件17连接安装在半开式封装组件9的右外壳47底部，螺纹杆14安装在左外壳46、右外壳47上，螺纹杆14一端与右外壳47外侧的微型驱动元件13连接，螺纹杆14中部设有光滑圆柱30，光滑圆柱30直径与支撑轮16内径相同，支撑轮16安装在螺纹杆14的光滑圆柱30上，光滑圆柱30直径小于两侧外螺纹的直径该设置对支撑轮16起到限位作用，螺纹杆14上分别设有右侧外螺纹31、左侧外螺纹32，右侧外螺纹31旋向为左旋，左侧外螺纹32的旋向为右旋，摩擦减速片15内开设有内螺纹33，摩擦减速片15通过内螺纹33与右侧外螺纹31、左侧外螺纹32配合分别安装螺纹杆14的左部、右部，摩擦减速片15下部安设有圆弧形挡杆34，圆弧形挡杆34长度大于支撑轮16长度，摩擦减速片15上部位于左外壳46、右外壳47顶部的长方形固定槽24内，尼龙绳Ⅰ4直径大于支撑轮16宽度，尼龙绳Ⅰ4位于螺纹杆14上的两个圆弧形挡杆34之间，套筒11的中部圆柱37直径小于两端圆柱38，中部圆柱37外径与双槽滑轮10内径相同，套筒11的中部圆柱37上安装有垫圈35，垫圈35位于双槽滑轮10两侧，
所述双槽滑轮10上开设有与尼龙绳Ⅱ5相配合的滑轮内槽39，双槽滑轮10上还开设有滑轮外槽40，双槽滑轮10的滑轮内槽39曲率半径大于滑轮外槽40曲率半径，滑轮内槽39曲率半径与尼龙绳Ⅱ5半径相同，滑轮外槽40设计能预防尼龙绳Ⅱ5脱落。
所述动力小车1上安设有推杆45，动力小车1上安设有减速电机43，动力小车1上还安设有滚筒44，滚筒44与减速电机43连接，水管2一端连接安装在滚筒44上。
一种灌溉助力装置的工作原理为：当某块地区需要灌溉时，将动力小车1通过推杆45推至这块地区的一端，随后在这块地区的两端设置用于检测的标志性检测物41，且分别在该地区的两端安插好支撑柱42，在两根支撑柱42之间固定住尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5；尼龙绳Ⅰ4和尼龙绳Ⅱ5安装时具有以下特性，两尼龙绳的同一端高，另一端低，该特性便于水管运输装置3的滑动；将水管运输装置3安置在两尼龙绳上，双槽滑轮模块10和支撑轮16都能起到支撑的作用，且得益于抓手装置7用于固定水管2，水管2在输水过程中占据整个机体的绝大部分体积，所以整个机体的重心能保持在装置的正下方，以保持灌溉过程中的平稳；用多个水管运输装置3固定好水管2后，由于尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5两端的高度差，依靠双槽滑轮模块10的转动，将带有喷头6的水管2沿着尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5拉至灌溉地区的另一端，在此过程中，处于最前方的水管运输装置3上的信息集成控制装置12将时刻检测其监视范围内是否出现标志性检测物41；当信息集成控制装置12检测到灌溉地区端部的标志性检测物41时，信息集成控制装置12将控制微型驱动元件13进行正向运转，螺纹杆14随之发生旋转，而螺纹杆14的旋转亦带动减速装置15的运动，这时由于长方形固定槽24的限制，由于左侧外螺纹32、右侧外螺纹31与内螺纹33的啮合，当微型电机13驱动螺纹杆14旋转时，摩擦减速片115仅能进行横向的移动，又因为左侧外螺纹32与右侧外螺纹31旋向相反，当微型驱动元件13驱动螺纹管14正向旋转时，减速装置15将向中间靠拢，当微型电机13驱动螺纹管14反向旋转时，摩擦减速片15将向两端散开；摩擦减速片15向中间靠拢时，通过对尼龙绳Ⅱ5不断施加压力，进而增大摩擦力以达到减速，定点停止的效果。处于后面的水管运输装置3将通过信息集成控制装置12检测两个水管运输装置3间的距离，当这距离过大或过小时，信息集成控制装置12将通过控制微型驱动元件13的转动进行减速调节，以保持恒等的间距；开启动力小车1的开关，动力小车1上的减速电机43带动滚筒44的旋转将水管2往回收，与此同时微型驱动装置13逆向旋转，驱动摩擦减速片15向两边展开；这时，在滚筒44的旋转下，水管2带动多个水管运输装置3向标志性检测物41行进，当第一个水管运输装置3上的信息集成控制装置12检测到设立在出发点的标志性检测物41时，信息集成控制装置12将控制抓手装置7打开，释放水管2，同时信息集成控制装置12将信息传递给微型驱动元件13，微型驱动元件13驱动螺纹杆14转动进而启动摩擦减速片15进行减速。
本发明具有以下有益效果：
1、该装置采用模块化设计，多项模块化设计使产品具有定点减速、水管自动脱落，水管自动回收等功能；
2、该装置可根据灌溉需要随意安置，当不需要灌溉时可将其拆卸存放，该装置不需要农户事先根据灌溉机器设备的要求对灌溉地区进整改，得益于该装置的定点模块和减速模块，在灌溉时可根据农户的要求，结合实际情况选择最佳的灌溉位置，使得灌溉达到最优的效果，提高水的利用效率，降低系统建设和使用成本；
3、该装置在完成喷洒任务之后，可通过动力小车上的减速电机带动滚筒的旋转将水管装置进行回收，能节约人工劳动成本；
4、装置便于携带，便于安装，喷洒效果好，易于推广应用。
附图说明
图1为本发明的总结构示意图；
图2为本发明水管运输装置结构示意图；
图3为本发明抓手装置与半开式封装组件连接结构示意图；
图4为本发明抓手装置结构示意图；
图5为本发明左外壳结构示意图；
图6为本发明右外壳结构示意图；
图7为本发明螺纹杆结构示意图；
图8为本发明摩擦减速片结构示意图；
图9为本发明减速装置安装结构示意图；
图10为本发明套筒安装结构示意图；
图11为本发明双槽滑轮安装结构示意图；
图12为本发明尼龙绳安装结构示意图；
图13为本发明动力小车结构示意图；
图14为本发明水管运输装置轴测结构示意图。
图中各标号为：1：动力小车、2：水管、3：水管运输装置、4：尼龙绳Ⅰ、5：尼龙绳Ⅱ、6：喷头、7：抓手装置、8：标志物、9：半开式封装组件、10：双槽滑轮、11：套筒、12：信息集成控制装置、13：微型驱动元件、14：螺纹杆、15：摩擦减速片、16：支撑轮、17：圆柱状连接件、18：固定轴、19：对称连接件、20：轴孔、21：夹箍、22：凹形固定件、23：夹箍轴、24：长方形固定槽、25：滑道式啮合模块Ⅰ、26：长方形通孔、27：圆形通孔、28：滑道式啮合模块Ⅱ、29：内空式连接件、30：光滑圆柱、31：右侧外螺纹、32：左侧外螺纹、33：内螺纹、34：圆弧形挡杆、35：垫圈、36：六角头螺栓、37：中部圆柱、38：两端圆柱、39：滑轮内槽、40：滑轮外槽、41：标志性检测物、42：支撑柱、43：减速电机、44：滚筒、45：推杆、46：左外壳、47：右外壳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-14所示，一种灌溉助力装置，包括动力小车1、水管2、水管运输装置3、尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5、喷头6、标志性检测物41、支撑柱42；支撑柱42固定安装在地面上，尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5两端分别连接安装在支撑柱42上，水管运输装置3上部安装在尼龙绳Ⅰ4、尼龙绳Ⅱ5上，水管2穿过水管运输装置3下部，水管2一端连接安装在动力小车1上，喷头6安装在水管2另一端上，标志性检测物41安装在支撑柱42上，水管运输装置3包括抓手装置7、半开式封装组件9、双槽滑轮10、套筒11、信息集成控制装置12、微型驱动元件13、螺纹杆14、摩擦减速片15、支撑轮16、六角头螺栓36；抓手装置7安装在半开式封装组件9底部，六角头螺栓36安装在半开式封装组件9上，套筒11安装在六角头螺栓36上，双槽滑轮10安装在套筒11中部，双槽滑轮10可绕套筒11旋转，信息集成控制装置12安装在半开式封装组件9内，微型驱动元件13安装在半开式封装组件9上侧部，螺纹杆14安装在半开式封装组件9上部，螺纹杆14与微型驱动元件13连接，摩擦减速片15安装在螺纹杆14上，支撑轮16安装在螺纹杆14中部，半开式封装组件9包括左外壳46、右外壳47；左外壳46底部开设有滑道式凹槽Ⅰ25，右外壳47底部开设有滑道式凹槽Ⅱ28，左外壳46通过滑道式凹槽Ⅰ25、滑道式凹槽Ⅱ28相互配合与右外壳47连接，滑道式凹槽Ⅰ25、滑道式凹槽Ⅱ28相互配合能保持水管运输装置3稳定，右外壳47下部安设有内空式连接件29，内空式连接件29外侧安装有标志物8，信息集成控制装置12安装在左外壳46上，微型驱动元件13安装在右外壳47外侧，左外壳46、右外壳47顶部分别开设有长方形固定槽24，长方形固定槽24的宽度与摩擦减速片15上端宽度一致，长方形固定槽24可用于限制摩擦减速片15只进行横向运动，右外壳47上开设有长方形通孔26，右外壳47上开长方形通孔26用于减轻右外壳47重量，同时便于观察半开式封装组件9内的磨损情况，左外壳46、右外壳47上分别开设有圆形通孔27，六角头螺栓36通过圆形通孔27安装在左外壳46、右外壳47上，抓手装置7包括圆柱状连接件17、固定轴18、对称连接件19、夹箍21；圆柱状连接件17上部安装在右外壳47的内空式连接件29底部，圆柱状连接件17的旋转可带动抓手装置7实现左右旋转，对称连接件19通过固定轴18安装在圆柱状连接件17下部，对称连接件19可绕固定轴18转动，对称连接件19端部安设有凹形固定件22，凹形固定件22上开设有轴孔20，夹箍21上顶部安设有夹箍轴23，夹箍21通过夹箍轴23与轴孔20配合连接安装在对称连接件19端部的凹形固定件22上，夹箍21在信息集成控制装置12的控制下可通过夹箍轴23实现开闭功能，水管2位于抓手装置7的两个夹箍21内，抓手装置7通过圆柱状连接件17连接安装在半开式封装组件9的右外壳47底部，螺纹杆14安装在左外壳46、右外壳47上，螺纹杆14一端与右外壳47外侧的微型驱动元件13连接，螺纹杆14中部设有光滑圆柱30，光滑圆柱30直径与支撑轮16内径相同，支撑轮16安装在螺纹杆14的光滑圆柱30上，光滑圆柱30直径小于两侧外螺纹的直径该设置对支撑轮16起到限位作用，螺纹杆14上分别设有右侧外螺纹31、左侧外螺纹32，右侧外螺纹31旋向为左旋，左侧外螺纹32的旋向为右旋，摩擦减速片15内开设有内螺纹33，摩擦减速片15通过内螺纹33与右侧外螺纹31、左侧外螺纹32配合分别安装螺纹杆14的左部、右部，摩擦减速片15下部安设有圆弧形挡杆34，圆弧形挡杆34长度大于支撑轮16长度，摩擦减速片15上部位于左外壳46、右外壳47顶部的长方形固定槽24内，尼龙绳Ⅰ4直径大于支撑轮16宽度，尼龙绳Ⅰ4位于螺纹杆14上的两个圆弧形挡杆34之间，套筒11的中部圆柱37直径小于两端圆柱38，中部圆柱37外径与双槽滑轮10内径相同，套筒11的中部圆柱37上安装有垫圈35，垫圈35位于双槽滑轮10两侧，
所述双槽滑轮10上开设有与尼龙绳Ⅱ5相配合的滑轮内槽39，双槽滑轮10上还开设有滑轮外槽40，双槽滑轮10的滑轮内槽39曲率半径大于滑轮外槽40曲率半径，滑轮内槽39曲率半径与尼龙绳Ⅱ5半径相同，滑轮外槽40设计能预防尼龙绳Ⅱ5脱落。
所述动力小车1上安设有推杆45，动力小车1上安设有减速电机43，动力小车1上还安设有滚筒44，滚筒44与减速电机43连接，水管2一端连接安装在滚筒44上。

Claims (3)

1.一种灌溉助力装置，其特征在于：包括动力小车(1)、水管(2)、水管运输装置(3)、尼龙绳Ⅰ(4)、尼龙绳Ⅱ(5)、喷头(6)、标志性检测物(41)、支撑柱(42)；支撑柱(42)固定安装在地面上，尼龙绳Ⅰ(4)、尼龙绳Ⅱ(5)两端分别连接安装在支撑柱(42)上，水管运输装置(3)上部安装在尼龙绳Ⅰ(4)、尼龙绳Ⅱ(5)上，水管(2)穿过水管运输装置(3)下部，水管(2)一端连接安装在动力小车(1)上，喷头(6)安装在水管(2)另一端上，标志性检测物(41)安装在支撑柱(42)上，水管运输装置(3)包括抓手装置(7)、半开式封装组件(9)、双槽滑轮(10)、套筒(11)、信息集成控制装置(12)、微型驱动元件(13)、螺纹杆(14)、摩擦减速片(15)、支撑轮(16)、六角头螺栓(36)；抓手装置(7)安装在半开式封装组件(9)底部，六角头螺栓(36)安装在半开式封装组件(9)上，套筒(11)安装在六角头螺栓(36)上，双槽滑轮(10)安装在套筒(11)中部，信息集成控制装置(12)安装在半开式封装组件(9)内，微型驱动元件(13)安装在半开式封装组件(9)上侧部，螺纹杆(14)安装在半开式封装组件(9)上部，螺纹杆(14)与微型驱动元件(13)连接，摩擦减速片(15)安装在螺纹杆(14)上，支撑轮(16)安装在螺纹杆(14)中部，半开式封装组件(9)包括左外壳(46)、右外壳(47)；左外壳(46)底部开设有滑道式凹槽Ⅰ(25)，右外壳(47)底部开设有滑道式凹槽Ⅱ(28)，左外壳(46)通过滑道式凹槽Ⅰ(25)、滑道式凹槽Ⅱ(28)相互配合与右外壳(47)连接，右外壳(47)下部安设有内空式连接件(29)，内空式连接件(29)外侧安装有标志物(8)，信息集成控制装置(12)安装在左外壳(46)上，微型驱动元件(13)安装在右外壳(47)外侧，左外壳(46)、右外壳(47)顶部分别开设有长方形固定槽(24)，右外壳(47)上开设有长方形通孔(26)，左外壳(46)、右外壳(47)上分别开设有圆形通孔(27)，六角头螺栓(36)通过圆形通孔(27)安装在左外壳(46)、右外壳(47)上，抓手装置(7)包括圆柱状连接件(17)、固定轴(18)、对称连接件(19)、夹箍(21)；圆柱状连接件(17)上部安装在右外壳(47)的内空式连接件(29)底部，对称连接件(19)通过固定轴(18)安装在圆柱状连接件(17)下部，对称连接件(19)端部安设有凹形固定件(22)，凹形固定件(22)上开设有轴孔(20)，夹箍(21)上顶部安设有夹箍轴(23)，夹箍(21)通过夹箍轴(23)与轴孔(20)配合连接安装在对称连接件(19)端部的凹形固定件(22)上，水管(2)位于抓手装置(7)的两个夹箍(21)内，抓手装置(7)通过圆柱状连接件(17)连接安装在半开式封装组件(9)的右外壳(47)底部，螺纹杆(14)安装在左外壳(46)、右外壳(47)上，螺纹杆(14)一端与右外壳(47)外侧的微型驱动元件(13)连接，螺纹杆(14)中部设有光滑圆柱(30)，光滑圆柱(30)直径与支撑轮(16)内径相同，支撑轮(16)安装在螺纹杆(14)的光滑圆柱(30)上，光滑圆柱(30)直径小于两侧外螺纹的直径，螺纹杆(14)上分别设有右侧外螺纹(31)、左侧外螺纹(32)，右侧外螺纹(31)旋向为左旋，左侧外螺纹(32)的旋向为右旋，摩擦减速片(15)内开设有内螺纹(33)，摩擦减速片(15)通过内螺纹(33)与右侧外螺纹(31)、左侧外螺纹(32)配合分别安装于螺纹杆(14)的左部、右部，摩擦减速片(15)下部安设有圆弧形挡杆(34)，圆弧形挡杆(34)长度大于支撑轮(16)长度，摩擦减速片(15)上部位于左外壳(46)、右外壳(47)顶部的长方形固定槽(24)内，套筒(11)的中部圆柱(37)直径小于两端圆柱(38)，中部圆柱(37)外径与双槽滑轮(10)内径相同，套筒(11)的中部圆柱(37)上安装有垫圈(35)，垫圈(35)位于双槽滑轮(10)两侧。
2.根据权利要求1所述的灌溉助力装置，其特征在于：所述双槽滑轮(10)上开设有与尼龙绳Ⅱ(5)相配合的滑轮内槽(39)，双槽滑轮(10)上还开设有滑轮外槽(40)，双槽滑轮(10)的滑轮内槽(39)曲率半径小于滑轮外槽(40)曲率半径，滑轮内槽(39)曲率半径与尼龙绳Ⅱ(5)半径相同。
3.根据权利要求1所述的灌溉助力装置，其特征在于：所述动力小车(1)上安设有推杆(45)，动力小车(1)上安设有减速电机(43)，动力小车(1)上还安设有滚筒(44)，滚筒(44)与减速电机(43)连接，水管(2)一端连接安装在滚筒(44)上。
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