CN114342904B - 一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，包括动态特性全方位喷灌装置、联网式植物动态监测预判装置、仿人手配重分割式自循序调速配药装置、连接限位模块和监控后台。本发明属于喷灌设备技术领域，具体是提供了一种根据动态特性调节所需的喷灌强度与水量，节省资源，通过添加药物的方式改善绿植生长地的酸碱度，仿人手的结构设计，在搅拌中与液体间搅拌面积逐渐增加，可以自由变换搅拌的形态同时变化搅拌尺寸，通过循序渐进的搅拌效果，达到手工智能搅拌的效果，使得酸碱改善液能够完全混合，具有全方位无死角喷灌的优点，还可根据本设备的分布密度调整喷灌的范围，方便安装使用的基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置。

Description

一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置

技术领域

本发明属于喷灌设备技术领域，具体是指一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置。

背景技术

园林在一定的地域运用工程技术和艺术手段，通过改造地形(或进一步筑山、叠石、理水)、种植树木花草、营造建筑和布置园路等途径创作而成的美的自然环境和游憩境域，就称为园林。在中国传统建筑中独树一帜，有重大成就的是古典园林建筑。对于园林的管理需要使用园林管理工具外。

我国目前小区绿地喷灌多为人工浇灌，少数采用自动喷头喷灌。采用自动喷灌时，多数没有充分考虑上述土壤湿度、土壤酸碱度与土壤渗透性之间的关系，只是通过开启关闭的逻辑控制来简单粗放进行灌溉，导致人力、水资源、电力的大量浪费，没有真正准确地根据各地土壤湿度实时自动调节所需的喷灌强度，无法真正实现智能喷灌、节约用水；且浇灌花卉绿植的水多为硬水，硬水通常呈弱碱性，其中的钙、镁等无机盐会危害植物花卉正常的生理活动，尤其南方花卉在碱性条件下会受到抑制，以致衰老死亡，即随着土壤酸碱度的变化，绿植的生长容易受到影响，所以调节喷灌的酸碱度值也极为重要，但是现有技术中并没有针对此问题设计的相应结构。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种通过检测土壤数值，根据动态特性控制模块调节所需的喷灌强度与水量，避免浪费，节省资源，通过添加药物的方式改善绿植生长地的酸碱度，通过仿人手的结构设计，在旋转的过程中与内部液体之间的搅拌面积逐渐增加，可以自由变换搅拌的形态同时搅拌的尺寸不断发生变化，通过循序渐进的搅拌效果，达到手工智能搅拌的效果，使得酸碱改善液能够完全混合，避免在喷灌时造成堵塞的情况，同时具有全方位无死角喷灌的优点，还可根据本设备的分布密度调整喷灌的范围，方便安装使用的基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，包括动态特性全方位喷灌装置、联网式植物动态监测预判装置、仿人手配重分割式自循序调速配药装置、连接限位模块和监控后台，所述连接限位模块连接设于动态特性全方位喷灌装置的底部，所述联网式植物动态监测预判装置与仿人手配重分割式自循序调速配药装置分别设于动态特性全方位喷灌装置的两侧上，且所述仿人手配重分割式自循序调速配药装置与动态特性全方位喷灌装置之间相连通，所述联网式植物动态监测预判装置与动态特性全方位喷灌装置电连接，所述联网式植物动态监测预判装置与监控后台通信连接。

在本方案中，所述动态特性全方位喷灌装置包括灌溉连接管、驱动调节腔、俯仰角度调节模块、旋转方向调节模块、喷灌限位俯仰环和可动喷灌头，所述驱动调节腔连通设于灌溉连接管的外顶部，所述旋转方向调节模块设于驱动调节腔内，所述喷灌限位俯仰环转动设于旋转方向调节模块的内顶部，所述俯仰角度调节模块设于喷灌限位俯仰环的一侧上，所述喷灌限位俯仰环和可动喷灌头相连通，所述可动喷灌头通过俯仰角度调节模块的驱动于俯仰角度调节模块内做旋转运动，所述灌溉连接管内还设置有电动调阀。

作为进一步地优化的技术方案，所述旋转方向调节模块包括旋转电机、旋转主动齿轮、旋转从动齿圈和转动圈，所述驱动调节腔呈内部中空的腔体设置，所述旋转电机设于驱动调节腔内，所述旋转主动齿轮旋转设于驱动调节腔内，所述转动圈旋转连接设于灌溉连接管的外部，所述旋转从动齿圈连接设于转动圈的外部，所述旋转电机的输出轴设于旋转主动齿轮的中心处，所述旋转主动齿轮外部的轮齿与旋转从动齿圈外部的轮齿相啮合，驱动电机的输出轴旋转带动旋转主动齿轮旋转，旋转主动齿轮旋转啮合带动旋转从动齿圈以及与旋转从动齿圈相连的转动圈旋转，使得可动喷灌头的旋转方向发生改变。

优选地，所述转动圈包括底部旋转套、中部转动盘和顶部俯仰套，所述底部旋转套、中部转动盘和顶部俯仰套从下到上依次连接设置，所述底部旋转套呈管状设置，所述底部旋转套旋转设于灌溉连接管的外顶部，所述顶部俯仰套呈中空球形腔体设置，所述中部转动盘呈盘状设置，且中部转动盘的上下两侧分别设有连接管，所述中部转动通过连接管分别与上方的顶部俯仰套、以及下方的底部旋转套相连通。

在本方案中，所述俯仰角度调节模块包括俯仰步进电机、俯仰主动小齿轮、俯仰从动大齿轮和联动轴，所述顶部俯仰套的顶部开设有调节槽，所述俯仰步进电机连接设于转动盘的一侧上，所述俯仰主动小齿轮连接设于俯仰步进电机的输出轴上，所述俯仰从动大齿轮旋转设于顶部俯仰套的一侧上，所述喷灌限位俯仰环旋转设于顶部俯仰套内，所述联动轴连接设于喷灌限位俯仰环与俯仰从动大齿轮之间，所述联动轴靠近喷灌限位俯仰环的一侧设有十字限位件，所述十字限位件的外侧与喷灌限位俯仰环的内壁连接，所述喷灌限位俯仰环呈内部中空设置，且喷灌限位俯仰环的侧端开设有进水孔与顶部俯仰套之间相贯通，用于喷灌水的流通，所述俯仰主动小齿轮外周的轮齿与俯仰从动大齿轮外周的轮齿相啮合，所述喷灌限位俯仰环和可动喷灌头之间连接，且可动喷灌头内部贯通设有喷灌通道，所述喷灌通道与喷灌限位俯仰环、顶部俯仰套之间相连通，俯仰步进电机收到控制信号后开始工作，俯仰步进电机带动俯仰主动小齿轮旋转，俯仰主动小齿轮啮合带动俯仰从动大齿轮旋转，俯仰从动大齿轮旋转通过联动轴带动喷灌限位俯仰环和可动喷灌头的旋转，从而调节喷灌俯仰倾角的改变，结合可动喷灌头的旋转方向可变，实现全方位喷灌角度、位置可变的效果，可以有效增加喷灌的范围。

作为进一步的优化本发明的技术方案，所述联网式植物动态监测预判装置包括控制盒、连接线、插地式植物湿度环境监测仪、PCB控制板、动态特性控制模块和通信模块，所述控制盒设于灌溉连接管的一侧上，所述PCB控制板、动态特性控制模块和通信模块设于控制盒的内部，所述PCB控制板与通信模块、动态特性控制模块相连接，所述插地式植物湿度环境监测仪插设于草地内，所述连接线连接设于PCB控制板与插地式植物湿度环境监测仪之间，所述插地式植物湿度环境监测仪包括监测固定座、太阳能电池板、储能电池、第一探测臂、第二探测臂、土壤湿度传感器、土壤酸碱度传感器和缓冲弹簧，所述监测固定座呈内部中空腔体设置，所述太阳能电池板连接设于监测固定座的外表面上，所述储能电池设于监测固定座的内部，所述太阳能电池板与储能电池电连接，所述第一探测臂、第二探测臂连接设于监测固定座的底部，所述第一探测臂、第二探测臂的底部设置有限位腔，所述土壤湿度传感器、土壤酸碱度传感器和缓冲弹簧均设于限位腔内，所述土壤湿度传感器、土壤酸碱度传感器与储能电池电连接，所述土壤湿度传感器包含有湿度探针，所述土壤酸碱度传感器包含有酸碱度探针，所述缓冲弹簧分别设于湿度探针、以及酸碱度探针的内部一侧上，在使用时可以起到减震的作用。

为了进一步地阐述本方案，所述仿人手配重分割式自循序调速配药装置包括配重分割式搅拌件、搅拌腔、搅拌电机、搅拌主动齿轮、搅拌从动齿轮、侧搅拌桨、桨支撑管、桨联动件和中搅拌轴，所述搅拌腔连通设于灌溉连接管的一侧上，且所述搅拌腔与驱动调节腔分别设于灌溉连接管的两侧上，所述搅拌电机设于搅拌腔的底部，所述搅拌主动齿轮旋转设于搅拌腔的底部，所述搅拌从动齿轮旋转设于搅拌腔的底部，所述搅拌主动齿轮与搅拌从动齿轮相啮合，所述搅拌电机的输出轴设于搅拌主动齿轮的中心处，所述中搅拌轴旋转设于搅拌腔的内顶壁与内底壁之间，所述中搅拌轴与搅拌主动齿轮同轴连接，所述配重分割式搅拌件连接设于中搅拌轴上，且配重分割式搅拌件设于搅拌腔内，所述桨支撑管呈倒Y形设置连接设于搅拌腔的内底壁，所述桨支撑管呈内部中空设置，所述桨联动件为挠性金属件，所述桨联动件旋转设于桨支撑管内，所述侧搅拌桨连接设于桨联动件于桨支撑管的外部一侧，所述桨联动件的另一端贯穿搅拌腔的底部与搅拌从动齿轮连接。

所述配重分割式搅拌件包括离心弹簧、搅拌孔板、限位连接管和配重球，所述搅拌孔板对称设于中搅拌轴的两侧上，所述离心弹簧连接设于中搅拌轴与搅拌孔板之间，所述限位连接管连接设于搅拌孔板与中搅拌轴之间，所述限位连接管设于离心弹簧的上下两侧，所述搅拌孔板呈一侧半月形、一侧直线形的板状设置，所述配重球呈球形设置，所述配重球均匀连接设于搅拌孔板的半月形一侧上，所述搅拌孔板由上膨胀腔、下膨胀腔和中搅拌板构成，所述上膨胀腔、下膨胀腔分别可分离式连接设于中搅拌板的上下两侧上，所述中搅拌板上均匀开设有搅拌孔，所述中搅拌轴的内部设置有内水腔，所述上膨胀腔、下膨胀腔的外部开设有搅拌球伸出孔，所述上膨胀腔、下膨胀腔内设置有液囊，所述液囊填充设于搅拌球伸出孔处，初始状态下，液囊设于搅拌球伸出孔处，在搅拌状态下，液囊体积变大并从搅拌球伸出孔处伸出，达到增加搅拌面积的效果，所述内水腔内设置有液体，所述内水腔与液囊之间连通设有分水道。

优选地，所述搅拌腔与灌溉连接管的连通处之间设有电控阀门，所述搅拌腔内部设有浓度传感器，所述浓度传感器、电控阀门、电动调阀均与PCB控制板连接，所述浓度传感器检测搅拌腔内部液体达到设定的浓度后将信号发送至PCB控制板，PCB控制板将信号发送至电控阀门，使得搅拌腔内部的液体进入喷灌连接管内，所述动态特性控制模块与旋转电机、俯仰步进电机、搅拌电机和电动调阀信号连接。

为了进一步地阐述本方案，所述搅拌腔的顶部开设有进料孔，所述进料孔处设置有可拆卸的防尘盖。

优选地，所述通信模块包括但不限于5G通信模块、WIFI通信模块等。

优选地，所述湿度探针、酸碱度探针均为金属电极探头。

进一步地，所述连接限位模块包括六边形固定安装板和连接螺纹套，所述六边形固定安装板连接设于灌溉连接管的底部，所述六边形固定安装板呈正六边形设置，且六边形固定安装板的中心处贯通设有进水孔，所述进水孔与六边形固定安装板相贯通，所述连接螺纹套连通设于六边形固定安装板的底部，所述连接螺纹套呈中空管状设置，且连接螺纹套的外壁设有外螺纹，通过连接螺纹套外部的螺纹实现与水管的螺纹连接，达到可拆卸的效果，方便检修或更换等工作的进行。

为了进一步的阐述本方案，所述联网式植物动态监测预判装置还包括用于监测植物生长状态的监控摄像头，所述监控摄像头设于六边形固定安装板的外周，所述监控摄像头与监控后台通信连接。

本方案的基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

1、通过插地式植物湿度环境监测仪检测土壤的湿度与酸碱度，根据动态特性控制模块与PCB控制板调整灌溉连接管内电动调阀的开度，使得灌溉连接管内的水流通量(灌溉强度)随之调整，达到因需喷灌的效果，避免浪费，节省了资源。

2、酸碱度的测量还可用于监测绿植的生长环境，超出正常数值后，可通过添加药物的方式改善绿植生长地的酸碱度，通过仿人手的结构设计，在旋转的过程中与内部液体之间的搅拌面积逐渐增加，本结构可以自由变换搅拌的形态同时搅拌的尺寸不断发生变化，在此过程中粉状物与液体逐渐混合，达到循序渐进的搅拌效果，达到手工智能搅拌的效果，使得酸碱改善液能够完全混合，避免在喷灌时造成堵塞的情况。

3、俯仰角度调节模块和旋转方向调节模块的设计，使得本设备具有全方位无死角喷灌的优点，还可根据本设备的分布密度调整喷灌的范围，可以有效增加喷灌的范围。

4、方便安装使用，通过本装置底部的连接螺纹套与现有技术中的接地水管螺纹连接，便于拆卸，方便检修等工作的进行。

附图说明

图1为本方案的基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置的整体结构示意图；

图2为本方案的基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置的内部结构示意图；

图3为图2中A部分的局部放大示意图；

图4为本方案中控制盒的内部结构示意图；

图5为本方案中插地式植物湿度环境监测仪的结构示意图；

图6为本方案中仿人手配重分割式自循序调速配药装置的结构示意图；

图7为本方案中配重分割式搅拌件的内部结构示意图；

图8为本方案中连接限位模块的底部结构示意图；

图9为本方案的原理框图。

其中，1、动态特性全方位喷灌装置，2、联网式植物动态监测预判装置，3、仿人手配重分割式自循序调速配药装置，4、连接限位模块，5、监控后台，6、灌溉连接管，7、驱动调节腔，8、俯仰角度调节模块，9、旋转方向调节模块，10、喷灌限位俯仰环，11、可动喷灌头，12、旋转电机，13、旋转主动齿轮，14、旋转从动齿圈，15、转动圈，16、底部旋转套，17、中部转动盘，18、顶部俯仰套，19、俯仰步进电机，20、俯仰主动小齿轮，21、俯仰从动大齿轮，22、联动轴，23、喷灌通道，24、控制盒，25、连接线，26、插地式植物湿度环境监测仪，27、PCB控制板，28、通信模块，29、监测固定座，30、太阳能电池板，31、储能电池，32、第一探测臂，33、第二探测臂，34、土壤湿度传感器，35、土壤酸碱度传感器，36、缓冲弹簧，37、配重分割式搅拌件，38、搅拌腔，39、搅拌电机，40、搅拌主动齿轮，41、搅拌从动齿轮，42、侧搅拌桨，43、桨支撑管，44、桨联动件，45、中搅拌轴，46、离心弹簧，47、搅拌孔板，48、限位连接管，49、配重球，50、上膨胀腔，51、下膨胀腔，52、中搅拌板，53、搅拌孔，54、内水腔，55、搅拌球伸出孔，56、六边形固定安装板，57、连接螺纹套，58、监控摄像头，59、动态特性控制模块，60、湿度探针，61、酸碱度探针，62、液囊，63、分水道。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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。

如图1所示，本方案的基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，包括动态特性全方位喷灌装置1、联网式植物动态监测预判装置2、仿人手配重分割式自循序调速配药装置3、连接限位模块4和监控后台5，连接限位模块4连接设于动态特性全方位喷灌装置1的底部，联网式植物动态监测预判装置2与仿人手配重分割式自循序调速配药装置3分别设于动态特性全方位喷灌装置1的两侧上，且仿人手配重分割式自循序调速配药装置3与动态特性全方位喷灌装置1之间相连通，联网式植物动态监测预判装置2与动态特性全方位喷灌装置1电连接，联网式植物动态监测预判装置2与监控后台5通信连接，监控后台5可监测并控制本设备的运行情况，

如图2、图3、图4所示，在本实施例中，动态特性全方位喷灌装置1包括灌溉连接管6、驱动调节腔7、俯仰角度调节模块8、旋转方向调节模块9、喷灌限位俯仰环10和可动喷灌头11，驱动调节腔7连通设于灌溉连接管6的外顶部，旋转方向调节模块9设于驱动调节腔7内，喷灌限位俯仰环10转动设于旋转方向调节模块9的内顶部，俯仰角度调节模块8设于喷灌限位俯仰环10的一侧上，喷灌限位俯仰环10和可动喷灌头11相连通，可动喷灌头11通过俯仰角度调节模块8的驱动于俯仰角度调节模块8内做旋转运动，灌溉连接管6内还设置有电动调阀；旋转方向调节模块9包括旋转电机12、旋转主动齿轮13、旋转从动齿圈14和转动圈15，驱动调节腔7呈内部中空的腔体设置，旋转电机12设于驱动调节腔7内，旋转主动齿轮13旋转设于驱动调节腔7内，转动圈15旋转连接设于灌溉连接管6的外部，旋转从动齿圈14连接设于转动圈15的外部，旋转电机12的输出轴设于旋转主动齿轮13的中心处，旋转主动齿轮13外部的轮齿与旋转从动齿圈14外部的轮齿相啮合，其中，转动圈15包括底部旋转套16、中部转动盘17和顶部俯仰套18，底部旋转套16、中部转动盘17和顶部俯仰套18从下到上依次连接设置，底部旋转套16呈管状设置，底部旋转套16旋转设于灌溉连接管6的外顶部，顶部俯仰套18呈中空球形腔体设置，中部转动盘17呈盘状设置，且中部转动盘17的上下两侧分别设有连接管，中部转动通过连接管分别与上方的顶部俯仰套18、以及下方的底部旋转套16相连通；俯仰角度调节模块8包括俯仰步进电机19、俯仰主动小齿轮20、俯仰从动大齿轮21和联动轴22，所述顶部俯仰套18的顶部开设有调节槽，俯仰步进电机19连接设于转动盘的一侧上，俯仰主动小齿轮20连接设于俯仰步进电机19的输出轴上，所述俯仰从动大齿轮21旋转设于顶部俯仰套18的一侧上，喷灌限位俯仰环10旋转设于顶部俯仰套18内，所述联动轴22连接设于喷灌限位俯仰环10与俯仰从动大齿轮21之间，联动轴22靠近喷灌限位俯仰环10的一侧设有十字限位件，十字限位件的外侧与喷灌限位俯仰环10的内壁连接，喷灌限位俯仰环10呈内部中空设置，且喷灌限位俯仰环10的侧端开设有进水孔与顶部俯仰套18之间相贯通，俯仰主动小齿轮20外周的轮齿与俯仰从动大齿轮21外周的轮齿相啮合，喷灌限位俯仰环10和可动喷灌头11之间连接，且可动喷灌头11内部贯通设有喷灌通道23，喷灌通道23与喷灌限位俯仰环10、顶部俯仰套18之间相连通。

如图4和图5所示，为了进一步的阐述本方案，联网式植物动态监测预判装置2包括控制盒24、连接线25、插地式植物湿度环境监测仪26、PCB控制板27、动态特性控制模块59和通信模块28，所述控制盒24设于灌溉连接管6的一侧上，所述PCB控制板27、动态特性控制模块59和通信模块28设于控制盒24的内部，所述PCB控制板27与通信模块28、动态特性控制模块59相连接，所述插地式植物湿度环境监测仪26插设于草地内，所述连接线25连接设于PCB控制板27与插地式植物湿度环境监测仪26之间，所述插地式植物湿度环境监测仪26包括监测固定座29、太阳能电池板30、储能电池31、第一探测臂32、第二探测臂33、土壤湿度传感器34、土壤酸碱度传感器35和缓冲弹簧36，所述监测固定座29呈内部中空腔体设置，所述太阳能电池板30连接设于监测固定座29的外表面上，所述储能电池31设于监测固定座29的内部，所述太阳能电池板30与储能电池31电连接，所述第一探测臂32、第二探测臂33连接设于监测固定座29的底部，所述第一探测臂32、第二探测臂33的底部设置有限位腔，所述土壤湿度传感器34、土壤酸碱度传感器35和缓冲弹簧36均设于限位腔内，所述土壤湿度传感器34、土壤酸碱度传感器35与储能电池31电连接，所述土壤湿度传感器34包含有湿度探针60，所述土壤酸碱度传感器35包含有酸碱度探针61，所述缓冲弹簧36分别设于湿度探针60、以及酸碱度探针61的内部一侧上；所述通信模块28包括但不限于5G通信模块28、WIFI通信模块28；所述湿度探针60、酸碱度探针61均为金属电极探头，在使用的过程中，缓冲弹簧36的设置可以达到减震的效果，使得较为耐用。

如图6和图7所示，仿人手配重分割式自循序调速配药装置3包括配重分割式搅拌件37、搅拌腔38、搅拌电机39、搅拌主动齿轮40、搅拌从动齿轮41、侧搅拌桨42、桨支撑管43、桨联动件44和中搅拌轴45，所述搅拌腔38连通设于灌溉连接管6的一侧上，且所述搅拌腔38与驱动调节腔7分别设于灌溉连接管6的两侧上，所述搅拌电机39设于搅拌腔38的底部，搅拌主动齿轮40旋转设于搅拌腔38的底部，所述搅拌从动齿轮41旋转设于搅拌腔38的底部，搅拌主动齿轮40与搅拌从动齿轮41相啮合，所述搅拌电机39的输出轴设于搅拌主动齿轮40的中心处，中搅拌轴45旋转设于搅拌腔38的内顶壁与内底壁之间，中搅拌轴45与搅拌主动齿轮40同轴连接，配重分割式搅拌件37连接设于中搅拌轴45上，且配重分割式搅拌件37设于搅拌腔38内，所述桨支撑管43呈倒Y形设置连接设于搅拌腔38的内底壁，所述桨支撑管43呈内部中空设置，所述桨联动件44为挠性金属件，所述桨联动件44旋转设于桨支撑管43内，所述侧搅拌桨42连接设于桨联动件44于桨支撑管43的外部一侧，所述桨联动件44的另一端贯穿搅拌腔38的底部与搅拌从动齿轮41连接；所述配重分割式搅拌件37包括离心弹簧46、搅拌孔53板47、限位连接管48和配重球49，所述搅拌孔53板47对称设于中搅拌轴45的两侧上，所述离心弹簧46连接设于中搅拌轴45与搅拌孔53板47之间，所述限位连接管48连接设于搅拌孔53板47与中搅拌轴45之间，所述限位连接管48设于离心弹簧46的上下两侧，所述搅拌孔53板47呈一侧半月形、一侧直线形的板状设置，所述配重球49呈球形设置，所述配重球49均匀连接设于搅拌孔53板47的半月形一侧上，所述搅拌孔53板47由上膨胀腔50、下膨胀腔51和中搅拌板52构成，所述上膨胀腔50、下膨胀腔51分别可分离式连接设于中搅拌板52的上下两侧上，所述中搅拌板52上均匀开设有搅拌孔53，所述中搅拌轴45的内部设置有内水腔54，所述上膨胀腔50、下膨胀腔51的外部开设有搅拌球伸出孔55，所述上膨胀腔50、下膨胀腔51内设置有液囊62，所述液囊62填充设于搅拌球伸出孔55处，所述内水腔54内设置有液体，所述内水腔54与液囊62之间连通设有分水道63。

如图9所示，搅拌腔38与灌溉连接管6的连通处之间设有电控阀门，搅拌腔38内部设有浓度传感器，浓度传感器、电控阀门、电动调阀均与PCB控制板27连接，浓度传感器检测搅拌腔38内部液体达到设定的浓度后将信号发送至PCB控制板27，PCB控制板27将信号发送至电控阀门，使得搅拌腔38内部的液体进入喷灌连接管内，动态特性控制模块59与旋转电机12、俯仰步进电机19、搅拌电机39和电动调阀信号连接，通过土壤湿度实时自动调节所需的喷灌强度，实现智能喷灌、节约用水的效果。

如图1和图8所示，连接限位模块4包括六边形固定安装板56和连接螺纹套57，六边形固定安装板56连接设于灌溉连接管6的底部，六边形固定安装板56呈正六边形设置，且六边形固定安装板56的中心处贯通设有进水孔，进水孔与六边形固定安装板56相贯通，连接螺纹套57连通设于六边形固定安装板56的底部，连接螺纹套57呈中空管状设置，且连接螺纹套57的外壁设有外螺纹；而六边形固定安装板56的外周设有监控摄像头58，监控摄像头58与监控后台5通信连接，监控摄像头58用于监测植物生长状态。

通过本装置底部的连接螺纹套57与现有技术中的接地水管螺纹连接，方便安装的同时，便于拆卸，方便检修等工作的进行。

在使用本装置时，通过若干组的插地式植物湿度环境监测仪26监测土壤的湿度、酸碱度的环境数值，得到一个平均值，以本设备为圆心，单个设备的喷灌数值随插地式植物湿度环境监测仪26监测的数值进行调整，通过湿度探针60、酸碱度探针61分别探测得到该区域内的土壤湿度以及土壤酸碱度的数值，此数据分别反馈给PCB控制板27和动态特性控制模块59，从而调整灌溉连接管6内电动调阀的开度，使得灌溉连接管6内的水流通量(灌溉强度)随之调整，同时酸碱度的测量还可用于监测绿植的生长环境，超出正常数值后，可通过添加药物的方式改善绿植生长地的酸碱度。

由于可动喷灌头11的内部孔径是一定的，所以为了避免堵塞情况的发生，在加入药物时一定要做到搅拌至没有杂质方可使用，在本设备中，仿人手配重分割式自循序调速配药装置3可以实现上述效果，根据所要调节的酸碱度数值、配置相应的酸碱溶液，于搅拌腔38内预先配置酸碱溶液，待配置完成后再将该溶液导入灌溉连接管6内，达到稀释的效果，搅拌电机39的旋转带动搅拌主动齿轮40旋转，搅拌主动齿轮40旋转啮合带动搅拌从动齿轮41旋转，同时同轴带动中搅拌轴45旋转，由于内水腔54内设置有液体，所述内水腔54与液囊62之间连通设有分水道63，上膨胀腔50、下膨胀腔51为硅胶或软塑料材质，不仅有耐腐蚀耐候的特点，在旋转的过程中内水腔54内部的液体被逐渐甩至液囊62内，液囊62从搅拌球伸出孔55处伸出，使得与内部液体之间的搅拌面积增加，在此过程中粉状物与液体逐渐混合，达到循序渐进的搅拌效果，达到手工智能搅拌的效果，通过本装置自由变换搅拌的形态(外部液体对液囊62产生一定的压力，当搅拌的速率降低时，液囊62内部液体被压缩回中搅拌轴45内，同时外部液体浓度的不同也会影响内水腔54的压力变化)，在旋转的过程中离心弹簧46的作用，可以使得搅拌的尺寸不断发生变化(离心弹簧46带动搅拌孔53板47变形的长度，与搅拌的速率有关)，最后通过浓度传感器检测搅拌腔38内部液体达到设定的浓度后将信号发送至PCB控制板27，PCB控制板27将信号发送至电控阀门，使得搅拌腔38内部的液体进入喷灌连接管内。

另外，本设备的动态特性全方位喷灌装置1具有全方位无死角喷灌的优点，还可根据本设备的分布密度调整喷灌的范围。

以喷灌全方位的方案来看，驱动电机的输出轴旋转带动旋转主动齿轮13旋转，旋转主动齿轮13旋转啮合带动旋转从动齿圈14以及与旋转从动齿圈14相连的转动圈15旋转，使得可动喷灌头11的旋转方向发生改变，达到全方位的喷灌效果。

而根据本设备的分布密度调整喷灌的范围则是通过俯仰步进电机19的驱动实现，俯仰步进电机19收到控制信号后开始工作，俯仰步进电机19带动俯仰主动小齿轮20旋转，俯仰主动小齿轮20啮合带动俯仰从动大齿轮21旋转，俯仰从动大齿轮21旋转通过联动轴22带动喷灌限位俯仰环10和可动喷灌头11的旋转，从而调节喷灌俯仰倾角的改变，结合可动喷灌头11的旋转方向可变，实现全方位喷灌角度、位置可变的效果，可以有效增加喷灌的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：包括动态特性全方位喷灌装置（1）、联网式植物动态监测预判装置（2）、仿人手配重分割式自循序调速配药装置（3）、连接限位模块（4）和监控后台（5），所述连接限位模块（4）连接设于动态特性全方位喷灌装置（1）的底部，所述联网式植物动态监测预判装置（2）与仿人手配重分割式自循序调速配药装置（3）分别设于动态特性全方位喷灌装置（1）的两侧上，且所述仿人手配重分割式自循序调速配药装置（3）与动态特性全方位喷灌装置（1）之间相连通，所述联网式植物动态监测预判装置（2）与动态特性全方位喷灌装置（1）电连接，所述联网式植物动态监测预判装置（2）与监控后台（5）通信连接；

所述动态特性全方位喷灌装置（1）包括灌溉连接管（6）、驱动调节腔（7）、俯仰角度调节模块（8）、旋转方向调节模块（9）、喷灌限位俯仰环（10）和可动喷灌头（11），所述驱动调节腔（7）连通设于灌溉连接管（6）的外顶部，所述旋转方向调节模块（9）设于驱动调节腔（7）内，所述喷灌限位俯仰环（10）转动设于旋转方向调节模块（9）的内顶部，所述俯仰角度调节模块（8）设于喷灌限位俯仰环（10）的一侧上，所述喷灌限位俯仰环（10）和可动喷灌头（11）相连通，所述可动喷灌头（11）通过俯仰角度调节模块（8）的驱动于俯仰角度调节模块（8）内做旋转运动，所述灌溉连接管（6）内还设置有电动调阀；

所述联网式植物动态监测预判装置（2）包括控制盒（24）、连接线（25）、插地式植物湿度环境监测仪（26）、PCB控制板（27）、动态特性控制模块（59）和通信模块（28），所述控制盒（24）设于灌溉连接管（6）的一侧上，所述PCB控制板（27）、动态特性控制模块（59）和通信模块（28）设于控制盒（24）的内部，所述PCB控制板（27）与通信模块（28）、动态特性控制模块（59）相连接，所述插地式植物湿度环境监测仪（26）插设于草地内，所述连接线（25）连接设于PCB控制板（27）与插地式植物湿度环境监测仪（26）之间，所述插地式植物湿度环境监测仪（26）包括监测固定座（29）、太阳能电池板（30）、储能电池（31）、第一探测臂（32）、第二探测臂（33）、土壤湿度传感器（34）、土壤酸碱度传感器（35）和缓冲弹簧（36），所述监测固定座（29）呈内部中空腔体设置，所述太阳能电池板（30）连接设于监测固定座（29）的外表面上，所述储能电池（31）设于监测固定座（29）的内部，所述太阳能电池板（30）与储能电池（31）电连接，所述第一探测臂（32）、第二探测臂（33）连接设于监测固定座（29）的底部，所述第一探测臂（32）、第二探测臂（33）的底部设置有限位腔，所述土壤湿度传感器（34）、土壤酸碱度传感器（35）和缓冲弹簧（36）均设于限位腔内，所述土壤湿度传感器（34）、土壤酸碱度传感器（35）与储能电池（31）电连接，所述土壤湿度传感器（34）包含有湿度探针（60），所述土壤酸碱度传感器（35）包含有酸碱度探针（61），所述缓冲弹簧（36）分别设于湿度探针（60）、以及酸碱度探针（61）的内部一侧上；

所述仿人手配重分割式自循序调速配药装置（3）包括配重分割式搅拌件（37）、搅拌腔（38）、搅拌电机（39）、搅拌主动齿轮（40）、搅拌从动齿轮（41）、侧搅拌桨（42）、桨支撑管（43）、桨联动件（44）和中搅拌轴（45），所述搅拌腔（38）连通设于灌溉连接管（6）的一侧上，且所述搅拌腔（38）与驱动调节腔（7）分别设于灌溉连接管（6）的两侧上，所述搅拌电机（39）设于搅拌腔（38）的底部，所述搅拌主动齿轮（40）旋转设于搅拌腔（38）的底部，所述搅拌从动齿轮（41）旋转设于搅拌腔（38）的底部，所述搅拌主动齿轮（40）与搅拌从动齿轮（41）相啮合，所述搅拌电机（39）的输出轴设于搅拌主动齿轮（40）的中心处，所述中搅拌轴（45）旋转设于搅拌腔（38）的内顶壁与内底壁之间，所述中搅拌轴（45）与搅拌主动齿轮（40）同轴连接，所述配重分割式搅拌件（37）连接设于中搅拌轴（45）上，且配重分割式搅拌件（37）设于搅拌腔（38）内，所述桨支撑管（43）呈倒Y形设置连接设于搅拌腔（38）的内底壁，所述桨支撑管（43）呈内部中空设置，所述桨联动件（44）旋转设于桨支撑管（43）内，所述侧搅拌桨（42）连接设于桨联动件（44）于桨支撑管（43）的外部一侧，所述桨联动件（44）的另一端贯穿搅拌腔（38）的底部与搅拌从动齿轮（41）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：所述旋转方向调节模块（9）包括旋转电机（12）、旋转主动齿轮（13）、旋转从动齿圈（14）和转动圈（15），所述驱动调节腔（7）呈内部中空的腔体设置，所述旋转电机（12）设于驱动调节腔（7）内，所述旋转主动齿轮（13）旋转设于驱动调节腔（7）内，所述转动圈（15）旋转连接设于灌溉连接管（6）的外部，所述旋转从动齿圈（14）连接设于转动圈（15）的外部，所述旋转电机（12）的输出轴设于旋转主动齿轮（13）的中心处，所述旋转主动齿轮（13）外部的轮齿与旋转从动齿圈（14）外部的轮齿相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：所述转动圈（15）包括底部旋转套（16）、中部转动盘（17）和顶部俯仰套（18），所述底部旋转套（16）、中部转动盘（17）和顶部俯仰套（18）从下到上依次连接设置，所述底部旋转套（16）呈管状设置，所述底部旋转套（16）旋转设于灌溉连接管（6）的外顶部，所述顶部俯仰套（18）呈中空球形腔体设置，所述中部转动盘（17）呈盘状设置，且中部转动盘（17）的上下两侧分别设有连接管，所述中部转动通过连接管分别与上方的顶部俯仰套（18）、以及下方的底部旋转套（16）相连通。

4.根据权利要求3所述的一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：所述俯仰角度调节模块（8）包括俯仰步进电机（19）、俯仰主动小齿轮（20）、俯仰从动大齿轮（21）和联动轴（22），所述顶部俯仰套（18）的顶部开设有调节槽，所述俯仰步进电机（19）连接设于转动盘的一侧上，所述俯仰主动小齿轮（20）连接设于俯仰步进电机（19）的输出轴上，所述俯仰从动大齿轮（21）旋转设于顶部俯仰套（18）的一侧上，所述喷灌限位俯仰环（10）旋转设于顶部俯仰套（18）内，所述联动轴（22）连接设于喷灌限位俯仰环（10）与俯仰从动大齿轮（21）之间，所述联动轴（22）靠近喷灌限位俯仰环（10）的一侧设有十字限位件，所述十字限位件的外侧与喷灌限位俯仰环（10）的内壁连接，所述喷灌限位俯仰环（10）呈内部中空设置，且喷灌限位俯仰环（10）的侧端开设有进水孔与顶部俯仰套（18）之间相贯通，所述俯仰主动小齿轮（20）外周的轮齿与俯仰从动大齿轮（21）外周的轮齿相啮合，所述喷灌限位俯仰环（10）和可动喷灌头（11）之间连接，且可动喷灌头（11）内部贯通设有喷灌通道（23），所述喷灌通道（23）与喷灌限位俯仰环（10）、顶部俯仰套（18）之间相连通。

5.根据权利要求4所述的一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：所述配重分割式搅拌件（37）包括离心弹簧（46）、搅拌孔板（47）、限位连接管（48）和配重球（49），所述搅拌孔板（47）对称设于中搅拌轴（45）的两侧上，所述离心弹簧（46）连接设于中搅拌轴（45）与搅拌孔板（47）之间，所述限位连接管（48）连接设于搅拌孔板（47）与中搅拌轴（45）之间，所述限位连接管（48）设于离心弹簧（46）的上下两侧，所述搅拌孔板（47）呈一侧半月形、一侧直线形的板状设置，所述配重球（49）呈球形设置，所述配重球（49）均匀连接设于搅拌孔板（47）的半月形一侧上，所述搅拌孔板（47）由上膨胀腔（50）、下膨胀腔（51）和中搅拌板（52）构成，所述上膨胀腔（50）、下膨胀腔（51）分别可分离式连接设于中搅拌板（52）的上下两侧上，所述中搅拌板（52）上均匀开设有搅拌孔（53），所述中搅拌轴（45）的内部设置有内水腔（54），所述上膨胀腔（50）、下膨胀腔（51）的外部开设有搅拌球伸出孔（55），所述上膨胀腔（50）、下膨胀腔（51）内设置有液囊（62），所述液囊（62）填充设于搅拌球伸出孔（55）处，所述内水腔（54）内设置有液体，所述内水腔（54）与液囊（62）之间连通设有分水道（63）。

6.根据权利要求5所述的一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：所述搅拌腔（38）与灌溉连接管（6）的连通处之间设有电控阀门，所述搅拌腔（38）内部设有浓度传感器，所述浓度传感器、电控阀门、电动调阀均与PCB控制板（27）连接，所述浓度传感器检测搅拌腔（38）内部液体达到设定的浓度后将信号发送至PCB控制板（27），PCB控制板（27）将信号发送至电控阀门，所述动态特性控制模块（59）与旋转电机（12）、俯仰步进电机（19）、搅拌电机（39）和电动调阀信号连接；所述联网式植物动态监测预判装置（2）还包括用于监测植物生长状态的监控摄像头（58），所述监控摄像头（58）设于六边形固定安装板（56）的外周，所述监控摄像头（58）与监控后台（5）通信连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：所述连接限位模块（4）包括六边形固定安装板（56）和连接螺纹套（57），所述六边形固定安装板（56）连接设于灌溉连接管（6）的底部，所述六边形固定安装板（56）呈正六边形设置，且六边形固定安装板（56）的中心处贯通设有进水孔，所述进水孔与六边形固定安装板（56）相贯通，所述连接螺纹套（57）连通设于六边形固定安装板（56）的底部，所述连接螺纹套（57）呈中空管状设置，且连接螺纹套（57）的外壁设有外螺纹。

8.根据权利要求1所述的一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：所述通信模块（28）包括5G通信模块、WIFI通信模块；所述湿度探针（60）、酸碱度探针（61）均为金属电极探头。

9.根据权利要求1所述的一种基于动态特性原理的市政植被智能喷灌装置，其特征在于：所述桨联动件（44）为挠性金属件。

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