CN115568324A - 一种智慧农业灌溉系统及灌溉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧农业灌溉系统及灌溉方法，包括底板，所述底板的上端面固定连接有水仓，所述底板的前后侧均转动连接有第一转动杆，所述底板内部设置有一空腔用于安装转动轮，所述第一转动杆与转动轮固定连接，所述水仓的前后端面均固定连接有支撑架，所述支撑架的上端面固定连接有进料斗；前后侧进料斗的下侧设置有能够间歇性输料的下料机构；前后侧下料机构的下侧均转动连接有便于灌溉输料的灌溉机构；本发明通过设置结构简单的灌溉机构，利用牵引设备拉动本灌溉系统带动转动轮转动，转动轮通过第一转动杆带动铰接杆进行转动，铰接杆带动L型杆的转动，L型杆带动注水杆与第一铰接杆的转动，从而实现对土壤的有序灌溉。

Description

一种智慧农业灌溉系统及灌溉方法

技术领域

本发明涉及智慧农业技术领域，具体为一种智慧农业灌溉系统及灌溉方法。

背景技术

农业灌溉，主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业。农业灌溉方式一般可分为为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌；传统地面灌溉包括畦灌、沟灌、淹灌和漫灌，但这类灌溉方式往往耗水量大、水的利用力较低，是一类很不合理的农业灌溉方式。另外，普通喷灌技术是中国农业生产中较普遍的灌溉方式，但普通喷灌技术的水的利用效率也不高。

现代农业微灌溉技术包括微喷灌、滴灌、渗灌等。这些灌溉技术一般节水性能好、水的利用率较传统灌溉模式高，但是无法应用于水资源匮乏的干旱地区，这种地段多为沙土壤，需要对需要灌溉的地区进行精准定位，现有的装置无法有效利用水资源进行有效灌溉，并且对于这些地区需要对土壤进行施肥来提高灌溉效果，普通的施肥方式多为撒上肥料后用水浇灌，不仅浪费水源，还会造成肥料流失，灌溉效率低，因此市面上需要一种装置结构简单，能够有效利用水资源与肥料对土壤进行科学合理灌溉的智慧农业灌溉系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智慧农业灌溉系统及灌溉方法，以解决上述背景所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧农业灌溉系统，包括底板，所述底板的上端面固定连接有水仓，所述水仓的中部贯通连接有集水箱，所述底板的前后侧均转动连接有第一转动杆，所述底板内部设置有一空腔用于安装转动轮，所述第一转动杆与转动轮固定连接，所述水仓的前后端面均固定连接有支撑架，所述支撑架的上端面固定连接有进料斗；前后侧进料斗的下侧设置有能够间歇性输料的下料机构；前后侧下料机构的下侧均转动连接有便于灌溉输料的灌溉机构。

优选的，所述转动轮的前方于第一转动杆的表面固定连接有第二链轮，所述进料斗的前后侧活动穿设有第二转动杆，所述第二转动杆的表面固定连接有第一链轮，所述第一链轮与第二链轮通过链条传动，所述第二转动杆的表面固定连接有搅拌叶，所述搅拌叶设置于进料斗的内部，所述进料斗的出料口处设置有进料箱，所述进料箱与支撑架固定连接。

优选的，所述下料机构包括驱动杆，所述进料箱的内部滑动连接有封堵块，所述封堵块的一端与驱动杆的表面固定连接，所述驱动杆的一端与支撑架转动连接，所述驱动杆的另一端固定连接有第一铰接杆，所述水仓的上端面前后侧均固定安装有水泵，所述水泵的输入端固定连接有第二皮带轮，所述底板和转动轮之间于第一转动杆表面固定连接有第一皮带轮，所述第二皮带轮和第一皮带轮通过皮带传动连接，所述水泵的出水口固定连接有进液管，所述进液管的另一端与进料箱的进水口相连通。

优选的，所述灌溉机构包括混液箱，所述混液箱的右侧固定连接有L型杆，所述L型杆的一端与第一铰接杆的下端转动连接，所述L型杆的另一端固定连接有限位块，所述限位块的内部固定连接有注水杆，所述注水杆通过软管与混液箱管道连接，所述L型杆通过中部的连接轴与第二铰接杆的一端转动连接，所述第二铰接杆的另一端与第一转动杆固定连接，所述混液箱上端面设置有进料喇叭口，所述进料喇叭口设置于进料箱出料口的正下方，所述转动轮通过第一转动杆带动第二铰接杆转动，第二铰接杆带动注水杆进行注水和拔出的过程中，混液箱上端的进料喇叭口始终处于进料箱的正下方。

优选的，所述注水杆的下部开设有与其内部管道连通的出水槽，所述出水槽的下端设置有防止出水槽堵塞和排土功能的配合块，所述配合块的截面为锥形。

优选的，所述底板的上端面右侧固定连接有便于牵引该装置的牵引架，所述封堵块为便于控制肥料流量的凸轮。

本发明还提出了一种智慧农业灌溉方法，方法如下：

S01：本灌溉系统在使用时，通过牵引架将本装置与牵引设备连接，将待施肥的肥料倒入进料斗内，将灌溉用水加入到集水箱内，通过控制牵引设备的移动速度调节注水杆对土壤灌溉的速度以及灌溉用水与肥料混合的比例；

S02：将本灌溉系统放置在灌溉起点后开始作业，通过牵引设备拉动本灌溉系统前进，转动轮带动第二皮带轮与搅拌叶的转动，搅拌叶将搅拌后的肥料输送至进料箱内，在水泵的作用下完成肥料和水的初步混合；

S03：转动轮带动下料机构工作的同时通过第一转动杆带动灌溉机构进行工作，通过第二铰接杆带动L型杆转动实现第一铰接杆的摆动，通过第一铰接杆带动驱动杆转动实现封堵块对肥料的间歇性下落，再通过第二铰接杆带动L型杆的往复运动实现对土壤的灌溉，在L型杆带动混液箱摆动的同时进一步对水与肥料进行混合，保证了对土壤的灌溉效果。

优选的，所述S03对土壤进行灌溉时，通过配合块可有效防止土壤进入出水槽内部，所述软管为无毒环保的橡胶材质，当L型杆控制注水杆下降时，此时注水杆位于转动轮中部的正前方，当L型杆控制注水杆上升到最高处时，此时注水杆位于转动轮中部的右下方前侧。

优选的，所述转动轮设置有两组，所述转动轮沿牵引架呈前后对称，所述第一链轮与第二链轮均处于同一平面，所述第一皮带轮与第二皮带轮均处于同一平面。

优选的，所述L型杆带动注水杆进行注水与拔出的同时，通过驱动杆控制封堵块的转动，通过封堵块的转动控制肥料的流量。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过借助曲柄摇杆机构原理设计出结构简单的灌溉机构，在利用牵引设备拉动本灌溉系统来带动转动轮转动，转动轮通过第一转动杆带动铰接杆进行转动，铰接杆带动L型杆的摆动，L型杆再带动注水杆间歇插入到沙土中进行注水灌溉，与现有的灌溉技术相比本发明能够提高灌溉用水的利用率，实现对水资源匮乏地区含沙量较大的土壤的科学灌溉；

2、本发明通过灌溉机构带动下料机构的工作，利用L型杆带动第一铰接杆的转动，通过第一铰接杆带动驱动杆进行转动，驱动杆控制封堵块进行转动，通过下料机构间歇控制肥料下料的流量，能够科学合理的控制灌溉水中的肥料浓度，有利于作物对肥料的吸收，提高肥料的利用率；

3、本发明通过转动轮来进一步控制下料机构与灌溉机构，转动轮控制水泵进行工作，水泵抽取水流至进料箱内将肥料冲到进料箱内，有利于肥料更快的溶解到灌溉水中，提高对土壤的灌溉效果；转动轮通过第一转动杆来带动第二链轮的转动，通过第二链轮与第一链轮的转动带动搅拌叶的转动，从而实现对肥料的搅拌防止肥料颗粒凝结，有效提高该装置工作效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种智慧农业灌溉系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种智慧农业灌溉系统的正视图；

图3为本发明提出的一种智慧农业灌溉系统的左视图；

图4为本发明提出的下料机构与灌溉机构的剖视图；

图5为本发明提出的下料机构与灌溉机构传动关系示意图；

图6为本发明提出的灌溉机构处于灌溉状态的正视图；

图7为本发明提出的灌溉机构处于上升状态的正视图；

图8为本发明提出的注水杆下端的结构示意图；

图9为本发明提出的一种智慧农业灌溉方法方法的步骤流程图。

图中：1、底板；2、水仓；3、牵引架；4、转动轮；5、进料斗；6、第一链轮；7、第二链轮；8、第一转动杆；9、第二转动杆；10、搅拌叶；11、集水箱；12、进料箱；13、支撑架；100、下料机构；101、驱动杆；102、封堵块；103、第一铰接杆；104、第二皮带轮；105、进液管；106、水泵；107、第一皮带轮；200、灌溉机构；201、混液箱；202、L型杆；203、软管；204、注水杆；205、第二铰接杆；206、限位块；207、出水槽；208、配合块；209、进料喇叭口。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的机构可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种智慧农业灌溉系统，包括底板1，底板1的上端面固定连接有水仓2，水仓2的中部贯通连接有集水箱11，底板1的前后侧均转动连接有第一转动杆8，底板1内部设置有一空腔用于安装转动轮4，第一转动杆8与转动轮4固定连接，水仓2的前后端面均固定连接有支撑架13，支撑架13的上端面固定连接有进料斗5；前后侧进料斗5的下侧设置有能够间歇性输料的下料机构100；前后侧下料机构100的下侧均转动连接有便于灌溉输料的灌溉机构200。

转动轮4的前方于第一转动杆8的表面固定连接有第二链轮7，进料斗5的前后侧活动穿设有第二转动杆9，第二转动杆9的表面固定连接有第一链轮6，第一链轮6与第二链轮7通过链条传动，第二转动杆9的表面固定连接有搅拌叶10，搅拌叶10设置于进料斗5的内部，进料斗5的出料口处设置有进料箱12，进料箱12与支撑架13固定连接。

下料机构100包括驱动杆101，进料箱12的内部滑动连接有封堵块102，封堵块102的一端与驱动杆101的表面固定连接，驱动杆101的一端与支撑架13转动连接，驱动杆101的另一端固定连接有第一铰接杆103，水仓2的上端面前后侧均固定安装有水泵106，水泵106的输入端固定连接有第二皮带轮104，底板1和转动轮4之间于第一转动杆8表面固定连接有第一皮带轮107，第二皮带轮104和第一皮带轮107通过皮带传动连接，水泵106的出水口固定连接有进液管105，进液管105的另一端与进料箱12的进水口相连通。

灌溉机构200包括混液箱201，混液箱201的右侧固定连接有L型杆202，L型杆202的一端与第一铰接杆103的下端转动连接，L型杆202的另一端固定连接有限位块206，限位块206的内部固定连接有注水杆204，注水杆204通过软管203与混液箱201管道连接，L型杆202通过中部的连接轴与第二铰接杆205的一端转动连接，第二铰接杆205的另一端与第一转动杆8固定连接，混液箱201上端面设置有进料喇叭口209，进料喇叭口209设置于进料箱12出料口的正下方，转动轮4通过第一转动杆8带动第二铰接杆205转动，第二铰接杆205带动注水杆204进行注水和拔出的过程中，混液箱201上端的进料喇叭口209始终处于进料箱12的正下方。

更近一步地，注水杆204的下部开设有与其内部管道连通的出水槽207，出水槽207的下端设置有防止出水槽207堵塞和排土功能的配合块208，配合块208的截面为锥形。

更近一步地，底板1的上端面右侧固定连接有便于牵引该装置的牵引架3，封堵块102为便于控制肥料流量的凸轮。

一种智慧农业灌溉方法，其方法包括以下步骤：

S01：本灌溉系统在使用时，通过牵引架3将本装置与牵引设备连接，将待施肥的肥料倒入进料斗5内，将灌溉用水加入到集水箱11内，通过控制牵引设备的移动速度调节注水杆204对土壤灌溉的速度以及灌溉用水与肥料混合的比例；

S02：将本灌溉系统放置在灌溉起点后开始作业，通过牵引设备拉动本灌溉系统前进，转动轮4带动第二皮带轮104与搅拌叶10的转动，搅拌叶10将搅拌后的肥料输送至进料箱12内，在水泵106的作用下完成肥料和水的初步混合；

S03：转动轮4带动下料机构100工作的同时通过第一转动杆8带动灌溉机构200进行工作，通过第二铰接杆205带动L型杆202转动实现第一铰接杆103的摆动，通过第一铰接杆103带动驱动杆101转动实现封堵块102对肥料的间歇性下落，再通过第二铰接杆205带动L型杆202的往复运动实现对土壤的灌溉，在L型杆202带动混液箱201摆动的同时进一步对水与肥料进行混合，保证了对土壤的灌溉效果。

更近一步地，S03对土壤进行灌溉时，通过配合块208可有效防止土壤进入出水槽207内部，软管203为无毒环保的橡胶材质，当L型杆202控制注水杆204下降时，此时注水杆204位于转动轮4中部的正前方，当L型杆202控制注水杆204上升到最高处时，此时注水杆204位于转动轮4中部的右下方前侧。

更近一步地，转动轮4设置有两组，转动轮4沿牵引架3呈前后对称，第一链轮6与第二链轮7均处于同一平面，第一皮带轮107与第二皮带轮104均处于同一平面。

更近一步地，L型杆202带动注水杆204进行注水与拔出的同时，通过驱动杆101控制封堵块102的转动，通过封堵块102的转动控制肥料的流量。

工作原理：外部牵引设备连接牵引架3后拉动该灌溉系统，转动轮4通过第一转动杆8带动第二链轮7进行转动，第二链轮7通过链条带动第一链轮6的转动，第一链轮6带动与其固定连接的第二转动杆9进行转动，第二转动杆9带动搅拌叶10进行转动，进而实现对进料斗5内部的肥料进行搅拌，使得肥料下落地更加均匀，保证了肥料下落的速度；

第一转动杆8通过连接带控制水泵106将水仓2内部的水流进行抽取，抽取的水流通过进液管105进入进料箱12内，将进料箱12内的肥料冲入混液箱201内，第一转动杆8通过第二铰接杆205带动L型杆202的转动，L型杆202的一端带动与其固定连接的混液箱201进行摆动，进一步对水与肥料进行混匀，L型杆202的另一端控制注水杆204端部插入土壤内，混液箱201内溶解有肥料的灌溉用水通过软管203压入注水杆204内，第一转动杆8带动L型杆202继续摆动，如图6所示，L型杆202带动注水杆204移动至土壤表面垂直状态时，即注水杆204达到插入土壤中的最深灌溉位置，溶解有肥料的灌溉用水由出水槽207流入到土壤深层中，进而实现对土壤的灌溉；

如图7所示，牵引设备继续拖动该灌溉系统，转动轮4继续转动，L型杆202带动注水杆204上升，直至注水杆204转动至最高处；转动轮4继续转动，L型杆202再运动至最低点带动注水杆204持续进行灌溉作业；

与此同时，第一铰接杆103通过驱动杆101带动封堵块102的转动，当封堵块102转动至最右侧时，此时封堵块102堵住进料箱12的出口，当封堵块102向左转动时，肥料向下流动，进而通过下料机构100间歇控制肥料下料的流量，能够科学合理的控制灌溉水中的肥料浓度，有利于作物对肥料的吸收，提高肥料的利用率。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的远离和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智慧农业灌溉系统，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的上端面固定连接有水仓(2)，所述水仓(2)的中部贯通连接有集水箱(11)，所述底板(1)的前后侧均转动连接有第一转动杆(8)，所述底板(1)内部设置有一空腔用于安装转动轮(4)，所述第一转动杆(8)与转动轮(4)固定连接，所述水仓(2)的前后端面均固定连接有支撑架(13)，所述支撑架(13)的上端面固定连接有进料斗(5)；

前后侧进料斗(5)的下侧设置有能够间歇性输料的下料机构(100)；

前后侧下料机构(100)的下侧均转动连接有便于灌溉输料的灌溉机构(200)。

2.根据权利要求1所述的一种智慧农业灌溉系统，其特征在于：所述转动轮(4)的前方于第一转动杆(8)的表面固定连接有第二链轮(7)，所述进料斗(5)的前后侧活动穿设有第二转动杆(9)，所述第二转动杆(9)的表面固定连接有第一链轮(6)，所述第一链轮(6)与第二链轮(7)通过链条传动，所述第二转动杆(9)的表面固定连接有搅拌叶(10)，所述搅拌叶(10)设置于进料斗(5)的内部，所述进料斗(5)的出料口处设置有进料箱(12)，所述进料箱(12)与支撑架(13)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种智慧农业灌溉系统，其特征在于：所述下料机构(100)包括驱动杆(101)，所述进料箱(12)的内部滑动连接有封堵块(102)，所述封堵块(102)的一端与驱动杆(101)的表面固定连接，所述驱动杆(101)的一端与支撑架(13)转动连接，所述驱动杆(101)的另一端固定连接有第一铰接杆(103)，所述水仓(2)的上端面前后侧均固定安装有水泵(106)，所述水泵(106)的输入端固定连接有第二皮带轮(104)，所述底板(1)和转动轮(4)之间于第一转动杆(8)表面固定连接有第一皮带轮(107)，所述第二皮带轮(104)和第一皮带轮(107)通过皮带传动连接，所述水泵(106)的出水口固定连接有进液管(105)，所述进液管(105)的另一端与进料箱(12)的进水口相连通。

4.根据权利要求3所述的一种智慧农业灌溉系统，其特征在于：所述灌溉机构(200)包括混液箱(201)，所述混液箱(201)的右侧固定连接有L型杆(202)，所述L型杆(202)的一端与第一铰接杆(103)的下端转动连接，所述L型杆(202)的另一端固定连接有限位块(206)，所述限位块(206)的内部固定连接有注水杆(204)，所述注水杆(204)通过软管(203)与混液箱(201)管道连接，所述L型杆(202)通过中部的连接轴与第二铰接杆(205)的一端转动连接，所述第二铰接杆(205)的另一端与第一转动杆(8)固定连接，所述混液箱(201)上端面设置有进料喇叭口(209)，所述进料喇叭口(209)设置于进料箱(12)出料口的正下方，所述转动轮(4)通过第一转动杆(8)带动第二铰接杆(205)转动，第二铰接杆(205)带动注水杆(204)进行注水和拔出的过程中，混液箱(201)上端的进料喇叭口(209)始终处于进料箱(12)的正下方。

5.根据权利要求4所述的一种智慧农业灌溉系统，其特征在于：所述注水杆(204)的下部开设有与其内部管道连通的出水槽(207)，所述出水槽(207)的下端设置有防止出水槽(207)堵塞和排土功能的配合块(208)，所述配合块(208)的截面为锥形。

6.根据权利要求5所述的一种智慧农业灌溉系统，其特征在于：所述底板(1)的上端面右侧固定连接有便于牵引该装置的牵引架(3)，所述封堵块(102)为便于控制肥料流量的凸轮。

7.一种基于权利要求1-6所述的一种智慧农业灌溉方法，其特征在于：

S01：本灌溉系统在使用时，通过牵引架(3)将本装置与牵引设备连接，将待施肥的肥料倒入进料斗(5)内，将灌溉用水加入到集水箱(11)内，通过控制牵引设备的移动速度调节注水杆(204)对土壤灌溉的速度以及灌溉用水与肥料混合的比例；

S02：将本灌溉系统放置在灌溉起点后开始作业，通过牵引设备拉动本灌溉系统前进，转动轮(4)带动第二皮带轮(104)与搅拌叶(10)的转动，搅拌叶(10)将搅拌后的肥料输送至进料箱(12)内，在水泵(106)的作用下完成肥料和水的初步混合；

S03：转动轮(4)带动下料机构(100)工作的同时通过第一转动杆(8)带动灌溉机构(200)进行工作，通过第二铰接杆(205)带动L型杆(202)转动实现第一铰接杆(103)的摆动，通过第一铰接杆(103)带动驱动杆(101)转动实现封堵块(102)对肥料下料的流量调节，再通过第二铰接杆(205)带动L型杆(202)的往复运动实现对土壤的灌溉，在L型杆(202)带动混液箱(201)摆动的同时进一步对水与肥料进行混合，保证了对土壤的灌溉效果。

8.根据权利要求7所述的一种智慧农业灌溉方法，其特征在于：所述S03对土壤进行灌溉时，通过配合块(208)可有效防止土壤进入出水槽(207)内部，所述软管(203)为无毒环保的橡胶材质，当L型杆(202)控制注水杆(204)下降时，此时注水杆(204)位于转动轮(4)中部的正前方，当L型杆(202)控制注水杆(204)上升到最高处时，此时注水杆(204)位于转动轮(4)中部的右下方前侧。

9.根据权利要求8所述的一种智慧农业灌溉方法，其特征在于：所述转动轮(4)设置有两组，所述转动轮(4)沿牵引架(3)呈前后对称，所述第一链轮(6)与第二链轮(7)均处于同一平面，所述第一皮带轮(107)与第二皮带轮(104)均处于同一平面。

10.根据权利要求9所述的一种智慧农业灌溉方法，其特征在于：所述L型杆(202)带动注水杆(204)进行注水与拔出的同时，通过驱动杆(101)控制封堵块(102)的转动，通过封堵块(102)的转动控制肥料的流量。

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