CN116711619A - 一种太阳能分步喷灌机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能分步喷灌机，包括太阳能电池、蓄电装置、主控电路、直流高压水泵和分流管；所述蓄电装置连接所述主控电路和直流高压水泵，所述直流高压水泵连接所述分流管，在所述分流管上设置有多个出水端口，每个所述出水端口上均设置有电动阀门，所述电动阀门连接所述主控电路；所述太阳能电池用于为所述蓄电装置充电；所述蓄电装置用于为所述主控电路、所述直流高压水泵和所述电动阀门提供电能；所述主控电路用于控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。本发明可以实现自动分步喷灌，提高喷灌效率。
Description
技术领域
本发明涉及灌溉自动化技术领域，特别是涉及一种太阳能分步喷灌机。
背景技术
目前，农业用水量约占经济社会用水总量的62％，部分地区高达90％以上，农业用水效率不高，节水潜力很大。大力发展农业节水，在农业用水量基本稳定的同时扩大灌溉面积、提高灌溉保证率，是促进水资源可持续利用、保障国家粮食安全、加快转变经济发展方式的重要举措。
农、林业进行自动化灌溉需要电力，而电力设施往往不能全面覆盖，如果在山区或海岛，因地势复杂电力输送较为困难，因此造成缺少电力的地区存在，这些缺少电力的地区则无法实现自动灌溉，农林业自动化灌溉因而不能普及。
发明内容
本发明的目的是提出一种太阳能分步喷灌机，以在无电地区实现自动分步喷灌，提高喷灌效率。
本发明实施例提供了一种太阳能分步喷灌机，包括太阳能电池、蓄电装置、主控电路、直流高压水泵和分流管；所述蓄电装置连接所述主控电路和直流高压水泵，所述直流高压水泵连接所述分流管，在所述分流管上设置有多个出水端口，每个所述出水端口上均设置有电动阀门，所述电动阀门连接所述主控电路；
所述太阳能电池用于为所述蓄电装置充电；
所述蓄电装置用于为所述主控电路、所述直流高压水泵和所述电动阀门提供电能；
所述主控电路用于控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。
进一步地，所述蓄电装置为超级电容。
进一步地，所述主控电路包括蓝牙芯片，用于连接移动终端，以接收远程控制指令；所述远程控制指令用于主控电路控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。
进一步地，所述太阳能分步喷灌机还包括红外遥控器，用于向所述主控电路发送遥控指令，控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。
进一步地，所述电动阀门为电动旋转球阀。
进一步地，所述直流高压水泵为直流增压泵。
进一步地，每个电动阀门输出端连接的阵列管道上均设置有多个灌溉喷头。
进一步地，所述太阳能分步喷灌机还设置有触摸屏，所述触摸屏连接所述主控电路和所述蓄电装置，用于显示所述太阳能电池为所述蓄电装置的充电数据、以及与所述主控电路进行人机交互。
本发明提供了一种太阳能分步喷灌机，包括太阳能电池、蓄电装置、主控电路、直流高压水泵和分流管；所述蓄电装置连接所述主控电路和直流高压水泵，所述直流高压水泵连接所述分流管，在所述分流管上设置有多个出水端口，每个所述出水端口上均设置有电动阀门，所述电动阀门连接所述主控电路；所述太阳能电池用于为所述蓄电装置充电；所述蓄电装置用于为所述主控电路、所述直流高压水泵和所述电动阀门提供电能；所述主控电路用于控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。本发明可以在无电地区实现自动分步喷灌，提高喷灌效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种太阳能分步喷灌机的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种太阳能分步喷灌机的另一结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种太阳能分步喷灌机连接的阵列管道灌溉喷头设置示意图；
图4是本发明实施例提供的一种太阳能分步喷灌机的触摸屏示意图；
图5是本发明实施例提供的一种太阳能分步喷灌机的壳体示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明，显然，以下所描述的实施例是本发明实施例的一部分，仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
在一个实施例中，如图1及图2所示，本发明提供了一种太阳能分步喷灌机，包括太阳能电池1、蓄电装置2、主控电路3、直流高压水泵4和分流管5；所述蓄电装置2连接所述主控电路3和直流高压水泵4，所述直流高压水泵4连接所述分流管5，在所述分流管5上设置有多个出水端口6、7、8和9，每个所述出水端口6、7、8和9上均设置有电动阀门10、11、12和13，所述电动阀门10、11、12和13连接所述主控电路3；所述太阳能电池1用于为所述蓄电装置2充电；所述蓄电装置2用于为所述主控电路3、所述直流高压水泵4和所述电动阀门10、11、12和13提供电能；所述主控电路3用于控制所述分流管上各个出水端口6、7、8和9的电动阀门10、11、12和13的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门10、11、12和13输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。本实施例的主控电路具体可采用STC5608AD芯片，其运算速度是基本型51单片机的数倍，根据实际应用需要，也可采用STC系列其他型号的芯片作为主控电路，并对具体设置进行相应调整。本实施例能够通过太阳能功能在没有电力供应的情况下实现自动分步灌溉。
为了提升太阳能分步喷灌机的储能效果，本申请所述蓄电装置2为超级电容。超级电容是一种新型储能装置，其极大的容量完全可以作为电池使用。在一个具体的实施例中采用16V500F规格的超级电容，本实施例采用的超级电容，相比采用电化学原理的电池，其充放电过程没有涉及到物质的变化，所以其具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。本实施例采用超级电容能量密度更高，进而提高了喷灌机空间的利用率，缩小整机体积。
为了对喷灌机实现远程非接触控制，本申请所述主控电路3包括蓝牙芯片，用于连接移动终端，以接收远程控制指令；所述远程控制指令用于主控电路3控制所述分流管上各个出水端口6、7、8和9的电动阀门10、11、12和13的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门10、11、12和13输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。用户也可以使用其他方式对喷灌机实现远程控制，具体地，所述太阳能分步喷灌机还包括红外遥控器，用于向所述主控电路3发送遥控指令，控制所述分流管上各个出水端口6、7、8和9的电动阀门10、11、12和13的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门10、11、12和13输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。本实施例通过红外或蓝牙方式，使用户不必近距离接触喷灌机即可对太阳能分步喷灌机进行控制操作
为了使电动阀门能够方便地启停以对水流进行控制，所述电动阀门10、11、12和13为电动旋转球阀。电动旋转球阀是根据阀瓣的这种移动形式绕阀杆的轴线作旋转运动的阀门。阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制，是工业自动化过程控制的一种管道压元件，本实施例采用电动旋转球阀以单相电源AC220V和直流电源24VDC即可控制运转，具有体积小、轻便、性能可靠、配套简单、流通能力大等优点，同时电动旋转球阀只在转换时消耗电力而在开启或关闭后不会消耗电力，从而减少能源浪费。
为了提升喷灌机的汲水效果，本申请所述直流高压水泵4为直流增压泵。直流增压泵利用大面积活塞端的低压气体驱动而产生小面积活塞端的高压流体。对大径空气驱动活塞施加一个很低的压力，当此压力作用于一个小面积活塞上时，产生一个高压。通过气控换向阀，增压泵能够实现连续运行。本实施例通过直流增压泵能够从水位较低的水源处进行汲水灌溉，更加符合实际使用场景。
为了实现大面积喷灌，每个电动阀门10、11、12和13输出端连接的阵列管道上均设置有多个灌溉喷头，如图3所示，具体工作时将喷灌机进水口通过管道与水井相连，确定喷灌设置之后，当超级电容电压达到太阳能电池电压时进行灌溉作业，在一个具体的实施例中，一次喷灌包括四个时段，首先开启直流高压水泵，第一时段开始时开启电动阀门10，水流向对应管道为喷头15提供高压水流进行喷灌，第一时段结束时关闭电动阀门10，管道停水，喷头15停止喷灌；第二时段开始时开启电动阀门11，为喷头16提供高压水流进行喷灌，第二时段结束关闭电动阀门11，管道停水，喷头16停止喷灌；第三时段开始时开启电动阀门12为喷头17提供高压水流进行喷灌，第三时段结束关闭电动阀门12，管道停水，喷头17停止喷灌；第四时段开启电动阀门13，为喷头18提供高压水流进行喷灌，第四时段结束关闭电动阀门13，喷头18停止喷灌；根据设定还可以进行下一次循环喷灌。阵列管道的数量应与电动阀门的数量相对应，喷头数量则可以根据喷灌面积进行相应设置，在一个具体的实施例中，每条管道装有8个喷头，每个喷头喷灌半径为10米，喷头间距20米。本实施例通过阵列管道与灌溉喷头的设置能够实现针对不同区域的分步灌溉，以适应不同的灌溉需求。
为了显示喷灌机的电力数据，所述太阳能分步喷灌机还设置有触摸屏14，所述触摸屏14连接所述主控电路3和所述蓄电装置2，用于显示所述太阳能电池1为所述蓄电装置2的充电数据、以及与所述主控电路3进行人机交互。具体如图4所示，在触摸屏中显示当前电流、电压和功率数据，上述数据会在使用过程中实时更新。用户也可在设置页面对喷灌时段进行相应交互操作。本实施例通过触摸屏实时显示喷灌机的电力数据，使用户能够直观地了解喷灌机的工作状态并及时进行相应调整。
在另一个实施例中，如图5所示，为了保护喷灌机机身，所述太阳能分步喷灌机的太阳能电池1、蓄电装置2、主控电路3、直流高压水泵4、分流管5、电动阀门10、11、12、13和触摸屏14均设置于壳体19内部，太阳能电池1设置在壳体19上，所述壳体19设置有与所述太阳能电池1的进线端口、所述触摸屏14和所述电动阀门10、11、12和13相适应的出口，所述壳体还设置有通气孔进口20和通气孔出口21。喷灌机在工作时会产生热量，使机体温度升高，本实施例通过在壳体上设置通气孔，以便于散热进而降低机体温度，避免机体过热造成喷灌机损坏。
与现有技术相比，本发明在无电地区用于农林喷灌，可以有效地进行灌溉作业，节省人力、电力、水源；使一台机器分步进行喷灌，提升喷灌设备的利用效率，适应各种环境的农林作物生长，更加有利于环境保护；本喷灌机体积小，重量轻、方便操作，因此有利于运输、安装和使用，更加符合实际应用场景。
综上，本发明提供了一种太阳能分步喷灌机，包括太阳能电池、蓄电装置、主控电路、直流高压水泵和分流管；所述蓄电装置连接所述主控电路和直流高压水泵，所述直流高压水泵连接所述分流管，在所述分流管上设置有多个出水端口，每个所述出水端口上均设置有电动阀门，所述电动阀门连接所述主控电路；所述太阳能电池用于为所述蓄电装置充电；所述蓄电装置用于为所述主控电路、所述直流高压水泵和所述电动阀门提供电能；所述主控电路用于控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。本发明可以在无电地区实现自动分步喷灌，提高喷灌效率。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例直接相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种太阳能分步喷灌机，其特征在于，包括太阳能电池、蓄电装置、主控电路、直流高压水泵和分流管；所述蓄电装置连接所述主控电路和直流高压水泵，所述直流高压水泵连接所述分流管，在所述分流管上设置有多个出水端口，每个所述出水端口上均设置有电动阀门，所述电动阀门连接所述主控电路；
所述太阳能电池用于为所述蓄电装置充电；
所述蓄电装置用于为所述主控电路、所述直流高压水泵和所述电动阀门提供电能；
所述主控电路用于控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能分步喷灌机，其特征在于，所述蓄电装置为超级电容。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能分步喷灌机，其特征在于，所述主控电路包括蓝牙芯片，用于连接移动终端，以接收远程控制指令；所述远程控制指令用于主控电路控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能分步喷灌机，其特征在于，所述太阳能分步喷灌机还包括红外遥控器，用于向所述主控电路发送遥控指令，控制所述分流管上各个出水端口的电动阀门的分步轮流开启和关闭，以对每个电动阀门输出端连接的阵列管道轮流通水实施分步喷灌。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能分步喷灌机，其特征在于，所述电动阀门为电动旋转球阀。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能分步喷灌机，其特征在于，所述直流高压水泵为直流增压泵。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能分步喷灌机，其特征在于，每个电动阀门输出端连接的阵列管道上均设置有多个灌溉喷头。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能分步喷灌机，其特征在于，所述太阳能分步喷灌机还设置有触摸屏，所述触摸屏连接所述主控电路和所述蓄电装置，用于显示所述太阳能电池为所述蓄电装置的充电数据、以及与所述主控电路进行人机交互。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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