CN117084041B - 一种智能调配水肥浓度的灌溉设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能调配水肥浓度的灌溉设备，涉及草坪灌溉技术领域，包括设置在草坪两侧的定位滑轨，定位滑轨上设置框架一和框架二，框架一和框架二之间设置空杆一、空杆二、转套件一、转套件二和压板，转套件一上设置喷管一，转套件二上设置喷管二，框架一的侧壁上固定安装箱体一，箱体一连接喷管二，框架二的侧壁上固定安装箱体二，箱体二连接喷管一，还包括驱动模块和检测模块，检测模块包括液体高度检测单元、土壤松软度检测单元、土壤湿度检测单元，先通过判断土壤是否积水，决定采用何种浓度的液肥，再判断土壤松软度决定采用何种模式的灌溉和施肥方式，最后通过判断土壤湿度决定采用何种抽水功率。

Description

一种智能调配水肥浓度的灌溉设备

技术领域

本发明涉及草坪灌溉技术领域，具体为一种智能调配水肥浓度的灌溉设备。

背景技术

足球场地比赛场地必须是长方形，长度90—120米，宽度45—90米，球门高2.44米，宽7.32米，在足球场上铺设草坪的目的是尽可能降低运动员受伤概率，草必须软，为了不影响球的回弹率，草坪草的弹性也得好，否则球员会闹心，最重要的一点，足球场草坪草的耐践踏能力要很强大，还得有较强的恢复能力，抗旱、寒、虫、病等能力。

但是目前的足球场草坪的养护浇水大多是采用的人工的方式，只有部分优质的足球场才会使用大型的草坪养护科技，这就使得大部分足球场地的养护浇水都是计划进行，非按照草坪实际情况进行，人工成本、物料成本过高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能调配水肥浓度的灌溉设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能调配水肥浓度的灌溉设备，包括设置在草坪两侧的定位滑轨，所述定位滑轨设置有两条，分居于草坪两侧，两条所述定位滑轨上分别设置移动组件一和移动组件二，其中所述移动组件一包括框架一，所述框架一的底部设置移动轮一，所述移动轮一设置在定位滑轨上，在所述框架一的一侧固定安装电源组件一，所述电源组件一连接移动轮一，所述框架一的顶部固定安装顶板一，其中所述移动组件二包括框架二，所述框架二的底部设置移动轮二，所述移动轮二设置在定位滑轨上，在所述框架二的一侧固定安装电源组件二，所述电源组件二连接移动轮二，所述框架二的顶部固定安装顶板二；

所述顶板一和顶板二之间转动设置空杆一和空杆二，所述顶板二的顶部固定安装电机二，所述顶板一的顶部固定安装电机一，所述电机二和空杆二连接，所述电机一和空杆一连接；

所述框架一的侧壁上固定安装箱体一，所述箱体一上设置导管一，在所述导管一上设置智能泵机一，所述框架二的侧壁上固定安装箱体二，所述箱体二上设置导管二，所述导管二上设置智能泵机二；

所述框架一和框架二的侧壁上均固定安装升降轨道，所述升降轨道上滑动连接横板，所述横板的顶部固定安装两个电机三，所述电机三与横板连接，所述横板的底部设置液压杆，所述液压杆的底部固定安装压板，每根所述液压杆配套连接一个电机四；

所述压板的底部设置凸块，所述凸块和压板处设置卡槽，所述凸块的底部设置开口，所述卡槽内设置电机五，所述电机五连接插杆，所述插杆的侧壁上设置湿度感应器，所述凸块之间设置压力感应器；

所述框架一和框架二上设置若干块夹板，所述夹板上设置摄像组件；

所述箱体二用于存储液肥，所述箱体二内部设置隔板将其内部空间分为两个，上层为空腔一，下层为空腔二，所述空腔一存储常规浓度液肥，所述空腔二存储低浓度液肥；

还包括驱动模块和检测模块，所述检测模块包括液体高度检测单元、土壤松软度检测单元、土壤湿度检测单元，所述液体高度检测单元是通过摄像组件检测由压板下压草坪导致的水溅升高度，判断土壤是否积水，决定使用的液肥浓度，所述土壤松软度检测单元是通过压板底部的压力感应器得出的土壤松软度决定灌溉和施肥方式，所述土壤湿度检测单元是通过湿度感应器得出土壤湿度决定抽水功率。

根据上述技术方案，所述空杆一内设置总管一，所述导管二与总管一密封管道连接，所述空杆二内设置总管二，所述导管一与总管二密封管道连接，所述空杆一和空杆二上均设置若干个环形滑轨，所述空杆一上的环形滑轨滑动连接转套件一，所述转套件一上设置喷管一，所述空杆一上的所有喷管一均连接总管一，所述空杆二上的环形滑轨滑动连接转套件二，所述转套件二上设置喷管二，所述空杆二上的所有喷管二均连接总管二。

根据上述技术方案，所述导管二连接分管一和分管二，所述分管一、分管二和导管二的连接处设置三通阀门，所述三通阀门固定安装在箱体二内壁上。

根据上述技术方案，所述驱动模块包括框架驱动单元、泵水单元、泵液肥单元、压板驱动单元、阀门驱动单元、空杆驱动单元、插杆驱动单元和摄像组件驱动单元；

所述框架驱动单元用于驱动框架一和框架二移动，所述泵水单元用于控制智能泵机一启停，所述泵液肥单元用于控制智能泵机二启停，所述压板驱动单元用于控制压板升降，所述阀门驱动单元用于控制智能泵机二、智能泵机一和三通阀门运行，所述插杆驱动单元用于控制插杆升降，所述摄像组件驱动单元用于控制摄像组件运行，所述空杆驱动单元用于驱动空杆一、空杆二和转套件运行。

根据上述技术方案，所述摄像组件为外接结构。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置在草坪两侧的定位滑轨，定位滑轨上设置框架一和框架二，框架一和框架二之间设置空杆一、空杆二、转套件一、转套件二和压板，转套件一上设置喷管一，转套件二上设置喷管二，框架一的侧壁上固定安装箱体一，箱体一连接喷管二，框架二的侧壁上固定安装箱体二，箱体二连接喷管一，还包括驱动模块和检测模块，检测模块包括液体高度检测单元、土壤松软度检测单元、土壤湿度检测单元，先通过判断土壤是否积水，决定采用何种浓度的液肥，再判断土壤松软度决定采用何种模式的灌溉和施肥方式，最后通过判断土壤湿度决定采用何种抽水功率。

附图说明

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。在附图中：

图1是本发明的草坪和框架示意图；

图2是本发明的草坪和框架俯视结构示意图；

图3是本发明的草坪和框架侧面结构示意图；

图4是本发明的箱体二内部结构示意图；

图5是本发明的框架结构示意图；

图6是本发明的转套件示意图；

图7是本发明的总管一和总管二示意图；

图8是本发明的压板底部结构示意图；

图中：1、草坪；2、定位滑轨；3、移动轮一；4、框架一；5、电源组件一；6、顶板一；7、电机一；8、移动轮二；9、框架二；10、电源组件二；11、顶板二；12、电机二；13、空杆一；14、转套件一；15、喷管一；16、空杆二；17、转套件二；18、喷管二；19、箱体二；20、导管二；21、智能泵机二；22、箱体一；23、导管一；24、智能泵机一；25、升降轨道；26、横板；27、电机四；28、液压杆；29、压板；30、环形滑轨；31、总管一；32、总管二；33、电机三；34、分管一；35、分管二；36、三通阀门；37、空腔一；38、空腔二；39、凸块；40、开口；41、卡槽；42、电机五；43、插杆；44、湿度感应器；45、压力感应器；46、夹板。

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。

请参阅图1-8，本发明提供技术方案：一种智能调配水肥浓度的灌溉设备，包括设置在草坪1两侧的定位滑轨2，定位滑轨2设置有两条，定位滑轨2固定于地面，分居于草坪1两侧，两条定位滑轨2上分别设置移动组件一和移动组件二，其中移动组件一包括框架一4，框架一4的底部设置移动轮一3，移动轮一3设置在定位滑轨2上，在框架一4的一侧固定安装电源组件一5，电源组件一5连接移动轮一3，框架一4的顶部固定安装顶板一6，其中移动组件二包括框架二9，框架二9的底部设置移动轮二8，移动轮二8设置在定位滑轨2上，在框架二9的一侧固定安装电源组件二10，电源组件二10连接移动轮二8，框架二9的顶部固定安装顶板二11。

顶板一6和顶板二11之间转动设置空杆一13和空杆二16，顶板二11的顶部固定安装电机二12，顶板一6的顶部固定安装电机一7，电机二12和空杆二16连接，电机一7和空杆一13连接，电机一7运动带动空杆一13旋转，继而调节空杆一13的位置，电机二12运动带动空杆二16旋转，继而调节空杆二16的位置。

空杆一13内设置总管一31，空杆二16内设置总管二32，空杆一13和空杆二16上均设置若干个环形滑轨30，空杆一13上的环形滑轨30滑动连接转套件一14，转套件一14与电机一7连接，电机一7控制转套件一14运动，转套件一14上设置喷管一15，空杆一13上的所有喷管一15均连接总管一31，空杆二16上的环形滑轨30滑动连接转套件二17，转套件二17与电机二12连接，电机二12控制转套件二17运动，转套件二17上设置喷管二18，空杆二16上的所有喷管二18均连接总管二32，驱动件一驱动转套件一14围绕空杆一13上的环形滑轨30转动带动喷管一15转动，继而调节喷管一15的位置，驱动件二驱动转套件二17围绕空杆二16上的环形滑轨30转动带动喷管二18转动，继而调节喷管二18的位置，转套件一14和转套件二17旋转角度固定，不会造成喷管一15与总管一31的连接处损坏，也不会造成喷管二18和总管二32损坏。

框架一4的侧壁上固定安装箱体一22，箱体一22上设置导管一23，导管一23与总管二32密封管道连接，在导管一23上设置智能泵机一24，框架二9的侧壁上固定安装箱体二19，箱体二19上设置导管二20，导管二20与总管一31密封管道连接，导管二20上设置智能泵机二21。

框架一4和框架二9的侧壁上均固定安装升降轨道25，升降轨道25上滑动连接横板26，横板26的顶部固定安装两个电机三33，电机三33与横板26连接，横板26的底部设置液压杆28，液压杆28的底部固定安装压板29，每根液压杆28配套连接一个电机四27。

框架一4和框架二9上设置若干块夹板46，夹板46上设置摄像组件，摄像组件为外接结构。

箱体一22用于存储清水，箱体二19用于存储液肥，箱体二19内部设置隔板将其内部空间分为两个，上层为空腔一37，下层为空腔二38，导管二20连接分管一34和分管二35，分管一34、分管二35和导管二20的连接处设置三通阀门36，三通阀门36固定安装在箱体二19内壁上，空腔一37存储常规浓度液肥，空腔二38存储低浓度液肥。

压板29的底部设置凸块39，凸块39和压板29处设置卡槽41，凸块39的底部设置开口40，卡槽41内设置电机五42，电机五42连接插杆43，插杆43的侧壁上设置湿度感应器44，凸块39之间设置压力感应器45，插杆43与卡槽41为滑动连接，凸块39的底部和压力感应器45的底部为水平对齐，设置凸块39目的是避免压板29与积水土壤吸附力变大，导致压板29上升阻力变大。

还包括灌溉系统，灌溉系统包括驱动模块、检测模块和操作室，驱动模块包括框架驱动单元、泵水单元、泵液肥单元、压板驱动单元、阀门驱动单元、空杆驱动单元、插杆驱动单元和摄像组件驱动单元，检测模块包括液体高度检测单元、土壤松软度检测单元、土壤湿度检测单元，操作室为人工查看数据和远程操作灌溉设备区域；

框架驱动单元用于驱动框架一4和框架二9移动，泵水单元用于控制智能泵机一24启停，泵液肥单元用于控制智能泵机二21启停，压板驱动单元用于控制压板29升降，阀门驱动单元用于控制智能泵机二21、智能泵机一24和三通阀门36运行，插杆驱动单元用于控制插杆43升降，摄像组件驱动单元用于控制摄像组件运行，空杆驱动单元用于驱动空杆一13、空杆二16和转套件运行，液体高度检测单元是通过摄像组件检测由压板29下压草坪导致的水溅升高度，土壤松软度检测单元是通过压板底部的压力感应器得出的土壤松软度，土壤湿度检测单元是通过湿度感应器44得出土壤湿度。

当需要对草坪进行养护时，人工在操作室通过控制灌溉系统实现对草坪的灌溉养护，驱动模块驱动电源组件一5和电源组件二10运行，电源组件一5和电源组件二10运行分别带动移动轮一3和移动轮二8移动，移动轮一3和移动轮二8在定位滑轨2上移动则带动上方的空杆一13和空杆二16进行移动，空杆一13和空杆二16移动覆盖草坪所有区域，实现对草坪全方位的灌溉养护。

空杆一13和空杆二16为多截式杆，可以根据实际草坪宽度现场调整其长度，相较于地下灌溉养护，其成本低，维修成本低。

移动轮一3和移动轮二8移动过程中，驱动模块驱动智能泵机一24和智能泵机二21启动，智能泵机一24启动从箱体一22中抽水输送至导管一23中，通过导管一23输送至总管二32中，最后经由喷管二18排出，即通过喷管二18排水对下方的草坪进行灌溉，智能泵机二21启动从箱体二19中抽液肥输送至导管二20中，通过导管二20输送至总管一31中，最后经由喷管一15排出，即通过喷管一15排液肥对下方的草坪进行施肥养护，相较于人工灌溉养护或者推车灌溉养护，其人工成本低，且灌溉草坪时，其灌溉洒水均匀，施液肥均匀，基于设备操作环境，可以将灌溉养护的时间放置在夜间，第一减少水分蒸发量，第二避免液肥和水溅射到人员。

灌溉系统将灌溉和施液肥分为直喷和散喷两种模式，直喷模式为灌溉系统先固定空杆一13和空杆二16的位置，再固定转套件一14和转套件二17的位置，直喷模式为先通过旋转空杆一13和空杆二16，将空杆一13和空杆二16旋转至合适的位置，再通过旋转转套件一14带动喷管一15转动，调节喷管一15的位置，转套件二17转动带动喷管二18转动，调节喷管二18的位置，最终固定喷管一15和喷管二18的位置，固定灌溉和施液肥的角度，单独调节每个喷管一15的施液肥角度，使得相邻的喷管一15施液肥角度错开，增加施液肥面积，单独调节每个喷管二18的灌溉角度，使得相邻的喷管二18灌溉角度错开，增加灌溉面积，散喷模式为驱动空杆一13和空杆二16持续旋转，带动喷管一15和喷管二18一边灌溉和施液肥，一边旋转，移动轮一3和移动轮二8移动时带动喷管一15和喷管二18移动从而对草坪进行灌溉和施液肥，直喷模式可以针对草坪土壤湿度低的情况，高强度的液压可以冲击草坪，液体穿过草冲击土壤，土壤浸润速度快，浸润效率高，散喷模式通过旋转使得喷管一15和喷管二18喷出的大部分液体无法直接以最大冲击力冲击草坪，大部分液体以先覆盖草坪再覆盖土壤的方式浸润草坪，液体浸润土壤速度慢，但是保护草坪。

压力感应器45和湿度感应器44均连接检测单元，在移动轮一3和移动轮二8移动时，驱动模块驱动电机四27运行，电机四27运行驱动液压杆28往复运动，液压杆28往复运动带动压板29往复运动，压板29往复运动对草坪进行持续性下压，做下压-抬起-下压的重复循环动作，压板29下压时，若是草坪积水严重，则会压动草坪中的水分溅升，摄像组件驱动单元在移动轮一3和移动轮二8移动时启动摄像组件，当摄像组件检测到有水分溅升则判定此处草坪为积水状态，无需进行灌溉，同时驱动模块驱动三通阀门36打开，使得导管二20排出的是空腔二38内的液肥，由于此时草坪处于积水状态，水分随着两侧下水槽流出，采用低浓度液肥进行养护即可，常规浓度的液肥成本高，此时输送养护效率低，当摄像组件没有检测到有水分溅升则判定此处草坪为正常状态，需进行灌溉，同时驱动模块驱动三通阀门36打开，使得导管二20排出的是空腔一37内的液肥，维持高效的施肥养护效率，摄像组件会将水分溅升画面传输至液体高度检测单元中，由液体高度检测单元判定。

压板29下压时，驱动模块驱动电机五42运行，电机五42运行带动插杆43沿着卡槽41下降，插杆43下降凸出凸块39的底部，压板29下压时带动插杆43插入草坪土壤中，湿度感应器44检测草坪土壤内部的湿度数值，设置为K，同时压板29下压时压力感应器45检测草坪土壤表面的硬度，设置为L，湿度感应器44和压力感应器45将数值K和L分别传输至土壤湿度检测单元和土壤松软度检测单元中，土壤松软度检测单元将土壤硬度设置为2个层级，分别为L1-L2，L1表示草坪土壤硬度低，L2表示草坪土壤硬度高，若是土壤松软度检测单元判定草坪土壤为L1层级，则灌溉系统将以散喷模式灌溉和施液肥，若是土壤松软度检测单元判定草坪土壤为L2层级，则灌溉系统将以直喷模式灌溉和施液肥，土壤湿度检测单元将土壤湿度设置为6个层级，分别为K1-K6，K1表示湿度数值草坪土壤湿度最高，K6表示湿度数值草坪土壤湿度最低，灌溉系统设置智能泵机一24的抽水功率为P，分别为P1-P6共计6个层级，P1表示智能泵机一24抽水功率最小，P6表示智能泵机一24抽水功率最大，K1-K6与P1-P6逐一对应，先通过判断土壤是否积水，决定采用何种浓度的液肥，再判断土壤松软度决定采用何种模式的灌溉和施肥方式，最后通过判断土壤湿度决定采用何种抽水功率。

草坪灌溉养护时，可以根据草坪需要使用时间，在其使用前几天，暂停液肥养护流程，灌溉流程持续，使用灌溉维持草坪的干净，通过灌溉流程冲刷草坪上的液肥避免液肥与人体接触。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种智能调配水肥浓度的灌溉设备，包括设置在草坪（1）两侧的定位滑轨（2），其特征在于，所述定位滑轨（2）设置有两条，分居于草坪（1）两侧，两条所述定位滑轨（2）上分别设置移动组件一和移动组件二，其中所述移动组件一包括框架一（4），所述框架一（4）的底部设置移动轮一（3），所述移动轮一（3）设置在定位滑轨（2）上，在所述框架一（4）的一侧固定安装电源组件一（5），所述电源组件一（5）连接移动轮一（3），所述框架一（4）的顶部固定安装顶板一（6），其中所述移动组件二包括框架二（9），所述框架二（9）的底部设置移动轮二（8），所述移动轮二（8）设置在定位滑轨（2）上，在所述框架二（9）的一侧固定安装电源组件二（10），所述电源组件二（10）连接移动轮二（8），所述框架二（9）的顶部固定安装顶板二（11）；

所述顶板一（6）和顶板二（11）之间转动设置空杆一（13）和空杆二（16），所述顶板二（11）的顶部固定安装电机二（12），所述顶板一（6）的顶部固定安装电机一（7），所述电机二（12）和空杆二（16）连接，所述电机一（7）和空杆一（13）连接；

所述框架一（4）的侧壁上固定安装箱体一（22），所述箱体一（22）上设置导管一（23），在所述导管一（23）上设置智能泵机一（24），所述框架二（9）的侧壁上固定安装箱体二（19），所述箱体二（19）上设置导管二（20），所述导管二（20）上设置智能泵机二（21）；

所述框架一（4）和框架二（9）的侧壁上均固定安装升降轨道（25），所述升降轨道（25）上滑动连接横板（26），所述横板（26）的顶部固定安装两个电机三（33），所述电机三（33）与横板（26）连接，所述横板（26）的底部设置液压杆（28），所述液压杆（28）的底部固定安装压板（29），每根所述液压杆（28）配套连接一个电机四（27）；

所述压板（29）的底部设置凸块（39），所述凸块（39）和压板（29）处设置卡槽（41），所述凸块（39）的底部设置开口（40），所述卡槽（41）内设置电机五（42），所述电机五（42）连接插杆（43），所述插杆（43）的侧壁上设置湿度感应器（44），所述凸块（39）之间设置压力感应器（45）；

所述框架一（4）和框架二（9）上设置若干块夹板（46），所述夹板（46）上设置摄像组件；

所述箱体二（19）用于存储液肥，所述箱体二（19）内部设置隔板将其内部空间分为两个，上层为空腔一（37），下层为空腔二（38），所述空腔一（37）存储常规浓度液肥，所述空腔二（38）存储低浓度液肥；

还包括驱动模块和检测模块，所述检测模块包括液体高度检测单元、土壤松软度检测单元、土壤湿度检测单元，所述液体高度检测单元是通过摄像组件检测由压板（29）下压草坪导致的水溅升高度，判断土壤是否积水，决定使用的液肥浓度，所述土壤松软度检测单元是通过压板底部的压力感应器（45）得出的土壤松软度决定灌溉和施肥方式，所述土壤湿度检测单元是通过湿度感应器（44）得出土壤湿度决定抽水功率；

所述空杆一（13）内设置总管一（31），所述导管二（20）与总管一（31）密封管道连接，所述空杆二（16）内设置总管二（32），所述导管一（23）与总管二（32）密封管道连接，所述空杆一（13）和空杆二（16）上均设置若干个环形滑轨（30），所述空杆一（13）上的环形滑轨（30）滑动连接转套件一（14），所述转套件一（14）上设置喷管一（15），所述空杆一（13）上的所有喷管一（15）均连接总管一（31），所述空杆二（16）上的环形滑轨（30）滑动连接转套件二（17），所述转套件二（17）上设置喷管二（18），所述空杆二（16）上的所有喷管二（18）均连接总管二（32）。

2.根据权利要求1所述的一种智能调配水肥浓度的灌溉设备，其特征在于，所述导管二（20）连接分管一（34）和分管二（35），所述分管一（34）、分管二（35）和导管二（20）的连接处设置三通阀门（36），所述三通阀门（36）固定安装在箱体二（19）内壁上。

3.根据权利要求2所述的一种智能调配水肥浓度的灌溉设备，其特征在于，所述驱动模块包括框架驱动单元、泵水单元、泵液肥单元、压板驱动单元、阀门驱动单元、空杆驱动单元、插杆驱动单元和摄像组件驱动单元；

所述框架驱动单元用于驱动框架一（4）和框架二（9）移动，所述泵水单元用于控制智能泵机一（24）启停，所述泵液肥单元用于控制智能泵机二（21）启停，所述压板驱动单元用于控制压板（29）升降，所述阀门驱动单元用于控制智能泵机二（21）、智能泵机一（24）和三通阀门（36）运行，所述插杆驱动单元用于控制插杆（43）升降，所述摄像组件驱动单元用于控制摄像组件运行，所述空杆驱动单元用于驱动空杆一（13）、空杆二（16）和转套件运行。

4.根据权利要求3所述的一种智能调配水肥浓度的灌溉设备，其特征在于，所述摄像组件为外接结构。