CN117378406B - 一种可大范围灌溉的农业信息化灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可大范围灌溉的农业信息化灌溉装置，包括连接水泵体排水端的输水管，当混流板朝外侧运动时，推液板向外侧运动，能够对洒水口端产生水推力，随着混流槽内气体流动会在辅流进液道段产生负压吸力，同时导水管排出液态水会通过辅流进液道排入至混流槽内，使可膨胀套产生形变膨胀后并在推液板的配合下将环形框内液态水从洒水口端以高流速方式大范围喷出；当混流板向内侧运动时，竖板顶推限位挡块并使封堵块和进液口分离，导水管排入液态水通过进液口对环形框内的液态水进行快速补充，单独的外置气源设备便可通过导气管组对洒水盒内的灌溉水进行喷洒，具有节约使用成本以及便于后续维护的基础上将流入液态水以大范围灌溉方式喷射而出的特点。
Description
本申请为申请号202311016972.5，申请日2023年08月14日，申请时发明名称为“一种农业信息化灌溉装置”的分案申请。
技术领域
本发明属于农业灌溉技术领域，具体涉及一种可大范围灌溉的农业信息化灌溉装置。
背景技术
物联网信息化农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点，通过利用互联网对于大棚内农作物的远程自动灌溉，大大降低了灌溉工作的强度。
如公告号为CN111183825A的中国专利，其公开了一种基于农业互联网控制的大棚用灌溉装置，涉及农业互联网技术领域。该基于农业互联网控制的大棚用灌溉装置，包括导轨柱，所述导轨柱的内部转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的左端传动连接有电机，所述导轨柱顶端的左侧固定安装有支架，所述支架的顶端转动连接有拖链，所述拖链的顶端固定安装有卡扣。该基于农业互联网控制的大棚用灌溉装置，通过操控电机和马达就能够实现对于大棚内农作物的全面灌溉，且能够对灌溉的水量大小进行控制，避免了传统灌溉系统内大量元器件的使用，降低了制造的成本。
但是上述方案存在以下不足：公告号为CN111183825A的中国专利虽然通过马达作为动力端使洒水盘进行浇灌作业，但是在实际农业灌溉中，由于待灌溉的面积较大，通常需要在输水管下方连接大量的洒水盘，大量的洒水盘需要配置同数量的马达，在使用成本以及后续维护上较为不利；同时，通过配重球以离心旋转方式将液态水甩出的灌溉范围受到旋转速度、进水量、以及出水口端间隙大小的影响，如何对洒水盘作出进一步改进，去除马达构件的同时，能够将流入液态水以大范围灌溉方式喷射而出是当下需要改进的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可大范围灌溉的农业信息化灌溉装置，以解决上述背景技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可大范围灌溉的农业信息化灌溉装置，包括连接水泵体排水端的输水管，输水管上通过连通布置若干导水管和洒水盒连接，所述洒水盒四周侧壁上布设有洒水口，所述洒水盒内侧中部固定设置有传动盒，传动盒四周侧壁均预设有敞口部，且传动盒内侧设置有气推旋转组件；
所述敞口部外侧密封罩设有可膨胀套，可膨胀套侧壁横向贯穿设置有混流板，混流板外侧套设有朝向洒水口的推液板，所述洒水盒内部围绕传动盒外周套设有与洒水口相连通的环形框，所述可膨胀套、混流板和推液板延伸至环形框内侧，且所述环形框上环向布设有进液口，混流板上设置有用于对进液口进行临时遮蔽的封堵块，所述气推旋转组件在外置气源吹动下能够带动混流板进行左右循环往复运动；
当所述混流板朝外侧运动时，封堵块对进液口进行临时遮蔽，气推旋转组件的外置气源从混流板侧排出，同时所述可膨胀套产生形变膨胀后并在推液板的配合下将环形框内液态水从洒水口端以高流速方式大范围喷出。
优选的，所述气推旋转组件包括设置在洒水盒底端面的进气盒，进气盒进气侧通过导气管组与外置气源设备连接，且所述进气盒另一侧壁上连通设置有排液阀体，所述进气盒内沿竖向设置有旋转桨叶轴，旋转桨叶轴由底部桨叶和上部转轴构成，导气管组排入气体能够推动旋转桨叶轴进行定向旋转，且转轴上部延伸端通过轴承孔贯穿至传动盒内侧。
优选的，所述气推旋转组件还包括环向设置在旋转桨叶轴上部延伸端外侧的推移斜块，所述混流板内端设置有受推弧块，当所述旋转桨叶轴旋转时，受推弧块与推移斜块的斜面相接触并进行水平方向的推移运动。
优选的，所述混流板上设置有支撑弧板并用于对可膨胀套形变膨胀后提供支撑，所述混流板外侧壁上设有混流槽，且所述可膨胀套上下部分别设有辅流进液道和辅流进气道并与混流槽相连通，所述传动盒顶部与环形框之间构成连通于导水管的进液腔，所述辅流进液道进液端连通于传动盒顶壁并和进液腔相连通，所述进气盒顶部相对于洒水盒底端面壁上设有排气环槽，排气环槽与辅流进气道相连通，且所述混流槽内侧部设置有引流弧块并用于对辅流进气道排入气体流动方向进行限定。
优选的，所述混流板上设置有竖板，竖板侧壁上部滑动贯穿有套筒杆，套筒杆筒槽部活动插设有复位弹簧套杆，且复位弹簧套杆内端固定设置在所述洒水盒内侧壁上，复位弹簧套杆上弹簧自由端固定套设在竖板上，所述复位弹簧套杆上弹簧通过竖板对混流板产生复位方向的弹簧推力。
优选的，所述套筒杆上设置有限位挡块，且所述环形框顶壁上设置有固定孔板，所述套筒杆滑动贯穿于固定孔板上预设孔，且套筒杆上套设有位于限位挡块和固定孔板之间的内推弹簧，所述封堵块外侧壁上设有迎水槽并用于承担导水管排入的水推力，所述混流板向外侧运动时，封堵块受到迎水槽以及内推弹簧的推力并对进液口进行遮蔽，当所述混流板向内侧运动时，复位弹簧套杆上弹簧间接对混流板产生复位方向的推力，同时竖板顶推限位挡块并使封堵块和进液口分离。
优选的，所述环形框内侧环向设置有若干个隔板并用于对相邻可膨胀套进行分隔，所述混流槽出液口端布设有引流片并用于将排出气混液体朝向对应位置的洒水口排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
当混流板朝外侧运动时，封堵块在迎水槽受到水推力以及内推弹簧的作用下朝内侧运动，并对进液口进行临时遮蔽，同时混流板带动推液板向外侧运动，能够对洒水口端产生水推力，气推旋转组件的外置气源设备排出气体依次通过导气管组、排气环槽和辅流进气道从混流板侧的混流槽端排出，随着混流槽内气体流动会在辅流进液道段产生负压吸力，同时导水管排出液态水会通过辅流进液道排入至混流槽内，由于环形框内部空间容积为固定，进而使可膨胀套产生形变膨胀后并在推液板的配合下将环形框内液态水从洒水口端以高流速方式大范围喷出；
当混流板向内侧运动时，复位弹簧套杆上弹簧间接对混流板产生复位方向的推力，同时竖板顶推限位挡块并使封堵块和进液口分离，导水管排入液态水通过进液口对环形框内的液态水进行快速补充，本发明只需要设置单独的外置气源设备便可通过导气管组对洒水盒内的灌溉水进行喷洒，具有节约使用成本以及便于后续维护的基础上将流入液态水以大范围灌溉方式喷射而出的特点。
附图说明
图1为本发明的整体结构局部剖视示意图；
图2为图1的洒水盒区域示意图；
图3为图2的可膨胀套复位状态示意图；
图4为图2的A-A处示意图；
图5为图2的B-B处示意图；
图6为图2的可膨胀套区域配合结构示意图；
图7为图6的竖板与限位挡块推移接触状态示意图；
图8为本发明的推移斜块与受推弧块配合状态示意图；
图9为本发明的混流板上可膨胀套、推液板、竖板、套筒杆和封堵块配合区域局部剖视结构示意图；
图10为图9的C处混流板剖视区域结构示意图。
图中：1、输水管；2、导水管；3、洒水盒；4、洒水口；5、传动盒；6、敞口部；7、可膨胀套；8、混流板；9、推液板；10、环形框；11、进液口；12、封堵块；13、进气盒；14、导气管组；15、排液阀体；16、旋转桨叶轴；17、推移斜块；18、受推弧块；19、支撑弧板；20、混流槽；21、辅流进液道；22、辅流进气道；23、排气环槽；24、引流弧块；25、竖板；26、套筒杆；27、复位弹簧套杆；28、限位挡块；29、固定孔板；30、内推弹簧；31、迎水槽；32、隔板；33、引流片；101、水泵体；201、外置气源设备。
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。
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：
实施例一：
一种农业信息化灌溉装置，包括连接水泵体101排水端的输水管1，输水管1上通过连通布置若干导水管2和洒水盒3连接，洒水盒3四周侧壁上布设有洒水口4，使洒水盒3上四周的洒水口4能够对其四周进行洒水，洒水盒3内侧中部固定设置有传动盒5，传动盒5底端面中心具有敞口部并和洒水盒3内侧底端面相固定接触，传动盒5四周侧壁均预设有敞口部6，且传动盒5内侧设置有气推旋转组件；
敞口部6外侧密封罩设有可膨胀套7，可膨胀套7为硅橡胶材质构成，可膨胀套7的设置避免流入洒水盒3内的液态水流入至传动盒5内，可膨胀套7侧壁横向贯穿设置有混流板8，混流板8外侧套设有朝向洒水口4的推液板9，推液板9为朝外侧张开的喇叭形结构，使推液板9向外侧运动时能够对洒水口4端产生水推力，洒水盒3内部围绕传动盒5外周套设有与洒水口4相连通的环形框10，环形框10外侧端部和洒水盒3内侧壁相接触固定，可膨胀套7、混流板8和推液板9延伸至环形框10内侧，且环形框10上环向布设有进液口11，进液口11用于导水管2排入液态水流入至环形框10内部，混流板8上设置有用于对进液口11进行临时遮蔽的封堵块12，封堵块12为表面为锥台结构，便于对导水管2排入液态水进行引流，气推旋转组件在外置气源吹动下能够带动混流板8进行左右循环往复运动；
当混流板8朝外侧运动时，封堵块12对进液口11进行临时遮蔽，气推旋转组件的外置气源从混流板8侧排出，同时可膨胀套7产生形变膨胀后并在推液板9的配合下将环形框10内液态水从洒水口4端以高流速方式大范围喷出。
实施例二：
在实施例一的基础上进一步说明，气推旋转组件包括设置在洒水盒3底端面的进气盒13，进气盒13进气侧通过导气管组14与外置气源设备201连接，外置气源设备201可以选择对应规格型号的鼓风机，水泵体101、外置气源设备201通过信息化模组采集的农业作物信息和远程控制室控制连接，具体的：
一、选择合适的信息化模块：根据外置气源设备201和水泵体101的类型，选择适配的信息化模块，常见的信息化模块包括Wi-Fi模块、GSM模块、蓝牙模块等；
其中：ZigBee模块：ZigBee是一种低功耗、短距离无线通信协议，适用于农业传感器网络和无线通信，它可以用于监测土壤湿度、温度、光照等参数，并将数据传输给集中的数据采集系统或云平台；
NB-IoT模块：NB-IoT是一种低功耗广域网通信技术，适用于较远距离的农田监测和远程控制，使用NB-IoT模块可以实现对农田灌溉系统、气象站等设备进行远程监测和控制；
LoRa模块：LoRa(Long Range)是一种基于低功耗广域网的通信技术，适用于大范围的农业用途，如农田监测、农业物联网等，LoRa模块可用于传输环境参数、作物生长数据以及实现农田设备之间的互联互通。
Wi-Fi模块：Wi-Fi模块是一种常见的无线通信模块，适用于农业信息化系统中的数据传输和远程控制，使用Wi-Fi模块，农民可以通过智能手机或电脑远程监控和控制温室、灌溉设备等；本实施例中通过ZigBee模块、NB-IoT模块、LoRa模块和Wi-Fi模块的联动用于根据农作物情况对水泵体101和外置气源设备201的开闭进行控制，同时水泵体101和外置气源设备201的功率大小可以根据测试的农作物情况进行适应性调整，具体功率调整为现有技术公知常识，不作赘述；
二、连接信息化模块：将所选的信息化模块连接到远程控制室以及农作物所在区域的灌溉装置上；
三、配置网络连接：使用Wi-Fi模块时，将模块连接到灌溉装置所在区域网络中；
四、编程与开发：根据所选模块的要求，编写设备端和云端的代码，通常，需要开发一个设备端应用程序/固件来与信息化模块进行通信，并处理远程控制指令，同时，还需要云端应用程序/服务来接收和处理来自设备端的数据和指令；
五、云端平台选择：选择云端平台，用于接收设备数据、远程控制设备以及可视化设备状态等操作，常见的云平台包括AWS IoT、Microsoft Azure IoT、Google Cloud IoT等；
六、远程控制应用程序/界面：基于手机、电脑或网页的应用程序，允许用户远程连接设备并进行相应的控制操作；
且进气盒13另一侧壁上连通设置有排液阀体15，排液阀体15选择截止阀，能够对渗入至进气盒13端的液态水排出，进气盒13内沿竖向设置有旋转桨叶轴16，旋转桨叶轴16由底部桨叶和上部转轴构成，导气管组14排入气体能够推动旋转桨叶轴16进行定向旋转，在传动盒5底部与洒水盒3接触部底端面上预设有轴承孔，且转轴上部延伸端通过轴承孔贯穿至传动盒5内侧；
气推旋转组件还包括环向设置在旋转桨叶轴16上部延伸端外侧的推移斜块17，混流板8内端设置有受推弧块18，推移斜块17的转动方向能够使气斜边部和受推弧块18推移接触，当旋转桨叶轴16旋转时，受推弧块18与推移斜块17的斜面相接触并进行水平方向的推移运动。
实施例三：
在实施例二的基础上进一步说明，混流板8上设置有支撑弧板19并用于对可膨胀套7形变膨胀后提供支撑，能够提高可膨胀套7的形变面积，可膨胀套7为硅橡胶构成，由于环形框10内部空间容积为固定，当可膨胀套7膨胀后，其会将环形框10内部液态水压入至洒水口4端加速排出，混流板8外侧壁上设有混流槽20，且可膨胀套7上下部分别设有辅流进液道21和辅流进气道22并与混流槽20相连通，辅流进液道21和辅流进气道22内壁表面编制有可拉伸的绳体提供支撑，绳体21采用硬度大于可膨胀套7的橡胶材质和编制状态的石墨纤维构成，使其对辅流进液道21和辅流进气道22进行支撑，传动盒3顶部与环形框10之间构成连通于导水管2的进液腔，辅流进液道21进液端连通于传动盒3顶壁并和进液腔相连通，辅流进液道21用于导水管2流入进液腔的部分液态水流入，进气盒13顶部相对于洒水盒3底端面壁上设有排气环槽23，排气环槽23与辅流进气道22相连通，且混流槽20内侧部设置有引流弧块24并用于对辅流进气道22排入气体流动方向进行限定；
混流板8上设置有竖板25，竖板25侧壁上部预设有主穿孔，竖板25侧壁上部主穿孔滑动贯穿有套筒杆26，套筒杆26筒槽部活动插设有复位弹簧套杆27，且复位弹簧套杆27内端固定设置在洒水盒3内侧壁上，复位弹簧套杆27上弹簧自由端固定套设在竖板25上，复位弹簧套杆27上弹簧通过竖板25对混流板8产生复位方向的弹簧推力。
实施例四：
在实施例三的基础上进一步说明，套筒杆26上设置有限位挡块28，竖板25位于限位挡块28外侧设置，且环形框10顶壁上设置有固定孔板29，固定孔板29位于纤维挡块28内侧，套筒杆26滑动贯穿于固定孔板29上预设孔，且套筒杆26上套设有位于限位挡块28和固定孔板29之间的内推弹簧30，复位弹簧套杆27上弹簧力大于内推弹簧30，封堵块12外侧壁上设有迎水槽31并用于承担导水管2排入的水推力，使导水管2排入液态水通过迎水槽31对封堵块12产生内推力，混流板8向外侧运动时，封堵块12受到迎水槽31以及内推弹簧30的推力并对进液口11进行遮蔽，当混流板8向内侧运动时，复位弹簧套杆27上弹簧间接对混流板8产生复位方向的推力，同时竖板25顶推限位挡块28并使封堵块12和进液口11分离；
环形框10内侧环向设置有若干个隔板32并用于对相邻可膨胀套7进行分隔，便于环形框10内不同方向的推液板9的推液运动，混流槽20出液口端布设有引流片33并用于将排出气混液体朝向对应位置的洒水口4排出，引流片33的偏转角度可以进行适应性调整，使其能够将排出气液混合物朝特定方向排出。
工作原理如下：将水泵体101和外置气源设备201电源端连接外置电源以及信息化模组，导气管组14排入气体能够推动旋转桨叶轴16进行定向旋转，进而使旋转桨叶轴16带动推移斜块17的斜面循环和受推弧块18推移接触，受推弧块18在推移斜块17的作用下带动混流板8进行水平循环推移运动，在支撑弧板19的支撑下带动可膨胀套7循环进行膨胀、收缩，当混流板8朝外侧运动时，封堵块12在迎水槽31受到水推力以及内推弹簧30的作用下朝内侧运动，并对进液口11进行临时遮蔽，便于环形框10内部灌溉水在外力作用下朝洒水口4端排出，同时混流板8带动推液板9向外侧运动时，能够对洒水口4端产生水推力，气推旋转组件的外置气源设备201排出气体依次通过导气管组14、排气环槽23和辅流进气道22从混流板8侧的混流槽20端排出，随着混流槽20内气体流动会在辅流进液道21段产生负压吸力，同时导水管2排出液态水会通过辅流进液道21排入至混流槽20内，由于环形框10内部空间容积为固定，进而使可膨胀套7产生形变膨胀后并在推液板9的配合下将环形框10内液态水从洒水口4端以高流速方式大范围喷出；
当混流板8向内侧运动时，复位弹簧套杆27上弹簧间接对混流板8产生复位方向的推力，同时竖板25顶推限位挡块28并使封堵块12和进液口11分离，导水管2排入液态水通过进液口11对环形框11内的液态水进行快速补充，本发明只需要设置单独的外置气源设备201便可通过导气管组14对洒水盒3内的灌溉水进行喷洒，具有节约使用成本以及便于后续维护的基础上将流入液态水以大范围灌溉方式喷射而出的特点。
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 (3)
1.一种可大范围灌溉的农业信息化灌溉装置，包括连接水泵体排水端的输水管，输水管上通过连通布置若干导水管和洒水盒连接，所述洒水盒四周侧壁上布设有洒水口，其特征在于：所述洒水盒内侧中部固定设置有传动盒，所述传动盒底端面中心具有敞口部并和洒水盒内侧底端面相固定接触，四周侧壁均预设有敞口部，且传动盒内侧设置有气推旋转组件；
所述敞口部外侧密封罩设有可膨胀套，可膨胀套侧壁横向贯穿设置有混流板，混流板外侧套设有朝向洒水口的推液板，所述推液板为朝外侧张开的喇叭形结构，所述洒水盒内部围绕传动盒外周套设有与洒水口相连通的环形框，所述可膨胀套、混流板和推液板延伸至环形框内侧，且所述环形框上环向布设有进液口，混流板上设置有用于对进液口进行临时遮蔽的封堵块，所述气推旋转组件在外置气源吹动下能够带动混流板进行左右循环往复运动；
当所述混流板朝外侧运动时，封堵块对进液口进行临时遮蔽，气推旋转组件的外置气源从混流板侧排出，同时所述可膨胀套产生形变膨胀后并在推液板的配合下将环形框内液态水从洒水口端以增大流速的方式扩大范围喷出；
所述气推旋转组件包括设置在洒水盒底端面的进气盒，进气盒进气侧通过导气管组与外置气源设备连接，且所述进气盒另一侧壁上连通设置有排液阀体，所述排液阀体为截止阀，所述进气盒内沿竖向设置有旋转桨叶轴，旋转桨叶轴由底部桨叶和上部转轴构成，导气管组排入气体能够推动旋转桨叶轴进行定向旋转，且转轴上部延伸端通过轴承孔贯穿至传动盒内侧；
所述气推旋转组件还包括环向设置在旋转桨叶轴上部延伸端外侧的推移斜块，所述混流板内端设置有受推弧块，当所述旋转桨叶轴旋转时，受推弧块与推移斜块的斜面相接触并进行水平方向的推移运动；
所述混流板上设置有支撑弧板并用于对可膨胀套形变膨胀后提供支撑，所述混流板外侧壁上设有混流槽，且所述可膨胀套上下部分别设有辅流进液道和辅流进气道并与混流槽相连通，所述传动盒顶部与环形框之间构成连通于导水管的进液腔，所述辅流进液道进液端连通于传动盒顶壁并和进液腔相连通，所述进气盒顶部相对于洒水盒底端面壁上设有排气环槽，排气环槽与辅流进气道相连通，且所述混流槽内侧部设置有引流弧块；
所述混流板上设置有竖板，竖板侧壁上部滑动贯穿有套筒杆，套筒杆筒槽部活动插设有复位弹簧套杆，且复位弹簧套杆内端固定设置在所述洒水盒内侧壁上，复位弹簧套杆上弹簧自由端固定套设在竖板上，所述复位弹簧套杆上弹簧通过竖板对混流板产生复位方向的弹簧推力；
所述套筒杆上设置有限位挡块，且所述环形框顶壁上设置有固定孔板，所述套筒杆滑动贯穿于固定孔板上预设孔，且套筒杆上套设有位于限位挡块和固定孔板之间的内推弹簧，所述封堵块外侧壁上设有迎水槽并用于承担导水管排入的水推力，所述混流板向外侧运动时，封堵块受到迎水槽以及内推弹簧的推力并对进液口进行遮蔽，当所述混流板向内侧运动时，复位弹簧套杆上弹簧间接对混流板产生复位方向的推力，同时竖板顶推限位挡块并使封堵块和进液口分离。
2.根据权利要求1所述的一种可大范围灌溉的农业信息化灌溉装置，其特征在于：所述环形框内侧环向设置有若干个隔板并用于对相邻可膨胀套进行分隔，所述混流槽出液口端布设有引流片并用于将排出气混液体朝向对应位置的洒水口排出。
3.根据权利要求2所述的一种可大范围灌溉的农业信息化灌溉装置在农业灌溉中的应用。
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