CN207948273U - 一种自动灌溉微型田 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动灌溉微型田，包括微型田、角度调节装置、灌溉装置以及控制装置，微型田包括微型田壳体，微型田壳体上表面开设有若干个等间距布设的种植槽开口，微型田壳体内部填充种植土壤，角度调节装置包括底座、调节电机以及X形伸缩架，灌溉装置包括集水槽、潜水泵以及水雾喷射头，控制装置包括电源开关以及控制器，控制器能定时控制调节电机和潜水泵运作，使调节电机将微型田壳体支撑起一定角度，潜水泵将水泵入水雾喷射头喷出，水雾喷射头喷出的水根据微型田壳体支撑起的角度的不同，落入不同的种植槽开口中。本实用新型具有结构简单、能适用于家庭使用、结构小巧的优点。

Description

一种自动灌溉微型田

技术领域

本实用新型属于自动灌溉的技术领域，具体涉及一种自动灌溉微型田。

背景技术

1.随着全国城市化的不断发展，人均绿化面积也在逐渐萎缩。人们对“绿色”的需求在钢筋水泥堆砌起来的高楼大厦里显的尤为重要。无论是楼房里个人种植的花卉蔬菜还是时下流行的楼顶绿化，都能够提高绿化覆盖、缓解浮尘、净化空气、减少噪音、改善环境。2.随着家庭养生的观念深入人心，自己种菜种花逐渐变得十分常见。然而常用家用的种植方式往往会因为疏于管理和养护，而导致植被的不良生长甚至死亡，有很多时候业主就会半途而废。3.在较为封闭的室内，绿化也成为了很多企业的选择。可以进行氧气更新和绿化。4.在企业门口通常会有花坛之类的装饰，用于迎接重要宾客的时候更有作用。但是建设花坛耗时耗财花费人力占空间。平时要注意打理，如若有不要花坛之时，再拆除又要花费很多时间。5.我国是个交通大国，公路绿化的费用也十分庞大。通常使用耐旱植物，但是不能做好因地制宜。

微型田输入灌溉技术在欧美发达国家应用已十分广泛，美国早在上个世界20年代就已经应用管道输水技术，低压管道灌溉面积已占总灌溉面积的50%；日本已有30%的农田实现了地下管道灌溉，并且管网的自动化、半自动化给水控制设备也较完善；以色列、英国、瑞典等国有90%的土地实现了灌溉管道化。发达国家的灌溉水利用率约为70% -80%。在节水技术研究应用中，美国、前苏联、以色列、日本、澳大利亚等均采用先进的喷灌和微灌及自动化控制灌水技术。针对太阳能应用用于自动灌溉技术，目前国内外也有类似的研究，如陈九如设计了太阳能微电脑自动灌溉系统，电子科技大学中山学院研究了一种新型太阳能全自动节水灌溉设备，中国水利水电科学研究院牧区水利研究所研发了太阳能光伏提水节水灌溉技术等。但目前将自动灌溉技术应用到家用微型田以满足城市居民需要的案例并不多见。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种结构简单、能适用于家庭使用、结构小巧的自动灌溉微型田。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种自动灌溉微型田，其中：包括微型田、角度调节装置、灌溉装置以及控制装置，微型田包括微型田壳体，微型田壳体内部中空，微型田壳体上表面开设有若干个等间距布设的种植槽开口，微型田壳体内部填充种植土壤，微型田壳体一侧连接角度调节装置，另一侧设置有排水槽，排水槽与微型田壳体内部连通，排水槽的下表面开设有漏水孔，角度调节装置包括底座、调节电机以及X形伸缩架，调节电机和X形伸缩架的下端安装在底座上，X形伸缩架的上端安装在微型田壳体的下表面，调节电机的传动轴能推动X形伸缩架的下端，使X形伸缩架的两个交叉杆夹角改变，从而使X形伸缩架的高度变化，灌溉装置包括集水槽、潜水泵以及水雾喷射头，集水槽内注入水，潜水泵位于集水槽中，潜水泵与水雾喷射头通过连接水管连接，水雾喷射头的数量为多个，排布于微型田壳体与角度调节装置连接的一侧的上表面，排水槽的漏水孔位于集水槽的整上方，控制装置安装在底座上，控制装置包括电源开关以及控制器，电源开关接在调节电机、潜水泵与电源连接的回路上，控制调节电机、潜水泵的通断电，控制器与电源开关连接，控制电源开关的运作时机，控制器能定时控制调节电机和潜水泵运作，使调节电机将微型田壳体支撑起一定角度，潜水泵将水泵入水雾喷射头喷出，水雾喷射头喷出的水根据微型田壳体支撑起的角度的不同，落入不同的种植槽开口中。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的电源为市电。

上述的电源为蓄电池，蓄电池与一太阳能电池板连接，太阳能电池板安装在微型田的一侧。

上述的控制器为PLC。

上述的微型田壳体内腔底部安装有若干个土壤水分检测器，土壤水分检测器的位置与种植槽开口一一对应，土壤水分检测器与控制器连接，底座上安装有温湿度传感器，温湿度传感器与控制器连接，控制器能根据土壤水分检测器检测到的土壤湿度信号以及温湿度传感器检测到的空气温度、湿度信号控制调节电机和潜水泵运作。

上述的微型田壳体能被角度调节装置支撑起的角度为0°至90°。

本实用新型的一种自动灌溉微型田，专为城市家庭设计，小巧便利，可随意移动，能够实现太阳能或市电双重供电，能够根据灌溉环境的变化实时调整施液量，实现植被的自动化精确灌溉，能够有效实现灌溉水或营养液的循环利用，最终实现良好的灌溉效果，还可以有效节省人工、节约能源。家用微型田专为家庭设计，方便轻巧，价格低廉，使用方便，移动轻松，展示直观，方便打理。

其主要优点如下：

1、装置角度可调，并根据角度调节能使水雾喷射到不同的种植槽开口，从而为不同的种植槽补水，而且水雾喷洒可以均匀的对植被浇水，效果更佳。

2、装置不依赖于人为监管，依靠控制器监控，实现自动化工作，节约劳动力，提高效率。

3、装置能够实时检测灌溉环境，实现精确浇灌，以提高灌溉效果和植被成活率。

4、装置可以通过太阳能供电，节能环保；也可以通过市电供电，灵活多样。

5、装置结构巧妙，可以将灌溉后植被未吸收的水分或营养液重复利用，节约资源。

6、装置使用PLC作为主控系统，方便程序优化、在线监控及功能拓展，便于日后的改进和维护。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是微型田的俯视图；

图3是X形伸缩架的结构简图。

其中的附图标记为：微型田1、微型田壳体11、种植槽开口12、种植土壤13、排水槽14、漏水孔15、角度调节装置2、底座21、调节电机22、X形伸缩架23、灌溉装置3、集水槽31、潜水泵32、水雾喷射头33、控制装置4、电源开关41、控制器42、蓄电池43、太阳能电池板44、土壤水分检测器45。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

本实用新型的一种自动灌溉微型田，其中：包括微型田1、角度调节装置2、灌溉装置3以及控制装置4，微型田1包括微型田壳体11，微型田壳体11内部中空，微型田壳体11上表面开设有若干个等间距布设的种植槽开口12，微型田壳体11内部填充种植土壤13，微型田壳体11一侧连接角度调节装置2，另一侧设置有排水槽14，排水槽14与微型田壳体11内部连通，排水槽14的下表面开设有漏水孔15，角度调节装置2包括底座21、调节电机22以及X形伸缩架23，调节电机22和X形伸缩架23的下端安装在底座21上，X形伸缩架23的上端安装在微型田壳体11的下表面，调节电机22的传动轴能推动X形伸缩架23的下端，使X形伸缩架23的两个交叉杆夹角改变，从而使X形伸缩架23的高度变化，灌溉装置3包括集水槽31、潜水泵32以及水雾喷射头33，集水槽31内注入水，潜水泵32位于集水槽31中，潜水泵32与水雾喷射头33通过连接水管连接，水雾喷射头33的数量为多个，排布于微型田壳体11与角度调节装置2连接的一侧的上表面，排水槽14的漏水孔15位于集水槽31的整上方，控制装置4安装在底座21上，控制装置4包括电源开关41以及控制器42，电源开关41接在调节电机22、潜水泵32与电源连接的回路上，控制调节电机22、潜水泵32的通断电，控制器42与电源开关41连接，控制电源开关41的运作时机，控制器42能定时控制调节电机22和潜水泵32运作，使调节电机22将微型田壳体11支撑起一定角度，潜水泵32将水泵入水雾喷射头33喷出，水雾喷射头33喷出的水根据微型田壳体11支撑起的角度的不同，落入不同的种植槽开口12中。

实施例中，电源为市电。

实施例中，电源为蓄电池43，蓄电池43与一太阳能电池板44连接，太阳能电池板44安装在微型田1的一侧。

实施例中，控制器42为PLC。

实施例中，微型田壳体11内腔底部安装有若干个土壤水分检测器45，土壤水分检测器45的位置与种植槽开口12一一对应，土壤水分检测器45与控制器42连接，底座21上安装有温湿度传感器，温湿度传感器与控制器42连接，控制器42能根据土壤水分检测器45检测到的土壤湿度信号以及温湿度传感器检测到的空气温度、湿度信号控制调节电机22和潜水泵32运作。

实施例中，微型田壳体11能被角度调节装置2支撑起的角度为0°至90°。

本实用新型的温湿度传感器、土壤水分传感器将信号A/D转换，并发送PLC。当空气中温度、湿度以及土壤中的水分发生变化，输入PLC的数据也实时发生变化，根据PLC控制器的逻辑判断和运算，输出模块输出电压信号，最终实现电机阀的开度控制，从而调整微型田1的抬起角度和水量喷洒时间，最终实现定点、定量的精准灌溉。PLC控制程序中使用了PID控制策略，当检测到的灌溉环境参数与设定参数相差较大时，则控制电机阀的开度增大，施液量亦增大，以尽快满足设定参数的要求；当与设定参数值接近时则控制电机阀的开度不断减小，以防止施液量的越限和超量，确保灌溉的效果。装置的运行可以通过太阳能电池板存储在蓄电池上的直流电压驱动，也可以直接通过市电220V经过开关电源后转换成装置所需的直流电压工作，供电模式灵活多样。

本实用新型具有以下具体功能：

1.实现湿度与温度的检测。采用温湿度传感器，将温度和湿度分别转换为两通道的4至20mA电流信号，其中低电流对应着高温、低湿；高电流对应着高温、低湿。

2.实现土壤水分的检测。采用土壤水分传感器，将土壤水分变送为4至20mA电流信号，其中低电流代表土壤水分干燥，高电流代表土壤水分湿润。

3.实现精确灌溉。施液用的电机阀通过0至10V直流电压驱动，低电压对应着电机阀开度小，施液量小；高电压对应着电机阀开度大，施液量大。电机阀不易受水压和水质影响，且不易堵塞。

4.实现无人自动控制。控制器使用西门子S7-200系列可编程控制器，并扩展模拟量输入和输出模块。工作可靠，编程方便，易在线诊断和调试。

5.实现手动控制和定时控制。通过PLC控制器，可以根据个人需要实现手动浇灌。也可以根据具体情况实现定时浇灌，适应复杂情况，人性化较高。

6.220太阳能电池板将吸收的太阳能转化为直流电能存储在蓄电池中，装置可由蓄电池作为供电输入；当蓄电池电力不足或其它原因，装置也可直接连接市电工作。

亚克力板做基本材料。减少硬件成本，组装方便简单，机械加工工艺减少难度。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动灌溉微型田，其特征是：包括微型田(1)、角度调节装置(2)、灌溉装置(3)以及控制装置(4)，所述的微型田(1)包括微型田壳体(11)，所述的微型田壳体(11)内部中空，微型田壳体(11)上表面开设有若干个等间距布设的种植槽开口(12)，微型田壳体(11)内部填充种植土壤(13)，所述的微型田壳体(11)一侧连接角度调节装置(2)，另一侧设置有排水槽(14)，所述的排水槽(14)与微型田壳体(11)内部连通，所述的排水槽(14)的下表面开设有漏水孔(15)，所述的角度调节装置(2)包括底座(21)、调节电机(22)以及X形伸缩架(23)，所述的调节电机(22)和X形伸缩架(23)的下端安装在底座(21)上，所述的X形伸缩架(23)的上端安装在微型田壳体(11)的下表面，所述的调节电机(22)的传动轴能推动X形伸缩架(23)的下端，使X形伸缩架(23)的两个交叉杆夹角改变，从而使X形伸缩架(23)的高度变化，所述的灌溉装置(3)包括集水槽(31)、潜水泵(32)以及水雾喷射头(33)，所述的集水槽(31)内注入水，潜水泵(32)位于集水槽(31)中，所述的潜水泵(32)与水雾喷射头(33)通过连接水管连接，所述的水雾喷射头(33)的数量为多个，排布于微型田壳体(11)与角度调节装置(2)连接的一侧的上表面，所述的排水槽(14)的漏水孔(15)位于集水槽(31)的整上方，所述的控制装置(4)安装在底座(21)上，所述的控制装置(4)包括电源开关(41)以及控制器(42)，所述的电源开关(41)接在调节电机(22)、潜水泵(32)与电源连接的回路上，控制调节电机(22)、潜水泵(32)的通断电，所述的控制器(42)与电源开关(41)连接，控制电源开关(41)的运作时机，所述的控制器(42)能定时控制调节电机(22)和潜水泵(32)运作，使调节电机(22)将微型田壳体(11)支撑起一定角度，潜水泵(32)将水泵入水雾喷射头(33)喷出，水雾喷射头(33)喷出的水根据微型田壳体(11)支撑起的角度的不同，落入不同的种植槽开口(12)中。

2.根据权利要求1所述的一种自动灌溉微型田，其特征是：所述的电源为市电。

3.根据权利要求1所述的一种自动灌溉微型田，其特征是：所述的电源为蓄电池(43)，所述的蓄电池(43)与一太阳能电池板(44)连接，所述的太阳能电池板(44)安装在微型田(1)的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种自动灌溉微型田，其特征是：所述的控制器(42)为PLC。

5.根据权利要求4所述的一种自动灌溉微型田，其特征是：所述的微型田壳体(11)内腔底部安装有若干个土壤水分检测器(45)，所述的土壤水分检测器(45)的位置与种植槽开口(12)一一对应，所述的土壤水分检测器(45)与控制器(42)连接，所述的底座(21)上安装有温湿度传感器，所述的温湿度传感器与控制器(42)连接，所述的控制器(42)能根据土壤水分检测器(45)检测到的土壤湿度信号以及温湿度传感器检测到的空气温度、湿度信号控制调节电机(22)和潜水泵(32)运作。

6.根据权利要求5所述的一种自动灌溉微型田，其特征是：所述的微型田壳体(11)能被角度调节装置(2)支撑起的角度为0°至90°。