一种精准灌溉装置

1.本发明涉及灌溉装置技术领域，具体涉及一种精准灌溉装置。


背景技术：

2.灌溉是为土壤补充作物所需水分的技术措施。为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，较难满足作物对水分要求。因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足，灌溉量、灌溉次数和时间要根据植物的需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定，尤其是对马铃薯的灌溉工作，马铃薯既是需要大量水分的作物，又是供水不能间断的作物，特别是块茎形成和块茎增长阶段，要连续保持土壤湿润状态。同时，马铃薯生育后期是不耐涝的，雨涝或湿度过大会造成块茎不耐贮藏或腐烂，在不同的生长时期需要使用不同的灌溉方式，长期以来，马铃薯生产主要采用沟灌方式，生育期浇水10次左右，每次浇水量较多，干旱年份更多，这不仅极大地浪费了水资源，也造成了大量养分的流失，随着技术的发展，逐步采取滴灌或喷灌的灌溉方式对马铃薯进行灌溉，其节约了水资源，但是滴灌和喷灌均需要在田中铺设大量的管道，在对土地进行播种或松土的过程中，管道会对其造成阻碍，对滴灌带和喷灌水管的收卷和回收工作较为繁重，需要频繁的铺设和收卷，较为浪费时间，同时滴灌和喷灌通常都是采用整体灌溉方式，在实际种植中，由于田地地理位置的不同，其干湿程度存在差异，现有技术不便于根据土壤的干湿程度进行灌溉量的调节，即不便于精准灌溉，同时在对坝上或丘陵上的梯田中的马铃薯进行灌溉时，由于地理环境复杂，对管道的铺设以及安装较为不便，工作量较大。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种精准灌溉装置，其解决了现有技术中不便于对灌溉管道进行收卷，不便于根据土壤的干湿程度进行精准浇灌，同时在地理环境复杂的田中灌溉工作较为复杂繁重的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种精准灌溉装置，包括第一履带行走机构、加药机构、收卷机构、第二水泵、第二履带行走机构、干湿检测机构和灌溉模式转换机构；
7.所述第一履带行走机构的顶端安装有底板；
8.所述加药机构包括搅拌桶、加药箱和第一水泵，所述搅拌桶和加药箱均固定连接在所述底板的顶端，所述加药箱的底端通过加药管和所述搅拌桶连通，所述加药管上设置有加药阀门，所述第一水泵的连通有抽水管，所述第一水泵的出水端和所述搅拌桶连通，所述搅拌桶设置有搅拌机构；
9.所述收卷机构包括支撑架和收卷轴，所述支撑架固定连接在所述底板的顶端，所
述收卷轴和所述支撑架转动连接，所述支撑架上安装有收卷电机，所述收卷电机的输出端和所述收卷轴固定连接，所述收卷轴的外围缠绕有送水管；
10.所述第二水泵的抽水端和所述搅拌桶的底部连通，所述第二水泵的出水端和所述送水管连通；
11.所述第二履带行走机构的顶端通过转动机构连接有转架；
12.所述干湿检测机构包括第一电动缸和土壤湿度传感器，所述转架固定连接有安装架，所述第一电动缸安装在所述安装架上，所述第一电动缸的输出端固定连接有升降架，所述土壤湿度传感器安装在所述升降架的底端；
13.所述灌溉模式转换机构包括固定管、滴灌机构和喷灌机构，所述固定管和所述转架固定连接，所述固定管和所述送水管连通；
14.其中，所述滴灌机构包括滴灌带，所述滴灌带通过连接管和所述固定管连通，所述连接管上设置有滴灌阀门，并且转架连接有用于驱动滴灌带升降的升降机构；
15.其中，所述喷灌机构包括喷灌管，所述喷灌管和所述固定管连通，所述喷灌管上设置有喷灌阀门，所述喷灌管转动连接有灌溉喷头，所述灌溉喷头通过软管和所述喷灌管连通，所述喷灌管连接有用于驱动灌溉喷头转动的驱动机构。
16.进一步的，所述搅拌机构包括搅拌电机，所述搅拌电机安装在所述搅拌桶的顶端，所述搅拌电机的输出端伸入所述搅拌桶的内部并固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴的外围固定连接有多个搅拌叶。
17.再进一步的，所述转动机构包括转动电机，所述转动电机通过固定架安装在所述第二履带行走机构的顶端，所述转架通过转轴转动连接在所述第二履带行走机构的顶端，所述转动电机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述转轴的外围固定套装有从动齿轮，所述从动齿轮和所述驱动齿轮啮合。
18.更进一步的，所述升降机构包括第二电动缸，所述转架固定连接有支架，所述第二电动缸安装在所述支架上，所述第二电动缸的底部输出端固定连接有升降板，所述升降板通过多个支杆固定连接有多个卡环，所述滴灌带位于多个所述卡环的内部。
19.在前述方案的基础上，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机固定安装在所述喷灌管的外侧壁，所述灌溉喷头的顶端固定连接有多个转板，所述喷灌管固定连接有转座，所述转板通过转杆转动连接在所述转座的内部，所述驱动电机的输出端和所述转杆固定连接。
20.为了承载第二履带行走机构，使其随第一履带行走机构移动，所述底板固定连接有承载架，所述承载架通过转动轴转动连接有斜板，所述承载架固定安装有调节电机，所述调节电机的输出端和所述转动轴固定连接。
21.为了保证药物的顺利加入，所述底板的顶端固定连接有放置架，所述加药箱的外围固定连接有多个安装片，所述安装片通过螺栓和所述放置架可拆卸连接，所述加药箱的底端高度大于所述搅拌桶的顶端高度。
22.为了实现搅拌桶和加药箱的开闭，所述搅拌桶的顶端可拆卸连接有桶盖，所述加药箱的顶端螺纹连接有箱盖，所述箱盖连通有加药斗。
23.(三)有益效果
24.与已知公有技术相比，本发明提供了一种精准灌溉装置，具备以下有益效果：
25.1.本发明中，通过第二履带行走机构可带动滴灌带或灌溉喷头移动至灌溉位置处，通过收卷电机可带动收卷轴进行正反转，对送水管进行收放卷工作，调节送水管的可用长度，从而适应第二履带行走机构的移动，对不同位置的马铃薯进行浇灌，因此该精准灌溉装置使用送水管的收卷配合对不同位置的灌溉工作，同时使用第二履带行走机构带动滴灌带和灌溉喷头进行移动，收纳方便，对种子播种和成品收获等影响较小。
26.2.本发明中，通过土壤湿度传感器对土壤湿度进行检测，并根据土壤湿度判断是否进行浇灌以及采用滴灌模式还是喷灌模式，通过滴灌阀门和喷灌阀门的开闭可实现滴灌模式和喷灌模式的转换，通过升降机构可带动滴灌带进行升降，对马铃薯根部进行滴灌，通过驱动机构可带动灌溉喷头转动，进行较为均匀的灌溉，因此该精准灌溉装置通过检测可确认土地的干湿程度并进行局部灌溉，实现精准灌溉，节约水资源，并保证马铃薯最佳的生长环境。
27.3.本发明中，通过第一履带行走机构和第二履带行走机构可适应较复杂地形，从而对梯田中的马铃薯进行灌溉，同时通过第一水泵可将水抽至灌溉处，减少了对水的运输工作，因此该精准灌溉装置便于适应较复杂地理环境下的灌溉工作。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明的立体结构示意图；
30.图2为本发明图1中a处的局部放大结构示意图；
31.图3为本发明图1中b处的局部放大结构示意图；
32.图4为本发明第一电动缸、土壤湿度传感器、安装架和升降架等配合的立体结构示意；
33.图5为本发明支撑架、收卷轴、收卷电机和送水管等配合的立体结构示意图。
34.图中的标号分别代表：1、第一履带行走机构；2、底板；3、搅拌桶；4、加药箱；5、第一水泵；6、抽水管；7、支撑架；8、收卷轴；9、收卷电机；10、送水管；11、第二水泵；12、第二履带行走机构；13、转架；14、第一电动缸；15、土壤湿度传感器；16、安装架；17、升降架；18、固定管；19、滴灌带；20、喷灌管；21、灌溉喷头；22、搅拌电机；23、搅拌叶；24、转动电机；25、驱动齿轮；26、从动齿轮；27、第二电动缸；28、支架；29、升降板；30、卡环；31、驱动电机；32、转板；33、转座；34、承载架；35、斜板；36、调节电机；37、放置架；38、安装片；39、桶盖；40、箱盖。
具体实施方式
35.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。
36.实施例
37.请参阅图1-5，一种精准灌溉装置，包括第一履带行走机构1、加药机构、收卷机构、第二水泵11、第二履带行走机构12、干湿检测机构和灌溉模式转换机构，第一履带行走机构1和第二履带行走机构12均为本领域技术人员公知的市面上常见的履带行走机构，其可进行外购，可适应较复杂的地形和路面的行走，便于将该精准灌溉装置移动至灌溉区域，尤其适应梯田中的灌溉工作，所述第一履带行走机构1的顶端安装有底板2，所述底板2固定连接有承载架34，所述承载架34通过转动轴转动连接有斜板35，所述承载架34固定安装有调节电机36，所述调节电机36的输出端和所述转动轴固定连接，第二履带行走机构12可停放在承载架34的顶端，随第一履带行走机构1进行移动，通过调节电机36可带动斜板35进行转动，斜板35远离承载架34的一端转动至和地面接触，可使第二履带行走机构12从承载架34上移动至地面，同时可从地面爬升至承载架34的顶部，所述加药机构包括搅拌桶3、加药箱4和第一水泵5，所述搅拌桶3和加药箱4均固定连接在所述底板2的顶端，可向加药箱4的内部添加作物生长所需的药物或肥料，所述加药箱4的底端通过加药管和所述搅拌桶3连通，所述加药管上设置有加药阀门，通过加药阀门可控制加药管的开闭，可使加药箱4内的药物或肥料定量加入搅拌桶3的内部和水搅拌均匀并随水输送至作物处，实现灌溉和喷药或施肥的结合，所述底板2的顶端固定连接有放置架37，所述加药箱4的外围固定连接有多个安装片38，所述安装片38通过螺栓和所述放置架37可拆卸连接，通过螺栓可实现对加药箱4的便捷拆装，所述加药箱4的底端高度大于所述搅拌桶3的顶端高度，便于加药箱4内药物或肥料的下落，所述第一水泵5的连通有抽水管6，所述第一水泵5的出水端和所述搅拌桶3连通，通过第一水泵5可将水站、水井或储水罐等供水处的水抽出，并送入搅拌桶3的内部进行储放，为后续的灌溉工作做准备，所述搅拌桶3的顶端可拆卸连接有桶盖39，可实现对搅拌桶3的便捷开闭，对搅拌桶3的内部进行清理或维修，所述加药箱4的顶端螺纹连接有箱盖40，可实现对加药箱4的便捷开闭，从而可对加药箱4内进行清洁，便于对药物或肥料进行更换，所述箱盖40连通有加药斗，通过加药斗可向加药箱4的内部添加药物或肥料，可在搅拌桶3的底部设置排水管，排水管上安装阀门，便于将搅拌桶3内的废液排出，所述搅拌桶3设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机22，所述搅拌电机22安装在所述搅拌桶3的顶端，所述搅拌电机22的输出端伸入所述搅拌桶3的内部并固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴的外围固定连接有多个搅拌叶23，通过搅拌电机22可带动搅拌轴和多个搅拌叶23转动，对搅拌桶3内的水和药物或水和肥料进行混合，保证药物或肥料的均匀性，便于保证后续对作物的喷药或施肥效果，所述收卷机构包括支撑架7和收卷轴8，所述支撑架7固定连接在所述底板2的顶端，所述收卷轴8和所述支撑架7转动连接，所述支撑架7上安装有收卷电机9，所述收卷电机9的输出端和所述收卷轴8固定连接，所述收卷轴8的外围缠绕有送水管10，通过收卷电机9可带动收卷轴8进行转动，从而可带动收卷轴8对送水管10进行收卷，收卷电机9反转可控制收卷轴8反转对送水管10进行放卷，适应第二履带行走机构12的移动，即适应对不同距离的作物的灌溉工作，所述第二水泵11的抽水端和所述搅拌桶3的底部连通，所述第二水泵11的出水端和所述送水管10连通，通过第二水泵11可将搅拌桶3内的水、药水或肥水抽出，并送入送水管10的内部，并通过送水管10输送至灌溉位置。
38.还需要进一步说明的是，所述第二履带行走机构12的顶端通过转动机构连接有转架13，通过第二履带行走机构12可带动灌溉模式转换机构移动至灌溉位置处，所述转动机构包括转动电机24，所述转动电机24通过固定架安装在所述第二履带行走机构12的顶端，
所述转架13通过转轴转动连接在所述第二履带行走机构12的顶端，所述转动电机24的输出端固定连接有驱动齿轮25，所述转轴的外围固定套装有从动齿轮26，所述从动齿轮26和所述驱动齿轮25啮合，通过转动电机24可带动驱动齿轮25转动，从而带动从动齿轮26和转轴转动，带动转架13转动，调节转架13和灌溉模式转换机构的角度位置，所述干湿检测机构包括第一电动缸14和土壤湿度传感器15，所述转架13固定连接有安装架16，所述第一电动缸14安装在所述安装架16上，所述第一电动缸14的输出端固定连接有升降架17，所述土壤湿度传感器15安装在所述升降架17的底端，土壤湿度传感器15连接有控制器，通过第一电动缸14可带动升降架17进行升降，从而带动土壤湿度传感器15进行升降，土壤湿度传感器15的探测杆插入地面可对土壤的湿度进行检测，并将检测结果传递给控制器，若检测到土壤湿度较低，地面干燥，则控制该精准灌溉装置进行运转，对该区域进行灌溉工作，同时对土壤湿度进行进一步细分，若湿度相对较高，采用滴灌模式，即使用滴灌机构对作物进行滴灌，若湿度相对较低，采用喷灌模式，即使用喷灌机构进行喷灌，灌溉量较大，灌溉效率较高。
39.还需再进一步说明的是，所述灌溉模式转换机构包括固定管18、滴灌机构和喷灌机构，所述固定管18和所述转架13固定连接，所述固定管18和所述送水管10连通，送水管10内的水输送至固定管18的内部，所述滴灌机构包括滴灌带19，所述滴灌带19通过连接管和所述固定管18连通，所述连接管上设置有滴灌阀门，通过滴灌阀门可控制连接管的开闭，从而使送水管10内的水流入滴灌带19的内部，可进行滴灌工作，并且转架13连接有用于驱动滴灌带19升降的升降机构，所述升降机构包括第二电动缸27，所述转架13固定连接有支架28，所述第二电动缸27安装在所述支架28上，所述第二电动缸27的底部输出端固定连接有升降板29，所述升降板29通过多个支杆固定连接有多个卡环30，所述滴灌带19位于多个所述卡环30的内部，通过第二电动缸27可带动升降板29进行升降，从而带动多个支杆和多个卡环30进行升降，对滴灌带19的高度进行调节，在移动过程中使滴灌带19处于较高位置，减少其和地面接触产生的磨损，到达指定位置后使滴灌带19贴近地面，保证滴灌的准确度，减少水分流失，所述喷灌机构包括喷灌管20，所述喷灌管20和所述固定管18连通，所述喷灌管20上设置有喷灌阀门，通过喷灌阀门可实现对喷灌管20的开闭，可使送水管10内的水流入喷灌管20的内部，所述喷灌管20转动连接有灌溉喷头21，所述灌溉喷头21通过软管和所述喷灌管20连通，所述喷灌管20连接有用于驱动灌溉喷头21转动的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机31，所述驱动电机31固定安装在所述喷灌管20的外侧壁，所述灌溉喷头21的顶端固定连接有多个转板32，所述喷灌管20固定连接有转座33，所述转板32通过转杆转动连接在所述转座33的内部，所述驱动电机31的输出端和所述转杆固定连接，通过驱动电机31可带动转杆进行转动，从而带动转板32绕转杆转动，调节灌溉喷头21的角度，使其喷灌较为均匀。
40.需要补充说明的是，加药阀门、滴灌阀门和喷灌阀门均为电磁阀，可通过电信号控制其开闭，其为本领域技术人员公知的现有设备，可进行外购。
41.该精准灌溉装置在对作物进行灌溉工作时，首先利用第一履带行走机构1将该精准灌溉装置移动至田间的道路或地垄处，将抽水管6和供水处连通，开启第一水泵5，将水送入搅拌桶3的内部，开启调节电机36，调节电机36带动斜板35转动至和地面接触，使第二履带行走机构12从承载架34上移动下来，并带动灌溉喷头21、滴灌带19和土壤湿度传感器15
等移动至田地内部，移动至合适位置后停止，在此过程中，收卷电机9带动收卷轴8转动，对送水管10进行放卷，控制第一电动缸14开启，第一电动缸14带动土壤湿度传感器15的探测杆插入地面，对土壤干湿程度进行检测并将结果传递给控制器，然后第一电动缸14带动土壤湿度传感器15上升，土壤湿度传感器15感应到土壤湿度较高时，使第二履带行走机构12移回原位置，同时控制收卷电机9反转，对送水管10进行收卷，配合第二履带行走机构12的移动。
42.进一步的，若土壤湿度传感器15感应到土壤湿度较低时，控制器对土壤湿度进行判断，若湿度低于一定程度，控制喷灌阀门开启，滴灌阀门处于关闭状态，同时控制第二水泵11开启，第二水泵11将搅拌桶3内部的水抽出，并通过送水管10送入固定管18和喷灌管20的内部，通过灌溉喷头21喷洒出来，在喷洒过程中，开启驱动电机31，驱动电机31带动灌溉喷头21转动，将水较为均匀的喷洒在地面上，同时使第二履带行走机构12向原位置移动，同时收卷电机9带动收卷轴8对送水管10进行收卷，配合第二履带行走机构12的移动，对该畦内的作物进行较为均匀的灌溉；若湿度低于灌溉湿度并高于喷灌湿度时，控制器控制滴灌阀门开启，喷灌阀门处于关闭状态，控制第二水泵11开启，将水送入滴灌带19的内部并滴灌在作物的根部位置处，然后控制第二电动缸27带动滴灌带19上升，第二履带行走机构12移动，将滴灌带19移动至不同的位置后控制其下降，对不同位置的作物进行滴灌即可。
43.再进一步的，根据作物的生长情况，可进行喷药或施肥操作，将对应的药物加入加药箱4的内部，根据药物或化肥浓度需要控制其添加量，通过加药阀门对其加药量进行控制，同时开启搅拌电机22，搅拌电机22带动搅拌轴和多个搅拌叶23转动，对搅拌桶3内部的水和药物或者水和肥料进行搅拌均匀，使药物或肥料随水滴灌或喷灌在作物上，对其生长进行调控即可。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。