智能太阳能化喷水装置及方法

技术领域

本发明属于农田灌溉技术领域，具体涉及一种智能太阳能化喷水装置及方法。

背景技术

目前，农业灌溉或园林灌溉是为了补充农作物或者花卉绿植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，不能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。

现存的灌溉喷水装置只存在单一打喷水功能，但是，这种设施过于浪费水资源，不仅不能随意控制喷水量和喷射范围，功能过于局限，而且在结构上涉及不合理，安装布置不方便，难以实现自动化控制，无法形成有效的自动化灌溉系统。

发明内容

本发明目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种智能太阳能化喷水装置及方法，其结构设计合理，其能够实现自动化、系统化控制，更便于进行农业、园林灌溉作业，降低水资源的浪费，保障水量补充的及时性和有效性。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种智能太阳能化喷水装置，包括：

壳体，在所述壳体上设置有进水口和呈圆周布置的多个出水口，各所述出水口均与所述进水口通过设置在所述壳体内的布水管道连通，各所述出水口上均设置有电磁控制阀；

太阳能电池板，多片所述太阳能电池板设置在所述壳体顶部，在所述壳体内设置有电池组；

定位针单元，其设置在所述壳体的底部；

红外检测传感器，多个所述红外检测传感器布设在所述壳体的侧壁上；以及

控制系统，所述红外检测传感器获取检测信号，并通过所述控制系统控制各所述电磁控制阀的动作。

根据本发明智能太阳能化喷水装置，优选地，所述定位针单元包括：

竖直针；以及

防倾倒叶片，多片所述防倾倒叶片呈圆周布设在所述壳体的底部。

根据本发明智能太阳能化喷水装置，优选地，还包括设置在壳体底部的底座，所述壳体底部设置有滑移沉孔，所述底座上部设置有与所述滑移沉孔匹配的上导向套管，所述底座下部设置有与所述竖直针匹配的下导向套管，所述防倾倒叶片设置在所述底座上，所述竖直针穿过所述上导向套管和下导向套管，且所述竖直针的上端枢接设置在所述壳体上；在所述下导向套管的底部呈圆周布设有多个引导槽，所述竖直针的底部铰接设置有多个涨开片，所述涨开片的活动端滑动设置在所述引导槽内。

根据本发明智能太阳能化喷水装置，优选地，所述上导向套管与所述壳体的滑移沉孔之间设置有压缩弹簧；或

所述底座上部凸出设置有多个卡台，所述卡台呈三角状，在所述卡台的顶部设置有卡槽，所述壳体底部设置有与所述卡槽对应的卡柱。

所述壳体顶部设置有转台，所述太阳能电池板铰接设置在所述转台上。

根据本发明智能太阳能化喷水装置，优选地，还包括湿度检测传感器，所述湿度检测传感器设置在所述壳体上，所述湿度检测传感器用于检测土壤的湿度。

根据本发明智能太阳能化喷水装置，优选地，所述控制系统包括MCU、ESP8266模块和继电器，所述电磁控制阀通过继电器与所述MCU连接，并通过ESP8266模块与远程控制端连接。

根据本发明智能太阳能化喷水装置，优选地，所述壳体上设置有多个滑移槽，所述红外检测传感器布设在所述滑移槽内。

一种智能太阳能化喷水方法，利用上述的智能太阳能化喷水装置进行喷水布置，包括以下步骤：

布置输水管路，并沿输水管路布置智能太阳能化喷水装置，完成智能太阳能化喷水装置与输水管路的连接和智能太阳能化喷水装置的固定；

调节红外检测传感器的位置，将太阳能电池板的展开，并完成方位调整，完成智能太阳能化喷水装置的调试；

输水管路供水，控制系统控制各电磁控制阀开启，智能太阳能化喷水装置进行喷水作业。

根据本发明智能太阳能化喷水方法，优选地，当红外检测传感器检测到有物体靠近时，控制系统控制相应位置的电磁控制阀关闭；当湿度检测传感器检测到土壤湿度达到设定阈值时，控制系统关闭所有电磁控制阀。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请整体结构设计合理，其能够实现自动化、系统化控制，更便于进行农业、园林灌溉作业，降低水资源的浪费，保障水量补充的及时性和有效性。

本申请能够对各个出水口进行单独控制，配合红外检测传感器实现不同方位的分别检测和控制，大大提高了实用性，避免喷射到行人身上，同时本申请的湿度检测传感器能够根据土壤的湿度进行控制智能太阳能化喷水装置的工作状态；本申请能够通过太阳能电池板进行供电，从而减少电线的布设，便能够实现自动化的信号传输和控制，整体应用更为方便。

本申请的定位针单元能够实现整体结构快速有效的固定与地面中，安装和拆卸都很方便，稳定性好，操作便捷，便于进行批量化布置作业，实用性高。

本申请能够实现大面积的农田灌溉、园林灌溉，使得其实现系统化自动操控，降低了工人的劳动强度，有效的释放劳动力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的智能太阳能化喷水装置的工作状态结构示意图。

图2为根据本发明实施例的壳体与红外检测传感器的结构示意图。

图3为根据本发明实施例的智能太阳能化喷水装置的收起状态的结构示意图。

图4为图3的俯视结构示意图。

图5为根据本发明实施例的定位针单元的结构示意图。

图6为根据本发明实施例的控制系统图。

图中序号：

100为壳体、101为进水口、102为出水口、103为电磁控制阀、104为红外检测传感器、105为湿度检测传感器、106为MCU、107为继电器、108为ESP8266模块、109为滑移槽；

200为太阳能电池板、201为转台、202为阻力合页；

301为竖直针、302为防倾倒叶片、303为底座、304为滑移沉孔、305为上导向套管、306为下导向套管、307为引导槽、308为涨开片、309为卡台、310为卡槽、311为卡柱。

具体实施方式

下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本发明的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本发明，而不是所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图6，本发明 公开了一种智能太阳能化喷水装置，包括壳体100、太阳能电池板200、定位针单元、红外检测传感器104和控制系统，在所述壳体上设置有进水口101和呈圆周布置的多个出水口102，各所述出水口102均与所述进水口101通过设置在所述壳体100内的布水管道连通，各所述出水口102上均设置有电磁控制阀103；多片所述太阳能电池板200设置在所述壳体100顶部，通过供电模块和储电模块实现电能的存储和对其他部件的供电，在所述壳体100内设置有电池组；定位针单元设置在所述壳体100的底部；多个所述红外检测传感器104布设在所述壳体100的侧壁上；所述红外检测传感器104获取检测信号，并通过所述控制系统控制各所述电磁控制阀103的动作。

优选地，本实施例中的定位针单元包括竖直针301和防倾倒叶片302，多片防倾倒叶片302呈圆周布设在所述壳体的底部，定位针单元用于将智能太阳能化喷水装置固定与地面，保持整体稳定。

为了提高其结构的稳定性，避免智能太阳能化喷水装置在工作过程中摆动，导致出水口的喷水角度发生变化，本申请还包括设置在壳体底部的底座303，所述壳体底部设置有滑移沉孔304，所述底座上部设置有与所述滑移沉孔匹配的上导向套管305，所述底座下部设置有与所述竖直针匹配的下导向套管306，下导向套管底部呈锥形，所述防倾倒叶片302设置在所述底座303上，所述竖直针301穿过所述上导向套管305和下导向套管306，且所述竖直针301的上端枢接设置在所述壳体100上；在所述下导向套管306的底部呈圆周布设有多个引导槽307，所述竖直针301的底部铰接设置有多个涨开片308，所述涨开片308的活动端滑动设置在所述引导槽307内。所述上导向套管与所述壳体的滑移沉孔之间设置有压缩弹簧，用于保持涨开片的涨开；或者在所述底座上部凸出设置有多个卡台309，所述卡台呈三角状，在所述卡台的顶部设置有卡槽310，在壳体底部设置有与所述卡槽对应的卡柱311。

工作过程中，先将智能太阳能化喷水装置整体向下按压，从而使得底座和防倾倒叶片整体贴合地面，稳定按压底座，同时向上提升壳体，此时竖直针向上运动，并带动涨开片向上，从而使得多个涨开片沿各自的引导槽向外涨开，并插入泥土中，本申请采用卡台和卡柱的结构实现涨开片的持续涨开，具体是当涨开片完成充分涨开后，旋转壳体，使得壳体的卡柱旋转至卡台上部的卡槽位置，松开壳体，卡柱限位卡设在卡槽内，使得壳体与底座形成一个相对稳定的整体结构，此时也可以在壳体和底座之间设置压缩弹簧，起到辅助的作用。还可以采用相对简单的固定方式，即通过螺栓连接固定，在底座上设置有侧板，侧板上设置固定螺栓，在壳体的侧壁上设置有螺孔，将壳体提升一定高度后，使得底座上侧板的固定螺栓与壳体上的螺孔对应，完成连接固定。

本申请的壳体100顶部设置有转台201，所述太阳能电池板200铰接设置在所述转台201上，通过转台可以调节太阳能电池板的角度，太阳能电池板与转台的铰接结构可以实现不同倾斜角度的定位，具有一定的阻力，如采用阻力合页，从而可以对太阳能电池板的倾斜角度实现灵活调节。

为了减少水资源的浪费，本申请还包括湿度检测传感器105，所述湿度检测传感器105设置在所述壳体100上，所述湿度检测传感器用于检测土壤的湿度，湿度传感器可以设置在下导向套管下部。

具体地，控制系统包括MCU106、ESP8266模块108和继电器107，所述电磁控制阀103通过继电器107与所述MCU106连接，并通过ESP8266模块108与远程控制端连接。红外检测传感器检测到有人时，通过将数据反馈至ESP8266模块，进而传递至MCU控制单元，关闭相应的电磁控制阀，防止灌溉的时候喷到行人身上。

由于喷射的范围不同，为了避免误检测，在壳体上设置有多个滑移槽109，所述红外检测传感器104布设在所述滑移槽109内，使得红外检测传感器能够进行一定幅度的调整检测范围，提高其实用性。

本申请整体结构设计合理，其能够实现自动化、系统化控制，更便于进行农业、园林灌溉作业，降低水资源的浪费，保障水量补充的及时性和有效性。

本申请能够对各个出水口进行单独控制，配合红外检测传感器实现不同方位的分别检测和控制，大大提高了实用性，避免喷射到行人身上，同时本申请的湿度检测传感器能够根据土壤的湿度进行控制智能太阳能化喷水装置的工作状态；本申请能够通过太阳能电池板进行供电，从而减少电线的布设，便能够实现自动化的信号传输和控制，整体应用更为方便。

本申请的定位针单元能够实现整体结构快速有效的固定与地面中，安装和拆卸都很方便，稳定性好，操作便捷，便于进行批量化布置作业，实用性高。

本申请能够实现大面积的农田灌溉、园林灌溉，使得其实现系统化自动操控，降低了工人的劳动强度，有效的释放劳动力。

本申请还公开了一种智能太阳能化喷水方法，利用上述的智能太阳能化喷水装置进行喷水布置，包括以下步骤：

布置输水管路，并沿输水管路布置智能太阳能化喷水装置，完成智能太阳能化喷水装置与输水管路的连接和智能太阳能化喷水装置的固定；

调节红外检测传感器的位置，将太阳能电池板的展开，并完成方位调整，完成智能太阳能化喷水装置的调试；

输水管路供水，控制系统控制各电磁控制阀开启，智能太阳能化喷水装置进行喷水作业。

当红外检测传感器检测到有物体靠近时，控制系统控制相应位置的电磁控制阀关闭；当湿度检测传感器检测到土壤湿度达到设定阈值时，控制系统关闭所有电磁控制阀。

上文已详细描述了用于实现本发明的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。