一种农业种植节水式灌溉装置

文献发布时间：2024-01-17 01:18:42

技术领域

本发明涉及灌溉装置技术领域，更具体地说，它涉及一种农业种植节水式灌溉装置。

背景技术

灌溉是为地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，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；

并且随着技术发展和绿色生产的要求，节水式的灌溉装置是其发展的重要方向之一，并且在使用节水式灌溉装置时，需要其具有造价低、方便基于实际使用情况，进行安装的效果。

经检索，中国专利(公开号：CN1316873C)公开了一种利用水源落差进行灌溉的节水滴灌系统，该专利由蓄水坝、过滤器、施肥器和节水灌溉网组成，蓄水坝、过滤器、灌溉网的水平位置由高到低呈梯级排布且三者之间通过输水管串联，施肥器设于过滤器前端，安装位置高于过滤器，施肥器的出口与过滤器相连接。

在现有技术中，在对种植物进行灌溉时，灌溉的方式较为单一，并且在灌溉时，单一灌溉方式的调节能力较弱，因此本发明提出了一种农业种植节水式灌溉装置。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种农业种植节水式灌溉装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种农业种植节水式灌溉装置，包括充能组件、轨道组件、灌溉组件和嵌入组件；

所述充能组件固定在地面上，且充能组件的内部设置有供电组件和供水组件；

至少一组所述轨道组件基于所需灌溉区域的位置和地形进行铺设，且轨道组件的一端设置在充能组件的一侧；

所述灌溉组件基于轨道组件进行移动，且灌溉组件移动至充能组件的一侧后，充能组件内部的供电组件和供水组件对灌溉组件进行充电和补充灌溉用水；

多个所述嵌入组件埋设在轨道组件的两侧，并对固定区域进行持续灌溉，用于延伸灌溉面积，所述灌溉组件移动至对应的嵌入组件一侧后，对嵌入组件进行补水；

所述灌溉组件包括基座，所述基座与对应的轨道组件相连接，且基座的上侧安装有组装架，所述基座上侧位于组装架的内部安装有储水箱；

所述组装架的上侧安装有光伏模块，且组装架的内部顶端安装有连接架；

所述连接架的两侧均安装有至少一组第一浇灌模块，所述储水箱的两侧均安装有至少一组第二浇灌模块；

所述储水箱的上侧安装有限位模块，各个所述第一浇灌模块和第二浇灌模块均安装有连接管，各个所述连接管均通过限位模块与储水箱连通；

所述储水箱朝向充能组件的一侧安装有组装模块，组装模块用于与充能组件的供电组件和供水组件相连接。

进一步的，所述轨道组件的内部设置有倒T型的限位槽，所述基座的下侧安装有嵌入至限位槽内部的限位架，用于对灌溉组件的行驶稳定度进行限制。

进一步的，所述轨道组件靠近限位槽的两侧均开设有多个连通槽，所述基座的两侧均安装有清洁器，所述清洁器的输出端嵌入至限位槽的内部，在灌溉组件行驶时，对限位槽的内部进行清理，避免对限位架的移动造成阻碍。

进一步的，所述清洁器包括与基座相连接的连接块，所述连接块的上侧安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端通过弹性件安装有清洁件。

进一步的，所述第一浇灌模块包括与连接架相连接的设备箱，所述设备箱的内部安装有垂直驱动机构，所述垂直驱动机构的输出端安装有第一气缸，所述第一气缸的输出端安装有第一喷灌头。

进一步的，所述第二浇灌模块包括与储水箱相连接的第二气缸，所述第二气缸的输出端安装有第二喷灌头。

进一步的，所述限位模块包括与储水箱相连接的组装箱，所述组装箱的内部通过多个螺旋弹簧件安装有收卷辊，所述收卷辊的外侧缠绕有连接绳，所述连接绳的一端与对应连接管相连接，在连接管基于其对应的第一浇灌模块或第二浇灌模块移动时，其连接绳带动对应的收卷辊通过拉紧螺旋弹簧件进行转动。

进一步的，所述嵌入组件包括管体，所述管体的上侧开设有多个定压出水孔，且管体的一端安装有供水连接模块；

所述管体的内部开设有与供水连接模块连通的储水槽，所述储水槽的内部底端设置有供水板，所述供水板的上侧与储水槽的内部顶端之间安装有多个阻尼结构；

在补充的水充入储水槽中后，通过拉伸阻尼结构将供水板向下按压，定压出水孔定压且定量将储水槽内部的水渗入至灌溉区域中，并且阻尼结构持续将供水板复位，进而将储水槽中的水持续输入至定压出水孔中。

进一步的，该农业种植节水式灌溉装置还包括辅助灌溉系统，该辅助灌溉系统包括定位模块、水量监控模块、预警模块和校正模块；

所述定位模块包括整车定位单元和构件定位单元；

所述定位单元安装在各个灌溉组件的内部，用于监测各个灌溉组件距充能组件和各个嵌入组件的距离；

多个构件定位单元分别安装在各个嵌入组件、组装模块、第一浇灌模块和第二浇灌模块的内部，用于方便将嵌入组件与对应第一浇灌模块或第二浇灌模块组装，和方便组装模块与充能组件中的供电组件和供水组件组装。

进一步的，所述水量监控模块包括流量监控单元、水压监控单元和液位监控单元；

多个所述流量监控单元和多个水压监控单元分别安装在各个嵌入组件、第一浇灌模块和第二浇灌模块的内部，用于在灌溉时，对喷出水的流量和水压进行监测，获得对嵌入组件的用水数据Ⅰ、对应第一浇灌模块的用水数据Ⅱ和对应第二浇灌模块的用水数据Ⅲ；

所述液位监控单元安装在储水箱、嵌入组件和充能组件的供水组件内部，用于对其内部剩余的水量进行监控，并基于对应的用水数据，对嵌入组件和储水箱内部剩余水量的灌溉时间进行计算，获得可工作时间数据；

其中，嵌入组件基于用水数据Ⅰ进行计算，储水箱基于用水数据Ⅱ进行计算；

用水数据Ⅲ用于与嵌入组件内部的补偿水量进行对比，即在对嵌入组件进行充水时，第二浇灌模块基于用水数据Ⅲ输出的水量与嵌入组件内用水数据Ⅰ的增长量进行对比；

对比比例为1：1-0.98时，对比合格，对比比例不落入1：1-0.98的范围时，灌溉组件中的定位单元发出位置数据，方便工作人员进行检修。

进一步的，所述预警模块用于与网络进行连接，获取3-7的天气数据，且预警模块内设有雨天阈值，雨天阈值为距下雨时间的Zd时间；

所述预警模块触发雨天阈值后，各个所述嵌入组件基于其以往的用水数据Ⅰ和工作时间数据进行计算，获得满载工作时间数据；

将各个嵌入组件的满载工作时间数据与Zd时间进行对比，若位于Zα-Zβd的范围时，则灌溉组件启动，对各个嵌入组件充满水；其中，Zα的数值小于Zβ的数值；

若对比结果大于Zβd，则计算具体差异工作时间和对应差异工作时间的差异水量S；

对应所述灌溉组件工作时，将的水量增量至差异工作时间中，其中，γ的取值范围为1.1-0.95。

进一步的，所述校正模块安装在各个嵌入组件、供电组件和供水组件的内部，用于调整其部位，方便将各个嵌入组件与对应第二浇灌模块进行连接，和将供电组件和供水组件与对应组装模块相连接；

各个连接单元均包括红外定位结构和调整结构；

红外定位结构用于校准各个嵌入组件、供电组件和供水组件与对应第二浇灌模块和组装模块之间的位置差异；

其中调整结构包括X轴移动机构和Y轴移动机构，用于在竖直面进行调整。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明中将灌溉组件分成嵌入组件和灌溉组件，嵌入组件用于埋设在土地中，并持续对种植物进行灌溉，同时灌溉组件基于轨道组件进行定轨迹的移动，对种植物进行喷洒灌溉，同时对嵌入组件进行加水作业，进而提高持续灌溉的能力；

另一方面，本发明中的灌溉时间与水量与天气进行联动，在雨水天气将要来临时，会对各个嵌入组件中剩余水量进行检测，并且计算满载水量工作时与雨天阈值的对比结果，并基于对比结果，采用加水或者增量灌溉组件中的一种工作模式，进而实现节水作业；

进一步，本发明在轨道组件的两侧设置有连通槽，并且灌溉组件在行驶方向的两侧设置有清洁器，可以将轨道组件内部的泥土进行清理，避免对灌溉组件的工作和行驶造成影响。

附图说明

图1为一种农业种植节水式灌溉装置中灌溉组件的结构示意图；

图2为本发明中灌溉组件的侧剖视图；

图3为本发明中限位模块的剖视图；

图4为本发明中清洁器的剖视图；

图5为本发明中嵌入组件的局部剖视图；

图6为本发明实施例2中充能组件、轨道组件、灌溉组件和嵌入组件的分布图。

图中：1、充能组件；2、轨道组件；3、灌溉组件；4、嵌入组件；31、基座；32、储水箱；33、组装架；34、光伏模块；35、连接架；36、第一浇灌模块；37、第二浇灌模块；38、限位模块；39、连接管；310、组装模块；311、清洁器；312、限位架；361、设备箱；362、垂直驱动机构；363、第一气缸；364、第一喷灌头；371、第二气缸；372、第二喷灌头；381、组装箱；382、收卷辊；383、连接绳；3111、连接块；3112、驱动电机；3113、弹性件；3114、清洁件；41、管体；42、供水连接模块；43、储水槽；44、定压出水孔；45、供水板；46、阻尼结构；21、连通槽。

具体实施方式

参照图1至5图所示，一种农业种植节水式灌溉装置，包括充能组件1、轨道组件2、灌溉组件3和嵌入组件4；

充能组件1固定在地面上，且充能组件1的内部设置有供电组件和供水组件；

一组轨道组件2基于所需灌溉区域的位置和地形进行铺设，且轨道组件2的一端设置在充能组件1的一侧；

轨道组件2的内部设置有倒T型的限位槽，轨道组件2靠近限位槽的两侧均开设有多个连通槽21；

灌溉组件3基于轨道组件2进行移动，且灌溉组件3移动至充能组件1的一侧后，充能组件1内部的供电组件和供水组件对灌溉组件3进行充电和补充灌溉用水；

多个嵌入组件4埋设在轨道组件2的两侧，并且各个嵌入组件4的长度基于灌溉区域进行选择，并对固定区域进行持续灌溉，用于延伸灌溉面积，灌溉组件3移动至对应的嵌入组件4一侧后，对嵌入组件4进行补水；

灌溉组件3包括基座31，基座31与对应的轨道组件2相连接，且基座31的上侧安装有组装架33，基座31上侧位于组装架33的内部安装有储水箱32；

组装架33的上侧安装有光伏模块34，且组装架33的内部顶端安装有连接架35；

连接架35的两侧均安装有两组第一浇灌模块36，储水箱32的两侧均安装有两组第二浇灌模块37；

储水箱32的上侧安装有限位模块38，各个第一浇灌模块36均安装有连接管39，各个连接管39均通过限位模块38与储水箱32连通；

储水箱32朝向充能组件1的一侧安装有组装模块310，组装模块310用于与充能组件1的供电组件和供水组件相连接；

基座31的两侧均安装有清洁器311，清洁器311的输出端嵌入至限位槽的内部，在灌溉组件3行驶时，对限位槽的内部进行清理，避免对限位架312的移动造成阻碍。

参照图2所示，基座31的下侧安装有嵌入至限位槽内部的限位架312，用于对灌溉组件3的行驶稳定度进行限制。

第一浇灌模块36包括与连接架35相连接的设备箱361，设备箱361的内部安装有垂直驱动机构362，垂直驱动机构362的输出端安装有第一气缸363，第一气缸363的输出端安装有第一喷灌头364；

在灌溉时，第一浇灌模块36中的设备箱361对第一喷灌头364的竖直移动方向进行调控，第一气缸363对第一喷灌头364的水平移动方向进行调控。

第二浇灌模块37包括与储水箱32相连接的第二气缸371，第二气缸371的输出端安装有第二喷灌头372，在对接嵌入组件4时，在校正位置后，第二喷灌头372基于第二气缸371进行水平方向的移动，进而完成组装。

参照图3所示，限位模块38包括与储水箱32相连接的组装箱381，组装箱381的内部通过多个螺旋弹簧件安装有收卷辊382，收卷辊382的外侧缠绕有连接绳383，连接绳383的一端与对应连接管39相连接；

在第一喷灌头364和第二喷灌头372进行竖直或者水平移动时，带动对应的连接管39同步移动，连接管39移动时，其连接绳383带动对应的收卷辊382通过拉紧螺旋弹簧件进行转动；

参照图4所示，清洁器311包括与基座31相连接的连接块3111，连接块3111的上侧安装有驱动电机3112，驱动电机3112的输出端通过弹性件3113安装有清洁件3114；

清洁件3114嵌入在轨道组件2的限位槽内部，并且在驱动电机3112启动时，带动清洁件3114进行旋转，并且通过弹性件3113，清洁件3114可进行弯折，进而防止驱动电机3112与清洁件3114的连接部位损伤。

参照图5所示，嵌入组件4包括管体41，管体41的上侧开设有多个定压出水孔44，且管体41的一端安装有供水连接模块42；

管体41的内部开设有与供水连接模块42连通的储水槽43，储水槽43的内部底端设置有供水板45，供水板45的上侧与储水槽43的内部顶端之间安装有多个阻尼结构46；

在补充的水充入储水槽43中后，通过拉伸阻尼结构46将供水板45向下按压，定压出水孔44定压且定量将储水槽43内部的水渗入至灌溉区域中，并且阻尼结构46持续将供水板45复位，进而将储水槽43中的水持续输入至定压出水孔44中。

该农业种植节水式灌溉装置还包括辅助灌溉系统，该辅助灌溉系统包括定位模块、水量监控模块、预警模块和校正模块；

定位模块包括整车定位单元和构件定位单元；

定位单元安装在各个灌溉组件3的内部，用于监测各个灌溉组件3距充能组件1和各个嵌入组件4的距离；

多个构件定位单元分别安装在各个嵌入组件4、组装模块310、第一浇灌模块36和第二浇灌模块37的内部，用于方便将嵌入组件4与对应第一浇灌模块36或第二浇灌模块37组装，和方便组装模块310与充能组件1中的供电组件和供水组件组装。

水量监控模块包括流量监控单元、水压监控单元和液位监控单元；

多个流量监控单元和多个水压监控单元分别安装在各个嵌入组件4、第一浇灌模块36和第二浇灌模块37的内部，用于在灌溉时，对喷出水的流量和水压进行监测，获得对嵌入组件4的用水数据Ⅰ、对应第一浇灌模块36的用水数据Ⅱ和对应第二浇灌模块37的用水数据Ⅲ；

液位监控单元安装在储水箱32、嵌入组件4和充能组件1的供水组件内部，用于对其内部剩余的水量进行监控，并基于对应的用水数据，对嵌入组件4和储水箱32内部剩余水量的灌溉时间进行计算，获得可工作时间数据；

其中，嵌入组件4基于用水数据Ⅰ进行计算，储水箱32基于用水数据Ⅱ进行计算；

用水数据Ⅲ用于与嵌入组件4内部的补偿水量进行对比，即在对嵌入组件4进行充水时，第二浇灌模块37基于用水数据Ⅲ输出的水量与嵌入组件4内用水数据Ⅰ的增长量进行对比；

对比比例为1：0.99时，对比合格，对比比例不落入1：1-0.98的范围时，灌溉组件3中的定位单元发出位置数据，方便工作人员进行检修。

预警模块用于与网络进行连接，获取3的天气数据，且预警模块内设有雨天阈值，雨天阈值为距下雨时间的0.5d时间；

预警模块触发雨天阈值后，各个嵌入组件4基于其以往的用水数据Ⅰ和工作时间数据进行计算，获得满载工作时间数据；

将各个嵌入组件4的满载工作时间数据与Zd时间进行对比，若位于Zα-Zβd的范围时，Zα和Zβ的取值分别为0.5和1，即0.5-1d，则灌溉组件3启动，对各个嵌入组件4充满水；其中，Zα的数值小于Zβ的数值；

若对比结果大于Zβd，则计算具体差异工作时间和对应差异工作时间的差异水量S；

对应灌溉组件3工作时，将S*γ的水量增量至差异工作时间中，其中，γ的取值范围为1.1-0.95，其取值基于天气状况、温度和湿度。

校正模块安装在各个嵌入组件4、供电组件和供水组件的内部，用于调整其部位，方便将各个嵌入组件4与对应第二浇灌模块37进行连接，和将供电组件和供水组件与对应组装模块310相连接；

各个连接单元均包括红外定位结构和调整结构；

红外定位结构用于校准各个嵌入组件4、供电组件和供水组件与对应第二浇灌模块37和组装模块310之间的位置差异；

其中调整结构包括X轴移动机构和Y轴移动机构，用于在竖直面进行调整。

实施例2

相较于实施例1，本实施例请参照图6所示，一种农业种植节水式灌溉装置，包括充能组件1、轨道组件2、灌溉组件3和嵌入组件4；

充能组件1固定在地面上，且充能组件1的内部设置有供电组件和供水组件；

多组轨道组件2成环形分布在充能组件1的一侧，且轨道组件2的一端设置在充能组件1的一侧；