智能水肥一体化系统

技术领域

本发明涉及水肥一体化技术领域，具体为智能水肥一体化系统。

背景技术

水肥一体化是一种农业管理和技术方法，旨在提高农作物的生产效率和资源利用效率，同时减少对环境的负面影响。水肥一体化的核心思想是将水和肥料的供应与管理紧密结合，以满足作物的生长需求。传统上，农业中的水和肥料供应往往是分开管理的，这可能导致浪费和环境问题。水肥一体化的目标是通过精确的水和肥料供应，根据作物需求和土壤条件，实现高效的农业生产。

经检索，现有中国专利公开号为：CN116548146A，提供了智能软体水渠灌排水肥一体化系统，该专利包括若干条均呈直线型且并列排布的水渠，水渠的两端均设置有闸门，水渠内均铺设有防水布，每条水渠上均架设有灌溉小车，灌溉小车上底部设有能伸入水渠内的高压水泵，灌溉小车顶部设有与高压水泵连接且能朝向水渠一侧喷水的喷头，喷头在驱动装置的带动下能在扇形的范围内往复转动，且当灌溉小车移动到水渠任意一端的闸门处时所述驱动装置能带动喷头旋转至水渠的另一侧并继续以扇形范围往复转动喷水。

虽然上述专利解决了在保证不浪费水资源的基础上实现全自动灌溉的问题，但上述的智能软体水渠灌排水肥一体化系统还存在以下问题：在使用灌溉小车进行浇灌前，需要人工先提前对水肥进行混合，并在灌入小车使用过程中，水肥液体容易随着静置导致水肥中营养物质沉积，导致无法均匀对整株植物进行均匀水肥浇灌。

针对上述问题，为此，提出智能水肥一体化系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了智能水肥一体化系统，解决了现有技术中因为水肥静置导致肥料与水体分离，对植物喷洒后营养不够均匀的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：智能水肥一体化系统，包括移动组件、水槽、防堵组件，所述移动组件的顶部设置有搅拌罐，所述搅拌罐的顶部固定连接有投料管，所述搅拌罐的底部右侧转动连接有限位柱，所述限位柱的外壁底部固定连接有多个叶轮，所述限位柱的外壁顶部固定连接有半齿柱，所述限位柱的外壁中部固定连接有延长杆，所述搅拌罐的底部固定连接有多个安装杆，所述安装杆的外壁底部转动连接有滑轮，所述搅拌罐的底部中侧转动连接有搅拌杆，所述搅拌杆的外壁中部固定连接有被动齿轮，所述延长杆的顶部固定连接有半齿环，所述半齿环的顶部开设有环槽，所述搅拌杆的外壁固定连接有多个混合棒，所述搅拌罐的右侧设置有管道组件，所述移动组件的顶部设置有喷淋组件。

优选的，所述喷淋组件包括抬升管，所述抬升管固定连接在搅拌罐的外壁，所述抬升管的外壁中部设置有高压水泵，所述移动组件的内壁前侧设置有L型管，所述L型管的外壁底部设置有第二控制阀，所述抬升管的顶部固定连接有U型板，所述U型板的底部固定连接有多个喷头，所述L型管的顶部固定连接有清水管，所述清水管的顶部固定连接有滴水管，所述U型板的前侧设置有引水板，所述抬升管的外壁中部设置有防堵组件。

优选的，所述防堵组件包括沉积板，所述沉积板固定连接在水槽的内壁左右两侧，所述水槽的内壁前后两侧均设置有距离传感器，所述水槽的前后两侧均开设有多个倾倒槽，所述抬升管的外壁固定连接有清洁箱，所述清洁箱的内壁后侧固定连接有定位板，所述定位板的前侧转动连接有转轴，所述转轴的外壁前侧固定连接有多个旋转叶，所述旋转叶的内壁后侧设置有多个弹簧，所述旋转叶的内壁滑动连接有滑动板，所述滑动板的前侧设置有多个毛刷，所述清洁箱的内壁前侧设置有第二过滤板，多个所述弹簧设置在滑动板的后侧。

优选的，所述管道组件包括吸入管，所述吸入管固定连接在车体的底部，所述吸入管的内壁底部固定连接有第一过滤板，所述吸入管的外壁前侧固定连接有C型管，所述C型管的外壁设置有增压泵。

优选的，所述移动组件包括车体，所述车体滑动连接在水槽的内壁，所述车体的左右两侧均转动连接有转轮，所述车体的顶部前侧固定连接有多个蓄电池，所述U型板的顶部左右两侧均固定连接有太阳能板，所述车体的左右两侧均设置有刮板，所述蓄电池的输出端与增压泵为电性连接。

优选的，所述被动齿轮与半齿柱之间为啮合连接，所述被动齿轮与半齿环之间为啮合连接，多个所述滑轮活动连接在环槽的内壁。

优选的，所述限位柱转动连接在吸入管的内壁顶部，多个所述叶轮活动连接在吸入管的内壁。

优选的，多个毛刷活动连接在第二过滤板的后侧，所述刮板滑动连接在沉积板的内壁。

优选的，多个所述喷头呈弧线固定连接在U型板的底部，所述滴水管的外壁开设有多个渗水孔。

优选的，所述太阳能板与蓄电池的输入端为电性连接，所述蓄电池与多个转轮为电性连接，所述蓄电池的输出端与高压水泵为电性连接，多个所述转轮活动连接在水槽的内壁。

工作原理：当需要使用本智能水肥一体化系统对植物进行水肥喷洒时，工作人员可先将相应比例肥料投入到搅拌罐的内部，然后将第二控制阀关闭后，通过蓄电池输出电量开启增压泵通过吸入管将水槽内液体经过C型管进入到搅拌罐内，并且在吸入过程中首先通过第一过滤板的保护，减少水槽内液体杂质一同进入产生堵塞，而在液体吸入的过程中，随着水流冲击会带动叶轮所连接的限位柱进行旋转，而限位柱在旋转的过程中将同步带动半齿环以及半齿柱进行旋转，而在旋转过程中，通过提前设置的相应齿牙与被动齿轮之间发生啮合连接，从而使得被动齿轮能够正反双向阶段性旋转带动搅拌杆在搅拌罐内部对肥料以及液体进行充分融合搅拌。

而当蓄电池驱动转轮顺着水槽内预设轨道进行移动过程中，则能够通过蓄电池驱动高压水泵，通过高压水泵从搅拌罐内部泵入水肥溶液，通过U型板以及喷头的喷洒并配合转轮带动车体的缓慢移动，实现对水槽两侧植物的多角度灌溉。而在肥水通过抬升管的过程中，会先通过清洁箱，肥水会首先冲击旋转叶，并在旋转叶的旋转过程中配合毛刷将第二过滤板上的肥水过滤杂质刮除。在车体的移动过程中，增压泵的泵入水流将持续冲击叶轮旋转，从而避免水肥溶液静止沉积，出现肥料沉积，浓度无法保持均匀的情况出现。

两侧植物根部所下渗进入水槽内的水会通过沉积板的沉积过滤后进入到水槽内，而沉积物，则能够通过车体移动过程中两侧刮板的推动，从而通过倾倒槽排出，避免影响转轮旋转和车体移动，并且有着距离传感器的设置，通过PLC预设车体接近距离，当车体接近水槽两侧距离传感器的感应范围后，PLC将控制转轮反转，从而实现车体来回反复浇灌的效果。

为了减少肥水在植物叶片上的沉积影响，在需要进行对叶片清洁的时候，工作人员可打开第二控制阀，能够使得液体在被增压泵泵入C型管的过程中，部分液体通过L型管和滴水管的配合，使得单独非混合清水在饮水板的引导下均匀滴落在喷洒肥水的植物叶片上，从而完成对叶片的清洗。

本发明提供了智能水肥一体化系统。具备以下有益效果：

1、本发明通过高压水泵、叶轮、被动齿轮、清洁箱等部件的配合使用，能够有效减少肥水浇灌前准备时间，提高对植物的浇灌效率，并且能够配合车体的移动，将肥水始终处于动态，避免因重力发生肥料分层沉降，导致喷洒比例失衡，植物营养不够均匀的问题出现。

2、本发明通过旋转叶、弹簧、第二过滤板、第一过滤板等部件的配合使用，实现从吸入水槽液体以及水肥溶液输送过程中进行多重杂质分离的效果，由此来避免因废料溶解以及水中杂质沉积所产生的喷头堵塞问题，并且在水肥溶液输送过程中，自动对第二过滤板完成清洁，提高肥水质量，减少喷头维护成本。

3、本发明通过距离传感器、倾倒槽、车体、转轮等部件的配合使用，能够在车体移动的过程中，自动对沉积在水槽内杂质进行排出，通过杂质排出，能够减少植物根部土壤等杂质进入水槽内，提高液体使用质量，并且有着距离传感器的使用，能够实现车体智能判定位置距离，进行自动前后移动切换的效果。

4、本发明通过太阳能板、车体、转轮、蓄电池等部件的配合使用，能够在车体的运行过程中充分获取自然资源进行供电使用，有效减少使用成本，并增高多方面能源使用选择。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的水槽剖面结构示意图；

图3为本发明的部分U型板结构示意图；

图4为本发明的车体剖面结构示意图；

图5为本发明的被动齿轮结构示意图；

图6为本发明的半齿环结构爆炸示意图；

图7为本发明的清洁箱剖面结构示意图；

图8为本发明的旋转叶剖面结构示意图。

其中，1、防堵组件；101、沉积板；102、距离传感器；103、倾倒槽；104、清洁箱；105、定位板；106、转轴；107、旋转叶；108、弹簧；109、滑动板；110、毛刷；111、第二过滤板；104、清洁箱；2、搅拌罐；3、管道组件；301、吸入管；302、第一过滤板；303、C型管；304、增压泵；4、喷淋组件；401、清水管；403、高压水泵；404、L型管；405、第二控制阀；406、抬升管；407、U型板；408、喷头；409、滴水管；410、引水板；5、移动组件；501、转轮；502、蓄电池；503、太阳能板；504、车体；6、投料管；7、限位柱；8、半齿柱；9、延长杆；10、半齿环；11、环槽；12、安装杆；13、滑轮；14、搅拌杆；15、被动齿轮；16、混合棒；17、叶轮；18、水槽。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明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。

实施例：

请参阅附图4－附图6，本发明实施例提供智能水肥一体化系统，包括移动组件5、水槽18、防堵组件1，移动组件5的顶部设置有搅拌罐2，搅拌罐2的顶部固定连接有投料管6，投料管6可外接自动投料装置进行定时肥料投入，从配合搅拌实现搅拌罐2内肥水比例保持稳定，搅拌罐2的底部右侧转动连接有限位柱7，限位柱7的外壁底部固定连接有多个叶轮17，限位柱7的外壁顶部固定连接有半齿柱8，限位柱7的外壁中部固定连接有延长杆9，搅拌罐2的底部固定连接有多个安装杆12，安装杆12的外壁底部转动连接有滑轮13，搅拌罐2的底部中侧转动连接有搅拌杆14，搅拌杆14的外壁中部固定连接有被动齿轮15，延长杆9的顶部固定连接有半齿环10，半齿环10的顶部开设有环槽11，搅拌杆14的外壁固定连接有多个混合棒16，搅拌罐2的右侧设置有管道组件3，移动组件5的顶部设置有喷淋组件4，刮板滑动连接在沉积板101的内壁。

通过蓄电池502输出电量开启增压泵304通过吸入管301将水槽18内液体经过C型管303进入到搅拌罐2内，并且在吸入过程中首先通过第一过滤板302的保护，减少水槽18内液体杂质一同进入产生堵塞，而在液体吸入的过程中，随着水流冲击会带动叶轮17所连接的限位柱7进行旋转，而限位柱7在旋转的过程中将同步带动半齿环10以及半齿柱8进行旋转，而在旋转过程中，通过提前设置的相应齿牙与被动齿轮15之间发生啮合连接，从而使得被动齿轮15能够正反双向并按照阶段性旋转带动搅拌杆14在搅拌罐2内部对肥料以及液体进行充分融合搅拌。在车体504的移动过程中，增压泵304的泵入水流将持续冲击叶轮17旋转，从而避免水肥溶液静置沉积，出现肥料沉积，浓度无法保持均匀的情况出现。

被动齿轮15与半齿柱8之间为啮合连接，被动齿轮15与半齿环10之间为啮合连接，多个滑轮13活动连接在环槽11的内壁，通过滑轮13对半齿环10的位置限位，并有着半齿环10与半齿柱8之间的阶段性啮合连接，从而能够使得搅拌杆14在搅拌罐2内周期性正反旋转，从而提高搅拌效果。

请参阅附图3－附图4，喷淋组件4包括抬升管406，抬升管406固定连接在搅拌罐2的外壁，抬升管406的外壁中部设置有高压水泵403，移动组件5的内壁前侧设置有L型管404，L型管404的外壁底部设置有第二控制阀405，抬升管406的顶部固定连接有U型板407，U型板407的底部固定连接有多个喷头408，喷头408可根据喷洒效果进行更换拆卸，L型管404的顶部固定连接有清水管401，清水管401的顶部固定连接有滴水管409，U型板407的前侧设置有引水板410，抬升管406的外壁中部设置有防堵组件1。

有着喷淋组件4的配合使用，能够有效提高对可喷淋范围的植物实现均匀喷洒浇灌的效果，并且为了减少肥水在植物叶片上的沉积影响，在需要进行对叶片清洁的时候，工作人员可打开第二控制阀405，能够使得液体在被增压泵304泵入C型管303的过程中，部分液体通过L型管404和滴水管409的配合，使得单独非混合清水在饮水板的引导下均匀滴落在喷洒肥水的植物叶片上，从而完成对叶片的清洗。

多个喷头408呈弧线固定连接在U型板407的底部，通过弧线位置固定，能够在进行浇灌过程中，从多角度对植物进行喷淋，使得肥水能够直接作用于植物根部，滴水管409的外壁开设有多个渗水孔，能够在清水管401的输送下均匀滴落清水，完成对植物叶片的清洗。

请参阅附图1、附图4、附图7，防堵组件1包括沉积板101，沉积板101固定连接在水槽18的内壁左右两侧，水槽18的内壁前后两侧均设置有距离传感器102，水槽18的前后两侧均开设有多个倾倒槽103，抬升管406的外壁固定连接有清洁箱104，清洁箱104的内壁后侧固定连接有定位板105，定位板105的前侧转动连接有转轴106，转轴106的外壁前侧固定连接有多个旋转叶107，旋转叶107的内壁后侧设置有多个弹簧108，旋转叶107的内壁滑动连接有滑动板109，滑动板109的前侧设置有多个毛刷110，清洁箱104的内壁前侧设置有第二过滤板111，多个弹簧108设置在滑动板109的后侧。

当蓄电池502驱动转轮501顺着水槽18内预设轨道进行移动过程中，则能够通过蓄电池502驱动高压水泵403，通过高压水泵403从搅拌罐2内部泵入水肥溶液，通过U型板407以及喷头408的喷洒并配合转轮501带动车体504的缓慢移动，实现对水槽18两侧植物的多角度灌溉。而在肥水通过抬升管406的过程中，会先通过清洁箱104，肥水会首先冲击旋转叶107，并在旋转叶107的旋转过程中配合毛刷110将第二过滤板111上的肥水过滤杂质刮除，两侧植物根部所下渗进入水槽18内的水会通过沉积板101的沉积过滤后进入到水槽18内，而沉积物，则能够通过车体504移动过程中两侧刮板的推动，从而通过倾倒槽103排出，避免影响转轮501旋转和车体504移动。

请参阅附图3－附图4，管道组件3包括吸入管301，吸入管301固定连接在车体504的底部，吸入管301的内壁底部固定连接有第一过滤板302，吸入管301的外壁前侧固定连接有C型管303，C型管303的外壁设置有增压泵304。

通过增压泵304输出向搅拌桶内泵入液体的过程中，能够使得液体在通过第一过滤板302后，冲击叶轮17使其旋转，从而实现吸水的过程中自动进行搅拌的效果。

限位柱7转动连接在吸入管301的内壁顶部，提高限位柱7连接稳定性，多个叶轮17活动连接在吸入管301的内壁，固定叶轮17旋转角度，使得最大化利用水流冲击所产生的动能。

请参阅附图1、附图2、附图4，移动组件5包括车体504，车体504滑动连接在水槽18的内壁，车体504的左右两侧均转动连接有转轮501，车体504的顶部前侧固定连接有多个蓄电池502，U型板407的顶部左右两侧均固定连接有太阳能板503，车体504的左右两侧均设置有刮板，蓄电池502的输出端与增压泵304为电性连接。

通过PLC预设车体504接近距离，当车体504接近水槽18两侧距离传感器102的感应范围后，PLC将控制转轮501反转，从而实现车体504来回反复移动完成浇灌的效果。

请参阅附图7－附图8，多个毛刷110活动连接在第二过滤板111的后侧，在弹簧108的推动下，能够使得毛刷110始终紧贴第二过滤板111，而当被水流带动旋转的过程中，则实现清扫防堵效果。

太阳能板503与蓄电池502的输入端为电性连接，蓄电池502与多个转轮501为电性连接，蓄电池502的输出端与高压水泵403为电性连接，多个转轮501活动连接在水槽18的内壁。

通过蓄电池502的设置，能够接收太阳能板503所转化的电能并进行储存，并将其使用与对转轮501移动功能和高压水泵403驱动功能上，无需人工参与提高智能水肥一体化效果。

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。