一种温室大棚的灌溉调节装置及其系统

技术领域

本申请涉及温室大棚的技术领域，尤其是涉及一种温室大棚的灌溉调节装置及其系统。

背景技术

温室，又称暖房，能透光、保温(或加温)，用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供温室生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类。

立体种植是指充分利用立体空间的一种种植方式,也常用在温室大棚中，能够充分利用温室大棚内的空间，种植多层作物，提高空间的利用率和作物的产量。但是立体种植的缺点也很明显，为了更好地对每层作物进行灌溉，需要在每层作物都铺设管路，这样会造成温室大棚的建造成本升高，并且作物灌溉时用水量也会增大，造成水资源的浪费。

发明内容

本申请的目的是提供一种温室大棚的灌溉调节装置及其系统，能够方便进行高度调节，对每层作物进行精准地灌溉，充分利用水资源，减少水资源的浪费和温室大棚的建造成本。

本申请提供的一种温室大棚的灌溉调节装置采用如下的技术方案：

一种温室大棚的灌溉调节装置，包括：

灌溉喷头组件，在立体作物层之间沿上下方向和前后方向移动，用于对每层作物进行定位灌溉；

上下升降机构，用于连接安装灌溉喷头组件，带动灌溉喷头组件上下移动调节高度位置；

水平移动机构，用于连接安装上下升降机构，带动灌溉喷头组件水平移动调节灌溉位置；以及

安装导轨，设置于温室大棚的顶部，作为整个装置的安装基础，并与水平移动机构连接；

其中，水平移动机构由外力驱动沿着安装导轨进行移动，带动灌溉喷头组件对同一层的作物进行灌溉；上下升降机构设置有多个高度调节档位，对应不同高度的作物层。

作为本申请的一种优选技术方案，所述安装导轨包括限位导轨和导向导轨，限位导轨和导向导轨长度相同且平行，水平移动机构移动连接在限位导轨上，且滑移连接在导向导轨上。

作为本申请的一种优选技术方案，所述限位导轨设置为齿条，所述水平移动机构包括主动移动座和被动移动座，主动移动座上设置有驱动齿轮，驱动齿轮与限位导轨啮合且在外力的驱动下转动，主动移动座和被动移动座均滑移连接在导向导轨上，主动移动座和被动移动座之间通过上下升降机构连接。

作为本申请的一种优选技术方案，所述上下升降机构包括：

喷头安装座，设置于水平移动机构下方，用于安装灌溉喷头组件；

摆杆组件，连接于主动移动座和被动移动座之间，且同时连接在喷头安装座上；

多层限位架，连接在主动移动座和/或被动移动座下部，用于对喷头安装座的调节高度进行限制；以及

弹性件，弹性连接于水平移动机构和喷头安装座之间，用于对喷头安装座施加向上的拉力；

其中，摆杆组件摆动来调节主动移动座和被动移动座之间的距离，以及喷头安装座的高度。

作为本申请的一种优选技术方案，所述摆杆组件包括第一摆杆和第二摆杆,第一摆杆的一端转动连接于主动移动座、另一端转动连接于喷头安装座，第二摆杆的一端转动连接于喷头安装座、另一端滑动连接于被动移动座，主动移动座、被动移动座、第一摆杆和第二摆杆组成曲柄滑块机构。

作为本申请的一种优选技术方案，所述多层限位架包括立杆和连接在立杆上的多个限位板，立杆连接在主动移动座或被动移动座上，限位板对应每层作物的位置；

限位板下表面设置有水平方向的一端开口的限位槽，喷头安装座上设置有导向轮，导向轮从限位槽的一端滑入并卡在限位槽中。

作为本申请的一种优选技术方案，所述灌溉喷头组件包括可拆卸安装于喷头安装座上的分流盒、可拆卸连接在分流盒上的若干个灌溉喷头以及连接在分流盒上的供水管，所述供水管端部连接至水源。

作为本申请的一种优选技术方案，所述供水管设置为软管，外表面设置有波纹，供水管上安装有流量调节阀；

流量调节阀包括被方形通孔贯穿至两端的外壳和两个转动设置在外壳内的调节轮，供水管穿设于方形通孔中，方形通孔的两个侧壁平行、另外两个侧壁间距逐渐缩小，两个平行侧壁上相对开设有滑动槽，每个平行侧壁上开设有两个滑动槽且两个滑动槽的端部相互靠近，调节轮的转动轴两端滑移连接于两个相对的滑动槽中，两个调节轮位于供水管的两侧并能够相互靠近或远离，调节轮抵接在供水管的外壁上，且外周面设置有与供水管外壁波纹啮合的滑齿。

本申请提供的一种温室大棚的灌溉调节系统采用如下的技术方案：

一种温室大棚的灌溉调节系统，包括至少一个灌溉调节装置、垂直于安装导轨布置的两条滑道以及驱动灌溉调节装置在滑道上平移的驱动装置，滑道垂直于作物种植的作物架，滑道上设置有灌溉主管，灌溉主管与灌溉喷头组件连接。

作为本申请的一种优选技术方案，还包括灌溉调节装置的位移控制系统，位移控制系统控制灌溉调节装置在滑道上的移动和定位；

位移控制系统包括控制模块和定位模块，控制模块用于控制驱动装置驱动灌溉调节装置移动，定位模块用于定位作物架并发出反馈信号给控制模块，控制驱动装置停止。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中利用上下升降机构的上下移动来调节灌溉喷头的高度，使灌溉喷头能够对应每层的作物，然后通过移动水平移动机构，带动灌溉喷头水平移动对同一高度层的作物进行灌溉，通过继续调整上下升降机构来切换灌溉喷头的高度，灌溉不同层高的作物，实现对立体种植作物的灵活且精准的灌溉，既节约了水资源，又减少了管路的铺设和使用，降低了温室大棚的建造成本。

2.本申请的灌溉调节装置基于安装导轨进行安装，使灌溉喷头能够沿着安装导轨进行滑动，在大棚建造时可以使作物沿着大棚的长度方向布置，这样能够使灌溉调节装置能够覆盖更大的范围，提高装置的利用效率，同时减少温室大棚内的设备使用量，保证良好灌溉功能的同时，进一步降低建造成本，甚至可以做到一棚只需要一套设备。

3.本申请中供水管采用的是软管，能够随着灌溉喷头的的移动而移动，不会影响灌溉喷头的移动，增强了装置使用时的灵活性，在供水管上增加流量调节阀，在进行水量调解时，只需要相对拉动供水管和流量调节阀，利用两个调节轮的相互靠近或者远离来挤压供水管，使供水管的内腔横截面积发生变化，调节灌溉水的流量，以达到更好的灌溉目的和节水目的。

4.本申请中在调节灌溉喷头时，利用曲柄滑块的机构，通过第一摆杆的转动来调整灌溉喷头的高度，利用第二摆杆来对灌溉喷头的位置进行限制，使灌溉喷头只能够在一个平面内摆动，使其保持与需要灌溉的作物对应，保证更好的灌溉效果，避免出现灌溉到作物之外而浪费水源的情况出现。

5.本申请中第二摆杆与被动移动座滑动连接，在进行灌溉喷头的高度调节时，既可以通过调节第二摆杆与被动移动座的相对位置来进行，也可以通过调节主动移动座与被动移动座的相对位置来调节，使整个装置调节方式更灵活。

6.本申请中利用多层限位架来限制灌溉喷头的喷灌高度，可以根据作物的种类或者生长高度来调节限位板的高度，进而使灌溉喷头满足作物的灌溉需求，同时还能够避免对作物造成伤害。

7.本申请中利用弹性件向上拉起喷头安装座，使喷头安装座受到向上的拉力，调整完喷头安装座之后，喷头安装座会在弹性件的拉力下抵接在限位板的下表面，灌溉喷头的高度位置更稳定。

附图说明

图1是本申请实施例1灌溉调节装置的整体结构示意图；

图2是本申请实施例1中灌溉喷头组件的结构示意图；

图3是本申请实施例1中流量调节阀的结构示意图；

图4是本申请实施例1中上下升降机构的安装结构示意图；

图5是本申请实施例1中多层限位架的结构示意图；

图6是本申请实施例2灌溉调节系统的结构示意图；

图中，1、灌溉喷头组件；11、分流盒；12、灌溉喷头；13、供水管；14、流量调节阀；140、方形通孔；141、外壳；142、调节轮；143、滑动槽；2、上下升降机构；21、喷头安装座；22、多层限位架；221、立杆；222、限位板；223、限位槽；23、弹性件；24、第一摆杆；25、第二摆杆；26、导向轮；3、水平移动机构；31、主动移动座；32、被动移动座；33、驱动齿轮；4、安装导轨；41、限位导轨；42、导向导轨；5、滑道。

具体实施方式

以下结合附图1-附图6，对本申请作进一步详细说明。

实施例1：本实施例提出一种温室大棚的灌溉调节装置，参照图1，其包括灌溉喷头组件1、上下升降机构2、水平移动机构3和安装导轨4。灌溉喷头组件1连接水源，用于对每层的作物进行灌溉，并且灌溉喷头组件1安装在上下升降机构2上；上下升降机构2能够带动灌溉喷头组件1进行上下高度的调节，可以对应着不同层高的作物，方便灌溉喷头组件1进行精准的灌溉，上下升降机构2安装在水平移动机构3上；水平移动机构3能够带动灌溉喷头组件1和上下升降机构2水平移动，使灌溉喷头组件1沿着作物种植架的走向移动，对同一层高的作物进行灌溉，水平移动机构3滑移安装在安装导轨4上；安装导轨4布置在温室大棚顶部，并位于相邻作物种植架之间的位置上方，与温室大棚的墙体连接，用于方便水平移动机构3的滑动。

参照图2和3，灌溉喷头组件1可在立体作物层之间沿上下方向和前后方向移动，用于对每层作物进行定位灌溉。灌溉喷头组件1包括分流盒11、灌溉喷头12、供水管13和流量控制阀14，分流盒11设置为矩形盒体，其相对两侧外壁上设置有多个管接头，灌溉喷头12可拆卸安装在管接头上，每侧的灌溉喷头数量可以根据需要进行调整，不用的管接头可以用封盖堵住，灌溉喷头12为L形弯管，头部向下弯折，用于向下喷水。供水管13连接在分流盒11避开灌溉喷头12的侧面上，供水管13端部连接至水源，用于向分流盒11内供水，使灌溉水从灌溉喷头12向外喷出。

本实施例中供水管13设置为软管，外表面设置有环形的波纹凸起，流量调节阀14套设在供水管13上。流量调节阀14包括外壳141和两个调节轮142，外壳141呈梯形，内部开设有贯穿至上下底面的方形通孔140，方形通孔140的横截面为矩形，纵切面为梯形，即方形通孔140的两个侧壁平行、另外两个侧壁间距逐渐缩小，供水管13从方形通孔中穿过；方形通孔140的两个平行侧壁上相对开设有滑动槽143，每个平行侧壁上开设有两个滑动槽143且两个滑动槽143的一端部相互靠近，调节轮142的转动轴两端滑移连接于两个相对的滑动槽143中，调节轮142的外周面设置有与供水管13外壁波纹啮合的滑齿，两个调节轮142对称设置在供水管13的两侧，通过调节轮142上的滑齿和供水管13上的波纹啮合，可以通过抽拉供水管13，来控制两个调节轮142相互靠近或远离，调节轮142抵接在供水管13的外壁上，来挤压供水管13，使供水管13的内腔面积发生大小变化，来调控径流量，两个调节轮142的间距最大时，供水管13内腔呈圆形，达到最大的流量。为了防止调节轮142脱离，滑动槽143的两端封口。

参照图1和4，上下升降机构2包括喷头安装座21、多层限位架22、弹性件23和摆杆组件。水平移动机构3包括主动移动座31和被动移动座32。安装导轨4包括限位导轨41和导向导轨42。

限位导轨41和导向导轨42的长度相同且二者平行，两端对齐通过滑动小车固定连接在一起，限位导轨41设置为齿条，齿设置在上表面，导向导轨42设置为光杆，表面光滑。主动移动座31分别与限位导轨41和导向导轨42滑动连接，被动移动座32滑动连接在导向导轨42上。为了取水方便，也可以在主动移动座31上设置储水箱，供水管13连接至储水箱中，储水箱可以随着主动移动座31一起移动。

主动移动座31上安装有驱动齿轮33，驱动齿轮33啮合连结在限位导轨41上，驱动齿轮33由外力驱动，本实施例中可以采用电机驱动驱动齿轮33转动，主动移动座31的下表面还固定有套管，通过套管滑动连接在导向导轨42上，在驱动齿轮33的驱动下，主动移动座31在安装导轨4上滑动。被动移动座32设置为长套筒，滑动套接在导向导轨42上，并能够沿着导向导轨42滑动。主动移动座31和被动移动座32之间通过上下升降机构2连接，上下升降机构2连接于主动移动座31和被动移动座32之间，使得被动移动座32会在主动移动座31的推动下，沿着导向导轨42滑动。

喷头安装座21位于安装导轨4的下方，下表面为平面，分流盒11固定连接在喷头安装座21下表面，喷头安装座21的一侧面上通过转轴连接有导向轮26；摆杆组件包括第一摆杆24和第二摆杆25,第一摆杆24的上端转动连接在主动移动座31的侧面上、下端转动连接在喷头安装座21的侧面或者顶面，第二摆杆25的下端转动连接在喷头安装座21的侧面或者顶面、上端滑动连接在被动移动座32上，具体为被动移动座32上通过转轴连接有轴套，轴套轴线与转轴轴线垂直，第二摆杆25的上端穿过轴套并与轴套滑动连接，能够使喷头安装座21相对于被动移动座32的距离发生变化，本实施例中主动移动座31、被动移动座32、第一摆杆24和第二摆杆25组成曲柄滑块机构，通过第一摆杆24的转动来调整灌溉喷头12的高度，利用第二摆杆25来对灌溉喷头12的位置进行限制，使灌溉喷头12只能够在一个平面内摆动。

参照图4和5，多层限位架22连接在主动移动座31和/或被动移动座32下部，本实施例中连接在被动移动座32的下部，用于对喷头安装座21的调节高度进行限制。多层限位架22包括立杆221和连接在立杆221上的多个限位板222，立杆221固定连接在被动移动座32上，立杆221的数量不做限制，使多层限位架22安装牢固即可，限位板222的数量根据种植的作物层数来定，使每层作物对应一个限位板222，立杆221竖直布置，限位板222垂直固定在立杆221上。限位板222下表面设置有水平方向的一端开口的限位槽223，限位槽223的延伸方向平行于安装导轨4，喷头安装,21上的导向轮26可以从限位槽223的一端滑入并卡在限位槽223的封口端。

弹性件23弹性连接于水平移动机构3和喷头安装座21之间，用于对喷头安装座21施加向上的拉力，具体为本实施例中弹性件23采用弹簧，弹簧的上端连接在被动移动座32上，下端连接在喷头安装座21上，本实施例中的弹性件23始终处于拉伸状态，为了提供足够的拉力，弹簧的数量可以设置多个，喷头安装座21会在弹性件23的拉力作用下抵接在限位板222的下表面，保持灌溉喷头12的高度稳定。

实施例2：本实施例提出一种温室大棚的灌溉调节系统，参照图6，其包括灌溉调节装置、滑道5、驱动装置和位移控制系统，灌溉调节装置设置至少一个，滑道5设置有两条，两条滑道5平行且等高，安装导轨4通过两端的滑动小车滑动安装在两条滑道5上，驱动装置与其中的一个滑动小车连接，用于驱动安装导轨4整体沿着滑道5移动，滑道5的布置方向垂直于作物种植架的排布方向，方便安装导轨4在作物种植架之间进行位置调整，滑道5上铺设有灌溉主管，灌溉主管与供水管13连接。

位移控制系统控制灌溉调节装置在滑道5上的移动和定位，位移控制系统包括控制模块和定位模块，控制模块用于控制驱动装置驱动灌溉调节装置移动，定位模块用于定位作物架并发出反馈信号给控制模块，控制驱动装置停止。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。