CN112470758B - 智能节水花盆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能节水花盆，该花盆主要包括微润管、感湿元件、花盆、电源模块、感应控制装置、灌水管和集水箱等，微润管盘绕于花盆内土壤中，其上端与灌水管连通，微润管间隔分布有渗水孔，至少一个感湿元件分布于土层中部，其信号线与感应控制装置的控制器信号端连接，集水箱位于花盆上侧，其底部设置的出水口连接所述灌水管，在灌水管上安装有电磁阀，控制器的控制端与电磁阀的控制端连接。螺旋状结构符合盆栽植株根系分布规律，更易使其周围土壤维持适宜的湿润状态，移栽初期还可起到固定根系的作用，有利于植株生长。土壤湿度感应控制装置智能调节土壤湿度，无需后期人工看护，节约劳动力成本。

Description

智能节水花盆

技术领域

本发明属于日常花卉种植用品领域，具体涉及一种具有疏通功能的智能节水花盆。

背景技术

目前，市场上流通的花盆以底部留有透气孔的老式花盆为主。因为人们繁忙遗忘或者外出不便浇水，导致的盆栽植物枯死问题不在少数。特别是对于较大型的深根系盆栽植物，人工浇灌无法精准控制浇水量，浇灌过程存在严重浪费水资源的现象；另一方面，结合水分蒸发实际情况，通过表面土壤层层渗透的方式，把水分传递给根系，其吸收效果并不理想。

现有的智能节水花盆，存在着或是内部水管布局不合理，影响植物根系生长发育，或是结构复杂、***高、实用性欠缺等问题，对于智能节水花盆的研究还有待深入。

现有的智能节水花盆，***运行过程中湿度足量后停止供水时，位于微润管周围的土质稀疏会堵塞微润管或反向进入管内，不可避免地会因进入管内干燥凝结和在长期使用不断积累，最终造成微润管堵塞问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种结构简单且能够自动运行的智能节水花盆，目的是解决因主人外出或者遗忘，影响盆栽植物生长的问题，同时避免浇水过多所导致的水资源浪费问题。

本发明解决其技术问题的方案是采用一种智能节水花盆，该花盆主要包括微润管、感湿元件、花盆、电源模块、感应控制装置、灌水管和集水箱等。

其中，微润管盘绕于花盆内土壤中，其上端与灌水管连通，微润管间隔分布有渗水孔，至少一个感湿元件分布于土层中部，其信号线与感应控制装置的控制器信号端连接，集水箱位于花盆上侧，其底部设置的出水口连接所述灌水管，在灌水管上安装有电磁阀，控制器的控制端与电磁阀的控制端连接。

所述电源模块为太阳能板，固定于花盆一侧。

花盆上部一侧安装有水管接口并安装橡胶环，使位于花盆内的灌水管段与位于花盆外的灌水管段能够密封连接，组装灌水管。

所述的微润管的上端和下端分别被固定，微润管内套装有芯线，芯线上固定有至少一个疏通球，驱动芯线芯线外露部分的一端或另一端，使芯线携带疏通球在为润管内贯穿移动。

微润管内芯线的外露端首尾衔接形成环形且套装在线轮上，通过手轮驱动该线轮或者通过电机驱动该线轮转动。

所述的芯线上等间距分布有一系列直径明显小于微润管的多个微球，用于支撑微润管内壁以避免芯线直接与微润管内壁接触。

在所述芯线上位于疏通球的前后端分别固定有挡台，疏通球通过其轴心通孔套装于芯线上，能够在前后挡台之间自由滑动。

在位于芯线与相应管出口位置套装有柔性的橡胶环套。

本发明的有益效果：

1、螺旋状结构符合盆栽植株根系分布规律，更易使其周围土壤维持适宜的湿润状态，移栽初期还可起到固定根系的作用，有利于植株生长。

2、土壤湿度感应控制装置智能调节土壤湿度，无需后期人工看护，节约劳动力成本。

3、利用太阳能芯片为土壤湿度感应控制装置提供动力源泉，绿色环保无污染。

4、采用定期定时对微润管进行疏通的循环***，能够确保微润管在进行渗灌功能时，不会因堵塞问题而影响其正常使用，确保该微润管渗灌***的稳定可靠使用，使其作为产品被成功推广变得可行。

5、采用各种有利于疏通***正常运行的辅助结构，能确保疏通***长期正常有效工作。通过设置上下湿度传感器后，控制器能够控制步进电机定期定时工作，达到免维护功能。

附图说明

图1是本发明结构示意图之一。

图2是本发明结构示意图之二。

图3是图2中A部放大结构示意图。

图4是本发明结构示意图之三。

图5是图4中芯线循环示意图。

图6是线轮放大结构示意图。

图7是图5中B部放大结构示意图。

图8是图5中C部放大结构示意图。

图9是电路控制原理图。

图中标号：1-微润管、2-感湿元件、3-花盆、4-太阳能板、5-感应控制装置、6-导线、7-灌水管、8-电磁阀、9-橡胶环、10-集水箱、11- 疏通球、12-线轮室、13-微电机、14-线轮、15-芯线、16-固定架、17-轮架、18-导向套、19-线槽、20-首端微润管接头、21-首端外延封闭管头、22-罐水管接头、23-末端微润管接头、24-末端外延封闭管头、25-末端排水口、26-流量计、27-线端环形连接套、28-导向轮、29-过渡支撑管、30-手轮、31-稳压保护电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种智能节水花盆，包括向花盆自动供水的***，如图1所示，其主要由花盆壁、微润管和太阳能土壤湿度感应控制装置组成，其中，太阳能土壤湿度感应控制装置包括感应控制装置壳及感应控制电路，太阳能芯片、土壤中的感湿元件以及灌水管上的电磁阀通过导线连入感应控制电路，通过合理的电路连接方式，达到当根系周围土壤水分不足时，阀门自动打开的效果，装置壳固定在花盆侧面，螺旋式微润管由花盆侧端开口引出，通过橡胶环与灌水管相连。

太阳能芯片设置在花盆壁外侧，在土壤湿度感应控制装置电路中，与蓄电池并联，把太阳能转化为化学能贮存于蓄电池，再通过晶体二极管整流放电。

在土壤湿度感应控制装置电路中，感湿元件、定值电阻与蓄电池串联，电磁阀与感湿元件并联，感湿元件电阻具有与湿度成反比的特性：当根系周围土壤水分不足时，感湿元件电阻增大，感湿元件两端电压增大，即与之并联的电磁阀两端电压增大，通过电磁阀的电流越大，内部磁效应产生的电磁力越大，阀门开合越大，水的流量越大。

微润管呈螺旋状，且半径中间最大，向两端递减。

花盆侧面设有半径相同交叉排列的透气孔，便于植物根系呼吸作用。

实施例2：另一种智能节水花盆，如图2所示，该花盆包括微润管1、感湿元件2、花盆3、电源模块、感应控制装置5、灌水管7和集水箱10等。

将微润管1盘绕于花盆内土壤中，其上端与灌水管连通，微润管间隔分布有渗水孔。集水箱位于花盆上侧，其底部设置的出水口连接所述灌水管，在灌水管上安装有电磁阀8，控制器的控制端与电磁阀8的控制端连接。感湿元件2分布于土层中部，其信号线与感应控制装置的控制器信号端连接。

电源模块为太阳能板，固定于花盆一侧，最好将花盆放置于阳台等有阳光照射地方，并使太阳能板朝向日照一侧。还保护有蓄电池，通过太阳能板为蓄电池充电。该花盆在运行时耗电量较小，而且根据需要或定时启动用电部件工作。

如图1所示，微润管的上端和下端分别被固定，微润管内套装有芯线15，芯线15上固定有至少一个疏通球11，驱动芯线芯线外露部分的一端或另一端，使芯线携带疏通球在为润管内贯穿移动。

该花盆最好被设计为组装式，即在花盆上部一侧安装有水管接口并安装橡胶环，使位于花盆内的灌水管段与位于花盆外的灌水管段能够密封连接，组装灌水管。

如图3所示，位于花盆内固定有过渡支撑管29，其固定方向可以为横向或竖向以及倾斜方向。该过渡支撑杆29的一端用于连接所述灌水管，另一端用于连接所述微润管，该过渡支撑杆的中部一侧开有线孔，所述芯线从过渡支撑管29的微润管端穿入并从侧面线孔穿出，其侧孔内侧设计一个过渡引导部件，例如可以是一个弧面的导向槽，或者安装导向轮28。疏通球11在使用前位于该过渡支撑管29内，从线孔引出的芯线外露端首尾衔接形成环形且套装在线轮上，通过手轮驱动线轮转动。如图3中所示的芯线外端是缠绕在线轮上，线轮轴固定在花盆上部的一个支架上，同时与手轮轴固定有手轮30，驱动手轮30转动时能够带动线轮正向或反向转动，进而驱动微润球进退于微润管，定期对其进行疏通工作。

可以看出，本实施例是在实施例1基础上的进一步补充，针对实施例1***运行过程中湿度足量后停止供水时，位于微润管周围的土质稀疏会堵塞微润管或反向进入管内，不可避免地会因进入管内干燥凝结和在长期使用不断积累，最终造成微润管堵塞问题，本实施例无论微润管如何盘绕，位于微润管下端需要于花盆底部采用一个固定部件，以便微润管的下端被固定。微润管内还套装有细丝线，且细丝线上至少固定有一个小球，该小球的直径小于微润管直径，细丝线两端固定在一起形成环形。细丝线的一部分露出土层之外，当拉动细丝线后，能够带动其上的一个小球从微润管首端滑动至微端，最终排出渗入微润管内的所有土壤颗粒杂质，以疏通微润管。

实施例3：又一种智能节水花盆，如图4所示，该花盆包括微润管1、感湿元件2和/或流量计26、花盆3、电源模块、感应控制装置5、步进电机13、灌水管7和集水箱10等。

将微润管1盘绕于花盆内土壤中，其上端与灌水管连通，微润管间隔分布有渗水孔。具体地，采用如图5所示的连接结构，微润管的上端口和下端口分别连接有首端直三通接头和尾端直三通接头，且首端直三通接头和尾端直三通接头分别被支架固定。集水箱位于花盆上侧，其底部设置的出水口连接所述灌水管，在灌水管上安装有电磁阀8，控制器的控制端与电磁阀8的控制端连接。感湿元件2分布于土层中部，其信号线与感应控制装置的控制器信号端连接。

电源模块为太阳能板，固定于花盆一侧，最好将花盆放置于阳台等有阳光照射地方，并使太阳能板朝向日照一侧。还保护有蓄电池，通过太阳能板为蓄电池充电。该花盆在运行时耗电量较小，而且根据需要或定时启动用电部件工作。

如图7所示，首端直三通接头的一个直管接头即首端微润管接头20用于连接微润管1的首端，首端直三通接头的另一直管接头被封闭即首端外延封闭管头21，其内用于容纳疏通球且该封闭端中心设置有线孔用于穿过芯线，首端直三通接头的侧管口用于连接所述的灌水管。如图8所示，尾端直三通接头的一个直管接头即末端微润管接头23用于连接微润管1的尾端，尾端直三通接头的另一直管接头被封闭即末端外延封闭管头24，其内用于容纳疏通球且该封闭端中心设置有线孔用于穿过芯线，尾端直三通接头的侧管口作为尾端排水口。进一步在尾端排水口上安装有感湿元件（湿度传感器）或者安装流量计用以检测尾端输水情况，该感湿元件或者安装流量计的信号线与控制器的另一信号输入端连接。同时在位于首端直三通接头和尾端直三通接头之外的线端被连接为环形且环绕在线轮上，线轮轴与电机轴传动连接，控制器的另一控制端用于控制该电机正反转动或停止，如图9，太阳能板或蓄电池（有阳光时由稳压保护电路自动充电）提供给各供电部件电源，供电部件包括电磁阀8和步进电机13，分别被控制器控制，启动时机由控制器分别根据上下感湿元件（或下部流量计）的信号确定，启动过程可以通过延时启动和停止，或者在位于首端直三通接头和尾端直三通接头的封闭管头内侧分别安装压力传感器，当疏通球接触压力传感器或接近开关时，触发电机反向运动或停止。可以看出，实施例2当采用细丝线携带小球穿过微润管时，虽然能解决因长期使用存在堵塞问题，但需要人工清理，人工牵引细丝线操作难度较大，且无法判断微润管是否被堵塞，频繁的人工操作使得实施例2的应用不方便。本实施例在微润管的下端口安装微型流量计用于检测输出端的流动情况，用以判断微润管是否堵塞，再在花盆上侧某一部分固定一个由微电机驱动的线轮，细丝线连续缠绕在线轮上一确保不打滑为准。通过控制器在微润***工作期间检测流量计的信号，如果微润***工作时间结束时没有流量信号，则控制器控制微电机转动一段时间，实现细丝线携带其小球在微润管内移动以疏通微润管。

另外，线轮通过轴套安装在线轮架上，线轮架上下分别安装有导向套18，如图5，用于贯穿套装芯线并将芯线引向线轮中部的螺旋线槽首端和尾端。如图6所示的线轮为工字轮，其中部区域分布有螺旋线槽19，芯线缠绕在该螺旋线槽19内具有适度张紧性，从而线轮能够提供芯线有足够的摩擦力，线轮转动时能够驱动芯线行走。上下导向套18分别位于螺旋线槽19的首端和尾端，无论线轮正转或反转，用于约束芯线始终保持从螺旋线槽一侧进入和另一侧输出。

实施例4：在实施例3基础上，进一步又在芯线上等间距分布有一系列直径明显小于微润管的多个微球，微球直径依次相同或规律性变化，用于支撑微润管内壁以避免芯线直接与微润管内壁接触，以及用于辅助疏通功能。可以在位于芯线与相应管出口位置套装有柔性的橡胶环套。再进一步地，在芯线上位于疏通球的前后端分别固定有挡台，疏通球通过其轴心通孔套装于芯线上，能够在前后挡台之间自由滑动。由于芯线传动***中具有适度张力，静止状态下不会对螺旋盘绕的微润管造成扰动，但在驱动疏通球移动时，由于疏通球于微润管内壁有一定阻力，遇到堵塞严重时可能会因疏通球于微润管阻力过大引起微润管摆动（微润管被土壤支撑，但在湿润情况下可能会出现摆动），本实施例旨在提供能够缓解因疏通球对微润管造成的扰动问题。当阻力较大是通过反向驱动芯线退出一部分然后再向前移动，借助于芯线上其他部分小球的疏通功能以降低以堵塞造成的阻力。

实施例5：在实施例3基础上，采用另一种驱动方式是在花盆一侧以及集水箱支架一侧固定有一根竖杆，该竖杆上下都安装有导向轮，所述的芯线环绕于上下导向轮之间，芯线与竖杆平行的一段上固定有一个提拉环扣，通过向上或向下拉动该提拉环扣，能够驱动芯线沿一侧移动，达到驱动芯线携带疏通球移动的目的。

基于以上各本实施例，由于微润管的首端为尾端分别被固定，无论微润管是否具有柔性，但其两端被固定后，能够芯线在往复运动时，位于微润管外端部分都具有足够的张力。但为了提高该张力或者为了调节该张力程度，还可以进一步在芯线外露段的一部分，设置有张紧机构，例如一种形式可以在花盆或线轮架上通过销轴铰接一个摆杆，摆杆末端安装滑轮，芯线搭载于该滑轮，同时摆杆通过连接拉簧而向外展开以保持芯线具有移动弹性张紧性；另一种形式可以在线轮架上通过转轴安装有另一个活动线轮，该活动线轮与固定线轮平行，活动线轮的轴被安装于一个扁轴孔内且被拉簧或压簧驱动向一侧滑动，芯线分别缠绕在活动线轮和固定线轮上，保持适度张力。

Claims (4)

1.一种智能节水花盆，其特征在于，包括微润管(1)、感湿元件(2)、花盆(3)、电源模块、感应控制装置(5)、灌水管(7)和集水箱(10) ，螺旋状结构的微润管(1)盘绕于花盆内土壤中，其上端与灌水管连通，微润管间隔分布有渗水孔，至少一个感湿元件(2)分布于土层中部，其信号线与感应控制装置的控制器信号端连接，集水箱位于花盆上侧，其底部设置的出水口连接所述灌水管，在灌水管上安装有电磁阀(8) ，控制器的控制端与电磁阀(8)的控制端连接；所述微润管的上端和下端分别被固定，微润管（1）内套装有芯线(15) ，芯线上等间距分布有一系列直径明显小于微润管的多个疏通球(11)，用于支撑微润管内壁以避免芯线直接与微润管内壁接触，在所述芯线上位于疏通球的前后端分别固定有挡台，疏通球通过其轴心通孔套装于芯线上，能够在前后挡台之间自由滑动，驱动芯线外露部分的一端或另一端，使芯线携带疏通球在为润管内贯穿移动；位于花盆内固定有过渡支撑管（29），该过渡支撑管（29）的一端用于连接所述灌水管（7），另一端用于连接所述微润管（1），该过渡支撑管（29）的中部一侧开有线孔，所述芯线从过渡支撑管（29）的微润管端穿入并从侧面线孔穿出，过渡支撑管（29）侧孔内侧设计一个过渡引导部件即导向轮（28），疏通球（11）在使用前位于该过渡支撑管（29）内，从线孔引出的芯线外露端首尾衔接形成环形且套装在线轮上，通过手轮驱动线轮转动，芯线外端是缠绕在线轮上，线轮轴固定在花盆上部的一个支架上，同时与手轮轴固定有手轮（30），驱动手轮（30）转动时能够带动线轮正向或反向转动，进而驱动微润球进退于微润管，定期对其进行疏通工作；微润管的首端与尾端分别被固定，位于微润管外端部分都具有足够的张力，为了提高该张力或者为了调节该张力程度，芯线外露段的一部分，设置有张紧机构，是在线轮架上通过转轴安装有一个活动线轮，该活动线轮与固定线轮平行，活动线轮的轴被安装于一个扁轴孔内且被拉簧或压簧驱动向一侧滑动，芯线分别缠绕在活动线轮和固定线轮上，保持适度张力。

2.根据权利要求1所述的智能节水花盆，其特征在于，所述电源模块为太阳能板，固定于花盆一侧。

3.根据权利要求1所述的智能节水花盆，其特征在于，花盆上部一侧安装有水管接口并安装橡胶环，使位于花盆内的灌水管段与位于花盆外的灌水管段能够密封连接，组装灌水管。

4.根据权利要求1所述的智能节水花盆，其特征在于，在位于芯线与相应管出口位置套装有柔性的橡胶环套。