CN115250879B - 一种现代化农业生产智能灌溉***及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种现代化农业生产智能灌溉***及设备，涉及农田灌溉设备技术领域，解决了现有技术中灌溉设备由于喷头呈放射状导致远离喷头的位置水分较多而靠近喷头的位置水分较少，进而导致农田灌溉不均匀的问题，包括输水管，输水管的一端连通有连接管，连接管的顶端连通有立管，立管的顶端连通有出水管，出水管的顶端螺纹连接有端盖，此现代化农业生产智能灌溉***及设备，通过设置有喷淋组件和摆动组件以及转动组件，因此解决了现有技术中灌溉设备由于喷头呈放射状导致远离喷头的位置水分较少而靠近喷头的位置水分较多，进而导致农田灌溉不均匀的问题。

Description

一种现代化农业生产智能灌溉***及设备

技术领域

本发明涉及农田灌溉设备技术领域，具体为一种现代化农业生产智能灌溉***及设备。

背景技术

我国是农业大国，农业用水量占全国用水量的68％，其中灌溉用水量占农业用水量的90％以上，农业水资源短缺，加之大多数农户采用大水漫灌，农业灌溉效率低下，造成水资源浪费，因此，改革农业灌溉技术，发展智能节水灌溉势在必行。

目前，农业的智能灌溉***一般采用喷淋法对农田进行大面积的灌溉，通过喷淋对农田进行灌溉有利于节约水源，但是现有技术中，喷淋法灌溉一般是在农田中预设多组喷头，通过喷头向农田内喷淋灌溉，但是由于喷头均呈发射状，进而喷头在喷淋时由远到近的水流间隙逐渐变小，因此导致远处的灌溉水流较少而近处的水流较多，从而导致农田灌溉不均匀，为此，我们提出一种现代化农业生产智能灌溉***及设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有利于对农田的喷淋管底端位置以及周围位置进行均匀灌溉的现代化农业生产智能灌溉***及设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种现代化农业生产智能灌溉设备，包括输水管，所述输水管的一端连通有连接管，所述连接管的顶端连通有立管，所述立管的顶端连通有出水管，所述出水管的顶端螺纹连接有端盖；还包括喷淋组件，用于对农业产品进行灌溉的所述喷淋组件安装于所述端盖上；摆动组件，用于带动所述喷淋组件摆动的所述摆动组件与所述喷淋组件相连接；转动组件，用于带动所述喷淋组件转动的所述转动组件安装于所述喷淋组件上，且与所述摆动组件相连接，有利于对农田的喷淋管底端位置以及周围位置进行均匀灌溉。

优选的，所述喷淋组件包括与所述端盖转动连接的转动管，所述转动管的外表面固定连接有支撑环，所述支撑环上转动连接有多组呈圆周排列的转动轴，所述转动轴上固定连接有喷淋管，所述喷淋管上连通有软管，所述软管的一端连通有延伸至所述转动管内部的连通管，所述连通管的底端延伸至所述出水管内，且所述转动轴与所述摆动组件相连接，有利于对农田进行喷淋灌溉。

优选的，所述摆动组件包括多组第一平齿轮，多组所述第一平齿轮分别与多组所述转动轴固定连接，且外侧啮合有与所述转动管和所述支撑环转动连接的第二平齿轮，所述第二平齿轮的外侧啮合有齿条，所述齿条上滑动连接有与所述转动管固定连接的滑轨，且所述齿条的底端固定连接有滑块，所述滑块上滑动连接有支撑板，所述支撑板上开设有与所述滑块相适配的滑槽，且所述支撑板的底端固定连接有延伸至所述出水管内的连接杆，所述连接杆与所述端盖活动连接，且底端固定连接有与所述出水管活动连接的浮动块，且所述支撑板上连接有用于带动支撑板往复移动的往复件，有利于带动喷淋管往复上下摆动。

优选的，所述往复件包括与所述端盖转动连接的第一连接轴，所述第一连接轴的底端延伸至所述出水管内且连接有驱动件，且顶端固定连接有与所述支撑板活动连接的往复丝杆，所述往复丝杆的顶端固定连接有与所述转动管转动连接的第二连接轴，且外表面螺纹连接有螺纹块，所述螺纹块的外表面固定连接有活动板，所述活动板上滑动连接有与所述端盖固定连接的限位杆，有利于带动齿条往复移动，进而带动喷淋管往复的上下摆动。

优选的，所述转动组件包括与所述第一连接轴固定连接的大齿轮，所述大齿轮的外侧啮合有小齿轮，所述小齿轮的轴心处位置固定连接有与所述端盖转动连接的第三连接轴，且外侧啮合有与所述转动管固定连接的齿轮环，有利于带动转动管转动，进而便于带动喷淋管转动。

优选的，所述驱动件包括安装于所述连接管内的叶轮，所述叶轮的轴心处位置固定连接有第四连接轴，所述第四连接轴的外表面转动连接有与所述立管固定连接的支撑架，且顶端固定连接有连接柱，所述连接柱上开设有插槽，所述插槽内插接有与所述第一连接轴固定连接的插块，有利于提供驱动力。

优选的，所述喷淋管的外表面固定连接有连接环，所述连接环上固定连接有与所述转动管固定连接的弹性拉绳，有利于喷淋管的复位，避免喷淋管堵塞。

优选的，所述插块的底端呈锥形，有利于插块插进插槽内，进而便于安装端盖。

一种现代化农业生产智能灌溉***，包括上述现代化农业生产智能灌溉设备，还包括土壤信息采集***、云计算服务***、灌溉***、无线网络传输及监控***。

优选的，所述***的构建包括以下步骤：

S1.构建土壤信息采集***：选定监测农田，在农田中安装多组用于检测土壤水分含量的传感器，用于检测信息。

S2.建立云计算服务***：构建算法模块、数据库模块以及网络通信模块；优化算法计算速度和最优设计，规划无人机飞行航线、土壤湿度反演运算以及制定灌溉方案；设计数据库存储和访问最优方式，提高存储和访问速度；

S3.建立灌溉***：灌溉设备上安装网络模块和水量控制模块，通过实验调节网络模块和水量控制模块的灵敏度；

S4.构建无线网络传输及监控***：建立硬件平台，包括交换机、磁盘阵列、防火墙、服务器、协调器、路由和终端，为土壤信号采集***、云计算服务***和灌溉***之间的网络通信。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置有喷淋组件和摆动组件以及转动组件，进而通过摆动组件的作用带动喷淋组件中的喷淋管进行往复的摆动，且摆动的范围由垂直向下至垂直向上，进而有利于对喷淋管附近以及周围的农业产品进行灌溉，且在摆动组件运行的过程中，将会带动转动组件运行，进而通过大齿轮的转动带动小齿轮的转动，进而带动齿轮环转动，进而带动转动管转动，进而带动喷淋转动，进而有利于均匀的对喷淋管底端以及周围的农田进行灌溉，因此解决了现有技术中灌溉设备由于喷头呈放射状导致远离喷头的位置水分较少而靠近喷头的位置水分较多，进而导致农田灌溉不均匀的问题。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明剖面结构示意图；

图3为本发明转动管剖面结构示意图；

图4为本发明喷淋组件结构示意图；

图5为本发明局部结构示意图；

图6为本发明摆动组件与往复件连接结构示意图；

图7为本发明摆动组件与转动轴以及喷淋管连接结构示意图；

图8为本发明转动组件与转动管连接结构示意图；

图9为本发明驱动件结构示意图；

图10为本发明图9中A区结构示意图。

图中：1-输水管；2-连接管；3-立管；4-出水管；5-端盖；6-喷淋组件；7-摆动组件；8-转动组件；9-转动管；10-支撑环；11-转动轴；12-喷淋管；13-软管；14-连通管；15-第一平齿轮；16-第二平齿轮；17-齿条；18-滑轨；19-滑块；20-支撑板；21-滑槽；22-连接杆；23-浮动块；24-往复件；25-第一连接轴；26-驱动件；27-往复丝杆；28-第二连接轴；29-螺纹块；30-活动板；31-限位杆；32-大齿轮；33-小齿轮；34-第三连接轴；35-齿轮环；36-叶轮；37-第四连接轴；38-支撑架；39-连接柱；40-插槽；41-插块；42-连接环；43-弹性拉绳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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1

请参阅图1和图2说明实施例1，图示中一种现代化农业生产智能灌溉设备，包括输水管1，输水管1的一端连通有连接管2，连接管2的顶端连通有立管3，立管3的顶端连通有出水管4，出水管4的顶端螺纹连接有端盖5；还包括喷淋组件6，用于对农业产品进行灌溉的喷淋组件6安装于端盖5上；摆动组件7，用于带动喷淋组件6摆动的摆动组件7与喷淋组件6相连接；转动组件8，用于带动喷淋组件6转动的转动组件8安装于喷淋组件6上，且与摆动组件7相连接。

请参阅图2-图4，图示中的喷淋组件6包括与端盖5转动连接的转动管9，转动管9的外表面固定连接有支撑环10，支撑环10上转动连接有多组呈圆周排列的转动轴11，转动轴11上固定连接有喷淋管12，喷淋管12上连通有软管13，软管13的一端连通有延伸至转动管9内部的连通管14，连通管14的底端延伸至出水管4内，且转动轴11与摆动组件7相连接，且喷淋管12的外表面固定连接有连接环42，连接环42上固定连接有与转动管9固定连接的弹性拉绳43。

请参阅图5-图7，图示中的摆动组件7包括多组第一平齿轮15，多组第一平齿轮15分别与多组转动轴11固定连接，且外侧啮合有与转动管9和支撑环10转动连接的第二平齿轮16，第二平齿轮16的外侧啮合有齿条17，齿条17上滑动连接有与转动管9固定连接的滑轨18，且齿条17的底端固定连接有滑块19，滑块19上滑动连接有支撑板20，支撑板20上开设有与滑块19相适配的滑槽21，且支撑板20的底端固定连接有延伸至出水管4内的连接杆22，连接杆22与端盖5活动连接，且底端固定连接有与出水管4活动连接的浮动块23，且支撑板20上连接有用于带动支撑板20往复移动的往复件24。

请参阅图5和图6，图示中的往复件24包括与端盖5转动连接的第一连接轴25，第一连接轴25的底端延伸至出水管4内且连接有驱动件26，且顶端固定连接有与支撑板20活动连接的往复丝杆27，往复丝杆27的顶端固定连接有与转动管9转动连接的第二连接轴28，且外表面螺纹连接有螺纹块29，螺纹块29的外表面固定连接有活动板30，活动板30上滑动连接有与端盖5固定连接的限位杆31。

一种现代化农业生产智能灌溉***，包括土壤信息采集***、云计算服务***、灌溉***和无线网络传输及监控***。

***的构建包括以下步骤：

S1.构建土壤信息采集***：选定监测农田，在农田中安装多组用于检测土壤水分含量的传感器，用于检测信息。

S2.建立云计算服务***：构建算法模块、数据库模块以及网络通信模块；优化算法计算速度和最优设计，土壤湿度反演运算以及制定灌溉方案；设计数据库存储和访问最优方式，提高存储和访问速度；

S3.建立灌溉***：灌溉设备上安装网络模块和水量控制模块，通过实验调节网络模块和水量控制模块的灵敏度；

S4.构建无线网络传输及监控***：建立硬件平台，包括交换机、磁盘阵列、防火墙、服务器、协调器、路由和终端，为土壤信号采集***、云计算服务***和灌溉***之间的网络通信。

本实施方式中，在对农田进行灌溉时，此时通过土壤信息采集***对农田内的土壤信息进行检测，在检测到信息后，通过云计算机服务***对制定出具体的灌溉方案，从而通过灌溉***对农田进行灌溉，而无线网络传输及监控***为土壤信号采集***、云计算服务***和灌溉***之间的网络通信。

本实施方式中，在制定出合理的灌溉方案后，此时通过向输水管1内输送水源，进而水将会通过水管进入连接管2内，进而进入立管3内，进而进入出水管4内，进而通过与之连通的连通管14进入软管13内，最终进入喷淋管12内，通过喷淋管12的作用对农田进行喷淋，且在水进入连接管2内时，将会带动驱动件26运行，进而带动第一连接轴25转动，进而带动往复丝杆27转动，此时由于限位杆31的作用，进而带动螺纹块29以及活动板30移动，且在此过程中，水进入到出水管4中时，此时由于水流动的作用以及水浮力的作用使得浮动块23上升，进而带动连接杆22上升，进而带动支撑板20上升，进而使得在支撑板20与活动板30接触后，此时的支撑板20将会随着活动板30的移动而移动，从而由于往复丝杆27的作用将会带动螺纹块29以及活动板30往复移动，进而带动支撑板20往复移动，从而带动与之滑动连接的齿条17往复移动，进而带动与之啮合连接的第二平齿轮16往复转动，进而带动第一平齿轮15往复转动，进而带动转动轴11以及喷淋转动往复转动，进而使得喷淋管12上下摆动，从而便于对农田进而均匀灌溉。

本实施方式中，在驱动件26带动第一连接轴25转动时将会带动转动组件8运行，进而通过转动组件8的作用将会转动管9转动，进而带动喷淋管12转动，由于齿条17通过滑块19与支撑板20滑动连接，进而齿条17随着转动管9转动而转动，但在此过程中，齿条17与支撑板20不会脱离，进而支撑板20的移动一直能够带动齿条17往复移动，从而在转动管9带动喷淋管12转动的过程中，喷淋管12一直处于上下摆动的运行状态，进而进一步使得农田的灌溉更加均匀。

本实施方式中，在灌溉结束后，出水管4内的水逐渐清空，此时浮动块23逐渐下降复位，进而带动齿条17复位，进而带动第一平齿轮15和第二平齿轮16以及转动轴11复位，进而带动喷淋管12复位至垂直向下，且由于弹性拉绳43的作用拉动喷淋管12，进而便于喷淋管12进行复位，由于复位后的喷淋管12垂直向下，进而避免喷淋管12向上倾斜容易堵塞的问题出现。

实施例2

请参阅图1和图2说明实施例2，本实施方式对实施例1作进一步说明，图示中一种现代化农业生产智能灌溉设备，包括输水管1，输水管1的一端连通有连接管2，连接管2的顶端连通有立管3，立管3的顶端连通有出水管4，出水管4的顶端螺纹连接有端盖5；还包括喷淋组件6，用于对农业产品进行灌溉的喷淋组件6安装于端盖5上；摆动组件7，用于带动喷淋组件6摆动的摆动组件7与喷淋组件6相连接；转动组件8，用于带动喷淋组件6转动的转动组件8安装于喷淋组件6上，且与摆动组件7相连接。

请参阅图3和图8，图示中的转动组件8包括与第一连接轴25固定连接的大齿轮32，大齿轮32的外侧啮合有小齿轮33，小齿轮33的轴心处位置固定连接有与端盖5转动连接的第三连接轴34，且外侧啮合有与转动管9固定连接的齿轮环35。

本实施方式中，在第一连接轴25转动时将会带动大齿轮32转动，进而带动小齿轮33转动，进而带动齿轮环35转动，进而带动转动管9转动，进而带动喷淋管12转动，由于大齿轮32的直径大于小齿轮33的直径，进而加速小齿轮33的转动速率，进而加速齿轮环35以及转动管9转动，进而加速喷淋管12的转动。

实施例3

请参阅图5和图6说明实施例3，本实施方式对实施例1作进一步说明，图示中往复件24包括与端盖5转动连接的第一连接轴25，第一连接轴25的底端延伸至出水管4内且连接有驱动件26，且顶端固定连接有与支撑板20活动连接的往复丝杆27，往复丝杆27的顶端固定连接有与转动管9转动连接的第二连接轴28，且外表面螺纹连接有螺纹块29，螺纹块29的外表面固定连接有活动板30，活动板30上滑动连接有与端盖5固定连接的限位杆31。

请参阅图9和图10，图示中的驱动件26包括安装于连接管2内的叶轮36，叶轮36的轴心处位置固定连接有第四连接轴37，第四连接轴37的外表面转动连接有与立管3固定连接的支撑架38，且顶端固定连接有连接柱39，连接柱39上开设有插槽40，插槽40内插接有与第一连接轴25固定连接的插块41。

本实施方式中，在水流经过连接管2时，由于水流的作用将会带动叶轮36转动，进而带动第四连接轴37转动，进而带动连接柱39转动，由于插块41与插槽40的作用将会带动第一连接轴25转动。

本实施方式中，由于插块41和插槽40的作用，进而便于对端盖5与出水管4进行拆卸，进而便于喷淋组件6和摆动组件7以及转动组件8进行拆卸，进而有利于对其进行维护和更换。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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。

Claims (8)

1.一种现代化农业生产智能灌溉设备，其特征在于，包括：

输水管（1），所述输水管（1）的一端连通有连接管（2），所述连接管（2）的顶端连通有立管（3），所述立管（3）的顶端连通有出水管（4），所述出水管（4）的顶端螺纹连接有端盖（5）；

还包括：

喷淋组件（6），用于对农业产品进行灌溉的所述喷淋组件（6）安装于所述端盖（5）上；

摆动组件（7），用于带动所述喷淋组件（6）摆动的所述摆动组件（7）与所述喷淋组件（6）相连接；

转动组件（8），用于带动所述喷淋组件（6）转动的所述转动组件（8）安装于所述喷淋组件（6）上，且与所述摆动组件（7）相连接；

所述喷淋组件（6）包括与所述端盖（5）转动连接的转动管（9），所述转动管（9）的外表面固定连接有支撑环（10），所述支撑环（10）上转动连接有多组呈圆周排列的转动轴（11），所述转动轴（11）上固定连接有喷淋管（12），所述喷淋管（12）上连通有软管（13），所述软管（13）的一端连通有延伸至所述转动管（9）内部的连通管（14），所述连通管（14）的底端延伸至所述出水管（4）内，且所述转动轴（11）与所述摆动组件（7）相连接；

所述摆动组件（7）包括多组第一平齿轮（15），多组所述第一平齿轮（15）分别与多组所述转动轴（11）固定连接，且外侧啮合有与所述转动管（9）和所述支撑环（10）转动连接的第二平齿轮（16），所述第二平齿轮（16）的外侧啮合有齿条（17），所述齿条（17）上滑动连接有与所述转动管（9）固定连接的滑轨（18），且所述齿条（17）的底端固定连接有滑块（19），所述滑块（19）上滑动连接有支撑板（20），所述支撑板（20）上开设有与所述滑块（19）相适配的滑槽（21），且所述支撑板（20）的底端固定连接有延伸至所述出水管（4）内的连接杆（22），所述连接杆（22）与所述端盖（5）活动连接，且底端固定连接有与所述出水管（4）活动连接的浮动块（23），且所述支撑板（20）上连接有用于带动支撑板（20）往复移动的往复件（24）。

2.根据权利要求1所述的一种现代化农业生产智能灌溉设备，其特征在于：所述往复件（24）包括与所述端盖（5）转动连接的第一连接轴（25），所述第一连接轴（25）的底端延伸至所述出水管（4）内且连接有驱动件（26），且顶端固定连接有与所述支撑板（20）活动连接的往复丝杆（27），所述往复丝杆（27）的顶端固定连接有与所述转动管（9）转动连接的第二连接轴（28），且外表面螺纹连接有螺纹块（29），所述螺纹块（29）的外表面固定连接有活动板（30），所述活动板（30）上滑动连接有与所述端盖（5）固定连接的限位杆（31）。

3.根据权利要求2所述的一种现代化农业生产智能灌溉设备，其特征在于：所述转动组件（8）包括与所述第一连接轴（25）固定连接的大齿轮（32），所述大齿轮（32）的外侧啮合有小齿轮（33），所述小齿轮（33）的轴心处位置固定连接有与所述端盖（5）转动连接的第三连接轴（34），且外侧啮合有与所述转动管（9）固定连接的齿轮环（35）。

4.根据权利要求3所述的一种现代化农业生产智能灌溉设备，其特征在于：所述驱动件（26）包括安装于所述连接管（2）内的叶轮（36），所述叶轮（36）的轴心处位置固定连接有第四连接轴（37），所述第四连接轴（37）的外表面转动连接有与所述立管（3）固定连接的支撑架（38），且顶端固定连接有连接柱（39），所述连接柱（39）上开设有插槽（40），所述插槽（40）内插接有与所述第一连接轴（25）固定连接的插块（41）。

5.根据权利要求1所述的一种现代化农业生产智能灌溉设备，其特征在于：所述喷淋管（12）的外表面固定连接有连接环（42），所述连接环（42）上固定连接有与所述转动管（9）固定连接的弹性拉绳（43）。

6.根据权利要求4所述的一种现代化农业生产智能灌溉设备，其特征在于：所述插块（41）的底端呈锥形。

7.一种现代化农业生产智能灌溉***，包括如权利要求1-6任一项所述的现代化农业生产智能灌溉设备，其特征在于，还包括：

土壤信息采集***、云计算服务***、灌溉***、无线网络传输及监控***。

8.根据权利要求7所述的一种现代化农业生产智能灌溉***，其特征在于，所述***的构建包括以下步骤：

S1.构建土壤信息采集***：选定监测农田，在农田中安装多组用于检测土壤水分含量的传感器，用于检测信息;

S2.建立云计算服务***：构建算法模块、数据库模块以及网络通信模块；优化算法计算速度和最优设计，规划无人机飞行航线、土壤湿度反演运算以及制定灌溉方案；设计数据库存储和访问最优方式，提高存储和访问速度；

S3.建立灌溉***：灌溉设备上安装网络模块和水量控制模块，通过实验调节网络模块和水量控制模块的灵敏度；

S4.构建无线网络传输及监控***：建立硬件平台，包括交换机、磁盘阵列、防火墙、服务器、协调器、路由和终端，为土壤信号采集***、云计算服务***和灌溉***之间的网络通信。