一种基于RFID技术的自动越跨喷灌机系统的制作方法

本发明属于农业工程技术领域，特别是一种基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统。

背景技术：

为了提高室内喷灌机的利用率，实现单台喷灌机对多跨内作物进行灌溉，目前通行的做法是在垂直于喷灌机的行走方向设置跨间转移轨道(位于行走主轨道上方)，再设置一套人工推移的喷灌机转移装置沿跨间转移轨道(即温室跨度方向)运动。这种转移装置的下方悬挂两段可容纳喷灌机及全部输水软管、电缆的活动轨道管。在换跨作业时，使用人工将喷灌机以及输水软管、电缆收集到转移装置下方的两段活动轨道管上，解除两活动段轨道管与行走主轨道之间的锁紧扣，沿转移轨道方向推移转移装置至下一跨，使两段活动轨道管与该跨的行走主轨道对接，重新锁紧后进行灌溉作业。此种喷灌机转移装置的缺点在于：①将转移装置的活动主轨道与每跨的行走主轨道对接并推移至下一跨的过程均需由人工完成，操作费时费力。②虽然喷灌机的自动化程度很高，都能实现按照预设的日期、时间、次数进行自动灌溉，可是一旦在温室中越跨使用，则完全依赖人工操作。传统的喷灌机转移装置己成为制约喷灌机使用性能发挥的技术瓶颈。射频识别，rfid(radiofrequencyidentification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。如何利用rfid技术解决现有技术的难题，成为新的研究课题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统，其应用rfid技术，可以解决传统将转移装置的活动主轨道与每跨的行走主轨道对接并推移至下一跨的过程需人工操作的问题，并可实现喷灌机按照预设的日期、时间、次数进行自动灌溉，减轻了劳动者的劳动强度，提高了劳动效率，提高了喷灌机的自动化、智能化程度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统，包括位于主轨道上的喷灌机构和位于转移轨道上的转移机构，以及自动控制机构；多个主轨道相互平行且位于同一水平面，该转移轨道呈水平，位于多个主轨道一端上方，且与各主轨道相互垂直；该主轨道包括相互平行的管状的第一轨道和第二轨道，该转移轨道包括相互平行的第三轨道和第四轨道；

该喷灌机构包括水平的顶板，该顶板两侧分别设有两个第一滚轮和两个第二滚轮，分别位于该第一轨道和第二轨道上；该顶板底面向下延伸设有两个支撑杆，两个支撑杆底端之间设有水平的悬梁；该悬梁两端底部各设有一个连接件，两个连接件底部之间设有水平的横梁，该横梁两端均向下延伸设有竖向的吊杆；各吊杆底端分别与一个水平的带喷口的喷管固定连接，两个喷管在相邻的一端固定连接；该吊杆顶部侧面设有横向的拉杆；该拉杆的两端分别位于该喷管的两侧，并与同一侧的喷管通过两个拉索固定连接；该横梁外侧设有两个固定角钢，该固定角钢外侧通过固定环固定连接倒u型的供水管，该供水管的两个底端均连接软管，且固定在两个吊杆上；两个软管的末端分别与两个喷管的进水口连接；该供水管顶部外侧设有用于连接水源的进水总管；该顶板底面一侧向下延伸设有支座，该支座设有第一行走电机，该第一行走电机连接第一减速器，该第一减速器的输出轴连接皮带轮，该皮带轮与该第一滚轮的滚轴上的皮带轮通过皮带连接；该悬梁顶面向上延伸设有竖向的第一传感器安装杆，该第一传感器安装杆设有传感器支架，该传感器支架上设有用于感知故障信号的第一传感器；该第二滚轮中靠近该转移轨道的一个底部设有用于感知主轨道末端的第二传感器，另一个第二滚轮底部设有用于感知转移至转移轨道次数的第三传感器；与该第二滚轮位于同一侧的吊杆底部设有用于感知该向左进行喷灌信号的第四传感器，另一吊杆底部设有用于感知向右进行喷灌信号的第五传感器；

该转移机构包括水平的顶架，该顶架两侧分别设有两个第三滚轮和两个第四滚轮，分别位于该第三轨道和第四轨道上；该顶架设有第二行走电机，该第二行走电机连接第二减速器，该第一减速器的输出轴连接该第三滚轮；该顶架底部固定设有两个与该转移轨道平行的转接板，该转接板穿设有两个与该第一轨道和第二轨道对应的转接杆，两个转接杆与该第一轨道和第二轨道位于同一平面，且能在该转接板内滑动并伸入对应的第一轨道和第二轨道内部；两个转接杆之间通过连杆固定连接；该连杆设有电动推杆，该电动推杆的伸缩杆与该转接板固定连接，使电动推杆的伸缩杆伸缩时带动两个转接杆向该第一轨道和第二轨道方向往复移动；其中一个转接杆侧方设有横向的第二传感器安装杆，该第二传感器安装杆设有用于感知对接力度的第六传感器，以及用于感知分离信号的第七传感器；另一个转接杆靠近该主轨道的一端设有用于感知对接准确信号的第八传感器，另一端设有用于感知下一个主轨道信号的第九传感器；该顶架靠近该主轨道的一侧设有对位支架，该对位支架设有读卡器及rfid传感器；

该第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器、第六传感器、第七传感器、第八传感器、第九传感器及rfid传感器均连接至该控制机构。

进一步的，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器、第六传感器、第七传感器、第八传感器、第九传感器均为霍尔传感器。

进一步的，所述第二滚轮两侧设有限位板，该限位板位于所述第二轨道两侧。

进一步的，所述转移轨道上还设有供水车，该供水车设有连接至水源的管路，该管路连接至所述进水总管。

进一步的，所述进水总管设有压力表。

进一步的，所述自动控制机构位于所述顶架内。

进一步的，所述喷灌机构、转移机构材质为q235不锈钢。

本发明的有益效果是：本发明基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统，其跨间自动转移装置应用rfid技术，采用电动行走方式，越跨转移装置的活动主轨道与行走主轨道的对接、喷灌机的转移行走及换跨均靠电动完成，操作省时省力，充分发挥了喷灌机构的自控功能，不仅在温室开间方向可实现程控运行，而且可以借助跨间自动转移装置按照预定程序在跨间实现自动转移，改变了以往温室喷灌机只能在单跨内自动运行，越跨使用需人工推移的尴尬局面，使单台喷灌机适宜的控制面积由原来的1000m²增至5000-6000m²。

附图说明

图1是本发明基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统的整体结构示意图。

图2是本发明基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统的喷管机构的结构示意图。

图3是图2中a-a方向的剖视图。

图4是本发明基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统的转移机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供一种基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统，包括位于主轨道1上的喷灌机构2和位于转移轨道3上的转移机构4，以及自动控制机构5。多个主轨道1相互平行且位于同一水平面，该转移轨道3呈水平，位于多个主轨道1一端上方，且与各主轨道1相互垂直。该主轨道1包括相互平行的管状的第一轨道11和第二轨道12，该转移轨道包括相互平行的第三轨道31和第四轨道32。

如图2、图3所示，该喷灌机构2包括水平的顶板21，该顶板21两侧分别设有两个第一滚轮211和两个第二滚轮212，分别位于该第一轨道11和第二轨道12上。该顶板21底面向下延伸设有两个支撑杆22，两个支撑杆22底端之间设有水平的悬梁23。该悬梁23两端底部各设有一个连接件，两个连接件底部之间设有水平的横梁24，该横梁24两端均向下延伸设有竖向的吊杆25。各吊杆25底端分别与一个水平的带喷口的喷管26固定连接，两个喷管26在相邻的一端固定连接。该吊杆25顶部侧面设有横向的拉杆251。该拉杆251的两端分别位于该喷管26的两侧，并与同一侧的喷管26通过两个拉索252固定连接。该横梁24外侧设有两个固定角钢，该固定角钢外侧通过固定环固定连接倒u型的供水管27，该供水管27的两个底端均连接软管271，且固定在两个吊杆25上。两个软管271的末端分别与两个喷管26的进水口连接。该供水管27顶部外侧设有用于连接水源的进水总管272。该顶板21底面一侧向下延伸设有支座，该支座设有第一行走电机28，该第一行走电机28连接第一减速器，该第一减速器的输出轴连接皮带轮281，该皮带轮281与该第一滚轮211的滚轴上的皮带轮通过皮带连接。该悬梁23顶面向上延伸设有竖向的第一传感器安装杆29，该第一传感器安装杆29设有传感器支架，该传感器支架上设有用于感知故障信号的第一传感器291。该第二滚轮212中靠近该转移轨道3的一个的底部设有用于感知主轨道1末端的第二传感器292，另一个第二滚轮212底部设有用于感知转移至转移轨道次数的第三传感器293。与该第二滚轮212位于同一侧的吊杆25底部设有用于感知该向左进行喷灌信号的第四传感器294，另一吊杆25底部设有用于感知向右进行喷灌信号的第五传感器295。

如图4所示，该转移机构4包括水平的顶架41，该自动控制机构5位于该顶架41内。该顶架41两侧分别设有两个第三滚轮411和两个第四滚轮412，分别位于该第三轨道31和第四轨道32上。该顶架41设有第二行走电机42，该第二行走电机42连接第二减速器，该第一减速器的输出轴连接该第三滚轮411。该顶架41底部固定设有两个与该转移轨道3平行的转接板43，该转接板43穿设有两个与该第一轨道11和第二轨道12对应的转接杆431，两个转接杆431与该第一轨道11和第二轨道12位于同一平面，且能在该转接板43内滑动并伸入对应的第一轨道11和第二轨道12内部。两个转接杆431之间通过连杆432固定连接。该连杆432设有电动推杆44，该电动推杆44的伸缩杆与该转接板43固定连接，使电动推杆44的伸缩杆伸缩时带动两个转接杆431向该第一轨道11和第二轨道12方向往复移动。其中一个转接杆431侧方设有横向的第二传感器安装杆45，该第二传感器安装杆45设有用于感知对接力度的第六传感器46，以及用于感知分离信号的第七传感器47。另一个转接杆431靠近该主轨道1的一端设有用于感知对接准确信号的第八传感器48，另一端设有用于感知下一个主轨道信号的第九传感器49。该顶架41靠近该主轨道的一侧设有对位支架413，该对位支架413设有读卡器414及rfid传感器415。

该第一传感器291、第二传感器292、第三传感器293、第四传感器294、第五传感器295、第六传感器46、第七传感器47、第八传感器48、第九传感器49及rfid传感器415均连接至该自动控制机构5。该第一传感器291、第二传感器292、第三传感器293、第四传感器294、第五传感器295、第六传感器46、第七传感器47、第八传感器48、第九传感器49均为霍尔传感器。

为了保证对接准确，该第二滚轮212两侧设有限位板，该限位板位于该第二轨道12两侧。该转移轨道3上还设有供水车6，该供水车6设有连接至水源的管路，该管路连接至该进水总管272，该进水总管272设有压力表273，以监测供水压力。本发明的喷灌机构2、转移机构4材质为q235不锈钢，可进行模块化组装，改善了传统型钢笨重、件数多，成本高，防水差等缺点，具有模块化、重量轻、成本低等特点。

本发明一种基于rfid技术的自动越跨喷灌机系统作业过程如下：如图1所示，当温室内需要进行灌溉作业时，根据作物需要的水量在触摸屏中对作物浇灌的时间、次数在自动控制机构5内进行设定，设定好后，按下“启动”按钮，此时喷灌机构2便会沿着温室的主轨道1进行喷灌作业，当喷灌机构2沿着主轨道1完成1跨作业时，需要进行越跨作业，此时，第二行走电机42启动带有rfid射频卡的转移机构4与喷灌机构2进行对接，对接后转移机构4在第二行走电机42的作用下沿转移轨道3将喷灌机构2运送至下一跨进行作业，此时，转移机构4与喷灌机构2进行脱离，喷灌机构2带动供水小车6进行下一跨作业，如此循环。

具体来说，当喷灌机构2在第一行走电机28的电力驱动下沿着主轨道1进行喷灌作业时走至温室主轨道1尽头时，第二传感器292自动检测到信号，停止作业，然后沿着主轨道1向转移轨道3方向进行作业，当作业至转移轨道3时，第三传感器293自动检测到信号，并进行计数，反馈至自动控制机构5触摸屏上，由于喷灌机构2的喷管等相对较长，在实施作业时会遇到人走过等，如果不注意会有危险，如遇此情况，安装在第一传感器安装架29上的第一传感器291便会检测到故障信号，从而暂停，避免危险发生。当一切顺利时，在第一个主轨道1完成全部作业时，喷灌机构2与转移机构4在转移轨道3上进行对接，此时，电动推杆44带动转接杆431与主轨道1进行对接，喷灌机构2移动到转接杆431上，转移机构4对位支架进行位置校准，第八传感器48检测到对位准确信号进行位置对准，当喷灌机构2接头力量过大时，对接不准确时，第六传感器46便会检测到信号，进而重新对位，减少了如果直接对位不准确造成供水管脱落等风险，对接时，安装在转移机构4对位支架上的读卡器414读取喷灌机构2上在第三传感器293读取的信号，从而进行判断是应该继续往左一跨喷灌还是右一跨喷灌。此时，喷灌机构2需判断该向左或是向右进行喷灌，如果第四传感器294检测到信号，则向左进行喷灌作业，如果第五传感器295检测到信号时，则向右进行喷灌作业。以向右进行喷灌作业为例，rfid自动转移机构4带着喷灌机构2最开始向右时是快速前进的，当快行进到下一个喷灌主轨道1时，第九传感器49检测到信号，在减速电机的作用下，速度慢慢降下来，直至喷灌机构2需在下一个主轨道1上进行作业，喷灌机构2与rfid自动转移机构4需分开，此时，第七传感器47检测到信号，进行自动脱离，完成1次循环。

本发明优点如下：1、采用rfid技术，进行主轨道与转移轨道的对接，使喷灌机构的转移行走及换跨靠电动即可完成，操作省时省力，充分发挥了喷灌机构的自控功能，不仅仅可在单跨内实现自动灌溉，而且通过转移对位rfid传感器对位后，由读卡器自动读取行走轨道上的数据，可在整座温室内按照预设的日期、时间、次数进行自动灌溉。2、采用q235不锈钢代替传统铝型材，可进行模块化组装，改善了传统型钢笨重、件数多，成本高，防水差等缺点，具有模块化、重量轻、成本低等特点。3、本发明有效地解决了传统越跨喷灌机在越跨时手动越跨及计数问题，降低了成本，提高了喷灌机的自动化程度。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。