一种农学节水灌溉装置的制作方法

1.本发明涉及灌溉装置技术领域，特别涉及一种农学节水灌溉装置。


背景技术：

2.为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分，在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求，因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。
3.灌溉的实质在于给埋藏在土壤中的植物根系进行补水，使植物根系充分吸取土壤中的水分进而快速将水分传输至植物的各个部分，现有的灌溉装置大多是在地表进行灌溉，水流需要经过一定的时间慢慢渗入土壤中，进而到达植物根系部分，只有停留在植物根系层的土壤中的水分可以快速被植株吸收。
4.水喷洒在地面的过程中，有一部分水会附着在植物的叶子，枝干等位置，随着时间的推移慢慢挥发，落入土壤表层的水分需要慢慢渗入土壤中，在此期间部分水分会挥发，部分水分会停留在根系层之上的土壤中，只有到达植物根系层的水分才能得到有效利用，粗略计算，传统的灌溉装置大约会浪费掉30％左右的水，这种方式无意中造成了水资源的浪费。


技术实现要素：

5.本发明提供的一种农学节水灌溉装置，能够根据植株根茎所在层的位置调节开槽器的开槽深度，从而使水流可以直接到达根茎层，避免水资源的浪费。
6.本发明提供了一种农学节水灌溉装置，包括：
7.固定于移动设备上的固定架；
8.伸缩部，连接于固定架的下端，能够沿竖直方向伸缩；
9.灌水器，固连于伸缩部的下端，内部具有纵向的引水通道，下端面具有出水孔，出水孔与引水通道连通；
10.开槽器，固连于灌水器的下端，能够在土地上开槽，开槽器的表面开设有多条纵向的导流槽，导流槽与出水孔连通；
11.供水软管，下端穿过灌水器的上端延伸入引水通道内，上端与供水总管路相连。
12.可选的，伸缩部与灌水器之间连接有旋转部，灌水器与旋转部连接，旋转部能够绕灌水器的轴向旋转。
13.可选的，伸缩部包括：
14.壳体，与固定架固连；
15.第一电机，固定于壳体内，旋转轴竖直向下，第一电机分别与第一电机控制器以及设于移动设备上的供电电源电连接；
16.螺杆，设于壳体内，且上端通过联轴器与第一电机的输出轴轴连接，下端与灌水器之间有间隙；
17.移动块，螺接于螺杆的外周，与壳体沿竖直方向滑动连接；
18.连接杆，上端与移动块连接，下端与灌水器连接。
19.可选的，旋转部包括：
20.伸缩杆，上端与螺杆的下端固连，下端与灌水器固连连，能够沿竖直方向伸长或缩短；
21.灌水器的上端面具有环形滑轨，连接杆的下端具有与环形滑轨滑动配合的滑块。
22.可选的，开槽器的后方设置有掩埋部，掩埋部与固定架通过弹性伸缩部连接，掩埋部能够将开槽器开出的土沟进行掩埋，弹性伸缩部能够沿竖直方向弹性伸缩，以使掩埋部始终接触地面。
23.可选的，弹性伸缩部包括：
24.套筒，上端封闭，下端开放，上端与固定架固定连接；
25.移动杆，上部延伸入套筒内，并与套筒的侧壁沿竖向滑动连接；
26.弹簧，设于套筒内，上端与套筒的内底壁固连，下端与移动杆的上端固连。
27.可选的，掩埋部包括：
28.上下往复移动机构，与移动杆的下端连接，能够沿竖直方向往复运动；
29.牵引杆，竖直设置，上端与上下往复移动机构的移动端连接；
30.横向连接杆，分别设于牵引杆的左右两侧，靠近牵引杆的一侧端与牵引杆的下端相铰接；
31.推板，分别垂直连接于横向连接杆的下端。
32.可选的，上下往复移动机构包括：
33.横板，与移动杆的下端固连；
34.第二电机，固连于横板上，输出轴垂直于移动杆的轴向设置，第二电机分别与第二电机控制器以及设于移动设备上的供电电源电连接移；
35.转动杆，平行于移动杆的轴向设置，上端与第二电机的输出轴通过轴承连接；
36.摆杆，上端与转动杆的下端铰接；
37.连接块，与摆杆的下端铰接，并与沿竖直方向连接于横板上的限位板滑动连接，牵引杆的上端与连接块固连。
38.可选的，还包括设于开槽器前方的测量部，测量部包括：
39.电动伸缩杆，沿竖直方向设置，固定端与固定架固连，分别与电动伸缩杆控制器以及设于移动设备上的供电电源电连接；
40.水平板体，垂直于电动伸缩杆的轴向设置，与电动伸缩杆的伸缩端固连；
41.第一压力传感器，设于开槽器靠近下端的侧壁上，用于检测地面压力；
42.第二压力传感器，均布于水平板体的下端面，用于检测植株顶部的压力；
43.距离传感器，设于水平板体的下端面，用于检测植株顶部到地面的距离；
44.单向电磁阀，设于供水软管上，以使水流只能从供水总管路向供水软管流动；
45.微处理器，分别与第一压力传感器、第二压力传感器、距离传感器、电动伸缩杆控制器、单向电磁阀、第一电机控制器和第二电机控制器信号连接，微处理器与供电电源电连接；
46.微处理器通过第一电机控制器控制第一电机转动，直至接收到第一压力传感器检
测到的地面压力，则控制第一电机停止转动，随后微处理器通过电动伸缩杆控制器控制电动伸缩杆伸长直至接收到第二压力传感器检测到的植株顶部的压力，并通过此时距离传感器检测到的植株顶部到地面的距离值计算出植株深入地下的长度，微处理器控制第一电机转动，直至移动块的移动距离等于植株深入地下的长度时控制第一电机停止转动，随后控制单向电磁阀打开。
47.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过固定架将灌溉装置与移动设备连接起来使其能够在田间移动，通过在开槽器上设置导流槽可以保证水流从出水孔流出后沿导流槽进入土壤中的同时，避免土壤颗粒堵塞灌水器上的出水孔，通过设置的伸缩部可以调节开槽器深入土壤中的深度，从而使开槽器底部到达植物的根系层，使水流直接到达植物的根系层所在的土壤，避免了水流在从地表进入根系层之间的水分流失和附着在植物叶子上面，最大程度的节约了水资源。
附图说明
48.图1为本发明实施例提供的一种农学节水灌溉装置的左视图；
49.图2为本发明实施例提供的伸缩部和旋转部的结构示意图；
50.图3为本发明实施例提供的弹性伸缩部的结构示意图；
51.图4为本发明实施例提供的掩埋部的结构示意图；
52.图5为本发明实施例提供的上下往复移动机构的结构示意图。
53.附图标记说明：
54.100
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固定架，101
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供水软管，102
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供水总管路，2
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伸缩部，200
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壳体，201
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第一电机，202
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螺杆，203
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联轴器，204
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移动块，205
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连接杆，3
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灌水器，300
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引水通道，301
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出水孔，302
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环形滑轨，4
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开槽器，400
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导流槽，5
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旋转部，500
‑
伸缩杆，501
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滑块，6
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掩埋部，600
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横向连接杆，601
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推板，602
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牵引杆，7
‑
弹性伸缩部，700
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套筒，701
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移动杆，702
‑
弹簧，8
‑
上下往复移动机构，800
‑
横板，801
‑
第二电机，802
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转动杆，803
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摆杆，804
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连接块，805
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限位板，9
‑
测量部，900
‑
电动伸缩杆，901
‑
水平板体，902
‑
第二压力传感器，903
‑
距离传感器，904
‑
第一压力传感器，905
‑
单向电磁阀。
具体实施方式
55.下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
56.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
57.如图1所示，本发明实施例提供的一种农学节水灌溉装置，包括：固定架100、伸缩部2、灌水器3、开槽器4和供水软管101，固定架100固定于移动设备上，伸缩部2连接于固定架100的下端，能够沿竖直方向伸缩，灌水器3固连于伸缩部2的下端，内部具有纵向的引水通道300，下端面具有出水孔301，出水孔301与引水通道300连通，开槽器4固连于灌水器3的
下端，能够在土地上开槽，开槽器4的表面开设有多条纵向的导流槽400，导流槽400与出水孔301连通，供水软管101的下端穿过灌水器3的上端延伸入引水通道300内，上端与供水总管路102相连。
58.在使用本发明装置时，将固定架100安装在移动设备上，在本实施例中，移动设备可以是各种农用车，只要能够在田间行走的就可以，形式不限，从地头开始，根据植物根系所在的大致深度调整伸缩部2的伸缩长度，使开槽器4的底部到达植物根系所在的土壤层，打开供水总管路102，水流从灌水器3的引水通道300流出至出水孔301处，水流再沿开槽器4上的导流槽400流入至土壤中，随着移动设备的移动则开槽器4移动完成对正片田地的灌溉，也可在供水总管路102上设置增压泵，使水压大于土壤对开槽器4的压力，避免土壤堵塞导流槽400。
59.本发明通过固定架将灌溉装置与移动设备连接起来使其能够在田间移动，通过在开槽器上设置导流槽可以保证水流从出水孔流出后沿导流槽进入土壤中的同时，避免土壤颗粒堵塞灌水器上的出水孔，通过设置的伸缩部可以调节开槽器深入土壤中的深度，从而使开槽器底部到达植物的根系层，使水流直接到达植物的根系层所在的土壤，避免了水流在从地表进入根系层之间的水分流失和附着在植物叶子上面，最大程度的节约了水资源。
60.可选的，伸缩部2与灌水器3之间连接有旋转部5，灌水器3与旋转部5连接，旋转部5能够绕灌水器3的轴向旋转，在开槽器4进入土壤的过程中，为了避免土壤堵塞开槽器4，设置的旋转部5带动开槽器4旋转使附着于其上的土壤在离心力的作用下脱离开槽器。
61.参考图2，本发明实施例中的伸缩部2包括：壳体200、第一电机201、螺杆202、移动块204和连接杆205，壳体200与固定架100固连，第一电机201固定于壳体200内，旋转轴竖直向下，第一电机201分别与第一电机控制器以及设于移动设备上的供电电源电连接，螺杆202设于壳体200内，且上端通过联轴器203与第一电机201的输出轴轴连接，下端与灌水器3之间有间隙，移动块204螺接于螺杆202的外周，与壳体200沿竖直方向滑动连接，连接杆205上端与移动块204连接，下端与灌水器3连接，旋转部5包括：伸缩杆500，伸缩杆500的上端与螺杆202的下端固连，下端与灌水器3固连连，能够沿竖直方向伸长或缩短，灌水器3的上端面具有环形滑轨302，连接杆205的下端具有与环形滑轨302滑动配合的滑块501。
62.使用方法及工作原理：开启第一电机201，则螺杆202转动带动移动块204下移，移动块204带动连接杆202同步下移，则实现了灌水器3和开槽器4同步下移直至开槽器4的底部到达植物跟系所在的土壤层则关闭第一电机201，在此过程中，螺杆202带动伸缩杆500同步转动，伸缩杆500带动灌水器3转动的同时伸缩杆500逐渐伸长，从而使得开槽器4在深入土壤的过程中产生旋转，避免了土壤附着在开槽器4上，在本实施例中，伸缩杆500可以使多级套筒依次套接在一起形成的，这样节约空间的同时可以实现大幅度的伸长量。
63.为了进一步保证到达植物根系所在的土壤层的水分不会蒸发，本发明在开槽器4的后方设置有掩埋部6，掩埋部6与固定架100通过弹性伸缩部7连接，掩埋部6能够将开槽器4开出的土沟进行掩埋，弹性伸缩部7能够沿竖直方向弹性伸缩，以使掩埋部6始终接触地面，掩埋部6可以在灌溉后将灌溉过的地方进行土壤掩埋，这样就使水分尽可能的锁在土壤中，避免其蒸发。
64.参考图3，弹性伸缩部7包括：套筒700、移动杆701和弹簧702，套筒700上端封闭，下端开放，上端与固定架100固定连接，移动杆701上部延伸入套筒700内，并与套筒700的侧壁
沿竖向滑动连接，弹簧702设于套筒700内，上端与套筒700的内底壁固连，下端与移动杆701的上端固连。
65.掩埋部6在掩埋过程中，弹簧702施加给移动杆701向下的作用力，使掩埋部6的底部始终接触地面，这样就可以保证掩埋部6能够将水沟两侧凸起的土壤推入水沟中。
66.参考图4
‑
5，掩埋部6包括：上下往复移动机构8、横向连接杆600和推板601，上下往复移动机构8与移动杆701的下端连接，能够沿竖直方向往复运动，上下往复移动机构8包括：横板800、第二电机801、转动杆802、摆杆803和连接块804，横板800与移动杆701的下端固连，第二电机801固连于横板800上，输出轴垂直于移动杆701的轴向设置，第二电机801分别与第二电机控制器以及设于移动设备上的供电电源电连接移，转动杆802平行于移动杆701的轴向设置，上端与第二电机801的输出轴通过轴承连接，摆杆803上端与转动杆802的下端铰接，连接块804与摆杆803的下端铰接，并与沿竖直方向连接于横板800上的限位板805滑动连接，牵引杆602的上端与连接块804固连，牵引杆602竖直设置，上端与上下往复移动机构8的移动端连接，横向连接杆600分别设于牵引杆602的左右两侧，靠近牵引杆602的一侧端与牵引杆602的下端相铰接，推板601分别垂直连接于横向连接杆600的下端。
67.使用方法及工作原理：打开第二电机801，则带动转动杆802转动，转动杆802每转动一圈则带动摆杆803往复运动一次，摆杆803带动连接块804上下往复运动一次，连接块804向上运动时，带动牵引杆602上移，随着牵引杆602的上移，横向连接杆600的下端向互相靠近的方向移动，则带动推板601相互靠近进而推动处于两个推板601之间的土壤掩埋进水沟中，掩埋完成后，则牵引杆602上移下移，带动两个推板601松开，在此过程中，固定架100刚好移动推板601宽度的距离，则重复以上步骤，直至完成所有田地浇灌。
68.田间的土地可能会存在地势高低不同的情况，为了保证开槽器4能够准确到达植物根系所在的土壤层，同时由于植株延伸出地面的高度与地面之间的距离值与深入地下的深度值之间存在比例关系，为了更加合理和智能的控制开槽器4准确深入植物根系所在的土壤层，本发明还包括设于开槽器4前方的测量部9，测量部9包括：电动伸缩杆900、水平板体901、第一压力传感器904、第二压力传感器902、距离传感器903、单向电磁阀905和微处理器，电动伸缩杆900沿竖直方向设置，固定端与固定架100固连，分别与电动伸缩杆控制器以及设于移动设备上的供电电源电连接，水平板体901垂直于电动伸缩杆900的轴向设置，与电动伸缩杆900的伸缩端固连，第一压力传感器904设于开槽器4靠近下端的侧壁上，用于检测地面压力值，第二压力传感器902均布于水平板体901的下端面，用于检测植株顶部的压力，距离传感器903设于水平板体901的下端面，用于检测植株顶部到地面的距离，单向电磁阀905设于供水软管101上，以使水流只能从供水总管路102向供水软管101流动，微处理器分别与第一压力传感器904、第二压力传感器902、距离传感器903、电动伸缩杆控制器、单向电磁阀905、第一电机控制器和第二电机控制器信号连接，微处理器与供电电源电连接。
69.微处理器通过第一电机控制器控制第一电机201转动，直至接收到第一压力传感器904检测到的地面压力，则控制第一电机201停止转动，随后微处理器通过电动伸缩杆控制器控制电动伸缩杆900伸长直至接收到第二压力传感器902检测到的植株顶部的压力，并通过此时距离传感器903检测到的植株顶部到地面的距离值计算出植株深入地下的长度，微处理器控制第一电机201转动，直至移动块204的移动距离等于植株深入地下的长度时控制第一电机201停止转动，随后控制单向电磁阀905打开。
70.可选的，开槽器4为上端直径大下端直径小的锥状体，这样则灌水器3处的水沟直径大于开槽器4的水沟直径，可以避免土壤堵塞出水孔301。
71.以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。