一种太阳能生态农业节水灌溉设备及灌溉方法与流程

1.本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及一种太阳能生态农业节水灌溉设备及灌溉方法。


背景技术：

2.农业灌溉，主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业，农业灌溉方式一般可分为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌，传统地面灌溉包括畦灌、沟灌、淹灌和漫灌，但这类灌溉方式往往耗水量大、水的利用率较低，是一类很不合理的农业灌溉方式，另外，普通喷灌技术是中国农业生产中较普遍的灌溉方式，但普通喷灌技术的水的利用效率也不高，现代农业微灌溉技术包括微喷灌、滴灌、渗灌等，这些灌溉技术一般节水性能好、水的利用率较传统灌溉模式高。
3.现有的喷灌设备在使用过程中仍存在一定的弊端，在浇灌位置固定的情况下，为了使灌溉距离增大，一般通过安装较大功率的水泵进行抽水或连接较长的水带延长浇灌距离，但成本较高，不便于广泛推广。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种太阳能生态农业节水灌溉设备及灌溉方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种太阳能生态农业节水灌溉设备，包括底座以及固设在底座上的水泵，所述底座上设置有导水柱，所述水泵的出水端与导水柱相连，所述水泵的进水端连接有水箱，所述导水柱的出水口连接有固定管，所述固定管远离导水柱的一端连接有螺纹软管，所述螺纹软管远离固定管的一端连接有灌溉喷头，所述灌溉喷头与固定管之间设置有连接组件，所述灌溉喷头内设置有用于调节出水孔径的缩孔机构，所述固定管内设置有用于调节灌溉距离的调距机构，所述缩孔机构与调距机构之间设置有传动机构。
7.优选的，所述连接组件包括分别固设在固定管和灌溉喷头上的两个支板，两个所述支板之间设置有第一弹性元件，所述连接组件设置有两组，两组所述连接组件对称设置在固定管的上下两侧。
8.优选的，所述灌溉喷头包括连接管和喷头主体，所述连接管与螺纹软管固定相连，所述缩孔机构设置在连接管和喷头主体之间。
9.优选的，所述缩孔机构包括与连接管相连的第一座体以及与喷头主体转动相连的第二座体，所述第一座体与第二座体转动相连，所述第一座体内开设有多边形轨道槽，所述多边形轨道槽的每条槽内均滑动连接有滑块，每个所述滑块上固定连接有封堵板，所述封堵板上设置有限位杆，所述第二座体上开设有与限位杆相配合的限位槽，所述缩孔机构还包括固设在第二座体上的齿轮环，所述齿轮环上设置有拨板。
10.优选的，所述封堵板上开设有滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有滑动块，所述滑动
块与滑动槽之间设置有第二弹性元件，所述限位杆与滑动块固定相连。
11.优选的，所述调距机构包括转动连接在固定管内的转动杆，所述转动杆上设置有叶片，所述固定管内还设置有导流块，所述转动杆穿过固定管并连接有调节块，所述调节块外侧滑动连接有旋转板，所述调距机构还包括与灌溉喷头铰接的移动架，所述旋转板与移动架活动相抵，所述移动架与支板之间设置有弹性伸缩杆。
12.优选的，所述传动机构包括位移组件和气动组件，所述位移组件包括固设在第一座体上的套筒，所述套筒上连接有与齿轮环啮合连接的动齿轮，所述动齿轮内滑动连接有螺杆，所述动齿轮上固设有固定条，所述螺杆上开设有与固定条相配合的固定槽，所述位移组件还包括与固定管相连的支撑板，所述螺杆与支撑板螺纹连接。
13.优选的，所述气动组件包括固设在固定管上的固定板，所述固定板上设置有气囊，所述气囊与螺杆活动相抵，所述气囊上连接有导气管，所述导气管远离气囊的一端依次穿过固定板、转动杆和调节块并连通有活动槽，所述活动槽开设在调节块内，所述活动槽内滑动连接有活塞，所述活塞与活动槽之间设置有第三弹性元件，所述活塞背离第三弹性元件的一端连接有推杆，所述推杆与旋转板的内壁活动相抵，所述旋转板与调节块之间设置有第四弹性元件。
14.优选的，所述导水柱上通过支架设置有太阳能光伏板，所述底座上设置有蓄电池组，所述蓄电池组)通过光电转换器与太阳能光伏板电性连接，所诉蓄电池组与水泵电性相连。
15.本发明还公开了一种太阳能生态农业节水灌溉设备的灌溉方法，包括以下步骤：
16.s1：装置使用时，太阳能光伏板吸收太阳光经光伏换能器转为电能为蓄电池组所储存，蓄电池组为水泵提供电能，水泵运行时抽取水箱中的水源并通过导水柱依次穿过固定管、螺纹软管和灌溉喷头对农田进行灌溉；
17.s2：当灌溉距离较近时，通过拨动拨板，使齿轮环随拨板转动，齿轮环带动第二座体旋转，第二座体旋转时通过限位槽对限位杆作用力，使限位杆带动封堵板移动，封堵板通过滑块在轨道槽内平行移动，多个封堵板共同配合对灌溉喷头的出水孔径进行缩小，进而使灌溉喷头流出的水速增加，使水源浇灌到较远位置；
18.s3：当灌溉喷头内的出水孔径缩小至一定范围时，出水孔道无法继续缩小否则影响其浇灌效果，此时通过继续拨动拨板，使齿轮环随拨板转动，此时滑块在轨道槽内已移动至端部无法继续平移，在保证出水孔径不发生变化的情况下，第二座体对限位杆继续施加压力，使限位杆带动滑动块在滑动槽内移动，第二弹性元件被压缩，转动中的齿轮环与动齿轮啮合，动齿轮带动螺杆旋转，螺杆与支撑板螺纹相接，使得螺杆在旋转中右移，右移后的螺杆与固定板上的气囊相抵，气囊中的空气通过导气管被排放至活动槽，这些空气对活塞作用力，使活塞在活动槽内滑动并带动推杆移动，使推杆对旋转板作用力，旋转板相对调节块移动，第四弹性元件被压缩，旋转板此时可以与移动架相交；
19.s4：经水泵喷射的水源在固定管内受到导流块的导向作用，这些水流对叶片作用力，叶片带动转动杆转动，转动杆转动时带动旋转板转动，旋转板转动时与移动架间歇性的相抵，使移动架拉动灌溉喷头的上端移动，螺纹软管变形，使灌溉喷头上下往复偏转，扩大灌溉喷头的灌溉范围。
20.与现有技术相比，本发明提供了一种太阳能生态农业节水灌溉设备及灌溉方法，
具备以下有益效果：
21.1、该太阳能生态农业节水灌溉设备及灌溉方法，通过锁孔机构和调距机构相配合，可有效提高喷灌设备的灌溉范围，灌溉效率高，便于推广。
22.2、该太阳能生态农业节水灌溉设备及灌溉方法，通过拨动拨板，使齿轮环随拨板转动，齿轮环带动第二座体旋转，第二座体旋转时通过限位槽对限位杆作用力，使限位杆带动封堵板移动，封堵板通过滑块在轨道槽内平行移动，多个封堵板共同配合对灌溉喷头的出水孔径进行缩小，进而使灌溉喷头流出的水速增加，使水源浇灌到较远位置，结构简单，便于操作。
23.3、该太阳能生态农业节水灌溉设备及灌溉方法，通过转动杆转动时带动旋转板转动，使旋转板转动时与移动架间歇性的相抵，使移动架拉动灌溉喷头的上端移动，螺纹软管变形，使灌溉喷头上下往复偏转，扩大灌溉喷头的灌溉范围。
24.4、该太阳能生态农业节水灌溉设备及灌溉方法，通过拨动拨板，使拨板带动齿轮环与动齿轮啮合，使螺杆相对支撑板移动，螺杆驱动气动组件工作，使气动组件调整调节块与旋转板之间的距离，进而使旋转板与移动架相抵，使移动架移动不同的距离，进而对灌溉喷头的上下摆动幅度进行控制。
附图说明
25.图1为本发明的结构示意图；
26.图2为本发明的连接组件的结构示意图；
27.图3为本发明的图2中a部分的局部放大示意图；
28.图4为本发明的固定管和螺纹软管的剖面结构示意图；
29.图5为本发明的灌溉喷头的结构示意图；
30.图6为本发明的锁孔机构的结构示意图；
31.图7为本发明的第一座体的结构示意图；
32.图8为本发明的位移组件的结构示意图；
33.图9为本发明的气动组件的结构示意图。
34.图中：1、底座；2、水泵；3、导水柱；301、太阳能光伏板；302、蓄电池组；4、水箱；5、固定管；501、导流块；6、螺纹软管；7、灌溉喷头；701、连接管；702、喷头主体；8、支板；801、第一弹性元件；9、第一座体；901、滑块；902、封堵板；9021、滑动槽；9022、滑动块；9023、第二弹性元件；10、多边形轨道槽；11、第二座体；111、限位槽；112、齿轮环；1121、拨板；12、限位杆；13、转动杆；131、叶片；132、调节块；1321、活动槽；1322、活塞；1323、第三弹性元件；1324、推杆；133、第四弹性元件；14、旋转板；15、移动架；151、弹性伸缩杆；16、套筒；161、动齿轮；1611、固定条；162、螺杆；1621、固定槽；163、支撑板；17、固定板；171、气囊；172、导气管。
具体实施方式
35.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。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.实施例：
39.参照图1和图2，一种太阳能生态农业节水灌溉设备，包括底座1以及固设在底座1上的水泵2，底座1上设置有导水柱3，水泵2的出水端与导水柱3相连，水泵2的进水端连接有水箱4，导水柱3的出水口连接有固定管5，固定管5远离导水柱3的一端连接有螺纹软管6，螺纹软管6远离固定管5的一端连接有灌溉喷头7，灌溉喷头7与固定管5之间设置有连接组件，灌溉喷头7内设置有用于调节出水孔径的缩孔机构，固定管5内设置有用于调节灌溉距离的调距机构，缩孔机构与调距机构之间设置有传动机构。
40.具体的，对农田进行浇灌时，控制水泵2运行抽取水箱4中的水源并通过导水柱3依次穿过固定管5、螺纹软管6和灌溉喷头7对农田进行灌溉，通过控制缩孔机构工作，对灌溉喷头7的出水孔径进行缩小，进而使灌溉喷头7流出的水速增加，使水源浇灌到较远位置，当灌溉喷头7内的出水孔径缩小至一定范围时，出水孔道无法继续缩小否则影响其浇灌效果，此时继续缩孔机构的工作通过传动机构带动调距机构工作，使灌溉喷头7上下往复偏转，扩大灌溉喷头7的灌溉范围，导水柱3转动设置在底座1上，可全方位对浇灌位置的周边区域进行灌溉工作，本发明操作简单，可有效提高喷灌设备的灌溉范围，灌溉效率高，便于推广。
41.参照图1和图2，作为本发明优选的技术方案，连接组件包括分别固设在固定管5和灌溉喷头7上的两个支板8，两个支板8之间设置有第一弹性元件801，连接组件设置有两组，两组连接组件对称设置在固定管5的上下两侧；具体的，通过第一弹性元件801连接固定管5和灌溉喷头7，使固定管5、螺纹软管6和灌溉喷头7处于同一直线，避免灌溉喷头7由于与螺纹软管6相接，使得灌溉喷头7在灌溉过程中不受控胡乱喷洒，影响对农田的灌溉效果。
42.参照图1、图2、图5、图6和图7，作为本发明优选的技术方案，灌溉喷头7包括连接管701和喷头主体702，连接管701与螺纹软管6固定相连，缩孔机构设置在连接管701和喷头主体702之间。
43.进一步的，缩孔机构包括与连接管701相连的第一座体9以及与喷头主体702转动相连的第二座体11，第一座体9与第二座体11转动相连，第一座体9内开设有多边形轨道槽10，多边形轨道槽10的每条槽内均滑动连接有滑块901，每个滑块901上固定连接有封堵板902，封堵板902上设置有限位杆12，第二座体11上开设有与限位杆12相配合的限位槽111，缩孔机构还包括固设在第二座体11上的齿轮环112，齿轮环112上设置有拨板1121。
44.具体的，当灌溉距离较近满足不了灌溉喷洒需要时，通过拨动拨板1121，使齿轮环112随拨板1121转动，齿轮环112带动第二座体11旋转，第二座体11旋转时通过限位槽111对
限位杆12作用力，使限位杆12带动封堵板902移动，封堵板902通过滑块901在轨道槽内平行移动，多个封堵板902共同配合对灌溉喷头7的出水孔径进行缩小，进而使灌溉喷头7流出的水速增加，使水源浇灌到较远位置。
45.参照图2、图3、图4、图7、图8和图9，作为本发明优选的技术方案，调距机构包括转动连接在固定管5内的转动杆13，转动杆13上设置有叶片131，固定管5内还设置有导流块501，转动杆13穿过固定管5并连接有调节块132，调节块132外侧滑动连接有旋转板14，调距机构还包括与灌溉喷头7铰接的移动架15，旋转板14与移动架15活动相抵，移动架15与支板8之间设置有弹性伸缩杆151。
46.进一步的，封堵板902上开设有滑动槽9021，滑动槽9021内滑动连接有滑动块9022，滑动块9022与滑动槽9021之间设置有第二弹性元件9023，限位杆12与滑动块9022固定相连。
47.进一步的，传动机构包括位移组件和气动组件，位移组件包括固设在第一座体9上的套筒16，套筒16上连接有与齿轮环112啮合连接的动齿轮161，动齿轮161内滑动连接有螺杆162，动齿轮161上固设有固定条1611，螺杆162上开设有与固定条1611相配合的固定槽1621，位移组件还包括与固定管5相连的支撑板163，螺杆162与支撑板163螺纹连接。
48.进一步的，气动组件包括固设在固定管5上的固定板17，固定板17上设置有气囊171，气囊171与螺杆162活动相抵，气囊171上连接有导气管172，导气管172远离气囊171的一端依次穿过固定板17、转动杆13和调节块132并连通有活动槽1321，活动槽1321开设在调节块132内，活动槽1321内滑动连接有活塞1322，活塞1322与活动槽1321之间设置有第三弹性元件1323，活塞1322背离第三弹性元件1323的一端连接有推杆1324，推杆1324与旋转板14的内壁活动相抵，旋转板14与调节块132之间设置有第四弹性元件133。
49.具体的，当灌溉喷头7内的出水孔径缩小至一定范围时，出水孔道无法继续缩小否则影响其浇灌效果，此时通过继续拨动拨板1121，使齿轮环112随拨板1121转动，此时滑块901在轨道槽内已移动至端部无法继续平移，在保证出水孔径不发生变化的情况下，第二座体11对限位杆12继续施加压力，使限位杆12带动滑动块9022在滑动槽9021内移动，第二弹性元件9023被压缩，转动中的齿轮环112与动齿轮161啮合，动齿轮161带动螺杆162旋转，螺杆162与支撑板163螺纹相接，使得螺杆162在旋转中右移，右移后的螺杆162与固定板17上的气囊171相抵，气囊171中的空气通过导气管172被排放至活动槽1321，这些空气对活塞1322作用力，使活塞1322在活动槽1321内滑动并带动推杆1324移动，使推杆1324对旋转板14作用力，旋转板14相对调节块132移动，第四弹性元件133被压缩，旋转板14此时可以与移动架15相交，经水泵2喷射的水源在固定管5内受到导流块501的导向作用，这些水流对叶片131作用力，叶片131带动转动杆13转动，转动杆13转动时带动旋转板14转动，旋转板14转动时与移动架15间歇性的相抵，使移动架15拉动灌溉喷头7的上端移动，螺纹软管6变形，使灌溉喷头7上下往复偏转，扩大灌溉喷头7的灌溉范围。
50.参照图1，作为本发明优选的技术方案，导水柱3上通过支架设置有太阳能光伏板301，底座1上设置有蓄电池组302，蓄电池组302)通过光电转换器与太阳能光伏板301电性连接，所诉蓄电池组302与水泵2电性相连；具体的，太阳能光伏板301吸收太阳光经光伏换能器转为电能为蓄电池组302所储存，蓄电池组302为水泵2提供电能，使水泵2抽水。
51.本发明还公开了一种太阳能生态农业节水灌溉设备的灌溉方法，包括以下步骤：
52.s1：装置使用时，太阳能光伏板301吸收太阳光经光伏换能器转为电能为蓄电池组302所储存，蓄电池组302为水泵2提供电能，水泵2运行时抽取水箱4中的水源并通过导水柱3依次穿过固定管5、螺纹软管6和灌溉喷头7对农田进行灌溉；
53.s2：当灌溉距离较近时，通过拨动拨板1121，使齿轮环112随拨板1121转动，齿轮环112带动第二座体11旋转，第二座体11旋转时通过限位槽111对限位杆12作用力，使限位杆12带动封堵板902移动，封堵板902通过滑块901在轨道槽内平行移动，多个封堵板902共同配合对灌溉喷头7的出水孔径进行缩小，进而使灌溉喷头7流出的水速增加，使水源浇灌到较远位置；
54.s3：当灌溉喷头7内的出水孔径缩小至一定范围时，出水孔道无法继续缩小否则影响其浇灌效果，此时通过继续拨动拨板1121，使齿轮环112随拨板1121转动，此时滑块901在轨道槽内已移动至端部无法继续平移，在保证出水孔径不发生变化的情况下，第二座体11对限位杆12继续施加压力，使限位杆12带动滑动块9022在滑动槽9021内移动，第二弹性元件9023被压缩，转动中的齿轮环112与动齿轮161啮合，动齿轮161带动螺杆162旋转，螺杆162与支撑板163螺纹相接，使得螺杆162在旋转中右移，右移后的螺杆162与固定板17上的气囊171相抵，气囊171中的空气通过导气管172被排放至活动槽1321，这些空气对活塞1322作用力，使活塞1322在活动槽1321内滑动并带动推杆1324移动，使推杆1324对旋转板14作用力，旋转板14相对调节块132移动，第四弹性元件133被压缩，旋转板14此时可以与移动架15相交；
55.s4：经水泵2喷射的水源在固定管5内受到导流块501的导向作用，这些水流对叶片131作用力，叶片131带动转动杆13转动，转动杆13转动时带动旋转板14转动，旋转板14转动时与移动架15间歇性的相抵，使移动架15拉动灌溉喷头7的上端移动，螺纹软管6变形，使灌溉喷头7上下往复偏转，扩大灌溉喷头7的灌溉范围。
56.本发明仅通过转动拨板1121，即可实现对灌溉距离的持续调整，结构简单，便于操作，可有效提高喷灌设备的灌溉范围，灌溉效率高，便于推广。
57.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。