一种果园套种作物微灌装置的制作方法

本发明属于灌溉装置技术领域，涉及一种果园套种作物微灌装置。

背景技术：

水是农作物生长所必需的物质，我国水资源总量大，但可利用的淡水资源总量匮乏，农业是我国用水量占比最大的行业，随着我国工业的发展，水资源短缺问题显得越来越突出，给农业用水安全带来严重的威胁。利用更高效的节水灌溉设备，不仅可以提高农业用水效率，缓解我国目前水资源短缺的问题，而且能够降低农业生产成本，提高农业生产效益，来促进农业的健康发展。

我国土地以山地丘陵为主，其中山地占总国土面积的33％，丘陵占总国土面积的10％，以黄土高原为主的半干旱和干旱地区占我国国土面积的53％，由于这些地区地形崎岖，水资源的短缺，供水难度和成本较大，因此很多山地丘陵地区因地制宜的种植林果类作物。在不影响果树生产的情况下，实施果园套种西瓜、食用菌、中药材、草莓、金针菜等作物，既符合中央发展生态友好型农业的新要求，又可以充分利用温、光、水、热等资源，是实现精准扶贫、精准脱贫，农民增产增收的现实途径。针对这些地区水资源短缺，地形复杂，为了提高农业生产效益，有必要提出一种适用于果园套种作物的高效节水灌溉装置。

目前，涉及专门用于果园套种作物节水灌溉装置的相关专利较少，大多数是采用大田布设毛管，采用滴灌或喷灌方式进行灌溉，部分仍然采用原始的自然降雨法进行，相关的专利有：中国发明专利《干旱半干旱区林木集雨抗旱栽培方法》(申请号：201510326104.6，公开日：2015-09-16，公开号：CN104904561A)，主要是在林木根部的土壤沿着树行开沟和覆膜，这种方法不适用于果园的套种作物灌溉；中国发明专利《果园林带智能化渗浇灌溉系统》(申请号：201410044149.X，公开日：2015-07-29，公开号：CN104798666A)，是通过在树木根部埋设土壤水分传感器进行测定土壤水分含量，根据测定值进行果园灌溉管理，该方法运行成本较高，且对根系较发达的套种作物不易使用；中国发明专利《一种果树高挂与树下微喷灌系统》(申请号：201511016205.X，公开日：201511016205.X，公开号：CN105638385A)，采用的是水源供水方式，对于水资源匮乏的山地丘陵地区难以推广使用；中国发明专利《一种旱塬区苹果园树盘集雨深层入渗的方法》(申请号：201610394950.6，公开日：2016-10-26，公开号：CN106034914A)，是在土壤表面埋设集雨器，然后进行根系灌溉，因集雨器埋设需要占用一定的土地，集雨效率较低，所以套种作物不易采用该方法；中国发明专利《用于干旱区果实膨大期的弥雾调控方法及弥雾灌溉装置》(申请号：201510636265.5，公开日：2015-11-18，公开号：CN105052682A)，能够提高灌溉水的利用效率，提高果实产量，但该装置运行动力较大，且该装置供水采用水源供应方式，成本较高。

上述提到的装置和方法，大多是通过水源供水方式进行灌溉，且大多适用于非套种的果树林木作物，而对于果树林木下方套种的作物考虑较少，同时，这些装置的运行需要提供较大的能源，成本高，在山地丘陵地区推广具有一定的难度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种果园套种作物微灌装置，能将自然降雨收集起来用作对套种作物微喷灌以及滴灌。

本发明所采用的技术方案是，一种果园套种作物微灌装置，包括集雨器，集雨器设置为圆柱筒体，沿集雨器的外侧一周设置有多个集雨件，集雨器的外圆周面上还设置有进水口，进水口位于集雨件上方，集雨器的外圆周面上还固定设置有滤网，滤网位于集雨件和进水口之间，集雨器底部安装有滴灌毛管，滴灌毛管上均匀设有滴灌灌水器。

本发明的特点还在于，

集雨器包括两个半圆柱筒体，两个半圆柱筒体形成两个集雨腔，集雨腔内设置有浮子，浮子与集雨腔相配合，滴灌毛管连通集雨腔。

集雨件为扇形体，扇形体径向有一定的曲率，集雨件的一侧的固定设置衬垫，相邻两个集雨件接触部分通过衬垫来托举。

本发明的一种果园套种作物微灌装置还包括悬挂套筒，悬挂套筒设置为相对称的两个半圆柱筒体，悬挂套筒的靠近集雨器的一端面设有滑轮，悬挂套筒外圆周面上设有上法兰座和绳索通道，浮子上表面连接有拉绳，连接有拉绳绕过滑轮，拉绳的另一端连接有砝码，悬挂套筒位于集雨器上方。

集雨件的远离进水口的侧面固定连接有内连杆和外连杆，内连杆靠近集雨器，外连杆远离集雨器，内连杆与外连杆共同连接有横杆，横杆沿集雨件的扇形半径方向延伸，横杆上套设有外伸缩弹簧和内伸缩弹簧，横杆上还套设有内活动环，内活动环位于内连杆和外连杆之间，横杆上还套设有外活动环，外活动环远离外连杆，外伸缩弹簧一端固定连接外连杆，外伸缩弹簧另一端固定连接外活动环，内伸缩弹簧一端固定连接内连杆，内伸缩弹簧另一端固定连接内活动环，外伸缩弹簧上安装有外遮阳网，内伸缩弹簧上安装有内遮阳网。

集雨器的外圆周面的上连接有多个支撑杆，支撑杆位于横杆的正下方，支撑杆和横杆一一对应设置，支撑杆的另一端连接有支撑座，支撑座与横杆连接，支撑杆上与支撑座连接处安装有微喷灌灌水器，内活动环和外活动环均为环状柱体，内活动环和外活动环上均连接有驱蚊器。

横杆远离集雨器的一端连接有操作绳，操作绳另一端绕过绳索通道连接有人工操作绳，人工操作绳的端部设有绳索定位件。

支撑杆为空心管，支撑杆内部设有微喷灌供水管，微喷灌供水管的一端与集雨腔相连通，微喷灌供水管的另一端与微喷灌灌水器相连通。

集雨器上位于两个半圆柱筒体的相结合处均设置有下法兰座，集雨器的外圆周面的上设置有多个集雨件安装座，集雨件上设置有集雨件安装轴，集雨件通过集雨件安装轴安装在集雨件安装座上。

集雨件的上表面设置有凸台，凸台位于设置有集雨件安装轴的一侧。

本发明的有益效果是，本发明的一种果园套种作物微灌装置，

1.通过设计若干扇形的集雨片汇聚成圆凹性的集雨器，来达到果园林木的自然降雨收集，与自然降雨直接降落至套种作物土壤相比，该方法能够防止降雨过多导致套种作物根部土壤发生洪涝而影响作物正常生长，也能够在自然降雨较少的情况下，能够及时给套种作物补充水分，防止季节性干旱对作物生长的影响；

2.设置了微喷灌灌水器和滴灌灌水器，能够满足同种作物的不同生长时期，以及不同作物生长的灌水方式选择，能够提高灌溉水的利用效率，降低农业生产成本；

3.设置了两个集雨器和两个内外遮阳网，能够人工控制果园林木套种作物，向阳面和向阴面光照强度不一致，导致两侧同种作物生产差异性较大的问题，也能够有效的降低向阳面光照较强，土壤蒸发量和植物蒸腾量较大的问题；

4.与常规的果园灌溉装置相比，该装置的大部分部件安装在果树的树干上，不占用果树林木和套种作物的生长空间，能够保证它们的正常生长空间；

5.通过改变砝码的数量和重量，配合浮子能够调节集雨器内部的水压，从而集雨器可提供一定压力的灌溉水来灌溉，与水源供水增压方式相比，该方法具有节能的优势；

6.安装简单，维修方便，可操作性强，适合水源较少，且位于山地丘陵地区的果园林木套种作物的灌溉。

附图说明

图1是本发明一种果园套种作物微灌装置的结构示意图；

图2是本发明一种果园套种作物微灌装置集雨器的进水口的结构示意图；

图3是本发明一种果园套种作物微灌装置的悬挂套筒、砝码、浮子和集雨器的连接结构示意图；

图4是本发明一种果园套种作物微灌装置的集雨件的结构示意图；

图5是本发明一种果园套种作物微灌装置的浮子、悬挂套筒、操作绳和人工操作绳的连接结构示意图；

图6是本发明一种果园套种作物微灌装置的横杆与内连杆、外连杆连接结构示意图；

图7是本发明一种果园套种作物微灌装置的集雨件、横杆、内外伸缩弹簧和内外活动环的连接结构示意图；

图8是本发明一种果园套种作物微灌装置的支撑杆的连接结构示意图；

图9是本发明一种果园套种作物微灌装置的横杆支撑座结构示意图图；

图10是本发明一种果园套种作物微灌装置的横杆、操作绳、人工操作绳和悬挂套筒等连接结构示意图；

图11是本发明一种果园套种作物微灌装置的集雨器、滤网和集雨件安装座的结构示意图；

图12是本发明一种果园套种作物微灌装置的集雨件的凸台结构示意图；

图13是本发明一种果园套种作物微灌装置的内遮阳网、外遮阳网的打开状态示意图；

图14是本发明一种果园套种作物微灌装置的内遮阳网、外遮阳网的收缩状态示意图；

图15是本发明一种果园套种作物微灌装置的外部整体结构示意图。

图中，1.悬挂套筒，2.砝码，3.浮子，4.拉绳，5.集雨件，6.外遮阳网，7.外伸缩弹簧，8.横杆，9.驱蚊器，10.滴灌毛管，11.滴灌灌水器，12.内遮阳网，13.微喷灌灌水器，14.支撑杆，15.集雨器，16.滤网，17.内伸缩弹簧，18.下法兰座，19.集雨件安装座，20.滤网孔，21.集雨器腔体，22.进水口，23.微喷灌供水管，24.外活动环，25.内活动环，26.衬垫，27.集雨件安装轴，28.凸台，29.操作绳，30.人工操作绳，31.绳索定位件，32.绳索通道，33.上法兰座，34.滑轮，35.支撑座，36.外连杆，37.内连杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种果园套种作物微灌装置，其结构如图1所示，包括集雨器15，集雨器15设置为圆柱筒体，沿集雨器15的外侧一周设置有多个集雨件5，如图2所示，集雨器15的外圆周面上还设置有进水口22，进水口22位于集雨件5上方，集雨器15的外圆周面上还固定设置有滤网16，滤网16位于集雨件5和进水口22之间，集雨器15底部安装有滴灌毛管10，滴灌毛管10上均匀设有滴灌灌水器11。

集雨器15包括两个半圆柱筒体，两个半圆柱筒体形成两个集雨腔21，如图3所示，集雨腔21内设置有浮子3，浮子3与集雨腔21相配合，滴灌毛管10连通集雨腔21。

如图4所示，集雨件5为扇形体，扇形体径向有一定的曲率，集雨件5的一侧的固定设置衬垫26，相邻两个集雨件5接触部分通过衬垫26来托举。

如图5所示，本发明的一种果园套种作物微灌装置还包括悬挂套筒1，悬挂套筒1设置为相对称的两个半圆柱筒体，悬挂套筒1的靠近集雨器15的一端面设有滑轮34，悬挂套筒1外圆周面上设有上法兰座33和绳索通道32，浮子3上表面连接有拉绳4，连接有拉绳4绕过滑轮34，拉绳4的另一端连接有砝码2，悬挂套筒1位于集雨器15上方。

如图6所示，集雨件5的远离进水口22的侧面固定连接有内连杆37和外连杆36，如图7所示，内连杆37靠近集雨器15，外连杆36远离集雨器15，内连杆37与外连杆36共同连接有横杆8，横杆8沿集雨件5的扇形半径方向延伸，横杆8上套设有外伸缩弹簧7和内伸缩弹簧17，横杆8上还套设有内活动环25，内活动环25位于内连杆37和外连杆36之间，横杆8上还套设有外活动环24，外活动环24远离外连杆36，外伸缩弹簧7一端固定连接外连杆36，外伸缩弹簧7另一端固定连接外活动环24，内伸缩弹簧17一端固定连接内连杆37，内伸缩弹簧17另一端固定连接内活动环24，外伸缩弹簧7上安装有外遮阳网6，内伸缩弹簧17上安装有内遮阳网12。

如图8所示，集雨器15的外圆周面的上连接有多个支撑杆14，支撑杆14位于横杆8的正下方，支撑杆14和横杆8一一对应设置，支撑杆14的另一端连接有支撑座35，支撑座35与横杆8连接，支撑杆14上与支撑座35连接处安装有微喷灌灌水器13，内活动环25和外活动环24均为环状柱体，内活动环25和外活动环24上均连接有驱蚊器9。

如图10所示，横杆8远离集雨器15的一端连接有操作绳29，操作绳29另一端绕过绳索通道32连接有人工操作绳30，人工操作绳30的端部设有绳索定位件31。

支撑杆14为空心管，支撑杆14内部设有微喷灌供水管23，微喷灌供水管23的一端与集雨腔21相连通，微喷灌供水管23的另一端与微喷灌灌水器13相连通。

集雨器15上位于两个半圆柱筒体的相结合处均设置有下法兰座18，如图11所示，集雨器15的外圆周面的上设置有多个集雨件安装座19，集雨件5上设置有集雨件安装轴27，集雨件5通过集雨件安装轴27安装在集雨件安装座19上。

如图12所示，集雨件5的上表面设置有凸台28，凸台28位于设置有集雨件安装轴27的一侧。

本发明的进水口22为沿径向贯穿集雨器15外圆周面的矩形槽。

本发明的微喷灌灌水器13和滴灌灌水器11分别为微喷灌灌水器和压力补偿式滴灌灌水器，或者分别为迷宫流道式灌水器和伞形微喷灌灌水器，其型号和大小根据具体的灌溉要求进行选择。

本发明的微喷灌灌水器13和滴灌灌水器11的毛管上设有水流开关，可为电磁开关或球阀开关。

本发明的浮子3为与集雨器15的集雨腔21尺寸一致的柱体，浮子3与集集雨腔21接触时，密封性良好。

本发明的外遮阳网6和内遮阳网12可为黑色尼龙网状遮阳网或灰色的遮阳网，内外遮阳网全部展开均为扇形，且均匀的连接在相应的内外伸缩弹簧上，如图13所示，当伸缩弹簧处于伸长状态时，带动其下方的遮阳网展开成扇形形状，如图14所示，当伸缩弹簧处于压缩状态时，遮阳网全部压缩，全部汇集在一起。

本发明一种果园套种作物微灌装置的工作原理为，在果园林，如图15所示，分别将两个悬挂套筒1通过上法兰座33通过螺栓固定在果树树干的一定高度位置，然后采用同样的方式将两个集雨器15通过其上的下法兰座18固定在果树树干的一定高度位置，悬挂套筒1和集雨器15的竖直距离根据实际情况确定。在集雨过程中，调节砝码2的重量，使浮子3从集雨器15的内腔集雨器腔体21脱离，从而浮子3与集雨器15内部的灌溉水面不接触处于悬空状态。人在人工操作绳30的末端拉动绳索，人工操作绳30带动操作绳29的运动，操作绳29的运动带动与；其相连的横杆8在竖直面内的运动，从而带动与横杆8相连的集雨件5的运动，若干个集雨件5在人工操作绳30带动操作绳29的驱动下同时运动，使若干个集雨件5向上收缩，直至集雨件5上的凸台28运动至滤网16的外圆周面上，滤网16的外圆周面固定，所以集雨件5上的凸台28与滤网16接触时，集雨件5不能继续往上运动来收缩，所以将人工操作绳30的末端通过绳索定位件31进行固定，此时，若干个集雨件汇集成的环状形状集雨器可以将自然降雨收集起来，在收集自然降雨过程中，雨水首先降落至扇形的集雨件5上，然后沿着集雨件流至集雨件5的底部，设置在集雨件5底部的凸台28将雨水进行汇聚，凸台28所能收集雨水的部分，与滤网16有一定的高度，故每次收集时，雨水首先在集雨件5底部凸台28所包络的部分进行一段时间的沉淀，减少通过滤网28的灌溉水里面的杂质含量，随着收集自然降雨的持续，当收集得到的自然降水到达一定量时，才能经过滤网16过滤通过滤网孔20进入集雨器15的集雨腔21内。收集起来的自然降雨通过滤网16的过滤，流经进水口22，最终流至集雨器15的集雨腔21内部，通过这个过程，可以将自然降雨很好的收集起来用来灌溉。

在收集完自然降雨后，根据作物的需水量，调节砝码2的数量和重量，从而调节浮子3的位置，使浮子3进入集雨器15的腔体内部，在浮子3进入集雨器15的腔体内部时，浮子开始以一定的压力施加给集雨器15内部的灌溉水，若不调节砝码的数量和重量，此时集雨器15可提供恒压的灌溉水，对于适宜于微喷灌的套种作物，可打开微喷灌灌水器13的供水水管上的开关，进行微喷灌灌溉，对于适宜于滴灌的套种作物，可打开滴灌毛管10上的水流开关，灌溉时间可通过人工来确定，整个过程由集雨器15提供恒压灌溉水。本装置虽然采用了滤网16和集雨片5的雨水过滤和衬垫过程，但灌溉水仍然含有一定量的杂质会堵塞滴灌灌水器，在实际应用中，可采用大流量滴头，以减轻灌水器堵塞问题。由于微喷灌和滴灌所需要的灌溉水压不同，可通过调节悬挂套筒1上砝码2的重量和数量，来达到调节灌溉工作水压的目的。此方法也可用于套种作物，一侧处于向阳面，一侧处于向阴面，这两侧的作物需水量和蒸发蒸腾作用的差异较大，需水量也有一定的差异，所以该装置可以将一个集雨器设置在向阳面，另一个集雨器设置在向阴面，两个集雨器分别向两个面进行差异化供水。

对于光照较强的情况下，虽然果树的枝叶能够起到遮阳的作用来降低蒸腾量，但光照的单向性导致果树底部靠近向阳面持续的光照，而向阴面由于果树枝叶的遮蔽导致光照不会太强。本装置为了解决这一问题，设置了内遮阳网12和外遮阳网6，当光照比较强的情况下，人工在人工操作绳30的末端，将人工操作绳30从绳索定位件31从固定状态转变为活动状态，此时横杆8上的驱蚊器9会施加给内活动环25和外活动环24一个轴向力，使内活动环25和外活动环24挤压内伸缩弹簧17和外伸缩弹簧7，内伸缩弹簧17和外伸缩弹簧7处于压缩状态，从而可知其上的内遮阳网12和外遮阳网6未展开，装置没有遮阳效果。当需要遮阳时，集雨件5以及其上的部件在重力的作用下，由前面的收缩状态转变为张开状态，集雨件5展开的过程中，带动其上的横杆8由倾斜状态逐步变为水平状态，在横杆8变化为水平状态的过程中，驱蚊器9施加给内外伸缩弹簧的轴向压力逐渐由大变小，直到横杆8变为水平状态时，驱蚊器9施加给内卫伸缩弹簧的轴向压力为0，在这个过程中，内伸缩弹簧17和外伸缩弹簧7在自身弹力的作用下，由压缩状态转变为伸长状态，此时与其相连的内遮阳网12和外遮阳网6沿着横杆8的轴向进行运动，在这个运动过程中，内遮阳网12和外遮阳网6逐渐展开，达到遮阳的效果。这个遮阳过程，可选择性的进行，可以两侧都遮阳，也可以单独一侧进行遮阳，适用性强。