本发明涉及园林设备技术领域，进一步涉及用于自动化浇灌的设备，具体涉及一种智能自动水炮。
背景技术：
洒水车又称为喷洒车或水罐车，是一种在路面附件实现洒水、压尘、农药喷洒、护栏冲洗等功能的特种车辆，同时具有运水、排水，应急消防等作用。目前，洒水车的核心用途主要包括两方面：(1)向道路路面进行洒水，可以抑制尘土的飞扬，同时又能增加空气湿度；(2)对城市中的绿化带植物进行浇灌，保证绿化带植物所需要的水分，同时还清洗植物叶子上的灰尘。
洒水车多采用水炮喷洒的方式对绿化带植物进行浇灌，现有的洒水车水炮是需要人工调整方向与大小的，这样不仅操作起来极不方便，而且还会造成部分水资源的浪费。例如，一个洒水车需要两个工作人员，一个负责驾驶，另一个负责控制水炮；或者驾驶员将水炮固定后驾驶汽车。又如，通过无绿化带区域时，水炮不能及时关闭，造成大量水撒到路面上造成水资源的浪费。由此可见，由于洒水车常规的水炮模块缺乏依据环境条件的自动控制，因此在喷射动作的执行方面缺乏针对性和灵活性。
此外，由于植物浇灌所使用水普遍为天然水或再生水，其中所含杂质含量较高；同时，由于水炮内部水压较高、流速较快，而且为获得散射性，水炮末端喷头多为细小通孔，因此，目前用于植物浇灌的水炮容易发生阻塞问题，而且阻塞部位多为末端喷头。由于喷头成本较高、更换不便，因此当发生阻塞问题时严重影响工作效率。
技术实现要素：
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种智能自动水炮，以解决现有技术中用于洒水车的水炮无法依据环境条件对喷射动作实现智能化控制的技术问题。
本发明要解决的另一技术问题是用于植物浇灌的水炮容易发生阻塞。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
智能自动水炮，包括图像采集器，水炮本体，水泵，信号传输装置，风向风速测量仪，红外线传感器，控制显示屏，分析处理系统，其中水炮本体具有配套驱动机构，风向风速测量仪、红外线传感器分别与分析处理系统通信连接；分析处理系统通过信号传输装置分别与水泵和所述驱动机构通信连接，图像采集器、分析处理系统分别与控制显示屏通信连接。
作为优选，图像采集器向控制显示屏上传水炮本体附近的图像信息；风向风速测量仪向分析处理系统上传所处位置的风向及风速信息；红外线传感器向分析处理系统上传周围障碍物的位置和距离信息。
作为优选，控制显示屏向分析处理系统传输由人员输入的触控命令；分析处理系统根据所述风向及风速信息、周围障碍物的位置和距离信息计算得到控制指令；分析处理系统将所述触控命令或所述控制指令通过信号传输装置分别传输至水泵及所述驱动机构。
作为优选，所述控制指令或触控命令包括水炮本体的喷射角度以及水泵的压力。
作为优选，还包括GPS模块，所述GPS模块与分析处理系统通信连接；所述GPS模块向分析处理系统上传地理位置信息。
作为优选，所述水炮本体包括底座，竖直杆，托盘，耳座，摇臂，铰接轴，封头，入水管，封环，转盘，立管，环形管，喷头；其中入水管包括竖管部，横管部，支柱，凸环，连接片，塑料管，多孔板，所述横管部连接在竖管部上，塑料管连接在竖管部顶端，支柱套接在竖管部和塑料管内部，支柱上固定连接有凸环，连接片有若干个，所述连接片的一端与凸环固定连接、另一端与塑料管的内壁固定连接，在塑料管的侧壁上开设有若干竖直方向的狭缝，在塑料管的顶端丝接有多孔板；竖直杆固定连接在底座上，托盘固定连接在竖直杆的顶端，耳座固定连接在托盘的顶端，摇臂通过铰接轴铰接在耳座上，入水管与封头相连接，入水管的竖管部的底端由封头封闭，封环连接在入水管的塑料管的外周，所述狭缝由封环封闭，转盘连接在封环上，立管的外壁与转盘固定连接，立管与入水管相互连通，环形管的两端分别与立管连通，在环形管的中部连接有喷头。
作为优选，横管部的直径小于竖管部的直径。
作为优选，环形管围成等腰三角形形状，喷头连接在所述等腰三角形的底边位置。
作为优选，塑料管的直径是竖管部直径的1.1倍；支柱的上端与多孔板的底面相接触，支柱与竖管部的轴线相互重合。
作为优选，喷头的轴线与立管的轴线相垂直。
在以上技术方案中，红外线传感器用于检测洒水车行驶前方的具体情况，包括道路行人与车辆、浇灌目标的大小高度以及浇灌目标与车的距离等，并将这些数据传送至分析处理系统；风向风速测量仪将风速风向等信息传送至分析处理系统，同时GPS模块将车的行驶情况及车速等信息传送至分析处理系统。
分析处理系统根据收到的信息进行计算，算出水炮最合适的喷射角度及喷射大小，并通过信号传输装置将信号传送给水炮本体的配套驱动机构以及水泵，从而实现对喷射的实时控制。
图像采集器将水炮本体附近的工作图像进行采集并在控制显示屏上显示出来，驾驶员可由此观察水炮本体的工作状态，并且可以通过对控制显示屏进行触控来主动将触控命令发送至分析处理系统，进而发送到水泵以及水炮本体的配套驱动机构，从而实现对喷射的主动控制。
在水炮本体的结构中，底座、竖直杆和托盘用于承载上端机构；耳座、摇臂和铰接轴实现了摇臂前后方向的转动能力；封头一方面承载入水管、另一方面对竖管部的下端起到封闭作用；封环用于对塑料管的外壁实现封闭作用，同时承载转盘，当要更换塑料管及其内部的配套组件时，先将转盘和包绕在塑料管外周的封环拆下，再卸下塑料管及其内部的配套组件，进行清理或更换后安装回原位；转盘用于实现水平面内的旋转作用，立管用于将来自入水管的浇灌用水引入环形管内，最终经由喷头喷出。
横管部用于接入浇灌用水，竖管部的下端由封头封闭，因而浇灌用水在外部水压的作用下沿竖管部向上运动；支柱和连接片的设置用于在塑料管处对管路内部起到一定的阻拦作用，絮状或丝状的杂物会在连接片和凸头附件被拦截；塑料管上的狭缝用于在水流切线方向上进一步阻拦具有粘连特点的杂物，使杂物挂接在狭缝附近；丝接在塑料管上端的多孔板位于水流必经的路径上，对较大粒径的颗粒物起到拦截作用，由于连接片和狭缝已经对絮状或丝状的杂物实现了一定程度的拦截，因此多孔板相对不容易发生阻塞。通过以上设计，使水流在到达喷头之前即得到前置过滤，不会将杂质阻塞于喷头处，而且，由于杂物均被拦截在塑料管处，因此当发生喷射水压降低时，仅通过更换(或拆卸清理)塑料管以及配套的多孔板、连接片即可排除故障，由于塑料管以及配套的多孔板、连接片等模块成本较低且易于更换，因此显著提升了装置的持续使用能力。
本发明提供了一种智能自动水炮，该技术方案采用智能控制为主、手动控制为辅的控制系统，该系统中水炮可根据不同工况进行自动开启、关闭、调整角度等功能，同时还可以采集图像并根据驾驶员发出的指令做出相应的调整。具体来看，水炮本体是整个系统中的执行机构，它具有配套的驱动机构，水炮本体通过高压水管和水泵相连接。驱动机构依托于水炮本体的自身结构，可在控制水炮在水平面内转动或在垂直于地面方向进行旋转。水泵可以提供几个不同档位，可以提供几种不同压力用于对不同高度植物的灌溉。
图像采集器可以安装在车后方右侧，用来采集喷洒方向的图像，采集的图像直接传输到驾驶内的控制显示屏上，可以使驾驶员观察到浇灌情况，以便进行人工调整；红外线传感器安装在车的前方右侧，其有两个作用，一是用来测量车与浇灌目标的相对位置，以便水炮能精准的进行作业，二是用来检测周围的车辆与行人，防治在浇灌作业时误撒到车辆与行人；风向风速测量仪安装在车顶部，主要是测量车辆行驶时的风向和风速，经分析处理系统计算后减少风对作业的影响；GPS模块用来测量车的行驶状况，根据车的行驶状况来控制水炮，使灌溉目标得到均匀的灌溉。
分析处理系统将采集到障碍物信息、浇灌目标信息、风况信息、车速信息等进行处理计算，得到驱动水炮本体及水泵的合适的控制指令，将其经由信号传输装置实现对水炮本体和水泵的实时控制；同时，驾驶员可根据控制显示屏显示的图像手动触控屏幕，直接实现对水炮的在一定范围内的人工调整。该装置所需要的能量可由洒水车发动机提供。应用本发明，可根据风向、风速、车的行驶情况以及绿化带的形状大小等，分析出水炮最合适的喷射角度，并通过控制装置进行控制；从而在浇灌过程中实现自动化，减少了工人的工作量，避免了工作中存在的危险，同时提高了工作效率；而且，自动化控制可以更均匀的灌溉绿化带，同时能有效避让行人与车辆。
附图说明
图1是本发明整体的结构示意图；
图2是实施例2中水炮本体的局部结构示意图；
图3是实施例2中入水管的局部结构示意图；
图4是本发明中各模块的通信连接关系图；
图中：
100、图像采集器 200、水炮本体 300、水泵 400、信号传输装置
500、风向风速测量仪 600、红外线传感器 700、控制显示屏 800、分析处理系统
1、底座 2、竖直杆 3、托盘 4、耳座
5、摇臂 6、铰接轴 7、封头 8、入水管
9、封环 10、转盘 11、立管 12、环形管
13、喷头 81、竖管部 82、横管部 83、支柱
84、凸环 85、连接片 86、塑料管 87、多孔板。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
实施例1
智能自动水炮，如图1、图4所示，包括图像采集器100，水炮本体200，水泵300，信号传输装置400，风向风速测量仪500，红外线传感器600，控制显示屏700，分析处理系统800，其中水炮本体200具有配套驱动机构，风向风速测量仪500、红外线传感器600分别与分析处理系统800通信连接；分析处理系统800通过信号传输装置400分别与水泵300和所述驱动机构通信连接，图像采集器100、分析处理系统800分别与控制显示屏700通信连接。其中，图像采集器100向控制显示屏700上传水炮本体200附近的图像信息；风向风速测量仪500向分析处理系统800上传所处位置的风向及风速信息；红外线传感器600向分析处理系统800上传周围障碍物的位置和距离信息。控制显示屏700向分析处理系统800传输由人员输入的触控命令；分析处理系统800根据所述风向及风速信息、周围障碍物的位置和距离信息计算得到控制指令；分析处理系统800将所述触控命令或所述控制指令通过信号传输装置400分别传输至水泵300及所述驱动机构。所述控制指令或触控命令包括水炮本体200的喷射角度以及水泵300的压力。还包括GPS模块，所述GPS模块与分析处理系统800通信连接；所述GPS模块向分析处理系统800上传地理位置信息。
该装置的工作原理如下：红外线传感器600用于检测洒水车行驶前方的具体情况，包括道路行人与车辆、浇灌目标的大小高度以及浇灌目标与车的距离等，并将这些数据传送至分析处理系统800；风向风速测量仪500将风速风向等信息传送至分析处理系统800，同时GPS模块将车的行驶情况及车速等信息传送至分析处理系统800。分析处理系统800根据收到的信息进行计算，算出水炮最合适的喷射角度及喷射大小，并通过信号传输装置400将信号传送给水炮本体200的配套驱动机构以及水泵300，从而实现对喷射的实时控制。图像采集器100将水炮本体200附近的工作图像进行采集并在控制显示屏700上显示出来，驾驶员可由此观察水炮本体200的工作状态，并且可以通过对控制显示屏700进行触控来主动将触控命令发送至分析处理系统800，进而发送到水泵300以及水炮本体200的配套驱动机构，从而实现对喷射的主动控制。
实施例2
智能自动水炮，如图1～4所示，包括图像采集器100，水炮本体200，水泵300，信号传输装置400，风向风速测量仪500，红外线传感器600，控制显示屏700，分析处理系统800，其中水炮本体200具有配套驱动机构，风向风速测量仪500、红外线传感器600分别与分析处理系统800通信连接；分析处理系统800通过信号传输装置400分别与水泵300和所述驱动机构通信连接，图像采集器100、分析处理系统800分别与控制显示屏700通信连接。其中，图像采集器100向控制显示屏700上传水炮本体200附近的图像信息；风向风速测量仪500向分析处理系统800上传所处位置的风向及风速信息；红外线传感器600向分析处理系统800上传周围障碍物的位置和距离信息。控制显示屏700向分析处理系统800传输由人员输入的触控命令；分析处理系统800根据所述风向及风速信息、周围障碍物的位置和距离信息计算得到控制指令；分析处理系统800将所述触控命令或所述控制指令通过信号传输装置400分别传输至水泵300及所述驱动机构。所述控制指令或触控命令包括水炮本体200的喷射角度以及水泵300的压力。还包括GPS模块，所述GPS模块与分析处理系统800通信连接；所述GPS模块向分析处理系统800上传地理位置信息。
同时，所述水炮本体200包括底座1，竖直杆2，托盘3，耳座4，摇臂5，铰接轴6，封头7，入水管8，封环9，转盘10，立管11，环形管12，喷头13；其中入水管8包括竖管部81，横管部82，支柱83，凸环84，连接片85，塑料管86，多孔板87，所述横管部82连接在竖管部81上，塑料管86连接在竖管部81顶端，支柱83套接在竖管部81和塑料管86内部，支柱83上固定连接有凸环84，连接片85有若干个，所述连接片85的一端与凸环84固定连接、另一端与塑料管86的内壁固定连接，在塑料管86的侧壁上开设有若干竖直方向的狭缝，在塑料管86的顶端丝接有多孔板87；竖直杆2固定连接在底座1上，托盘3固定连接在竖直杆2的顶端，耳座4固定连接在托盘3的顶端，摇臂5通过铰接轴6铰接在耳座4上，入水管8与封头7相连接，入水管8的竖管部81的底端由封头7封闭，封环9连接在入水管8的塑料管86的外周，所述狭缝由封环9封闭，转盘10连接在封环9上，立管11的外壁与转盘10固定连接，立管11与入水管8相互连通，环形管12的两端分别与立管11连通，在环形管12的中部连接有喷头13。
该装置的工作原理如下：红外线传感器600用于检测洒水车行驶前方的具体情况，包括道路行人与车辆、浇灌目标的大小高度以及浇灌目标与车的距离等，并将这些数据传送至分析处理系统800；风向风速测量仪500将风速风向等信息传送至分析处理系统800，同时GPS模块将车的行驶情况及车速等信息传送至分析处理系统800。分析处理系统800根据收到的信息进行计算，算出水炮最合适的喷射角度及喷射大小，并通过信号传输装置400将信号传送给水炮本体200的配套驱动机构以及水泵300，从而实现对喷射的实时控制。图像采集器100将水炮本体200附近的工作图像进行采集并在控制显示屏700上显示出来，驾驶员可由此观察水炮本体200的工作状态，并且可以通过对控制显示屏700进行触控来主动将触控命令发送至分析处理系统800，进而发送到水泵300以及水炮本体200的配套驱动机构，从而实现对喷射的主动控制。
同时，横管部82用于接入浇灌用水，竖管部81的下端由封头7封闭，因而浇灌用水在外部水压的作用下沿竖管81部向上运动；支柱83和连接片85的设置用于在塑料管86处对管路内部起到一定的阻拦作用，絮状或丝状的杂物会在连接片85和凸头84附件被拦截；塑料管86上的狭缝用于在水流切线方向上进一步阻拦具有粘连特点的杂物，使杂物挂接在狭缝附近；丝接在塑料管86上端的多孔板87位于水流必经的路径上，对较大粒径的颗粒物起到拦截作用，由于连接片85和狭缝已经对絮状或丝状的杂物实现了一定程度的拦截，因此多孔板87相对不容易发生阻塞。通过以上设计，使水流在到达喷头13之前即得到前置过滤，不会将杂质阻塞于喷头13处，而且，由于杂物均被拦截在塑料管86处，因此当发生喷射水压降低时，仅通过更换(或拆卸清理)塑料管86以及配套的多孔板87、连接片85即可排除故障，由于塑料管86以及配套的多孔板87、连接片85等模块成本较低且易于更换，因此显著提升了装置的持续使用能力。
此外，底座1、竖直杆2和托盘3用于承载上端机构；耳座4、摇臂5和铰接轴6实现了摇臂5前后方向的转动能力；封头7一方面承载入水管8、另一方面对竖管部81的下端起到封闭作用；封环9用于对塑料管86的外壁实现封闭作用，同时承载转盘10，当要更换塑料管86及其内部的配套组件时，先将转盘10和包绕在塑料管86外周的封环9拆下，再卸下塑料管86及其内部的配套组件，进行清理或更换后安装回原位；转盘10用于实现水平面内的旋转作用，立管11用于将来自入水管8的浇灌用水引入环形管12内，最终经由喷头13喷出。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。