一种智慧化农业水利灌溉装置的制作方法

1.本发明涉及农业水利灌溉技术领域，具体涉及一种智慧化农业水利灌溉装置。


背景技术：

2.农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身。农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业。农业灌溉主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业。
3.目前在农业水利灌溉中，往往都是人工实施全面浇水灌溉，水源灌溉的多少也都是人为主观上的自我判断，这样很容易造成大量水源的浪费，也会造成灌溉不均匀现象。为此，我们提出一种智慧化农业水利灌溉装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种智慧化农业水利灌溉装置，便于对农业耕作区进行智慧化的有效灌溉，节约水源，减少对水源的浪费，且灌溉均匀。
5.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
6.一种智慧化农业水利灌溉装置，包括承载车体，所述承载车体的尾端上固定安装有盛水箱和底板，且底板位于盛水箱贴近承载车体的车头的一侧，所述底板的顶部固定安装有架座；
7.所述架座的内腔底部设置有水泵，所述盛水箱的左侧壁底部设置有出水管，所述水泵的输入端通过导管与出水管相连通；
8.所述架座的前后两侧分别设置有灌溉组件和起吊机构，且灌溉组件和起吊机构均连接安装在底板上；
9.所述架座的上表面安装有导向机构，所述起吊机构通过导向机构与灌溉组件相连接；
10.所述水泵输入连接有单片机，所述单片机输入连接有温湿度传感器。
11.优选地，所述起吊机构包括第二正反转电机、两组轴承座和两组钢丝绳，两组所述轴承座的下表面均与底板相固接，两组所述轴承座之间转动连接有绕绳轴杆，所述第二正反转电机安装在一组轴承座的侧壁上，且第二正反转电机的动力输出端与绕绳轴杆的一端相连接，两组所述钢丝绳的一端分别与绕绳轴杆的外壁两端相固接。
12.基于上述技术特征，便于对钢丝绳在绕绳轴杆上的缠绕收纳和放长。
13.优选地，所述导向机构包括两组支撑块，两组所述支撑块的下表面均与架座固接，两组所述支撑块之间的前后两侧均转动连接有轮杆，所述轮杆的外壁左右两侧均固接有导向滑轮。
14.基于上述技术特征，通过轮杆与支撑块的转动连接作用，便于导向滑轮和轮杆一起在支撑块上转动。
15.优选地，所述灌溉组件包括第一伸缩架、第二伸缩架和第三伸缩架，所述第二伸缩
架滑动插接在第一伸缩架远离底板的一端，所述第三伸缩架滑动插接在第二伸缩架远离底板的一端，所述第一伸缩架一端的左右两侧壁均固接有转动轴，两组所述转动轴相互远离的一端均转动连接有支撑板，且支撑板的下表面与底板相固接，所述第一伸缩架贴近底板中间位置的一侧设置有限位挡板，且限位挡板固接在两组支撑板之间。
16.基于上述技术特征，通过限位挡板对第一伸缩架转动到竖直位置时进行阻挡限位。
17.优选地，所述第一伸缩架的旁侧固接有第一电控伸缩杆，所述第一电控伸缩杆与单片机电性输入连接，所述第一电控伸缩杆和第一伸缩架远离底板的一端的外部固接有固定套，所述第二伸缩架远离底板的一端的侧壁固接有第一推拉块，所述第一电控伸缩杆的动力伸缩端与第一推拉块相固接。
18.基于上述技术特征，通过第一电控伸缩杆的伸缩便于推拉第二伸缩架在第一伸缩架中进行伸缩。
19.优选地，所述第二伸缩架的另一侧壁固接有第二电控伸缩杆，所述第二电控伸缩杆与单片机电性输入连接，所述第三伸缩架远离底板的一端的侧壁固接有第二推拉块，所述第二电控伸缩杆的动力伸缩端与第二推拉块相固接。
20.基于上述技术特征，通过第二电控伸缩杆的伸缩便于推拉第三伸缩架在第二伸缩架中进行伸缩。
21.优选地，所述第三伸缩架远离底板的一端连接有灌溉机构，所述灌溉机构包括灌装件和往复动力机构，所述往复动力机构包括支撑座、直齿轮、往复架和第一往复直齿条，所述支撑座的一端与第三伸缩架相固接，所述支撑座套接在往复架的外部，所述直齿轮转动连接在支撑座的内腔中，所述往复架的左侧通过第一往复直齿条与直齿轮相啮合，所述往复架的内腔设置有局部齿轮，所述往复架的内腔左右两侧均设置有与局部齿轮相啮合配合的第二往复直齿条，所述支撑座的顶部设置有伺服电机，所述伺服电机与单片机电性输入连接，所述伺服电机的底部动力输出端与局部齿轮相连接。
22.基于上述技术特征，通过伺服电机提供驱动力便于带动局部齿轮转动。
23.优选地，所述第一伸缩架的内腔左右两侧壁均开设有的第一滑槽，所述第二伸缩架贴近底板的一端的左右两侧壁均固接有与第一滑槽相配合的第一棱形滑块，所述第二伸缩架的内腔左右两侧壁均开设有的第二滑槽，所述第三伸缩架贴近底板的一端的左右两侧壁均固接有与第二滑槽相配合的第二棱形滑块。
24.基于上述技术特征，通过第一棱形滑块在第一滑槽中以及第二棱形滑块在第二滑槽中滑动，便于对第二伸缩架在第一伸缩架中以及第三伸缩架在第二伸缩架中伸缩时进行导向，提高伸缩时的稳定性。
25.优选地，所述灌装件包括弧形承载架，所述弧形承载架与支撑座的另一端相固接，所述弧形承载架的内侧壁与温湿度传感器相固接，所述弧形承载架的内腔设置有弧形集水管，所述弧形集水管的外壁固接有弧形齿条，所述直齿轮伸出支撑座外部的一侧与弧形齿条相啮合，所述弧形集水管的顶部中间设置有灌水管，所述灌水管的顶部输入端通过导管与水泵的输出端相连通，所述弧形集水管的底部沿其圆弧方向均匀连通有灌溉喷嘴。
26.基于上述技术特征，通过灌溉喷嘴实现对农作物的水源喷灌。
27.优选地，所述弧形承载架的顶部开设有与灌水管相配合的弧形位移槽，所述弧形
承载架的内腔底部开设有与灌溉喷嘴相配合的圆弧避让槽，所述弧形承载架的内腔右侧壁开设有与直齿轮相配合的传动避让槽。
28.基于上述技术特征，通过传动避让槽便于直齿轮与弧形齿条之间的啮合传动。
29.综上所述，本发明包括以下至少一种有益效果：
30.第一、通过温湿度传感器对农业耕作区进行温湿度感应，在温度过高，湿度过低时，通过盛水箱、水泵、单片机和灌溉机构的配合，便于对农业耕作区进行智慧化的有效灌溉，节约水源，减少对水源的浪费，且灌溉均匀。
31.第二、通过第一电控伸缩杆带动第二伸缩架在第一伸缩架上伸缩，以及第二电控伸缩杆带动第三伸缩架在第二伸缩架上伸缩，对灌溉机构在农业耕作区进行与承载车体之间的远近调节，再配合承载车体在地面上行走，从而在可调节范围内，便于对大面积的农业耕作区进行水利灌溉。
32.第三、通过起吊机构、导向机构和架座的配合，以及通过第一电控伸缩杆带动第二伸缩架在第一伸缩架上伸缩和第二电控伸缩杆带动第三伸缩架在第二伸缩架上伸缩，便于对灌溉组件进行收纳，提高装置在农业水利灌溉工作中的实用性。
33.第四、通过第一电控伸缩杆和第二电控伸缩杆的伸缩配合，通过伺服电机提供驱动力，经过往复动力机构带动直齿轮进行往复正反转，通过直齿轮与弧形齿条的啮合传动带动弧形集水管在弧形承载架中进行顺时针和逆时针移动，使得移动轨迹接近构成一个圆形，从而便于灌溉喷嘴在树木的顶端外部进行360
°
的全方位灌溉，并使得水源从上方洒落下来，对整颗树木实现全面灌溉，从而使得本装置还能灌溉较高的树木，灌溉适用范围广泛。
附图说明
34.图1为本发明的使用状态结构示意图；
35.图2为本发明的图1的前视图；
36.图3为本发明的图1的俯视图；
37.图4为本发明的起吊机构、灌溉组件、导向机构之间的连接状态示意图一；
38.图5为本发明的起吊机构、灌溉组件、导向机构之间的连接状态示意图二；
39.图6为本发明的灌溉组件的使用状态示意图一；
40.图7为本发明的灌溉组件的使用状态示意图二；
41.图8为本发明的起吊机构、导向机构的结构示意图；
42.图9为本发明的灌溉组件的结构示意图；
43.图10为本发明的灌溉机构的俯视结构示意图；
44.图11为本发明的图10的前视剖视图一；
45.图12为本发明的图10的前视剖视图二；
46.图13为本发明的弧形集水管的运动状态示意图一；
47.图14为本发明的弧形集水管的运动状态示意图二；
48.图15为本发明的控制系统原理框图；
49.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
50.1-承载车体，2-盛水箱，3-架座，4-底板，5-水泵，6-出水管，7-起吊机构，701-绕绳
轴杆，702-轴承座，703-第二正反转电机，704-钢丝绳，8-灌溉组件，801-限位挡板，802-支撑板，803-转动轴，804-第一电控伸缩杆，805-第一伸缩架，806-固定套，807-第二电控伸缩杆，808-第二伸缩架，809-第三伸缩架，810-灌溉机构，8101-弧形承载架，8102-弧形集水管，8103-灌溉喷嘴，8104-圆弧避让槽，8105-传动避让槽，8106-弧形齿条，8107-灌水管，8108-弧形位移槽，811-第一推拉块，812-第二推拉块，9-导向机构，901-导向滑轮，902-支撑块，903-轮杆，10-温湿度传感器，11-单片机，12-往复动力机构，1201-支撑座，1202-直齿轮，1203-往复架，1204-局部齿轮，1205-伺服电机，1206-第一往复直齿条，1207-第二往复直齿条。
具体实施方式
51.以下结合附图1-15对本发明作进一步详细说明。
52.本发明提供的一种实施例：如图1所示，一种智慧化农业水利灌溉装置，包括承载车体1，承载车体1的尾端上固定安装有盛水箱2和底板4，且底板4位于盛水箱2贴近承载车体1的车头的一侧，底板4的顶部固定安装有架座3。
53.如图2所示，架座3的内腔底部设置有水泵5，盛水箱2的左侧壁底部设置有出水管6，水泵5的输入端通过导管与出水管6相连通，通过水泵5工作便于将盛水箱2中的水源经过出水管6不断抽出，盛水箱2的顶部设置有加水口，加水口上设置有密封塞盖，在盛水箱2中的水源用完时，通过加水口便于向盛水箱2中添加水源，在添加完成后，通过密封塞盖便于对加水口进行堵塞密封。
54.如图3所示，架座3的前后两侧分别设置有灌溉组件8和起吊机构7，且灌溉组件8和起吊机构7均连接安装在底板4上，通过底板4对起吊机构7、架座3和灌溉组件8进行支撑使用。
55.如图4所示，架座3的上表面安装有导向机构9，起吊机构7通过导向机构9与灌溉组件8相连接。
56.如图15所示，水泵5输入连接有单片机11，单片机11输入连接有温湿度传感器10。
57.如图8所示，起吊机构7包括第二正反转电机703、两组轴承座702和两组钢丝绳704，第二正反转电机703与单片机11电性输入连接，两组轴承座702的下表面均与底板4相固接，两组轴承座702之间转动连接有绕绳轴杆701，第二正反转电机703安装在一组轴承座702的侧壁上，且第二正反转电机703的动力输出端与绕绳轴杆701的一端相连接，两组钢丝绳704的一端分别与绕绳轴杆701的外壁两端相固接，通过第二正反转电机703的正反转运动便于带动绕绳轴杆701在两组轴承座702之间转动，进而便于对钢丝绳704在绕绳轴杆701上进行缠绕收纳和放长，绕绳轴杆701的外壁中间固接有分隔板，且分隔板的下表面与底板4相固接，通过分隔板对绕绳轴杆701上缠绕的两组钢丝绳704进行分隔开，避免绕绳轴杆701缠绕两组钢丝绳704发生搅在一起的可能。
58.如图8所示，导向机构9包括两组支撑块902，两组支撑块902的下表面均与架座3固接，两组支撑块902之间的前后两侧均转动连接有轮杆903，轮杆903的外壁左右两侧均固接有导向滑轮901，通过轮杆903与支撑块902的转动连接作用，便于导向滑轮901和轮杆903一起在支撑块902上转动，进而便于钢丝绳在导向滑轮901上传送，减少钢丝绳与导向滑轮901之间发生滑动摩擦的可能。
59.如图9所示，灌溉组件8包括第一伸缩架805、第二伸缩架808和第三伸缩架809，第一伸缩架805、第二伸缩架808和第三伸缩架809的内腔底部分别均匀开设有镂空通孔，便于减轻第一伸缩架805、第二伸缩架808和第三伸缩架809的重量，方便使用，第二伸缩架808滑动插接在第一伸缩架805远离底板4的一端，第三伸缩架809滑动插接在第二伸缩架808远离底板4的一端，第一伸缩架805一端的左右两侧壁均固接有转动轴803，两组转动轴803相互远离的一端均转动连接有支撑板802，且支撑板802的下表面与底板4相固接，第一伸缩架805贴近底板4中间位置的一侧设置有限位挡板801，且限位挡板801固接在两组支撑板802之间。
60.如图9所示，第一伸缩架805的旁侧固接有第一电控伸缩杆804，第一电控伸缩杆804与单片机11电性输入连接，第一电控伸缩杆804和第一伸缩架805远离底板4的一端的外部固接有固定套806，如图5和图6所示，两组钢丝绳704的另一端都与固定套806相固接，每组钢丝绳704绕过其对应一侧的两组导向滑轮901的顶部，通过钢丝绳704便于拉动第一伸缩架805、第二伸缩架808和第三伸缩架809一起转动，并通过限位挡板801对第一伸缩架805转动到竖直位置时进行阻挡限位。
61.如图9所示，第二伸缩架808远离底板4的一端的侧壁固接有第一推拉块811，第一电控伸缩杆804的动力伸缩端与第一推拉块811相固接，通过第一电控伸缩杆804的伸缩便于推拉第二伸缩架808在第一伸缩架805中进行伸缩；第二伸缩架808的另一侧壁固接有第二电控伸缩杆807，第二电控伸缩杆807与单片机11电性输入连接，第三伸缩架809远离底板4的一端的侧壁固接有第二推拉块812，第二电控伸缩杆807的动力伸缩端与第二推拉块812相固接，通过第二电控伸缩杆807的伸缩便于推拉第三伸缩架809在第二伸缩架808中进行伸缩。
62.如图9所示，第一伸缩架805的内腔左右两侧壁均开设有的第一滑槽，第二伸缩架808贴近底板4的一端的左右两侧壁均固接有与第一滑槽相配合的第一棱形滑块，第二伸缩架808的内腔左右两侧壁均开设有的第二滑槽，第三伸缩架809贴近底板4的一端的左右两侧壁均固接有与第二滑槽相配合的第二棱形滑块，通过第一棱形滑块在第一滑槽中以及第二棱形滑块在第二滑槽中滑动，便于对第二伸缩架808在第一伸缩架805中以及第三伸缩架809在第二伸缩架808中伸缩时进行导向，提高伸缩时的稳定性。
63.如图9、图10和图11所示，第三伸缩架809远离底板4的一端连接有灌溉机构810，灌溉机构810包括灌装件和往复动力机构12，往复动力机构12包括支撑座1201、直齿轮1202、往复架1203和第一往复直齿条1206，支撑座1201的一端与第三伸缩架809相固接，便于对支撑座1201进行连接固定，支撑座1201套接在往复架1203的外部；往复架1203的右侧壁固接滑条，滑条的横截面为“凸”字型，支撑座1201的内腔右侧壁开设有与滑条相配合的滑槽，滑槽的前后两侧分别贯穿支撑座1201的前后两侧壁，支撑座1201在支撑座1201固定时，通过滑条在滑槽中滑动，并通过对滑槽对滑条的移动进行导向，从而便于往复架1203在支撑座1201上实现前后移动。
64.如图10和图11所示，直齿轮1202转动连接在支撑座1201的内腔中，往复架1203的左侧通过第一往复直齿条1206与直齿轮1202相啮合，往复架1203的内腔设置有局部齿轮1204，往复架1203的内腔左右两侧均设置有与局部齿轮1204相啮合配合的第二往复直齿条1207；支撑座1201的顶部设置有伺服电机1205，伺服电机1205与单片机11电性输入连接，伺
服电机1205的底部动力输出端与局部齿轮1204相连接，通过伺服电机1205工作提供驱动力，带动局部齿轮1204转动，随着局部齿轮1204的转动，其在两组第二往复直齿条1207之间来回啮合，进而带动往复架1203在支撑座1201中进行前后往复运动，再通过第一往复直齿条1206与直齿轮1202的啮合传动，在往复架1203进行前后往复运动时，进一步带动直齿轮1202在支撑座1201中进行顺时针和逆时针的来回转动。
65.如图10和图12所示，灌装件包括弧形承载架8101，弧形承载架8101与支撑座1201的另一端相固接，弧形承载架8101的内腔设置有弧形集水管8102，弧形集水管8102的外壁固接有弧形齿条8106，直齿轮1202伸出支撑座1201外部的一侧与弧形齿条8106相啮合；弧形承载架8101的内侧壁与温湿度传感器10相固接，弧形集水管8102的顶部中间设置有灌水管8107，灌水管8107的顶部输入端通过导管与水泵5的输出端相连通，弧形集水管8102的底部沿其圆弧方向均匀连通有灌溉喷嘴8103；如图13和图14所示，通过直齿轮1202与弧形齿条8106的啮合传动，在直齿轮1202进行顺逆时针来回转动时，便于带动弧形集水管8102在弧形承载架8101中进行顺逆时针的圆弧轨迹状态的移动，使其从弧形承载架8101中伸出，同时也带动其底部均匀连通的若干组灌溉喷嘴8103做圆弧轨迹的移动，通过伺服电机1205配合往复动力机构12使用，能实现更好的动力输出。
66.如图10和图12所示，弧形承载架8101的顶部开设有与灌水管8107相配合的弧形位移槽8108，弧形集水管8102在弧形承载架8101中移动时，便于灌水管8107在弧形位移槽8108中进行移动；弧形承载架8101的内腔底部开设有与灌溉喷嘴8103相配合的圆弧避让槽8104，圆弧避让槽8104的内腔两端头分别对应贯穿弧形承载架8101的两端头，方便弧形集水管8102底部所有的灌溉喷嘴8103能够随弧形集水管8102的移动而进行移动，避免发生阻挡干涉的情况；弧形承载架8101的内腔右侧壁开设有与直齿轮1202相配合的传动避让槽8105，便于直齿轮1202与弧形齿条8106之间进行啮合传动。
67.工作原理：
68.实施例一：
69.灌溉的对象为大面积的矮小农作物时，通过承载车体1将装置移至农业灌溉区域，通过第二正反转电机703带动绕绳轴杆701转动对两股钢丝绳704进行放线伸长，用手向远离承载车体1方向给灌溉组件8一个作用力，灌溉组件8随后在自身重力作用下并在两股钢丝绳704拉着的作用下，通过转动轴803在支撑板802上转动，发生倾倒，随着两股钢丝绳704的放长，观察灌溉组件8使其转动调节到接近水平位置，停止第二正反转电机703的工作，通过温湿度传感器10对农业灌溉区的温度和湿度进行实时感应，在温度和湿度高于温湿度传感器10中设定的温度、湿度数值时，其将信号传输到单片机11，通过单片机11控制水泵5工作，通过水泵5将盛水箱2中的水源抽送到弧形集水管8102中并高压充满，然后通过各个灌溉喷嘴8103将弧形集水管8102中集中的水源向农业灌溉区进行喷洒灌溉。
70.当温湿度传感器10感应到灌溉后的区域的温度和湿度都低于自身设定的温度、湿度数值时，将信号传输到单片机11，通过单片机11控制水泵5停止工作，进而停止灌溉，然后通过单片机11控制第一电控伸缩杆804带动第二伸缩架808在第一伸缩架805中逐渐伸长，带动灌溉机构810和温湿度传感器10一起向前移动，在移动过程中，通过温湿度传感器10对未灌溉区域的温度和湿度进行实时感应，在温度和湿度高于自身设定的温度、湿度数值时，其将信号传输到单片机11，通过单片机11控制水泵5工作，将盛水箱2中的水源抽出，通过各
个灌溉喷嘴8103将水源向下一个未灌溉的区域进行喷洒灌溉。
71.重复上述动作，在第一电控伸缩杆804带动第二伸缩架808在第一伸缩架805上伸长到最大伸长度后，接着通过第二电控伸缩杆807带动第三伸缩架809逐渐从第二伸缩架808中伸长，持续带动灌溉机构810和温湿度传感器10一起向前移动，通过温湿度传感器10感应不同未灌溉的区域，最后实现灌溉，一个伸长长度完成后，通过承载车体1前进一些距离，并停止，对灌溉组件8做上述相反的动作，进行收缩复位，并继续通过温湿度传感器10感应不同未灌溉的区域温度和湿度，实现承载车体1前进一些距离后的一个收缩长度下的未灌溉区域的水源灌溉，重复上述动作，便于对大面积的农业耕作区进行水利灌溉。
72.实施例二
73.灌溉的对象为较高的树木时，通过承载车体1将装置移至树木旁，对第一电控伸缩杆804和第二电控伸缩杆807调节到最大伸缩量，通过第二正反转电机703带动绕绳轴杆701转动对两股钢丝绳704进行放线伸长，用手向远离承载车体1方向给灌溉组件8一个作用力，灌溉组件8随后在自身重力作用下并在两股钢丝绳704拉着的作用下，通过转动轴803在支撑板802上转动，发生倾斜，观察弧形承载架8101与树木顶端的位置，通过第二电控伸缩杆807收缩带动第三伸缩架809向第二伸缩架808中收缩，使得弧形承载架8101插在在树木顶端的外部，在第三伸缩架809向第一伸缩架805中收缩到不能再收缩，而弧形承载架8101未套在树木顶端的外部时，再接着通过第一电控伸缩杆804收缩带动第二伸缩架808向第一伸缩架805中收缩，直到弧形承载架8101套在树木顶端的外部位置时停止伸缩动作以及停止第二正反转电机703工作。
74.通过单片机11控制水泵5工作，通过水泵5将盛水箱2中的水源抽送到弧形集水管8102中并高压充满，然后通过各个灌溉喷嘴8103将弧形集水管8102中集中的水源向树木上灌溉，同时通过伺服电机1205转动，经过往复动力机构12的往复运动带动直齿轮1202进行来回正反转，通过直齿轮102与弧形齿条8106的啮合传动带动弧形集水管8102在弧形承载架8101中进行顺时针和逆时针移动，使得移动轨迹接近构成一个圆形，从而便于灌溉喷嘴8013在树木的顶端外部进行360
°
的全方位灌溉。
75.综上，本智慧化农业水利灌溉装置便于对农业耕作区进行智慧化的有效灌溉，节约水源，减少对水源的浪费，且灌溉均匀，灌溉适用范围广泛。
76.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。