一种包括电动蝶阀的智能灌溉施肥系统的制作方法

本技术涉及农业领域，更具体地，涉及一种包括电动蝶阀的智能灌溉施肥系统。

背景技术：

1、近年来，传统农业已经成为物联网、人工智能的重点发展领域。作为农业技术的一个分支，灌溉施肥技术在现代农业中的应用越来越广泛。为了实现智能灌溉施肥，需要有一套控制系统。然而，现有的灌溉施肥系统还存在一些缺点。例如，1：现有的灌溉施肥系统容易出现灌溉不均匀，施肥不均匀等情况。2：现有的灌溉施肥系统中采集的数据较少，大大限制了智能灌溉施肥技术在田间管理上的应用。3：现有的灌溉施肥系统中对水泵的调控方式不够灵活。4：现有的灌溉施肥系统中的电动阀门输出扭矩小、电机功率高、待机时长短。

2、因此，现有的智能灌溉施肥系统仍存在改进的空间。

技术实现思路

1、本技术提供一种包括电动蝶阀的智能灌溉施肥系统，可以实现均匀灌溉、均匀施肥，采集多种类型的田间数据，灵活调控水泵，提高电动阀门的输出扭矩，降低电动阀门中电机的功率，提高电动阀门的待机时间。

2、第一方面，提供了一种包括电动蝶阀的智能灌溉施肥系统，所述电动蝶阀包括：电机、九级减速器、输出主轴、角度电位器、阀板、阀轴。

3、所述九级减速器包括九根传动轴和九对相互啮合的直齿轮，所述九根传动轴分别与所述输出主轴平行，并且，所述九根传动轴中相邻的任意三根传动轴的轴心连线的夹角α的范围为90°≤α≤180°，所述九根传动轴围绕所述输出主轴布置。

4、所述电机的输出轴与第一锥齿轮固定连接，所述九根传动轴中的第一根传动轴与第二锥齿轮固定连接，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮的齿数相同。

5、所述九根传动轴中的第二根传动轴至第九根传动轴分别用于安装两个齿数不同的直齿轮，所述第二根传动轴至所述第九根传动轴中相邻的任意两根传动轴的齿轮布置方式分别为第一方式和第二方式。

6、其中，所述第一方式为：在竖直方向，两个齿数不同的直齿轮按照齿数较大的齿轮位于齿数较小的齿轮之上的方式布置。

7、所述第二方式为：在竖直方向，两个齿数不同的直齿轮按照齿数较小的齿轮位于齿数较大的齿轮之上的方式布置。

8、所述九对相互啮合的直齿轮中包括第一对齿轮和第九对齿轮，所述第一对齿轮分别安装于所述第一根传动轴和所述九根传动轴中的第二根传动轴，所述第九对齿轮分别安装于所述九根传动轴中的第九根传动轴和所述输出主轴，所述第九对齿轮的齿轮强度大于所述第一对齿轮的齿轮强度。

9、所述电机的扭矩为1.2n·m，所述九级减速器的传动比为1712:1，所述九级减速器的输出扭矩为2054.4n·m。

10、所述系统包括：多个压力传感器、多个所述电动蝶阀、第一控制器、远程控制单元；多个所述电动蝶阀与多个支路管道一一对应连接，所述多个支路管道与多个区域一一对应，所述多个压力传感器与所述多个支路管道一一对应连接；所述远程控制单元用于向所述第一控制器发送第一指令，所述第一指令包括预设阈值的信息；所述第一控制器用于根据所述多个压力传感器反馈的数据，调整多个所述电动蝶阀中的至少一个电动蝶阀的开启程度，使得在对所述多个区域同时灌溉或同时施肥的情况下，所述多个支路管道中任意两个支路管道的管道压力的差值小于所述预设阈值。

11、根据本技术实施例，第一控制器可以根据压力传感器反馈的数据，调整电动蝶阀的开启程度，从而平衡多个区域的管道压力，实现均匀施肥、均匀灌溉的目的。

12、作为一种情况，如果灌溉或者施肥不均匀，对于灌溉量或者施肥量过多的区域，农作物可能出现黄叶、坏死等问题。

13、根据本技术实施例，九级减速器中的九根传动轴分别与输出主轴平行，并且九根传动轴围绕输出主轴布置，采用这种布置方式，可以节省电动蝶阀的内部空间，使得减速器的结构更紧凑。第二根传动轴至第九根传动轴中相邻的任意两根传动轴的齿轮布置方式分别为第一方式和第二方式，也可以起到节省电动蝶阀的内部空间，使得减速器的结构更紧凑的效果。

14、此外，为了防止齿轮损坏，第九对齿轮的齿轮强度可以大于所述第一对齿轮的齿轮强度。可以理解的是，齿轮强度与齿轮材料、热处理方式、齿轮尺寸相关联。例如，第九对齿轮的齿轮材料与第一对齿轮的齿轮材料可以不同，从而使得第九对齿轮的齿轮强度大于所述第一对齿轮的齿轮强度。

15、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在所述多个支路管道中任意两个支路管道的管道压力的差值小于所述预设阈值的情况下，所述第一控制器记录多个所述电动蝶阀中每个电动蝶阀的开启程度。

16、可以理解的是，如果后续需要同时灌溉或同时施肥，第一控制器可以直接根据上述记录的信息，将电动蝶阀的开启角度调整至相应的角度，从而提高效率。

17、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述系统还包括多个流量计，所述多个流量计与所述多个支路管道一一对应连接；所述第一控制器用于根据所述多个流量计反馈的数据，确定所述多个支路管道中每个支路管道的已灌溉量或已施肥量；如果所述多个区域中第一区域的已灌溉量大于或等于所述第一区域的预设灌溉量，或者，如果所述第一区域的已施肥量大于或等于所述第一区域的预设施肥量，所述第一控制器用于控制第一电动蝶阀关闭，所述第一电动蝶阀与所述第一区域对应，所述第一电动蝶阀为多个所述电动蝶阀中的一个。

18、也就是说，本技术实施例可以实现定量灌溉和定量施肥。

19、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在第一电动蝶阀开启后，所述第一控制器启动定时器，所述第一电动蝶阀为多个所述电动蝶阀中的一个；在所述定时器超过预设时长的情况下，所述第一控制器关闭所述第一电动蝶阀。

20、也就是说，本技术实施例可以实现定时灌溉和定时施肥。

21、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述远程控制单元用于向所述第一控制器发送第二指令；所述第二指令用于指示多个所述电动蝶阀同时开启；所述第一控制器用于根据所述第二指令，同时开启多个所述电动蝶阀。

22、也就是说，本技术实施例可以实现多区域同时灌溉和同时施肥。

23、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述远程控制单元用于向所述第一控制器发送第三指令，所述第三指令用于指示多个所述电动蝶阀的开启顺序；所述第一控制器用于根据所述第三指令，按顺序开启多个所述电动蝶阀。

24、也就是说，本技术实施例可以实现多区域轮流灌溉和轮流施肥。

25、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述系统还包括第二控制器、土壤湿度传感器、土壤肥力传感器；所述远程控制单元用于根据所述土壤湿度传感器采集的数据，确定是否进行灌溉；在土壤湿度小于第一阈值的情况下，所述远程控制单元用于向所述第二控制器发送用于启动灌溉的指令；在土壤湿度大于第二阈值的情况下，所述远程控制单元用于向所述第二控制器发送用于停止灌溉的指令；所述远程控制单元用于根据所述土壤肥力传感器采集的数据，确定是否进行施肥；在土壤肥力小于第三阈值的情况下，所述远程控制单元用于向所述第二控制器发送用于启动施肥的指令；在土壤肥力大于第四阈值的情况下，所述远程控制单元用于向所述第二控制器发送用于停止施肥的指令。

26、根据本技术实施例，该智能灌溉施肥系统可以采集多种类型的数据，从而增强自动化灌溉施肥技术的智能化程度，提高生产效率。

27、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述系统还包括土壤温度传感器和气象站，所述气象站用于采集以下中的一项或多项：

28、空气湿度、空气温度、光照强度；

29、所述远程控制单元用于根据所述土壤湿度传感器采集的数据，或者所述土壤温度传感器反馈的数据，或者所述气象站采集的数据，确定是否进行灌溉。

30、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述系统还包括水泵、第三控制器、变频器、压力检测装置、流速传感器；所述压力检测装置用于检测所述水泵输出口的管道压力，所述流速传感器用于检测所述水泵输出口的水流流速；所述远程控制单元用于向所述第三控制器发送第四指令，所述第四指令包括所述水泵输出口的管道压力需要达到的第一设定值；所述第三控制器用于根据所述第四指令和所述压力检测装置反馈的数据，调节所述变频器的频率，使得所述水泵输出口的管道压力达到所述第一设定值；所述远程控制单元用于向所述第三控制器发送第五指令，所述第五指令包括所述水泵输出口的水流流速需要达到的第二设定值；所述第三控制器用于根据所述第五指令和所述流速传感器反馈的数据，调节所述变频器的频率，使得所述水泵输出口的水流流速达到所述第二设定值。

31、根据本技术实施例，除了基于压力传感器检测的数据对水泵的输出功率进行调节，还可以基于流速传感器检测的数据对水泵的输出功率进行调节，因此水泵的调控方式更加灵活。

32、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述远程控制单元还用于向所述第三控制器发送第六指令，所述第六指令包括所述水泵输出口的管道能承受的压力极限值；所述第三控制器用于根据所述第六指令、所述压力检测装置反馈的数据和所述变频器的运行参数，进行pid计算，并调节所述变频器的频率，使得所述水泵输出口的管道压力小于或等于所述压力极限值。

33、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述远程控制单元还用于向所述第三控制器发送第七指令，所述第七指令包括第一预设时长和第三设定值；在所述水泵启动运行所述第一预设时长后，所述第三控制器根据所述压力检测装置反馈的数据确定所述水泵输出口的管道压力的变化量小于所述第三设定值，所述第三控制器控制所述水泵停止工作。

34、也就是说，本技术实施例提供了保护水泵的措施。

35、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述系统还包括流量计；所述远程控制单元还用于向所述第三控制器发送第八指令，所述第八指令包括第二预设时长和第四设定值；在所述水泵启动运行所述第二预设时长后，所述第三控制器根据所述流量计反馈的数据确定所述水泵输出口的管道的流量变化小于所述第四设定值，所述第三控制器控制所述水泵停止工作。

36、也就是说，本技术实施例提供了另一种保护水泵的措施。

37、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述九级减速器还包括齿轮箱箱体，所述九根传动轴分别与所述齿轮箱箱体通过轴承连接。

38、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电动蝶阀还包括电池和太阳能板；所述电池与所述电机、角度电位器、太阳能板电连接；所述太阳能板用于向所述电池提供电能。

39、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电池的电量大于或等于5ah，在所述电池满电，且所述太阳能板不工作的情况下，所述电动蝶阀的待机时长大于或等于180天。