一种沟渠清淤灌溉一体机器人的制作方法

本发明涉及农业装备领域，更具体地，涉及一种沟渠清淤灌溉一体机器人。

背景技术：

1、在农业林业的生产中，对农作物、林木进行科学合理的灌溉是保证植物健康成长的主要工作之一。为降低设备成本、提高灌溉效率，传统的灌溉方式多采用沟渠将河水或湖水引导至待灌溉区域。

2、现有的沟渠为混凝土结构，在沟渠的一侧开设有若干灌溉口，在灌溉时需要人工依次打开灌溉口来完成灌溉作业。现有的沟渠灌溉多为人工操作，不仅需要依次打开和封闭各个灌溉口，还需要定期的进行沟渠清淤作业，以避免沉降的泥土造成沟渠堵塞，影响灌溉效率，不仅费时费力而且清淤、灌溉效率较低，不符合当前农业自动化、林业自动化的发展趋势。

3、因此，需要一种针对沟渠灌溉形式的自动化设备的技术方案，能够解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种沟渠清淤灌溉的新技术方案，能够完成传统沟渠的自动清淤作业以及灌溉控制作业。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种沟渠清淤灌溉一体机器人，包括安装架，所述安装架的四角处设置有支撑轮，所述支撑轮支撑至水渠的两侧，所述安装架上安装有行走机构、清理机构以及灌溉口启闭机构，其中：

3、所述行走机构包括驱动轮以及驱动电机，所述驱动电机驱动所述驱动轮转动，所述驱动轮驱动所述安装架移动；

4、所述清理机构包括水泵以及喷管，所述水泵连接至所述喷管，所述喷管上设置有若干朝向所述水渠内壁的喷头；

5、所述灌溉口启闭机构包括挡板以及挡板驱动器，所述挡板滑动连接至沟渠的灌溉口中，所述挡板驱动器安装至所述安装架上并用于驱动所述挡板移动以打开或关闭所述灌溉口。

6、通过本方案，将本装置放置于沟渠中，行走机构能够带动本装置到达灌溉口处，灌溉口启闭机构能够根据需要将待灌溉处的灌溉口打开进行灌溉，等灌溉完成后再将该灌溉口关闭，再移动至下一灌溉口处进行控制；清理机构能够对沟渠的内壁进行冲刷清洗，使沉积的泥土通过水流带动从灌溉口进入田地中。

7、优选地，所述安装架的顶部设置有防水板，所述水泵安装至所述防水板上，所述水泵的进水口向下延伸至水渠中，所述喷管为矩形框，所述喷头布置于所述管喷的两侧以及底部。

8、通过本方案，防水板能够避免水流飞溅至顶部的控制装置造成设备损坏；水泵能够直接吸取水渠中的水进行冲刷，无需布置水管，更加的方便；矩形框能够对沟渠的任意处进行冲刷，保证冲刷效果。

9、优选地，所述沟渠的未设置所述灌溉口的一侧固定有轨道齿条，所述轨道齿条的齿牙倾斜向下布置，所述驱动轮为行走齿轮，所述行走齿轮与所述轨道齿条相啮合。

10、通过本方案，轨道齿条与齿牙的相互配合加上顶部的支撑轮能够对本装置起到位置的限位作用，避免在水的浮力作用以及冲击作用下本装置移位而无法精确控制挡板的启闭。

11、优选地，所述安装架底部向下延伸形成副架，所述行走齿轮转动连接至所述副架上，所述驱动电机固定至所述防水板上方，所述驱动电机与所述行走齿轮之间通过万向节连接。

12、通过本方案，副架能够方便行走齿轮等部件的安装，保证其运动时的稳定性；万向节由多个构成，能够将横置的驱动电机的扭矩传递至倾斜布置的行走齿轮上。

13、优选地，所述挡板驱动器包括升降齿轮、离合机构以及传动机构，所述升降齿轮连接至所述传动机构，所述传动机构通过离合机构连接至所述驱动电机。

14、通过本方案，挡板上朝向沟渠的一面设置有齿条，本装置带动升降齿轮到达挡板处后能够与齿条相啮合，离合机构带动传动机构与驱动电机连接后，驱动电机的旋转能够带动升降齿轮旋转，升降齿轮的正转能够带动挡板上升以打开灌溉口，升降齿轮的反转能够带动挡板下降以关闭灌溉口；挡板驱动器由驱动电机驱动，无需另外配备电机，不仅减小了本装置的重量，而且能够降低成本。

15、优选地，所述离合机构包括离合缸、花键套以及花键轴，所述驱动电机驱动所述花键轴旋转，所述花键套轴向套设至所述花键轴上并与所述花键轴滑动连接，所述花键套上同轴固定有两个离合齿轮，所述离合缸推动所述花键套使所述离合齿轮分别与所述驱动轮或所述传动机构驱动连接。

16、通过本方案，离合缸能够推动离合齿轮与传动机构连接时，脱离与驱动轮的连接，从而在驱动挡板上下的过程中断开行走机构的动力，避免相互影响，保证挡板升降过程中的位置稳定性。

17、优选地，所述万向节顶部向上贯穿所述防水板并于防水板转动连接，所述万向节顶部固定有行走驱动齿轮，其中一所述离合齿轮能够与所述驱动齿轮啮合与脱离。

18、通过本方案，离合缸的推动使离合齿轮接触或脱离行走驱动齿轮，从而实现驱动电机与行走齿轮的连接与脱离。

19、优选地，所述传动机构包括涡轮、蜗杆以及升降驱动齿轮，所述升降驱动齿轮固定至所述蜗杆顶部并于所述离合齿轮相配合，所述涡轮与所述蜗杆相配合并均安装至副架上，所述涡轮与所述升降齿轮相啮合。

20、通过本方案，涡轮蜗杆的配合能够提高升降齿轮的扭矩，而且蜗杆能够方便布置以与离合机构相连接。

21、优选地，所述升降齿轮转动连接至摆杆的底部，所述摆杆以所述涡轮的转轴为轴转动连接至所述副架上，所述摆杆的顶部与所述离合机构相连接。

22、通过本方案，摆杆能够带动升降齿轮靠近挡板以完成啮合驱动，或者带动升降齿轮脱离与挡板的啮合以方便本装置的行走，避免升降齿轮与挡板相撞造成设备损坏；离合机构能够同时驱动摆杆的转动而与传动机构实现联动，实现同步的驱动和分离。

23、优选地，所述离合缸的活塞杆上设置有轴套，所述花键套与所述轴套的端部转动连接，所述轴套的底部固定有推架，所述推架与所述摆杆顶部的腰型孔相连接。

24、通过本方案，使离合缸不仅能够驱动花键套的移动，还能够驱动推架的移动，从而使离合齿轮与升降驱动齿轮啮合的同时，驱动摆杆转动而使升降齿轮与挡板啮合，完成联动。

25、根据本公开的一个实施例，采用本沟渠清淤灌溉一体机器人，不仅能够自动完成沟渠的清理作业，而且能够利用现有的沟渠，对灌溉口进行自动启闭，实现自动化灌溉作业。

26、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种沟渠清淤灌溉一体机器人，包括安装架，所述安装架的四角处设置有支撑轮，所述支撑轮支撑至水渠的两侧，其特征在于，所述安装架上安装有行走机构、清理机构以及灌溉口启闭机构，其中：

2.根据权利要求1所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述安装架的顶部设置有防水板，所述水泵安装至所述防水板上，所述水泵的进水口向下延伸至水渠中，所述喷管为矩形框，所述喷头布置于所述管喷的两侧以及底部。

3.根据权利要求2所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述沟渠的未设置所述灌溉口的一侧固定有轨道齿条，所述轨道齿条的齿牙倾斜向下布置，所述驱动轮为行走齿轮，所述行走齿轮与所述轨道齿条相啮合。

4.根据权利要求3所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述安装架底部向下延伸形成副架，所述行走齿轮转动连接至所述副架上，所述驱动电机固定至所述防水板上方，所述驱动电机与所述行走齿轮之间通过万向节连接。

5.根据权利要求4所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述挡板驱动器包括升降齿轮、离合机构以及传动机构，所述升降齿轮连接至所述传动机构，所述传动机构通过离合机构连接至所述驱动电机。

6.根据权利要求5所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述离合机构包括离合缸、花键套以及花键轴，所述驱动电机驱动所述花键轴旋转，所述花键套轴向套设至所述花键轴上并与所述花键轴滑动连接，所述花键套上同轴固定有两个离合齿轮，所述离合缸推动所述花键套使所述离合齿轮分别与所述驱动轮或所述传动机构驱动连接。

7.根据权利要求6所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述万向节顶部向上贯穿所述防水板并于防水板转动连接，所述万向节顶部固定有行走驱动齿轮，其中一所述离合齿轮能够与所述驱动齿轮啮合与脱离。

8.根据权利要求6所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述传动机构包括涡轮、蜗杆以及升降驱动齿轮，所述升降驱动齿轮固定至所述蜗杆顶部并于所述离合齿轮相配合，所述涡轮与所述蜗杆相配合并均安装至副架上，所述涡轮与所述升降齿轮相啮合。

9.根据权利要求8所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述升降齿轮转动连接至摆杆的底部，所述摆杆以所述涡轮的转轴为轴转动连接至所述副架上，所述摆杆的顶部与所述离合机构相连接。

10.根据权利要求9所述的沟渠清淤灌溉一体机器人，其特征在于，所述离合缸的活塞杆上设置有轴套，所述花键套与所述轴套的端部转动连接，所述轴套的底部固定有推架，所述推架与所述摆杆顶部的腰型孔相连接。

技术总结
本发明公开了一种沟渠清淤灌溉一体机器人，包括安装架，所述安装架的四角处设置有支撑轮，所述支撑轮支撑至水渠的两侧，其特征在于，所述安装架上安装有行走机构、清理机构以及灌溉口启闭机构，其中：所述行走机构包括驱动轮以及驱动电机，所述驱动电机驱动所述驱动轮转动，所述驱动轮驱动所述安装架移动；所述清理机构包括水泵以及喷管，所述水泵连接至所述喷管，所述喷管上设置有若干朝向所述水渠内壁的喷头；所述灌溉口启闭机构包括挡板以及挡板驱动器，所述挡板滑动连接至沟渠的灌溉口中，所述挡板驱动器安装至所述安装架上并用于驱动所述挡板移动以打开或关闭所述灌溉口。采用本装置能够完成传统沟渠的自动清淤作业以及灌溉控制作业。

技术研发人员：苏明娟,欧正蜂,刘树锋,杜俊,朱胜浩,吕曼,付少波
受保护的技术使用者：广东省水利水电科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15