一种基于阀门控制的灌溉装置的制作方法

本实用新型涉及一种农用设备技术领域，具体涉及一种基于阀门控制的灌溉装置。

背景技术：

种植业是以土地为重要生产资料，利用绿色植物，通过光合作用把自然界中的二氧化碳、水和矿物质合成有机物质，同时，把太阳能转化为化学能贮藏在有机物质中，它是一切食品的物质来源，也是人类生命活动的物质基础，种植业是大农业的重要基础，不仅是人类赖以生存的食物与生活资料的主要来源，还为轻纺工业、食品工业提供原料，为畜牧业和渔业提供饲料，同时，种植业的分布和发展对国民经济各部门有直接影响。

尤其是在地广人稀的新疆地区，主要以种植业为主，常常需要根据实际情况对农田进行灌溉，常用的灌溉方式有：漫灌、浇灌、滴灌、喷灌或者地下微渗的方式进行灌溉；一般在进行灌溉时均是采用人工的方式将阀门打开，但是由于农田面积较大，打开阀门的时候需要到农田内去依次将各控制阀门打开，待灌溉结束后依次将各阀门进行关闭，这样就导致需要人员在农田里来回行走将阀门进行打开或者关闭，因此，采用人工的方式控制阀门的打开与关闭来实现农田的灌溉，极大地增加了工人的劳动负担且效率较低，也非常浪费时间；同时，工人在控制阀门之间的行走时间不同，可能导致阀门不能及时关闭，导致农田内水肥超标，造成浪费。

在实际中也有使用电磁阀或者电动执行器来控制，但是，电磁阀为一体式结构，电磁阀造价较高，出现损坏后不易维修，无论是阀体表面还是阀体内部结构出现损坏都需要将电磁阀整体更换，维修费时且维修成本较高；而电动执行器则是直接安装在阀门上，通过电动执行器来控制阀门的关闭，电动执行器同样具有造价高的缺点，同时，在实际的使用中维修成本也非常高，需要对其返厂维修，维修时间长，价格贵。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有灌溉中，采用工人在农田内来回行走关闭阀门时，人工劳动负担重、浪费时间且效率较低，以及采用电磁阀、电动执行器来实行灌溉时，电磁阀、电动执行器造价高、维修不易且维修成本较高的缺点，提供一种基于阀门控制的灌溉装置，该浇灌装置通过设置的独立的驱动装置来驱动阀门的阀芯转动，实现阀门的打开与关闭，具有操作简单、使用方便、维修简单、维修成本低的优点；同时还能够有效的降低人工的劳动负担、避免浪费时间，且在灌溉农田时更加精准，节约用水用肥，浇水施肥更加便捷，达到节本增效的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于阀门控制的灌溉装置，其特征在于：包括管道、电源控制器、阀门和独立的驱动装置，所述阀门安装在管道上，所述驱动装置安装在管道上且与电源控制器相连，驱动装置能够驱动阀门的阀芯转动控制阀门的启闭。

所述驱动装置为电动推杆，电动推杆活动端与阀门阀芯连接的手柄铰接，固定端与管道铰接,所述电动推杆与电源控制器相连。

所述驱动装置为气压驱动装置、液压驱动装置或者丝杠驱动装置。

所述阀门为球阀或者蝶阀。

所述管道上连接有连接件，所述驱动装置安装在连接件上后与阀门阀芯连接的手柄相连。

所述驱动装置连接有蓄电池，所述蓄电池连接有太阳能电池板。

所述电源控制器通过物联网进行远程操控。

所述管道上连接有支架，所述管道出水端连接有横管，所述横管上接通有支管，在横管的两端及每一个支管的端部均设有带有喷水孔的喷头。

所述支架下端安装在车体上，车体上设有水箱，所述管道与水箱连接，所述管道内安装有流速传感器，管道上安装有水泵，所述流速传感器与水泵连接。

所述管道与水箱通过伸缩管连接，所述连接件连接有驱动装置Ⅰ，驱动装置Ⅰ下方连接有驱动装置Ⅱ，驱动装置Ⅱ安装在车体上，所述驱动装置Ⅱ能够驱动驱动装置Ⅰ顺时针或者逆时针转动，所述驱动装置Ⅰ能够驱动连接件向上或者向下运动。

所述驱动装置Ⅰ包括第一气缸、第一连接件、支撑件、转盘、套筒、上限位传感器和下限位传感器，所述支撑件竖直安装在转盘上，第一连接件前端与连接件固定连接，所述套筒套在第一连接件后端，套筒能够在第一连接件上滑动，所述支撑件上端与第一连接件铰接，所述第一气缸活动端与套筒铰接，固定端与转盘固定连接，所述上限位传感器和下限位传感器通第一支架安装在转盘上并与第一气缸连接的气泵相连，上限位传感器位于下限位传感器的上方。

所述驱动装置Ⅱ包括连接轴、齿轮、齿条、丝杠、丝杠螺母和电机，所述连接轴安装在车体上且能够转动，所述转盘与连接轴连接，所述齿轮安装在连接轴上，所述丝杠通过轴承座安装在车体上，所述丝杠螺母与丝杠相互配合，所述齿条安装在丝杠螺母上并与所述齿轮相互配合，所述丝杠螺母上还设有滑块，所述车体上设有滑轨，滑块与滑轨相互配合，所述丝杠与电机连接，所述滑轨上安装有左检测传感器和右检测传感器，左检测传感器和右检测传感器均与电机相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型主要是通过设置在管道上的独立的驱动装置来驱动阀门的阀芯打开或者关闭，从而实现灌溉的目的；这样，在实际的使用中，只需要根据需要灌溉的农田的面积来确定所需管道的数量，将管道设置在农田内并与水源进行连接，然后在每一个管道上设置所述阀门，并将所述驱动装置安装在管道上且与电源控制器相连，这样，在进行灌溉时，只需要观察农田的干湿度情况，然后将根据需要将电源控制器打开，接通电源，使得驱动装置启动，驱动装置驱动阀门的阀芯转动，实现灌溉的目的，这样有如下优点：

（1）不需要工人到农田内去将各阀门依次打开，只需要控制对应的电源控制器即可实现灌溉的目的，能够有效的提高灌溉的效率，减小工人的劳动负担；

（2）能够有效的避免因工人在阀门之间行走的时间不同，导致农田的浇灌时间不同，避免出现过浇或者少浇的情况，本实用新型能够保证每一个地方的灌溉时间相同，能够有效的保证浇灌的效果，同时还能够节约时间；

（3）采用驱动装置来实现阀门的开闭，操作简单、使用方便；

（4）更重要的是，所述阀门通过独立的驱动装置来实现阀门的打开与关闭，阀门与驱动装置为独立的个体，且一般的阀门具有价格低的优点，这样，若是出现损坏阀门或者驱动装置的情况则可以进行单独更换，即阀门损坏则只需要更换阀门，驱动装置损坏则只需要更换驱动装置或者维修驱动装置，这样能够有效的降低维修的成本，且本实用新型具有较低的造价，便于在实际的使用，具有较强的实用、推广性。

（5）在实际的使用中能够根据需要随时控制阀门的开启与关闭，能够实现精确灌溉的的目的，能够有效的避免水肥浪费。

2.本实用新型所述驱动装置为电动推杆，电动推杆活动端与阀门阀芯连接的手柄铰接，固定端与管道铰接,所述电动推杆与电源控制器相连，电动推杆的造价低，稳定性较好，在实际的使用中，只需要接通电源即可工作，这样，电动推杆的活动端伸长即可将阀门的手柄进行推动，使得阀门的阀芯打开，活动端压缩时，即可将阀门的阀芯关闭，原理简单，操作方便。

3.本实用新型所述管道上连接有连接件，所述驱动装置安装在连接件上后与阀门阀芯连接的手柄相连，连接件的设置能够更好的安装驱动装置，驱动过程更加稳定。

4.本实用新型所述管道上连接有支架，所述管道出水端连接有横管，所述横管上接通有支管，在横管的两端及每一个支管的端部均设有带有喷水孔的喷头；这样本实用新型能够实现喷灌或者浇灌的目的，在进行灌溉时，喷头的喷水面积更广，能够有效的增加灌溉的面积，同时，在农田面积较大时，能够减少灌溉装置的数量，达到节约的目的，能够有效的降低成本，使得本实用新型更具经济效益。

5.本实用新型所述水箱用于存储水，在实际的灌溉中，通过车体来承载水箱以及其他部件，使用者通过驾驶车体在农田内进行浇灌，即：一边行驶一边浇灌，浇灌时只需要将驱动装置打开即可，水箱内的水从管道中流出，管道内的水呈流动状态，流速传感器检测到水在管道中流动，并将水流动信号传递给水泵，水泵启动，对管道内的水施压，使得水能够从喷头出喷射出去，能够有效的增加灌溉的面积，喷灌效率更高；当使用者控制球阀关闭时，此时管道内的水呈静止状态，流速传感器检测到水在管道中静止，并将水静止信号传递给水泵，水泵停止，这样设置能够保证灌溉的顺利进行。

6.本实用新型所述管道与水箱通过伸缩管连接，所述连接件连接有驱动装置Ⅰ，驱动装置Ⅰ下方连接有驱动装置Ⅱ，驱动装置Ⅱ安装在车体上，所述驱动装置Ⅱ能够驱动驱动装置Ⅰ顺时针或者逆时针转动，所述驱动装置Ⅰ能够驱动连接件向上或者向下运动，这样在驱动装置Ⅰ和驱动装置Ⅱ的共同协作下，能够使得管道整体向上或者向下运动，同时还能够顺时针或者逆时针进行转动，在车体行走的过程中，前进方向及前进方向左侧、右侧的作物不仅能够得到有效的灌溉，同时还进一步增加了单次灌溉的面积，能够有效的减少使用者在农田内喷灌的往返次数，极大的提高了喷灌的效率；其中，伸缩管的设置能够实现软性连接，使得管道在移动时更加方便。

7.本实用新型第一连接件与套筒能够组成一个滑动系统，使得套筒能够套在第一连接件上且能够在第一连接件上进行滑动，而第一连接件与支撑件组成一个杠杆，这样在实际的使用中，所述支撑件竖直安装在转盘上，第一连接件前端与连接件固定连接，所述套筒套在第一连接件后端，套筒能够在第一连接件上滑动，所述支撑件上端与第一连接件铰接，所述第一气缸活动端与套筒铰接，固定端与转盘固定连接，这样设置使得第一气缸在伸长时，驱动套筒向上运动，同时使得第一连接件后端向上，前端向下运动，使得与连接件连接的管道向下运动，相反，当第一气缸缩短时，套筒则向下运动，进而使得第一连接件的后端向下、前端向上运动，使得与连接件相连的管道向上运动，从而实现管道的上下运动，实现喷头喷水时能够上下喷水，而套筒套在第一连接件上，能够保证套筒在运动时，套筒能够在第一连接件上滑动，避免第一气缸受到第一连接杆的径向拉力，能够对第一气缸起到保护的作用，延长第一气缸的使用寿命；而设置的上限位传感器和下限位传感器主要用于检测第一气缸的活动端是否到位，当上限位传感器检测到第一气缸的活动端时，上限位传感器检测将检测到的信号传递到气泵，气泵控制第一气缸压缩，当下限位传感器检测到第一气缸的活动端时，气泵控制第一气缸伸展，如此实现第一气缸的自动化擅长与缩短，从而保证了管道的上下运动。

8.本实用新型通过驱动装置Ⅱ来驱动转盘的顺时针和逆时针转动，主要通过丝杠机构来驱动齿条来回移动，从而使得与齿条啮合的齿轮正转和反转，从而实现转盘的正转以及反转，其中，所述左检测传感器和右检测传感器均是用于检测滑块是否到位，通过控制电机的正转与反转来实现丝杠的正转与反转，从而实现与丝杠螺母相连的齿条来回运动；在使用时：电机启动，电机带动丝杠转动，使得与丝杠相配合的丝杠螺母在丝杠上移动，从而使得与丝杠螺母相连的齿条移动，齿条驱动齿轮转动，进而使得连接轴动，连接轴转动带动转盘转动，当左检测传感器检测到滑块靠近时，左检测传感器将检测信号传递到电机，电机接收到信号后进行反转，使得丝杠螺母做回程运动，通过一些列机械传动使得转盘反转，当右检测传感器检测到滑块靠近时，右检测传感器将检测信号传递到电机，电机接收到信号后再次反转，如此往复，实现丝杠螺母的往返移动，进而实现转盘的正转和反转；采用丝杠驱动能够保证丝杠螺母在移动时具有较好的稳定性，使得齿条移动时更加规律，避免齿条与齿轮出现碰撞，同时，通过设置的滑块与滑块能够进一步提高齿条的稳定性，同时，也使得丝杠螺母能够在上顺利运行。

9.本实用新型所述驱动装置连接有蓄电池，所述蓄电池连接有太阳能电池板，这样能够有效的减少电线的使用量，通过太阳能电池板将光能转化成为电能存储在蓄电池中，更加节能、环保；减少电能的消耗，实现节能增效的目的。

10.本实用新型所述电源控制器通过物联网进行远程操控，这样在实际的操作中则只需要通过物联网即可控制驱动装置的启停，进而控制阀门的启闭，实现灌溉的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中阀门关闭时的结构示意图。

图3为本实用新型实施例1中阀门打开时的结构示意图。

图4为本实用新型实施例2的结构示意图。

图5为本实用新型实施例4的结构示意图。

图6为本实用新型实施例5的结构示意图。

图7为本实用新型实施例7的结构示意图。

图8为本实用新型实施例9的结构示意图。

附图标记：1管道，2阀门，3电动推杆，4手柄，5连接件，501上扣件，502下扣件，6连接块，7第一连接块，8气缸，9电机,10丝杠，11丝杠螺母,12齿轮,13齿条,14连接板，15轴承座，16导柱，17传感器A,18传感器B，19三通管道，20支架，21横管，22支管，23喷头，24主水管，25车体，26水箱，27水泵，28伸缩管，29第一气缸,30第一连接件,31支撑件,32转盘,33套筒,34上限位传感器,35下限位传感器，36第一支架，37滑轨，38左检测传感器,39右检测传感器，40连接轴。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

一种基于阀门控制的灌溉装置，包括管道1、电源控制器、阀门2和独立的驱动装置，所述阀门2安装在管道1上，所述驱动装置安装在管道1上且与电源控制器相连，驱动装置能够驱动阀门2的阀芯转动控制阀门2的启闭。

其中，所述阀门2为球阀或者蝶阀,所述电源控制器为市场上常用的电源控制器。

其中，所述驱动装置为电动推杆3，电动推杆3活动端与阀门2阀芯连接的手柄4铰接，固定端与管道1铰接,所述电动推杆3与电源控制器相连。

进一步优化，在实际的使用中，所述管道1上连接有连接件5，所述电动推杆3安装在连接件5上后与阀门2阀芯连接的手柄4相连。

在本实施例中，电动推杆3活动端与阀门2阀芯连接的手柄4铰接，固定端与安装在管道1上的连接件5进行铰接。

在实际中，在阀门2球心连接的手柄4上连接一个连接块6，电动推杆3活动端与所述连接块6通过转轴实现铰接；在所述连接件5上设有第一连接块7，电动推杆3固定端与第一连接块7通过转轴铰接。

其中，为了便于维修及更换，所述连接件5为一个扣件，扣件包括上扣件501和下扣件502，上扣件501和下扣件502通过螺栓连接后扣合在所述管道1上，所述第一连接块7通过焊接在上扣件501上；其中，所述连接块6与所述手柄4通过螺栓连接。

在实际的使用中，所述管道1通过支架20安装在农田内，管道1的一端与水源连接，其中，所述水源包括井水、溪水、地下水、自来水或者蓄水池中的水，需要说明的是，在实际中若选用井水、溪水、地下水或者蓄水池中的水时，应在输水管道上设有水泵。在本实施例中，所述水源为自来水，使得管道1内具有一定压力的水，管道1的另一端正对需要灌溉的农田，在使用时，只需要将电源控制器打开，使得电动推杆3连接的电源接通，电动推杆3启动，电动推杆3的活动端伸长，将阀门2阀芯连接的手柄4从垂直管道1状态驱动至与管道1共线状态，使得所述手柄4转动90°，实现阀门2的打开，阀门2关闭过程与打开过程相反。

需要说明的是，所述电动推杆3可选用市面上能够购买的任意一款电动推杆3。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：所述驱动装置为气压驱动装置，所述气压驱动装置包括气缸8和气泵，所述气泵与所述电源控制器相连，气缸8的活动端与阀门2阀芯连接的手柄4铰接，气缸8的固定端与所述连接件5铰接，气缸8与气泵相连。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：所述驱动装置为液压驱动装置，所述液压转动装置结构与气压驱动装置结构基本相同。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：所述驱动装置为丝杠驱动装置，所述丝杠驱动装置包括电机9、丝杠10、丝杠螺母11、齿轮12、齿条13和连接板14，所述连接板14安装在连接件5上，所述丝杠10通过轴承座15安装在连接板14上，丝杠10与电机9相连，电机9通过电源连接所述电源控制器，所述电源控制器能够控制电机9的正转与反转，所述丝杠螺母11与丝杠10相互配合，所述连接板14上还设有导柱16，导柱16穿过丝杠螺母11，导柱16用于导向，所述齿条13安装在丝杠螺母11上，所述齿轮12安装在阀门2的阀芯上，齿轮12与齿条13相互啮合。

在实际中，为了保证装置的顺利运行，在阀门2的两侧均需要设置连接件5，即两个连接件5通过所述连接板14连接。

进一步优化，在本实施例中，在所述导柱16上还可以设置两个传感器，分别为：传感器A17和传感器B18，两个传感器均与所述电机9连接；两个传感器均用于检测丝杠螺母11是否到位，当传感器A17和传感器B18检测到丝杠螺母11靠近时，电机9则关闭，即：传感器A17对应阀门2的打开状态，传感器B18对应阀门2的关闭状态。

在实际中，使用时只需要将电源控制器打开，使得电机9驱动丝杠10转动，丝杠10转动使得丝杠螺母11移动，进而使得齿条13移动，齿条13带动齿轮12转动，进而使得阀门2打开，当丝杠螺母11到达传感器A17处时，电源控制器断开，电机9停止转动，此时阀门2呈开启状态，需要关闭阀门2时，再次接通电源控制器，电机9反转使得丝杠螺母11做回程运动，至传感器B18时电源控制器再次断开，电机9停止转动，此时阀门2则处于关闭状态。

实施例5

在本实施例中，所述农业灌溉装置有两个，两个所述农业灌溉装置分别安装在一个三通管道19上，即：两个所述农业灌溉装置分别安装在三通管道19的两个出水口上，三通管道19的进水口与水源相连，三通管道19的两个出水口分别连接所述管道1。

实施例6

本实施例是在实施例5的基础上进一步优化，在本实施例中，所述三通管道19的进水口与主水管24相连，主水管24与水源相连，主水管24上可根据需要设置多个所述三通管道19，并在所述三通管道19上设置所述所述农业灌溉装置。

其中，需要说明的是，本实施例中所述主水管24为预埋在农田内的出水桩，所述管道的进水口与三通管道19的出水口连接，三通管道19的进水口直接与所述出水桩进行连接。

实施例7

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，在本实施例中，所述管道1出水端连接有横管21，所述横管21上接通有支管22，在横管21的两端及每一个支管22的端部均设有带有喷水孔的喷头23。

实施例8

本实施例是在实施例7的基础上进一步优化，在本实施例中，所述支架20下端安装在车体25上，车体25上设有水箱26，所述管道1与水箱26连接，所述管道1内安装有流速传感器，管道1上安装有水泵27，所述流速传感器与水泵27连接。

需要说明的是，所述车体25可以是农用拖拉机，其中，附图中车体25采用简化画法。

实施例9

本实施例是在实施例8的基础上进一步优化，在本实施例中，需要将支架20拆卸，使得所述管道1与水箱26通过伸缩管28连接，所述连接件5连接有驱动装置Ⅰ，驱动装置Ⅰ下方连接有驱动装置Ⅱ，驱动装置Ⅱ安装在车体25上，所述驱动装置Ⅱ能够驱动驱动装置Ⅰ顺时针或者逆时针交替转动，所述驱动装置Ⅰ能够驱动连接件5向上或者向下运动。

其中，所述驱动装置Ⅰ包括第一气缸29、第一连接件30、支撑件31、转盘32、套筒33、上限位传感器34和下限位传感器35，所述支撑件31竖直安装在转盘32上，第一连接件30前端与连接件5固定连接，所述套筒33套在第一连接件30后端，套筒33能够在第一连接件30上滑动，所述支撑件31上端与第一连接件30铰接，所述第一气缸29活动端与套筒33铰接，固定端与转盘32固定连接，所述上限位传感器34和下限位传感器35通第一支架36安装在转盘32上并与第一气缸29连接的气泵相连，上限位传感器34位于下限位传感器35的上方。

在实际中，管道1与支撑件31之间的力臂大于第一气缸29与支撑件31之间的力臂，通过第一气缸29、第一连接件30、支撑件31所组成的杠杆系统，弥补了第一气缸29长度带来的不足，使得管道1上升的高度能够更高，便于喷灌的进行。

其中，所述驱动装置Ⅱ包括连接轴40、齿轮12、齿条13、丝杠10、丝杠螺母11和电机9，所述连接轴40安装在车体25上且能够转动，所述转盘32与连接轴40连接，所述齿轮12安装在连接轴40上，所述丝杠10通过轴承座15安装在车体25上，所述丝杠螺母11与丝杠10相互配合，所述齿条13安装在丝杠螺母11上并与所述齿轮12相互配合，所述丝杠螺母11上还设有滑块，所述车体25上设有滑轨37，滑块与滑轨37相互配合，所述丝杠10与电机9连接，所述滑轨37上安装有左检测传感器38和右检测传感器39，左检测传感器38和右检测传感器39均与电机9相连。

其中，需要说明的是，丝杠驱动装置与驱动装置Ⅱ为相对独立的驱动装置，其中的齿轮12、齿条13、丝杠10、丝杠螺母11等零部件均为单独所有，附图中共用相同的附图标记。

实施例10

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，在本实施例中，所述驱动装置连接有蓄电池，所述蓄电池连接有太阳能电池板。在实际的操作中，可以直接将太阳能电池板设置在农田内，接收光照，将太阳能转换为电能后存储在蓄电池内。

实施例11

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，在本实施例中，所述电源控制器通过物联网进行远程操作；采用物联网技术对电源控制器进行远程控制，这样使用者能够随时根据农田的情况进行控制电源控制器的通断，实现灌溉的远程操作的目的。