一种全自动喷灌系统及其喷灌方法技术方案

本发明专利技术公开了一种全自动喷灌系统及其喷灌方法，全自动喷灌系统设置在农田地头的喷灌机通道内、农田对称布置在喷灌机通道两侧，本全自动喷灌系统包括自行走喷灌机、定位移动装置、定位给水栓、土壤湿度监测装置和电控装置；定位移动装置沿喷灌机通道的长度方向设置在喷灌机通道内；多个定位给水栓沿左右方向对应取水机构的取水接头均布设置在喷灌机通道内，且定位给水栓的顶端设有快速接头结构；土壤湿度监测装置包括多个均布埋置在农田内的土壤湿度传感器。本全自动喷灌系统能够实现卷盘式喷灌机根据农田的需喷灌量自动进行定点喷灌及自动控制喷灌速度，进而实现可避免人为因素影响的全自动化喷灌，特别适用于大面积整齐规划的农田喷灌作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种农田喷灌系统及其喷灌方法，具体是一种基于卷盘式喷灌机的全自动喷灌系统及其喷灌方法，属于喷灌设备装备

技术介绍
喷灌是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌溉方法，喷灌机又称喷灌机具、喷灌机组，即喷灌所采用的专用设备。卷盘式喷灌机是喷灌机中比较常见的一种，是将牵引PE管缠绕在绞盘上、利用喷灌压力水驱动变速箱带动绞盘旋转，并牵引喷头车自动移动和喷洒的灌溉机械，全自动喷灌系统能够灌溉大面积的农田，也可以根据喷头控制喷水量的大小，以满足使用者对喷灌水量的不同要求，是农田节水灌溉通常选用的喷灌设备。卷盘式喷灌机一般均采用水涡轮式动力驱动系统，通常主要包括底架、卷盘、PE管、水涡轮、变速箱、速度补偿装置和喷头车，喷灌压力水带动水涡轮旋转，从水涡轮轴传入到减速器中，降速后链条传动产生较大的扭矩力驱动绞盘转动，从而实现PE管的自动回收。现有的基于卷盘式喷灌机的喷灌系统还存在以下缺陷：1.现有的卷盘式喷灌机的喷头车通常不具有动力，在工作时通常需要利用拖拉机或绞车等牵引设备把缠绕在卷盘上的PE输水管以及连接在PE输水管上的喷头车拖出至预设的喷灌地点，然后再开启压力水驱动水涡轮工作提供PE管的回卷动力实现PE管自动回收，这种需额外设置牵引设备的传统卷盘式喷灌机需额外的功耗、且操作复杂；2.现有的基于卷盘式喷灌机的喷灌系统通常是根据人为观察需喷灌农田的需喷灌量进行喷灌，无法实现自动喷灌，且人为观察操作往往是经验式操作，操作人员的喷灌经验对喷灌效果的影响较大；3.现有的基于卷盘式喷灌机的喷灌系统通常是人为根据需喷灌的农田进行移动卷盘式喷灌机后再进行喷灌操作，无法实现自动定位喷灌操作。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种全自动喷灌系统及其喷灌方法，能够实现卷盘式喷灌机根据农田的需喷灌量自动进行定点喷灌及自动控制喷灌速度，进而实现可避免人为因素影响的全自动化喷灌，特别适用于大面积整齐规划的农田喷灌作业。为实现上述目的，本全自动喷灌系统设置在农田地头的喷灌机通道内，农田对称布置在喷灌机通道两侧，其特征在于，本全自动喷灌系统包括自行走喷灌机、定位移动装置、定位给水栓、土壤湿度监测装置和电控装置；所述的自行走喷灌机包括底盘、卷盘、前支撑、自行走喷头车、取水机构和喷灌机电控机构；底盘底部设有底盘移动驱动定位机构；卷盘和前支撑通过卷盘回转驱动及回转支承架设在底盘上；缠绕在卷盘上的PE管的出水端与自行走喷头车上的喷头连接，卷盘上还设有可以在自行走喷头车完全收回后控制卷盘脱档停转的联动脱档控制机构；前支撑上设有前支撑伸缩控制机构；设置在底盘上的带有卷盘回卷驱动的变速箱的输出轴与卷盘连接；自行走喷头车上设有喷头车驱动机构；取水机构安装在底盘上，包括取水接头和取水接头伸缩控制机构，缠绕在卷盘上的PE管的入水端通过管路与取水接头连接；喷灌机电控机构包括喷灌机控制器，喷灌机控制器分别与底盘移动驱动机构、卷盘回转驱动、前支撑伸缩控制机构、卷盘回卷驱动、喷头车驱动机构、取水接头伸缩控制机构电连接；所述的定位移动装置沿喷灌机通道的长度方向对应底盘的底盘移动驱动定位机构设置在喷灌机通道内；所述的定位给水栓设置为多个，多个定位给水栓沿喷灌机通道的长度方向对应取水机构的取水接头按照喷灌机喷灌范围均布设置在喷灌机通道内，多个定位给水栓通过管路互相连通，且快速接头结构通过电磁截止阀设置在定位给水栓的顶端；所述的土壤湿度监测装置包括多个土壤湿度传感器，多个土壤湿度传感器均布埋置在农田内；所述的电控装置包括中央控制计算机、土壤湿度反馈回路、土壤湿度判断回路、喷灌机及喷头车体位控制回路，喷灌机定位取水控制回路、顺序喷灌控制回路，中央控制计算机分别与土壤湿度传感器、定位给水栓的电磁截止阀和喷灌机电控机构的喷灌机控制器电连接。作为本专利技术定位移动装置的一种实施方式，所述的定位移动装置是沿左右方向设置的导向齿条，所述的底盘移动驱动定位机构包括安装有伺服驱动电机的驱动变速箱和安装在驱动变速箱输出轴上的与导向齿条齿部配合并啮合的驱动齿轮。作为本专利技术定位移动装置的另一种实施方式，所述的定位移动装置包括沿左右方向设置的导轨或导槽和沿左右方向均布埋置于喷灌机通道内的多个定位磁极，所述的底盘移动驱动定位机构包括安装有伺服驱动电机的驱动变速箱和安装在驱动变速箱输出轴上的与导轨或导槽配合的驱动轮，所述的底盘上对应定位磁极的位置还设有磁极数据采集传感器，磁极数据采集传感器与所述的喷灌机电控机构的喷灌机控制器电连接。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的电控装置还包括无线收发模块、故障判断回路和故障报警回路，无线收发模块与电控装置的中央控制计算机电连接。作为本专利技术的优选方案，所述的电控装置的中央控制计算机、定位给水栓的电磁截止阀和喷灌机电控机构的喷灌机控制器上均设有无线收发射模块，所述的土壤湿度传感器上设有无线发射模块，电控装置的中央控制计算机与土壤湿度传感器、定位给水栓的电磁截止阀和喷灌机电控机构的喷灌机控制器分别无线连接。作为本专利技术的进一步改进方案，本全自动喷灌系统还包括设置在底盘上的喷灌机太阳能电源装置、设置在自行走喷头车上的喷头车太阳能电源装置和设置在电控装置上的系统太阳能电源装置，喷灌机太阳能电源装置、喷头车太阳能电源装置和系统太阳能电源装置均包括电连接的太阳能集电板和电池组，喷灌机太阳能电源装置的电池组与喷灌机电控机构的喷灌机控制器电连接，喷头车太阳能电源装置的电池组与自行走喷头车的喷头车驱动机构电连接，系统太阳能电源装置的电池组与电控装置的中央控制计算机电连接。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的定位给水栓的电磁截止阀是流量调节电磁截止阀，所述的电控装置还包括流量调节回路。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的卷盘的回转支承中心位置设有回转接头，回转接头的输入端通过管路与取水机构的取水接头连接，回转接头的输出端通过管路与缠绕在卷盘上的PE管的入水端连接。作为本专利技术的优选方案，本全自动喷灌系统还包括设置在底盘上的喷灌机液压装置和设置在自行走喷头车上的喷头车液压装置，喷灌机液压装置和喷头车液压装置均包括分别与喷灌机电控机构的喷灌机控制器电连接的液压泵站和电磁控制阀组，所述的卷盘的卷盘回转驱动和卷盘回卷驱动是通过液压管路与喷灌机液压装置的泵站和电磁控制阀组连接的回转驱动液压马达，所述的前支撑的前支撑伸缩控制机构是通过液压管路与喷灌机液压装置的泵站和电磁控制阀组连接的前支撑伸缩液压油缸，所述的自行走喷头车的喷头车驱动机构通过液压管路与喷头车液压装置的泵站和电磁控制阀组连接的喷头车驱动液压马达，所述的取水机构的取水接头伸缩控制机构是通过液压管路与喷灌机液压装置的泵站和电磁控制阀组连接的取水接头伸缩液压油缸。一种全自动喷灌系统喷灌方法，包括以下步骤：a.土壤湿度数据采集及分析：土壤湿度反馈回路和土壤湿度判断回路工作，土壤湿度监测装置的土壤湿度传感器周期性给电控装置的中央控制计算机反馈土壤湿度数据，中央控制计算机通过程序将土壤湿度传感器反馈的土壤湿度数据与预置的土壤湿度数据进行比较；b.喷灌机及喷头车体位控制：当某块农田的土壤湿度监测装置的土壤湿度传感器反馈的土壤湿度数据低于程序设定的土壤湿度数据时，喷灌机及喷头车体位控制回路工作，中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动喷灌系统，设置在农田地头的喷灌机通道内，农田对称布置在喷灌机通道两侧，其特征在于，本全自动喷灌系统包括自行走喷灌机（1）、定位移动装置（2）、定位给水栓（3）、土壤湿度监测装置（4）和电控装置（5）；所述的自行走喷灌机（1）包括底盘（11）、卷盘（12）、前支撑（13）、自行走喷头车（14）、取水机构（15）和喷灌机电控机构（16）；底盘（11）底部设有底盘移动驱动定位机构；卷盘（12）和前支撑（13）通过卷盘回转驱动及回转支承架设在底盘（11）上；缠绕在卷盘（12）上的PE管的出水端与自行走喷头车（14）上的喷头连接，卷盘（12）上还设有可以在自行走喷头车（14）完全收回后控制卷盘（12）脱档停转的联动脱档控制机构；前支撑（13）上设有前支撑伸缩控制机构；设置在底盘（11）上的带有卷盘回卷驱动的变速箱的输出轴与卷盘（12）连接；自行走喷头车（14）上设有喷头车驱动机构；取水机构（15）安装在底盘（11）上，包括取水接头和取水接头伸缩控制机构，缠绕在卷盘（12）上的PE管的入水端通过管路与取水接头连接；喷灌机电控机构（16）包括喷灌机控制器，喷灌机控制器分别与底盘移动驱动机构、卷盘回转驱动、前支撑伸缩控制机构、卷盘回卷驱动、喷头车驱动机构、取水接头伸缩控制机构电连接；所述的定位移动装置（2）沿喷灌机通道的长度方向对应底盘（11）的底盘移动驱动定位机构设置在喷灌机通道内；所述的定位给水栓（3）设置为多个，多个定位给水栓（3）沿喷灌机通道的长度方向对应取水机构（15）的取水接头按照喷灌机喷灌范围均布设置在喷灌机通道内，多个定位给水栓（3）通过管路互相连通，且快速接头结构通过电磁截止阀设置在定位给水栓（3）的顶端；所述的土壤湿度监测装置（4）包括多个土壤湿度传感器，多个土壤湿度传感器均布埋置在农田内；所述的电控装置（5）包括中央控制计算机、土壤湿度反馈回路、土壤湿度判断回路、喷灌机及喷头车体位控制回路，喷灌机定位取水控制回路、顺序喷灌控制回路，中央控制计算机分别与土壤湿度传感器、定位给水栓（3）的电磁截止阀和喷灌机电控机构（16）的喷灌机控制器电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种全自动喷灌系统，设置在农田地头的喷灌机通道内，农田对称布置在喷灌机通道两侧，其特征在于，本全自动喷灌系统包括自行走喷灌机（1）、定位移动装置（2）、定位给水栓（3）、土壤湿度监测装置（4）和电控装置（5）；所述的自行走喷灌机（1）包括底盘（11）、卷盘（12）、前支撑（13）、自行走喷头车（14）、取水机构（15）和喷灌机电控机构（16）；底盘（11）底部设有底盘移动驱动定位机构；卷盘（12）和前支撑（13）通过卷盘回转驱动及回转支承架设在底盘（11）上；缠绕在卷盘（12）上的PE管的出水端与自行走喷头车（14）上的喷头连接，卷盘（12）上还设有可以在自行走喷头车（14）完全收回后控制卷盘（12）脱档停转的联动脱档控制机构；前支撑（13）上设有前支撑伸缩控制机构；设置在底盘（11）上的带有卷盘回卷驱动的变速箱的输出轴与卷盘（12）连接；自行走喷头车（14）上设有喷头车驱动机构；取水机构（15）安装在底盘（11）上，包括取水接头和取水接头伸缩控制机构，缠绕在卷盘（12）上的PE管的入水端通过管路与取水接头连接；喷灌机电控机构（16）包括喷灌机控制器，喷灌机控制器分别与底盘移动驱动机构、卷盘回转驱动、前支撑伸缩控制机构、卷盘回卷驱动、喷头车驱动机构、取水接头伸缩控制机构电连接；所述的定位移动装置（2）沿喷灌机通道的长度方向对应底盘（11）的底盘移动驱动定位机构设置在喷灌机通道内；所述的定位给水栓（3）设置为多个，多个定位给水栓（3）沿喷灌机通道的长度方向对应取水机构（15）的取水接头按照喷灌机喷灌范围均布设置在喷灌机通道内，多个定位给水栓（3）通过管路互相连通，且快速接头结构通过电磁截止阀设置在定位给水栓（3）的顶端；所述的土壤湿度监测装置（4）包括多个土壤湿度传感器，多个土壤湿度传感器均布埋置在农田内；所述的电控装置（5）包括中央控制计算机、土壤湿度反馈回路、土壤湿度判断回路、喷灌机及喷头车体位控制回路，喷灌机定位取水控制回路、顺序喷灌控制回路，中央控制计算机分别与土壤湿度传感器、定位给水栓（3）的电磁截止阀和喷灌机电控机构（16）的喷灌机控制器电连接。2.根据权利要求1所述的全自动喷灌系统，其特征在于，所述的定位移动装置（2）是沿左右方向设置的导向齿条，所述的底盘（11）的底盘移动驱动定位机构包括安装有伺服驱动电机的驱动变速箱和安装在驱动变速箱输出轴上的与导向齿条齿部配合并啮合的驱动齿轮。3.根据权利要求1所述的全自动喷灌系统，其特征在于，所述的定位移动装置（2）包括沿左右方向设置的导轨或导槽和沿左右方向均布埋置于喷灌机通道内的多个定位磁极，所述的底盘（11）的底盘移动驱动定位机构包括安装有伺服驱动电机的驱动变速箱和安装在驱动变速箱输出轴上的与导轨或导槽配合的驱动轮，所述的底盘（11）上对应定位磁极的位置还设有磁极数据采集传感器，磁极数据采集传感器与所述的喷灌机电控机构（16）的喷灌机控制器电连接。4.根据权利要求1或2或3所述的全自动喷灌系统，其特征在于，所述的电控装置（5）还包括无线收发模块、故障判断回路和故障报警回路，无线收发模块与电控装置（5）的中央控制计算机电连接。5.根据权利要求1或2或3所述的全自动喷灌系统，其特征在于，所述的电控装置（5）的中央控制计算机、定位给水栓（3）的电磁截止阀和喷灌机电控机构（16）的喷灌机控制器上均设有无线收发射模块，所述的土壤湿度传感器上设有无线发射模块，电控装置（5）的中央控制计算机与土壤湿度传感器、定位给水栓（3）的电磁截止阀和喷灌机电控机构（16）的喷灌机控制器分别无线连接。6.根据权利要求1或2或3所述的全自动喷灌系统，其特征在于，本全自动喷灌系统还包括设置在底盘（11）上的喷灌机太阳能电源装置、设置在自行走喷头车（14）上的喷头车太阳能电源装置和设置在电控装置（5）上的系统太阳能电源装置，喷灌机太阳能电源装置、喷头车太阳能电源装置和系统太阳能电源装置均包括电连接的太阳能集电板和电池组，喷灌机太阳能电源装置的电池组与喷灌机电控机构（16）的喷灌机控制器电连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭涛，刘培勇，林恒，张金响，
申请(专利权)人：江苏华源节水股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32