一种智慧农业智能节水灌溉系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智慧农业智能节水灌溉系统，包括输送管，在输送管上设有水表、主控制阀，在输送管上设有多个外套管，沿外套管的周向在其外圆周壁上开有环形槽，环形槽位于弧形罩的正向投影内，在内套管的外圆周壁上设有环形齿带，驱动电机的输出端上设有主动齿轮，在外套管发外圆周壁上设有两排喷淋孔，在内套管的外圆周壁上设有两排透水孔。内套管转动至喷淋孔与透水孔对中后，内套管中的液体先后依次经过透水孔、喷淋孔向植物根部射出，驱动电机输出端持续转动，喷淋孔与透水孔实现错位，液体停止外喷，之前落入植物根部的水肥液体则利用该段时间间隙渗透至植物根系，循环往复，在间断的周期性的定量浇灌方式以实现现代智能农业的精确化低成本浇灌。

An Intelligent Water-saving Irrigation System for Intelligent Agriculture

The invention discloses an intelligent agricultural water-saving irrigation system, which comprises a conveyor pipe, a water meter and a main control valve on the conveyor pipe, a plurality of outer sleeves on the conveyor pipe, an annular groove on the outer circumferential wall along the circumference of the outer sleeve, an annular groove in the forward projection of the arc cover, an annular tooth belt on the outer circumferential wall of the inner sleeve, and an output terminal of the driving motor. There are two rows of spray holes on the outer circumferential wall of the outer sleeve and two rows of permeable holes on the outer circumferential wall of the inner sleeve. After the inner sleeve rotates to the center of the spray hole and the permeable hole, the liquid in the inner sleeve successively sprays out to the root of the plant through the permeable hole and the spray hole, driving the motor output to rotate continuously. The spray hole and the permeable hole realize dislocation, and the liquid stops spraying outwards. The water and fertilizer liquid that fell into the root of the plant before infiltrates into the root of the plant through the interval, circulates and reciprocates, in the intermittent week. Quantitative irrigation in a periodic way can realize the precision and low cost irrigation of modern intelligent agriculture.

【技术实现步骤摘要】
一种智慧农业智能节水灌溉系统
本专利技术涉及智慧农业领域，具体涉及一种智慧农业智能节水灌溉系统。
技术介绍
随着自动化程序的逐渐提高，农林种植过程中也开始采用大规模自动化系统来进行灌溉，而在植物生长过程中不仅需要进行喷水，还要进行施肥，这时如果再搭建一套系统喷洒肥料则会显得重复劳动，且灌溉系统的存在会影响喷肥系统的搭建，所以需考虑将灌溉系统的施肥系统合并使用，而在进行施肥时植物的喷肥量无法实现精确控制，使得农田内的植物施肥量不一致，导致植物的生长参差不齐，远远无法满足现代农林种植的要求。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种智慧农业智能节水灌溉系统，以解决上述缺陷。本专利技术通过下述技术方案实现：一种智慧农业智能节水灌溉系统，包括输送管、混合腔体以及多个土壤水分传感器，在所述输送管上设有水表、主控制阀，在所述输送管上还设有多个分别与输送管连通的外套管，且在每一个外套管上设有电子阀，多个电子阀以及多个土壤水分传感器分别与控制器电连接，在所述外套管内设有内套管，沿外套管的周向且在外套管靠近所述输送管的一端外圆周壁上设有弧形罩，沿外套管的周向在其外圆周壁上开有环形槽，且环形槽位于弧形罩的正向投影内，在内套管的外圆周壁上设有环形齿带，环形齿带穿过环形槽后进入弧形罩，在弧形罩内设有驱动电机，驱动电机的输出端上设有与环形齿带配合的主动齿轮，且在外套管的内圆周壁上开有两个环形凹槽，且两个环形凹槽分别位于环形槽的两侧，在每一个环形凹槽内均设有密封环；沿所述外套管的径向在其外圆周壁上设有两排喷淋孔，沿所述内套管的径向在其外圆周壁上设有两排与喷淋孔对应的透水孔，使用时，启动驱动电机，主动齿轮与环形齿带啮合，带动内套管转动能够使一排透水孔与一排喷淋孔重合；在所述混合腔体内设有隔离板，隔离板将混合腔体的内部分隔成相互独立的初级混料腔、次级混料腔，且在隔离板的中部开有至少一个渗透孔，还包括进水管、三通分流阀以及主电机，进水管一端与外部水池连接，进水管的另一端与三通分流阀的进水口连通，三通分流阀的两个出水口分别与主管、分支管连通，且主管、分支管分别贯穿混合腔体的外壁进入至次级混料腔内，所述输送管与次级混料腔连通且在输送管上设有水泵，在主电机的输出端上连接有活动贯穿混合腔体外壁的搅拌轴，搅拌轴置于次级混料腔内且在其外圆周壁上分别固定有初级搅拌叶和次级搅拌叶，在混合腔体上表面设有与初级混料腔连通的进料管，在初级混料腔内转动设置有中心轴，且沿中心轴的轴向在其外圆周壁上间隔设置有多个扇叶，在隔离板上还设有通孔，通孔与多个扇叶中的一个扇叶正对。针对现有的农林种植过程中，灌溉系统与施肥系统均无法对农田进行精确化操作，进而导致整个农田内的植物生长参差不齐，或者是用肥量以及用水量远高于预计的正常耗用值，使得灌溉系统的实用性不高且成本骤然提升；为满足现代农林种植的需求，即精确化、低成本实现浇灌目的，专利技术人设计出一种智能灌溉系统，即利用多个预埋在农田内的土壤水分传感器，实时监测农田内土壤的含水量情况，且根据具体的施肥周期，能够通过智能灌溉系统对农田中所有的或是局部的植物进行针对性的浇灌处理，以确保水肥在最大程度上契合植物的长势。首先需要对水肥比例进行调配，即进水管与外部水池连通，通过三通分流阀分别向次级混料腔以及初级混料腔中注水，然后经过进料管向初级混料腔内注入肥料，而在初级混料腔中，分支管中喷射出的水流可直接作用至扇叶上，进而带动中心轴以及剩余的几个扇叶开始转动，使得肥料与已经进入至初级混料腔中的水流搅拌混合，且当初级混料腔中的水肥原浆达到一定浓度时，水肥原浆会沿渗透孔进入至次级混料腔中，启动主电机，进而带动初级搅拌叶以及次级搅拌叶对次级混料腔内的液体进行搅拌，且当次级混料腔中的液体浓度达到灌溉标准时，启动水泵，混合完毕的水肥液体则经输送管输送至各个外套管中；而具体浇灌时，将多个与输送管连通的外套管等距间隔布置在农田内，且由于每一个外套的两侧均设有一排喷淋孔，而两排喷淋孔沿外套管的轴线对称分布，且两排喷淋孔与外套管的两侧植物根部对应，即输送管中的水肥可直接通过喷淋孔达到植物根系，而浇灌所需的水肥液体通过主控制阀后进入输送管内，再依次沿多个电子阀进入至外套管内，启动弧形罩内的驱动电机，驱动主动齿轮转动，进而带动环形齿带以及内套管开始转动，由于电子阀与内套管正对输送管的一端端面之间留有间隙，因此内套管的转动不受外套管以及电子阀的干扰，而内套管转动至喷淋孔与透水孔对中后，内套管中的液体先后依次经过透水孔、喷淋孔向植物根部射出，而驱动电机的输出端持续转动，喷淋孔与透水孔实现错位，液体停止外喷，此时之前落入植物根部的水肥液体则利用该段时间间隙渗透至植物根系，此类方式与持续喷灌的方式有所区别，不会对植物根系的吸收以及呼吸造成过大的负荷，如此，循环往复，在间断的周期性的定量浇灌方式下，能够在最大程度上提高植物根系的吸收效率，以实现现代智能农业的精确化低成本浇灌。其中，内套管上的透水孔排数可以增加或是减少，以此来更换外套管上喷淋孔中液体的喷射频率，即匹配农田内不同植物的不同浇灌需求。其中，在水肥调配时，混合腔体被分隔成两个腔室，即初级混料腔与次级混料腔，两个腔室的注水同时进行，且次级混料腔作为水肥调配的主腔室，初级混料腔作为水肥调配的副腔室，在注水时需要的水量不同，因此，申请人设计的分支管的内径要小于主管的内径，肥料进入初级混料腔后与沉积的水混合形成水肥原浆，此时水肥原浆的浓度偏高，且利用中心轴以及多个扇叶对水肥原浆进行搅拌，以避免在初级混料腔中出现化肥板结或是堆积，当初级混料腔内的液位上升至位于最低水平位置的渗透孔所在的平面时，水肥原浆逐渐从渗透孔中溢出进入至次级混料腔中，且在次级混料腔中存有大量的新注入水，同时在初级搅拌叶与次级搅拌叶的搅动作用下，化肥原浆能够在短时间内被稀释，以符合植物灌溉的需求；由于分支管不断向初级混料腔内注入，主管同样持续向次级混料腔中注水，使得由进料管注入的化肥原料能够实现多级搅拌，彻底避免在输送途中出现成块或是呈颗粒状的化肥出现，降低输送管路堵塞的几率，同时能够加快植物的吸收，提高灌溉效率。所述喷淋孔与透水孔平铺后均呈圆形，且所述喷淋孔的内径大于所述透水孔的内径。进一步地，喷淋孔与透水孔平铺后呈圆形，即液体在向外喷射时对孔的内壁以及端面边缘形成的冲击较小，且喷出的液体呈圆柱状，液体在向植物根系辐射的距离增大，使得喷淋孔与透水孔错位时，截断的水柱落入植物根部的范围增加，继而提高植物根系对水肥吸收效率；由于内套管绕外套管的轴线做圆周运动，而喷淋孔的内径大于透水孔的内径，使得透水孔与喷淋孔之间现有由部分连通到完全连通，再到部分连通，即向外喷射的水柱大小由逐渐增大然后再逐渐减小，相对于喷淋孔与透水孔的内径相等时，液体在内套管转动的一个周期内向外喷射的时间延长，而在完成预设的浇灌目的的前提条件下，降低驱动电机的工作负荷，同时增加浇灌效率。所述喷淋孔与透水孔平铺后均呈圆角矩形，且所述喷淋孔的宽度大于所述透水孔的宽度。进一步地，喷淋孔与透水孔平铺后均呈圆角矩形，即液体在向外喷射时对孔的内壁以及端面边缘形成的冲击较小，且喷出的液体呈圆柱状，液体在向植物根系辐射的距离增大，使得喷淋孔与透水孔错位时，截断的水柱落入植物根部的范围增加，继而提高植物根系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧农业智能节水灌溉系统，包括输送管(2)、混合腔体(18)以及多个土壤水分传感器，在所述输送管(2)上设有水表(3)、主控制阀(1)，其特征在于：在所述输送管(2)上还设有多个分别与输送管(2)连通的外套管(6)，且在每一个外套管(6)上设有电子阀(4)，多个电子阀(4)以及多个土壤水分传感器分别与控制器电连接，在所述外套管(6)内设有内套管(17)，沿外套管(6)的周向且在外套管(6)靠近所述输送管(2)的一端外圆周壁上设有弧形罩(7)，沿外套管(6)的周向在其外圆周壁上开有环形槽，且环形槽位于弧形罩(7)的正向投影内，在内套管(17)的外圆周壁上设有环形齿带(9)，环形齿带(9)穿过环形槽后进入弧形罩(7)，在弧形罩(7)内设有驱动电机(10)，驱动电机(10)的输出端上设有与环形齿带(9)配合的主动齿轮(8)，且在外套管(6)的内圆周壁上开有两个环形凹槽，且两个环形凹槽分别位于环形槽的两侧，在每一个环形凹槽内均设有密封环(11)；沿所述外套管(6)的径向在其外圆周壁上设有两排喷淋孔(12)，沿所述内套管(17)的径向在其外圆周壁上设有两排与喷淋孔(12)对应的透水孔(13)，使用时，启动驱动电机(10)，主动齿轮(8)与环形齿带(9)啮合，带动内套管(17)转动能够使一排透水孔(13)与一排喷淋孔(12)重合；在所述混合腔体(18)内设有隔离板(27)，隔离板(27)将混合腔体(18)的内部分隔成相互独立的初级混料腔、次级混料腔，且在隔离板(27)的中部开有至少一个渗透孔(28)，还包括进水管(20)、三通分流阀(26)以及主电机(31)，进水管(20)一端与外部水池连接，进水管(20)的另一端与三通分流阀(26)的进水口连通，三通分流阀(26)的两个出水口分别与主管(25)、分支管(24)连通，且主管(25)、分支管(24)分别贯穿混合腔体(18)的外壁进入至次级混料腔内，所述输送管(2)与次级混料腔连通且在输送管(2)上设有水泵(21)，在主电机(31)的输出端上连接有活动贯穿混合腔体(18)外壁的搅拌轴，搅拌轴置于次级混料腔内且在其外圆周壁上分别固定有初级搅拌叶(29)和次级搅拌叶(30)，在混合腔体(18)上表面设有与初级混料腔连通的进料管(19)，在初级混料腔内转动设置有中心轴(32)，且沿中心轴(32)的轴向在其外圆周壁上间隔设置有多个扇叶(22)，在隔离板(27)上还设有通孔，通孔与多个扇叶(22)中的一个扇叶(22)正对。...

【技术特征摘要】
1.一种智慧农业智能节水灌溉系统，包括输送管(2)、混合腔体(18)以及多个土壤水分传感器，在所述输送管(2)上设有水表(3)、主控制阀(1)，其特征在于：在所述输送管(2)上还设有多个分别与输送管(2)连通的外套管(6)，且在每一个外套管(6)上设有电子阀(4)，多个电子阀(4)以及多个土壤水分传感器分别与控制器电连接，在所述外套管(6)内设有内套管(17)，沿外套管(6)的周向且在外套管(6)靠近所述输送管(2)的一端外圆周壁上设有弧形罩(7)，沿外套管(6)的周向在其外圆周壁上开有环形槽，且环形槽位于弧形罩(7)的正向投影内，在内套管(17)的外圆周壁上设有环形齿带(9)，环形齿带(9)穿过环形槽后进入弧形罩(7)，在弧形罩(7)内设有驱动电机(10)，驱动电机(10)的输出端上设有与环形齿带(9)配合的主动齿轮(8)，且在外套管(6)的内圆周壁上开有两个环形凹槽，且两个环形凹槽分别位于环形槽的两侧，在每一个环形凹槽内均设有密封环(11)；沿所述外套管(6)的径向在其外圆周壁上设有两排喷淋孔(12)，沿所述内套管(17)的径向在其外圆周壁上设有两排与喷淋孔(12)对应的透水孔(13)，使用时，启动驱动电机(10)，主动齿轮(8)与环形齿带(9)啮合，带动内套管(17)转动能够使一排透水孔(13)与一排喷淋孔(12)重合；在所述混合腔体(18)内设有隔离板(27)，隔离板(27)将混合腔体(18)的内部分隔成相互独立的初级混料腔、次级混料腔，且在隔离板(27)的中部开有至少一个渗透孔(28)，还包括进水管(20)、三通分流阀(26)以及主电机(31)，进水管(20)一端与外部水池连接，进水管(20)的另一端与三通分流阀(26)的进水口连通，三通分流阀(26)的两个出水口分别与主管(25)、分支管(24)连通，且主管(25)、分支管(24)分别贯穿混合腔体(18)的外壁进入至次级混料腔内，所述输送管(2)与次级混料腔连通且在输送管(2)上设有水泵(21)，在主电机(31)的输出端上连接有活动贯穿混合腔体(18)外壁的搅拌轴，搅拌轴置于次级混料腔内且在其外圆周壁上分别固定有初级搅拌叶(29)和次级搅拌叶(30)，在混合腔体(18)上表面设有与初级混料腔连通的进料管(19)，在初级混料腔内转动设置有中心轴(32)，且沿中心轴(32)的轴向在其外圆周壁上间隔设置有多个扇叶(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义政，
申请(专利权)人：成都明杰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51