一种可调节喷洒域形状的喷灌机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可调节喷洒域形状的喷灌机，属于节水灌溉技术领域。该可调节喷洒域形状的喷灌机，包括喷灌装置、平衡支撑装置、调节喷灌方向装置和调节仰角装置；所述喷灌装置包括喷头、波纹管、进水管、喷头连接口和中心管，平衡支撑装置包括平衡杆、平衡块和圆台，调节喷灌方向装置包括安装平台、大齿轮、万向轮、伺服电机Ⅰ和电机齿轮Ⅰ，调节仰角装置包括喷头铰链、支撑架、伺服电机Ⅱ、轴承安装架、轴承、电机齿轮Ⅱ、丝杆、连接杆、铰链Ⅰ、铰链Ⅱ、喷口调节杆、光杆安装件、光杆、通孔和小齿轮。本实用新型专利技术具有改善喷灌均匀度，调节喷灌面适合地形形状的功能，同时存在省时省力，结构稳定，降低工作人员劳动强度的优点。

A Sprinkler Irrigation Machine with Adjustable Shape of Sprinkler Area

【技术实现步骤摘要】
一种可调节喷洒域形状的喷灌机
本技术涉及一种可调节喷洒域形状的喷灌机，属于节水灌溉

技术介绍
我国是一个水资源短缺的国家，而且时空分布不均匀，水量难以满足生产力发展的需要。我国是农业大国，农业用水占总水量的65%，而且存在水资源浪费严重，灌溉效率低等诸多问题，因此，发展农业节水灌溉设备势在必行。传统的摇臂式喷灌机喷洒域为圆形，而大多数农田，草坪，景观园林为矩形或者其他不规则的几何形状，所以采用传统喷灌机组合布置会造成少喷，重喷，界外喷洒的情况，不利于水资源的充分利用，同时也会导致喷灌均匀度差的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本技术提供一种可调节喷洒域形状的喷灌机。本技术具有改善喷灌均匀度，调节喷灌面适合地形形状的功能，同时存在省时省力，结构稳定，降低工作人员劳动强度的优点。该本喷灌机利用两个伺服电机分别调节仰角和喷灌方向，使得喷洒距离和喷洒时间发生改变，因此保证了不规则喷灌面的喷灌均匀度，并且大大减少了界外喷洒量。本技术通过以下技术方案实现。一种可调节喷洒域形状的喷灌机，包括喷灌装置、平衡支撑装置、调节喷灌方向装置和调节仰角装置；所述喷灌装置包括喷头1、波纹管3、进水管11、喷头连接口25和中心管32，平衡支撑装置包括平衡杆8、平衡块10和圆台31，调节喷灌方向装置包括安装平台5、大齿轮6、万向轮7、伺服电机Ⅰ15和电机齿轮Ⅰ16，调节仰角装置包括喷头铰链2、支撑架4、伺服电机Ⅱ17、轴承安装架18、轴承19、电机齿轮Ⅱ20、丝杆21、连接杆22、铰链Ⅰ23、铰链Ⅱ24、喷口调节杆26、光杆安装件27、光杆28、通孔29和小齿轮30；所述喷灌装置中进水管11连接中心管32，中心管32顶部连接波纹管3，波纹管3通过喷头连接口25连接喷头1；所述平衡支撑装置中圆台31穿过喷灌装置中心管32，圆台31底面设有若干平衡杆8，每个平衡杆8底面设有平衡块10；所述调节喷灌方向装置中圆台31顶面设有自由活动的万向轮7，万向轮7设置在安装平台5底面，安装平台5外部设有大齿轮6，大齿轮6与电机齿轮Ⅰ16啮合，电机齿轮Ⅰ16与伺服电机Ⅰ15输出轴连接，伺服电机Ⅰ15安装在平衡支撑装置中平衡杆8上；所述喷灌装置中喷头1通过调节仰角装置中喷头铰链2铰接支撑架4，支撑架4底面固定安装在安装平台5顶面，喷头1一侧连接横置的喷口调节杆26，喷口调节杆26通过铰链Ⅰ23铰接竖置的连接杆22，连接杆22通过铰链Ⅱ24铰接光杆安装件27，光杆安装件27依次连接光杆28、丝杆21，丝杆21上的螺纹与底部通孔29上的内螺纹啮合，通孔29依次通过轴承19、轴承安装架18安装在安装平台5顶面，通孔29外部设有小齿轮30，小齿轮30与电机齿轮Ⅱ20啮合，电机齿轮Ⅱ20连接伺服电机Ⅱ17输出轴，伺服电机Ⅱ17安装在安装平台5顶面。所述平衡杆8通过螺钉9连接平衡块10。所述伺服电机Ⅰ15、伺服电机Ⅱ17均与单片机连接，其中单片机型号为常见89C51系列。所述平衡杆8上设有支撑板12，支撑板12上设有蓄电池13和太阳能板14，太阳能板14通过充放电控制器与蓄电池13连接，蓄电池13为单片机提供电源。本可调节喷洒域形状的喷灌机的工作原理为：首先，针对某一个确定的喷头类型做仰角与喷洒距离关系的实验，得出一般性结论，即距离与仰角的关系拟合公式，接着调节仰角装置使其下降，得出连丝杆21下降高度与仰角的关系，并拟合出公式，紧接着计算出伺服电机Ⅱ17每旋转1度连丝杆21变化的高度和仰角变化的角度，然后可通过单片机控制伺服电机Ⅱ17的转动来调节喷洒距离的远近，另外通过单片机控制伺服电机Ⅰ15的转动带动大齿轮6的转动，进而带动安装平台5旋转，即可控制喷头水平方向上实现360度旋转，安装平台5保持缓慢旋转，同时需要增大或减少喷洒距离时调节喷头1仰角。最终，根据不同地形形状的需要，调节喷头的仰角使得喷洒域和地形匹配，减少界外喷洒量，提高喷灌均匀度。以下为仰角增大的过程的具体操作步骤：单片机发送电信号到伺服电机Ⅰ15使其转动，则电机输出轴带动电机齿轮Ⅰ16转动，同时带动啮合的大齿轮6转动，故安装平台5以及安装平台5上所有构件均转动，此时万向轮7沿着圆台31滚动；与此同时，单片机发送信号到伺服电机Ⅱ17使其转动，则电机输出轴带动电机齿轮Ⅱ20转动，同时带动啮合的小齿轮30转动，由于通孔29内部的螺纹与丝杆21配合，而且通孔29下端连接轴承19，因此通孔29和轴承19内零件一起转动，但高度不发生变化，此时的丝杆21会下降，同时连接杆22会沿着铰链Ⅰ23和铰链Ⅱ24的轴心发生转动，喷口调节杆26会沿着铰链Ⅱ24的轴心发生转动，使得喷口调节杆26向下倾斜，故喷头1仰角上升。同时也可以采用人工控制的方法控制伺服电机Ⅰ15和伺服电机Ⅱ17，不采用单片机控制。喷灌机喷撒区域分别为方形区域（方形区域界限）和三角形区域（三角形区域界限）的场地，采用传统摇臂式喷头的喷洒域是个圆形（圆形喷洒域界限），会发生漏喷的情况，而采用可调剂喷洒域形状的喷灌机喷洒，可大体喷洒出方形域和三角形域，节约了水资源，保证了区域喷灌均匀度本技术的有益效果是：1、本喷灌机保证了喷灌区域的精准性，很大程度减少了漏喷，重喷，界外喷洒的状况，节约了水资源；2、通过特殊设计的齿轮传动，丝杆传动使得运动精准，同时平衡块增强了装置整体的稳定性，保证喷洒过程中不会因为水流的反冲力导致喷洒发生偏差；3、采用方形喷洒域进行喷头组合布置，可解决圆形喷灌面组合有重叠的情况；4、采用万向轮在圆台上的旋转，保证了安装平台转动时的平稳性；5、安装简单方便，具有很强的观赏性，适用于草坪，风景园林等。附图说明图1是本技术装置结构示意图；图2是本技术局部结构示意图A；图3是本技术局部结构示意图B。图中：1-喷头，2-喷头铰链，3-波纹管，4-支撑架，5-安装平台，6-大齿轮，7-万向轮，8-平衡杆，9-螺钉，10-平衡块，11-进水管，12-支撑板，13-蓄电池，14-太阳能板，15-伺服电机Ⅰ，16-电机齿轮Ⅰ，17-伺服电机Ⅱ，18-轴承安装架，19-轴承，20-电机齿轮Ⅱ，21-丝杆，22-连接杆，23-铰链Ⅰ，24-铰链Ⅱ，25-喷头连接口，26-喷口调节杆，27-光杆安装件，28-光杆，29-通孔，30-小齿轮，31-圆台，32-中心管。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本技术作进一步说明。实施例1该可调节喷洒域形状的喷灌机，包括喷灌装置、平衡支撑装置、调节喷灌方向装置和调节仰角装置；所述喷灌装置包括喷头1、波纹管3、进水管11、喷头连接口25和中心管32，平衡支撑装置包括平衡杆8、平衡块10和圆台31，调节喷灌方向装置包括安装平台5、大齿轮6、万向轮7、伺服电机Ⅰ15和电机齿轮Ⅰ16，调节仰角装置包括喷头铰链2、支撑架4、伺服电机Ⅱ17、轴承安装架18、轴承19、电机齿轮Ⅱ20、丝杆21、连接杆22、铰链Ⅰ23、铰链Ⅱ24、喷口调节杆26、光杆安装件27、光杆28、通孔29和小齿轮30；所述喷灌装置中进水管11连接中心管32，中心管32顶部连接波纹管3，波纹管3通过喷头连接口25连接喷头1；所述平衡支撑装置中圆台31穿过喷灌装置中心管32，圆台31底面设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节喷洒域形状的喷灌机，其特征在于：包括喷灌装置、平衡支撑装置、调节喷灌方向装置和调节仰角装置；所述喷灌装置包括喷头（1）、波纹管（3）、进水管（11）、喷头连接口（25）和中心管（32），平衡支撑装置包括平衡杆（8）、平衡块（10）和圆台（31），调节喷灌方向装置包括安装平台（5）、大齿轮（6）、万向轮（7）、伺服电机Ⅰ（15）和电机齿轮Ⅰ（16），调节仰角装置包括喷头铰链（2）、支撑架（4）、伺服电机Ⅱ（17）、轴承安装架（18）、轴承（19）、电机齿轮Ⅱ（20）、丝杆（21）、连接杆（22）、铰链Ⅰ（23）、铰链Ⅱ（24）、喷口调节杆（26）、光杆安装件（27）、光杆（28）、通孔（29）和小齿轮（30）；所述喷灌装置中进水管（11）连接中心管（32），中心管（32）顶部连接波纹管（3），波纹管（3）通过喷头连接口（25）连接喷头（1）；所述平衡支撑装置中圆台（31）穿过喷灌装置中心管（32），圆台（31）底面设有若干平衡杆（8），每个平衡杆（8）底面设有平衡块（10）；所述调节喷灌方向装置中圆台（31）顶面设有自由活动的万向轮（7），万向轮（7）设置在安装平台（5）底面，安装平台（5）外部设有大齿轮（6），大齿轮（6）与电机齿轮Ⅰ（16）啮合，电机齿轮Ⅰ（16）与伺服电机Ⅰ（15）输出轴连接，伺服电机Ⅰ（15）安装在平衡支撑装置中平衡杆（8）上；所述喷灌装置中喷头（1）通过调节仰角装置中喷头铰链（2）铰接支撑架（4），支撑架（4）底面固定安装在安装平台（5）顶面，喷头（1）一侧连接横置的喷口调节杆（26），喷口调节杆（26）通过铰链Ⅰ（23）铰接竖置的连接杆（22），连接杆（22）通过铰链Ⅱ（24）铰接光杆安装件（27），光杆安装件（27）依次连接光杆（28）、丝杆（21），丝杆（21）上的螺纹与底部通孔（29）上的内螺纹啮合，通孔（29）依次通过轴承（19）、轴承安装架（18）安装在安装平台（5）顶面，通孔（29）外部设有小齿轮（30），小齿轮（30）与电机齿轮Ⅱ（20）啮合，电机齿轮Ⅱ（20）连接伺服电机Ⅱ（17）输出轴，伺服电机Ⅱ（17）安装在安装平台（5）顶面。...

【技术特征摘要】
1.一种可调节喷洒域形状的喷灌机，其特征在于：包括喷灌装置、平衡支撑装置、调节喷灌方向装置和调节仰角装置；所述喷灌装置包括喷头（1）、波纹管（3）、进水管（11）、喷头连接口（25）和中心管（32），平衡支撑装置包括平衡杆（8）、平衡块（10）和圆台（31），调节喷灌方向装置包括安装平台（5）、大齿轮（6）、万向轮（7）、伺服电机Ⅰ（15）和电机齿轮Ⅰ（16），调节仰角装置包括喷头铰链（2）、支撑架（4）、伺服电机Ⅱ（17）、轴承安装架（18）、轴承（19）、电机齿轮Ⅱ（20）、丝杆（21）、连接杆（22）、铰链Ⅰ（23）、铰链Ⅱ（24）、喷口调节杆（26）、光杆安装件（27）、光杆（28）、通孔（29）和小齿轮（30）；所述喷灌装置中进水管（11）连接中心管（32），中心管（32）顶部连接波纹管（3），波纹管（3）通过喷头连接口（25）连接喷头（1）；所述平衡支撑装置中圆台（31）穿过喷灌装置中心管（32），圆台（31）底面设有若干平衡杆（8），每个平衡杆（8）底面设有平衡块（10）；所述调节喷灌方向装置中圆台（31）顶面设有自由活动的万向轮（7），万向轮（7）设置在安装平台（5）底面，安装平台（5）外部设有大齿轮（6），大齿轮（6）与电机齿轮Ⅰ（16）啮合，电机齿轮Ⅰ（16）与伺服电机Ⅰ（15）输出轴连接，伺服电机Ⅰ（15...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨启良，刘佳，周理强，邱毅，郭欢欢，康加爽，李中根，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53