光伏供能的智能温室灌溉系统及灌溉方法技术方案

光伏供能的智能温室灌溉系统及灌溉方法，涉及温室灌溉技术领域，用于将水直接灌溉至作物根系。包括导轨、行走组件、灌溉组件、插管和光伏发电模块，导轨固定于温室内，行走组件包括机架，机架底部具有滚轮，机架上具有驱使滚轮沿导轨滚动的驱动机构；灌溉组件包括水箱、输送管和调节机构，水箱与机架上下滑动连接，调节机构设置在机架上用于驱使水箱上下移动，输送管一端与水箱连通，输送管另一端具有灌溉侧连接管，灌溉侧连接管与水源连接，水箱底部具有灌溉管，灌溉管上具有灌溉电动阀门；插管成列设置并斜插在土壤中，插管下端朝向作物根系；光伏发电模块用于提供电能。本发明专利技术利用光伏发电为温室灌溉提供电能，并能将水灌溉至直达作物根系。达作物根系。达作物根系。

【技术实现步骤摘要】
光伏供能的智能温室灌溉系统及灌溉方法


[0001]本专利技术涉及温室灌溉
，具体地说是一种光伏供能的智能温室灌溉系统及灌溉方法。

技术介绍

[0002]智能温室拥有综合环境控制系统，利用该系统调节温室内的温、光、水、肥、气等环境因素。其中对于水的调节，主要利用滴灌或喷灌技术实现对经济作物水的补给。现有技术中在智能温室内对经济作物进行滴灌，在智能温室内铺设滴灌管道，滴灌管道的前端与水泵连接，滴灌管道的末端埋于土壤内，滴灌管道末端内的水渗透至土壤中实现对经济作物的滴灌。上述滴灌方式的缺陷是：（1）需要铺设管道，管道铺设繁琐且占据温室空间；（2）滴灌管道末端流出的水不能直达经济作物根系，经济作物对水的吸收率低。此外，若能将光伏发电应用于智能温室内的作物灌溉，则将为智能温室提供清洁的能源。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种光伏供能的具有自行走供能的智能温室灌溉系统及灌溉方法，利用光伏发电为灌溉提供能量，用于将水直接灌溉至作物根系。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：光伏供能的智能温室灌溉系统，包括导轨、行走组件、灌溉组件、插管和光伏发电模块，所述导轨固定于智能温室内并高于地面，所述行走组件包括机架，所述机架的底部具有滚轮，所述滚轮位于导轨上，所述机架上具有驱使滚轮沿导轨滚动的驱动机构；所述灌溉组件包括水箱、输送管和调节机构，所述水箱与机架上下滑动连接，所述调节机构设置在机架上用于驱使水箱沿竖直方向上下移动，所述输送管的一端与水箱顶部连通，所述输送管的另一端具有灌溉侧连接管，所述灌溉侧连接管用于与水源连接，所述水箱底部具有两根左右布置的灌溉管，所述灌溉管的上端与水箱内的水腔连通，所述灌溉管的下端斜向下，所述灌溉管上具有灌溉电动阀门；所述插管成列设置，所述插管斜插在土壤中，所述插管的下端朝向作物根系，所述插管的上端斜向上设置，所述灌溉管下端移动至与插管上端对齐时，所述灌溉电动阀门开启使得水腔内的水经灌溉管流入插管内；所述光伏发电模块用于为驱动机构、调节机构、灌溉电动阀门提供电能。
[0005]进一步地，还包括沿所述导轨长度方向等间距设置的多个供水组件，所述供水组件包括蓄水池、出水管和供水软管，所述蓄水池置于智能温室地面上，所述出水管的一端与蓄水池连接，所述出水管的另一端与供水软管的一端连接，所述供水软管具有伸缩能力，所述供水软管的另一端具有供水侧连接管， 所述机架侧壁具有固定管，所述灌溉侧连接管位于固定管外侧且与固定管螺纹连接；所述固定管上具有连接机构，所述连接机构用于驱使灌溉侧连接管与供水侧连接管螺纹连接。
[0006]进一步地，所述供水组件还包括支撑管，所述支撑管与导轨相对固定且与导轨平
行，所述供水软管为螺旋状并穿套在支撑管上，所述供水侧连接管沿支撑管轴向与支撑管滑动连接。
[0007]进一步地，所述连接机构包括管套、连接电机、连接齿轮和连接齿圈，所述管套套在固定管上并与固定管固定连接，所述连接电机固定在管套上，所述连接齿轮固定在连接电机输出端，所述连接齿圈套在灌溉侧连接管上，所述连接齿轮与连接齿圈啮合。
[0008]进一步地，所述驱动机构包括行走电机、主轴、行走蜗杆和行走蜗轮，所述行走电机固定在机架内，所述主轴转动安装在机架内，所述行走蜗杆与行走电机输出端固定连接，所述行走蜗轮与主轴固定连接并与行走蜗杆啮合，所述主轴的两端固定有主动链轮，所述滚轮与从动链轮共轴设置，所述主动链轮与从动链轮之间具有链条。
[0009]进一步地，所述输送管的一端具有伸缩管，所述伸缩管的一端与水箱连通，所述伸缩管的另一端与输送管连接。
[0010]进一步地，所述调节机构包括齿条、调节电机、调节蜗杆、调节蜗轮和调节齿轮，所述齿条与机架上下滑动连接并与水箱固定连接，所述调节电机固定在机架底部，所述调节蜗杆固定在调节电机输出端，所述调节蜗轮与调节蜗杆啮合且与调节齿轮共轴设置，所述调节齿轮与齿条啮合。
[0011]进一步地，所述水箱侧壁还固定有导向杆，所述导向杆与机架上下滑动连接。
[0012]进一步地，所述连接齿圈的轴向尺寸大于连接齿轮的轴向尺寸，所述连接齿轮与连接齿圈的一端接触时，所述供水侧连接管与灌溉侧连接管分离；所述连接齿轮旋转驱动连接齿圈旋转至连接齿圈的另一端与连接齿轮接触时，所述灌溉侧连接管套在供水侧连接管外部并与供水侧连接管螺纹连接。
[0013]本专利技术还提供一种光伏供能的智能温室灌溉方法，包括以下步骤：（1）通过所述调节机构调节水箱高度，使得所述灌溉管下端高于插管上端2
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4cm；（2）通过所述驱动机构驱使机架沿导轨行走，当灌溉管移动至与插管对齐后，开启灌溉电动阀门3
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5秒，使得水箱内的水经灌溉管流动至插管内；（3）当所述水箱内水位低于设定阈值时，通过供水组件向水箱内补给水；（4）当机架移动至供水组件供水范围的末端后，所述连接机构反向动作实现供水侧连接管与灌溉侧连接管的分离，机架继续移动至下一个供水组件处，通过连接机构将下一个供水组件的供水侧连接管与灌溉侧连接管连接在一起，继续进行灌溉作业直至灌溉完成。
[0014]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在土壤中斜插有朝向植物根系的插管，通过向插管中加水实现灌溉，一方面水沿着插管直达作物根系，实现了对水的高效利用，且作物对水的吸收率高；另一方面，插管内位于下部的水先渗透进入土壤中，插管内位于上部的水后渗透进入土壤中，进而插管的设置延长了水渗透进入土壤中的时间；（2）本专利技术在智能温室上部设置行走组件，行走组件于智能温室内移动的过程中对作物进行灌溉，不需要在土壤中铺设管道，进而不需要占据土壤空间；（3）本专利技术在智能温室内设置多个供水组件，供水组件具有一定的供水范围，于供水范围的前端，供水组件与灌溉组件连通，于供水范围的末端，供水组件与灌溉组件断开；行走组件移动时，仅需要拖拽供水软管移动，而不需要负重灌溉用水，进而对电能消耗小。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的主视图；图2为行走组件和灌溉组件的主视图；图3为行走组件的俯视图；图4为图3中的A
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A剖视图；图5为灌溉组件的主视图；图6为水箱的剖视图；图7为水箱和调节机构的主视图；图8为齿条的左视图；图9为调节电机、调节蜗杆、调节蜗轮和调节齿轮的装配图；图10为供水组件的主视图；图11为供水软管、支撑管、供水侧连接管的装配图；图12为供水软管的俯视图；图13为灌溉侧连接管、连接机构的主视图；图14为灌溉侧连接管、连接机构的剖视图；图15为图14中灌溉侧连接管旋转移出的示意图；图16为本专利技术的光伏发电模块电能供给示意图；图17为本专利技术的使用状态示意图；图中：1导轨，2机架，20避让孔，21传动箱，22滚轮，221滚轮轴，23主轴，24行走蜗轮，25行走蜗杆，26行走电机，27主动链轮，28从动链轮，29链条，3水箱，31水腔，32挡板，33进水孔，34出水孔，35管接头，36灌溉管，37连接头，38垫圈，39灌溉电动阀门，4插管，5输送管，51伸缩管，6齿条，61本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光伏供能的智能温室灌溉系统，其特征在于，包括导轨、行走组件、灌溉组件、插管和光伏发电模块，所述导轨固定于智能温室内并高于地面，所述行走组件包括机架，所述机架的底部具有滚轮，所述滚轮位于导轨上，所述机架上具有驱使滚轮沿导轨滚动的驱动机构；所述灌溉组件包括水箱、输送管和调节机构，所述水箱与机架上下滑动连接，所述调节机构设置在机架上用于驱使水箱沿竖直方向上下移动，所述输送管的一端与水箱顶部连通，所述输送管的另一端具有灌溉侧连接管，所述灌溉侧连接管用于与水源连接，所述水箱底部具有两根左右布置的灌溉管，所述灌溉管的上端与水箱内的水腔连通，所述灌溉管的下端斜向下，所述灌溉管上具有灌溉电动阀门；所述插管成列设置，所述插管斜插在土壤中，所述插管的下端朝向作物根系，所述插管的上端斜向上设置，所述灌溉管下端移动至与插管上端对齐时，所述灌溉电动阀门开启使得水腔内的水经灌溉管流入插管内；所述光伏发电模块用于为驱动机构、调节机构、灌溉电动阀门提供电能。2.根据权利要求1所述的光伏供能的智能温室灌溉系统，其特征在于，还包括沿所述导轨长度方向等间距设置的多个供水组件，所述供水组件包括蓄水池、出水管和供水软管，所述蓄水池置于智能温室地面上，所述出水管的一端与蓄水池连接，所述出水管的另一端与供水软管的一端连接，所述供水软管具有伸缩能力，所述供水软管的另一端具有供水侧连接管， 所述机架侧壁具有固定管，所述灌溉侧连接管位于固定管外侧且与固定管螺纹连接；所述固定管上具有连接机构，所述连接机构用于驱使灌溉侧连接管与供水侧连接管螺纹连接。3.根据权利要求2所述的光伏供能的智能温室灌溉系统，其特征在于，所述供水组件还包括支撑管，所述支撑管与导轨相对固定且与导轨平行，所述供水软管为螺旋状并穿套在支撑管上，所述供水侧连接管沿支撑管轴向与支撑管滑动连接。4.根据权利要求2所述的光伏供能的智能温室灌溉系统，其特征在于，所述连接机构包括管套、连接电机、连接齿轮和连接齿圈，所述管套套在固定管上并与固定管固定连接，所述连接电机固定在管套上，所述连接齿轮固定在连接电机输出端，所述连接齿圈套在灌溉侧连接管上，所述连接齿轮与连接齿圈啮合。5.根据权利要求1所述的光伏供能的智能温室灌溉系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：何青海，郭洪恩，李俊林，刘波，曹治，孟鹏飞，蒋贲，杨勇，裴月忠，
申请(专利权)人：华能沾化光伏发电有限公司山东省农业机械科学研究院，
类型：发明
国别省市：