一种水肥药一体化灌溉装置及灌溉方法

摘要

为了解决现有技术中水肥药一体化灌溉装置喷洒水肥的量一定而导致喷洒效果不好的问题，本发明提出了一种水肥药一体化灌溉装置及灌溉方法，包括载具、壳体、水肥混合组件、控制组件、伸缩喷头组件以及固定组件；壳体设置在载具上；水肥混合组件设置在壳体内；控制组件设置在壳体内；伸缩喷头组件设置在水肥混合组件的输出端，用于工作时伸长以向目标地点喷洒水肥或者不工作时收缩以节省空间；固定组件设置在载具上，根据需要插入地面下方，用于将载具固定在目标地点；控制组件采集固定组件检测插入地面的插入压力；控制组件根据插入压力的数据判断土质的松软程度，以控制水肥混合组件喷出的水肥量。

说明书

技术领域

本发明涉及水肥药一体化灌溉领域，具体来说，涉及一种水肥药一体化灌溉装置及灌溉方法。

背景技术

水肥药一体化，指灌溉、水肥和上药融为一体的农业新技术，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液、灌溉水和药物一起，通过可控管道系统供水、供肥和上药，使水肥药相融后，把水分、养分和药分定时定量，按比例直接提供给作物。

传统的远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置，在使用喷头时，喷灌液肥的量是一定的。如果遇到硬质土壤，如结块黏土等，如果喷洒液肥的量与柔软土质的量一致，会导致液肥因为量小而无法渗透结块黏土，影响喷洒效果。

发明内容

为了解决现有技术中水肥药一体化灌溉装置喷洒水肥的量一定而导致喷洒效果不好的问题，本发明提出了一种水肥药一体化灌溉装置及灌溉方法，能够有效解决上述技术问题。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种水肥药一体化灌溉装置，包括：

载具；

壳体，设置在所述载具上；

水肥混合组件，设置在所述壳体内；

控制组件，设置在所述壳体内；

伸缩喷头组件，设置在所述水肥混合组件的输出端，用于工作时伸长以向目标地点喷洒水肥或者不工作时收缩以节省空间；

固定组件，设置在所述载具上，根据需要插入地面下方，用于将所述载具固定在目标地点；

所述控制组件采集所述固定组件检测插入地面的插入压力；

所述控制组件根据所述插入压力的数据判断土质的松软程度，以控制所述水肥混合组件喷出的水肥量。

所述水肥混合组件，包括：

清水箱，与所述伸缩喷头组件的输入端连接，用于提供清水；

储肥箱，通过管路并联在所述清水箱与所述伸缩喷头组件之间；

伺服电机，设置在所述储肥箱上，用于将所述储肥箱内的肥料输出至所述清水箱与所述伸缩喷头组件之间；

所述伺服电机与所述控制组件电性连接。

所述水肥混合组件，还包括：储药箱，通过管路一端与所述清水箱连接，另一端与所述伸缩喷头组件的输入端连接，用于向所述清水箱提供药液或者向匹配后的水肥中加入药液。

所述伸缩喷头组件，包括：

高压水泵，与所述水肥混合组件的输出端连接，用于对所述水肥混合组件输出的水肥加压；

伸缩管机构，设置在高压水泵的输出端；

所述高压水泵与所述控制组件电性连接。

所述伸缩管机构，包括：

伸缩管，一端与所述高压水泵的输出端连接；

固定圆环，与所述伸缩管的另一端连接；

磁铁柱，均布在所述固定圆环的端面上，用于将固定圆环通过磁力吸附在壳体的外侧。

所述固定组件，包括：

固定板，与载具的侧壁连接；

定位锥形杆，为T字形，用于穿过所述固定板后插入地面，起到固定作用；

弹簧，设置在所述定位锥形杆与固定板之间，用于所述定位锥形杆的复位；

液压缸，设置在所述壳体的外侧壁上，用于向所述定位锥形杆提供朝向地面方向的压力；

压力传感器，设置在所述定位锥形杆与所述液压缸的活塞杆之间，与所述控制组件电性连接，用于检测所述定位锥形杆插入地面下方的压力数据。

所述控制组件，包括：无线通信模块，与外界通信，接收外界的控制信号。

一种水肥药一体化灌溉方法，包括：

到达制定位置后，将固定组件放下；

通过控制组件采集所述固定组件检测插入地面的插入压力；

所述控制组件根据所述插入压力的数据，判断土质的松软程度；

如果所述插入压力高于设定的阈值，则控制所述水肥混合组件增加喷出的水肥量；

如果所述插入压力小于设定的阈值，则控制所述水肥混合组件减少喷出的水肥量。

本发明的有益效果是：本发明中的控制组件根据所述插入压力的数据判断土质的松软程度，以控制所述水肥混合组件喷出的水肥量，从而针对不同的土壤硬度喷洒不同量的水肥，尤其是针对硬质土壤，喷洒较多的水肥，可以使水肥更好的渗入土壤，提升水肥喷洒效果。

附图说明

图1是结构示意图；

图2是图1的部分示意图；

图3是本发明中伸缩管机构的结构示意图；

图4是本发明中的定位锥形杆的结构示意图。

图中：

1、机壳；2、蓄电池；3、清水箱；4、储肥箱；5、储药箱；6、第一水管；7、第一电磁阀；8、高压水泵；9、伸缩管；10、喷头；11、进料盖；12、伺服电机；13、第二水管；14、第二电磁阀；15、第三水管；16、第三电磁阀；17、第四水管；18、第四电磁阀；19、第五电磁阀；20、第五水管；21、第六电磁阀；22、网络信号接收屏；23、定位锥形杆；24、脚踏板；25、把手；26、弹簧；27、固定板；28、载具；29、固定圆环；30、磁铁柱；31、万向轮；32、液压缸；33.压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

如图1～4，一种水肥药一体化灌溉装置，包括载具28、壳体1、水肥混合组件、控制组件、伸缩喷头组件以及固定组件；

其中，壳体1设置在载具28上；水肥混合组件设置在壳体1内；控制组件设置在壳体1内；伸缩喷头组件设置在水肥混合组件的输出端，用于工作时伸长以向目标地点喷洒水肥或者不工作时收缩以节省空间；固定组件设置在载具28上，根据需要插入地面下方，用于将载具28固定在目标地点；控制组件采集固定组件检测插入地面的插入压力；控制组件根据插入压力的数据判断土质的松软程度，以控制水肥混合组件喷出的水肥量。

优选的，载具28可以是带有万向轮31的小车。

水肥混合组件，包括清水箱3、储肥箱4、伺服电机12以及储药箱5；其中，清水箱3与伸缩喷头组件的输入端连接，用于提供清水；

储肥箱4通过管路并联在清水箱3与伸缩喷头组件之间；

伺服电机12，设置在储肥箱4上，用于将储肥箱4内的肥料输出至清水箱3与伸缩喷头组件之间；伺服电机12与控制组件电性连接。储药箱5通过管路一端与清水箱3连接，另一端与伸缩喷头组件的输入端连接，用于向清水箱3提供药液或者向匹配后的水肥中加入药液。

具体的，清水箱3、储肥箱4和储药箱5的上部均安装有进料盖11；储肥箱4和储药箱5的上部均安装有伺服电机12，清水箱3的端面安装有第一水管6，且第一水管6的一端安装有高压水泵8，高压水泵8为常见结构，在此不做过多赘述，并且高压水泵8的一端贯穿机壳1的内部另一侧，高压水泵8的一端安装有伸缩管9，且伸缩管9的一端安装有喷头10，第一水管6的侧壁安装有第一电磁阀7和第五电磁阀19，清水箱3和储药箱5之间安装有第二水管13，且第二水管13的侧壁安装有第二电磁阀14，储肥箱4的一侧安装有第三水管15，且第三水管15的一端与第一水管6的侧壁连接，第三水管15的侧壁安装有第三电磁阀16，储肥箱4的端面安装有第四水管17，且第四水管17的一端与第一水管6的侧壁连接，第四水管17的侧壁安装有第四电磁阀18，储药箱5的端面安装有第五水管20，且第五水管20的一端与第一水管6的侧壁连接，第五水管20的侧壁安装有第六电磁阀21，

传统的远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置，在使用喷头时，大多使用较长的固定管道，在不使用喷头时，外置于装置的外部，由于喷头质地坚硬，碰撞外物时，容易造成外物损坏，为远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置的使用带来不便。

伸缩喷头组件，包括高压水泵8和伸缩管机构；

其中，高压水泵8与水肥混合组件的输出端连接，用于对水肥混合组件输出的水肥加压；伸缩管机构设置在高压水泵8的输出端；

高压水泵8与控制组件电性连接。

伸缩管机构，包括伸缩管9、固定圆环29以及磁铁柱30；

其中，伸缩管9一端与高压水泵8的输出端连接；固定圆环29与伸缩管9的另一端连接；磁铁柱30均布在固定圆环29的端面上，用于将固定圆环29通过磁力吸附在壳体1的外侧。

具体的，伸缩管9的一端外部侧壁套接安装有固定圆环29，且固定圆环29的一侧安装有两组磁铁柱30，并且两组磁铁柱30的一端均与机壳1的外部另一侧接触，当使用喷头10进行工作时，移动喷头10，将两组磁铁柱30与机壳1分离，当喷头10移动到预期位置时，此时伸缩管9处于拉伸状态，在此位置远程打开远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置进行灌溉，当使用结束时，移动喷头10，做复位运动，将伸缩管9进行压缩，当两组磁铁柱30与机壳1接触时，停止运动，此时，喷头10缩短了外置在机壳1的长度，通过设置的伸缩管9，可避免因喷头10连接较长的固定管道，导致喷头10外置在机壳1的长度较长，容易与外物碰撞的情况发生，为远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置的使用带来便利。

现有的远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置大多在土地表面使用，土地表面凹凸不平，万向轮不足以稳定远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置，为远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置的稳定使用带来隐患。

固定组件，包括固定板27、定位锥形杆23、弹簧26、液压缸32以及压力传感器33；

其中，固定板27与载具28的侧壁连接；定位锥形杆23为T字形，用于穿过固定板27后插入地面，起到固定作用；弹簧26设置在定位锥形杆23与固定板27之间，用于定位锥形杆23的复位；液压缸32设置在壳体1的外侧壁上，用于向定位锥形杆23提供朝向地面方向的压力；压力传感器33设置在定位锥形杆23与液压缸32的活塞杆之间，与控制组件电性连接，用于检测定位锥形杆23插入地面下方的压力数据。

优选的，定位锥形杆23与弹簧26的相对侧设置有方便提拉的把手25。

若，无需使用弹簧26、液压缸32以及压力传感器33进行压力检测时，仅仅作为固定作用时，定位锥形杆23的一端安装有脚踏板24，且脚踏板24的上部安装有两组把手25，定位锥形杆23的一端贯穿固定板27，且固定板27的一侧与底座28的外部一侧固定连接，定位锥形杆23的侧壁设置有用于固定定位锥形杆23的插销，且插销的下面与固定板27的上面接触，当需要对机壳1进行固定使用时，移开插销，用脚踩踏脚踏板24，带动定位锥形杆23做同步运动，当定位锥形杆23的一端与土地接触时，用力踩踏脚踏板24，由于定位锥形杆23的一端为尖锐的锥形状，可方便插入土地内部，当不需定位时，用手握住两组把手25，将定位锥形杆23从土地拔出，当定位锥形杆23的一端与土地分离时，移动插销进行复位，通过设置定位锥形杆23，可方便的对远程无线控制的水肥药一体化灌溉装置进行稳定固定。

控制组件，包括无线通信模块，与外界通信，接收外界的控制信号；优选的，无线通信模块可以为蓝牙模块，设置在网络信号接收屏22上；网络信号接收屏22设置在壳体1上开设的窗口上，用以控制实现水肥药一体化灌溉装置的远程控制。

控制组件包括单片机或PLC。

一种水肥药一体化灌溉方法，包括以下步骤：

预先设定压力阈值；

到达制定位置后，将固定组件放下；

通过控制组件采集固定组件检测插入地面的插入压力；

控制组件根据插入压力的数据，判断土质的松软程度；

如果插入压力高于设定的阈值，则控制水肥混合组件增加喷出的水肥量；

如果插入压力小于设定的阈值，则控制水肥混合组件减少喷出的水肥量。

所述阈值可以根据经验获取；也可以设置多个阈值，形成多挡位的灌溉流程。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。