一种基于通讯网关装置的灌溉系统的制作方法

1.本发明涉及灌溉技术领域，具体为一种基于通讯网关装置的灌溉系统。


背景技术：

2.在农场中灌溉是农作物多产的一个重要因素。现有农田对农作物的种植一般都是粗犷式的，常用的灌溉系统通常是通过喷水装置直接对其四周喷洒水，具体的喷水量由农户根据自己的多年的种植经验确定，在一定程度上造成了水资源的浪费；普通的灌溉系统其喷水的范围有限；此外在实际的种植过程中因不同作物的需水量不同，不同地形、不同天气都会对土壤中的水分分布造成影响，进而使得不同区域的需要喷洒的水量不同，而现有的灌溉系统通常为对其工作范围均匀洒水，长此下去，会造成特定区域喷水过多，造成水资源浪费。所以现在需要一种基于通讯网关装置的灌溉系统来解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的技术问题在于提供一种基于通讯网关装置的灌溉系统及勘探方法，本发明能够通过检测机构检测该处区域的土壤水分，然后启动喷水机构对该区域喷洒适宜的水量，避免浪费；本发明能够通过控制转动单元的转速调整喷水距离，实现对特定区域进行喷水；本发明能够分别通过调向组件、调压组件调整喷头的上下朝向、水压，以此增大喷水范围。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于通讯网关装置的灌溉系统，包括设置在地面上的喷水机构和用于检测土壤水分的检测机构；所述喷水机构包括转动单元和喷水单元，所述转动单元包括转动盘，所述喷水单元设置在所述转动盘上；所述喷水单元包括间隔设置在所述转动盘周向边缘的喷水管，所述喷水管的喷头沿着所述转动盘的径向指向所述转动盘外侧；所述喷头处设置有调向组件和调压组件，所述调向组件根据所述转动单元的转速大小调整所述喷水头的高低朝向，所述调压组件根据所述转动单元的转速大小调整所述喷头处出水的压力大小。
5.作为本发明的进一步方案，所述调向组件包括固定安装在所述转动盘上的第一安装板和竖直滑动安装在所述转动盘上的第二安装板，所述喷头通过球座铰接在所述第一安装板上，所述第二安装板上开有定位孔，所述喷水管穿过定位孔与所述喷头连接；所述转动盘的径向上开有第一水平滑槽，所述第一水平滑槽位于所述第二安装板的下方；所述第一水平滑槽内水平滑动安装有第一滑动楔块；沿着所述第一滑动楔块的滑动方向，在所述转动盘与所述第一滑动楔块之间设置有第一弹簧；所述第二安装板的下端开有第一斜面，所述第一滑动楔块与所述第一斜面滑动连接；沿着所述第二安装板的滑动方向，在所述第二安装板与所述转动盘之间设置有第二弹簧。
6.作为本发明的进一步方案，所述调压组件包括固定安装在所述转动盘上的第二水平滑道，所述第二水平滑道设置在所述喷水管靠近喷头的一侧；所述第二水平滑道上开有第二斜面；所述第二水平滑道上滑动安装有第二滑动楔块，所述第二滑动楔块位于所述喷
水管的两侧；所述第二滑动楔块在所述第二水平滑道上滑动时，水平挤压、放松所述喷水管。
7.作为本发明的进一步方案，所述喷水机构还包括升降单元，所述升降单元根据所述转动单元的转速调整所述转动盘的高度。
8.作为本发明的进一步方案，所述升降单元包括固定安装在地面上的固定盘，所述固定盘的中部竖直设置有第一螺杆，所述第一螺杆的上端转动安装在所述转动盘中部；所述第一螺杆上螺纹连接有第一齿轮，所述第一齿轮转动安装在所述固定盘上，所述第一齿轮的旁侧还设置有第一驱动电源的第二齿轮与其啮合，所述第一驱动电源通过传感器接收所述转动单元的转速变化，并调整所述第二齿轮的转动方向与转动圈数。
9.作为本发明的进一步方案，所述转动单元还包括转动安装在所述固定盘周向外侧边缘的转动环，所述转动环的外周设置有环形齿条，所述环形齿条与第二驱动电源相连；所述固定盘与所述转动盘之间通过连接杆组件相连；所述连接杆组件包括与所述固定盘铰接的第一连接杆和与所述转动盘铰接的第二连接杆，所述第一连接杆与所述第二连接杆铰接。
10.作为本发明的进一步方案，所述第一螺杆内部开有用于连接喷水管与水源的中空管，所述中空管的上端通过旋转接头与所述喷水管相连，下端与水源相连。
11.作为本发明的进一步方案，所述检测机构包括设置在土壤下的检测单元，所述检测单元沿着所述转动盘的径向间隔设置；所述转动单元通过传感器接收所述检测单元传递的信号，并调整所述转动单元的转速。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.1.本发明能够通过检测机构检测该处区域的土壤水分，然后启动喷水机构对该区域喷洒适宜的水量，避免浪费；本发明能够通过控制转动单元的转速调整喷水距离，实现对特定区域进行喷水；本发明能够分别通过调向组件、调压组件调整喷头的上下朝向、水压，以此增大喷水范围。
14.2.本发明利用转动盘转速改变时所产生的离心力变化，自动调节喷头的朝向，在对远处喷水时，转速增加，喷头朝上喷水，进一步增加喷水范围；在对近处喷水时，转速降低，喷头朝下喷水，对近处的根部精准喷水，加强农作物对水的吸收，避免避免水洒在茎叶上被蒸腾，造成水资源浪费。
15.3.本发明利用转动盘转速改变时所产生的离心力变化，自动调节喷头处的水压，在对远处喷水时，转速增加，喷头处水压增强，进一步增加喷水范围；在对近处喷水时，转速降低，喷头处水压增强，对近处农作物喷水，自动调整，避免人工操作，节省动力源。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为基于通讯网关装置的灌溉系统中喷水机构的结构示意图；
18.图2为本发明图1中a部分的局部放大示意图；
19.图3为本发明喷水机构半剖时的结构示意图；
20.图4为本发明图3中b部分的局部放大示意图；
21.图5为本发明转动盘调向组件和调向组件的位置示意图；
22.图6为本发明图5中c部分的局部放大示意图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.11-转动盘、12-喷水管、13-喷头、21-第一安装板、22-第二安装板、23-球座、24-定位孔、25-第一水平槽、26-第一滑动楔块、27-第一斜面、28-第一弹簧、29-第二弹簧、31-第二水平滑道、32-第二斜面、33-第二滑动楔块、41-固定盘、42-第一螺杆、43-第一齿轮、44-第二齿轮、45-第一驱动电源、51-转动环、52-环形齿条、53-第一连接杆、54-第二连接杆、55-第二驱动电源、61-中空管、62-旋转接头。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-6，本发明提供一种基于通讯网关装置的灌溉系统，包括设置在地面上的喷水机构和用于检测土壤水分的检测机构；所述喷水机构包括转动单元和喷水单元，所述转动单元包括转动盘11，所述喷水单元设置在所述转动盘11上；所述喷水单元包括间隔设置在所述转动盘11周向边缘的喷水管12，所述喷水管12的喷头13沿着所述转动盘11的径向指向所述转动盘11外侧；所述喷头13处设置有调向组件和调压组件，所述调向组件根据所述转动单元的转速大小调整所述喷水头的高低朝向，所述调压组件根据所述转动单元的转速大小调整所述喷头13处出水的压力大小。
27.本发明在工作时，检测机构先检测其所处区域的土壤水分，然后通过通讯网关装置将该信息传递给喷水机构，喷水机构根据该信息向该处区域喷洒适宜水量。如图1所示，喷水机构在工作时，水通过喷水管12从喷头13处喷出，在喷水时转动盘11转动带动喷水管12和喷头13一起转动，水被离心喷出时覆盖转动盘11的周向区域。当需要向固定区域喷水时，调整转动单元的转速。当需要向离所述喷水机构较远处喷水时，提高所述转动单元的转速，水从喷头13处喷出时所受的离心力增加，水喷出的距离较远，覆盖离所述喷水机构较远处的土壤区域；当需要向离所述喷水机构较近处喷水时，降低所述转动单元的转速，水从喷头13处喷出时所受的离心力减小，水喷出的距离较近，对离所述喷水机构较近处的土壤区域进行喷水。但是因为转动单元的转速具有上限，所以喷水机构的工作范围也有上限。为了提高所述喷水机构的工作范围，本发明还在喷头13处设置有调向组件和调压组件。在需要对离喷水机构更远处的土壤区域喷水时，在提高转动单元转速的同时，调向组件还调高所述喷头13的朝向，调压组件还增强了喷头13处的水压；水被向上喷出后，因为喷出的水与土壤距离增加，在其沿抛物线下坠至地面前，水因为惯性抛出更远的距离，覆盖了更远处区域的土壤；加强喷头13处的水压后，喷出的水流速增大，其覆盖土壤距离进一步地增加。本发明能够通过检测机构检测该处区域的土壤水分，然后启动喷水机构对该区域喷洒适宜的水量，避免浪费；本发明能够通过控制转动单元的转速调整喷水距离，实现对特定区域进行喷
水；本发明能够分别通过调向组件、调压组件调整喷头13的上下朝向、水压，以此增大喷水范围
28.作为本发明的进一步方案，所述调向组件包括固定安装在所述转动盘11上的第一安装板21和竖直滑动安装在所述转动盘11上的第二安装板22，所述喷头13通过球座23铰接在所述第一安装板21上，所述第二安装板22上开有定位孔24，所述喷水管12穿过定位孔24与所述喷头13连接；所述转动盘11的径向上开有第一水平滑槽，所述第一水平滑槽位于所述第二安装板22的下方；所述第一水平滑槽内水平滑动安装有第一滑动楔块26；沿着所述第一滑动楔块26的滑动方向，在所述转动盘11与所述第一滑动楔块26之间设置有第一弹簧28；所述第二安装板22的下端开有第一斜面27，所述第一滑动楔块26与所述第一斜面27滑动连接；沿着所述第二安装板22的滑动方向，在所述第二安装板22与所述转动盘11之间设置有第二弹簧29。
29.当需要对离喷水机构更远处的土壤区域喷水时，本发明在提高转动单元转速的同时，本发明的调向组件还调高所述喷头13的朝向，进一步增大喷水范围。如图2所示，本发明在对远处喷水时，转动单元的转速提高，喷出的水受增大的离心力影响，喷水距离增大。同时因为转动单元的转速增加，本发明的转动盘11的转速增加，如图4缩回，转动盘11上径向设置的第一水平滑槽内的第一滑动楔块26所受的离心力也增加，第一滑动楔块26受离心力影响向转动盘11的外侧移动，即向图4所示的左侧方向移动，挤压第一弹簧28。当第一滑动楔块26向图4所示的左侧移动时，如图6所示，第二安装板22在自身重力和第二弹簧29的回复力下竖直向下移动，在移动期间，第二安装板22下端的第一斜面27与第一滑动楔块26始终滑动接触，两者发生相对位移。如图4所示，第二安装板22下移，带动定位孔24下移，定位孔24带动喷水管12下移，又因为第一安装板21固定，喷头13通过球座23铰接在所述第一安装板21上，所以喷水管12会倾斜，喷头13朝向向上倾斜，水被向上喷出后，因为喷出的水与土壤距离增加，在其沿抛物线下坠至地面前，水因为惯性抛出更远的距离，覆盖了更远处区域的土壤，所以进一步增加喷水范围。反之同理，当需要对近处的土壤喷水时，转动盘11的转速降低，喷出的水受减小的离心力影响，喷水距离减小。因为转动盘11的转速降低，第一水平滑槽内的第一滑动楔块26所受的离心力也减小，第一滑动楔块26受在第一弹簧28的回复力下向图4所示的右侧移动。如图6所示，第一滑动楔块26右移，通过第一斜面27顶起第二安装板22，第二安装板22竖直向上移动，带动定位孔24上移，使得喷头13向下倾斜，对近处喷水。在对近处喷水时，因为喷头13的朝向向下，所以水会直接喷洒至农作物的根部，精准喷水，避免水洒在茎叶上被蒸腾，影响喷水效果。本发明利用转动盘11转速改变时所产生的离心力变化，自动调节喷头13的朝向，在对远处喷水时，转速增加，喷头13朝上喷水，进一步增加喷水范围；在对近处喷水时，转速降低，喷头13朝下喷水，对近处的根部精准喷水，加强农作物对水的吸收，避免避免水洒在茎叶上被蒸腾，造成水资源浪费。
30.作为本发明的进一步方案，所述调压组件包括固定安装在所述转动盘11上的第二水平滑道31，所述第二水平滑道31设置在所述喷水管12靠近喷头13的一侧；所述第二水平滑道31上开有第二斜面32；所述第二水平滑道31上滑动安装有第二滑动楔块33，所述第二滑动楔块33位于所述喷水管12的两侧；所述第二滑动楔块33在所述第二水平滑道31上滑动时，水平挤压、放松所述喷水管12。
31.当需要对离喷水机构更远处的土壤区域喷水时，本发明在提高转动单元转速的同
时，本发明的调压组件还增强了喷头13处的水压，进一步增大喷水范围。如图4所示，本发明在对远处喷水时，转动单元的转速提高，喷出的水受增大的离心力影响，喷水距离增大。同时因为转动单元的转速增加，本发明的转动盘11的转速增加，转动盘11上设置的第二水平滑道31上的第二滑动楔块33所受的离心力也增加，第二滑动楔块33受离心力影响向转动盘11的外侧移动，即向图4所示的左侧方向移动，第二滑动楔块33在第二斜面32上滑动挤压喷水管12，使得喷头13处的喷水管12管径变小，在水源处提供的水压不变的状况下，喷头13处喷水管12管径变小，流速增加，喷头13处喷出的水所覆盖土壤的距离进一步地增加。反之同理，当需要对近处的土壤喷水时，转动盘11的转速降低，喷出的水受减小的离心力影响，喷水距离减小。因为转动盘11的转速降低，第二水平滑道31上的第二滑动楔块33所受的离心力也减小，第二滑动楔块33受在喷水管12的弹性回复力下向图4所示的右侧移动，喷头13处的喷水管12回复，管径增大，喷头13处喷出的水流速减小回复正常状态，喷水距离减小。本发明利用转动盘11转速改变时所产生的离心力变化，自动调节喷头13处的水压，在对远处喷水时，转速增加，喷头13处水压增强，进一步增加喷水范围；在对近处喷水时，转速降低，喷头13处水压增强，对近处农作物喷水，自动调整，避免人工操作，节省动力源。
32.作为本发明的进一步方案，所述喷水机构还包括升降单元，所述升降单元根据所述转动单元的转速调整所述转动盘11的高度。
33.作为本发明的进一步方案，所述升降单元包括固定安装在地面上的固定盘41，所述固定盘41的中部竖直设置有第一螺杆42，所述第一螺杆42的上端转动安装在所述转动盘11中部；所述第一螺杆42上螺纹连接有第一齿轮43，所述第一齿轮43转动安装在所述固定盘41上，所述第一齿轮43的旁侧还设置有第一驱动电源45的第二齿轮44与其啮合，所述第一驱动电源45通过传感器接收所述转动单元的转速变化，并调整所述第二齿轮44的转动方向与转动圈数。
34.本发明在对远处喷水时，在提高转速的同时通过升降单元提高喷头13的高度，喷出的水与土壤之间竖直距离增加，在喷出的水沿抛物线下坠至地面前，水因为惯性抛出更远的距离，覆盖了更远处区域的土壤，进一步提高喷水范围；在对近处喷水时，在降低转速的同时通过升降单元降低喷头13的高度，对农作物的根部喷水，避免水被农作物的茎叶阻挡，因蒸腾而浪费水。如图3所示，本发明升降单元在需要提高喷头13高度时，第一驱动单元驱动第二齿轮44转动，第二齿轮44与第一齿轮43啮合，转动安装在固定盘41上的第一齿轮43转动，第一齿轮43转动驱动第一齿轮43内圈螺纹连接的第一螺杆42转动升高，第一螺杆42升高，其上端顶起转动盘11使得转动盘11升高，设置在转动盘11上的喷头13高度增加；反之同理，在需要降低喷头13高度时，第一驱动单元驱动第二齿轮44反转，第一齿轮43反转，第一螺杆42降低，其上端带动转动盘11降低，设置在转动盘11上的喷头13高度降低。
35.作为本发明的进一步方案，所述转动单元还包括转动安装在所述固定盘41周向外侧边缘的转动环51，所述转动环51的外周设置有环形齿条52，所述环形齿条52与第二驱动电源55相连；所述固定盘41与所述转动盘11之间通过连接杆组件相连；所述连接杆组件包括与所述固定盘41铰接的第一连接杆53和与所述转动盘11铰接的第二连接杆54，所述第一连接杆53与所述第二连接杆54铰接。
36.因为本发明的转动盘11的高度会发生变化，所以转动单元在驱动转动盘11转动时需要适应转动盘11高度变化持续驱动。如图3所示，本发明的转动单元在工作时，第二驱动
电源55通过环形齿条52驱动转动安装在固定盘41外周的转动环51转动，转动环51上设置有连接杆组件，转动环51转动通过连接杆组件带动转动盘11转动。如图3所示，所述连接杆组件包括与所述固定盘41铰接的第一连接杆53和与所述转动盘11铰接的第二连接杆54，所述第一连接杆53与所述第二连接杆54铰接。这样在转动盘11升降时，第一连接杆53与第二连接杆54能够持续传递扭矩，使得转动盘11与转动环51转速相同。
37.作为本发明的进一步方案，所述第一螺杆42内部开有用于连接喷水管12与水源的中空管61，所述中空管61的上端通过旋转接头62与所述喷水管12相连，下端与水源相连。如图3所示，本发明的水源设置在地面上航，通过水泵向喷水管12供水。水源处的水通过中空管61、旋转接头62进而喷水管12，最后被喷出。
38.作为本发明的进一步方案，所述检测机构包括设置在土壤下的检测单元，所述检测单元沿着所述转动盘11的径向间隔设置；所述转动单元通过传感器接收所述检测单元传递的信号，并调整所述转动单元的转速。该设置是根据本发明转动喷水的方式而设置，工作人员根据沿着转动盘11径向间隔设置的检测单元确定该范围内是否需要喷水，进行精确定向喷水，节约水资源。

技术特征：
1.一种基于通讯网关装置的灌溉系统，其特征在于：包括设置在地面上的喷水机构和用于检测土壤水分的检测机构；所述喷水机构包括转动单元和喷水单元，所述转动单元包括转动盘(11)，所述喷水单元设置在所述转动盘(11)上；所述喷水单元包括间隔设置在所述转动盘(11)周向边缘的喷水管(12)，所述喷水管(12)的喷头(13)沿着所述转动盘(11)的径向指向所述转动盘(11)外侧；所述喷头(13)处设置有调向组件和调压组件，所述调向组件根据所述转动单元的转速大小调整所述喷水头的高低朝向，所述调压组件根据所述转动单元的转速大小调整所述喷头(13)处出水的压力大小。2.根据权利要求1所述的一种基于通讯网关装置的灌溉系统，其特征在于：所述调向组件包括固定安装在所述转动盘(11)上的第一安装板(21)和竖直滑动安装在所述转动盘(11)上的第二安装板(22)，所述喷头(13)通过球座(23)铰接在所述第一安装板(21)上，所述第二安装板(22)上开有定位孔(24)，所述喷水管(12)穿过定位孔(24)与所述喷头(13)连接；所述转动盘(11)的径向上开有第一水平滑槽，所述第一水平滑槽位于所述第二安装板(22)的下方；所述第一水平滑槽内水平滑动安装有第一滑动楔块(26)；沿着所述第一滑动楔块(26)的滑动方向，在所述转动盘(11)与所述第一滑动楔块(26)之间设置有第一弹簧(28)；所述第二安装板(22)的下端开有第一斜面(27)，所述第一滑动楔块(26)与所述第一斜面(27)滑动连接；沿着所述第二安装板(22)的滑动方向，在所述第二安装板(22)与所述转动盘(11)之间设置有第二弹簧(29)。3.根据权利要求2所述的一种基于通讯网关装置的灌溉系统，其特征在于：所述调压组件包括固定安装在所述转动盘(11)上的第二水平滑道(31)，所述第二水平滑道(31)设置在所述喷水管(12)靠近喷头(13)的一侧；所述第二水平滑道(31)上开有第二斜面(32)；所述第二水平滑道(31)上滑动安装有第二滑动楔块(33)，所述第二滑动楔块(33)位于所述喷水管(12)的两侧；所述第二滑动楔块(33)在所述第二水平滑道(31)上滑动时，水平挤压、放松所述喷水管(12)。4.根据权利要求3所述的一种基于通讯网关装置的灌溉系统，其特征在于：所述喷水机构还包括升降单元，所述升降单元根据所述转动单元的转速调整所述转动盘(11)的高度。5.根据权利要求4所述的一种基于通讯网关装置的灌溉系统，其特征在于：所述升降单元包括固定安装在地面上的固定盘(41)，所述固定盘(41)的中部竖直设置有第一螺杆(42)，所述第一螺杆(42)的上端转动安装在所述转动盘(11)中部；所述第一螺杆(42)上螺纹连接有第一齿轮(43)，所述第一齿轮(43)转动安装在所述固定盘(41)上，所述第一齿轮(43)的旁侧还设置有第一驱动电源(45)的第二齿轮(44)与其啮合，所述第一驱动电源(45)通过传感器接收所述转动单元的转速变化，并调整所述第二齿轮(44)的转动方向与转动圈数。6.根据权利要求5所述的一种基于通讯网关装置的灌溉系统，其特征在于：所述转动单元还包括转动安装在所述固定盘(41)周向外侧边缘的转动环(51)，所述转动环(51)的外周设置有环形齿条(52)，所述环形齿条(52)与第二驱动电源(55)相连；所述固定盘(41)与所述转动盘(11)之间通过连接杆组件相连；所述连接杆组件包括与所述固定盘(41)铰接的第一连接杆(53)和与所述转动盘(11)铰接的第二连接杆(54)，所述第一连接杆(53)与所述第二连接杆(54)铰接。7.根据权利要求5所述的一种基于通讯网关装置的灌溉系统，其特征在于：所述第一螺
杆(42)内部开有用于连接喷水管(12)与水源的中空管(61)，所述中空管(61)的上端通过旋转接头(62)与所述喷水管(12)相连，下端与水源相连。8.根据权利要求1所述的一种基于通讯网关装置的灌溉系统，其特征在于：所述检测机构包括设置在土壤下的检测单元，所述检测单元沿着所述转动盘(11)的径向间隔设置；所述转动单元通过传感器接收所述检测单元传递的信号，并调整所述转动单元的转速。

技术总结
本发明公开了灌溉领域的一种基于通讯网关装置的灌溉系统，包括设置在地面上的喷水机构；所述喷水机构包括转动单元和喷水单元，所述转动单元包括转动盘，所述喷水单元设置在所述转动盘上；所述喷水单元包括间隔设置在所述转动盘周向边缘的喷水管，所述喷水管的喷头沿着所述转动盘的径向指向所述转动盘外侧；所述喷头处设置有调向组件和调压组件。本发明能够通过检测机构检测该处区域的土壤水分，然后启动喷水机构对该区域喷洒适宜的水量，避免浪费；本发明能够通过控制转动单元的转速调整喷水距离，实现对特定区域进行喷水；本发明能够分别通过调向组件、调压组件调整喷头的上下朝向、水压，以此增大喷水范围。以此增大喷水范围。以此增大喷水范围。


技术研发人员：郑重
受保护的技术使用者：新疆石大国利农业科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/9/9