【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)灌溉，具體為一種基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置及方法。
技術(shù)介紹
1、隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉的要求逐漸趨向于高效、節(jié)能和精準(zhǔn)的方向，目前在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域自走式灌溉設(shè)備多樣，參考公告號(hào)為（cn201610706126）的中國專利文件公開了一種自走式渠道灌溉裝置及其灌溉方法，包括智能行走機(jī)構(gòu)、供水機(jī)構(gòu)、plc控制器和電源系統(tǒng)，來提高渠道灌溉的自動(dòng)化水平，并減少人工勞動(dòng)。
2、上述專利文件存在以下缺陷：
3、1、依賴電力，雖然使用了太陽能發(fā)電來為直流電源充電，但這套系統(tǒng)在長時(shí)間陰雨天氣下可能面臨能源不足的問題；
4、2、移動(dòng)輪運(yùn)行穩(wěn)定性差，當(dāng)前的移動(dòng)輪設(shè)計(jì)存在可能會(huì)在泥濘或不平的地面上打滑，導(dǎo)致供水點(diǎn)誤差；
5、3、供水易堵塞，使用的抽水裝置和過濾網(wǎng)可能無法應(yīng)對(duì)較高含沙量的水體，容易發(fā)生堵塞；
6、4、路徑控制和灌溉精度低，距離測(cè)量模塊是基于機(jī)械測(cè)量的，精度在一定程度上受到影響，特別是在不平整的地面上行走時(shí)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置及方法，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的能源依賴性強(qiáng)、移動(dòng)穩(wěn)定性欠佳、過濾能力不足的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，包括后機(jī)架，所述后機(jī)架前側(cè)設(shè)置有前機(jī)架，所述后機(jī)架與前機(jī)架上方連接有機(jī)體，所述后機(jī)架與前機(jī)架后側(cè)壁均安裝有穩(wěn)定
3、優(yōu)選的，所述穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括安裝座，所述安裝座內(nèi)部安裝有調(diào)節(jié)推桿，所述調(diào)節(jié)推桿伸縮端與輪架上表面連接，所述安裝座通過螺絲安裝在前機(jī)架、后機(jī)架側(cè)壁上。
4、優(yōu)選的，所述支架前后兩側(cè)均貫穿設(shè)置有鉸接軸，所述支架前側(cè)經(jīng)鉸接軸與灌溉架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述支架后側(cè)經(jīng)鉸接軸與前機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
5、優(yōu)選的，所述升降機(jī)構(gòu)包括安裝于前機(jī)架前側(cè)壁的固定座，所述固定座頂部連接有兩個(gè)連桿，兩個(gè)連桿之間貫穿設(shè)置有中部銷軸，處于上方的連桿頂部與固定座之間貫穿連接有上銷軸，處于下方的連桿底部與支架之間貫穿連接有下銷軸，所述固定座上安裝有升降推桿，所述升降推桿上下兩端均貫穿連接有連接銷軸，兩個(gè)所述連桿之間經(jīng)中部銷軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，處于上方的所述連桿經(jīng)上銷軸與固定座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，處于下方的連桿底部經(jīng)下銷軸與支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述升降推桿頂部經(jīng)連接銷軸與處于上方的連桿中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述升降推桿底部經(jīng)連接銷軸與固定座轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
6、優(yōu)選的，所述供水機(jī)構(gòu)包括旋流分離器，所述旋流分離器一側(cè)連接有進(jìn)水口，所述旋流分離器另一側(cè)連接有第一過濾網(wǎng)，所述第一過濾網(wǎng)遠(yuǎn)離旋流分離器的一側(cè)設(shè)置有第二過濾網(wǎng)，所述第一過濾網(wǎng)與第二過濾網(wǎng)之間安裝有水泵，所述第二過濾網(wǎng)底部連接有供水口，所述第一過濾網(wǎng)與第二過濾網(wǎng)后側(cè)壁均連接有安裝塊，所述第一過濾網(wǎng)與第二過濾網(wǎng)均通過安裝塊安裝在灌溉架前側(cè)壁。
7、優(yōu)選的，所述機(jī)體內(nèi)部包括：
8、plc控制器，用于負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的智能控制，包括對(duì)穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與供水機(jī)構(gòu)的管理；
9、土壤采集系統(tǒng)，用于采集不同區(qū)域土壤環(huán)境數(shù)據(jù)并進(jìn)行傳輸，為plc控制器提供精準(zhǔn)的土壤濕度、氮磷鉀營養(yǎng)元素含量的數(shù)值型數(shù)據(jù)；
10、導(dǎo)航模塊，用于結(jié)合路徑規(guī)劃算法，實(shí)時(shí)規(guī)劃車輪行走路徑，確保準(zhǔn)確到達(dá)每個(gè)供水點(diǎn)；
11、數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過ai算法分析土壤采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)、作物生長周期和土壤類型等因素，動(dòng)態(tài)計(jì)算最適宜的灌溉時(shí)間和水量；
12、混合能源系統(tǒng)，用于向裝置進(jìn)行電力能源持續(xù)供給；
13、報(bào)警模塊，用于實(shí)時(shí)預(yù)警，通過led警示燈提醒用戶灌溉狀況，并提供歷史數(shù)據(jù)報(bào)告以供分析；
14、無線通訊模塊，用于裝置的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；
15、移動(dòng)端，通過無線通訊模塊與plc控制器形成遠(yuǎn)程通訊連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
16、優(yōu)選的，所述土壤采集系統(tǒng)包括：
17、水分傳感器，用于對(duì)土壤的濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
18、氮磷鉀傳感器，用于檢測(cè)土壤內(nèi)氮磷鉀營養(yǎng)元素的含量。
19、優(yōu)選的，所述水分傳感器數(shù)量為若干個(gè)，采用埋入土壤的方式上下分層安裝，對(duì)土壤濕度進(jìn)行分層監(jiān)測(cè)。
20、優(yōu)選的，所述混合能源系統(tǒng)包括：
21、太陽能供電模塊，用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能用于裝置供電；
22、風(fēng)能供電模塊，用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能用于裝置供電；
23、蓄電池，用于陰雨天或無風(fēng)環(huán)境下，為裝置進(jìn)行備用供電。
24、一種基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置的方法，包括以下步驟：
25、s1：由行走電機(jī)經(jīng)減速機(jī)帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輪軸帶動(dòng)車輪相對(duì)輪架轉(zhuǎn)動(dòng)，使車輪帶動(dòng)機(jī)體行駛；
26、s2：將機(jī)體內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)的灌溉水經(jīng)管道連接進(jìn)水口，將供水口經(jīng)管道與噴桿連通，啟動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)灌溉水流通，使灌溉水先后經(jīng)過第一過濾網(wǎng)與第二過濾網(wǎng)過濾，過濾處理后的灌溉水最后流入噴桿中，從噴頭上噴出對(duì)土地進(jìn)行灌溉；
27、s3：控制升降推桿伸長，升降推桿的伸縮端經(jīng)連接銷軸對(duì)處于上方的連桿施以推力作用，使處于上方的連桿繞上銷軸相對(duì)固定座上移，該連桿經(jīng)中部銷軸帶動(dòng)處于下方的另一個(gè)連桿上移，處于下方的連桿經(jīng)連接銷軸拉動(dòng)支架上移，支架拉動(dòng)灌溉架上移，灌溉架帶動(dòng)噴桿與噴頭上移，根據(jù)農(nóng)作物的實(shí)際高度調(diào)整噴頭的高度；
28、s4：車輪在行駛至不平整地面或泥濘區(qū)域時(shí)，由調(diào)節(jié)推桿伸縮調(diào)整前機(jī)架、后機(jī)架到車輪底部的距離，平衡同側(cè)車輪的高度，保持機(jī)體的穩(wěn)定行駛；
29、s5：行駛過程中，針對(duì)光照充足天氣、無陽光有風(fēng)天氣以及無陽光無風(fēng)天氣，分別由太陽能供電模塊、風(fēng)能供電模塊以及蓄電池自動(dòng)切換為裝置進(jìn)行供電，確保能源的持續(xù)供給。
30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
31、1、本基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置及方法，通過設(shè)置混合能源系統(tǒng)，混合能源系統(tǒng)由太陽能供電模塊、風(fēng)能供電模塊以及蓄電池構(gòu)成，太陽能供電模塊在陽光充足天氣收集太陽能并轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行供電，風(fēng)能在無太陽且風(fēng)力充足的天氣將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行供電，蓄電池用于陰雨天以及無風(fēng)環(huán)境下備用供電，具備三種供電方式，降低裝置供電對(duì)環(huán)境的依賴性，在陰雨天以及無風(fēng)天氣能夠自動(dòng)切換至蓄電池提供電力，確保了能源的持續(xù)供給，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
32、2、本基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，包括后機(jī)架（1），其特征在于：所述后機(jī)架（1）前側(cè)設(shè)置有前機(jī)架（2），所述后機(jī)架（1）與前機(jī)架（2）上方連接有機(jī)體（3），所述后機(jī)架（1）與前機(jī)架（2）后側(cè)壁均安裝有穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4），所述穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4）底部連接有輪架（5），所述輪架（5）下方安裝有車輪（6），所述車輪（6）中部貫穿連接有輪軸（7），所述輪軸（7）與輪架（5）之間連接有軸承（8），所述輪軸（7）上方安裝有行走電機(jī)（9），所述行走電機(jī)（9）軸端連接有減速機(jī)（10），所述前機(jī)架（2）前側(cè)連接有支架（11），所述支架（11）上方安裝有升降機(jī)構(gòu)（12），所述支架（11）前側(cè)連接有灌溉架（13），所述灌溉架（13）左右兩側(cè)均連接有鉸接座（14），所述灌溉架（13）左右兩側(cè)鉸接活動(dòng)架（15），所述灌溉架（13）與活動(dòng)架（15）前側(cè)均安裝有噴桿（16），所述噴桿（16）底部連接有噴頭（17），所述灌溉架（13）前側(cè)壁安裝有供水機(jī)構(gòu)（18）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4）包括安裝座（4
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述支架（11）前后兩側(cè)均貫穿設(shè)置有鉸接軸（111），所述支架（11）前側(cè)經(jīng)鉸接軸（111）與灌溉架（13）轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述支架（11）后側(cè)經(jīng)鉸接軸（111）與前機(jī)架（2）轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述升降機(jī)構(gòu)（12）包括安裝于前機(jī)架（2）前側(cè)壁的固定座（121），所述固定座（121）頂部連接有兩個(gè)連桿（122），兩個(gè)連桿（122）之間貫穿設(shè)置有中部銷軸（123），處于上方的連桿（122）頂部與固定座（121）之間貫穿連接有上銷軸（124），處于下方的連桿（122）底部與支架（11）之間貫穿連接有下銷軸（125），所述固定座（121）上安裝有升降推桿（126），所述升降推桿（126）上下兩端均貫穿連接有連接銷軸（127），兩個(gè)所述連桿（122）之間經(jīng)中部銷軸（123）形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，處于上方的所述連桿（122）經(jīng)上銷軸（124）與固定座（121）轉(zhuǎn)動(dòng)連接，處于下方的連桿（122）底部經(jīng)下銷軸（125）與支架（11）轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述升降推桿（126）頂部經(jīng)連接銷軸（127）與處于上方的連桿（122）中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述升降推桿（126）底部經(jīng)連接銷軸（127）與固定座（121）轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述供水機(jī)構(gòu)（18）包括旋流分離器（182），所述旋流分離器（182）一側(cè)連接有進(jìn)水口（181），所述旋流分離器（182）另一側(cè)連接有第一過濾網(wǎng)（183），所述第一過濾網(wǎng)（183）遠(yuǎn)離旋流分離器（182）的一側(cè)設(shè)置有第二過濾網(wǎng)（185），所述第一過濾網(wǎng)（183）與第二過濾網(wǎng)（185）之間安裝有水泵（184），所述第二過濾網(wǎng)（185）底部連接有供水口（186），所述第一過濾網(wǎng)（183）與第二過濾網(wǎng)（185）后側(cè)壁均連接有安裝塊（187），所述第一過濾網(wǎng)（183）與第二過濾網(wǎng)（185）均通過安裝塊（187）安裝在灌溉架（13）前側(cè)壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述機(jī)體（3）內(nèi)部包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述土壤采集系統(tǒng)（20）包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置及方法，其特征在于：所述水分傳感器（26）數(shù)量為若干個(gè)，采用埋入土壤的方式上下分層安裝，對(duì)土壤濕度進(jìn)行分層監(jiān)測(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述混合能源系統(tǒng)（23）包括：
10.一種基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，包括后機(jī)架（1），其特征在于：所述后機(jī)架（1）前側(cè)設(shè)置有前機(jī)架（2），所述后機(jī)架（1）與前機(jī)架（2）上方連接有機(jī)體（3），所述后機(jī)架（1）與前機(jī)架（2）后側(cè)壁均安裝有穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4），所述穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4）底部連接有輪架（5），所述輪架（5）下方安裝有車輪（6），所述車輪（6）中部貫穿連接有輪軸（7），所述輪軸（7）與輪架（5）之間連接有軸承（8），所述輪軸（7）上方安裝有行走電機(jī)（9），所述行走電機(jī)（9）軸端連接有減速機(jī)（10），所述前機(jī)架（2）前側(cè)連接有支架（11），所述支架（11）上方安裝有升降機(jī)構(gòu)（12），所述支架（11）前側(cè)連接有灌溉架（13），所述灌溉架（13）左右兩側(cè)均連接有鉸接座（14），所述灌溉架（13）左右兩側(cè)鉸接活動(dòng)架（15），所述灌溉架（13）與活動(dòng)架（15）前側(cè)均安裝有噴桿（16），所述噴桿（16）底部連接有噴頭（17），所述灌溉架（13）前側(cè)壁安裝有供水機(jī)構(gòu)（18）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述穩(wěn)定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（4）包括安裝座（41），所述安裝座（41）內(nèi)部安裝有調(diào)節(jié)推桿（42），所述調(diào)節(jié)推桿（42）伸縮端與輪架（5）上表面連接，所述安裝座（41）通過螺絲安裝在前機(jī)架（2）、后機(jī)架（1）側(cè)壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述支架（11）前后兩側(cè)均貫穿設(shè)置有鉸接軸（111），所述支架（11）前側(cè)經(jīng)鉸接軸（111）與灌溉架（13）轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述支架（11）后側(cè)經(jīng)鉸接軸（111）與前機(jī)架（2）轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能導(dǎo)航和多能源系統(tǒng)的自走式水肥灌溉裝置，其特征在于：所述升降機(jī)構(gòu)（12）包括安裝于前機(jī)架（2）前側(cè)壁的固定座（121），所述固定座（121）頂部連接有兩個(gè)連桿（122），兩個(gè)連桿（122）之間貫穿設(shè)置有中部銷軸（123），處于上方的連桿（122）頂部與固定座（121）之間貫穿連接有上銷軸（124），處于下方的連桿（122）底部與支架...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊淑萍，李勇，席磊，車銀超，何勛，馬新明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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