一種新型多用途智能伸縮噴灌車及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型多用途智能伸縮噴灌車及其工作方法，本多用途智能伸縮噴灌車包括作為載體的車身、自動(dòng)控制系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)；自動(dòng)控制系統(tǒng)，用于接收傳感器所采集到的信息，形成相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)；供水系統(tǒng)，用于根據(jù)相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，形成相應(yīng)的供水路由；伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)裝置和伸縮裝置；旋轉(zhuǎn)裝置可定軸旋轉(zhuǎn)；伸縮裝置包括縱向伸縮管、橫向伸縮管、三通旋轉(zhuǎn)接頭和噴頭；縱向伸縮管和橫向伸縮管之間用三通旋轉(zhuǎn)接頭連通；縱向伸縮管位于旋轉(zhuǎn)裝置內(nèi)，并與供水系統(tǒng)連通，橫向伸縮管與旋轉(zhuǎn)裝置垂直固定；噴頭安裝在橫向伸縮管上。根據(jù)相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)帶動(dòng)噴頭在車身經(jīng)過的空間內(nèi)移動(dòng)。
【專利說明】一種新型多用途智能伸縮噴灌車及其工作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及噴灌系統(tǒng)，尤其涉及一種噴灌車及其工作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]2013年中共中央、國務(wù)院下發(fā)了《關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進(jìn)一步增強(qiáng)農(nóng)村發(fā)展活力的若干意見》，提出加大力度推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利建設(shè)，加快大中型灌區(qū)配套改造、灌排泵站更新改造、中小河流治理，擴(kuò)大小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣覆蓋范圍，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉的要求。根據(jù)國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的意見，結(jié)合現(xiàn)有的農(nóng)林業(yè)灌溉現(xiàn)狀，目前的機(jī)動(dòng)車灌溉技術(shù)中，由于采用的是由人和車結(jié)合共同作業(yè)的方式，即有人駕駛車，并控制車上的噴灌裝置，進(jìn)行灑水灌溉，這種人機(jī)結(jié)合的噴灌方式存在配套差、標(biāo)準(zhǔn)低、噴灌效益低、水資源利用效率不高的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種新型多用途智能伸縮噴灌車，解決目前噴灌設(shè)備普遍存在的配套差、標(biāo)準(zhǔn)低、噴灌效益低、水資源利用效率不高等問題。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供基于單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的新型多用途智能伸縮噴灌車，該智能伸縮噴灌車包括作為載體用的車身、自動(dòng)控制系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)，用于接收傳感器所采集到的信息，形成相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，控制相應(yīng)電氣部件部件的步進(jìn)工作；供水系統(tǒng)，用于根據(jù)相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，形成相應(yīng)的供水路由；伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于根據(jù)相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，帶動(dòng)噴頭在車身經(jīng)過的空間內(nèi)移動(dòng)；
[0005]伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)裝置和伸縮裝置，旋轉(zhuǎn)裝置包括支撐桿、懸臂梁、齒輪、舵機(jī)、A電動(dòng)機(jī)、B電動(dòng)機(jī)、C電動(dòng)機(jī)、滾珠軸承、電刷、攝像頭；支撐桿為圓柱形中空，側(cè)壁對(duì)稱開有滑槽；支撐桿外側(cè)與齒輪固定；齒輪與舵機(jī)嚙合；舵機(jī)固定設(shè)置在車身上；滾珠軸承的內(nèi)環(huán)與支撐桿固定，外環(huán)與車身車廂頂部固定；支撐桿的底端內(nèi)側(cè)與電刷接觸；支撐桿頂端垂直固定于懸臂梁中部；A電動(dòng)機(jī)、B電動(dòng)機(jī)、C電動(dòng)機(jī)和攝像頭分別安裝設(shè)置在懸臂梁的左端、中部、右端、下方；舵機(jī)、A電動(dòng)機(jī)、B電動(dòng)機(jī)、C電動(dòng)機(jī)和攝像頭均可外接自動(dòng)控制系統(tǒng)；
[0006]伸縮裝置包括縱向伸縮管、橫向伸縮管、三通旋轉(zhuǎn)接頭和噴頭；縱向伸縮管的頂端端口和橫向伸縮管之間用三通旋轉(zhuǎn)接頭連通；噴頭安裝在橫向伸縮管上；縱向伸縮管與支撐桿同軸且位于支撐桿內(nèi)，縱向伸縮管底端端口與電磁閥門連通；橫向伸縮管經(jīng)滑槽垂直穿過支撐桿，且橫向伸縮管與A電動(dòng)機(jī)、C電動(dòng)機(jī)連接；三通旋轉(zhuǎn)接頭與B電動(dòng)機(jī)連接。
[0007]供水系統(tǒng)包括備用水箱、增壓泵、二位三通換向閥、外接進(jìn)水管、A電磁水閥、B電磁水閥、水位傳感器；備用水箱開有進(jìn)水口和出水口，備用水箱位于車身上；水位傳感器安裝在備用水箱內(nèi)壁底端；A電磁水閥與增壓泵連通；出水口和B電磁水閥連通，B電磁水閥、增壓泵和外接進(jìn)水管由二位三通換向閥連通；增壓泵、二位三通換向閥、A電磁水閥、B電磁水閥和水位傳感器均可外接自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明提供的多用途智能伸縮噴灌車，其工作方法包括內(nèi)供水工作模式和外供水工作模式，在內(nèi)供水工作模式下，多用途智能伸縮噴灌車由備用水箱來供水，在外供水工作模式下，多用途智能伸縮噴灌車由外接供水源接通外接進(jìn)水管來供水。
[0009]人為選擇工作模式，在內(nèi)供水模式下，所述新型多用途智能伸縮噴灌車的工作步驟，啟動(dòng)水位傳感器，水位傳感器將備用水箱的儲(chǔ)水信息傳給自動(dòng)控制系統(tǒng)，經(jīng)自動(dòng)控制系統(tǒng)分析處理，判斷備用水箱是否有水，若無水，則自動(dòng)控制系統(tǒng)控制指示燈顯示紅色，若有水，則啟動(dòng)攝像頭獲取農(nóng)作物信息，啟動(dòng)B電動(dòng)機(jī)收線后暫停,啟動(dòng)B電磁水閥,啟動(dòng)二位三通換向閥打開B電磁水閥和增壓泵之間的通道，啟動(dòng)增壓泵，啟動(dòng)A電磁水閥，啟動(dòng)A電動(dòng)機(jī)和C電動(dòng)機(jī)控制放線，啟動(dòng)舵機(jī)，多用途智能噴灌車開始旋轉(zhuǎn)噴灌，噴灌過程中實(shí)時(shí)判斷噴灌是否結(jié)束，若沒有結(jié)束則繼續(xù)噴灌，若結(jié)束，則關(guān)閉B電磁水閥，接著關(guān)閉增壓泵，接著二位三通換向閥關(guān)閉B電磁水閥和增壓泵之間的通道，接著關(guān)閉A電磁水閥，接著關(guān)閉舵機(jī)，接著A電動(dòng)機(jī)和C電動(dòng)機(jī)收線后關(guān)閉，接著B電動(dòng)機(jī)放線后關(guān)閉。
[0010]在外供水模式下，所述新型多用途智能伸縮噴灌車的工作步驟為，人為將外供水源與外接進(jìn)水管接通，接著啟動(dòng)攝像頭獲取農(nóng)作物信息，啟動(dòng)B電動(dòng)機(jī)收線后暫停，啟動(dòng)二位三通換向閥打開外接進(jìn)水管和增壓泵之間的通道，啟動(dòng)增壓泵，啟動(dòng)A電磁水閥，啟A動(dòng)電動(dòng)機(jī)和C電動(dòng)機(jī)控制放線，啟動(dòng)舵機(jī)，多用途智能噴灌車開始旋轉(zhuǎn)噴灌，噴灌過程中實(shí)時(shí)判斷噴灌是否結(jié)束，若沒有結(jié)束則繼續(xù)噴灌，若結(jié)束，則關(guān)閉增壓泵，接著二位三通換向閥關(guān)閉外接進(jìn)水管和增壓泵之間的通道，關(guān)閉A電磁水閥，關(guān)閉舵機(jī)，接著A電動(dòng)機(jī)和C電動(dòng)機(jī)收線后關(guān)閉，接著B電動(dòng)機(jī)放線后關(guān)閉。
[0011]采用本發(fā)明提供的新型多用途智能伸縮噴灌車進(jìn)行噴灌，由于本智能伸縮噴灌車采用的是基于單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)，促進(jìn)噴灌技術(shù)自動(dòng)化，提高噴灌技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)；在噴灌過程中可由工作人員親自駕駛實(shí)施噴灌，或者由本智能伸縮噴罐車自動(dòng)實(shí)施噴灌，這能大大節(jié)省實(shí)施噴灌作業(yè)的人力，節(jié)省工作人員的時(shí)間，從而提高噴灌的效益；由于本智能伸縮噴罐車采用了由備用水箱實(shí)現(xiàn)的內(nèi)供水模式和由外接進(jìn)水管外接供水源實(shí)現(xiàn)的外供水模式，因此既能實(shí)現(xiàn)將外供水源與外接進(jìn)水管接通進(jìn)行作業(yè)，也能實(shí)現(xiàn)在沒有外供水源的情況下利用備用水箱供水進(jìn)行作業(yè)，從而使本智能伸縮噴灌車的具有一定靈活性；在內(nèi)供水模式中的備用水箱內(nèi)采用水位傳感器進(jìn)行實(shí)施檢測儲(chǔ)水情況，便于工作人員選擇噴灌模式；由于本智能伸縮噴罐車采用伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，提高噴灌車的配套設(shè)施和噴灌的靈活性；伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的縱向伸縮管可將橫向伸縮管及噴頭提高到適當(dāng)?shù)母叨?，以適應(yīng)噴灌高度不一的農(nóng)作物；橫向伸縮管可根據(jù)噴灌車周圍農(nóng)作物的覆蓋面積調(diào)節(jié)伸長長度，農(nóng)作物的覆蓋面積內(nèi)進(jìn)行噴灌，節(jié)省水資源；伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)裝置，能帶動(dòng)橫向伸縮管進(jìn)行360°水平旋轉(zhuǎn)，從而能均勻有效地灌溉農(nóng)作物，提高水資源利用率和灌溉的效率，間接地降低了農(nóng)作物生產(chǎn)的成本。
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的智能伸縮噴灌車作進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明多用途智能伸縮噴灌車的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是圖1供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是圖1伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是圖3旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5是圖3伸縮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6是圖1本發(fā)明多用途智能伸縮噴灌車的工作流程圖。
[0019]圖中:1_車身；11-發(fā)電機(jī)；12-指不燈；2_自動(dòng)控制系統(tǒng)；3_供水系統(tǒng)；31-備用水箱；32_增壓泵；33_ 二位三通換向閥；34_外接進(jìn)水管；35-A電磁水閥；36_B電磁水閥；37-水位傳感器；4_伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)；41_旋轉(zhuǎn)裝置；411_支撐桿；412_懸臂梁；413_齒輪；414-舵機(jī)；415-A電動(dòng)機(jī)；416-B電動(dòng)機(jī);417_C電動(dòng)機(jī)；418_滾珠軸承;419_電刷；41a_攝像頭；41b-縱向懸索；41c-橫向懸索；42_伸縮裝置；421-縱向伸縮管；422_橫向伸縮管；423-三通旋轉(zhuǎn)接頭；424_噴頭。
[0020]圖7是本發(fā)明多用途智能伸縮噴灌車的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖8是本發(fā)明多用途智能伸縮噴灌車的工作流程圖。
[0022]圖中:1_電動(dòng)機(jī)Ml ;2_電動(dòng)機(jī)M2 ;3_電動(dòng)機(jī)M3 ;4_懸臂梁；5-懸索；6-噴頭；7-橫向伸縮管道；8_攝像頭；9-滑槽；10-豎向伸縮裝置；11-支撐桿；12-滾珠軸承；13_齒輪；14-電刷；15_舵機(jī)；16_上電磁水閥；17_增壓泵；18_ 二向閥門；19_備用水箱；20_(備用水箱)進(jìn)水口 ；21_車身；22_自動(dòng)控制系統(tǒng)(含信號(hào)接收裝置)；23_發(fā)電機(jī)；24_外接進(jìn)水口 ； 25-下電磁水閥。

【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1所示為本新型多用途智能噴灌車的結(jié)構(gòu)示意圖，包括作為載體用的車身1、自動(dòng)控制系統(tǒng)2、供水系統(tǒng)3和伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)4 ；自動(dòng)控制系統(tǒng)2，用于接收傳感器所采集到的信息，形成相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，控制相應(yīng)電氣部件部件的步進(jìn)工作；供水系統(tǒng)3，用于根據(jù)相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，形成相應(yīng)的供水路由；伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)4，用于根據(jù)相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，帶動(dòng)噴頭424在車身I經(jīng)過的空間內(nèi)移動(dòng)；
[0024]圖2所示為供水系統(tǒng)3的結(jié)構(gòu)示意圖，供水系統(tǒng)3安裝在車身I車廂內(nèi)，其包括備用水箱31、增壓泵32、二位三通換向閥33、外接進(jìn)水管34，A電磁水閥35、B電磁水閥36和水位傳感器37 ;備用水箱31為常規(guī)的儲(chǔ)水設(shè)備(如灑水車水箱，一般水箱等)，增壓泵32、二位三通換向閥33、A電磁水閥35、B電磁水閥36和水位傳感器37均選用可電子控制的現(xiàn)有型號(hào)產(chǎn)品；外接進(jìn)水口 34為圓形管道，當(dāng)需要從噴灌車外部供水時(shí)，可外接供水源；備用水箱31安裝固定在車身I的車廂內(nèi)的前部位置；該備用水箱31頂部設(shè)有常規(guī)進(jìn)水口311 (如帶蓋可旋轉(zhuǎn)固定的)，其側(cè)壁底部設(shè)有圓管形出水口 312 ;出水口 312與B電磁水閥36 一端口連通，B電磁水閥36另一端口與二位三通換向閥33進(jìn)水端口連通，二位三通換向閥33的另一進(jìn)水端口與外接進(jìn)水口 34連通，二位三通換向閥33出水端口與增壓泵32 —端口連通，增壓泵32另一端口與A電磁水閥35連通；增壓泵32、二位三通換向閥33、外接進(jìn)水管34、A電磁水閥35和電B磁水閥36均安裝設(shè)置在車身I上；增壓泵32、二位三通換向閥33、A電磁水閥、B電磁水閥和水位傳感器37均外接自動(dòng)控制系統(tǒng)2，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)2的命令來控制工作。
[0025]圖3所示為伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)4的結(jié)構(gòu)示意圖，包括旋轉(zhuǎn)裝置41和伸縮裝置42，旋轉(zhuǎn)裝置41，用于根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)2所發(fā)出的相應(yīng)的電氣部件控制信號(hào)，帶動(dòng)噴頭424在車身I所經(jīng)過的空間內(nèi)移動(dòng)；伸縮裝置42，用于根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)2所發(fā)出的相應(yīng)的電氣部件控制信號(hào)，帶動(dòng)噴頭424在車身I所經(jīng)過的空間內(nèi)移動(dòng)；
[0026]圖4所示為旋轉(zhuǎn)裝置41的結(jié)構(gòu)示意圖，包括支撐桿411、懸臂梁412、齒輪413、舵機(jī)414、A電動(dòng)機(jī)415、B電動(dòng)機(jī)416、C電動(dòng)機(jī)417，滾珠軸承418、電刷419、攝像頭41a ?’支撐桿411為中空?qǐng)A柱體，側(cè)壁對(duì)稱開有滑槽4111，該滑槽4111的長度等于伸縮裝置42縱向伸縮時(shí)最低位置和最高位置之間的距離；支撐桿411的底端固定在齒輪413的內(nèi)壁中；齒輪413與舵機(jī)414嚙合；舵機(jī)414安裝設(shè)置在車身上，且外接自動(dòng)控制系統(tǒng)2 ;滾珠軸承418的內(nèi)環(huán)與支撐桿411固定,外環(huán)與車身I車廂頂部中央圓口處固定；支撐桿411的底端內(nèi)側(cè)與電刷419接觸，電刷419固定設(shè)置，且與發(fā)電機(jī)11相連；懸臂梁412的寬度等于支撐桿411外徑；支撐桿411頂端垂直固定于懸臂梁412中部；A電動(dòng)機(jī)415、B電動(dòng)機(jī)416、C電動(dòng)機(jī)417和攝像頭41a分別安裝設(shè)置在懸臂梁412的左端、中部、右端、下方，且A電動(dòng)機(jī)415,B電動(dòng)機(jī)416、C電動(dòng)機(jī)417和攝像頭41a均可通過電刷419及嵌于支撐411內(nèi)壁的電路(未示出)進(jìn)行電力輸送和外接自動(dòng)控制系統(tǒng)2 ;縱向懸索41b與B電動(dòng)機(jī)416連接，用于控制伸縮裝置42的縱向伸縮；橫向懸索41c與A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417連接，用于伸縮裝置42的橫向伸縮；
[0027]圖5所示為伸縮裝置42的結(jié)構(gòu)示意圖，包括縱向伸縮管421、橫向伸縮管422、三通旋轉(zhuǎn)接頭423和噴頭424 ;縱向伸縮管421和橫向伸縮管422選用的均是一種由多段且口徑不同的金屬管依次相套，且可密封滑動(dòng)的伸縮管件，一根該管件作為縱向伸縮管421，兩根該管件組成橫向伸縮管422 ;三通旋轉(zhuǎn)接頭423和噴頭424均為現(xiàn)有的常規(guī)配件；縱向伸縮管421的頂端端口和橫向伸縮管422用三通旋轉(zhuǎn)接頭423連通；噴頭424安裝在橫向伸縮管422各段金屬管端口上，噴頭424的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要情況來定。縱向伸縮管421同軸位于支撐管411內(nèi)， 底端端口與A電磁閥門35連通(或者在不連入A電磁閥門35時(shí)，縱向伸縮管421底端端口直接與增壓泵32連通)；縱向伸縮管421和支撐管411內(nèi)壁之間留有空隙；橫向伸縮管422經(jīng)滑槽4111垂直穿過支撐桿411，且橫向伸縮管422的每一段金屬管與A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417之間都用懸索41c連接；三通旋轉(zhuǎn)接頭423與B電動(dòng)機(jī)用懸索41b連接。
[0028]噴灌車由車載的自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)GPS信號(hào)控制自動(dòng)前往指定區(qū)域，同時(shí)借助車載攝像頭實(shí)時(shí)圖像校正路線或規(guī)避障礙，也可以由專門負(fù)責(zé)灌溉的人員駕駛至指定的灌溉區(qū)域。到達(dá)灌溉區(qū)域后連接上農(nóng)田用水管道便可進(jìn)行噴灌作業(yè)。對(duì)于農(nóng)田用水缺乏地區(qū)，可以事先加滿備用水箱。
[0029]如圖6所示，本智能噴灌車的工作方法包括兩種工作模式，即內(nèi)供水工作模式和外供水工作模式；
[0030]內(nèi)供水工作模式:人為啟動(dòng)內(nèi)供水工作模式，使自動(dòng)控制系統(tǒng)2進(jìn)入內(nèi)供水工作模式，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向水位傳感器37發(fā)送啟動(dòng)命令，啟動(dòng)水位傳感器37，水位傳感器37將備用水箱31中的水位信息傳給自動(dòng)控制系統(tǒng)2，自動(dòng)控制系統(tǒng)2對(duì)接收到的信息進(jìn)行分析處理，并作出判斷；
[0031]當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)2判斷備用水箱31沒有水時(shí)，則控制駕駛室中的指示燈12顯示紅色，表示備用水箱31目前沒有蓄水，自動(dòng)控制系統(tǒng)2暫停工作；
[0032]當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)2判斷備用水箱31有水時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2繼續(xù)工作，向攝像頭41a發(fā)送啟動(dòng)命令，開啟攝像頭41a，攝像頭41a獲取噴灌車周圍農(nóng)作物的圖像信息；
[0033]自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)攝像頭41a獲取噴灌車周圍農(nóng)作物的圖像信息，進(jìn)行處理和分析，獲得噴灌車周圍農(nóng)作物高度和覆蓋面積的半徑數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存。
[0034]接著，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送啟動(dòng)命令，啟動(dòng)B電動(dòng)機(jī)416 ；
[0035]自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)事先獲取的農(nóng)作物高度數(shù)據(jù)，向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送伸縮命令，控制B電動(dòng)機(jī)416收線長度，通過懸索41b將伸縮裝置42經(jīng)滑道4111提升，當(dāng)伸縮裝置42被提升至預(yù)定高度(一般比農(nóng)作物略高)時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送暫停命令，B電動(dòng)機(jī)416暫停工作；
[0036]接著，自動(dòng)控制系統(tǒng)2依次向B電磁水閥36、二位三通換向閥33、增壓泵32和A電磁水閥35發(fā)送啟動(dòng)命令，打開B電磁水閥36、二位三通換向閥33、增壓泵32和A電磁水閥35，使供水系統(tǒng)3開始供水，此時(shí)二位三通換向閥33已打開B電磁水閥36和增壓泵32之間的通路，水流由備用水箱31的出水口 312流出，經(jīng)B電磁水閥36和二位三通換向閥33進(jìn)入增壓泵32，水流經(jīng)增壓泵32提高水壓，經(jīng)A電磁水閥35和縱向伸縮套管421，到達(dá)縱向伸縮套管421的頂端時(shí)，由三通旋轉(zhuǎn)接頭423將水流分成兩個(gè)方向進(jìn)入橫向伸縮套管422的兩端，兩端的橫向伸縮套管422在水流沖擊力的作用下驅(qū)動(dòng)前端套道伸長。此時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2同時(shí)向A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417發(fā)送啟動(dòng)命令，啟動(dòng)A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417，接著，自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)事先存儲(chǔ)好的農(nóng)作物覆蓋面積的半徑數(shù)據(jù)，控制A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417放線的長度，通過懸索41c控制橫向伸縮套管422的伸長長度；
[0037]在自動(dòng)控制系統(tǒng)2的控制下，當(dāng)橫向伸縮套管422伸長的長度與事先獲得的農(nóng)作物覆蓋面積半徑相等時(shí)， 自動(dòng)控制系統(tǒng)2向舵機(jī)414發(fā)送啟動(dòng)命令，舵機(jī)414開始轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)414的轉(zhuǎn)速可由自動(dòng)控制系統(tǒng)2來控制，舵機(jī)414的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪413的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪413的轉(zhuǎn)動(dòng)使固定在其內(nèi)的支撐桿411開始轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐桿411的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)橫向伸縮套管422轉(zhuǎn)動(dòng)，橫向伸縮套管422轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，噴頭424實(shí)時(shí)地噴水，實(shí)現(xiàn)噴灌車360°旋轉(zhuǎn)噴灌的功倉泛;
[0038]在噴罐的過程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)攝像頭5傳輸?shù)膱D像識(shí)辨灌溉實(shí)情，并根據(jù)具體的灌溉實(shí)情調(diào)節(jié)舵機(jī)414的旋轉(zhuǎn)速度、控制車身I的前進(jìn)速度、判斷灌溉進(jìn)度；
[0039]當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)2做出灌溉完成的判斷時(shí)，依次向B電磁水閥36、增壓泵32、二位三通換向閥33、A電磁水閥35和舵機(jī)414發(fā)送關(guān)閉命令，依次關(guān)閉B電磁水閥36、增壓泵32、二位三通換向閥33、A電磁水閥35和舵機(jī)414，使供水系統(tǒng)3停止供水，旋轉(zhuǎn)裝置41停止旋轉(zhuǎn)；
[0040]接著，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417發(fā)送收線命令，A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417開始收線，收線結(jié)束時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送放線命令，B電動(dòng)機(jī)416開始放線，當(dāng)B電動(dòng)機(jī)416將懸索41b放到一定長度使得伸縮裝置42回到初始位置時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送關(guān)閉命令，關(guān)閉B電動(dòng)機(jī)416，最終結(jié)束噴灌車的內(nèi)供水工作模式。
[0041]外供水工作模式:人為地將外供水源經(jīng)外供水設(shè)備與外界進(jìn)水管34接通，使自動(dòng)控制系統(tǒng)2處于外供水工作模式；
[0042]自動(dòng)控制系統(tǒng)2向攝像頭41a發(fā)送啟動(dòng)命令，開啟攝像頭41a，攝像頭41a犾取嗔灌車周圍農(nóng)作物的圖像信息；
[0043]自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)攝像頭41a獲取噴灌車周圍農(nóng)作物的圖像信息，進(jìn)行處理和分析，獲得噴灌車周圍農(nóng)作物高度和覆蓋面積的半徑數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存。
[0044]接著，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送啟動(dòng)命令，啟動(dòng)B電動(dòng)機(jī)416 ；
[0045]自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)事先獲取的農(nóng)作物高度數(shù)據(jù)，向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送伸縮命令，控制B電動(dòng)機(jī)416收線長度，通過懸索41b將伸縮裝置42經(jīng)滑道4111提升，當(dāng)伸縮裝置42被提升至預(yù)定高度(一般比農(nóng)作物略高)時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送暫停命令，B電動(dòng)機(jī)416暫停工作；
[0046]接著，自動(dòng)控制系統(tǒng)2依次向二位三通換向閥33、增壓泵32和A電磁水閥35發(fā)送啟動(dòng)命令，打開二位三通換向閥33、增壓泵32和A電磁水閥35，使供水系統(tǒng)3開始供水，此時(shí)二位三通換向閥33已打開外接進(jìn)水管34和增壓泵32之間的通路，水流由外接進(jìn)水管34流進(jìn)，經(jīng)二位三通換向閥33進(jìn)入增壓泵32，水流經(jīng)增壓泵32提高水壓，在高壓水流的壓應(yīng)力和剪切力作用下，經(jīng)A電磁水閥35和縱向伸縮套管421，到達(dá)縱向伸縮套管421的頂端時(shí)，由三通旋轉(zhuǎn)接頭423將水流分成兩個(gè)方向進(jìn)入橫向伸縮套管422的兩端，兩端的橫向伸縮套管422在水流沖擊力的作用下驅(qū)動(dòng)前端套道伸長，此時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2同時(shí)向A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417發(fā)送啟動(dòng)命令，啟動(dòng)A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417，接著，自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)事先存儲(chǔ)好的農(nóng)作物覆蓋面積的半徑數(shù)據(jù)，控制A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417放線的長度，通過懸索41c控制橫向伸縮套管422的伸長長度；
[0047]在自動(dòng)控制系統(tǒng)2的控制下，當(dāng)橫向伸縮套管422伸長的長度與事先獲得的農(nóng)作物覆蓋面積半徑相等時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向舵機(jī)414發(fā)送啟動(dòng)命令，舵機(jī)414開始轉(zhuǎn)動(dòng)，舵機(jī)414的轉(zhuǎn)速可由自動(dòng)控制系統(tǒng)2來控制，舵機(jī)414的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪413的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪413的轉(zhuǎn)動(dòng)使固定在其內(nèi)的支撐桿411開始轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐桿411的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)橫向伸縮套管422轉(zhuǎn)動(dòng)，橫向伸縮套管422轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，噴頭424實(shí)時(shí)的噴水，實(shí)現(xiàn)噴灌車360°旋轉(zhuǎn)噴灌的功倉泛;
[0048]在噴罐的過程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)2根據(jù)攝像頭5傳輸?shù)膱D像識(shí)辨灌溉實(shí)情，并根據(jù)具體的灌溉實(shí)情調(diào)節(jié)舵機(jī)414的旋轉(zhuǎn)速度、控制車身I的前進(jìn)速度、判斷灌溉進(jìn)度；
[0049]當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)2做出灌溉完成的判斷時(shí)，依次向增壓泵32、二位三通換向閥33、A電磁水閥35和舵機(jī)414發(fā)送關(guān)閉命令，依次關(guān)閉增壓泵32、二位三通換向閥33、A電磁水閥35和舵機(jī)414，使供水系統(tǒng)3停止供水，旋轉(zhuǎn)裝置41停止旋轉(zhuǎn)；
[0050]接著，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417發(fā)送收線命令，A電動(dòng)機(jī)415、C電動(dòng)機(jī)417開始收線，收線結(jié)束時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送放線命令，B電動(dòng)機(jī)416開始放線，當(dāng)B電動(dòng)機(jī)416將懸索41b放到一定長度且使得伸縮裝置42回到初始位置時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)2向B電動(dòng)機(jī)416發(fā)送關(guān)閉命令，關(guān)閉B電動(dòng)機(jī)416，最終結(jié)束噴灌車的外供水工作模式。
[0051]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0052]噴灌車可以由車載的自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)GPS信號(hào)控制自動(dòng)前往指定區(qū)域，同時(shí)借助車載攝像頭實(shí)時(shí)圖像校正路線或規(guī)避障礙，也可以由專門負(fù)責(zé)灌溉的人員駕駛至指定的灌溉區(qū)域。到達(dá)灌溉區(qū)域后連接上農(nóng)田用水管道便可進(jìn)行噴灌作業(yè)。對(duì)于農(nóng)田用水缺乏地區(qū)，可以事先加滿備用水箱。
[0053]如圖7所示，M3電機(jī)3在自動(dòng)控制系統(tǒng)22的指令下開始工作，將噴水管道通過滑道提升至農(nóng)作物噴灌所需的預(yù)定高度(一般比農(nóng)作物略高)后關(guān)閉。M1、M2電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)22的指令下開始工作，根據(jù)農(nóng)作物所屬區(qū)域的大小放線至剛好牽引管道所需的長度后關(guān)閉。在Ml、M2工作的同時(shí)，上電磁水閥16和增壓泵17也開始工作，上電磁水閥16打開，水流進(jìn)入后通過增壓泵17增壓，在高速、高壓的水流作用下橫向伸縮管道7中的橡膠活塞將在水流沖擊的作用下驅(qū)動(dòng)前端管道伸長至預(yù)定長度，同時(shí)噴頭6開始噴水。舵機(jī)15根據(jù)所需旋轉(zhuǎn)的角度及圈數(shù)開始工作，通過齒輪13和軸承12傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)噴水。噴水完畢后增壓泵17首先關(guān)閉，舵機(jī)15和上電磁水閥16之后關(guān)閉。電機(jī)M1、M2開始收線，M3電機(jī)放線，三者協(xié)同工作將噴水管道恢復(fù)至初始狀態(tài)后關(guān)閉。
【權(quán)利要求】
1.一種新型多用途智能伸縮噴灌車，包括作為載體用的車身(I)、自動(dòng)控制系統(tǒng)(2)、供水系統(tǒng)(3)和伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(4)，其特征在于:所述自動(dòng)控制系統(tǒng)(2)，用于接收傳感器所采集到的信息，形成相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，控制相應(yīng)電氣部件的步進(jìn)工作；所述供水系統(tǒng)(3)，用于根據(jù)相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，形成相應(yīng)的供水路由；所述伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(4)，用于根據(jù)相應(yīng)電氣部件的控制信號(hào)，帶動(dòng)噴頭在車身(I)經(jīng)過的空間內(nèi)移動(dòng)； 所述伸縮旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(4)包括旋轉(zhuǎn)裝置(41)和伸縮裝置(42)，所述旋轉(zhuǎn)裝置(41)包括支撐桿(411)、懸臂梁(412)、齒輪(413)、舵機(jī)(414)、A電動(dòng)機(jī)(415)、B電動(dòng)機(jī)(416)、C電動(dòng)機(jī)(417)、滾珠軸承(418)、電刷(419)、攝像頭(41a);所述支撐桿(411)為圓柱體中空，側(cè)壁對(duì)稱開有所述滑槽(4111);所述支撐桿(411)外側(cè)與所述齒輪(413)固定；所述齒輪(413)與所述舵機(jī)(414)嚙合；所述舵機(jī)(414)固定設(shè)置在所述車身(I)上；所述滾珠軸承(418)的內(nèi)環(huán)與支撐桿(411)固定，外環(huán)與車身(I)車廂頂部固定；所述支撐桿(411)的底端內(nèi)側(cè)與所述電刷(419)接觸；所述支撐桿(411)頂端垂直固定于所述懸臂梁(412)中部；所述A電動(dòng)機(jī)(415)、B電動(dòng)機(jī)(416)、C電動(dòng)機(jī)(417)和所述攝像頭(41a)分別安裝設(shè)置在懸臂梁(412)的左端、中部、右端、下方；所述舵機(jī)(414)、A電動(dòng)機(jī)(415)、B電動(dòng)機(jī)(416)、C電動(dòng)機(jī)(417)和攝像頭(41a)均外接自動(dòng)控制系統(tǒng)(2)，并根據(jù)相應(yīng)的控制信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的操作； 所述伸縮裝置(42)包括縱向伸縮管(421)、橫向伸縮管(422)、三通旋轉(zhuǎn)接頭(423)和噴頭(424);所述縱向伸縮管(421)的頂端端口和橫向伸縮管(422)之間用所述三通旋轉(zhuǎn)接頭(423)連通；所述噴頭(424)安裝在橫向伸縮管(422)上；所述縱向伸縮管(421)與支撐管(411)同軸且位于支撐管(411)內(nèi)，縱向伸縮管(421)底端端口與A電磁閥門(35)連通；所述橫向伸縮管(422)經(jīng)滑槽(4111)垂直穿過支撐桿(411)，且橫向伸縮管(422)與A電動(dòng)機(jī)(415)、C電動(dòng)機(jī)(417)連接；所述三通旋轉(zhuǎn)接頭(423)與B電動(dòng)機(jī)(416)連接；在自動(dòng)控制系統(tǒng)2的相應(yīng) 電氣部件控制信號(hào)下,所述A電動(dòng)機(jī)(415)、C電動(dòng)機(jī)(417)控制橫向伸縮管(422)伸長長度，所述B電動(dòng)機(jī)(416)控制縱向伸縮管(421)升降高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多用途智能伸縮噴灌車，其特征在于:所述供水系統(tǒng)(3)包括備用水箱(31)、增壓泵(32)、二位三通換向閥(33)、外接進(jìn)水管(34)、A電磁水閥(35)、B電磁水閥(36)、水位傳感器(37);所述備用水箱(31)開有進(jìn)水口(311)和出水口(312)，所述備用水箱(31)位于所述車身(I)上；所述水位傳感器(37)安裝在備用水箱(31)內(nèi)壁底端；所述A電磁水閥(35)與所述增壓泵(32)連通；所述出水口(312)和所述B電磁水閥(36)連通，所述B電磁水閥(36)、增壓泵(32)和外接進(jìn)水管(34)由所述二位三通換向閥(33)連通；所述增壓泵(32)、二位三通換向閥(33)、A電磁水閥(35)、B電磁水閥(36)和水位傳感器(37)均外接自動(dòng)控制系統(tǒng)(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型多用途智能伸縮噴灌車的工作方法，其特征在于:所述的多用途智能伸縮噴灌車的工作方法包括內(nèi)供水工作模式和外供水工作模式，在內(nèi)供水工作模式下，所述多用途智能伸縮噴灌車由備用水箱(31)來供水，在外供水工作模式下，所述多用途智能伸縮噴灌車由外接供水源接通外接進(jìn)水管(34)來供水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型多用途智能伸縮噴灌車的工作方法，其特征在于:人為選擇工作模式，在內(nèi)供水模式下，所述新型多用途智能伸縮噴灌車的工作步驟為，啟動(dòng)水位傳感器(37)，水位傳感器(37)將備用水箱(31)的儲(chǔ)水信息傳給自動(dòng)控制系統(tǒng)(2)，經(jīng)自動(dòng)控制系統(tǒng)⑵分析處理，判斷備用水箱(31)是否有水，若無水，則自動(dòng)控制系統(tǒng)(2)控制指示燈(12)顯示紅色；若有水，則啟動(dòng)攝像頭(41a)獲取農(nóng)作物信息，B啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)(416)收線后暫停，啟動(dòng)B電磁水閥(36)，啟動(dòng)二位三通換向閥(33)打開B電磁水閥(36)和增壓泵(32)之間的通道，啟動(dòng)增壓泵(32)，啟動(dòng)A電磁水閥(35)，A啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)(415)和C電動(dòng)機(jī)(417)控制放線，啟動(dòng)舵機(jī)(414)，所述多用途智能噴灌車開始旋轉(zhuǎn)噴灌，噴灌過程中實(shí)時(shí)判斷噴灌是否結(jié)束，若沒有結(jié)束則繼續(xù)噴灌，若結(jié)束，則關(guān)閉B電磁水閥(36)，接著關(guān)閉增壓泵(32)，接著二位三通換向閥(33)關(guān)閉B電磁水閥(36)和增壓泵(32)之間的通道，接著關(guān)閉A電磁水閥(35)，接著關(guān)閉舵機(jī)(414)，接著A電動(dòng)機(jī)(415)和C電動(dòng)機(jī)(417)收線后關(guān)閉，接著B電動(dòng)機(jī)(416)放線后關(guān)閉； 在外供水模式下，所述新型多用途智能伸縮噴灌車的工作步驟為，人為將外供水源與外接進(jìn)水管(34)接通 ，接著啟動(dòng)攝像頭(41a)獲取農(nóng)作物信息，啟動(dòng)B電動(dòng)機(jī)(416)收線后暫停，啟動(dòng)二位三通換向閥(33)打開外接進(jìn)水管(34)和增壓泵(32)之間的通道，啟動(dòng)增壓泵(32)，啟動(dòng)A電磁水閥(35)，啟動(dòng)A電動(dòng)機(jī)(415)和C電動(dòng)機(jī)(417)控制放線，啟動(dòng)舵機(jī)(414)，所述多用途智能噴灌車開始旋轉(zhuǎn)噴灌，噴灌過程中實(shí)時(shí)判斷噴灌是否結(jié)束，若沒有結(jié)束則繼續(xù)噴灌，若結(jié)束，則關(guān)閉增壓泵(32)，接著二位三通換向閥(33)關(guān)閉外接進(jìn)水管(34)和增壓泵(32)之間的通道，關(guān)閉A電磁水閥(35)，關(guān)閉舵機(jī)(414)，接著A電動(dòng)機(jī)(415)和C電動(dòng)機(jī)(417)收線后關(guān)閉，接著B電動(dòng)機(jī)(416)放線后關(guān)閉。
【文檔編號(hào)】A01G25/09GK104067906SQ201410328181
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】戎貴文, 袁岳, 向英奇, 周軍, 喬潤利, 張 成, 章栗 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)