本发明专利技术提出了一种适合不规则区域的节水灌溉装置及灌溉方法，通过合理配置喷头的位置，实时控制喷头的仰角大小，从而喷洒出不同的喷灌形状，实现一定区域内无缝隙全面覆盖。本发明专利技术解决了居民小区、农业及园林景观中由于植物分布形状不规则而导致灌溉受限的问题，提高了灌溉效率，降低了灌溉成本，对于加快我国农业及园林灌溉技术的发展，提高我国灌溉技术的现代化、智能化水平具有重要的意义。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种适合不规则区域的节水灌溉装置及灌溉方法，通过合理配置喷头的位置，实时控制喷头的仰角大小，从而喷洒出不同的喷灌形状，实现一定区域内无缝隙全面覆盖。本专利技术解决了居民小区、农业及园林景观中由于植物分布形状不规则而导致灌溉受限的问题，提高了灌溉效率，降低了灌溉成本，对于加快我国农业及园林灌溉技术的发展，提高我国灌溉技术的现代化、智能化水平具有重要的意义。【专利说明】
本专利技术属于农业机械领域，具体灌溉装置，尤其是涉及一种适用于不规则形状灌溉区的灌溉装置及灌溉方法。
技术介绍
我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。由于园林造型多样化，由此引起喷灌区域的形状多变，从而对灌溉装置提出了以下几点要求:(I)喷灌灌水器的射程必须多变而且可调节，避免喷洒在路上，尽量不影响游人兴致，以适应园林植物配水的要求；(2)要求在同一区域的园林植物都需要在喷头覆盖范围内。然而，由于目前喷头喷水覆盖的面积为扇形，当喷灌区域是方形、多边形或则其他复杂形状时，即使合理配置喷头的位置和射程，仍然不能较好的解决喷灌覆盖面积的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种适用于不规则形状灌溉区的灌溉装置及灌溉方法。本专利技术的技术方案是:适用于不规则区域的节水灌溉装置，包括控制装置和灌溉装置，所述灌溉装置包括喷洒装置和微控制盒，所述控制装置通过串行通讯线与微控制盒相连，所述微控制盒通过电源线与喷洒装置相连。 所述喷洒装置为旋转喷洒装置，所述旋转喷洒装置包括支架以及设置在支架上的喷头和旋转摆动机构。所述支架包括由上到下依次排布的第一固定板、第二固定板和第三固定板，所述第一固定板、第二固定板和第三固定板通过加强板固定相连。所述旋转摆动机构包括舵机、步进电机、主轴、环形拨叉、直线连叉和联摆平台。所述喷头设置在联摆平台上。所述舵机通过舵机支架设置在第三固定板上，所述舵机的侧面设置有舵盘，所述舵盘通过连杆与设置在第一固定板上的支臂相连，所述支臂通过轴承套与主轴活动相连。所述连杆的一端设有球头，所述球头与舵盘通过螺栓连接；所述连杆的另一端为拨叉结构，所述拨叉结构与支臂一端的球头活动相连。所述支臂的另一端为轴承套，轴承套中间留有通孔，通孔直径稍微大于轴承的外径，轴承套通过轴承套在主轴上。所述卡环安装在轴承的下端面，用于对轴承套进行固定和限制。所述步进电机通过电机支架设置在第二固定板上，所述步进电机通过联轴器与主轴相连。所述主轴与步进电机的转轴平行放置并处于一条直线上，主轴的一端和轴套连接器的垂直通孔连接，主轴的另一端通过联轴器和步进电机的转轴连接。所述横轴的直径稍小于轴套连接器的水平通孔的直径，以便横轴可以插入轴套连接器的水平通孔中。横轴的两端分别设置销孔，以确保联摆平台插入横轴中并不被甩出。横轴的垂直方向上的中间位置处设置有垂直通孔，垂直通孔的直径稍微大于主轴的直径，以便主轴从横轴的垂直通孔位置插入。所述舵机支架通过螺栓结构和步进电机支架连接，舵机的转轴上套有舵盘，舵机的接线口通过电线与微控制盒内的舵机驱动器连接。所述舵盘的盘面上间隔均匀的留有内螺纹孔，方便与连杆上的球头结构连接。所述步进电机通过螺栓固定在步进电机支架上，步进电机支架还通过螺栓与第一固定板的下端面连接，步进电机的接线口通过电线与微控制盒内的步进电机驱动器连接。通过步进电机的转轴旋转进而通过联轴器带动主轴旋转，从而带动旋转摆动机构旋转。所述环形拨叉的底端设置在主轴上轴承套的上侧，所述环形拨叉的顶端与直线连叉底端的第二支臂转动相连；所述直线连叉的顶端为第一支臂，第一支臂通过螺栓与联摆平台背离喷头的一侧固定相连。第二支臂为双臂叉形结构。所述环形拨叉为封闭环形结构，环形拨叉的中间位置处设置有通孔，通孔处放置轴承，并通过轴承套在主轴上；所述轴承能在主轴上自由滑动。所述联摆平台包括两个小平台，所述两个小平台之间通过横轴固定相连，所述横轴的中心通过轴套连接器与主轴固定相连。所述喷头的数量为两个，所述喷头包括一对射线雾化喷头、喷头固定支架和喷头进水口，所述射线雾化喷头通过喷头固定架固定在联摆平台上，所述一对射线雾化喷头相互平行放置，两射线雾化喷头的喷水方向一致。所述两射线雾化喷头的各自喷头进水口分别与与三通水接头的出水口相连，所述三通分水接头的进水口与管道进水口连接。所述节水灌溉装置还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过支撑架设置在所述微控制盒的顶端，所述微控制盒的底端设有地插；所述旋转喷洒装置的底端设有地插。所述太阳能电池板为20W单晶硅光伏电池，单晶硅光伏电池与支撑架的上端连接，所述太阳能电池板与微控制盒中的太阳能充放电控制器连接并为其提供电能。所述地插为2套，一套用于支撑和固定旋转喷洒装置，另一套用于支撑和固定微控制柜和太阳能电池板。所述摆动机构中，通过舵机带动舵盘转动，舵盘带动连杆上下运动，进而通过连杆带动轴承上下移动，轴承带动环形拨叉、直线连叉运动，直线连叉进而带动联摆平台实现左右倾斜运动，联摆平台进而带动两射线雾化喷头摆动。所述微控制盒包括控制器、步进电机驱动器、舵机驱动器、太阳能充放电控制器、锂电池和断层；所述微控制盒内部垂直方向上设置4个断层用于内部电路板等之间的电气隔离，所述断层之间留有通孔用于电路板之间的电气信号等传递。所述控制器与步进电机驱动器、舵机驱动器相连，实现对步进电机和舵机的控制。所述太阳能充放电控制器与锂电池和太阳能电池板连接，用于实现锂电池的充放电控制。所述锂电池与控制器、步进电机驱动器和舵机驱动器连接为其提供电能。所述微控制盒的下端面还留有内螺纹孔，方便其与地插连接。所述控制装置为电脑，所述电脑中安装有管理软件，串行通讯线的一端与电脑相连，串行通讯线另一端在下载数据时和微控制盒中控制器的串口连接。基于上述灌溉系统，本专利技术还提供一种适用于不规则形状灌溉区的灌溉方法，包括如下步骤:①对待灌溉区域的最外围轮廓曲线进行标定，即:必须测量出灌溉系统距离待灌溉区域的最外围轮廓曲线上每个点的实际距离。得到标定后的各个点的坐标参数和旋转喷头的位置坐标参数。这里所说的点可以根据实际情况选取，密度大小根据实际的轮廓线形状选取，一般来说，当可以把两点之间的曲线近似等同于直线时刚好。如:待灌溉区域的最外围轮廓曲线上存在A、B两点，而且A，B两点之间的轮廓曲线呈现直线形状，那么尽管A、B两点距离较长，依旧不需要在A、B两点之间选取其它任何点。②在电脑中输入标定后的各个点的坐标参数和旋转喷头的位置坐标参数；输入完毕后，待灌溉轮廓曲线上的灌溉点与旋转喷头的距离R确定；然后计算机根据公式(II)计算出射线雾化喷头的仰角大小α对应的舵机角度Θ:【权利要求】1.适用于不规则区域的节水灌溉装置，包括控制装置和灌溉装置，所述灌溉装置包括喷洒装置和微控制盒(4)，所述控制装置通过串行通讯线与微控制盒(4)相连，所述微控制盒(4)通过电源线(8)与喷洒装置相连，其特征在于:所述喷洒装置为旋转喷洒装置，所述旋转喷洒装置包括支架以及设置在支架上的喷头(9)和旋转摆动机构，所述支架包括由上到下依次排布的第一固定板(11)、第二固定板(12)和第三固定板(13)，所述第一固定板(11)、第二固定板(12)和第三固定板(13)通过加强板(1本文档来自技高网...
【技术保护点】
适用于不规则区域的节水灌溉装置，包括控制装置和灌溉装置，所述灌溉装置包括喷洒装置和微控制盒(4)，所述控制装置通过串行通讯线与微控制盒(4)相连，所述微控制盒(4)通过电源线(8)与喷洒装置相连，其特征在于：所述喷洒装置为旋转喷洒装置，所述旋转喷洒装置包括支架以及设置在支架上的喷头(9)和旋转摆动机构，所述支架包括由上到下依次排布的第一固定板(11)、第二固定板(12)和第三固定板(13)，所述第一固定板(11)、第二固定板(12)和第三固定板(13)通过加强板(14)固定相连；所述旋转摆动机构包括舵机(15)、步进电机(16)、主轴(17)、环形拨叉(18)、直线连叉(27)和联摆平台(10)，所述喷头(9)设置在联摆平台(10)上；所述舵机(15)通过舵机支架设置在第三固定板(13)上，所述舵机(15)的侧面设置有舵盘(19)，所述舵盘(19)通过连杆(20)与设置在第一固定板(11)上的支臂(21)相连，所述支臂(21)通过轴承套与主轴(17)活动相连；所述步进电机(16)通过电机支架(24)设置在第二固定板(12)上，所述步进电机(16)通过联轴器(23)与主轴(17)相连；所述环形拨叉(18)的底端设置在主轴(17)上轴承套的上侧，所述环形拨叉(18)的顶端与直线连叉(27)转动相连，所述直线连叉的顶端与联摆平台(10)背离喷头(9)的一侧固定相连，所述联摆平台(10)的中心与主轴(17)相连。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，郭亭亭，孙晓凤，杨丽丽，闫法兵，程世田，王艳艳，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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