一种喷洒域可调式喷水器及控制系统技术方案

本申请公开了一种喷洒域可调式喷水器及控制系统，涉及园林绿化设备的技术领域，其包括支撑管，内部含有管腔；底壳体，上开口设置，套设在所述支撑管顶部，且周向内壁固设有内齿环；顶板，转动连接在所述支撑管顶端；步进电机，安装在顶板上，且转动轴向下伸入到所述底壳体内；驱动齿轮，固设在步进电机的转动轴上且与内齿环啮合；摇摆电机，安装在顶板上；导向接口，转动安装在顶板上，顶部连接有喷头，所述官腔通过导向接口内部通道与支撑管的管腔连通；摇摆杆，一端与摇摆电机的摇摆轴固定连接，另一端套设在导向接口上。本申请具有实现喷水器喷洒域可调节的功能，进而以适配不同场地使用，提高节水性和对植物喷淋效果的效果。提高节水性和对植物喷淋效果的效果。提高节水性和对植物喷淋效果的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种喷洒域可调式喷水器及控制系统


[0001]本申请涉及园林绿化设备的
，尤其是涉及一种喷洒域可调式喷水器及控制系统。

技术介绍

[0002]喷水器常用于农田、菜园或者公园草坪进行喷水灌溉，通过喷头将水向四周进行喷洒，省去了人工浇水的过程。
[0003]喷洒域为喷水器所能够喷洒到的区域，大部分的喷水器的喷洒域为圆形，那么在规划中会出现喷洒域重叠或者部分区域没有喷洒到的情况。长时间的喷洒后会导致喷洒域内的植物长势与喷洒域外的不同，即生长不均匀。另一方面若喷洒域重合，则会造成水资源的浪费。
[0004]其中部分的喷水器具有可调性，能够对转动喷洒的角度进行调节，进而避免喷洒到不需要喷灌的地方，但是其喷洒域的边缘仍是弧形，这会导致两个相邻的喷水器在喷射时，不能均匀喷洒在农田上，即会出现喷洒不到或者重复喷洒的区域。因此，为了解决上述问题，方形喷洒域的喷水器出现在市场上。
[0005]方形喷洒域的喷水器有两种常见方式，一种是具有环状分布的喷水孔，喷水孔的倾斜仰角固定，进行固定方形或矩形喷洒域的喷淋。另一种是一排喷水孔，通过喷水器的摇摆进行方形或矩形喷洒域的喷淋，这种方式会在中间部分造成大量的积水。虽然这种类型的喷水器能够进行矩形的喷洒域的喷淋，能够对植物进行更合理的喷淋，但是对于喷洒域的大小和边长仍无法实现自主调节。
[0006]在进行可调节喷洒域的设计上，如果采用第一种基础结构，则需要对每个喷水孔的仰角能够进行自动调节，如此需要对每个喷水孔处都设计一个调节装置。不仅成本较高，还需要足够的安装空间来进行安装。如果采用第二种基础结构，对于喷洒域的长边范围能够通过喷水压力来调节，对于喷洒域的宽度调节只能够通过控制喷头的角度和水压来实现，也需要在对应每个喷头上进行驱动元件的安装。另外在摇摆过程中，部分水会落到喷水器上，因而驱动元件需要进行防水处理。再者，由于喷水器的摇摆会对电线进行扭转而降低电线的寿命，又引入了新的设计难题。除结构设计之外，如何能够通过用户需要自定义喷洒域大小，也是一个设计难题。

技术实现思路

[0007]为了改善喷水器的喷洒域难以实现可调节设计的缺陷，本申请提供一种喷洒域可调式喷水器及控制系统。
[0008]本申请提供的一种喷洒域可调式喷水器及控制系统采用如下技术方案：
[0009]一种喷洒域可调式喷水器，包括
[0010]支撑管，内部含有管腔；
[0011]底壳体，上开口设置，套设在所述支撑管顶部，且周向内壁固设有内齿环；
[0012]顶板，转动连接在所述支撑管顶端；
[0013]步进电机，安装在所述顶板上，且转动轴向下伸入到所述底壳体内；
[0014]驱动齿轮，固设在所述步进电机的转动轴上且与所述内齿环啮合；
[0015]摇摆电机，安装在所述顶板上；
[0016]导向接口，转动安装在所述顶板上，顶部连接有喷头，所述官腔通过所述导向接口内部通道与所述支撑管的管腔连通；
[0017]摇摆杆，一端与所述摇摆电机的摇摆轴固定连接，另一端套设在所述导向接口上。
[0018]通过采用上述技术方案，步进电机通过驱动齿轮带动内齿环转动，进而使得顶板相对于底壳体转动，带动喷头进行水平转动；摇摆电机带动摇摆杆进行摆动，进而带动喷头进行摆动，通过喷头的水平转动的同时的摆动运动进行矩形喷洒域的喷淋；其中导向接口的设置与支撑管相配合，使得支撑管到喷头这部分没有水管的结构使用，仅通过腔体连接进行供水移动，减少了顶板相对于底壳体转动的过程中将水管卡住的概率发生，提高了喷头喷水的稳定性；通过控制步进电机和摇摆电机在不同时刻的转速来实现喷水器矩形喷洒域的可调节设置，使得喷水器能够适配不同喷洒域尺寸自定义使用，提高了喷水效果，也减少了水的浪费。
[0019]可选的，所述支撑管位于所述底壳体上方的位置固设有无线输电发送器；
[0020]所述顶板下表面安装有无线输电接收器；
[0021]所述无线输电接收器向所述步进电机和所述摇摆电机供电。
[0022]通过采用上述技术方案，无线输电发送器将电能通过无导线的方式向无线输电接收器内传输，在无线输电接收器内重新转化为电信号，为其他元件进行供电，减少了顶板和底壳体之间的线路连接，进而减少了顶板转动的过程中电线缠绕在一起的情况，使得喷水器结构设计更加合理。
[0023]可选的，所述顶板内底壁安装有第一霍尔传感器；
[0024]所述第一霍尔传感器的感应磁铁安装在所述底壳体上；
[0025]所述摇摆电机处安装有第二霍尔传感器；
[0026]所述第二霍尔传感器的感应磁铁安装在所述摇摆杆上；
[0027]所述无线输电接收器同时为所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器供电。
[0028]通过采用上述技术方案，第一霍尔传感器为顶板当前的转动位置进行定位和判断，第二霍尔传感器对摇摆杆的位置进行定位和判断，进而提高喷水器进行喷洒域喷淋时喷淋范围的稳定性。
[0029]本申请还公开保护一种喷洒域可调式喷水器控制系统：
[0030]一种喷洒域可调式喷水器控制系统，包括单片机模块、蓝牙模块、电机驱动器模块、两个电机接口模块、5V电源模块和12V电源模块；
[0031]单片机模块的串口输入接口与蓝牙模块的输出接口连接，单片机模块的串口输出接口与蓝牙模块的输入接口连接；
[0032]单片机模块的I/O接口与电机驱动器模块的输入接口连接；
[0033]两个电机接口模块的输入接口与电机驱动器模块的出入接口连接；
[0034]两个电机接口模块和电机驱动器模块的电源接口与12V电源模块的输出接口连接；
[0035]单片机模块的电源接口和蓝牙模块的电源接口均与5V电源模块的输出接口连接。
[0036]通过采用上述技术方案，将各个模块进行连接，使得单片机能够通过所输入的公式和数据对步进电机和摇摆电机的位置和转速进行控制，进而实现喷水器矩形喷洒域的可调节设置。
[0037]可选的，还包括两个霍尔传感器模块；
[0038]两个霍尔传感器模块的输出接口与单片机模块的I/O接口连接；
[0039]两个霍尔传感器模块的电源接口与5V电源模块的输出接口连接。
[0040]通过采用上述技术方案，霍尔传感器模块的连接，使得单片机能够对顶板和摇摆杆的转动位置进行判定，提高控制喷头转动喷淋的稳定性，进而提高喷头所喷淋的喷洒域的精确性。
[0041]可选的，单片机模块内所演算的公式为：
[0042][0043]其中v为水从喷头所喷出的速度；
[0044]θ为喷头的仰角；
[0045]h为导向接口距离地面的高度；
[0046]g为重力系数；
[0047]为水平面上喷头与所喷洒的喷洒域边线与支撑管最短距离连线的夹角；
[0048]d0为喷头当前所喷洒的边线与支撑管的最短距离；
[0049]其中g、h和v为定值，d0和为输入值，θ为演本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷洒域可调式喷水器，其特征在于：包括支撑管(1)，内部含有管腔；底壳体(2)，上开口设置，套设在所述支撑管(1)顶部，且周向内壁固设有内齿环(43)；顶板(3)，转动连接在所述支撑管(1)顶端；步进电机(41)，安装在所述顶板(3)上，且转动轴向下伸入到所述底壳体(2)内；驱动齿轮(42)，固设在所述步进电机(41)的转动轴上且与所述内齿环(43)啮合；摇摆电机(51)，安装在所述顶板(3)上；导向接口(32)，转动安装在所述顶板(3)上，顶部连接有喷头(321)，所述官腔通过所述导向接口(32)内部通道与所述支撑管(1)的管腔连通；摇摆杆(52)，一端与所述摇摆电机(51)的摇摆轴固定连接，另一端套设在所述导向接口(32)上。2.根据权利要求1所述的一种喷洒域可调式喷水器，其特征在于：所述支撑管(1)位于所述底壳体(2)上方的位置固设有无线输电发送器(11)；所述顶板(3)下表面安装有无线输电接收器(22)；所述无线输电接收器(22)向所述步进电机(41)和所述摇摆电机(51)供电。3.根据权利要求2所述的一种喷洒域可调式喷水器，其特征在于：所述顶板(3)内底壁安装有第一霍尔传感器(34)；所述第一霍尔传感器(34)的感应磁铁安装在所述底壳体(2)上；所述摇摆电机(51)处安装有第二霍尔传感器(311)；所述第二霍尔传感器(311)的感应磁铁安装在所述摇摆杆(52)上；所述无线输电接收器(22)同时为所述第一霍尔传感器(34)和所述第二霍尔传感器(311)供电。4.一种喷洒域可调式喷水器控制系统，其特征在于：包括单片机模块(U1)、蓝牙模块(H2)、电机驱动器模块(U2)、两个电机接口模块(H1)、5V电源模块(H3)和12V电源模块(H4)；单片机模块(U1)的串口输入接口与蓝牙模块(H2)的输出接口连接，单片机模块(U1)的串口输出接口与蓝牙模块(H2)的输入接口连接；单片机模块(U1)的I/O...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵义鹏，董卫，黄立勇，裴佳星，侯红娟，呼改娟，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：