[发明专利]一种新型多用途智能伸缩喷灌车

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于单片机自动控制系统的新型一体化多用途智能伸缩喷灌车，属于喷灌技术领域。通过基于单片机的自动控制系统控制各个电气元件协同工作，实现喷水管道的横向、竖向伸缩以及360°旋转，高效地完成各种复杂环境条件下的喷灌任务。

背景技术：

2013年中共中央、国务院下发了《关于加快发展现代农业进一步增强农村发展活力的若干意见》，提出加大力度推进高标准农田水利建设，加快大中型灌区配套改造、灌排泵站更新改造、中小河流治理，扩大小型农田水利重点县覆盖范围，大力发展高效节水灌溉的要求。考虑我国是一个水资源短缺的国家，水资源时空分布不均匀，水资源与耕地布局极不相宜，严重制约国家农业经济发展。现有灌溉设施大多建于上世纪50年代至70年代，普遍存在标准低、配套差、老化失修、效益衰减等问题，农业用水方式粗放，水资源利用效率不高。研制基于自动控制系统的喷灌设备，能大幅提高水资源的利用率和喷灌效率，降低农产品的生产成本。

发明内容：

本发明的目的：

提供一种新型多用途智能伸缩喷灌装置，解决现有灌溉设施标准低、配套差、老化失修、效益衰减等问题。本装置设计了中空滑槽式旋转支撑杆可实现喷水管道360°旋转，并能上下、左右伸缩，很好的解决了喷灌车在各种复杂条件下灌溉的不便，具有很强的环境适应性，应用前景广阔。

本发明的技术方案：

该装置主要由车身、自动控制系统、悬臂梁、滑槽、支撑杆、电刷、二向阀门、发电机、增压泵、伸缩管道、电磁水阀、备用水箱、电机、舵机、车载发电机、喷头、齿轮、轴承、摄像头、悬索和橡胶活塞等构成。喷灌车采用车轮轴距较小的轻型卡车改装(或定制)，根据系统的功能要求，考虑系统的合理性和可靠性，装置采用模块化设计方法，以方便系统后期的调试、开发和优化。装置由自动控制系统、电源电路系统、伸缩旋转系统、车辆动力系统四部分组成。自动控制系统采用基于单片机的控制系统实现各个电机的步进控制及电气元件的协同控制。喷灌车可采用汽油或柴油动力驱动，搭载车载发电机作为供电电源。喷灌车上部为一中空支撑杆，支撑杆内为伸缩式喷水管道和滑块，通过内壁的金属触片与电刷接触传输电力。下部固定于滚珠轴承之上，支撑杆两侧另有对称式滑槽，两侧为横向喷水管道，可以通过滑槽上下滑动。悬臂梁固定于支撑杆顶端，顶端的电机可以实现竖向管道的上升和下降。悬臂梁两侧为两个多滑槽的齿轮，悬索一端通过滑轮与各段横向喷水管道相连，竖向管道另一端与电机相连。无线通信传输模块接收用户指令后，喷灌车开始工作，竖向管道被提升至预定高度，在高压的水流作用下管道中的橡胶活塞将在水流冲击的作用下驱动横向管道伸长至预定长度，同时喷头开始喷水。舵机根据所需旋转的角度及圈数开始工作，舵机带动齿轮和支撑杆、悬臂梁在齿轮和轴承传动下实现旋转喷水。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工作流程图。

图中：1-电动机M1；2-电动机M2；3-电动机M3；4-悬臂梁；5-悬索；6-喷头；7-横向伸缩管道；8-摄像头；9-滑槽；10-竖向伸缩装置；11-支撑杆；12-滚珠轴承；13-齿轮；14-电刷；15-舵机；16-上电磁水阀；17-增压泵；18-二向阀门；19-备用水箱；20-(备用水箱)进水口；21-车身；22-自动控制系统(含信号接收装置)；23-发电机；24-外接进水口；25-下电磁水阀。

具体实施方式：

喷灌车可以由车载的自动控制系统根据GPS信号控制自动前往指定区域，同时借助车载摄像头实时图像校正路线或规避障碍，也可以由专门负责灌溉的人员驾驶至指定的灌溉区域。到达灌溉区域后连接上农田用水管道便可进行喷灌作业。对于农田用水缺乏地区，可以事先加满备用水箱。

如图1所示，M3电机3在自动控制系统22的指令下开始工作，将喷水管道通过滑道提升至农作物喷灌所需的预定高度(一般比农作物略高)后关闭。M1、M2电机在自动控制系统22的指令下开始工作，根据农作物所属区域的大小放线至刚好牵引管道所需的长度后关闭。在M1、M2工作的同时，上电磁水阀16和增压泵17也开始工作，上电磁水阀16打开，水流进入后通过增压泵17增压，在高速、高压的水流作用下横向伸缩管道7中的橡胶活塞将在水流冲击的作用下驱动前端管道伸长至预定长度，同时喷头6开始喷水。舵机15根据所需旋转的角度及圈数开始工作，通过齿轮13和轴承12传动旋转喷水。喷水完毕后增压泵17首先关闭，舵机15和上电磁水阀16之后关闭。电机M1、M2开始收线，M3电机放线，三者协同工作将喷水管道恢复至初始状态后关闭。