[发明专利]盆栽作物精准浇水装置

说明书

本发明设计一种盆栽作物精准浇水装置，该装置包含轮式小车底盘、钢叉及其升降系统、控制系统、水泵及自动供水系统、小车引导系统、太阳能供电系统等6个功能模块组成，轮式底盘装有4个100W直流电机，最大负载150KG，轮式底盘在平坦地面行走更为灵活；小车顶端安装太阳能电池板；小车引导系统可使小车沿预设轨迹行走；控制系统和自动供水系统通过盆栽重量、现有土壤含水量和所需含水量计算出所要加的水量，再通过供水系统给作物精准补充所需水量；太阳能供电解决小车的日常用电问题；计算机可自动保存将盆栽称重前后重量、土壤含水量和盆栽编号，还可连接PLC。在对盆栽作物的抗旱性研究中采用本发明，可以精准的为盆栽作物补充所需水量。

技术领域

本发明为一种精准浇水轮式小车，可以自动为盆栽作物精准补充其所需水分，使盆栽作物能够在最适宜的水环境下生长。该装置由轮式小车底盘、钢叉及其升降系统、控制系统、水泵及自动供水系统、小车引导系统、太阳能供电系统等6个功能模块组成，利用磁引导传感技术引导小车沿农作物行自动行走，利用称重装置确定盆栽作物的重量，利用控制系统计算出盆栽作物需要的准确水分，利用供水系统给盆栽作物补充盆栽作物所需水分，并将浇水前后盆栽的重量、土壤含水量和盆栽编号保存到计算机的数据库中，从而做到精准浇水的目的。

背景技术

作物的生长过程中离不了浇水，但浇水不当不但达不到预期效果，反而会适得其反给作物带来伤害。作物浇水过少或过量都会萎蔫，所以给作物精确补充其需要的水分是一个关键性的问题。一些高校和研究所在一些实验中会种植大批量作物，但是由于给作物浇水都是人工来做，不但耗时费力，而且给作物浇水的量也不精确，很难保证作物所成长的土壤的含水量是一致的，所以有时候得出来的实验结果和预期有很大差距，为了解决上述问题，本发明设计了一种专门应用于盆栽作物的精准浇水装置，盆栽作物精准浇水装置通过称重获取盆栽重量，通过盆栽重量、现有的土壤含水量和所需的含水量计算出所要加的水量，再通过供水系统给作物精准补充所要加的水量，并且自动保存盆栽称重前后重量、土壤含水量和盆栽编号到计算机的数据库中，让盆栽作物生长的土壤保持相同的含水量，给作物的研究提供更加有利的条件。

发明内容

本发明提供一种可用于盆栽作物精准浇水的装置。该装置一共由轮式小车底盘、钢叉及其升降系统、控制系统、水泵及自动供水系统、小车引导系统、太阳能供电系统等6个功能模块组成。

1)轮式小车底盘：由于盆栽作物是放置在地面上，地形比较整洁，无坑坑洼洼的现象，所以采用设计更加简单的轮式底盘，轮式小车行动更加便捷，轮子耐磨性也比履带好。在四个轮子上面分别安装直流电机，每个电机功率为100W，总的负载能力在150Kg左右。

2)钢叉及其升降系统：当小车走到一个盆栽作物前面，传感器会自动识别盆子上面的条码，当传感器收到信号后会给控制系统一个信号，电机控制钢叉先向前移动15cm，再向上移动5cm即可将盆栽作物抬离地面。

3)控制系统：利用计算机可以编程、下载控制程序到下位机PLC。当钢叉将盆栽作物抬离地面后，钢叉上面的重量传感器会测得盆栽作物的重量，然后传给控制器PLC，通过计算得到盆栽中土壤的含水量和需要补充水分的量。

4)水泵及自动供水系统：在小车底盘上面安装一个80L容量的水箱，管道一端插入水箱，另一端和水泵相连。当计算机计算出盆栽作物所需水分，然后给水泵一个开始工作的信号，水泵开始抽水，当水泵所抽水达到预定值时流量计会给控制器PLC一个让水泵停止工作的信号，水泵立即停止工作，已经泵出的水通过水管被输送到盆栽作物生长的盆子里，浇水工作完成后钢叉自动将盆栽作物放下，开始对下一个盆栽作物进行精准浇水工作。其中土壤含水量(重量％)＝(湿土质量-干土质量)/(盆栽总重-干土重-盆重)×100％，公式如下：

则盆栽作物所需水分质量为w，公式如下：

w＝(θ_m2-θ_m1)*w_干土