一种智能水肥一体化设备及其使用方法与流程

1.本发明涉及智慧农业技术领域，具体涉及一种智能水肥一体化设备及其使用方法。


背景技术：

2.当下随着中国产业的升级换代，传统的农业容易造成水肥等资源浪费，高新技术的发展为精准农业和智慧农业的发展提供了可靠的技术支撑，通过前期的信息采集可以提前获取农田不同区域的土壤成分，并结合种植的农作物种类，计算出农作物不同生长阶段所需的氮磷钾等各类营养物质，后续在灌溉过程中可以将水肥混合，保证灌溉时，肥料可以更充分的供给农作物，但是可以实现精确施肥的水肥一体化设备还不够成熟，存在施肥不精确，配比不准确等问题。同时在水肥一体化灌溉时如果使用农家肥，由于沼液等农家肥含量复杂且氮磷钾等营养成分不能很好的满足农作物生长，因此设计一种以农家肥为主，化工肥料为辅的水肥一体化精准施肥装置非常有必要。


技术实现要素：

3.针对上述技术背景提到的不足，本发明的目的在于提供一种智能水肥一体化设备及其使用方法。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种智能水肥一体化设备及其使用方法，包括沼液供给装置、光谱检测装置、沼液输送机构、输水管线、肥料添加机构和肥料供给装置，所述沼液供给装置包括沼液罐，沼液罐侧方设置有过滤器，沼液罐上表面设置有控制中心，过滤器远离沼液罐侧方设置有光谱检测装置，光谱检测装置远离沼液罐的侧方设置有沼液输送机构，沼液输送机构远离沼液罐的侧方设置有输水管线，输水管线远离沼液输送机构的一端上方设置有肥料添加机构，肥料添加机构上方设置有肥料供给装置。
6.进一步的，所述光谱检测装置包括设置在过滤器侧方的防护箱，防护箱内部开有防护内腔，防护内腔上表面设置有第二滑槽，防护内腔下表面设置有第一滑槽，防护箱贯穿连接有输送管，输送管设置有两个对称分布的透镜，输送管输送过滤后的沼液，防护箱下表面侧方设置有检修工具箱，内部放置有检修手册和工具。
7.进一步的，所述输送管透镜上方设置有光源保护座，光源保护座靠近输送管的一侧开有光源保护腔，光源保护腔底部设置有光源发生器，光源保护腔靠近输送管的端面设置为第一弧形密封口，第一弧形密封口和输送管配合，光源保护座远离输送管的侧面设置有四个阵列分布的第一滑杆，第一滑杆远离光源保护座的一端滑动设置有t型底座，第一滑杆外侧设置有第一弹簧，第一弹簧两端分别和光源保护座、t型底座固定连接，t型底座和第二滑槽配合。
8.进一步的，所述输送管透镜下方设置有光谱仪保护座，光谱仪保护座靠近输送管的一侧开有光谱仪保护腔，光谱仪保护腔底部设置有光谱仪，光谱仪保护腔靠近输送管的
一端设置有第二弧形密封口，第二弧形密封口和输送管配合，光谱仪保护座远离输送管的一侧设置有四个阵列分布的第二滑杆，第二滑杆远离光谱仪保护座的一端滑动设置有底座，第二滑杆外侧设置有第二弹簧，第二弹簧两端分别和光谱仪保护座、底座固定连接，底座和第一滑槽滑动连接。
9.进一步的，所述沼液输送机构包括设置在防护箱侧方的沼液泵，沼液泵远离防护箱的一侧连接有沼液管，沼液管远离沼液泵的一端连接有喷头，沼液管远离沼液泵的一侧设置有主水管，喷头插入主水管内部，喷头和水流方向相同的侧方开有第一喷孔，喷头和水流方向垂直的上下弧面开有第二喷孔。
10.进一步的，所述输水管线包括设置在沼液管侧方的主水管，主水管，远离沼液管的一端设置有接头，接头远离主水管的一侧连通有三个分水管；
11.所述肥料添加机构包括设置在每个分水管上方的混合管，混合管和分水管连通，混合管远离分水管的侧面连通有三根线性分布的第二连接管，第二连接管上端设置有流量控制阀。
12.进一步的，所述混合管上方设置有三个线性分布的添加管路，添加管路上方中部连接有进料管，添加管路下方设置有三个线性分布的第一连接管，第一连接管下端设置有流量控制阀。
13.进一步的，所述肥料供给装置包括设置在添加管路上方的肥料罐，肥料罐开有内腔，内腔下表面中部连通有出料口，出料口和进料管连通，内腔下表面设置有滤网，肥料罐上表面设置有电机，电机输出端连接有转轴，转轴上设置有若干线性分布的搅拌杆，转轴上设置有若干线性分布的搅拌叶片，搅拌叶片和搅拌杆间隔分布，转轴靠近内腔底部的位置设置有研磨杆。
14.进一步的，所述研磨杆靠近内腔侧壁的一端设置有弧形面，弧形面上设置有若干线性分布的研磨纹。
15.进一步的，所述工作步骤如下：
16.s1、将不同灌区土壤氮磷钾等营养成分含量情况输入到控制中心；
17.s2、光谱检测装置实时监测过滤后的沼液内氮磷钾等营养成分成分，检测结果输送到控制中心，控制中心计算出不同灌区种植的植物所缺的营养成分；
18.s3、将计量后的不同种类的液体肥料或颗粒肥料分别注入不同的内腔，再按比例加水稀释，搅拌杆持续搅拌，保证灌溉过程中肥料均匀分布，不发生沉降；
19.s4、沼液送入输水管线，控制中心根据计算结果控制流量控制阀精确的向不同灌区的分水管内注入所缺的肥料；
20.s5、工作人员定期检查光谱检测装置是否正常工作。
21.本发明的有益效果：
22.1、本发明设计的光谱检测装置设置有光源保护座和光谱仪保护座，防止光谱检测装置工作时被外界光线和环境影响，导致检测结果出现较大误差，设计的滑杆和弹簧可以方便取出光源保护座和光谱仪保护座进行检修和更换。
23.2、本发明设计的肥料供给装置可以使用液体肥料和颗粒肥料，研磨杆可对颗粒肥料进行研磨，加快颗粒肥料溶解速度，提高了效率，在灌溉过程中搅拌杆和搅拌叶片可保证肥料在水中均与分布，防止肥料沉降导致肥料浓度发生变化，影响精准施肥效果。
24.3、本发明设计的添加管路肥料供给装置、光谱检测装置的配合下，可以对不同灌区的分水管进行精准施肥，保证灌溉的同时，对每个灌区精准施肥。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
26.图1是本发明的结构示意图；
27.图2是光谱检测装置的内部结构示意图；
28.图3是光谱检测装置的爆炸图；
29.图4是光源保护座的内部结构示意图；
30.图5是光谱仪保护座的内部结构示意图；
31.图6是沼液输送机构的爆炸图；
32.图7是本发明管线的整体结构示意图；
33.图8是肥料供给装置的剖视图；
34.图9是肥料供给装置运动部件的示意图；
35.图10是肥料供给装置运动部件的局部a示意图。
36.图中标号说明：
37.1、沼液供给装置；11、沼液罐；12、过滤器；13、控制中心；2、光谱检测装置；21、防护箱；211、防护内腔；212、第一滑槽；213、第二滑槽；22、光源保护座；221、光源保护腔；222、第一弧形密封口；223、光源发生器；224、第一滑杆；225、第一弹簧；226、t型底座；23、输送管；231、透镜；24、光谱仪保护座；241、光谱仪保护腔；242、第二弧形密封口；243、光谱仪；244、第二滑杆；245、第二弹簧；246、底座；25、检修工具箱；26、盖板；3、沼液输送机构；31、沼液泵；32、沼液管；33、喷头；331、第一喷孔；332、第二喷孔；4、输水管线；41、主水管；42、接头；421、分水管；5、肥料添加机构；51、添加管路；511、进料管；512、第一连接管；52、流量控制阀；53、混合管；531、第二连接管；6、肥料供给装置；61、肥料罐；611、内腔；612、出料口；62、电机；63、转轴；631、搅拌杆；632、搅拌叶片；633、研磨杆；6331、弧形面；6332、研磨纹；64、滤网。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.一种智能水肥一体化设备及其使用方法，包括沼液供给装置1、光谱检测装置2、沼
液输送机构3、输水管线4、肥料添加机构5和肥料供给装置6。如图1所示，沼液供给装置1包括沼液罐11，沼液罐11侧方设置有过滤器12，沼液罐11上表面设置有控制中心13。过滤器12远离沼液罐11侧方设置有光谱检测装置2，光谱检测装置2远离沼液罐11的侧方设置有沼液输送机构3，沼液输送机构3远离沼液罐11的侧方设置有输水管线4，输水管线4远离沼液输送机构3的一端上方设置有肥料添加机构5，肥料添加机构5上方设置有肥料供给装置6。
41.如图1、2、3、4、5所示，光谱检测装置2包括设置在过滤器12侧方的防护箱21，防护箱21内部开有防护内腔211，防护内腔211上表面设置有第二滑槽213。防护内腔211下表面设置有第一滑槽212，防护箱21贯穿连接有输送管23，输送管23设置有两个对称分布的透镜231，输送管23输送过滤后的沼液。防护箱21下表面侧方设置有检修工具箱25，内部放置有检修手册和工具。
42.输送管透镜231上方设置有光源保护座22，光源保护座22靠近输送管23的一侧开有光源保护腔221，光源保护腔221底部设置有光源发生器223，光源保护腔221靠近输送管23的端面设置为第一弧形密封口222，第一弧形密封口222和输送管23配合。光源保护座22远离输送管23的侧面设置有四个阵列分布的第一滑杆224，第一滑杆224远离光源保护座22的一端滑动设置有t型底座226，第一滑杆224外侧设置有第一弹簧225，第一弹簧225两端分别和光源保护座22、t型底座226固定连接，t型底座226和第二滑槽213配合。
43.输送管透镜231下方设置有光谱仪保护座24，光谱仪保护座24靠近输送管23的一侧开有光谱仪保护腔241，光谱仪保护腔241底部设置有光谱仪243，光谱仪保护腔241靠近输送管23的一端设置有第二弧形密封口242，第二弧形密封口242和输送管23配合。光谱仪保护座24远离输送管23的一侧设置有四个阵列分布的第二滑杆244，第二滑杆244远离光谱仪保护座24的一端滑动设置有底座246，第二滑杆244外侧设置有第二弹簧245，第二弹簧245两端分别和光谱仪保护座24、底座246固定连接，底座246和第一滑槽212滑动连接。
44.如图1、6所示，沼液输送机构3包括设置在防护箱21侧方的沼液泵31，沼液泵31远离防护箱21的一侧连接有沼液管32，沼液管32远离沼液泵31的一端连接有喷头33，沼液管32远离沼液泵31的一侧设置有主水管41，喷头33插入主水管41内部，喷头33和水流方向相同的侧方开有第一喷孔331，喷头33和水流方向垂直的上下弧面开有第二喷孔332。
45.如图1、7所示，输水管线4包括设置在沼液管32侧方的主水管41，主水管41，远离沼液管23的一端设置有接头42，接头42远离主水管41的一侧连通有三个分水管421。
46.肥料添加机构5包括设置在每个分水管421上方的混合管53，混合管53和分水管421连通，混合管53远离分水管421的侧面连通有三根线性分布的第二连接管531，第二连接管531上端设置有流量控制阀52。
47.混合管53上方设置有三个线性分布的添加管路51，添加管路51上方中部连接有进料管511，添加管路51下方设置有三个线性分布的第一连接管512，第一连接管512下端设置有流量控制阀52。
48.如图1、8、9、10所示，肥料供给装置6包括设置在添加管路51上方的肥料罐61，肥料罐61开有内腔611，内腔611下表面中部连通有出料口612，出料口612和进料管511连通，内腔611下表面设置有滤网64，肥料罐61上表面设置有电机62，电机62输出端连接有转轴63，转轴63上设置有若干线性分布的搅拌杆631，转轴63上设置有若干线性分布的搅拌叶片632，搅拌叶片632和搅拌杆631间隔分布，转轴63靠近内腔611底部的位置设置有研磨杆
633，研磨杆633靠近内腔611侧壁的一端设置有弧形面6331，弧形面6331上设置有若干线性分布的研磨纹6332。
49.工作步骤如下：
50.s1、将不同灌区土壤氮磷钾等营养成分含量情况输入到控制中心13。
51.s2、光谱检测装置实时监测过滤后的沼液内氮磷钾等营养成分成分，检测结果输送到控制中心13。控制中心13计算出不同灌区种植的植物所缺的营养成分。
52.s3、将计量后的不同种类的液体肥料或颗粒肥料分别注入不同的内腔611，再按比例加水稀释，搅拌杆持续搅拌，保证灌溉过程中肥料均匀分布，不发生沉降。
53.s4、沼液送入输水管线4，控制中心13根据计算结果控制流量控制阀精确的向不同灌区的分水管421内注入所缺的肥料。
54.s5、工作人员定期检查光谱检测装置2是否正常工作。
55.工作原理如下：
56.实施例一、该装置工作时，过滤器12过滤后的沼液流经光谱检测装置2，光源发生器223发出的光源穿过透镜231和沼液被光谱仪243接收，分析出沼液内氮磷钾等主要成分，检测结果输送给控制中心13，控制中心13和储存的不同灌区土壤氮磷钾等主要成分对比，控制流量控制阀52精确的将每个灌区缺少的营养成分添加到对应灌区的分水管421，实现精确施肥，保证农作物获得最佳的营养配比。同时沼液通过喷头33的第一喷孔和第二喷孔332注入主水管41，可保证沼液更好的和水混合，保证分水管421内的沼液浓度相同。
57.实施例二、需要检修光谱检测装置2时，可以通过光源保护座22和光谱仪保护座24通过滑块滑槽机构取出，检修后重新放回原位，第一弧形密封口222和第二弧形密封口242可保证光谱检测装置2工作时不受外界光源影响导致检测结果不准确，保护检测仪器不受外界极端环境影响而损坏。
58.实施例三、肥料供给装置6可以添加液体肥料也可以添加固体肥料，将肥料和水按照比例混合后，内部设置的搅拌杆631和搅拌叶片632可以进行上下和水平搅拌，保证肥料在水中均匀分布防止发生沉降导致施肥不准确。同时最底部的研磨杆633可以对颗粒肥料进行研磨破碎，加快颗粒肥料的溶解速度，滤网和防止肥料中的杂质进入添加管路影响精准施肥效果。
59.有益效果如下：
60.本发明设计的光谱检测装置2设置有光源保护座22和光谱仪保护座24，防止光谱检测装置2工作时被外界光线和环境影响，导致检测结果出现较大误差，设计的滑杆和弹簧可以方便取出光源保护座22和光谱仪保护座24进行检修和更换。
61.本发明设计的肥料供给装置6可以使用液体肥料和颗粒肥料，研磨杆633可对颗粒肥料进行研磨，加快颗粒肥料溶解速度，提高了效率，在灌溉过程中搅拌杆631和搅拌叶片632可保证肥料在水中均与分布，防止肥料沉降导致肥料浓度发生变化，影响精准施肥效果。
62.本发明设计的添加管路51肥料供给装置6、光谱检测装置2的配合下，可以对不同灌区的分水管421进行精准施肥，保证灌溉的同时，对每个灌区精准施肥。
63.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施
例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
64.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。