一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法与流程

1.本发明涉及一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法。


背景技术：

2.我国是农业大国，无论是农田种植的数量，还是从事农业种植的人员数量来说在世界上都具有十分重要的地位。随着科学技术的不断进步，在农业种植过程中，已经基本实现了机械化生产的操作。例如从农作物的播种、生长和收获等各个环节来看，通过各种类型的机械设备均能够顺利完成这些步骤，这样就极大地提高了工作效率，缓解了农业种植中的劳动力消耗。
3.在农业种植过程中，科学地进行浇水喷灌具有十分重要的意义，只有定期、定量的向农田植物提供水源才能够获得良好的种植效果。为了提高浇水作业的效率，现有技术中出现了卷盘式喷灌机的设备，这种设备具有卷盘式水管，并且通过移动车的移动作用可以移动至不同的位置完成喷灌浇水的作业。然而，这种卷盘式的喷灌机的浇水作业的时候其区域覆盖面积通常是固定的，无法根据需要进行实时地调节，另外就是现有的喷灌机也不具有远程操作的功能，这就使得其信息化、远程化管理存在缺失，无法进一步地通过现代科技而提高植物的浇水喷灌效率。


技术实现要素：

4.为解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种方便调节浇水的覆盖区域并且实现信息化远程控制的装置结构。
5.本发明提供的一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统，其包括支撑架、移动架、引导管组件和信息管理平台；
6.支撑架具有基架，所述基架下方设置有移动轮，所述基架上设置有卷盘轴，所述卷盘轴上盘绕有水管；
7.移动架具有支撑台、滚轮、安装台、可伸缩架，所述安装台设置在所述支撑台上，所述支撑台的下方设置所述滚轮，所述可伸缩架为两组，两组的所述可伸缩架设置在所述安装台的两侧端部，所述可伸缩架具有多个依次连接的组合单元，所述组合单元具有两侧对称设置的第一弯折曲柄和第二弯折曲柄，并且所述组合单元还包括第一收纳曲柄、第二收纳曲柄和第一支撑杆，所述第一弯折曲柄和第二弯折曲柄铰接连接，所述第一弯折曲柄与所述第一支撑杆铰接，所述第二弯折曲柄与相邻的另一组的组合单元的第一支撑杆铰接，所述第一收纳曲柄的内端铰接在所述第一支撑杆上，所述第一收纳曲柄的外端铰接在所述第二收纳曲柄上，所述第二收纳曲柄的外端铰接在相邻的另一组的组合单元的第一支撑杆上；
8.引导管组件具有连接管体、第一支管和第二支管，所述连接管体与所述水管连接，所述连接管体分别与所述第一支管和第二支管连接，所述第一支管和第二支管为柔性结构，并且所述第一支管和第二支管分别布置在所述可伸缩架上，所述第一支管和第二支管
上具有多个分散喷头，所述分散喷头通过连接块设置在所述第一支撑杆上；
9.信息管理平台通过无线信号与所述可伸缩架建立信号控制连接。
10.上述方案的有益效果为：通过可伸缩架的设置，根据农田的区域面积，能够通过信息管理平台实现远程式地对于可伸缩架的覆盖区域的调节功能，只需要对于第一收纳曲柄进行转动摆动，即可完成收纳动作，十分便捷。并且，通过移动架的移动作用，并且配合水管逐渐地从卷盘轴上的缠开动作，可以延长装置在不同位置的移动过程，并且移动至不同的位置后完成浇水灌溉动作。
11.一个优选的方案是，还包括翻转组件，所述翻转组件设置在所述安装台上，所述翻转组件包括第一安装板体、第二安装板体、第一转动扇齿轮、第二转动扇齿轮、驱动电机，所述驱动电机与第一转动扇齿轮连接，所述第一转动扇齿轮与所述第二转动扇齿轮啮合连接，所述第一安装板体的内端连接在所述第一转动扇齿轮，所述第二安装板体的内端连接在所述第二转动扇齿轮，所述第一安装板体和第二安装板体的外端均设置一组所述可伸缩架。
12.上述方案的有益效果为：通过翻转组件的设置，能够使得两个可伸缩架的延伸方向的夹持角度进行调节，即两个可伸缩架能够相互并拢或者进行展开，展开的时候其在两侧区域形成最大的覆盖区域。然而，在进行移动的过程中，或者覆盖面积变小、或者前方具有障碍物的时候，则可以把两个可伸缩架通过这种结构进行靠拢收纳，并且在靠拢收纳后形成狭长地布置方式，这样其在前行移动的过程中就不容易碰到两侧的障碍物，具有很好地适应能力。在另外一种使用过程中，通过这种靠拢收纳的动作使得两个可伸缩架合二为一，这样就使得两者能够以流量更大的浇灌方式存在，这样就可以在覆盖区域不大的情况下合并两个可伸缩架进行使用，这样在最短时间内完成该区域的浇水动作。
13.一个优选的方案是，还包括水平驱动结构，所述水平驱动结构包括固定板、动力电机、第一驱动轴、第一驱动齿轮、第一驱动环形齿、第一从动环形齿、第一从动齿轮、第一从动轴、第二驱动轴、第二驱动齿轮、第二驱动环形齿、第二从动环形齿、第二从动齿轮，所述动力电机设置在所述固定板上，所述动力电机与所述第一驱动轴连接，所述第一驱动轴上设置所述第一驱动齿轮和所述第一驱动环形齿，所述第一驱动环形齿与所述第一从动环形齿可分离配合连接，所述第一从动轴上设置所述第一从动环形齿和所述第一从动齿轮；所述第二驱动齿轮与所述第一驱动齿轮啮合连接，所述第二驱动轴上设置所述第二驱动齿轮和所述第二驱动环形齿，所述第二驱动环形齿与所述第二从动环形齿可分离配合连接，所述第二从动轴上设置所述第二从动环形齿和所述第二从动齿轮；
14.所述安装板的下端形成水平齿板结构，所述水平齿板结构与所述第一从动齿轮和第二从动齿轮啮合连接，所述安装板的下部可滑动地设置在连接竖直块上，所述连接竖直块设置在所述支撑台上，所述连接竖直块上设置所述第二从动轴和第一从动轴；
15.还包括切换结构，所述切换结构包括转动柱、弹簧结构、第一延伸杆、第二延伸杆、带动杆，所述转动柱设在在所述支撑台上，所述转动柱的中部设置有第一铰接杆和第二铰接杆，所述第一铰接杆与所述第一驱动轴连接，所述第二铰接杆与所述第二驱动轴连接，所述第一延伸杆和第二延伸杆分别设置在所述转动柱的顶部，并且所述第一延伸杆和第二延伸杆的端部通过弹簧结构连接，所述带动杆设置在所述第一延伸杆的端部，所述带动杆的两端分别具有第一带动头和第二带动头；所述安装板上设置有第一换向板和第二换向板，
所述第一换向板具有第一斜面结构，所述第二换向板具有第二斜面结构。
16.上述方案的有益效果为；通过这种结构的设置，实现可伸缩架的两侧位置的左右移动，这样就能够实现在更大范围内的覆盖面积，使得可伸缩架的区域覆盖性能增加，并且这种切换结构适用非常方便，其能够自动地在两侧位置进行来回的动作和方向切换，具有很好的使用灵活性。
17.一个优选的方案是，还包括竖直杆体，所述竖直杆体设置在所述支撑台上，所述竖直杆体的上端具有图像采集器，所述图像采集器用于采集农田信息，所述图像采集器与所述信息管理平台信号连接。
18.一个优选的方案是，最内端的组合单元的所述第一收纳曲柄与收纳转动齿轮连接，所述收纳转动齿轮与收纳转动电机连接，所述收纳转动电机与所述信息管理平台连接。
19.本发明提供的基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统的工作方法，其特征在于，包括下面的步骤：
20.s1：把支撑架在移动轮的作用下移动至水源位置，然后把水管的上游口与水源进行连接；
21.s2：通过滚轮带动所述支撑台进行位置移动，进而移动至不同的位置完成浇水动作，所述水管内的水流沿着所述连接管体进入到第一支管和第二支管，然后从第一支管和第二支管下方设置的分散喷头喷出后完成下方植物的浇水灌溉动作；
22.s3：远程控制人员通过信息管理平台对于可伸缩架进行伸缩程度的调节，即根据待浇水灌溉的区域面积相应地调整可伸缩架的宽度大小，通过对于第一收纳曲柄摆动作用，相应地使得第二收纳曲柄进行弯折摆动，进而通过第一支撑杆带动两侧位置的第一弯折曲柄和第二弯折曲柄进行收纳折叠，同时会顺序带动下游一侧的多个依次连接的组合单元进行收纳折叠，进而完成对于可伸缩架的宽度调整，相应地使得所述分散喷头的覆盖区域进行调整，以完成指定区域内的浇水灌溉作业。
23.一个优选的方案是，包括下面的步骤：
24.通过翻转组件的工作能够使得两侧位置的可伸缩架进行展开和靠拢合并，并且在靠拢合并状态的时候使得可伸缩架的延伸方向与移动架的前行方向平行；驱动电机提供动力，使得所述第一转动扇齿轮进行转动，相应地使得第二转动扇齿轮进行转动，所述第一转动扇齿轮进行转动的时候则会带动第一安装板体进行翻转摆动，相应地使得这一侧的可伸缩架进行翻转摆动，另外所述第二转动扇齿轮进行转动的时候则会带动第二板体进行翻转摆动，相应地使得这一侧的可伸缩架进行翻转摆动。
25.一个优选的方案是，包括下面的步骤：
26.水平驱动结构的水平位置调节步骤如下，第一侧的驱动过程如下：通过动力电机提供动力相应使得所述第一驱动轴进行转动，第一驱动轴会带动第一驱动齿轮和第一驱动环形齿进行转动，当所述第一驱动环形齿与所述第一从动环形齿配合的时候则会带动第一从动轴和第一从动齿轮转动，相应地使得所述第一从动齿轮带动所述安装板进行水平方向上的位置调节，进而带动可伸缩架向第一侧位置进行移动；
27.另外，在第二侧的驱动过程中，第一驱动环形齿与所述第一从动环形齿分离，并且所述第二驱动环形齿与所述第二从动环形齿接触配合，此时所述第一从动齿轮失去对于所述安装板的驱动作用，相应地所述第一驱动齿轮驱动所述第二驱动齿轮和第二驱动轴转
动，相应地所述第二驱动环形齿带动所述第二从动环形齿和所述第二从动轴以及所述第二从动齿轮进行转动，相应地带动所述安装板进行向第二侧的位置移动；通过第一侧和第二侧的反复位置移动，相应提高所述可伸缩架在两侧位置的覆盖区域；
28.切换过程的步骤如下，当在向第一侧的方向进行移动的过程中，所述第一带动头会触碰到所述第二换向板的第一斜面结构进而使得带动杆带动第一延伸杆和转动柱进行转动，并且带动弹簧结构带动第一延伸杆向另外一侧进行偏转，相应地使得第一铰接杆拉动第一驱动轴与所述第一从动轴分离，相应地通过第二铰接杆带动所述第二驱动轴与所述第二从动轴配合；而当在向第二侧的方向移动的过程中，则会相应地使得第一铰接杆拉动第一驱动轴与所述第一从动轴配合，相应地通过第二铰接杆带动所述第二驱动轴与所述第二从动轴分离。
29.一个优选的方案是，还包括竖直杆体，所述竖直杆体设置在所述支撑台上，所述竖直杆体的上端具有图像采集器，所述图像采集器用于采集农田信息，所述图像采集器与所述信息管理平台信号连接；最内端的组合单元的所述第一收纳曲柄与收纳转动齿轮连接，所述收纳转动齿轮与收纳转动电机连接，所述收纳转动电机与所述信息管理平台连接；
30.该工作方法包括下面的步骤：通过所述图像采集器对于待浇水灌溉的农田区域进行实时地图像取景，并且把图像或者视频信号发送给所述信息管理平台，所述信息管理平台发出控制信号以进行调节；
31.所述收纳转动电机提供动力，使得所述收纳转动齿轮进行转动，相应地使得所述第一收纳曲柄进行折叠收纳，以完成调节过程。
附图说明
32.图1是本发明一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法局部的结构示意图；
33.图2是本发明一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法局部的结构示意图；
34.图3是图2中a区的放大结构示意图；
35.图4是本发明一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法引导管组件局部的结构示意图；
36.图5是图2中b区的放大结构示意图；
37.图6是图1中c区的放大结构示意图；
38.图7是本发明一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法移动架的局部结构示意图；
39.图8是本发明一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法水平驱动结构局部的结构示意图；
40.图9是本发明一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法水平驱动结构局部的结构示意图；
41.图10是是本发明一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法切换结构局部的结构示意图；
42.图11是是本发明一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统及方法切换结构
局部的结构示意图；
具体实施方式
43.第一实施例：
44.如图1至图11所示，本发明提供的一种基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统，其包括支撑架10、移动架20、引导管组件40和信息管理平台；
45.支撑架10具有基架11，基架11下方设置有移动轮12，基架11上设置有卷盘轴13，卷盘轴13上盘绕有水管15；
46.移动架20具有支撑台21、滚轮22、安装台23、可伸缩架24，安装台23设置在支撑台21上，支撑台21的下方设置滚轮22，可伸缩架24为两组，两组的可伸缩架24设置在安装台23的两侧端部，可伸缩架24具有多个依次连接的组合单元30，组合单元30具有两侧对称设置的第一弯折曲柄25和第二弯折曲柄26，并且组合单元30还包括第一收纳曲柄27、第二收纳曲柄28和第一支撑杆29，第一弯折曲柄25和第二弯折曲柄26铰接连接，第一弯折曲柄25与第一支撑杆29铰接，第二弯折曲柄26与相邻的另一组的组合单元30的第一支撑杆29铰接，第一收纳曲柄27的内端铰接在第一支撑杆29上，第一收纳曲柄27的外端铰接在第二收纳曲柄28上，第二收纳曲柄28的外端铰接在相邻的另一组的组合单元30的第一支撑杆29上；
47.引导管组件40具有连接管体41、第一支管42和第二支管43，连接管体41与水管15连接，连接管体41分别与第一支管42和第二支管43连接，第一支管42和第二支管43为柔性结构，并且第一支管42和第二支管43分别布置在可伸缩架24上，第一支管42和第二支管43上具有多个分散喷头43，分散喷头43通过连接块44设置在第一支撑杆29上；
48.信息管理平台通过无线信号与可伸缩架24建立信号控制连接。
49.本发明提供的基于信息化管理平台的智慧农业浇灌系统的工作方法，其特征在于，包括下面的步骤：
50.s1：把支撑架10在移动轮12的作用下移动至水源位置，然后把水管15的上游口与水源进行连接；
51.s2：通过滚轮22带动支撑台21进行位置移动，进而移动至不同的位置完成浇水动作，水管内的水流沿着连接管体41进入到第一支管42和第二支管43，然后从第一支管42和第二支管43下方设置的分散喷头43喷出后完成下方植物的浇水灌溉动作；
52.s3：远程控制人员通过信息管理平台对于可伸缩架24进行伸缩程度的调节，即根据待浇水灌溉的区域面积相应地调整可伸缩架24的宽度大小，通过对于第一收纳曲柄27摆动作用，相应地使得第二收纳曲柄28进行弯折摆动，进而通过第一支撑杆29带动两侧位置的第一弯折曲柄25和第二弯折曲柄26进行收纳折叠，同时会顺序带动下游一侧的多个依次连接的组合单元30进行收纳折叠，进而完成对于可伸缩架24的宽度调整，相应地使得分散喷头43的覆盖区域进行调整，以完成指定区域内的浇水灌溉作业。
53.第二实施例：
54.本实施例中，还包括翻转组件50，翻转组件50设置在安装台23上，翻转组件50包括第一安装板体51、第二安装板体52、第一转动扇齿轮53、第二转动扇齿轮54、驱动电机55，驱动电机55与第一转动扇齿轮53连接，第一转动扇齿轮53与第二转动扇齿轮54啮合连接，第一安装板体51的内端连接在第一转动扇齿轮53，第二安装板体52的内端连接在第二转动扇
齿轮54，第一安装板体51和第二安装板体52的外端均设置一组可伸缩架24。
55.本实施例的装置包括下面的步骤：
56.通过翻转组件50的工作能够使得两侧位置的可伸缩架24进行展开和靠拢合并，并且在靠拢合并状态的时候使得可伸缩架24的延伸方向与移动架20的前行方向平行；驱动电机55提供动力，使得第一转动扇齿轮53进行转动，相应地使得第二转动扇齿轮54进行转动，第一转动扇齿轮53进行转动的时候则会带动第一安装板体51进行翻转摆动，相应地使得这一侧的可伸缩架24进行翻转摆动，另外第二转动扇齿轮54进行转动的时候则会带动第二安装板体52进行翻转摆动，相应地使得这一侧的可伸缩架24进行翻转摆动。
57.第三实施例：
58.本实施例还包括水平驱动结构60，水平驱动结构60包括固定板61、动力电机62、第一驱动轴63、第一驱动齿轮64、第一驱动环形齿65、第一从动环形齿66、第一从动齿轮67、第一从动轴68、第二驱动轴69、第二驱动齿轮70、第二驱动环形齿71、第二从动环形齿72、第二从动齿轮73、第二从动轴74，动力电机62设置在固定板61上，动力电机62与第一驱动轴63连接，第一驱动轴63上设置第一驱动齿轮64和第一驱动环形齿65，第一驱动环形齿65与第一从动环形齿66可分离配合连接，第一从动轴68上设置第一从动环形齿66和第一从动齿轮67；第二驱动齿轮70与第一驱动齿轮64啮合连接，第二驱动轴69上设置第二驱动齿轮70和第二驱动环形齿71，第二驱动环形齿71与第二从动环形齿72可分离配合连接，第二从动轴74上设置第二从动环形齿72和第二从动齿轮73；
59.安装板75的下端形成水平齿板结构80，水平齿板结构80与第一从动齿轮67和第二从动齿轮73啮合连接，安装板75的下部可滑动地设置在连接竖直块82上，连接竖直块82设置在支撑台21上，连接竖直块82上设置第二从动轴74和第一从动轴68；
60.还包括切换结构90，切换结构90包括转动柱91、弹簧结构92、第一延伸杆93、第二延伸杆94、带动杆95，转动柱91设在在支撑台21上，转动柱91的中部设置有第一铰接杆96和第二铰接杆97，第一铰接杆96与第一驱动轴63连接，第二铰接杆97与第二驱动轴69连接，第一延伸杆93和第二延伸杆94分别设置在转动柱91的顶部，并且第一延伸杆93和第二延伸杆94的端部通过弹簧结构92连接，带动杆95设置在第一延伸杆93的端部，带动杆95的两端分别具有第一带动头98和第二带动头99；安装板75上设置有第一换向板101和第二换向板102，第一换向板101具有第一斜面结构103，第二换向板102具有第二斜面结构104。
61.包括下面的步骤：
62.水平驱动结构60的水平位置调节步骤如下，第一侧的驱动过程如下：通过动力电机62提供动力相应使得第一驱动轴63进行转动，第一驱动轴63会带动第一驱动齿轮64和第一驱动环形齿65进行转动，当第一驱动环形齿65与第一从动环形齿66配合的时候则会带动第一从动轴68和第一从动齿轮67转动，相应地使得第一从动齿轮67带动安装板75进行水平方向上的位置调节，进而带动可伸缩架24向第一侧位置进行移动；
63.另外，在第二侧的驱动过程中，第一驱动环形齿65与第一从动环形齿66分离，并且第二驱动环形齿71与第二从动环形齿72接触配合，此时第一从动齿轮67失去对于安装板75的驱动作用，相应地第一驱动齿轮64驱动第二驱动齿轮70和第二驱动轴69转动，相应地第二驱动环形齿71带动第二从动环形齿72和第二从动轴74以及第二从动齿轮73进行转动，相应地带动安装板75进行向第二侧的位置移动；通过第一侧和第二侧的反复位置移动，相应
提高可伸缩架24在两侧位置的覆盖区域；
64.切换过程的步骤如下，当在向第一侧的方向进行移动的过程中，第一带动头98会触碰到第二换向板102的第一斜面结构103进而使得带动杆95带动第一延伸杆93和转动柱91进行转动，并且带动弹簧结构92带动第一延伸杆93向另外一侧进行偏转，相应地使得第一铰接杆96拉动第一驱动轴63与第一从动轴68分离，相应地通过第二铰接杆97带动第二驱动轴69与第二从动轴74配合；而当在向第二侧的方向移动的过程中，则会相应地使得第一铰接杆96拉动第一驱动轴63与第一从动轴68配合，相应地通过第二铰接杆97带动第二驱动轴69与第二从动轴74分离。
65.第四实施例：
66.本实施例还包括竖直杆体110，竖直杆体110设置在支撑台21上，竖直杆体110的上端具有图像采集器，图像采集器用于采集农田信息，图像采集器与信息管理平台信号连接；最内端的组合单元30的第一收纳曲柄27与收纳转动齿轮111连接，收纳转动齿轮111与收纳转动电机112连接，收纳转动电机112与信息管理平台连接；
67.该工作方法包括下面的步骤：通过图像采集器对于待浇水灌溉的农田区域进行实时地图像取景，并且把图像或者视频信号发送给信息管理平台，信息管理平台发出控制信号以进行调节；
68.收纳转动电机112提供动力，使得收纳转动齿轮111进行转动，相应地使得第一收纳曲柄27进行折叠收纳，以完成调节过程。
69.另外，支撑架可以具体采用现有的卷盘式喷灌机的结构类型。