本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，尤其是涉及一種自走式渠道灌溉裝置及其灌溉方法。

背景技術(shù)：

在我國，灌溉渠道及其硬化襯砌深受農(nóng)戶歡迎。灌溉時，水從機井或河流水庫等進入灌溉渠道，然后通過建筑在渠道上的出水口進入田間進行灌溉。出水口承擔(dān)著水從灌溉渠道進入田間的任務(wù)，然而現(xiàn)有的灌溉渠道出水口存在如下問題：（1）灌溉渠道出水口目前多采用混凝土砌筑的小閘門，按設(shè)計規(guī)范一般30~50m布置1座。由于目前農(nóng)村仍以家庭聯(lián)產(chǎn)承包為主，農(nóng)戶田地條塊化，為方便每家每戶能及時灌溉，農(nóng)戶往往希望每家田頭均設(shè)1個出水口，顯然這在工程中很不現(xiàn)實，部分農(nóng)戶為圖方便自行在灌溉渠道上私自開口，使得渠道損壞甚至報廢，增加了灌溉渠道的管理難度，減少了渠道使用壽命；（2）現(xiàn)在的渠道出水口乃至灌溉渠道的智能化自動化水平相對較低，農(nóng)戶每次灌溉均需人工操作，費時費力，同時，這種灌溉仍以農(nóng)戶“糞大水勤，不用問人”的傳統(tǒng)灌溉經(jīng)驗為主，無法建立有效的灌溉監(jiān)控管理，農(nóng)業(yè)灌溉水利用率不高，水資源浪費嚴重；（3）由于出水口建設(shè)不達標，往往存在漏水現(xiàn)象，有時積水甚至沖毀渠道基礎(chǔ)等，這進一步造成了水資源的浪費。為此，需要開發(fā)一種新型的自走式渠道灌溉設(shè)備，以取代現(xiàn)有的灌溉渠道出水口，能滿足每家每戶農(nóng)民灌溉需求，實現(xiàn)渠道灌溉的自動監(jiān)測控制，實現(xiàn)智能化渠道灌溉。

中國專利申請?zhí)?01420237632.5公開了一種水力自動灌溉裝置，所述裝置包括水渠渠體，水渠渠體內(nèi)壁與浮箱拍門通過第一連接件鉸接，浮箱拍門一側(cè)貼設(shè)有第一橡膠止水板，浮箱拍門上部設(shè)有排氣孔，中部設(shè)有第一進水孔，下部設(shè)有第一排水孔；所述裝置還包括涵管，涵管穿過水渠渠體，涵管進水端與第一橡膠止水板配合，涵管出水端位于農(nóng)田上方；涵管出水端通過第二連接件與出水閥門鉸接，出水端下方設(shè)有儲水箱，儲水箱內(nèi)設(shè)有球形浮子，球形浮子通過連接件與出水閥門連接，球形浮子的上半球上設(shè)有第二進水孔，下半球上設(shè)有第二出水孔。該裝置需要對每個進出水口進行操作，而且還需要經(jīng)常進行維護，費時費力。中國專利申請?zhí)?01220026838.4公開了一種移動噴灌設(shè)備，包括抽水泵與輸送水管道，在田間使用的裝載車輛上安裝有自動盤管機構(gòu)，該機構(gòu)具有不同的速度擋位，對應(yīng)于不同的灌溉水量；所述自動盤管機構(gòu)外側(cè)連接有通向水源的灌溉輸送管道及通向田間的水泵供水軟管，所述供水軟管端部連接到高均勻度噴頭；裝載車輛上還安裝有噴灌控制裝置及柴油動力水泵。該裝置可以代替灌溉渠道出水口，但是主要依靠人力控制，自動化程度低，勞動強度大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自走式渠道灌溉裝置，該裝置可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的渠道出水口，可增加渠道使用壽命，成本低，便于自動化控制，可實現(xiàn)自動灌溉，節(jié)省人力，節(jié)約用水。

本發(fā)明還提供了一種自走式渠道灌溉裝置的灌溉方法。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種自走式渠道灌溉裝置，包括智能行走機構(gòu)、供水機構(gòu)、PLC控制器和直流電源，所述直流電源為所述智能行走機構(gòu)、供水機構(gòu)和PLC控制器提供電源；

所述智能行走機構(gòu)包括車架、設(shè)置在車架底部的移動輪、設(shè)置在移動輪上的距離測量模塊和驅(qū)動所述移動輪運轉(zhuǎn)的電機一，所述供水機構(gòu)包括進水管、出水管和連接所述進水管和出水管的抽水裝置，所述出水管上設(shè)置智能水表；

所述PLC控制器與所述距離測量模塊、電機一、智能水表電連接。

進一步的，所述PLC控制器上連接觸摸屏，所述車架上設(shè)置防水罩，所述防水罩與所述觸摸屏相對應(yīng)位置上設(shè)置透明門。

進一步的，所述車架側(cè)端設(shè)置多個通風(fēng)孔，所述防水罩頂端設(shè)置提手。

進一步的，所述車架為兩層結(jié)構(gòu)，所述供水機構(gòu)位于下層，所述PLC控制器和直流電源位于上層。

進一步的，所述距離測量模塊為里程表傳感器。

進一步的，所述抽水裝置為水泵，所述水泵進水端連接所述進水管，所述水泵出水端連接所述出水管，所述PLC控制器與所述水泵電連接。

進一步的，所述抽水裝置包括電機二，所述電機二固定連接的L型支架、所述L型支架轉(zhuǎn)動連接轉(zhuǎn)動桿，所述轉(zhuǎn)動桿下部轉(zhuǎn)動連接連桿，所述連桿底部固定活塞，所述活塞設(shè)置在筒體內(nèi)，所述筒體一側(cè)連接所述進水管，另一側(cè)連接所述出水管，所述進水管上設(shè)置止回閥一，所述出水管上設(shè)置止回閥二，所述PLC控制器與所述電機二電連接。

進一步的，該自走式渠道灌溉裝置還包括罩體，所述罩體上設(shè)置太陽能發(fā)電系統(tǒng)和防護門。

進一步的，所述進水管底端設(shè)置過濾網(wǎng)，所述車架底部兩側(cè)設(shè)置防護板。

一種利用自走式渠道灌溉裝置的灌溉方法，包括以下步驟：

（1）根據(jù)田間農(nóng)作物用水需求以及每戶農(nóng)田的間距在PLC控制器設(shè)定供水量和行走距離；

（2）自走式渠道灌溉裝置沿著渠道頂端運行，距離測量模塊測量出的運行距離達到設(shè)定行走距離后供水機構(gòu)開始工作，當智能水表上的水量達到設(shè)定供水量時，供水機構(gòu)停止工作，智能行走機構(gòu)行走至下一供水點繼續(xù)供水。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明自走式渠道灌溉裝置，包括智能行走機構(gòu)、供水機構(gòu)、PLC控制器和直流電源，其中直流電源為整個裝置提供電源，直流電源可選用可充電電源，當供水結(jié)束，自走式渠道灌溉裝置回到罩體中，罩體中設(shè)置有充電裝置，可采用太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電產(chǎn)生的電能充電，經(jīng)濟環(huán)保；另外罩體上可設(shè)置防護門，用以將該自走式渠道灌溉裝置鎖起來，防盜防雨，以增加該裝置使用壽命。

2、智能行走機構(gòu)包括車架、設(shè)置在車架底部的移動輪、設(shè)置在移動輪上的距離測量模塊和驅(qū)動移動輪運轉(zhuǎn)的電機一，其中車架為兩層，車架側(cè)端設(shè)置有通風(fēng)孔，可有助于散熱；車架下層為供水機構(gòu)，供水機構(gòu)包括進水管、出水管和抽水裝置，出水管上設(shè)置智能水表，其中進水管底端設(shè)置在渠道的水中，出水管對應(yīng)農(nóng)田，為防止進水管和出水管出現(xiàn)拖拽現(xiàn)象，車架底部兩側(cè)分別設(shè)置防護板，以增加進水管和出水管使用壽命。PLC控制器與距離測量模塊、電機一、智能水表電連接，可實現(xiàn)該灌溉裝置自動化控制。

3、PLC控制器上連接觸摸屏，車架上設(shè)置防水罩，防水罩罩在車架上并可以用鎖鎖上，一方面防盜，另一方面可以防風(fēng)防雨防曬，而防水罩與觸摸屏相對應(yīng)位置上設(shè)置透明門，一方面可以觀察車架內(nèi)部情況，另一方面可以隨時打開透明門對PLC控制器進行操作。

4、抽水裝置可以設(shè)置為水泵，水泵進水端連接進水管，水泵出水端連接出水管，而PLC控制器與水泵電連接，當該灌溉裝置開始運行時，PLC發(fā)出指令開啟水泵，而當智能水表上的水量達到PLC設(shè)定供水量時，PLC發(fā)出指令關(guān)閉水泵，停止供水，方便對供水進行自動化控制。

5、抽水裝置也可以設(shè)計成其他結(jié)構(gòu)，包括電機二，與電機二固定連接的L型支架，L型支架轉(zhuǎn)動連接轉(zhuǎn)動桿，轉(zhuǎn)動桿下部轉(zhuǎn)動連接連桿，連桿底部固定活塞，活塞設(shè)置在筒體內(nèi)，筒體一側(cè)連接進水管，另一側(cè)連接出水管，進水管上設(shè)置止回閥一，出水管上設(shè)置止回閥二，PLC控制器與電機二電連接，當開始供水時，PLC發(fā)出指令開啟電機二，電機二帶動L型支架旋轉(zhuǎn)，進而帶動轉(zhuǎn)動桿運動，而轉(zhuǎn)動桿帶動連桿和活塞在筒體中上下運動，當活塞由筒體底部向上運動時，由于筒體內(nèi)氣壓降低，進水管上設(shè)置的止回閥一開啟，水流入進水管，當活塞向下運動時，止回閥一關(guān)閉，止回閥二開啟，水通過出水管流出，隨著活塞上下運動，將水從渠道輸送至農(nóng)田中，該結(jié)構(gòu)供水比較穩(wěn)定，水流流速更容易控制，比較適用于本發(fā)明渠道水輸送。

6、總之，本發(fā)明的自走式渠道灌溉裝置可以替代傳統(tǒng)的渠道出水口，相較于現(xiàn)有的混凝土澆筑出水口，可以減少渠道開口量，便于渠道一體化高效施工，減少了出水口占地，也防止渠道因施工質(zhì)量帶來的漏水滲水問題。

另外，本發(fā)明的灌溉裝置可在渠道上根據(jù)農(nóng)田距離實現(xiàn)自動化移動，克服了現(xiàn)有澆筑出水口只能固定距離施工安裝的問題，更適用于目前各家各戶農(nóng)田灌溉現(xiàn)狀，更受農(nóng)戶歡迎接受，降低了農(nóng)民毀壞渠道的風(fēng)險。而且灌溉裝置能智實現(xiàn)自動化控制，自動灌溉，可節(jié)省人力，更能節(jié)約用水，實現(xiàn)智能高效灌溉。

附圖說明

圖1為實施例1中自走式渠道灌溉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1中自走式渠道灌溉裝置的實施方式示意圖；

圖3為實施例1控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為實施例2中自走式渠道灌溉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實施例2中抽水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實施例2控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖7為實施例3中自走式渠道灌溉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為實施例4控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中：1-PLC控制器，2-直流電源，3-車架，4-移動輪，5-距離測量模塊，6-進水管，7-出水管，8-抽水裝置，9-智能水表，10-防水罩，11-過濾網(wǎng)，12-觸摸屏，13-透明門，14-電機一，15-電機二，16-轉(zhuǎn)動桿，17-連桿，18-活塞，19-筒體，20-止回閥一，21-止回閥二，22-罩體，23-太陽能發(fā)電系統(tǒng)，24-L型支架，25-通風(fēng)孔，26-提手，27-防護門，28-防護板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。

實施例1

如圖1-圖3所示，一種自走式渠道灌溉裝置，包括智能行走機構(gòu)、供水機構(gòu)、PLC控制器1和直流電源2，直流電源2為智能行走機構(gòu)、供水機構(gòu)和PLC控制器提供電源，直流電源2為可充電電源，PLC控制器通過串口通訊線連接觸摸屏12，方便對該灌溉裝置進行自動化控制。

智能行走機構(gòu)包括車架3、設(shè)置在車架3底部的移動輪4、設(shè)置在移動輪4上的距離測量模塊5和驅(qū)動移動輪4運轉(zhuǎn)的電機一14，本實施例中的距離測量模塊5為里程表傳感器；其中車架3上設(shè)置有防水罩10，防水罩10直接罩在車架3上，并可以用鎖鎖上，能防盜防水，從而防止車架上的裝置損壞，防水罩10頂端設(shè)置提手26，方便操作防水罩10，車架3側(cè)端設(shè)置多個通風(fēng)孔25，有利于車架3內(nèi)的裝置散熱，防水罩10與觸摸屏12相對應(yīng)位置上設(shè)置透明門13，不僅方便查看設(shè)備的運行狀態(tài)，還可以隨時操作PLC控制器1。

供水機構(gòu)包括進水管6、出水管7和抽水裝置8，其中出水管7上設(shè)置智能水表9；本實施例中的抽水裝置8為水泵，其中水泵進水端連接進水管6，水泵出水端連接出水管7。本實施例中車架3為兩層結(jié)構(gòu)，供水機構(gòu)位于下層，PLC控制器1和直流電源2位于上層，以防止PLC控制器1和直流電源接觸到水從而影響使用性能。

其中PLC控制器1與距離測量模塊5、電機一14、智能水表9以及水泵電連接。

本發(fā)明自走式渠道灌溉裝置還包括罩體22，罩體22頂端設(shè)置太陽能發(fā)電系統(tǒng)23，罩體22內(nèi)部設(shè)置有充電裝置，可直接給自走式渠道灌溉裝置充電，罩體22上還設(shè)置有防護門27，用以將該自走式渠道灌溉裝置鎖起來，防盜防雨，以增加該裝置使用壽命。

一種自走式渠道灌溉裝置的灌溉方法，包括以下步驟：

（1）根據(jù)田間農(nóng)作物用水需求以及每戶農(nóng)田的間距在PLC控制器1設(shè)定供水量和行走距離；

（2）自走式渠道灌溉裝置沿著渠道頂端運動，當設(shè)置在移動輪4上的距離測量模塊5測量出的運行距離達到設(shè)定行走距離后，PLC控制器1發(fā)出指令關(guān)閉電機一，移動輪4停止前進，同時PLC控制器1發(fā)出指令開啟水泵，渠道中的水沿進水管6進入出水管7進而進入農(nóng)田中，而當智能水表上的水量達到PLC控制器1設(shè)定供水量時，PLC控制器1發(fā)出指令關(guān)閉水泵，供水機構(gòu)停止工作，智能行走機構(gòu)行走至下一供水點繼續(xù)供水。

（3）當供水結(jié)束后，該自走式渠道灌溉裝置運動至渠道首段設(shè)置的罩體22中，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)23產(chǎn)生的電能對直流電源2進行充電，經(jīng)濟環(huán)保，可將防護門27鎖上，防盜防水。

實施例2

本實施例與實施例1結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于：如圖4-圖6所示，抽水裝置8包括電機二15，電機二15輸出端固定連接的L型支架24，L型支架24通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接轉(zhuǎn)動桿16，轉(zhuǎn)動桿16下部通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接連桿17上部，連桿17底部固定活塞18，活塞18設(shè)置在筒體19內(nèi)，筒體19一側(cè)連接進水管6，另一側(cè)連接出水管7，進水管6上設(shè)置止回閥一20，出水管7上設(shè)置止回閥二21，PLC控制器1與電機二15電連接。

一種自走式渠道灌溉裝置的灌溉方法，包括以下步驟：

（1）根據(jù)田間農(nóng)作物用水需求以及每戶農(nóng)田的間距在PLC控制器1設(shè)定供水量和行走距離；

（2）自走式渠道灌溉裝置沿著渠道頂端運動，當設(shè)置在移動輪4上的距離測量模塊5測量出的運行距離達到設(shè)定行走距離后，PLC控制器1發(fā)出指令關(guān)閉電機一，移動輪4停止前進，同時PLC控制器1發(fā)出指令開啟電機二15，電機二15帶動L型支架24旋轉(zhuǎn)，進而帶動轉(zhuǎn)動桿16運動，而轉(zhuǎn)動桿16帶動連桿17上下運動，從而帶動活塞18在筒體19中上下運動，當活塞18由筒體19底部向上運動時，由于筒體19內(nèi)氣壓降低，進水管6上設(shè)置的止回閥一20開啟，水流入進水管6，當活塞18向下運動時，止回閥一關(guān)閉20，止回閥二21開啟，水通過出水管7流出，隨著活塞18上下運動，將水從渠道輸送至農(nóng)田中，該結(jié)構(gòu)供水比較穩(wěn)定，水流流速方便控制。而當智能水表上的水量達到PLC控制器1設(shè)定供水量時，PLC控制器1發(fā)出指令關(guān)閉水泵，供水機構(gòu)停止工作，智能行走機構(gòu)行走至下一供水點繼續(xù)供水。

（3）當供水結(jié)束后，該自走式渠道灌溉裝置運動至渠道首段設(shè)置的罩體22中，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)23產(chǎn)生的電能對直流電源2進行充電，可將防護門27鎖上，防盜防水。

實施例3

本實施例的自走式渠道灌溉裝置與實施例2結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于：如圖7所示，進水管6底端設(shè)置過濾網(wǎng)11，用以對渠道中的水進行過濾，防止阻塞進水管6，車架3底部兩側(cè)設(shè)置防護板28，用以防護進水管6和出水管7，避免進水管6和出水管7在地面上發(fā)生拖拽現(xiàn)象，以增加進水管和出水管的使用壽命。

實施例4

本實施例的自走式渠道灌溉裝置與實施例3結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于：如圖8所示，移動輪4上設(shè)置制動器，制動器與PLC控制器1電連接，當設(shè)置在移動輪4上的距離測量模塊5測量出的運行距離達到設(shè)定行走距離后，PLC控制器1發(fā)出指令關(guān)閉電機一，同時開啟制動器對移動輪4進行制動，移動輪4停止前進，而當供水結(jié)束后，供水機構(gòu)停止工作，PLC控制器1發(fā)出指令開啟電機一，同時制動器停止對移動輪4制動，智能行走機構(gòu)行走至下一供水點，制動器的設(shè)置能確保該灌溉裝置即走即停。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。