一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统

专利2026-02-16  8


本发明涉及平移式灌溉控制,具体为用于基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统。


背景技术:

1、平移式灌溉设备是一种用于牧草、谷类、蔬菜、棉花、甘蔗等经济作物的灌溉的设备,由十几个塔架支承一根很长的喷洒支管,一边行走一边喷洒,平移式的支管是横向平移。节省水量、经济施肥、调节地面气候且不受地形限制,对山地或丘陵地区地形起伏大,地面倾斜度大,其他节水灌溉难以使用的地方均可进行喷灌,使农田灌溉从传统的人工作业变成半机械化、机械化,甚至自动化作业,加快了农业现代化的进程。

2、目前平移式灌溉设备虽然能够实现大面积喷灌作业,但平移式灌溉设备上固定设置的喷灌管路和喷头,导致喷灌的高度、角度控制调节不便,而农作物种植的方式不同,因此,平移式灌溉设备喷灌存在一定的偏差,如喷灌与种植垄之间不对应,喷灌存在浪费,尤其是喷灌中携带的水肥和药液等,控制精度低。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,该控制系统包括采集模块、处理模块、控制模块、远程终端和执行模块,所述采集模块的输出端与处理模块的输入端电性连接,所述处理模块的输出端与控制模块的输入端电性连接,所述控制模块的输出端与执行模块的输入端电性连接,控制模块与远程终端电性连接,所述执行模块设于平移灌溉设备上;

3、所述平移灌溉设备包括平移架、支撑架、升降机构、旋转机构、支撑板、连接管、喷溉支管、喷溉总管和缓冲箱,所述平移架的顶部设有支撑架,所述支撑架的顶部通过升降机构设有支撑板,所述支撑板上设有喷溉总管,所述喷溉总管的底部连通设有若干等间距均匀分布的连接管,所述连接管靠近喷溉总管的一端设有控制阀,所述连接管的底部通过旋转机构设有喷溉支管,所述喷溉支管的底部连通设有喷头,所述喷溉总管的一端贯穿支撑板与波纹管的一端连接,所述波纹管的另一端通过固定管与供水管连接,所述供水管经过放卷盘与缓冲箱的出口连接,所述缓冲箱上设有添加机构,所述缓冲箱的入口通过供水管水泵的输出端连接,所述水泵的输入端通过输水管与进水口连接,所述水泵和缓冲箱之间的供水管上设有一号流量计,所述平移架的底部设有行走轮,所述平移架的一端设有感应探头,所述感应探头一侧的平移架内设有蓄电池仓,所述平移架一侧的顶部设有控制器。

4、优选的,所述升降机构包括一号蜗轮、一号蜗杆、一号电机、内螺套和升降螺杆,支撑架的顶部通过防护箱设有一号蜗轮和一号蜗杆,一号蜗轮和一号蜗杆之间啮合设置,一号蜗轮的内部设有同圆心的内螺套,支撑板的顶部设有升降螺杆,内螺套与升降螺杆螺纹连接,一号蜗杆的一端通过联轴器与一号电机的输出端连接。

5、优选的,所述旋转机构包括安装箱、二号蜗轮、二号蜗杆、二号电机、旋转接头和连通管,连接管的底部设有安装箱,安装箱的内部设有二号蜗轮、二号蜗杆,二号蜗轮、二号蜗杆之间啮合设置,二号蜗轮的顶部设有旋转接头,旋转接头与连接管的底部密封旋转连接,旋转接头的底部通过连通管与喷溉支管连接,二号蜗轮固定设于连通管的外侧,二号蜗杆的一端通过联轴器与二号电机的输出端连接。

6、优选的,所述添加机构包括供应泵和储存箱,缓冲箱的顶部设有添加口,添加口通过添加管与供应泵的输出端连接,供应泵的输入端通过添加管与储存箱的输出端连接,添加管上设有二号流量计。

7、优选的,所述缓冲箱内部的中间设有电动搅拌器。

8、优选的,所述采集模块包括感应探头、角度传感器、测距传感器、一号流量计、二号流量计和摄像头,角度传感器、测距传感器安装在喷溉支管上,摄像头安装在喷溉总管和平移架上;所述执行模块包括控制阀、行走轮、一号电机、二号电机、供应泵、电动搅拌器和水泵。

9、优选的,所述支撑架的顶部呈水平结构设置,所述支撑架呈三角架结构设置,所述平移架设有若干个。

10、优选的,所述喷溉支管的长度小于相邻两个连接管之间的间距设置,所述喷溉支管底部的喷头至少设有两个。

11、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

12、1、本基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,通过设置的控制系统,基于采集模块获取平移式灌溉设备运行各参数,控制平移式灌溉设备运行,使平移式灌溉设备控制灵敏、精准,且平移式灌溉设备可以通过控制系统灵活调节灌溉的高度、间距、角度,使平移式灌溉设备灌溉利用率更高,节水性好,功能性强。

13、2、本基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,通过设置在支撑架上的升降机构,支撑板上的升降螺杆与内螺套、一号蜗轮、一号蜗杆、一号电机配合,实现喷溉总管、喷溉支管及喷头高度的调节,使得平移式灌溉设备适合不同高度作物的喷溉作业;连接管上设置的旋转机构,连通管与旋转接头、二号蜗轮、二号蜗杆、二号电机配合,实现喷溉支管的旋转角度调节,使平移式灌溉设备适合大面积或种植垄的喷溉作业;一号蜗轮与一号蜗杆啮合自锁,二号蜗轮与二号蜗杆啮合自锁,使喷溉高度调节、角度调节均可自锁保持稳定的作业状态,控制调节方便。

14、1、本基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,通过设置在供水管上的缓冲箱,缓冲箱与供应泵、储存箱配合,结合缓冲箱内设置的电动搅拌器,实现平移式灌溉设备控制喷溉施肥、施药的功能,施入均匀、控制精准。



技术特征:

1.一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,其特征在于:该控制系统包括采集模块、处理模块、控制模块、远程终端和执行模块,所述采集模块的输出端与处理模块的输入端电性连接,所述处理模块的输出端与控制模块的输入端电性连接,所述控制模块的输出端与执行模块的输入端电性连接,控制模块与远程终端电性连接,所述执行模块设于平移灌溉设备上;

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,其特征在于:所述升降机构(3)包括一号蜗轮(31)、一号蜗杆(32)、一号电机(33)、内螺套(34)和升降螺杆(35),支撑架(2)的顶部通过防护箱设有一号蜗轮(31)和一号蜗杆(32),一号蜗轮(31)和一号蜗杆(32)之间啮合设置,一号蜗轮(31)的内部设有同圆心的内螺套(34),支撑板(5)的顶部设有升降螺杆(35),内螺套(34)与升降螺杆(35)螺纹连接,一号蜗杆(32)的一端通过联轴器与一号电机(33)的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,其特征在于:所述旋转机构(4)包括安装箱(41)、二号蜗轮(42)、二号蜗杆(43)、二号电机(44)、旋转接头(45)和连通管(46),连接管(6)的底部设有安装箱(41),安装箱(41)的内部设有二号蜗轮(42)、二号蜗杆(43),二号蜗轮(42)、二号蜗杆(43)之间啮合设置,二号蜗轮(42)的顶部设有旋转接头(45),旋转接头(45)与连接管(6)的底部密封旋转连接,旋转接头(45)的底部通过连通管(46)与喷溉支管(7)连接,二号蜗轮(42)固定设于连通管(46)的外侧,二号蜗杆(43)的一端通过联轴器与二号电机(44)的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,其特征在于:所述添加机构包括供应泵(17)和储存箱(18),缓冲箱(13)的顶部设有添加口,添加口通过添加管与供应泵(17)的输出端连接,供应泵(17)的输入端通过添加管与储存箱(18)的输出端连接,添加管上设有二号流量计。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,其特征在于:所述缓冲箱(13)内部的中间设有电动搅拌器。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,其特征在于:所述采集模块包括感应探头(19)、角度传感器、测距传感器、一号流量计、二号流量计和摄像头,角度传感器、测距传感器安装在喷溉支管(7)上,摄像头安装在喷溉总管(8)和平移架(1)上;所述执行模块包括控制阀(9)、行走轮(22)、一号电机(33)、二号电机(44)、供应泵(17)、电动搅拌器和水泵(14)。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,其特征在于:所述支撑架(2)的顶部呈水平结构设置,所述支撑架(2)呈三角架结构设置,所述平移架(1)设有若干个。

8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,其特征在于:所述喷溉支管(7)的长度小于相邻两个连接管(6)之间的间距设置,所述喷溉支管(7)底部的喷头(71)至少设有两个。


技术总结
本发明公开了一种基于机器视觉的平移式灌溉设备控制系统,该控制系统包括采集模块、处理模块、控制模块、远程终端和执行模块,采集模块的输出端与处理模块的输入端电性连接,处理模块的输出端与控制模块的输入端电性连接,控制模块的输出端与执行模块的输入端电性连接,控制模块与远程终端电性连接,执行模块设于平移灌溉设备上;平移灌溉设备包括平移架、支撑架、升降机构、旋转机构、支撑板、连接管、喷溉支管、喷溉总管和缓冲箱。本发明通过设置有一系列的结构,控制系统获取运行各参数,设备控制灵敏、精准,通过控制系统灵活调节灌溉的高度、间距、角度,平移式灌溉设备灌溉利用率更高,节水性好,功能性强,控制调节方便。

技术研发人员:徐坤,王祺,刘思邦,秦钢,耿文波,周子昂,张鸿辉,秦东霞,高光,刘奎立
受保护的技术使用者:周口师范学院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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