[發明專利]盆栽作物精準澆水裝置

在審

• 申請號: 201811577135.9
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109644840A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 梁秀英;盧少志;袁海寧;楊萬能;楊萬里;張天浩;馬箐徽;何磊;李為坤
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: A01G27/00
• 分類號: A01G27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明設計一種盆栽作物精準澆水裝置，該裝置包含輪式小車底盤、鋼叉及其升降系統、控制系統、水泵及自動供水系統、小車引導系統、太陽能供電系統等6個功能模塊組成，輪式底盤裝有4個100W直流電機，最大負載150KG，輪式底盤在平坦地面行走更為靈活；小車頂端安裝太陽能電池板；小車引導系統可使小車沿預設軌跡行走；控制系統和自動供水系統通過盆栽重量、現有土壤含水量和所需含水量計算出所要加的水量，再通過供水系統給作物精準補充所需水量；太陽能供電解決小車的日常用電問題；計算機可自動保存將盆栽稱重前后重量、土壤含水量和盆栽編號，還可連接PLC。在對盆栽作物的抗旱性研究中采用本發明，可以精準的為盆栽作物補充所需水量。

技術領域

本發明為一種精準澆水輪式小車，可以自動為盆栽作物精準補充其所需水分，使盆栽作物能夠在最適宜的水環境下生長。該裝置由輪式小車底盤、鋼叉及其升降系統、控制系統、水泵及自動供水系統、小車引導系統、太陽能供電系統等6個功能模塊組成，利用磁引導傳感技術引導小車沿農作物行自動行走，利用稱重裝置確定盆栽作物的重量，利用控制系統計算出盆栽作物需要的準確水分，利用供水系統給盆栽作物補充盆栽作物所需水分，并將澆水前后盆栽的重量、土壤含水量和盆栽編號保存到計算機的數據庫中，從而做到精準澆水的目的。

背景技術

作物的生長過程中離不了澆水，但澆水不當不但達不到預期效果，反而會適得其反給作物帶來傷害。作物澆水過少或過量都會萎蔫，所以給作物精確補充其需要的水分是一個關鍵性的問題。一些高校和研究所在一些實驗中會種植大批量作物，但是由于給作物澆水都是人工來做，不但耗時費力，而且給作物澆水的量也不精確，很難保證作物所成長的土壤的含水量是一致的，所以有時候得出來的實驗結果和預期有很大差距，為了解決上述問題，本發明設計了一種專門應用于盆栽作物的精準澆水裝置，盆栽作物精準澆水裝置通過稱重獲取盆栽重量，通過盆栽重量、現有的土壤含水量和所需的含水量計算出所要加的水量，再通過供水系統給作物精準補充所要加的水量，并且自動保存盆栽稱重前后重量、土壤含水量和盆栽編號到計算機的數據庫中，讓盆栽作物生長的土壤保持相同的含水量，給作物的研究提供更加有利的條件。

發明內容

本發明提供一種可用于盆栽作物精準澆水的裝置。該裝置一共由輪式小車底盤、鋼叉及其升降系統、控制系統、水泵及自動供水系統、小車引導系統、太陽能供電系統等6個功能模塊組成。

1)輪式小車底盤：由于盆栽作物是放置在地面上，地形比較整潔，無坑坑洼洼的現象，所以采用設計更加簡單的輪式底盤，輪式小車行動更加便捷，輪子耐磨性也比履帶好。在四個輪子上面分別安裝直流電機，每個電機功率為100W，總的負載能力在150Kg左右。

2)鋼叉及其升降系統：當小車走到一個盆栽作物前面，傳感器會自動識別盆子上面的條碼，當傳感器收到信號后會給控制系統一個信號，電機控制鋼叉先向前移動15cm，再向上移動5cm即可將盆栽作物抬離地面。

3)控制系統：利用計算機可以編程、下載控制程序到下位機PLC。當鋼叉將盆栽作物抬離地面后，鋼叉上面的重量傳感器會測得盆栽作物的重量，然后傳給控制器PLC，通過計算得到盆栽中土壤的含水量和需要補充水分的量。

4)水泵及自動供水系統：在小車底盤上面安裝一個80L容量的水箱，管道一端插入水箱，另一端和水泵相連。當計算機計算出盆栽作物所需水分，然后給水泵一個開始工作的信號，水泵開始抽水，當水泵所抽水達到預定值時流量計會給控制器PLC一個讓水泵停止工作的信號，水泵立即停止工作，已經泵出的水通過水管被輸送到盆栽作物生長的盆子里，澆水工作完成后鋼叉自動將盆栽作物放下，開始對下一個盆栽作物進行精準澆水工作。其中土壤含水量(重量％)＝(濕土質量-干土質量)/(盆栽總重-干土重-盆重)×100％，公式如下：

則盆栽作物所需水分質量為w，公式如下：

w＝(θ_m2-θ_m1)*w_干土