ky体育(官方)网站IOS/Android通用版/手机APP下载园林果木种植用水分调节系统及水分调节方法与流程

发布时间:2024-02-06 06:38:04    浏览:

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  1.本发明涉及果木种植技术领域,具体涉及一种园林果木种植用水分调节系统及水分调节方法。

  2.现有园林果木种植过程中,常采用滴灌或喷灌的方式为果木补水,而为节约水资源,也会收集雨水作为自来水的补充,如公告号为cn111501980b的中国发明专利即公开了“一种园林雨水收集装置”。而为了防止果木在雨季或强降雨时吸收水分过多而发生烂根等现象,则又需要开挖排水沟、渠,甚至为果木配置挡雨伞,但现有果木用挡雨伞在撑开时,易损伤枝干。且现有技术中,并未将果木挡雨装置与雨水收集系统进行有效地结合,没有对果木种植起到较好的水分调节。

  3.针对现有技术中的缺陷,本发明提供的园林果木种植用水分调节系统及水分调节方法,解决了现有果木挡雨装置在遮盖果木时易损伤枝干,且没有与雨水收集系统有效结合,水分调节效果差的技术问题。

  4.为了实现上述目的,本发明通过如下技术方案来实现:本发明的第一方面,提供一种园林果木种植用水分调节系统,包括立柱;所述立柱底端用于插入地表土层,所述立柱顶端外周绕立柱轴向铰接设置有多根第一骨架,所述立柱与第一骨架铰接位置的下方设有第二安装块,所述第二安装块以可上下滑动的方式套设在立柱外周,且所述第二安装块外周绕立柱轴向铰接设置有多根第二骨架,所述第二骨架与第一骨架一一对应,所述第一骨架远离立柱一端与第二骨架中部铰接;相邻两所述第一骨架之间连接有可折叠的防水面料,以组成第一伞面,相邻两所述第二骨架之间也连接有可折叠的防水面料,以组成第二伞面;所述立柱上还设有用于驱动第二安装块上下滑动的驱动装置、用于监测雨量大小的雨滴传感器以及用于收集雨水的雨水收集装置,且所述雨水收集装置位于第二安装块的下方。

  5.优选地,所述雨水收集装置的底部设有补水口,所述补水口处连接有电磁阀,以至少用于通过补水口向园林果木一侧土壤补水。

  6.优选地,所述立柱底端还设有土壤湿度传感器,所述土壤湿度传感器嵌入地表土层,以至少用于监测园林果木一侧土壤的湿度。

  7.优选地,所述第一伞面远离地表土层一面设有多个第一储水袋,所述第一储水袋朝向第一安装块一侧敞口,所述第一储水袋背离第一安装块一侧设有至少一个渗透孔;所述第二伞面远离地表土层一面设有多个第二储水袋,所述第二储水袋朝向第二安装块一侧敞口。

  8.优选地,所述立柱顶端还设有太阳能发电装置,所述太阳能发电装置与驱动装置电连接以向其供电。

  9.优选地,所述驱动装置包括电机、丝杆和丝杆螺母;所述立柱内部转动连接有丝杆,所述丝杆的一端与电机传动连接,所述丝杆外周螺纹连接有丝杆螺母,所述丝杆螺母表面至少对称设有两根滑杆,所述滑杆贯穿立柱并与立柱滑动连接,所述滑杆远离丝杆螺母一端与第二安装块固定连接。

  10.优选地,所述立柱两侧可拆卸地安装有侧安装板,所述侧安装板沿其长度方向开设有滑槽,所述滑杆与滑槽滑动连接。

  11.本发明的第二方面,提供一种园林果木种植用水分调节方法,包括如下步骤:通过雨滴传感器实时监测当前雨量;若当前雨量低于第一预设雨量,则控制第二安装块向下滑移,以使第二骨架向上翻转并同时带动第一骨架向下翻转,使得第一伞面与第二伞面折叠至收伞状态;或若当前雨量超过第二预设雨量,则控制第二安装块向上滑移,以使第二骨架向下翻转,并使得第一伞面与第二伞面展开至全开伞状态;其中,所述第二预设雨量大于第一预设雨量;或若当前雨量超过第一预设雨量且低于第二预设雨量,则控制第二安装块向上滑移,以使第二骨架向下翻转同时第一骨架向上翻转,使得第一伞面与第二伞面展开至半开伞状态。

  12.优选地,所述园林果木种植用水分调节方法,还包括如下步骤:通过土壤湿度传感器实时监测园林果木一侧的当前土壤湿度;若当前土壤湿度低于第一预设湿度,则控制雨水收集装置底部电磁阀打开预设时间以向园林果木补水;或若当前土壤湿度超过第二预设湿度,则向报警模块发送报警指令,报警模块接收报警指令后即作出报警响应;其中,所述第二预设湿度大于第一预设湿度;或若当前土壤湿度超过第一预设湿度且低于第二预设湿度,则控制雨水收集装置底部电磁阀保持关闭状态。

  13.优选地,所述园林果木种植用水分调节方法,还包括如下步骤:通过光照强度模块实时监测当前光照强度;若当前光照强度大于预设强度,则控制第二安装块向上滑移,以使第二骨架向下翻转,并使得第一伞面与第二伞面展开至全开伞状态。

  14.由上述技术方案可知,本发明具有如下有益效果:1)本发明提供的园林果木种植用水分调节系统,可在无雨时切换至收伞状态,以使园林果木充分接收光照以完成光合作用;而在有雨且雨量较小时,可切换至半开伞状态,以使第一伞面与第二伞面形成漏斗状结构以收集雨水,并将收集的雨水存储在漏斗下方设置的雨水收集装置内,以便在无雨天气根据需要将收集的雨水补充给果木,节约了水资源;而在有雨且雨量较大时,可切换至全开伞状态,以使第一伞面与第二伞面形成锥状结构以遮盖果木而获得挡雨效果,同时引导并改变雨水着落点,避免果木周围土壤吸水过多而影响果木生长;2)本发明提供的园林果木种植用水分调节系统,其开伞时,伞面及伞骨由上往外展开,与现有果木遮雨伞由下往外展开相比,整个开伞过程几乎不会碰触果木枝干,也即避免了遮盖果木时损伤枝干的风险;

  3)将雨水收集装置与土壤湿度传感器相结合,可自动且适量地将收集的雨水补充给园林果木;4)将水分调节系统与太阳能发电装置相结合,一方面充分利用了光能供电,节省了电力资源,另一方面,基于太阳能发电装置内置的光照强度感应模块,可在强光照天气自动地切换至全开伞状态,以避免阳光长时间直照加速果木及其周围土壤水分流失,进一步节省了水资源。

  15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

  16.图1为园林果木种植用水分调节系统处于全开伞状态的示意图;图2为园林果木种植用水分调节系统的立体结构示意图;图3为图2中a处的放大示意图;图4为图2中b处的放大示意图;图5为第二安装块的结构示意图;图6为园林果木种植用水分调节系统处于全开伞状态的剖视图;图7为图6中c处的放大示意图;图8为园林果木种植用水分调节系统处于半开伞状态的示意图;图9为园林果木种植用水分调节系统处于收伞状态的示意图;附图标记:1-立柱、2-第一伞面、3-第二伞面、4-雨水收集装置、5-太阳能发电装置、6-驱动装置、7-控制箱、8-地表土层、9-园林果木;11-第一安装块、12-第二安装块、13-土壤湿度传感器、14-侧安装板、41-出水口、61-电机、62-丝杆、63-丝杆螺母、64-滑杆;111-第一骨架、121-第二骨架、122-安装孔、141-滑槽。

  17.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。

  18.请参阅图1-4,本发明提供园林果木种植用水分调节系统,包括立柱1;所述立柱1底端用于插入地表土层,所述立柱1顶端外周固定套设有第一安装块11,所述第一安装块11的下方设有第二安装块12;所述第一安装块11外周绕立柱1轴向铰接设置有多根第一骨架111,所述立柱1与第一骨架111铰接位置的下方设有第二安装块12,所述第二安装块12以可上下滑动的方式套设在立柱1外周,且所述第二安装块12外周绕立柱1轴向铰接设置有多根第二骨架121,所述第二骨架121与第一骨架111一一对应,所述第一骨架111远离立柱1一端与第二骨架121中部铰接。具体地,相邻两所述第一骨架111之间连接有可折叠的防水面料,以组成第一伞面2,相邻两所述第二骨架121之间也连接有可折叠的防水面料,以组成第二

  伞面3。优选地,所述防水面料优选具有双面防水且具备遮阳效果的布纤维。所述立柱1上还设有用于驱动第二安装块12上下滑动的驱动装置6、用于监测雨量大小的雨滴传感器、用于收集雨水的雨水收集装置4以及用于控制系统内全部电器元件的控制箱7。其中,控制箱7还与林场内的服务器信号连接,也可与园林工作者的手持控制设备信号连接,如通过蓝牙连接,以方便园林工作者操控。

  19.本系统的收伞、撑伞动作原理如下:请参阅图9,控制箱7可控制驱动装置6驱动第二安装块12向下滑移至行程范围的最低点,以使第二骨架121向上翻转并同时带动第一骨架111向下翻转,以使第一伞面2与第二伞面3完全折叠以切换至收伞状态;请参阅图8,控制箱7还可控制驱动装置6驱动第二安装块12向上滑移,以使第二骨架121向下翻转并始终保持第二骨架121的最低端朝向立柱1一侧,同时带动第一骨架111向上翻转,以使第一伞面2与第二伞面3部分展开以切换至半开伞状态;请参阅图5,控制箱7还可控制驱动装置6驱动第二安装块12继续向上滑移,以使第二骨架121继续向下翻转至其最低端远离立柱1一侧,以使第一伞面2与第二伞面3继续展开以切换至全开伞状态,其中,可根据实际需要,驱动第二安装块12滑移至行程范围的最高点。

  20.具体地,本发明提供的园林果木种植用水分调节系统,可在无雨时切换至收伞状态,以使园林果木充分接收光照以完成光合作用;而在有雨且雨量较小时,可切换至半开伞状态,以使第一伞面与第二伞面形成漏斗状结构以收集雨水,并将收集的雨水存储在漏斗下方设置的雨水收集装置内,以便在无雨天气根据需要将收集的雨水补充给果木,节约了水资源;而在有雨且雨量较大时,可切换至全开伞状态,以使第一伞面与第二伞面形成锥状结构以遮盖果木而获得挡雨效果,同时引导并改变雨水着落点,避免果木周围土壤吸水过多而影响果木生长。其中,全开伞状态下可将雨水引导流向林场排水系统,排水系统也可用于收集雨水,进一步节约水资源,具体可参阅公开号为cn111608253a的中国发明专利。特别地,本发明提供的园林果木种植用水分调节系统,其开伞时,伞面及伞骨由上往外展开,与现有果木遮雨伞由下往外展开相比,整个开伞过程几乎不会碰触果木枝干,也即避免了遮盖果木时损伤枝干的风险。

  21.其中,所述雨水收集装置4位于第二安装块12的下方。一个较优的实施例,所述第一伞面2与第二伞面3分体设置,请参阅图8,所述雨水收集装置4顶面连接有软管,所述第二伞面3与第二骨架121靠近第二安装块12一端贯穿设有排水孔,所述软管与排水孔连通,以用于将处于半开伞状态时由第一伞面2流向第二伞面3,以及第二伞面3流向第二安装块12的雨水引导入雨水收集装置4内;显然,雨水也可由第二伞面3与第二安装块12连接处预留的排水缝隙直接滴落至雨水收集装置4内;在本实施例中,请参阅图5,第一伞面2的投影面积始终覆盖第二伞面3与第二安装块12的连接处,故全开伞状态时,雨水也不会流经所述排水孔或所述排水缝隙。另一个实施例,所述第一伞面2与第二伞面3一体设置,即第一伞面2与第二伞面3于第一骨架111与第二骨架121的连接处拼接,则第一伞面2的投影面积不再覆盖有第二伞面3,则可在第二骨架121内部或外周设置导管,所述导管至少延伸至第二骨架121与第二安装块12的铰接位置,以至少将汇聚于第一伞面2与第二伞面3连接处的雨水引导至雨水收集装置4的正上方,之后直接滴落至雨水收集装置4内;显然,导管可直接延伸至雨水收集装置4内。

  22.作为对上述方案的进一步改进,请参阅图2-3,所述雨水收集装置4的底部设有出水口41,所述出水口41处连接有电磁阀,以至少用于通过出水口41向园林果木一侧土壤补水,即通过雨水收集装置4内部形成的水压实现喷灌补水。显然,出水口41处也可与林场内布设的滴灌系统连通,以直接向滴灌系统供水,进而实现滴灌补水。优选地,所述立柱1底端还设有土壤湿度传感器13,所述土壤湿度传感器13嵌入地表土层,以至少用于监测园林果木一侧土壤的湿度。将雨水收集装置4与土壤湿度传感器13相结合,可自动且适量地将收集的雨水补充给园林果木。特别地,当所述土壤湿度传感器13监测到的土壤湿度远大于果木生长需求时,即控制箱7即向服务器或园林工作者的手持终端发送报警指令,以提醒园林工作者,该处果木的水分调节失控,可能是该水分调节系统开伞故障以致丧失遮雨能力,或雨水收集装置4的电磁阀处于常开状态,或由于周围排水沟堵塞导致存在地表径流的情形。

  23.作为对上述方案的进一步改进,所述第一伞面2远离地表土层一面设有多个第一储水袋,所述第一储水袋朝向第一安装块11一侧敞口,所述第一储水袋背离第一安装块11一侧设有至少一个渗透孔;所述第二伞面3远离地表土层一面设有多个第二储水袋,所述第二储水袋朝向第二安装块12一侧敞口。本设计旨在针对阵雨或强降雨等必须全开伞遮雨的情况,由于无法半开伞收集雨水,则可通过储水袋截留雨水,雨停或雨小后即切换至半开伞状态,则第一伞面2上的第一储水袋所收集的雨水通过渗透孔缓慢流向第二伞面3,而从全开伞状态切换至半开伞状态时,第二伞面3上的第二储水袋即会发生倾倒以直接将收集的雨水倾泄至第二伞面3上,进而汇入雨水收集装置4。即采用本设计,使得全开伞状态下,本水分调节系统仍具备一定的雨水收集能力。

  24.作为对上述方案的进一步改进,请参阅图1,所述立柱1顶端还设有太阳能发电装置5,所述太阳能发电装置5与驱动装置6电连接以向其供电,将光能转化为电能,充分利用了自然界的光资源。所述太阳能发电装置5内还设有光照强度感应模块。将水分调节系统与太阳能发电装置5相结合,一方面充分利用了光能供电,节省了电力资源,另一方面,基于太阳能发电装置5内置的光照强度感应模块,可在强光照天气自动地切换至全开伞状态,以避免阳光长时间直照加速果木及其周围土壤水分蒸发流失,进一步节省了水资源。

  25.作为对上述方案的进一步改进,请参阅图5-7,所述驱动装置6包括电机61、丝杆62和丝杆螺母63;所述立柱1内部转动连接有丝杆62,所述丝杆62的一端与电机61传动连接,所述丝杆62外周螺纹连接有丝杆螺母63,所述丝杆螺母63表面至少对称设有两根滑杆64,所述滑杆64贯穿立柱1并与立柱1滑动连接,所述滑杆64远离丝杆螺母63一端与第二安装块12固定连接。优选地,所述立柱1两侧可拆卸地安装有侧安装板14,所述侧安装板14沿其长度方向开设有滑槽141,所述滑杆64与滑槽141滑动连接,显然滑槽141也可直接设置在立柱1本体两侧而不必设置在侧安装板14上,侧安装板14的设计主要是为了便于丝杆62、丝杆螺母63及电机61在立柱1内部的安装,降低了加工及安装难度。

  26.本发明还提供一种园林果木种植用水分调节方法,应用于园林果木种植用水分调节系统:其中,所述园林果木种植用水分调节系统,包括立柱1;所述立柱1底端用于插入地表土层,所述立柱1顶端外周绕立柱1轴向铰接设置有多根第一骨架111,所述立柱1与第一骨架111铰接位置的下方设有第二安装块12,所述第二安装块12以可上下滑动的方式套设在立柱1外周,且所述第二安装块12外周绕立柱1轴向铰接设置有多根第二骨架121,所述第

  二骨架121与第一骨架111一一对应,所述第一骨架111远离立柱1一端与第二骨架121中部铰接;相邻两所述第一骨架111之间连接有可折叠的防水面料,以组成第一伞面2,相邻两所述第二骨架121之间也连接有可折叠的防水面料,以组成第二伞面3;所述立柱1上还设有用于驱动第二安装块12上下滑动的驱动装置6、用于监测雨量大小的雨滴传感器以及用于收集雨水的雨水收集装置4,且所述雨水收集装置4位于第二安装块12的下方;所述园林果木种植用水分调节方法,包括如下步骤:通过雨滴传感器实时监测当前雨量;若当前雨量低于第一预设雨量,则控制驱动装置驱动第二安装块向下滑移至行程范围的最低点,以使第二骨架向上翻转并同时带动第一骨架向下翻转,使得第一伞面与第二伞面折叠至收伞状态;如可在无雨天气保证园林果木充分接收光照以完成光合作用;或若当前雨量超过第二预设雨量,则控制驱动装置驱动第二安装块向上滑移,以使第二骨架继续向下翻转至其最低端远离立柱一侧,使得第一伞面与第二伞面展开至全开伞状态;其中,所述第二预设雨量大于第一预设雨量;如可在有雨且雨量较大时,使第一伞面与第二伞面形成锥状结构以遮盖果木而获得挡雨效果,同时引导并改变雨水着落点,避免果木周围土壤吸水过多而影响果木生长;或若当前雨量超过第一预设雨量且低于第二预设雨量,则控制驱动装置驱动第二安装块向上滑移,以使第二骨架向下翻转并始终保持第二骨架的最低端朝向立柱一侧,同时带动第一骨架向上翻转,使得第一伞面与第二伞面部分展开至半开伞状态;如可在有雨且雨量较小时,使第一伞面与第二伞面形成漏斗状结构以收集雨水,并将收集的雨水存储在漏斗下方设置的雨水收集装置内,以便在无雨天气根据需要将收集的雨水补充给果木,节约了水资源。

  27.作为对上述方案的进一步改进,所述园林果木种植用水分调节方法,还包括如下步骤:通过土壤湿度传感器实时监测园林果木一侧的当前土壤湿度;若当前土壤湿度低于第一预设湿度,则控制雨水收集装置底部电磁阀打开预设时间以向园林果木补水,具体可基于不同果木的生长湿度需求确定补水量,并基于雨水收集装置底部出水口的口径大小计算电磁阀打开时长以一次性完成补水,或者也可以采用定量的方式多次补水;或若当前土壤湿度超过第二预设湿度,则向报警模块发送报警指令,报警模块接收报警指令后即作出报警响应,包括但不限于声、光或图像报警;其中,所述第二预设湿度大于第一预设湿度;具体可适用于以下情形:当所述土壤湿度传感器监测到的土壤湿度远大于果木生长需求时,即控制箱即向服务器或园林工作者的手持终端发送报警指令,以提醒园林工作者,该处果木的水分调节失控,可能是该水分调节系统开伞故障以致丧失遮雨能力,或雨水收集装置的电磁阀处于常开状态,或由于周围排水沟堵塞导致存在地表径流的情形;或若当前土壤湿度超过第一预设湿度且低于第二预设湿度,则控制雨水收集装置底部电磁阀保持关闭状态,土壤湿度满足果木生长湿度需求则不需要补水。

  28.作为对上述方案的进一步改进,所述园林果木种植用水分调节方法,还包括如下步骤:

  通过光照强度模块实时监测当前光照强度;若当前光照强度大于预设强度,则控制第二安装块向上滑移,以使第二骨架向下翻转,并使得第一伞面与第二伞面展开至全开伞状态;可在强光照天气自动地切换至全开伞状态,以避免阳光长时间直照加速果木及其周围土壤水分蒸发流失,进一步节省了水资源。

  29.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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