本發明屬于灌溉裝置技術領域，涉及一種果園套種作物微灌裝置。

背景技術：

水是農作物生長所必需的物質，我國水資源總量大，但可利用的淡水資源總量匱乏，農業是我國用水量占比最大的行業，隨著我國工業的發展，水資源短缺問題顯得越來越突出，給農業用水安全帶來嚴重的威脅。利用更高效的節水灌溉設備，不僅可以提高農業用水效率，緩解我國目前水資源短缺的問題，而且能夠降低農業生產成本，提高農業生產效益，來促進農業的健康發展。

我國土地以山地丘陵為主，其中山地占總國土面積的33％，丘陵占總國土面積的10％，以黃土高原為主的半干旱和干旱地區占我國國土面積的53％，由于這些地區地形崎嶇，水資源的短缺，供水難度和成本較大，因此很多山地丘陵地區因地制宜的種植林果類作物。在不影響果樹生產的情況下，實施果園套種西瓜、食用菌、中藥材、草莓、金針菜等作物，既符合中央發展生態友好型農業的新要求，又可以充分利用溫、光、水、熱等資源，是實現精準扶貧、精準脫貧，農民增產增收的現實途徑。針對這些地區水資源短缺，地形復雜，為了提高農業生產效益，有必要提出一種適用于果園套種作物的高效節水灌溉裝置。

目前，涉及專門用于果園套種作物節水灌溉裝置的相關專利較少，大多數是采用大田布設毛管，采用滴灌或噴灌方式進行灌溉，部分仍然采用原始的自然降雨法進行，相關的專利有：中國發明專利《干旱半干旱區林木集雨抗旱栽培方法》(申請號：201510326104.6，公開日：2015-09-16，公開號：CN104904561A)，主要是在林木根部的土壤沿著樹行開溝和覆膜，這種方法不適用于果園的套種作物灌溉；中國發明專利《果園林帶智能化滲澆灌溉系統》(申請號：201410044149.X，公開日：2015-07-29，公開號：CN104798666A)，是通過在樹木根部埋設土壤水分傳感器進行測定土壤水分含量，根據測定值進行果園灌溉管理，該方法運行成本較高，且對根系較發達的套種作物不易使用；中國發明專利《一種果樹高掛與樹下微噴灌系統》(申請號：201511016205.X，公開日：201511016205.X，公開號：CN105638385A)，采用的是水源供水方式，對于水資源匱乏的山地丘陵地區難以推廣使用；中國發明專利《一種旱塬區蘋果園樹盤集雨深層入滲的方法》(申請號：201610394950.6，公開日：2016-10-26，公開號：CN106034914A)，是在土壤表面埋設集雨器，然后進行根系灌溉，因集雨器埋設需要占用一定的土地，集雨效率較低，所以套種作物不易采用該方法；中國發明專利《用于干旱區果實膨大期的彌霧調控方法及彌霧灌溉裝置》(申請號：201510636265.5，公開日：2015-11-18，公開號：CN105052682A)，能夠提高灌溉水的利用效率，提高果實產量，但該裝置運行動力較大，且該裝置供水采用水源供應方式，成本較高。

上述提到的裝置和方法，大多是通過水源供水方式進行灌溉，且大多適用于非套種的果樹林木作物，而對于果樹林木下方套種的作物考慮較少，同時，這些裝置的運行需要提供較大的能源，成本高，在山地丘陵地區推廣具有一定的難度。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種果園套種作物微灌裝置，能將自然降雨收集起來用作對套種作物微噴灌以及滴灌。

本發明所采用的技術方案是，一種果園套種作物微灌裝置，包括集雨器，集雨器設置為圓柱筒體，沿集雨器的外側一周設置有多個集雨件，集雨器的外圓周面上還設置有進水口，進水口位于集雨件上方，集雨器的外圓周面上還固定設置有濾網，濾網位于集雨件和進水口之間，集雨器底部安裝有滴灌毛管，滴灌毛管上均勻設有滴灌灌水器。

本發明的特點還在于，

集雨器包括兩個半圓柱筒體，兩個半圓柱筒體形成兩個集雨腔，集雨腔內設置有浮子，浮子與集雨腔相配合，滴灌毛管連通集雨腔。

集雨件為扇形體，扇形體徑向有一定的曲率，集雨件的一側的固定設置襯墊，相鄰兩個集雨件接觸部分通過襯墊來托舉。

本發明的一種果園套種作物微灌裝置還包括懸掛套筒，懸掛套筒設置為相對稱的兩個半圓柱筒體，懸掛套筒的靠近集雨器的一端面設有滑輪，懸掛套筒外圓周面上設有上法蘭座和繩索通道，浮子上表面連接有拉繩，連接有拉繩繞過滑輪，拉繩的另一端連接有砝碼，懸掛套筒位于集雨器上方。

集雨件的遠離進水口的側面固定連接有內連桿和外連桿，內連桿靠近集雨器，外連桿遠離集雨器，內連桿與外連桿共同連接有橫桿，橫桿沿集雨件的扇形半徑方向延伸，橫桿上套設有外伸縮彈簧和內伸縮彈簧，橫桿上還套設有內活動環，內活動環位于內連桿和外連桿之間，橫桿上還套設有外活動環，外活動環遠離外連桿，外伸縮彈簧一端固定連接外連桿，外伸縮彈簧另一端固定連接外活動環，內伸縮彈簧一端固定連接內連桿，內伸縮彈簧另一端固定連接內活動環，外伸縮彈簧上安裝有外遮陽網，內伸縮彈簧上安裝有內遮陽網。

集雨器的外圓周面的上連接有多個支撐桿，支撐桿位于橫桿的正下方，支撐桿和橫桿一一對應設置，支撐桿的另一端連接有支撐座，支撐座與橫桿連接，支撐桿上與支撐座連接處安裝有微噴灌灌水器，內活動環和外活動環均為環狀柱體，內活動環和外活動環上均連接有驅蚊器。

橫桿遠離集雨器的一端連接有操作繩，操作繩另一端繞過繩索通道連接有人工操作繩，人工操作繩的端部設有繩索定位件。

支撐桿為空心管，支撐桿內部設有微噴灌供水管，微噴灌供水管的一端與集雨腔相連通，微噴灌供水管的另一端與微噴灌灌水器相連通。

集雨器上位于兩個半圓柱筒體的相結合處均設置有下法蘭座，集雨器的外圓周面的上設置有多個集雨件安裝座，集雨件上設置有集雨件安裝軸，集雨件通過集雨件安裝軸安裝在集雨件安裝座上。

集雨件的上表面設置有凸臺，凸臺位于設置有集雨件安裝軸的一側。

本發明的有益效果是，本發明的一種果園套種作物微灌裝置，

1.通過設計若干扇形的集雨片匯聚成圓凹性的集雨器，來達到果園林木的自然降雨收集，與自然降雨直接降落至套種作物土壤相比，該方法能夠防止降雨過多導致套種作物根部土壤發生洪澇而影響作物正常生長，也能夠在自然降雨較少的情況下，能夠及時給套種作物補充水分，防止季節性干旱對作物生長的影響；

2.設置了微噴灌灌水器和滴灌灌水器，能夠滿足同種作物的不同生長時期，以及不同作物生長的灌水方式選擇，能夠提高灌溉水的利用效率，降低農業生產成本；

3.設置了兩個集雨器和兩個內外遮陽網，能夠人工控制果園林木套種作物，向陽面和向陰面光照強度不一致，導致兩側同種作物生產差異性較大的問題，也能夠有效的降低向陽面光照較強，土壤蒸發量和植物蒸騰量較大的問題；

4.與常規的果園灌溉裝置相比，該裝置的大部分部件安裝在果樹的樹干上，不占用果樹林木和套種作物的生長空間，能夠保證它們的正常生長空間；

5.通過改變砝碼的數量和重量，配合浮子能夠調節集雨器內部的水壓，從而集雨器可提供一定壓力的灌溉水來灌溉，與水源供水增壓方式相比，該方法具有節能的優勢；

6.安裝簡單，維修方便，可操作性強，適合水源較少，且位于山地丘陵地區的果園林木套種作物的灌溉。

附圖說明

圖1是本發明一種果園套種作物微灌裝置的結構示意圖；

圖2是本發明一種果園套種作物微灌裝置集雨器的進水口的結構示意圖；

圖3是本發明一種果園套種作物微灌裝置的懸掛套筒、砝碼、浮子和集雨器的連接結構示意圖；

圖4是本發明一種果園套種作物微灌裝置的集雨件的結構示意圖；

圖5是本發明一種果園套種作物微灌裝置的浮子、懸掛套筒、操作繩和人工操作繩的連接結構示意圖；

圖6是本發明一種果園套種作物微灌裝置的橫桿與內連桿、外連桿連接結構示意圖；

圖7是本發明一種果園套種作物微灌裝置的集雨件、橫桿、內外伸縮彈簧和內外活動環的連接結構示意圖；

圖8是本發明一種果園套種作物微灌裝置的支撐桿的連接結構示意圖；

圖9是本發明一種果園套種作物微灌裝置的橫桿支撐座結構示意圖圖；

圖10是本發明一種果園套種作物微灌裝置的橫桿、操作繩、人工操作繩和懸掛套筒等連接結構示意圖；

圖11是本發明一種果園套種作物微灌裝置的集雨器、濾網和集雨件安裝座的結構示意圖；

圖12是本發明一種果園套種作物微灌裝置的集雨件的凸臺結構示意圖；

圖13是本發明一種果園套種作物微灌裝置的內遮陽網、外遮陽網的打開狀態示意圖；

圖14是本發明一種果園套種作物微灌裝置的內遮陽網、外遮陽網的收縮狀態示意圖；

圖15是本發明一種果園套種作物微灌裝置的外部整體結構示意圖。

圖中，1.懸掛套筒，2.砝碼，3.浮子，4.拉繩，5.集雨件，6.外遮陽網，7.外伸縮彈簧，8.橫桿，9.驅蚊器，10.滴灌毛管，11.滴灌灌水器，12.內遮陽網，13.微噴灌灌水器，14.支撐桿，15.集雨器，16.濾網，17.內伸縮彈簧，18.下法蘭座，19.集雨件安裝座，20.濾網孔，21.集雨器腔體，22.進水口，23.微噴灌供水管，24.外活動環，25.內活動環，26.襯墊，27.集雨件安裝軸，28.凸臺，29.操作繩，30.人工操作繩，31.繩索定位件，32.繩索通道，33.上法蘭座，34.滑輪，35.支撐座，36.外連桿，37.內連桿。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明的一種果園套種作物微灌裝置，其結構如圖1所示，包括集雨器15，集雨器15設置為圓柱筒體，沿集雨器15的外側一周設置有多個集雨件5，如圖2所示，集雨器15的外圓周面上還設置有進水口22，進水口22位于集雨件5上方，集雨器15的外圓周面上還固定設置有濾網16，濾網16位于集雨件5和進水口22之間，集雨器15底部安裝有滴灌毛管10，滴灌毛管10上均勻設有滴灌灌水器11。

集雨器15包括兩個半圓柱筒體，兩個半圓柱筒體形成兩個集雨腔21，如圖3所示，集雨腔21內設置有浮子3，浮子3與集雨腔21相配合，滴灌毛管10連通集雨腔21。

如圖4所示，集雨件5為扇形體，扇形體徑向有一定的曲率，集雨件5的一側的固定設置襯墊26，相鄰兩個集雨件5接觸部分通過襯墊26來托舉。

如圖5所示，本發明的一種果園套種作物微灌裝置還包括懸掛套筒1，懸掛套筒1設置為相對稱的兩個半圓柱筒體，懸掛套筒1的靠近集雨器15的一端面設有滑輪34，懸掛套筒1外圓周面上設有上法蘭座33和繩索通道32，浮子3上表面連接有拉繩4，連接有拉繩4繞過滑輪34，拉繩4的另一端連接有砝碼2，懸掛套筒1位于集雨器15上方。

如圖6所示，集雨件5的遠離進水口22的側面固定連接有內連桿37和外連桿36，如圖7所示，內連桿37靠近集雨器15，外連桿36遠離集雨器15，內連桿37與外連桿36共同連接有橫桿8，橫桿8沿集雨件5的扇形半徑方向延伸，橫桿8上套設有外伸縮彈簧7和內伸縮彈簧17，橫桿8上還套設有內活動環25，內活動環25位于內連桿37和外連桿36之間，橫桿8上還套設有外活動環24，外活動環24遠離外連桿36，外伸縮彈簧7一端固定連接外連桿36，外伸縮彈簧7另一端固定連接外活動環24，內伸縮彈簧17一端固定連接內連桿37，內伸縮彈簧17另一端固定連接內活動環24，外伸縮彈簧7上安裝有外遮陽網6，內伸縮彈簧17上安裝有內遮陽網12。

如圖8所示，集雨器15的外圓周面的上連接有多個支撐桿14，支撐桿14位于橫桿8的正下方，支撐桿14和橫桿8一一對應設置，支撐桿14的另一端連接有支撐座35，支撐座35與橫桿8連接，支撐桿14上與支撐座35連接處安裝有微噴灌灌水器13，內活動環25和外活動環24均為環狀柱體，內活動環25和外活動環24上均連接有驅蚊器9。

如圖10所示，橫桿8遠離集雨器15的一端連接有操作繩29，操作繩29另一端繞過繩索通道32連接有人工操作繩30，人工操作繩30的端部設有繩索定位件31。

支撐桿14為空心管，支撐桿14內部設有微噴灌供水管23，微噴灌供水管23的一端與集雨腔21相連通，微噴灌供水管23的另一端與微噴灌灌水器13相連通。

集雨器15上位于兩個半圓柱筒體的相結合處均設置有下法蘭座18，如圖11所示，集雨器15的外圓周面的上設置有多個集雨件安裝座19，集雨件5上設置有集雨件安裝軸27，集雨件5通過集雨件安裝軸27安裝在集雨件安裝座19上。

如圖12所示，集雨件5的上表面設置有凸臺28，凸臺28位于設置有集雨件安裝軸27的一側。

本發明的進水口22為沿徑向貫穿集雨器15外圓周面的矩形槽。

本發明的微噴灌灌水器13和滴灌灌水器11分別為微噴灌灌水器和壓力補償式滴灌灌水器，或者分別為迷宮流道式灌水器和傘形微噴灌灌水器，其型號和大小根據具體的灌溉要求進行選擇。

本發明的微噴灌灌水器13和滴灌灌水器11的毛管上設有水流開關，可為電磁開關或球閥開關。

本發明的浮子3為與集雨器15的集雨腔21尺寸一致的柱體，浮子3與集集雨腔21接觸時，密封性良好。

本發明的外遮陽網6和內遮陽網12可為黑色尼龍網狀遮陽網或灰色的遮陽網，內外遮陽網全部展開均為扇形，且均勻的連接在相應的內外伸縮彈簧上，如圖13所示，當伸縮彈簧處于伸長狀態時，帶動其下方的遮陽網展開成扇形形狀，如圖14所示，當伸縮彈簧處于壓縮狀態時，遮陽網全部壓縮，全部匯集在一起。

本發明一種果園套種作物微灌裝置的工作原理為，在果園林，如圖15所示，分別將兩個懸掛套筒1通過上法蘭座33通過螺栓固定在果樹樹干的一定高度位置，然后采用同樣的方式將兩個集雨器15通過其上的下法蘭座18固定在果樹樹干的一定高度位置，懸掛套筒1和集雨器15的豎直距離根據實際情況確定。在集雨過程中，調節砝碼2的重量，使浮子3從集雨器15的內腔集雨器腔體21脫離，從而浮子3與集雨器15內部的灌溉水面不接觸處于懸空狀態。人在人工操作繩30的末端拉動繩索，人工操作繩30帶動操作繩29的運動，操作繩29的運動帶動與；其相連的橫桿8在豎直面內的運動，從而帶動與橫桿8相連的集雨件5的運動，若干個集雨件5在人工操作繩30帶動操作繩29的驅動下同時運動，使若干個集雨件5向上收縮，直至集雨件5上的凸臺28運動至濾網16的外圓周面上，濾網16的外圓周面固定，所以集雨件5上的凸臺28與濾網16接觸時，集雨件5不能繼續往上運動來收縮，所以將人工操作繩30的末端通過繩索定位件31進行固定，此時，若干個集雨件匯集成的環狀形狀集雨器可以將自然降雨收集起來，在收集自然降雨過程中，雨水首先降落至扇形的集雨件5上，然后沿著集雨件流至集雨件5的底部，設置在集雨件5底部的凸臺28將雨水進行匯聚，凸臺28所能收集雨水的部分，與濾網16有一定的高度，故每次收集時，雨水首先在集雨件5底部凸臺28所包絡的部分進行一段時間的沉淀，減少通過濾網28的灌溉水里面的雜質含量，隨著收集自然降雨的持續，當收集得到的自然降水到達一定量時，才能經過濾網16過濾通過濾網孔20進入集雨器15的集雨腔21內。收集起來的自然降雨通過濾網16的過濾，流經進水口22，最終流至集雨器15的集雨腔21內部，通過這個過程，可以將自然降雨很好的收集起來用來灌溉。

在收集完自然降雨后，根據作物的需水量，調節砝碼2的數量和重量，從而調節浮子3的位置，使浮子3進入集雨器15的腔體內部，在浮子3進入集雨器15的腔體內部時，浮子開始以一定的壓力施加給集雨器15內部的灌溉水，若不調節砝碼的數量和重量，此時集雨器15可提供恒壓的灌溉水，對于適宜于微噴灌的套種作物，可打開微噴灌灌水器13的供水水管上的開關，進行微噴灌灌溉，對于適宜于滴灌的套種作物，可打開滴灌毛管10上的水流開關，灌溉時間可通過人工來確定，整個過程由集雨器15提供恒壓灌溉水。本裝置雖然采用了濾網16和集雨片5的雨水過濾和襯墊過程，但灌溉水仍然含有一定量的雜質會堵塞滴灌灌水器，在實際應用中，可采用大流量滴頭，以減輕灌水器堵塞問題。由于微噴灌和滴灌所需要的灌溉水壓不同，可通過調節懸掛套筒1上砝碼2的重量和數量，來達到調節灌溉工作水壓的目的。此方法也可用于套種作物，一側處于向陽面，一側處于向陰面，這兩側的作物需水量和蒸發蒸騰作用的差異較大，需水量也有一定的差異，所以該裝置可以將一個集雨器設置在向陽面，另一個集雨器設置在向陰面，兩個集雨器分別向兩個面進行差異化供水。

對于光照較強的情況下，雖然果樹的枝葉能夠起到遮陽的作用來降低蒸騰量，但光照的單向性導致果樹底部靠近向陽面持續的光照，而向陰面由于果樹枝葉的遮蔽導致光照不會太強。本裝置為了解決這一問題，設置了內遮陽網12和外遮陽網6，當光照比較強的情況下，人工在人工操作繩30的末端，將人工操作繩30從繩索定位件31從固定狀態轉變為活動狀態，此時橫桿8上的驅蚊器9會施加給內活動環25和外活動環24一個軸向力，使內活動環25和外活動環24擠壓內伸縮彈簧17和外伸縮彈簧7，內伸縮彈簧17和外伸縮彈簧7處于壓縮狀態，從而可知其上的內遮陽網12和外遮陽網6未展開，裝置沒有遮陽效果。當需要遮陽時，集雨件5以及其上的部件在重力的作用下，由前面的收縮狀態轉變為張開狀態，集雨件5展開的過程中，帶動其上的橫桿8由傾斜狀態逐步變為水平狀態，在橫桿8變化為水平狀態的過程中，驅蚊器9施加給內外伸縮彈簧的軸向壓力逐漸由大變小，直到橫桿8變為水平狀態時，驅蚊器9施加給內衛伸縮彈簧的軸向壓力為0，在這個過程中，內伸縮彈簧17和外伸縮彈簧7在自身彈力的作用下，由壓縮狀態轉變為伸長狀態，此時與其相連的內遮陽網12和外遮陽網6沿著橫桿8的軸向進行運動，在這個運動過程中，內遮陽網12和外遮陽網6逐漸展開，達到遮陽的效果。這個遮陽過程，可選擇性的進行，可以兩側都遮陽，也可以單獨一側進行遮陽，適用性強。