本發明涉及一種智能噴灌控制系統，具體是一種園林智能噴灌控制系統，屬于園林智能噴灌技術領域。

背景技術：

在一定的地域運用工程技術和藝術手段，通過改造地形(或進一步筑山、疊石、理水)、種植樹木花草、營造建筑和布置園路等途徑創作而成的美的自然環境和游憩境域，就稱為園林，園林通常包括庭園、宅園、小游園、花園、公園、植物園等，園林不僅作為游憩之用、而且還具有保護和改善環境的功能，對城市綠化和環境保護起到了積極地促進作用。

噴灌是利用噴頭等專用設備把有壓力水噴灑到空中，形成水滴落到地面和作物表面的灌溉方法，噴灌機又稱噴灌機具、噴灌機組，即噴灌所采用的專用設備。

現有的園林噴灌多采用噴頭澆灌，即將噴頭通過連接管固定安裝在預埋布置于地面以下的輸水管網設定位置上、噴灌水經加壓泵站和輸水管網通過噴頭噴出進行定點噴灌，這種傳統的噴灌方式還存在以下缺陷：

1.由于園林建設時需預埋輸水管網，因此不僅工程量巨大，而且預埋布置于地面以下的輸水管網不易維護，出現故障或漏水情況時排查較困難；

2.園林地塊的形狀、地面坡度、植被種植方向等因素均會影響輸水管網的布置，進而無形中造成工程量的增加；

3.由于采取定點噴灌的方式，而單獨的噴頭的覆蓋面積有限，因此需設定合適的噴頭組合間距以避免噴灌死角；

4.通常需使加壓泵站位于地段的中央位置以減少管道用量和輸水管道水頭損失、進而降低投資造價和運行費用，但往往造成距離水源較遠的加壓泵站需額外預埋設置加壓泵站輸水管路，同樣不易維護；

5.由于自噴頭噴出的噴灌水受自身重力因素影響，因此會造成噴灌過程中土壤中的水平分布以噴頭為中心向外逐漸減少、截面呈錐形結構，雖然合適的噴頭組合間距可以避免噴灌死角，但仍然會造成灌溉不均勻的現象和水資源的浪費。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種園林智能噴灌控制系統，能夠實現節約水資源，降低工程量，同時能夠實現均勻噴灌，特別適用于園林噴灌。

為實現上述目的，本園林智能噴灌控制系統包括壓力給水裝置、角度旋轉定位裝置、自移式小型噴灌機、土壤濕度監測裝置和電控裝置；

所述的壓力給水裝置包括壓力給水栓，壓力給水栓的栓體豎直方向固定安裝在地面上，壓力給水栓的出水端沿栓體徑向方向設置、且壓力給水栓的出水端通過平面軸承和環形密封與壓力給水栓的栓體連接，壓力給水栓的出水端上還設有電磁截止閥；

所述的角度旋轉定位裝置包括旋轉平臺和旋轉平臺驅動；旋轉平臺以壓力給水裝置為旋轉中心設置在壓力給水裝置周圍；旋轉平臺驅動包括環形齒圈、旋轉驅動變速箱、旋轉驅動電動機，環形齒圈與壓力給水裝置同軸安裝連接，旋轉平臺架設在環形齒圈上，旋轉驅動變速箱的輸入軸與旋轉驅動電動機的輸出軸固定連接，旋轉驅動變速箱的輸出軸上設有與環形齒圈齒部配合并嚙合的回轉傳動齒輪；

所述的自移式小型噴灌機設置在旋轉平臺上，包括機架、行走機構、噴灌機構；

機架是頂部、底部和后部開放的箱型支撐結構，且箱型支撐結構的頂面是向后下方傾斜的結構；

噴灌機構包括噴灌卷盤、噴灌PE管、壓管機構和噴頭；

噴灌卷盤包括筒體和翼板；筒體是中空的圓柱狀結構；翼板是圓盤狀結構、設置為兩件，兩件翼板分別與筒體同軸并設置在筒體的兩端，其中一件翼板的外側面上同軸固定設有外齒圈；噴灌卷盤整體以筒體的徑向方向為前后方向、并通過軸承架設安裝在機架左右方向的兩側壁之間；

噴灌PE管纏繞在噴灌卷盤的筒體上，噴灌PE管的輸入端纏繞在外層、輸出端纏繞在內層，噴灌PE管的輸入端與電磁截止閥連接；

壓管機構包括壓管框和拉簧；壓管框是門形框架結構，門形框架結構的寬度尺寸與噴灌卷盤的筒體的長度尺寸配合、并卡接在噴灌卷盤的兩件翼板之間，壓管框的底端鉸接安裝在機架左右方向的兩側壁上；拉簧一端與壓管框的門形框架結構連接、另一端與機架的側壁連接；

噴頭包括噴頭支撐桿和安裝在噴頭支撐桿頂端的噴嘴，噴嘴的壓力水輸入端與噴灌PE管的輸出端連通連接；

行走機構包括前輪、前輪驅動和導向后輪；前輪通過貫穿安裝在機架上的前輪軸安裝在機架的前下部；前輪驅動安裝在機架上，包括前輪驅動電源、前輪驅動電動機和前輪驅動變速箱，前輪驅動電源與前輪驅動電動機電連接，前輪驅動電動機的輸出端與前輪驅動變速箱的輸入端連接，前輪驅動變速箱的輸出端通過傳動構分別與前輪的前輪軸和噴灌卷盤的外齒圈傳動連接；導向后輪通過后輪安裝架安裝在機架上的后端、且導向后輪位于機架左右方向的中間位置，導向后輪的輪面上沿其圓周方向設有與噴灌PE管尺寸配合的弧形凹槽，噴灌PE管的輸入端卡接設置在導向后輪的弧形凹槽內；

所述的土壤濕度監測裝置包括多個土壤濕度傳感器，多個土壤濕度傳感器沿壓力給水裝置同心圓周方向均布埋置在園林土壤內；

所述的電控裝置包括中央控制計算機、土壤濕度反饋回路、土壤濕度判斷回路、噴灌機噴灌方向控制回路、噴灌機控制回路、噴灌控制回路，中央控制計算機分別與土壤濕度傳感器、旋轉平臺驅動、電磁截止閥和前輪驅動電連接。

作為本發明的進一步改進方案，所述的噴頭的壓力水輸入端上、或壓力給水栓的出水端上設有電磁流量調節閥；所述的電控裝置還包括噴灌流量調節回路，所述的中央控制計算機與電磁流量調節閥電連接。

作為本發明的進一步改進方案，所述的噴頭的噴頭支撐桿上設有噴頭高度電動調節機構，噴頭高度電動調節機構與行走機構的前輪驅動電源電連接；所述的電控裝置還包括噴頭高度調節回路，所述的中央控制計算機與噴頭高度電動調節機構電連接。

作為本發明的進一步改進方案，所述的導向后輪通過門形支撐架安裝在后輪安裝架上，門形支撐架的頂端與后輪安裝架連接，所述的噴灌PE管的輸入端自門形支撐架的頂端內側面與導向后輪的弧形凹槽底面之間的間隙穿出。

作為本發明的進一步改進方案，所述的門形支撐架的框架結構內部、導向后輪的上方還設有輔助導向輪，輔助導向輪的輪面上沿其圓周方向設有與噴灌PE管尺寸配合的弧形凹槽，且輔助導向輪的弧形凹槽底面至導向后輪的弧形凹槽底面之間的距離尺寸與噴灌PE管的直徑尺寸配合，所述的噴灌PE管的輸入端自輔助導向輪的弧形凹槽底面與導向后輪的弧形凹槽底面之間的間隙穿出。

作為本發明的進一步改進方案，所述的門形支撐架向前方傾斜設置。

作為本發明的進一步改進方案，所述的后輪安裝架是呈頂角向后設置的銳角等腰三角形框架結構，所述的門形支撐架安裝在等腰三角形框架結構的后輪安裝架的頂角位置。

作為本發明的優選方案，所述的前輪驅動的前輪驅動電源是鋰電池組。

作為本發明的進一步改進方案，所述的旋轉平臺上設有充電樁和噴灌機導向機構；所述的自移式小型噴灌機的后端對應充電樁的位置設有與充電樁配合的插頭結構，插頭結構與前輪驅動電源電連接。

作為本發明的進一步改進方案，所述的旋轉平臺上還設有太陽能集電板，太陽能集電板與充電樁電連接。

與現有技術相比，本園林智能噴灌控制系統采用中央控制計算機集中控制，土壤濕度傳感器反饋的土壤濕度數據低于程序設定的土壤濕度數據時中央控制計算機首先根據程序預置的園林坐標信息和土壤濕度傳感器的坐標信息控制角度旋轉定位裝置的旋轉平臺托載著自移式小型噴灌機平移旋轉并定位使自移式小型噴灌機正對需噴灌位置，然后中央控制計算機控制自移式小型噴灌機的行走機構動作使自移式小型噴灌機一邊向前移動一邊釋放出噴灌PE管，自移式小型噴灌機自行走至需噴灌位置后中央控制計算機控制電磁截止閥2打開，壓力水即經噴灌PE管的輸入端進入噴灌PE管、經噴頭噴出實現噴灌，噴灌開始后中中央控制計算機控制自移式小型噴灌機的行走機構動作使自移式小型噴灌機一邊向后移動一邊進行噴灌PE管的回收，導向后輪保證自移式小型噴灌機整體始終沿噴灌PE管的走向移動、直至自移式小型噴灌機回退至旋轉平臺上完成整個噴灌過程，方便對園林植被進行噴灌、且使用靈活性高、便于維護，不僅不需要在園林噴灌區域預埋輸水管網、不需要考慮噴頭組合間距等問題，而且自移動的噴灌方式可以在節約水資源的前提下實現噴灌土壤中的水平均勻分布、保證均勻灌溉，進而實現減少園林施工工程量、節約施工成本，特別適用于園林噴灌。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本發明的俯視布置示意圖；

圖4是本發明自移式小型噴灌機的結構示意圖；

圖5是圖4的俯視圖；

圖6是圖4的A向視圖。

圖中：1、壓力給水裝置，11、壓力給水栓，12、電磁截止閥，2、角度旋轉定位裝置，21、旋轉平臺，22、旋轉平臺驅動，3、自移式小型噴灌機，31、機架，32、行走機構，321、前輪，322、前輪驅動，323、導向后輪，324、后輪安裝架，325、門形支撐架，326、輔助導向輪，33、噴灌機構，331、噴灌卷盤，332、壓管機構，3321、壓管框，3322、拉簧，333、噴頭，4、土壤濕度監測裝置，5、電控裝置。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明(以下以自移式小型噴灌機的噴灌PE管輸入端拉出的方向為后方描述)。

如圖1、圖2、圖3所示，本園林智能噴灌控制系統包括壓力給水裝置1、角度旋轉定位裝置2、自移式小型噴灌機3、土壤濕度監測裝置4和電控裝置5。

所述的壓力給水裝置1包括壓力給水栓11，壓力給水栓11的栓體豎直方向固定安裝在地面上，壓力給水栓11的出水端沿栓體徑向方向設置、且壓力給水栓11的出水端通過平面軸承和環形密封與壓力給水栓11的栓體連接，壓力給水栓11的出水端可沿栓體的軸心自由旋轉，壓力給水栓11的出水端上還設有電磁截止閥12。

所述的角度旋轉定位裝置2包括旋轉平臺21和旋轉平臺驅動22；旋轉平臺21以壓力給水裝置1為旋轉中心設置在壓力給水裝置1周圍；旋轉平臺驅動22包括環形齒圈、旋轉驅動變速箱、旋轉驅動電動機，環形齒圈與壓力給水裝置1同軸安裝連接，旋轉平臺21架設在環形齒圈上，旋轉驅動變速箱的輸入軸與旋轉驅動電動機的輸出軸固定連接，旋轉驅動變速箱的輸出軸上設有與環形齒圈齒部配合并嚙合的回轉傳動齒輪，旋轉平臺驅動22可以通過回轉傳動齒輪使旋轉平臺21繞壓力給水裝置1軸線任意角度旋轉并定位。

所述的自移式小型噴灌機3設置在旋轉平臺21上，包括機架31、行走機構32、噴灌機構33；

機架31是頂部、底部和后部開放的箱型支撐結構，且箱型支撐結構的頂面是向后下方傾斜的結構。

如圖4、圖5所示，噴灌機構33包括噴灌卷盤331、噴灌PE管、壓管機構332和噴頭333；

噴灌卷盤331包括筒體和翼板；筒體是中空的圓柱狀結構；翼板是圓盤狀結構、設置為兩件，兩件翼板分別與筒體同軸并設置在筒體的兩端，其中一件翼板的外側面上同軸固定設有外齒圈；噴灌卷盤331整體以筒體的徑向方向為前后方向、并通過軸承架設安裝在機架31左右方向的兩側壁之間；

噴灌PE管纏繞在噴灌卷盤331的筒體上，噴灌PE管的輸入端纏繞在外層、輸出端纏繞在內層，噴灌PE管的輸入端與電磁截止閥12連接；

壓管機構332包括壓管框3321和拉簧3322；壓管框3321是門形框架結構，門形框架結構的寬度尺寸與噴灌卷盤331的筒體的長度尺寸配合、并卡接在噴灌卷盤331的兩件翼板之間，壓管框3321的底端鉸接安裝在機架31左右方向的兩側壁上；拉簧3322一端與壓管框3321的門形框架結構連接、另一端與機架31的側壁連接，拉簧3322可使壓管框3321始終壓靠在噴灌卷盤331的筒體上；

噴頭333包括噴頭支撐桿和安裝在噴頭支撐桿頂端的噴嘴，噴嘴的壓力水輸入端與噴灌PE管的輸出端連通連接；

行走機構32包括前輪321、前輪驅動322和導向后輪323；前輪321通過貫穿安裝在機架31上的前輪軸安裝在機架31的前下部；前輪驅動322安裝在機架31上，包括前輪驅動電源、前輪驅動電動機和前輪驅動變速箱，前輪驅動電源與前輪驅動電動機電連接，前輪驅動電動機的輸出端與前輪驅動變速箱的輸入端連接，前輪驅動變速箱的輸出端通過傳動構分別與前輪321的前輪軸和噴灌卷盤331的外齒圈傳動連接，通過控制前輪驅動電動機的旋轉可以實現前輪驅動變速箱帶動前輪321和噴灌卷盤331的外齒圈旋轉實現移動和收放噴灌PE管；導向后輪323通過后輪安裝架324安裝在機架31上的后端、且導向后輪323位于機架31左右方向的中間位置，導向后輪323的輪面上沿其圓周方向設有與噴灌PE管尺寸配合的弧形凹槽，噴灌PE管的輸入端卡接設置在導向后輪323的弧形凹槽內。

所述的土壤濕度監測裝置4包括多個土壤濕度傳感器，多個土壤濕度傳感器沿壓力給水裝置1同心圓周方向均布埋置在園林土壤內。

所述的電控裝置5包括中央控制計算機、土壤濕度反饋回路、土壤濕度判斷回路、噴灌機噴灌方向控制回路、噴灌機控制回路、噴灌控制回路，中央控制計算機分別與土壤濕度傳感器、旋轉平臺驅動22、電磁截止閥12和前輪驅動322電連接。

本園林智能噴灌控制系統在使用時電控裝置5的土壤濕度反饋回路和土壤濕度判斷回路始終工作，土壤濕度傳感器周期性給中央控制計算機反饋土壤濕度，初始狀態時，如圖1、圖2所示，自行走噴灌機1沿壓力給水裝置1的徑向方向布置、前部面向外側停滯在旋轉平臺21上待命，此時噴灌PE管完全纏繞在噴灌卷盤331的筒體上處于完全收納狀態。

當某塊園林土壤的土壤濕度監測裝置4的土壤濕度傳感器反饋的土壤濕度數據低于程序設定的土壤濕度數據時噴灌機噴灌方向控制回路開始工作，中央控制計算機根據程序預置的園林坐標信息和土壤濕度傳感器的坐標信息發出指令使旋轉平臺驅動22動作驅動旋轉平臺21以壓力給水裝置1為旋轉中心旋轉至設定角度使自移式小型噴灌機3的前部正對需噴灌位置；然后噴灌機控制回路開始工作，中央控制計算機發出指令使前輪驅動322動作、前輪驅動電動機正向旋轉驅動前輪驅動變速箱帶動前輪321和噴灌卷盤331的外齒圈旋轉，自移式小型噴灌機3即正對需噴灌位置一邊向前移動一邊釋放出噴灌PE管，壓管框3321在拉簧3322的作用下壓靠在順序纏繞的噴灌PE管上、可防止噴灌PE管脫出噴灌卷盤331；當自移式小型噴灌機3前移至設定距離到達需噴灌位置后噴灌控制回路開始工作，中央控制計算機發出指令使電磁截止閥12打開，壓力水即經噴灌PE管的輸入端進入噴灌PE管、經噴頭333噴出實現噴灌，噴灌開始后中中央控制計算機發出指令使前輪驅動322動作、前輪驅動電動機反向旋轉驅動前輪驅動變速箱帶動前輪321和噴灌卷盤331的外齒圈旋轉，自移式小型噴灌機3即一邊向后移動一邊進行噴灌PE管的回收逐漸接近壓力給水栓11，卡接托舉或騎行在噴灌PE管上的導向后輪323保證自移式小型噴灌機3整體始終沿噴灌PE管的走向移動，當自移式小型噴灌機3整機噴灌行走至旋轉平臺21上時即完成整個噴灌過程，中央控制計算機發出指令使電磁截止閥12關閉。

為了根據土壤濕度傳感器反饋的不同數值的反饋實現控制噴灌量，作為本發明的進一步改進方案，所述的噴頭333的壓力水輸入端上、或壓力給水栓11的出水端上設有電磁流量調節閥；所述的電控裝置5還包括噴灌流量調節回路，所述的中央控制計算機與電磁流量調節閥電連接；中央控制計算機可以根據土壤濕度傳感器反饋的不同數值通過調節電磁流量調節閥實現改變噴頭333內噴射出的噴灌水的流量、進而實現調節噴灌量。

為了根據不同的園林植被實現噴頭333噴灑出不同覆蓋面積的噴灌水、實現較好的通用性，作為本發明的進一步改進方案，所述的噴頭333的噴頭支撐桿上設有噴頭高度電動調節機構，噴頭高度電動調節機構與行走機構32的前輪驅動電源電連接；所述的電控裝置5還包括噴頭高度調節回路，所述的中央控制計算機與噴頭高度電動調節機構電連接；中央控制計算機可以根據設定的植被高度數據通過調節噴頭高度電動調節機構實現改變噴頭333距離地面的高度、進而實現改變由噴頭333噴出的噴灌水的覆蓋面積。

為了防止本園林智能噴灌控制系統自移動噴灌過程中噴灌PE管脫離導向后輪323的弧形凹槽、進而導致整機無法沿噴灌PE管的走向正確移動，作為本發明的進一步改進方案，如圖6所示，所述的導向后輪323通過門形支撐架325安裝在后輪安裝架324上，門形支撐架325的頂端與后輪安裝架324連接，所述的噴灌PE管的輸入端自門形支撐架325的頂端內側面與導向后輪323的弧形凹槽底面之間的間隙穿出；門形支撐架325的設置可以有效防止噴灌PE管脫離導向后輪323弧形凹槽的掉道現象。

為了進一步實現防止噴灌PE管脫離導向后輪323弧形凹槽的掉道現象，作為本發明的進一步改進方案，如圖6所示，所述的門形支撐架325的框架結構內部、導向后輪323的上方還設有輔助導向輪326，輔助導向輪326的輪面上沿其圓周方向設有與噴灌PE管尺寸配合的弧形凹槽，且輔助導向輪326的弧形凹槽底面至導向后輪323的弧形凹槽底面之間的距離尺寸與噴灌PE管的直徑尺寸配合，所述的噴灌PE管的輸入端自輔助導向輪326的弧形凹槽底面與導向后輪323的弧形凹槽底面之間的間隙穿出。

為了實現噴灌過程中噴灌PE管更貼近地面、進而實現導向后輪323更穩固地導向，作為本發明的進一步改進方案，所述的門形支撐架325向前方傾斜設置。

為了防止噴灌過程中纏繞在噴灌卷盤331上的噴灌PE管因噴灌卷盤331的纏繞寬度原因造成被牽拉出的噴灌PE管在導向后輪323的導向作用下過度偏移彎曲，同時為了防止被牽拉出的噴灌PE管因過度彎曲造成導向后輪323受到過大的偏轉力、保證準確地導向，作為本發明的進一步改進方案，如圖5所示，所述的后輪安裝架324是呈頂角向后設置的銳角等腰三角形框架結構，所述的門形支撐架325安裝在等腰三角形框架結構的后輪安裝架324的頂角位置；門形支撐架325與噴灌卷盤331之間較長的距離可以相對延長被牽拉出的噴灌PE管的拉出長度，進而實現被牽拉出的噴灌PE管較平緩的彎曲角度、防止過度偏移彎曲。

所述的前輪驅動322的前輪驅動電源可以采用有源電源，也可以采用目前電能轉換效率較高、體積相對較小的鋰電池組電源，由于前者需額外設置電線的容納及回卷裝置、機構設置復雜，而后者相對簡單，因此優選后者，即，作為本發明的優選方案，所述的前輪驅動322的前輪驅動電源是鋰電池組。

為了便于對鋰電池組進行自動充電，作為本發明的進一步改進方案，所述的旋轉平臺21上設有充電樁和噴灌機導向機構；所述的自移式小型噴灌機3的后端對應充電樁的位置設有與充電樁配合的插頭結構，插頭結構與前輪驅動電源電連接；當自移式小型噴灌機3向后回退至旋轉平臺21上時在噴灌機導向機構的導向作用下繼續回退至設定位置，自移式小型噴灌機3的插頭結構可與充電樁對接，進而實現自動充電。

為了進一步實現節約能源，作為本發明的進一步改進方案，所述的旋轉平臺21上還設有太陽能集電板，太陽能集電板與充電樁電連接，可實現利用太陽能對自移式小型噴灌機3進行充電。

本園林智能噴灌控制系統采用中央控制計算機集中控制，土壤濕度傳感器反饋的土壤濕度數據低于程序設定的土壤濕度數據時中央控制計算機首先根據程序預置的園林坐標信息和土壤濕度傳感器的坐標信息控制角度旋轉定位裝置2的旋轉平臺21托載著自移式小型噴灌機3平移旋轉并定位使自移式小型噴灌機3正對需噴灌位置，然后中央控制計算機控制自移式小型噴灌機3的行走機構32動作使自移式小型噴灌機3一邊向前移動一邊釋放出噴灌PE管，自移式小型噴灌機3自行走至需噴灌位置后中央控制計算機控制電磁截止閥12打開，壓力水即經噴灌PE管的輸入端進入噴灌PE管、經噴頭333噴出實現噴灌，噴灌開始后中中央控制計算機控制自移式小型噴灌機3的行走機構32動作使自移式小型噴灌機3一邊向后移動一邊進行噴灌PE管的回收，導向后輪323保證自移式小型噴灌機3整體始終沿噴灌PE管的走向移動、直至自移式小型噴灌機3回退至旋轉平臺21上完成整個噴灌過程，方便對園林植被進行噴灌、且使用靈活性高、便于維護，不僅不需要在園林噴灌區域預埋輸水管網、不需要考慮噴頭組合間距等問題，而且自移動的噴灌方式可以在節約水資源的前提下實現噴灌土壤中的水平均勻分布、保證均勻灌溉，進而實現減少園林施工工程量、節約施工成本，特別適用于園林噴灌。