一種果園套種作物微灌裝置的制作方法

本發(fā)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(yè)是我國用水量占比最大的行業(yè)，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，水資源短缺問題顯得越來越突出，給農業(yè)用水安全帶來嚴重的威脅。利用更高效的節(jié)水灌溉設備，不僅可以提高農業(yè)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(yè)生產成本，提高農業(yè)生產效益，來促進農業(yè)的健康發(fā)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(qū)占我國國土面積的53％，由于這些地區(qū)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(qū)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(fā)展生態(tài)友好型農業(yè)的新要求，又可以充分利用溫、光、水、熱等資源，是實現(xiàn)精準扶貧、精準脫貧，農民增產增收的現(xiàn)實途徑。針對這些地區(qū)水資源短缺，地形復雜，為了提高農業(yè)生產效益，有必要提出一種適用于果園套種作物的高效節(jié)水灌溉裝置。

目前，涉及專門用于果園套種作物節(jié)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(fā)明專利《干旱半干旱區(qū)林木集雨抗旱栽培方法》(申請?zhí)枺?01510326104.6，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(fā)明專利《果園林帶智能化滲澆灌溉系統(tǒng)》(申請?zhí)枺?01410044149.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(fā)達的套種作物不易使用；中國發(fā)明專利《一種果樹高掛與樹下微噴灌系統(tǒng)》(申請?zhí)枺?01511016205.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(qū)難以推廣使用；中國發(fā)明專利《一種旱塬區(qū)蘋果園樹盤集雨深層入滲的方法》(申請?zhí)枺?01610394950.6，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(fā)明專利《用于干旱區(qū)果實膨大期的彌霧調控方法及彌霧灌溉裝置》(申請?zhí)枺?01510636265.5，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(qū)推廣具有一定的難度。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(huán)，內活動環(huán)位于內連桿和外連桿之間，橫桿上還套設有外活動環(huán)，外活動環(huán)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(huán)，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(huán)，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(huán)和外活動環(huán)均為環(huán)狀柱體，內活動環(huán)和外活動環(huán)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(fā)明的有益效果是，本發(fā)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(fā)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(jié)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(yè)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(fā)量和植物蒸騰量較大的問題；

4.與常規(guī)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(jié)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(jié)能的優(yōu)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(qū)的果園林木套種作物的灌溉。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種果園套種作物微灌裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(huán)的連接結構示意圖；

圖8是本發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(tài)示意圖；

圖14是本發(fā)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(tài)示意圖；

圖15是本發(fā)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(huán)，25.內活動環(huán)，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(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)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(fā)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(huán)25，內活動環(huán)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(huán)24，外活動環(huán)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(huán)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(huán)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(huán)25和外活動環(huán)24均為環(huán)狀柱體，內活動環(huán)25和外活動環(huán)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(tài)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(tài)時，遮陽網全部壓縮，全部匯集在一起。

本發(fā)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(jié)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(tài)。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(xù)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(huán)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(xù)，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(jié)砝碼2的數量和重量，從而調節(jié)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(jié)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(jié)懸掛套筒1上砝碼2的重量和數量，來達到調節(jié)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(fā)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(xù)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(tài)轉變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，此時橫桿8上的驅蚊器9會施加給內活動環(huán)25和外活動環(huán)24一個軸向力，使內活動環(huán)25和外活動環(huán)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(tài)，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(tài)轉變?yōu)閺堥_狀態(tài)，集雨件5展開的過程中，帶動其上的橫桿8由傾斜狀態(tài)逐步變?yōu)樗綘顟B(tài)，在橫桿8變化為水平狀態(tài)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?yōu)樗綘顟B(tài)時，驅蚊器9施加給內衛(wèi)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(tài)轉變?yōu)樯扉L狀態(tài)，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。