專利名稱：用于自動推動的機(jī)械化灌溉系統(tǒng)的配水組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是自動推動的機(jī)械化灌溉系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是與自動推動的機(jī)械化灌溉系統(tǒng)相關(guān)的水和/或噴灑劑分配和流體動力學(xué)。
背景技術(shù)：
自TK十多年如引入自動推動的機(jī)械化灌概系統(tǒng)后，自動推動的機(jī)械化灌概系統(tǒng)在今天的商業(yè)性農(nóng)業(yè)中已經(jīng)成為了一個必要因素。第一代灌溉系統(tǒng)具有的許多機(jī)械和設(shè)計缺點在它們存在期間已經(jīng)得到了許多改進(jìn)。在本領(lǐng)域引人關(guān)注的一個改進(jìn)是引入和發(fā)展末端噴槍和彎管系統(tǒng)。這些設(shè)計噴灑水和噴灑劑到超出主機(jī)械化灌溉結(jié)構(gòu)的端部的區(qū)域中。然而，即使利用這些改進(jìn)，仍有田地的面積超出現(xiàn)有技術(shù)的范圍，使農(nóng)作物得不到所噴灑的水、肥料、除草劑或者殺蟲劑，因而導(dǎo)致次優(yōu)的農(nóng)作物健康和成長。所述自動推動的機(jī)械化灌溉系統(tǒng)可以是本領(lǐng)域已知的任意類型的灌溉系統(tǒng)，具有兩個廣泛使用的灌溉系統(tǒng)作為中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)和線性移動系統(tǒng)。中心樞轉(zhuǎn)的機(jī)械化灌溉系統(tǒng)一般在圍繞田地的圓形路徑上行進(jìn)。然而，由于一般方形或矩形的小塊農(nóng)田，這些農(nóng)田存在位于中心樞轉(zhuǎn)設(shè)備所能到達(dá)區(qū)域外側(cè)的區(qū)域，即使中心樞轉(zhuǎn)設(shè)備已經(jīng)使用了彎管和末端噴槍，因而這些農(nóng)田不能被充分覆蓋。線性機(jī)械化灌溉系統(tǒng)一般在沿著田地而下的直線上行進(jìn)。然而，由于方形或矩形田地的一般不規(guī)則的邊界，這些田地存在所述線性設(shè)備不能到達(dá)的區(qū)域，這些田地一般不能充分灌溉。通過克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點可以得到許多優(yōu)點，包括但不限于以下幾點:增加產(chǎn)量，增強(qiáng)疾病和害蟲控制和增加耕種土地面積。因此，在該領(lǐng)域存在對如下灌溉系統(tǒng)的需求，這種灌溉系統(tǒng)具有固定到所述結(jié)構(gòu)外端的配水組件以對超出現(xiàn)有技術(shù)可到達(dá)區(qū)域噴灑水、肥料、除草劑和殺蟲劑
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是配置或聯(lián)接到自動推動機(jī)械化灌溉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)最外端的可變泵組件。所述可變泵組件可以構(gòu)造成控制輸出水/噴灑劑壓力作為田地中機(jī)械化灌溉系統(tǒng)位置的函數(shù)。當(dāng)所述機(jī)械化灌溉系統(tǒng)在灌溉路徑上行進(jìn)時，所述可變泵組件可以動態(tài)地改變從所述機(jī)械化灌溉結(jié)構(gòu)的最外端釋放的水和/或噴灑劑的輸出水/噴灑劑壓力以對農(nóng)田提供充分
灌溉覆蓋。通過引入在


和具體實施方式
中充分描述的主題充分提供本發(fā)明的內(nèi)容。因此，本發(fā)明的內(nèi)容不應(yīng)認(rèn)為是描述必要特征，也不應(yīng)認(rèn)為用來確定權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

參照附圖描述下面的詳細(xì)說明。在附圖中，附圖標(biāo)記的最左數(shù)字表示附圖標(biāo)記首先出現(xiàn)的附圖。在所述說明和附圖的不同實例中使用相同的附圖標(biāo)記可以表示類似或相同的物品。
本領(lǐng)域技術(shù)人員通過參閱下述附圖可以更好地理解本發(fā)明的許多優(yōu)點，在附圖中:
圖1是中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的透視圖2是中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的懸垂結(jié)構(gòu)的透視圖3是可變泵組件的框圖4是電子速度控制器的流程圖實例；
圖5是用于噴灑劑分配范圍與機(jī)器位置關(guān)系的用戶定義表的實例；
圖6是可變速度泵控制與范圍和周期時間關(guān)系的實例；
圖7是可變速度泵控制與機(jī)器速度關(guān)系的實例；
圖8是第二實施例中可變泵組件的框圖9是裝配有末端噴槍的中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的噴灑劑分配的透視圖10是裝配有彎管系統(tǒng)的中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的噴灑劑分配的透視圖11是裝配有末端噴槍的線性機(jī)械化灌溉系統(tǒng)的噴灑劑分配的透視圖；以及
圖12是裝配有本發(fā)明的中心樞轉(zhuǎn)和線性灌溉系統(tǒng)的透視圖。
具體實施方式
還應(yīng)理解的是，如果一個元件被稱作“連接”或“聯(lián)接”到另一個元件上，它可以直接連接或聯(lián)接到其他元件上或者可以存在介入元件。與此相反，如果一個元件被稱作“直接連接”或“直接聯(lián)接”到另一個元件上，則不存在介入元件。另外，這里所用的表述“多個”是指至少兩個元件。此外，相同的附圖標(biāo)記在全文中表示相同的元件。
現(xiàn)在更詳細(xì)地參照本發(fā)明，在圖1中示出兩種類型的廣泛使用的自動推動灌溉系統(tǒng)10。兩種廣泛使用的自動推動灌溉系統(tǒng)10是中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)和線性移動系統(tǒng)。圖1顯示本發(fā)明的一個實施例，在這里，灌溉系統(tǒng)10是中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)10。中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)10可以包括水管、管線或支臂11，它從常規(guī)中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)12向外延伸。水管線11由多個以端對端關(guān)系聯(lián)結(jié)在一起的管線部段構(gòu)成，多個管線部段被支撐在多個驅(qū)動單元13上。每個驅(qū)動單元13具有驅(qū)動它的輪子15的驅(qū)動裝置14。在多數(shù)情況下，驅(qū)動裝置14包括電動機(jī)，所述電動機(jī)可以逆轉(zhuǎn)以使得中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)10可以在前進(jìn)方向或逆轉(zhuǎn)方向上被驅(qū)動。一般地，在中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)10上對齊的機(jī)器在每個驅(qū)動單元跨度接頭處由連桿結(jié)構(gòu)保持，其操縱微開關(guān)啟動和關(guān)閉驅(qū)動單元13上的電 動機(jī)以與下一跨度成一直線。灌溉系統(tǒng)10上的最終驅(qū)動單元13用附圖標(biāo)記16表示。一般地，懸臂支臂17稱作懸垂組件17，從最終驅(qū)動單元16向外延伸并且具有安裝在其上的末端噴槍18，末端噴槍18被致動以灌溉由位于中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和最終驅(qū)動單元13之間的水管線覆蓋區(qū)域外側(cè)的區(qū)域。
速度控制器19 一般安裝在最終驅(qū)動單元16上。速度控制器19 一般是百分比計時器。速度控制器19還可以是可變速度驅(qū)動器或其他速度控制設(shè)備，其連接到最終驅(qū)動單元16上的電動機(jī)14。
位置傳感器也安裝在中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)10上。一般地，位置傳感器是安裝在中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)12上的角度傳感器20或者安裝到最終驅(qū)動單元16上或其附近的GPS接收器。
常規(guī)計算機(jī)控制面板21可以安裝到中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)上。計算機(jī)控制面板21可以控制許多機(jī)器功能，包括但不限于:速度、方向、打開水或關(guān)閉水、打開或關(guān)閉灌溉系統(tǒng)10，打開或關(guān)閉末端噴槍等。計算機(jī)控制面板21可以連接到角度傳感器20和速度控制器19，速度控制器19又連接到驅(qū)動器14。計算機(jī)控制面板21還可以構(gòu)造成接收用戶定義的輸入量。更詳細(xì)地，參照圖2的內(nèi)容，懸垂組件17可包括安裝或聯(lián)接到懸垂組件的水管線的可變速度泵組件130。具體地，可變速度泵組件130可以安裝或聯(lián)接在所述水管線的內(nèi)偵U。可變速度泵組件130可構(gòu)造成控制水/噴灑劑壓力作為灌溉系統(tǒng)10的位置或定位的函數(shù)。更詳細(xì)地，參照圖3的內(nèi)容，可變速度泵組件130可包括可變速度泵、電子速度控制器、電源和電力線載體構(gòu)成的遙測裝置。然而，所述遙測裝置可以是當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)中的任意裝置，包括但不限于串行總線 、展頻無線電、VHF無線電、UHF無線電等。更詳細(xì)地，圖4顯示電子速度控制器19的流程圖。在使用中，計算機(jī)控制面板21可包括用戶定義表(圖5中示出)，所述用戶定義表顯示基于中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的當(dāng)前位置的理想水分配范圍。計算機(jī)控制面板21將所述理想范圍傳遞到可變速度泵組件的電子速度控制器19，連同包括最終驅(qū)動單元的速度的其他參數(shù)。電子速度控制器19使根據(jù)圖6和圖7所示的最終驅(qū)動單元16的理想范圍和速度循環(huán)所述泵的速度。所述泵速度根據(jù)圖6進(jìn)行循環(huán)以將水和其他噴灑劑從懸垂機(jī)構(gòu)末端噴灑到理想范圍和其間的所有區(qū)域。類似地，泵速度的改變率根據(jù)圖7進(jìn)行控制以保證以灌溉系統(tǒng)10的任意速度均勻地噴灑水和/或噴灑劑。更詳細(xì)地，圖8顯示本發(fā)明的替代實施例，其中，所述可變速度泵組件不與計算機(jī)控制面板21通信，因而不包括遙測裝置。相反地，所述可變速度泵組件與所述速度控制器和位置傳感器直接通信。圖5的表可以經(jīng)由用戶手動編制程序輸入到所述電子速度控制器中，以使所述可變速度泵組件如上所述地操作。這個實施例對本發(fā)明進(jìn)行改型以形成機(jī)械化灌溉系統(tǒng)10，這個實施例可能是令人滿意的。本發(fā)明的優(yōu)點可包括但不限于將水和/或噴灑劑噴灑到100%的田地中期望位置的能力。圖9和10分別顯不配備有末端嗔槍和彎管系統(tǒng)的中心樞轉(zhuǎn)機(jī)械化灌概系統(tǒng)10的已灌溉和非灌溉區(qū)域。圖11顯示配備有末端噴槍的線性機(jī)械化灌溉系統(tǒng)10的已灌溉和非灌溉區(qū)域。而且，利用末端噴槍的灌溉提供在末端噴槍的設(shè)定范圍上的水分配，但不在圖9和圖11所示的中間范圍中。本發(fā)明的優(yōu)點顯示于圖12中，在圖12中，水和/或噴灑劑可以噴灑到100%的田地中期望位置，并且噴灑的均勻性不受到機(jī)械化灌溉系統(tǒng)速度變化的不利影響。盡管本發(fā)明的前述書面說明能夠使一個普通技術(shù)人員制作和使用本發(fā)明的目前被認(rèn)為是最佳的實施方式，那些普通技術(shù)人員將理解且認(rèn)識到這里的具體實施例、方法和實例的修改、組合及其等同。因而本發(fā)明不應(yīng)受到上述實施例、方法和實例的限制，而是應(yīng)受到本發(fā)明的保護(hù)范圍和精神中的所有實施例和方法的限制。
權(quán)利要求
1.一種灌溉系統(tǒng)，包括: 水管； 構(gòu)造成支撐和移動所述水管的多個驅(qū)動塔； 構(gòu)造成確定所述灌溉系統(tǒng)的位置的位置傳感器； 聯(lián)接到所述水管的可變速度泵組件，所述可變速度泵組件構(gòu)造成控制噴灑劑輸出壓力作為所述灌溉系統(tǒng)的位置的函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于， 所述位置傳感器包括聯(lián)接到所述驅(qū)動塔中的一個上的GPS接收器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于， 所述灌溉系統(tǒng)是中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于， 所述位置傳感器包括聯(lián)接到最外部驅(qū)動塔的GPS接收器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于， 所述灌溉系統(tǒng)還包括控制面板，所述控制面板具有構(gòu)造成根據(jù)所述最外部驅(qū)動塔的位置設(shè)定所述可變速度泵組件的輸出壓力的程控邏輯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于， 所述灌溉系統(tǒng)還包括與所述位置傳感器相通信的控制面板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于， 所述位置傳感器包括角 度傳感器。
全文摘要
一種可變泵組件可以配置或聯(lián)接到灌溉系統(tǒng)的水釋放點。所述可變泵組件可以構(gòu)造成控制輸出水壓力作為灌溉系統(tǒng)位置或定位的函數(shù)。當(dāng)所述灌溉系統(tǒng)在灌溉路徑上行進(jìn)時，所述可變泵組件可動態(tài)地改變從所述水釋放點釋放的水和/或噴灑劑的輸出水壓力以對田地提供充足的灌溉覆蓋。
文檔編號A01G25/09GK103153041SQ201180039411
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者C·S·馬爾薩姆 申請人:瓦爾蒙工業(yè)公司