节水灌溉机械
应用于中国机器人大赛的节水灌溉机器人[实用新型专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922008384.2(22)申请日 2019.11.20(73)专利权人 西北农林科技大学地址 712100 陕西省咸阳市杨陵区西北农林科技大学(72)发明人 李治文 石鑫东 彭永鑫 史颖刚 刘利 (74)专利代理机构 青岛智地领创专利代理有限公司 37252代理人 肖峰(51)Int.Cl.A01G 25/02(2006.01)A01G 25/16(2006.01)(54)实用新型名称应用于中国机器人大赛的节水灌溉机器人(57)摘要本实用新型公开了一种应用于中国机器人大赛的节水灌溉机器人，包括：底盘、行走模块、自平衡调节装置、喷灌模块和控制模块，所述底盘的下部面安装有行走模块，用于带动机器人移动，底盘的上部面安装有自平衡调节装置，喷灌模块安装在自平衡调节装置上，所述自平衡调节装置用于调节喷灌模块处于水平状态，所述控制模块安装在自平衡调节装置上，分别与行走模块、自平衡调节装置和喷灌模块相连。
该节水灌溉机器人制造成本低，操作简单，可以在设定的比赛场景，按照比赛规则，实现机器人的自主导航、目标识别、自平衡调节和自动灌溉，同时易于进行二次研发和学习使用，为中国农业机器人的研究开发提供理论基础和实验依据。
权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 210987490 U 2020.07.14C N 210987490U1.一种应用于中国机器人大赛的节水灌溉机器人，其特征在于，包括：底盘、行走模块、自平衡调节装置、喷灌模块和控制模块，所述底盘的下部面安装有行走模块，用于带动机器人移动，底盘的上部面安装有自平衡调节装置，喷灌模块安装在自平衡调节装置上，所述自平衡调节装置用于调节喷灌模块处于水平状态，所述控制模块安装在自平衡调节装置上，分别与行走模块、自平衡调节装置和喷灌模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种应用于中国机器人大赛的节水灌溉机器人，其特征在于，所述行走模块包括左车轮、右车轮、万向轮、左驱动步进电机、右驱动步进电机、灰度传感器、左光电开关和右光电开关，所述左车轮和右车轮对称安装在底盘前部左右两侧，所述左驱动步进电机和右驱动步进电机均安装在底盘的下部面，分别用于驱动左车轮和右车轮，所述万向轮安装在底盘下部面后部，所述灰度传感器安装在底盘的前端，所述左光电开关和右光电开关分别安装在底盘中部左右两侧。
农业机械化及其自动化基础知识单选题100道及答案解析
农业机械化及其自动化基础知识单选题100道及答案解析1. 农业机械化的首要任务是（）A. 提高农业劳动生产率B. 提高农产品质量C. 增加农民收入D. 保护生态环境答案：A解析：农业机械化的直接目的是提高农业劳动生产率。
2. 以下不属于农业机械化作用的是（）A. 提高土地产出率B. 加剧农村劳动力过剩C. 增强农业抗灾能力D. 促进农业产业化答案：B解析：农业机械化能够解放劳动力，而非加剧劳动力过剩。
3. 我国农业机械化发展的重点区域是（）A. 南方水田区B. 北方旱作区C. 丘陵山区D. 以上都是答案：D解析：南方水田区、北方旱作区、丘陵山区都是我国农业机械化发展需要重点关注的区域。
4. 农业机械化技术推广的主体是（）A. 农业科研院校B. 农机企业C. 政府推广机构D. 农民合作社答案：C解析：政府推广机构在农业机械化技术推广中起主导作用。
5. 以下哪种农业机械主要用于耕地作业（）A. 播种机B. 收割机C. 拖拉机D. 犁答案：D解析：犁是用于耕地的主要机械。
6. 精量播种机的播种精度一般要求每穴种子粒数的变异系数不超过（）A. 10%B. 20%C. 30%D. 40%答案：A解析：精量播种机播种精度较高，变异系数通常不超过10%。
7. 联合收割机的主要工作部件不包括（）A. 割台B. 脱粒装置C. 清选装置D. 旋耕装置答案：D解析：旋耕装置不属于联合收割机的工作部件。
8. 以下哪种灌溉方式属于节水灌溉（）A. 漫灌B. 沟灌C. 喷灌D. 淹灌答案：C解析：喷灌能够有效节约用水。
9. 农业机械的动力来源主要是（）A. 人力B. 畜力C. 电力D. 内燃机答案：D解析：内燃机是目前农业机械最主要的动力来源。
10. 拖拉机的行走系统不包括（）A. 车架B. 车轮C. 离合器D. 悬架答案：C解析：离合器属于传动系统，不是行走系统。
11. 秸秆还田机的主要作用是（）A. 粉碎秸秆并还田B. 收集秸秆C. 焚烧秸秆D. 运输秸秆答案：A解析：秸秆还田机将秸秆粉碎后直接还田。
6节水灌溉机械
海水西调
• “海水西调”工程将从渤海西北海岸提送海水达到 海拔1200米高度，途径内蒙古自治区东南部，再 顺北纬42°线东西方向的洼槽地表，流经燕山、 阴山以北，出狼山向西进入居延海，绕过马鬃山 余脉后流入新疆。
• “海水西调”工程主要分为两大阶段，第一阶段 从渤海西北岸向上提水至1200米高度，整个过程 都用直径3.2米的玻璃钢管进行输送；第二部分则 需要建造320公里长的地下隧道，将海水输送至 内蒙古锡林郭勒盟海水淡化厂。
• 实际扬程Hd （或称为地形高度）
•
Hd=Hd.x+Hd.y
• （3）功率 a．有效功率Nx（又叫水功率）b．轴功率
Nz（又叫水泵的输入功率）c．配套功率Np
• （4）水泵效率η
• （5）水泵转速
• （6）允许吸上真空高度（或汽蚀余量）
• （7）比转数
2．水泵性能曲线
• （1）离心泵性能曲线 • （2）轴流泵性能曲线 • （3）混流泵性能曲线
三、作物需水量及其影响因素
2、作物需水量的影响因素：蒸腾 棵间蒸发 目前对作物需水量各因素的分析只是定性的，还不 能精确确定各因素之间的影响程度。P134
第二节 农用水泵
• 农田灌溉用的水泵机组包括：水泵、动力 机、输水管路、管路附件。
• 常用的水泵类型有：离心泵、混流泵、轴 流泵、潜水泵和自吸式离心泵 5种。
自吸式水泵
柴油机带动 扬程：28m 流量：100（m3/h）
清水离心泵
高扬程潜水泵
一、农用水泵的一般构造
水泵的一般构造包括：叶轮、泵壳
叶轮是水泵最重要的工作部件，水泵通过叶轮的旋转使被抽送的水 获得能量，使其有一定的流量和扬程。
不同叶轮的水流方向
离心泵的泵壳
指针式喷灌机的工作原理及其在农业灌溉中的应用浅析
指针式喷灌机的工作原理及其在农业灌溉中的应用浅析前景与建议灌溉是农业生产的关键环节，农业灌溉离不开水资源，而我国水资源严重紧缺，每年农业灌溉用水缺口超过300亿m3，因此，加快节水灌溉技术的推广应用尤为重要。
目前节水灌溉方式主要有喷灌、微灌和滴灌等，喷灌作为现代化高效节水手段，在节水灌溉工程中应用较广。
每年我国大约有上千台的喷灌机用于现代农业生产，其中，指针式喷灌机是最重要的机型之一。
1指针式喷灌机的结构指针式喷灌机是一种可以移动的大型喷灌设备。
该设备在能够自动行走的支架上设置了喷头，作业时，机具围绕备有供水系统的中心点一边旋转一边喷灌，因其行走方式像是钟表的指针，故而称之为指针式喷灌机，也称为中心支轴式喷灌机或圆形喷灌机。
传统的指针式喷灌机主要由中心支轴轴座、桁架、塔架车、悬臂、调节控制机构和喷洒系统组成。
1.1中心支轴轴座中心支轴轴座是整个喷灌机的旋转中心。
标准型通常采用钢筋混凝土固定，安装在灌溉农田的中心位置;拖移式通常是将中心支轴轴座固定在四个轮子上面，并配有牵引机构，用以完成田间的转移。
中心支轴轴座的外部是由立柱、横梁和底板组成的塔形框架，中心部分是转动套和支轴弯管。
转动套的上部固定在框架上，下部与水源相连接。
支轴弯管的竖直部分位于转动套内，可以自由转动，另一端通常与首跨桁架输水支管球铰连接，以适应首跨桁架因地形变化在垂直方向产生的上下移位。
转动套上设有定点停机装置。
1.2桁架桁架是组成指针式喷灌机的基本单元，主要由输水支管、三角形弦架和拉筋等部分组成。
为了适应田间地形的变化，保证喷灌机作业行走的同步性，各桁架之间采用球铰连接，输水支管采用柔性接头或橡胶套筒连接。
衍架离地高度通常为2～3m，桁架跨距通常为30～65m，输水支管公称直径通常为100～250mm，可以根据田块大小选择合适的桁架跨数。
1.3塔架车塔架车主要由立柱A字型构架(塔架)、动力装置(常见的是电动机，并配备减速器)、传动装置和行走轮等部分组成。
关于节水灌溉工程中的水泵
离心泵的性能曲线
离心泵的性能曲线
由于水泵的6个性能参数之间既相互联系， 又相互制约，关系比较复杂，因此目前尚不 能用数学上的函数关系准确地表达它们之间 的变化规律。 通常，水泵的6个性能参数之间的关系是 通过水泵实验的方法，采集水泵各相应的性 能参数，在坐标图上用性能关系曲线来表达。 这个关系曲线即为水泵的基本性能曲线。
水流在叶轮中是轴进轴出。
在节水灌溉工程中常用的水泵都是 离心泵，常用的离心泵泵型有： 单级单吸离心泵 单级双吸离心泵 潜 水 电 泵 自 吸 泵
单 级 单 吸 离 心 泵
单级单吸离心泵机组
双吸泵
多 级 离 心 泵
潜水电泵
自吸泵
离心泵的性能参数
离心泵的性能参数
离心泵的性能参数是用来表征离 心泵性能的一组数据，包括：
（购买水泵时，厂家均会提供泵的基本性能曲线）
离心泵的性能曲线
指导水泵实验的理论依据是水泵的相似率和
比例率。
相似率是指两台相似泵的流量、扬程、功率
与其叶轮直径及转速之间的比例关系。
水泵的比例率是其相似率的特例。
比例率是指同一台泵流量、扬程、功率与其
转速之间的比例关系。（因同一台泵的叶轮 直径不变，其比例为1）
井泵工作点的确定
静水位 动水位 水井在未抽水前的稳定水位称为静水位。 抽水后井中水位随抽水量的增大而逐渐 下降，当井的出水量为一定值时，井中 的水位会保持为某一定值，称为动水位。 由水井的抽水试验可知，井水 位的降深S 和井的涌水量Q 间 的关系为一下降曲线，称为水 井的降深曲线，用S ～Q 表示。
N 1／N 2 = ( D 1／D 2) 5 ( n 1／n 2)
节水灌溉竞赛机器人设计
节水灌溉竞赛机器人设计*李思睿，梁家涵，史颖刚，刘利※（西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西咸阳712100）摘要：为提高竞赛机器人的节水灌溉能力，提出了一种节水灌溉竞赛机器人的设计与实现方法。
搭载OpenMV 摄像头模组的无人机，采集模拟旱情信息，通过ATK-LORA 通信模块，发送给渗灌系统和灌溉机器人，依照旱情信息进行对应灌溉。
根据竞赛要求，设计灌溉机器人的机械系统，包括机器人底盘、灌溉执行机构和自平衡机构。
采用STM32F1032ZET6为控制核心，搭建机器人的控制系统，设计控制算法，实现了节水灌溉机器人的竞赛功能。
经实地测试，旱情识别成功率为94.91%，信息传输正确率为97.69%，机器人喷灌成功率达90.74%，系统整体成功率达83.33%，验证了设计的有效性。
关键词：节水灌溉；机器人竞赛；无人机；灌溉机器人中图分类号：TP242.6文献标志码：A文章编号：1009－9492(2020)07－0105－04The Design of Water Saving Irrigation Robot Based on CompetitionLI Sirui ，LIANG Jiahan ，SHI Yinggang ，LIU Li ※（College of Mechanical and Electronic Engineering,Northwest A&F University,Xianyang,Shaanxi 712100,China ）Abstract:In order to improve the water-saving irrigation ability of competition robot,a design and implementation method of water-saving irrigation robot forcompetition was proposed.The UAV equipped with OpenMV camera module collects simulated drought information and sends it to infiltration irrigation system and irrigation robot through ATK-LORA communication module to conduct corresponding irrigation according to drought information.According to the competition requirements,the mechanical system of irrigation robot was designed,including robot chassis,irrigation actuator and self balancing mechanism.Using STM32F1032ZET6as the control core,the control system of the robot was built,the control algorithm was designed,and the competition function of thewater-saving irrigation robot was realized.Through field test,the success rate of drought identification was 94.91%,the accuracy rate of information transmission was 97.69%,the success rate of robot sprinkler irrigation was 90.74%,and the overall success rate of the system was 83.33%,which verifies the effectiveness of the design.Key words:water saving irrigation;robot competition;UAV;irrigation robotDOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2020.07.036第49卷第07期Vol.49No.07机电工程技术MECHANICAL &ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY李思睿，梁家涵，史颖刚，等.节水灌溉竞赛机器人设计［J ］.机电工程技术，2020，49（07）：105-108.基金项目：陕西省高等教育学会2019年高等教育科学研究项目（编号：XGH19023）；2019陕西高校创新创业课程建设项目（《机电一体化综合训练》）；西北农林科技大学国家级“大学生创新创业训练计划”项目（编号：201910712019）收稿日期：2020－03－020引言农业用水一直占我国总用水量的60%以上，灌溉水利用系数仅为0.53，用水效率低，但节水灌溉可节水80%以上。
果业机械化节水灌溉技术值得推广
平。
期举办推广人员业 务培训班 ，重点进行专业技术知识 、
４ 加 强体 系建设 要把 体 系建 设作 为一项 重 点 工 实 际操 作技 能和宣传推介能力 的培训 ，不断提高推 广 ． 作来抓 ，完善推广 网络 ，争取 政府资金投入 。省、市、 县 、乡要加强联系 ，密 切合作 ，树立上下一盘棋观念 。
强 监督。为确保节水 灌溉设备 购置补贴政 策落实到位 ， 主要 作为农 田灌溉 的水 源。随着农业 的发展 ，水资源
益 ２１年 ４ ０１ 月，宁都 县农机 、果业 、财政、纪检 等部 门 紧张 的矛盾 日 突 出，必 须进 一步加大建 设果 园山塘
组 成联合 复查组，对 ２ １ ００年果业节水灌溉设备购置补 水库等 蓄水 工程的力度 ，才能保证 脐橙灌溉 水源。在
技 术 ，是 以最低限度 的用水量获得最大产 量或收益 的
灌溉措施 。它具有以下几点优 越性 ：
一
１ 以落实责任为着九 最 成立了由县 政府分 管领导 ．
是 投 入 成本 少。根 据 宁都 县 已经 安装 使 用滴 为组长 的县果业节水灌溉设备购置补贴工作领导小组 ，
兼 任办公室 主任 。通 过落 实责任 ，强化相关 部门之 问
使 用滴 （ ）灌设 施灌溉 和施肥 ，每公倾 可年均 节省 向广 大农 民发送购 机补贴政 策短信 ４ 渗 万余条 。县农机 劳 动力 ６ ０个工 日 ，每个工 日按 ４ ０元 讹 每公 倾 可节 局 还派 出宣传 车，逐 乡、逐 村深 入果 园和项 目区巡 回 省人 力投资 ２ ０ 元 ，远大于设施成本 。 ４０ 宣传果业节水灌溉技 术的优 越性 ，使 农机 补贴 政策 家 三 是节肥 节水 。微 喷灌 溉 技术 有一 个 最 大 的特 喻户 晓 。
节水灌溉的农机要求
求纵向坡度 不大于 ｌ 横向坡度不大于 ０ ％ 。④深翻蓄水。 ％， ． ５ ⑤铺膜播种 同时铺设滴灌带 、 回收地膜和回收滴灌带。⑥ 田问
管 理相 应机 械 的配 套 。 ３ 与节 水 灌 溉 相 关 的 机械 化 问题 ．
传统 的地面灌溉技术。
农 业 是 我 国的 用 水 大 户 ， 占全 国 总 用 水 量 的 ７ ％， 农 约 ３ 但 业 用 水 的有 效 性 很 差 ， 资 源 浪 费 严 重 ， 水 田问 水 利 用 系数 只 有 ０ ３～０４ 而 国外 先 进 国 家 达 ０ ．， ． ．， 国的 各 种 农 业 节 水 技 ７～０８ 我
灌带收取机。
团
有 铺 膜 播 种 机 上 加 装滴 灌带 装 置 。例 如 ， 棉 花 两小 行 铺 １ 播 条
技术也是 不断发展 ， 其效率也是不断提高的。
现 在 我 国 采 用 过 的 和 正 在 研 究 或 推 广 使 用 的 节 水 灌 溉 技 术 有 数 十 种 之 多 。 各 种 技 术 都 各 有 利 弊 ，各 有 不 同 的适 用 条 件。只不过有些技术成熟一些 ， 些技术还有待 进一步研究 ， 有 有 些 技 术 优点 更 多 些 ，适 用 范 同更 广 些 ，而 有 技 术 稍 逊 而
械 。秋后回收地膜 或残膜 ， 由于灌水积土 、 植物残茬 、 雨水等原 因， 收膜 比较 难 ， 收净率相对低一些 。④滴灌带 的收取。 目 前， 滴灌带收取 的机械化程度 较低 ， 有待 于进 一步推广使用滴
节水灌溉的农业机械化要求包 括以下方面 的内容 ：① 管 道的运输 和装卸 。 管道 的铺放 、 ② 埋设及收取 ｊ ③平 整地表 ， 要
收 地 膜 时 ，可 采 用 ＭＳ 一 ３ 苗 期 残 膜 回收 机 和 Ｃ Ｍ－ １０ Ｍ 型 Ｓ － ３Ｂ 型 齿 链 式 悬 挂 收 膜 机 。这 两 种 机 械 是 苗 期 回 收地 膜 的理 想 机
节水灌溉机械化技术
、
二、 喷 灌技 术
喷灌 是 将灌 溉 水 加压 后 ， 经管道输送 到喷头， 并 由喷头将 水 射 出 ， 形 成细 小水 滴 ， 均 匀 地 撤 落 到地 面 ， 对 作物 进行 灌 溉 的 节水 型灌 溉 技 术 。喷 灌 对 地 形 适 应性 强 ， 灌水 均 匀且 不 受 地形 起 伏 的 影 响 ， 灌 水 质 量 好， 地表 不会 板结 ， 不会造 成 水 、 土、 肥 的流 失 ， 灌水 工
６ ２
农 机 使 用 与 维 修
２ ０ １ ３年第 ３期
节 水 灌 溉 机 械 化 技 术
黑龙 江省 密 山市杨木 乡农机 监 理站 灌 溉 技 术 就 是 将 经过 输 送 系统 送 到 田间 的灌 溉 水分 散 到全 部 田面 的技 术 。节 水 灌 溉 机 械 化 技 术 就 是利 用灌 溉 机 械 设 备将 最少 或较 少 的灌 溉 水 量 以较 快速 度 运至 作 物 根 层 土 壤 ， 达到作物合理的需水量 ， 减少 水量 损失 ， 以取得 单位 灌溉 水 量 的最高 生 产 效率 的一种 灌溉 技术 。 节 水灌 溉机 械化 技术 分 为地 面 灌溉 技 术 、 地 下灌 溉 技术 和地 上灌 溉技 术 三 种 类 型 。不 论 是 哪 一 种 灌 溉类型， 其共 同的农业 技术 要求 是 ： １ ． 能将 灌 溉水 有 效 地 送 入并 蓄存 在作 物 的根 层 土壤以内， 以 利 于农 作 物根 系 吸 收这 些 水 份 ， 应 尽 量 防止 和减少 向深层 渗透 ； ２ ． 灌溉 水 在整个 田面上 要 有一 个 均 匀度 ， 使灌 区 内每 一株农 作 物都 能吸 收 大致 相 同 的水 分 ， 以利 于作 物均 匀生 长 ； ３ ． 不 能 因灌溉 产生 土 壤 冲蚀 ， 不 能 破坏 土 壤 的 团 粒结 构 ； ４ ． 不能造 成 灌溉水 的 田间流 失 ， 对 于 必要 的灌 溉 退水 ， 要 能 回归再 利 用 ； ５ ． 占地 少 、 效率 高、 灌 溉用工少 、 灌 溉 工 程 养 护 量小 ； 朱 长忠
大力发展行走式节水灌溉机械化技术
率拖拉机为 动力 ， 配备 简单 的贮运施水 装置和作业 机具 ， 在任
意距离 和道路条件下 ， 将水运至田问 ， 并按作物 的农艺要求 ， 分 段 、 时 、 量施水 ， 定 定 以达到节水 、 保苗 、 增产 的 目的 ， 其节 水效
果非常 明显 。据调查 ，我 国大 田地面灌溉一次 需水约 １ ０ ～ ０ ２
１ ０ ３ ｍ ， ０ｍ／ ２而行走式灌溉只需 １０ １０ｍ ｈ ： ５ ｈ ２ ～ ５ Ｔ ｍ 。这种机具机
灌 溉机 。
１ 发展行走式节水灌溉机械化的必要性
我 国农 业可持续发展 的主要制约 因素是水 土资源不 足且 分 布不均 。 我国人均耕地不足世界平均水平的 １ ， ／ 人均水资源 ３ 占有量不足世界人均水平的 １ ，且只有 １％的水 资源分 布在 ／ ４ ９ 长江 以北 。我 国每年因干旱缺水导致 粮食减产 ｌ ０ ０亿 ｋ 左 ０ ｇ
维普资讯
大力发展行走式节水灌溉机械化技术
黑龙 江省 五 常市 背荫河 镇农 业 畜牧 综合发 展服 务 中心 黑龙江省五常市民意乡农机站
摘
董 云龙 李俊清
要 通过对 当地 自然条件 的分析和 实施行走 式节水灌溉机械的 实践经验 ， 出了今后发展的 提
动灵活 ， 不受地形限制 ， 可充分利用各处水源 ， 水过程中没有 运 损失 ， 可与其他相应农具 配套使用 ， 还 具有结构 简单 、 资少 、 投
容易操作等特点。 加入 ＷＴ Ｏ后 的农产 品市场 ， 如何面对 ｍ ， ０ｍ ｈ ：才能靠条灌水量接墒。在干旱 地区 ， 麦收后在原茬地上需单粒 播种 玉米 、 豆类 等作 物。为此 ， 可以在免耕播种机上加装施 水装 置 ， 即成 为硬茬地 （ 免耕 ） 条播 条灌机 。它的主要特点 是加 强了开沟器双翼锄铲 ， 播种 深度较
灌溉机械的安全使用
灌溉机械的安全使用水对作物生长发育非常重要，提高水资源利用率，发展高效节水农业势在必行。
灌溉就是有计划地把水输送到田间，以补充田间水分的不足，促使作物高产。
常见的灌溉方法有地面灌溉、喷灌、滴灌和渗灌。
（1）地面灌溉。
地面灌溉是将水通过沟、渠或管道送往田间表面，然后借助重力和毛细管作用浸润土壤的一种灌溉方法。
该种方法技术简单，投资少，应用广泛，但其对水的有效利用程度较低，浪费大，对地表的平整度要求较高。
（2）喷灌。
喷灌是借助专门设备将具有一定压力的水通过喷头喷向空中，呈雨滴状散落地面以浸润土壤的灌溉方法。
这种方法省水、省工、有利于保持土壤团粒结构、适用范围广，但投资较高。
（3）滴灌。
滴灌是将水增压后，经过滤再通过低压管道送到田间的滴头上，以点滴的方式，经常而缓慢地滴入作物根部附近，满足作物对水需求的一种先进的灌溉方法。
该方法省水，利于增产，用水量也便于控制，更容易适应不平坦的地形，但投资高，滴头易堵塞。
（4）渗灌。
渗灌是利用地下的专用管道，将水引入田间，借毛细管作用自下而上浸润土壤耕作层的灌溉方法。
其优点是灌水质量好，省水，节省土地，便于机耕，多雨季节还可以排水，缺点是地下管道易淤塞，造价高，施工麻烦，检修困难。
第一节潜水泵的安全使用潜水泵的特点是将水泵和电机组合成一体，工作时，与普通的抽水机不同的是整个机组潜入水中，只有出水管和电源线留在水面以上。
其体积小，重量轻，移动灵活，适应性强，安装方便，不需修建专门的泵房，应用非常广泛。
潜水泵的种类很多。
按扬程可分为浅水泵和深水泵，浅水泵只有一个叶轮，深水泵有两个以上的叶轮。
按密封方式可分为干式、半干式、充油式和湿式四种。
农用潜水电泵多为充油式和湿式。
充油式潜水泵主要由水泵、电机和电机密封装置等组成。
①水泵部分。
水泵为立式单级离心泵，由上泵盖、下泵盖、叶轮、进水节等组成。
在进水节上装有滤网，防止杂质进入水泵。
②电机部分。
电机为笼式三相异步电动机，装在水泵上部，转子轴的伸出端安装叶轮，转子转动带动叶轮工作。
国内外灌溉节水技术及灌溉技术设备公司
相比，它提高了设备和利用率，降低了投资成本，常用于大田作物和灌溉次数较
少的作物，但操作管理比较麻烦，管理运行费用较高，适合于干旱缺水、经济条
件较差的应用滴灌技术。这是一种
结合了以色列滴灌技术和国内覆膜技术优点的新型节水技术。即在滴灌带或滴灌
毛管上覆盖一层地膜。这种技术是通过可控管道系统供水，将加压的水经过过滤
这项新的灌溉技巧，宜在经济作物种植区大面积推广。
国内外相关公司介绍
1.新疆天业集团有限公司
地址：新疆石河子开发区天业工业园 TEL:0993-2623102 Fax:0993-2623103 邮编：832000
2.秦川节水灌溉设备有限公司
“秦川节水”共生产七大系列节水灌溉设备。“秦川”内镶式滴灌管（带）、“秦 川”微喷头、“秦川”大田喷灌设备、“秦川”微喷带、“秦川”园林景观喷头、“秦川” 节水灌溉首部工程系列和“秦川”节水灌溉自动控制系统。其中“秦川”内镶式滴灌 管采用公司自行研制的高速生产线生产。
公司网址：
6.耐特菲姆公司
耐特菲姆公司一直致力于先进技术和产品的研究开发，至今已经推出了十代 产品，每一代产品的推出都把滴灌技术带入一个崭新的时代。目前，耐特菲姆公 司已经发展成为以色列最大的农业综合公司，世界最大的滴灌系统产品的专业厂 家，并且通过了灌溉设备生产、灌溉工程设计、安装、服务的 ISO9001:2000 质 量体系认证，凭借雄厚的科技实力、先进的生产工艺、严格的质量控制和对产品 质量的刻意追求，耐特菲姆公司保证用户得到最佳的设计和最好的产品。先进的 技术、因地制宜的解决方案、高品质的产品、丰富的农业知识和全面的售后服务 为耐特菲姆公司赢得了良好的声誉，其技术、产品、服务及专家遍布世界七十多 个国家和地区。 联系人：耐特菲姆 电 话：010-58208722 传 真：010-58208723 E-mail：info@ 网 址： 地 址：北京市朝阳区建国路 93 号万达广场 4 号楼 1101 室 邮 编：100000
丘陵地区节水灌溉机械化技术探索与实践
和工作方法，大胆探索 ，刻苦钻研，发扬爱岗敬业、服 农机人员进村入户的效果，定期征求农 民意见，使进村
务农业 、献 身农 业和农 机推广事业 的奉 献精神 ，以优质 入户不搞形式 。
服务赢得农民信任和社会承认。一是不断提高农机人员 ２ 加快信息和标准化建设 ． ４ 素质。农机人员的知识更新是技术创新的基础 ，是优化
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政府通 过总结过 去农 田水 利基本 建设 的成 败得失 ，认识 上产 生 了新 的飞跃 ：在这样 一 个典 型 的干旱 丘 陵山 区 ， 不搞节水灌溉 ，农业就难 以为继 ，就 找不 到出路。 节水灌溉 的具体形式怎样搞 好？近年来 ， 他们一方 面
ｓｖｎ ｒ ｇ ｔ ｇ ａ ｄ ｔ ｎ ｈ ｅｃ ａ ｉ ｉ ｉａ ｎ ｎ ｒ ｃ ，ｔ． ｇ ｒ ｉ ｅ
维普资讯
索践ｇｓ 与 实ｅｔ ｉｅ Ｋｐ 南ａ ｒｃ ｎｒ ｖｈ 端ｒ ｇａ ｙｅ ｓｎ ａｉ ｔ ｔ— ｉｃ 芮ｚ ｗｉ ｏｅ ａ西 ｎ 城ｖ ｉｏ ｔｎ ｉ ｒｔ ｄ省 ｏｇ ｓ 县 ｎ ｍ 位 ｗ 于 山 ａ
，
是一个传统的麦
棉种 植 区 。有 耕 地 面 积
口 张 毅
摘 要 针对丘 陵地 区 少电缺 水的 实际 ，通过 实施机 电
４ Ｋ ｍ 。该县不仅是一 ７ ｈ
个农业大县．而且是一个山区贫水县 ，年种植小麦２ ０
配套、调蓄配套、节灌配套、渠系配套等四项配套工程， Ｋ ｍ ．果园面积已达２Ｋ ｍ 。近几年，随着农村经济的 ｈ ０ ｈ 探索与实践了节水灌溉机械化技术，较好地解决了农业 快 速发展 和种植业结 构 的调 整 ，果 树和 粮棉争水 矛盾越
推广体系。合作就是农机科研、教育和推广相结合 ，各 人员进村入户推广技术的积极性 ，把定岗定酬 、评优提
农业机械第六章灌溉机械第一节农用水泵
损失扬程 h：水流经过管道及各种附件时，由于摩 擦、撞击、绕弯等而消耗的那一部分扬程。损失扬 程的大小与管道长度、内壁粗糙程度、管道内径、 水流速度以及附件的结构形状有关。
损失扬程是吸水损失扬程 hx与压水损失扬程 hy之 和。
h = hx + hy 总扬程 H = Hj + h = Hjx + Hjy + hx + hy
目前，世界90%采用此法。 目前我国经济实 力不足，广大农村地区的技术管理水平较低， 大面积推广喷灌、微灌等先进灌水技术还受到 很大的限制，97%灌溉采用地面灌溉方式。 在今后相当长的一段时间内，我国还仍会以地 面灌溉为主 。
喷灌系统
由水源，动力机，水泵， 输配水管道（干管、支 管、竖管等）及喷头等 部分组成。
喷灌作为先进的灌溉方式在我国发展潜 力巨大。
微灌系统
由水泵、过滤器、灌 水器、管道、管路附 件及控制元件组成。
微灌是按照作物需水 要求通过低压管道系 统和安装在其尾部的 灌水器（滴头、微喷 头、滴灌带等），把 水分和养分直接送到 作物根部附近的土壤 中，使作物根部的土 壤经常保持在最佳水、 肥状态的灌水方法。
2. 扬程 H：水泵在理论上能够提水的高度，也称总 扬程。就是水泵铭牌上的扬程值。是指水泵在最高 效率时的扬水能力。包括实际扬程（实际吸程和实 际压程）和损失扬程。
实际扬程 Hj：水泵的实际提水高度。实际扬程是 实际吸水扬程 Hjx与实际压水扬程 Hjy之和。
Hj = Hjx + Hjy 由于吸水扬程受大气压的限制，一般在2.5~8.5m
吸水过程：在压水的同时，当叶 轮中的水被甩出时，叶轮中心处 和进水口处便形成一定的真空， 水源处的水在大气压力作用下通 过进水管进入叶轮，这就是吸水 过程。 水泵的吸水过程和压水过程是连 续作用的，所以水流就源源不断 地从低处送向高处。
机械化旱作节水及早作农业灌溉
次完 成 开沟 、 浇水 和施 化 肥 、 覆土 作 业 。开 沟
小 口径水 井 ３ ０ ０ ０眼 ， 合计 ５ ３ ７ ０眼 。
一
深浅 可调 ， 水量可 调 ， 土可控 ， 施 覆 单人 作业 。
１０ ２ —
பைடு நூலகம்
工作研究 ２１． ００ １
３３ 配 套 动 力 ．
摩业 ｊ ｊ 抛
垄 作施 水播 种机 通过 省级 鉴定 。农 业部 农机 化 司先 ２ ４ 机 具 特 点 ． 后 两 次 组 成 专 家 组 进 行 检 查 、验 收 ，对 磐 石 市 试
节水 、 省工 、 省种 、 费用 。实 践证 明单 行垄作施 省
验 、示 范效 果及所 产 生 的可观 的经 济效 益 和社会 效 水 播 种机 与人 工坐 水机 相 比 ，亩 节 水 ３吨 ，亩省 工
５１ 大水 漫灌 法 ．． １ 每公 顷 作业 需 ２ ０小 时 ． 溉需 灌
配套 动 力为 ８８ １ ．Ｋ 小 型拖 拉 机 ． 机 由主 水 ８ ０吨 以上 ， 吨水 价 按 １ ．～ ３５ Ｗ 该 ０ 每 ． 计算 。 ０元 大水 漫 灌 每
机、 车、 箱、 拖 水 开沟施 水 机 四部分 组成 。
３４ 机 具优 点 ．
公 顷需 成本 ８ ０元 以上 ， 费工 费 时 ０ 且
５１ 喷 灌 法 ．． ２
３ ０元 。 ２
机械 作水 种 出苗率 高 ， 苗 齐 、 且 苗全 、 壮 ， 苗 增产
械化旱 作 节水农 业技 术 在农 业生 产 中起到 兴足 轻 重 效果 明显 。实验对 比表 明 ， 机械 作水种 与人工 作水种 的作用 。 相 比 ． 增 产 ３ ～ ０ ｇ左 右 ． 亩 ０５ｋ 如按 玉 米 售 价 １ ０元／ ． ｏ
节水灌溉机械化技术
物～ 般采 用 移 动式 滴 灌 、 蔬 菜采 用 固定式 滴 灌 、 果 树 滴 灌两 者 皆可采 用 。 从 目前使 用条 件 和经济 效益 的角
度考 虑 ， 温 室 大棚 内采用 灌溉 节水 技术 的速 度可 能会 更 快一 些（ 因为无 法做 到 天然 降雨供 水１ 。
大， 故不 易堵 塞 。 该技 术 可在 山区充 分利 用泵水 ， 浅 井 水等小股水源 ， 微喷灌系统组成 ： 压力水源 、 首 部 枢 纽、 管网。 微 喷头 。其核 心是微 喷头 ： 旋 转式 、 离心 式 、 折 射式 。 缝 隙式 。 其 中旋转 式微 喷头 湿润 半径 大 ， 适 用
首 部过 滤 系统 、 输 水 管 网系统 、 施 肥 系统（ 还 可 施用 农 药） 、 滴 灌管作 业 系统 、 自动控制 系统 （ 根据需 要增 ａ ｎ ） 。
２ ． 微 喷灌 技术 是通 过 低 压管 道 系 统 以小 的流量 将 水 喷 洒 到土
是指 在作 物行 距 间开挖 灌水 沟 ， 灌 溉 水在 沟 中流 动过 程 中 ，靠 重 力 和毛 细 管 作用 湿 润 土 壤 的灌 溉 方
于全 面积湿 润
用管 道 代 替水 渠 将 灌 溉水 低 压 输 送 到 田 间 的技
术， 低 压管 输水 系统 按 照组成 部件 自由程度 可分 为 移
动式 、 半 固定式 、 固定式 三种 。
喷 射 到 空 中 ， 形 成 细 小 水滴 ， 洒 落 到地 面 的一种 灌水 方法 ， 按 喷洒 特征 可分 为 固定 式 和
较 小流 量 ， 均匀 准确 地直 接输 送 到作物 根部 附近 的土 壤 表面 或 土层 的灌水 方法 。微 灌分 为 ： 滴灌 、 微 喷灌 、 雾灌 、 涌泉 灌等 灌溉 技术 。
《水灌溉机械》ppt课件
3．微灌系统的种类
根据组成微灌系统的灌水器不同，微灌系统 也分为滴灌系统、微喷灌系统、小管出流灌 系统以及渗灌系统四类。
根据配水管道在灌水季节中能否挪动，每一 类微灌系统可分为固定式、半固定式和挪动 式。
二、微灌设备配套系统
1．滴灌系统的组成 2．渗灌系统的组成 3．脉冲式微灌系统的组成
滴灌系统的组成
滴灌系统表示图 1.水源2.水泵3.流量计4.压力表 5.化肥罐6.过滤器7.作物8.滴头 9.毛管10.支管11.流量调理器12.干管
根据设计流量和设计扬程，就可以在<水泵样本>中的
“水泵综合性能型谱图〞或“水泵规格性能表〞等技术资料
中初步选择所需的水泵型号
三、喷头的种类和性能目的
〔一〕喷头的种类 〔二〕喷头的性能目的
〔一〕喷头的种类
〔1〕旋转式喷头
〔2〕固定式喷头
折射式
缝隙式
漫射式
〔3〕喷洒孔管
〔二〕喷头的性能目的
轴
流
的
1．进水喇叭
任
2. 出水弯管
务
3. 联轴器
原
4. 导水叶
理
5. 叶轮
3．混流泵
是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵型。具 有离心泵较高扬程和轴流泵较大流量的特点， 适宜于平原河网地域和丘陵灌区运用。
4．水轮泵 是利用自然水进展抽水 的农田灌溉机械。由作为动力用的水 轮机和离心泵组成。
5．井用泵 它从井下抽水灌溉。
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（二）水泵的一般构造
1．叶轮
离心泵叶轮 ａ.封闭式 ｂ.半封 闭式 ｃ.敞开式
轴流泵叶轮
混流泵叶轮
2．泵壳
蜗壳形泵壳 1.蜗道 2.叶轮 3.出水口
3．填料函密封装置
填料函示意图 1.填料盒 2.填料座 3.填料 4.水封管 5.
水封环 6.压盖
（三）农用水泵的构造和特点
1．离心泵 2．轴流泵 3．混流泵 4．水轮泵 5．井用泵 6．潜水泵
a．启动阶段 b．外摆阶段 c．弹回阶段 d．入水阶段
e．撞击阶段
垂直摇臂式喷头结构图 1.空心轴套 2.换向架 3.喷体 4.喷管 5.反向摇臂 6. 摇臂 7.喷嘴 8.配重铁 9. 压力表 10.挡块
3．固定式喷头
（1）折射式喷头的结构及工作原理 （2）缝隙式喷头的结构及工作原理 （3）离心式喷头的结构及工作原理
2．喷灌系统的分类
•按运行方式可分定喷式、行喷式 •根据喷灌系统各组成部分可移动的程度，分成固定式、 移动式和半固定式三种。
二、农用水泵
（一）农用水泵的类型 （二）水泵的一般构造 （三）农用水泵的构造和特点 （四）水泵的选型
（一）农用水泵的类型
离心泵 井泵（长轴井泵、深井潜水电泵） 微型泵 直空泵
轴
流
的
1．进水喇叭
工
2. 出水弯管
作
3. 联轴器
原
4. 导水叶
理
的一种泵型。具 有离心泵较高扬程和轴流泵较大流量的特点， 适合于平原河网地区和丘陵灌区使用。
4．水轮泵 是利用自然水进行抽水的
农田灌溉机械。由作为动力用的水轮机和 离心泵组成。
5．井用泵 它从井下抽水灌溉。
水泵的用途很广。除农田排灌应用外，在国民经济的许多 部门如石油、化工、水利、煤矿、电力、基建工程、环保、 城镇给水等等都需要水泵。因此，水泵是现代化设备不可 缺少的一种通用机械。
灌溉用的水泵机组包括水泵、动力机、输水 管路及管路附件等。
1．底阀2．吸水管3．弯管4．变径接管5．真空表6．水泵7．压力表 8．逆止阀9．闸阀10．出水管
（1）折射式喷头的结构及工作原理
当喷头工作时，有压水流由喷嘴直接垂直射出后， 遇到折射锥的阻拦，形成薄水层而向四周射出， 在空气阻力作用下，伞形的薄水层就散裂为小水 滴而降落到地面。
折射式喷头结构图 内支架式; (b) 外支架式; (c) 整体式 1—折射锥； 2—喷嘴； 3—支架； 4—管接头
（2）缝隙式喷头的结构及工作原理
其有压水流经过固定不动的缝隙喷嘴喷出，形成一 个扇形的薄水层，然后在空气阻力的作用下逐渐裂 散成水滴，降落到地面
两种缝隙式喷头结构图 1—缝隙； 2—喷头； 3—管接头
（3）离心式喷头的结构及工作原理
离心式喷头的工作原理是喷头开始工作时， 经过竖管的有压水流沿切线方向或沿螺旋 孔道进入喷体，使水流绕垂直的锥形轴或 壁面产生涡流运动，这样水从喷孔中呈中 空的环状锥形薄水层，并同时具有沿径向 外的离心速度和沿切向旋转的圆周速度向 外喷出，甩出的薄水层水流在空气阻力作 用下，被裂散成细小的水滴而降落在喷头 四周的地面上。
根据设计流量和设计扬程，就可以在《水泵样本》中的 “水泵综合性能型谱图”或“水泵规格性能表”等技术资料 中初步选择所需的水泵型号
三、喷头的种类和性能指标
（一）喷头的种类 （二）喷头的性能指标
（一）喷头的种类
（1）旋转式喷头
（2）固定式喷头
折射式
缝隙式
漫射式
（3）喷洒孔管
（二）喷头的性能指标
1．离心泵
（1）单级单吸悬臂式离心泵（BA型泵） （2）单级双吸式离心泵（Sh型泵）
离 心 泵 工 作 原 理
（1）单级单吸悬臂式离心泵（BA型泵）
BA型离心泵的构造 1.泵盖 2.真空表螺孔 3.减漏环 4.叶轮 5.冲水放气螺孔 6.泵壳 7.水封管
8.水封环 9.填料10.泵轴 11.轴承 12.托架 13.联轴器 14.防水螺塞 15. 压力表螺孔
由泵壳、泵盖、叶轮、泵轴、轴承、托架、减漏 环及填料函等部件组成（见上图）。其特点是扬 程较高，流量较小，结构简单，使用方便，水泵 出水口方向可以根据需要作左右、上下的调整。 这种水泵的体积小、重量轻，固定安装及流动使 用均甚方便。也可作为喷灌的工作泵。
2 轴流泵
ZLB型轴流泵 1.进水喇叭 2.叶轮 3.导水叶 4.泵轴 5.出水弯管 6.橡胶轴承 7.注润滑水管 8.填料盒 9.填料 10.填料压盖 11.联轴器
农田灌溉机械包括农田排灌机械和农田灌溉 机械。
农田灌溉机械主要有喷灌和微灌两种类型。
第二节 喷灌机械
一、喷灌系统的组成和分类 二、农用水泵 三、喷头的种类和性能指标 四、喷头的工作原理
一、喷灌系统的组成和分类
1．喷灌系统的组成
（1）水源工程 （2）水泵及配套动力机 （3）管道系统 （4）喷头 （5）田间工程
1．压力 2．流量 3．射程 4．喷灌强度 5．水滴的打击强度 6．喷洒水量分布特性
四、喷头的工作原理
（一）摇臂式喷头
1 摇臂式喷头的结构
a．旋转密封机构 b．流道 c．驱动机构 d．扇形换向机构 e．连接件
2. 摇臂式喷头的工作原理
相互传递和转 化的运动过程， 它可以分为以 下五个阶段
6．潜水泵 它由水泵、电动机、进水
部分和密封装置等四部分连成整体。
7．水泵性能的主要参数
（1）流量
（2）扬程
吸水扬程 由水源水面至水泵轴线基准面的垂直高度Hd.x
压水扬程 由水泵轴线至出水池水面的垂直高度Hd.y
实际扬程Hd （或称为地形高度）
Hd=Hd.x+Hd.y
（3）功率 a．有效功率Nx（又叫水功率）b．轴功率Nz （又叫水泵的输入功率）c．配套功率Np
第七章 节水灌溉机械
第一节 概述 第二节 喷灌机械 第三节 微灌设备
第一节 概 述
发展机电排灌机械，是实现农业机械化的重要方面。它对 改变农业生产的自然条件，抵御自然条件，确保农作物的 高产，稳产具有十分重要的作用。
排灌机械中的主要设备是水泵，它能把动力机的机械能转 变为所抽送水的水力能，可以把水输送到高处或远处。
（4）水泵效率η
（5）水泵转速
（6）允许吸上真空高度（或汽蚀余量）
（7）比转数
（四）水泵的选型
选用水泵的原则为： 满足农业生产所提出流量和扬程的要求
1．流量设计 （1）灌溉设计流量 （2）排水设计流量Qp.s 2．排水设计扬程的确定 （1）灌溉设计扬程 （2）排水设计扬程 3．水泵型号的确定