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扬大学生研发智能滴灌机器人可自动灌溉干旱田地

发布时间:2021年08月18日    点击:[0]人次

扬大学生研发“智能滴灌机器人” 可自动灌溉干旱田地

近日,由中国水利教育协会和教育部等主办的2015年第四届全国大学生水利创新设计大赛正式举行。本次大赛以“高效用水”为主题,来自全国69所高校的900余名师生参加了角逐。扬州大学水能学院的学生在和清华大学同组竞技中,凭借过硬的创新技术,一起进入决赛,他们设计的“太阳能智能滴灌机器人”最终获得优胜奖。

据了解,这种机器人的能源由太阳能供给,能自动监测土壤含水率,并根据旱情自动铺设和回收滴灌带,给北方干旱地区的灌溉带来了福音。

为何要设计?

干旱地区滴灌方式存在诸多缺陷

暑假期间,扬州大学水能学院大三学生龚志浩和同学们没有闲着,他们在带队老师杨小令的指导下,进行“太阳能智能滴灌机器人”的研究。

什么是滴灌机器人?作为这个项目的负责人之一,龚志浩告诉记者,滴灌是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式,具有无水损失,无地面径流损失,深层渗漏损失小,田间蒸发损失低的特点,水的利用率可达95%,在干旱地区,对作物的生长极其有利。

“然而滴灌的灌溉方式,还有不少缺点,”龚志浩介绍,可以将滴灌系统分成三类:地面固定式、地下固定式、移动式。地面固定式系统安装、维护方便,也便于检查土壤湿润和测量滴头流量变化的情况,但是毛管和灌水器易损坏和老化,对田间耕作也有影响。地下固定式系统延长了设备的使用寿命,但是不能检查土壤湿润和测量滴头流量变化的情况,发生问题维修也很困难。移动式滴灌系统特别适用于半干旱地区少遇大旱的抗旱救灾中,但需要随时监测土壤含水率,铺设和回收滴灌带,人力资源耗费巨大,所花时间极长,难以普及。

“此时,研究一种能自动监测土壤含水率,并根据旱情自动铺设和回收滴灌带的智能机器人已成为农业水利工程的急迫任务。”龚志浩告诉记者,这项研究,他们从4月份就开始进行调研构思,“太阳能智能滴灌机器人”的实物制造也是在暑假期间刚刚制成。

有何功用?

人们远程遥控便可进行灌溉

在现场,记者看到,这款“太阳能智能滴灌机器人”从外形上来看,更像是一棵圣诞树,主干上挂着各式装置。龚志浩介绍,不要小看这个机器人,虽然占地面积不多,却有多个装置,包括滴灌部分、运载部分、供能部分、气象仪、含水率监测装置、摄像头、避障装置等。

“太阳能智能滴灌机器人”在设计时,有一个很大的功能,就是当土壤有效水含量小于计算出的作物需水量时,机器人就紧急出动,自动铺设滴灌带进行滴灌,并在滴灌完成后能自动回收滴灌带。“这个设计,在前期调研时,我们想了很多办法解决滴灌带防摩擦问题,最终还是从录音机的芯片上获得了启发。”龚志浩说道,滴灌部分采用皮带轮式的连接方式,运用收音机收放磁带的原理,免去了滴灌带铺设与回收时和地面的磨损。