本发明属于灌溉装置，具体地说，涉及一种具有避障功能的智能精准喷灌装置。
背景技术：
1、随着中国经济的不断发展，城市基础建设越来越完善，人民对生活环境的要求越来越高，绿化面积成为一个城市是否宜居的重要指标之一。绿化面积越大，城市居民的获得感和幸福感就越强。为了通行方便、跑步健身以及近距离欣赏花草，公园、花圃、道路绿化地带等城市绿地内通常会设置弯曲的步道。然而，当绿地的喷灌装置开始喷水灌溉时，步道上行人容易闪躲不及而被误喷浇湿衣服。特别地，城市绿地是老人和小孩集中休闲娱乐的地方，如果喷溅到老人小孩身上，将增添不必要的麻烦甚至感冒发烧的风险。
2、现有的喷灌装置喷射范围只能是圆形、扇形等规则区域，但城市绿地通常被弯曲的步道分割为多个不规则形状的区域，使得步道处于喷灌喷射范围内而导致步道上的行人经常被喷溅淋湿。针对此，公告号为cn 216236236 u的中国实用新型专利，公开了“一种自动变射程喷头”，其通过改变出口流量进而改变射程实现喷射范围的调节。然而，这种方式难以适用于城市绿地里被弯曲步道任意划分出的不规则区域，或者为了实现不规则区域的喷灌范围而需进行前期繁琐的安装调试工作以及后期费时费力的维护保养工作。因此，这种通过改变射程来改变喷灌范围的方式存在着通用性差、精度差等缺陷，无法进行广泛地推广应用。
3、我国水资源总量大，但人均占有量少，可利用水资源少。农业用水占我国总用水量的60％以上，在传统农业灌溉中，由于灌溉管网布置的不合理导致灌溉水利用率低，加之人工管理的效率较低，造成了巨大的水资源浪费。因为现有喷灌大多采用人工经验进行灌溉制度的确定，缺乏科学性，不能保证作物随时处于最佳生长状态，可能导致减产等。基于此现实情况下，发展智能精准灌溉农业至关重要，而实行对农田信息的实时和精确监测是实现智能精准灌溉农业的重要前提。农业灌溉常用的绞盘式喷灌机、平移式喷灌机、时针式喷灌机需要外部供电，其供电设备配套方式通常分为井用潜水电泵、柴油机喷灌泵车、电动喷灌泵车以及配置供电桩和合理的电缆截面面积，这些供电设备为喷灌装置提供动力，使其能够正常工作。但是柴油机发电过程产生二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等有害物质，对空气质量和环境造成污染。同时，柴油机运行时会产生较高的噪音，长期暴露在高噪音环境下会对人体的听力、神经系统和心理健康造成不良影响。近年来，农业灌溉多采用水肥一体化以实现灌溉管网的高效利用。水肥一体化是通过灌溉系统，将可溶性固体或液体肥料与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成喷灌或滴灌，均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域。但传统的灌溉装置未配备避障系统，导致田间工作人员时常被肥料与灌溉水的混合物喷溅，因为肥料具有微量重金属等有毒物质，喷溅到人体的裸露皮肤会对身体健康造成影响。
4、基于上述专利授权公告号以及相关文献的检索，结合其中的不足发现：现有喷灌装置无法调控出任意不规则形状区域的喷射范围，喷灌过程依旧存在超喷和复喷现象，导致城市绿地弯曲步道上的行人易被喷溅淋湿。且现有喷灌装置中的土壤湿度传感器普及率不高，多采用人工经验判断绿地土壤水分状况进而控制喷灌时间，无法做到精准喷灌，导致水分利用率低，加剧水资源浪费。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种具有避障功能的智能精准喷灌装置，能够根据预先设置的情况自动控制喷灌作业的开始和结束，并且在有障碍物进入到喷灌区域时自动识别并控制停止喷灌作业，待障碍物离开后重新开始喷灌作业，从而有效提高了实用性能。
2、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
3、一种具有避障功能的智能精准喷灌装置，该装置包括呈竖直状态插在地面上的喷头竖管，所述喷头竖管的顶部通过轴套连接有空心轴，所述空心轴上套设有防砂弹簧和低速级大齿轮，所述防砂弹簧位于所述低速级大齿轮的下方，所述低速级大齿轮在上方安装有传感器仓，所述传感器仓内设有多个用于对障碍物进行识别的避障传感器，所述空心轴的顶部连接有喷体，所述喷体上安装有主喷头喷嘴、副喷头喷嘴和碎水针，所述主喷头喷嘴、副喷头喷嘴倾斜向上设置，所述碎水针设置在所述副喷头喷嘴的喷射路径上；
4、所述低速级大齿轮啮合传动连接有高速级小齿轮，所述高速级小齿轮传动连接有驱动器；
5、所述喷头竖管的中部设有水轮机，所述水轮机通过导线连接控制箱，所述控制箱内设有蓄电池和单片机，所述控制箱的壳体上设有用于显示土壤实时湿度的显示屏，所述控制箱通过导线连接有插入到土壤内的土壤湿度传感器，所述单片机与所述土壤湿度传感器、电磁阀、驱动器和所述避障传感器分别通信连接；
6、所述土壤湿度传感器、电磁阀、驱动器、单片机和所述避障传感器通过所述水轮机及所述蓄电池供电。
7、进一步地，所述避障传感器的数量根据需要控制的避障范围增减。
8、进一步地，所述水轮机为冲击式式或反击式。
9、进一步地，所述主喷头喷嘴为流线型喷嘴。
10、进一步地，所述避障传感器为超声波传感器或红外传感器。
11、进一步地，所述土壤湿度传感器为二针式传感器或三针式传感器。
12、进一步地，所述喷头竖管为pvc管或薄壁铝管或者薄壁钢管。
13、相比于现有技术，本发明的有益效果为：
14、本发明的有益效果是，本发明通过水力发电，实现灌溉装置电能的自给自足，减少对外部电源的依赖。对于偏远地区或电网不稳定的区域尤为重要，可以确保灌溉系统的持续稳定运行。使用水力发电可以减少或消除电费支出，降低运营成本。内置的水力发电系统能够提供不间断的电力支持，确保灌溉装置在供电中断时正常运行；旋转驱动装置采用低速级大齿轮和高速级小齿轮啮合驱动，齿轮传动有着传动平稳、传动效率高、平均和瞬时传动比恒定、结构紧凑、使用寿命长、维护简单的特点，相较于传统的摇臂式喷头有着更加良好的旋转稳定性，良好的旋转稳定性更有利于传感器的识别准确性，进而在提高喷洒均匀度的同时实现精准避障；增设副喷嘴，增加喷头近处的喷水量，从而提高喷头的喷灌均匀度；控制箱中的显示屏显示实时土壤湿度，帮助工作人员了解土壤的实时湿度数据，有利于更好地实现灌溉系统的智能精准化。
15、本发明有效解决了行人、宠物或自行车等易在城市绿地的步道被喷灌装置喷溅淋湿的问题，促进人水和谐；而且本自动避障喷灌装置可适应任意类型的城市绿地以及任意形状的被步道分割的草坪；本发明相较于传统的喷灌方式，一定程度上可避免或减少喷灌装置在步道附近发生超喷现象而造成的浪费，从而更加节水，实现水资源的高效利用；实现避障功能的同时，本发明实时监测土壤湿度，为城市绿地喷灌系统提供及时、准确的数据支持。园林工作人员可以根据这些数据调整灌溉策略，确保植物在最佳的生长条件下生长。保证精准控制灌溉水量和频率，避免过度灌溉造成资源浪费和干旱对植物造成损害，实现城市绿地的智能精准灌溉。综上所述，本发明自动化程度高、安全可靠、结构简单、安装省时省力、成本较低，经济效益较高。
1.一种具有避障功能的智能精准喷灌装置，其特征在于，该装置包括呈竖直状态插在地面上的喷头竖管(9)，所述喷头竖管(9)的顶部通过轴套(17)连接有空心轴(11)，所述空心轴(11)上套设有防砂弹簧(16)和低速级大齿轮(18)，所述防砂弹簧(16)位于所述低速级大齿轮(18)的下方，所述低速级大齿轮(18)在上方安装有传感器仓(15)，所述传感器仓(15)内设有多个用于对障碍物进行识别的避障传感器(6)，所述空心轴(11)的顶部连接有喷体(14)，所述喷体(14)上安装有主喷头喷嘴(13)、副喷头喷嘴(20)和碎水针(19)，所述主喷头喷嘴(13)、副喷头喷嘴(20)倾斜向上设置，所述碎水针(19)设置在所述副喷头喷嘴(20)的喷射路径上；
2.根据权利要求1所述的具有避障功能的智能精准喷灌装置，其特征在于，所述避障传感器(6)的数量根据需要控制的避障范围增减。
3.根据权利要求1所述的具有避障功能的智能精准喷灌装置，其特征在于，所述水轮机(7)为冲击式式或反击式。
4.根据权利要求1所述的具有避障功能的智能精准喷灌装置，其特征在于，所述主喷头喷嘴(13)为流线型喷嘴。
5.根据权利要求1所述的具有避障功能的智能精准喷灌装置，其特征在于，所述避障传感器(6)为超声波传感器或红外传感器。
6.根据权利要求1所述的具有避障功能的智能精准喷灌装置，其特征在于，所述土壤湿度传感器(5)为二针式传感器或三针式传感器。
7.根据权利要求1所述的具有避障功能的智能精准喷灌装置，其特征在于，所述喷头竖管(9)为pvc管或薄壁铝管或者薄壁钢管。
