本公开涉及一种灌溉系统，特别是包括用于将水输送到具有任意形状轮廓的区域以用于一个或多个目的的喷洒器，以及用于灌溉具有任意形状轮廓的区域的相关方法。另外，本公开涉及一种校正施水装置(特别是喷洒器)的方法，其中，施水装置包括至少一个喷嘴。
背景技术：
1、一种灌溉系统，特别是包括喷洒器的灌溉系统，可以用于灌溉农作物、草坪、花园、种植区域、景观、高尔夫球场和其他区域。灌溉系统可以另外用于控制空气中的灰尘。灌溉系统通常包括喷洒器、存储器，以及配置为与存储器通信的控制器。此外，喷洒器包括限定水通道的主体、流体地联接到主体的喷洒器头部、至少一个与喷洒器头部一起设置的喷嘴，以及与该至少一个喷嘴流体地联接的阀。
2、灌溉系统通常涉及以类似于降雨的方式以受控方式施加水的方法。然而，可能存在其中利用灌溉系统工作可能涉及范围约束和其他实施挑战的情况。当灌溉系统可以用于灌溉具有任意形状轮廓的区域时，例如不规则的草坪表面，或者换句话说具有不规则轮廓的草坪表面时，这种挑战可能更加显著。为了灌溉这种复杂的景观形状，从喷洒器的至少一个喷嘴射出的水射流(或流出物)的抛射距离必须是可调节的。此外，可能需要一种校正施水装置的方法，该方法可以与具有任意形状轮廓的这种区域结合使用。
3、在已知的灌溉系统中，通过移动阀(球阀或灌溉阀)以得到喷洒器的不同抛射距离来调节流出物的抛射距离，从而校正灌溉系统。此外，与所调节的抛射距离相对应的阀的位置和喷洒头的位置存储在存储器中。
4、美国专利us10,654,062b2(以下称为’062参考文献)中提供了一种自动校正灌溉系统以实现所需水流量的方法的实施例，该水流量导致由喷洒头排放的水流具有所需的抛射距离。’062参考文献提供了一种校正灌溉系统的方法，该方法包括调节阀，直到流量传感器测量到与第一预定水流量相匹配的水流量。这是阀的第一位置。再次将阀开口调节设定量，或者直到流量传感器测量到与第二预定水流量相匹配的水流量。这是阀的第二位置。第一预定流量和第二预定流量各自对应于从喷洒头排放的水流将行进的抛射距离。水流量和距离之间的这种关系基于喷洒器的经验数据。然后，对于给定的压力，使用将阀开口与水流量相关的第二方程来估计水有效压力。因此，’062公开了一种需要大计算能力和大存储器的用于校正灌溉系统的方法。
技术实现思路
1、鉴于上文，本发明的目的是解决或至少减少上述缺点。该目的至少部分地通过一种校正施水装置(特别是包括至少一个喷嘴的喷洒器)的改进方法来实现。
2、根据本发明的一个方面，该方法包括将该至少一个喷嘴定位在第一角位置，随后使流出物开始从喷嘴流出，特别是水。在从喷嘴开始流出之后，调节流出物的抛射距离。如果抛射距离基本上对应于目标抛射距离，则确认抛射距离。该方法包括，在所确认的抛射距离处确定第一流量。此外，第一流量连同第一角位置一起被存储。
3、因此，本公开提供了一种校正施水装置(特别是喷洒器)的方法。该方法可以允许施水装置选择性地且精确地灌溉具有任意形状轮廓的区域中的一个或多个地带，使得该一个或多个地带中的每一个可以位于距施水装置不同距离处。该方法允许确定具有任意形状轮廓的区域中的不同地带的流量。该方法可以允许对施水装置进行有效且快速的控制、调节和校正，以便在具有任意形状轮廓的区域中对不同的地带进行浇灌。该方法可以通过根据需要精确地灌溉具有任意形状轮廓的区域，来便于明智地使用水。此外，该方法可以便于具有任意形状轮廓的区域的有效灌溉。
4、根据本发明，该至少一个喷嘴位于第一角位置。这可以表示如果在施水装置的前面呈现弧形轮廓，其中施水装置沿着弧的直径设置在弧的中心处，则该至少一个喷嘴的第一角位置可以对应于对弧的位于施水装置的左侧或右侧的直径末端进行浇灌。同样，该至少一个喷嘴可以沿着整个弧旋转到不同的角位置以进行浇灌。
5、在实施施水装置期间，可能无法获得类似弧形轮廓的规则形状的轮廓。然而，为了对具有不规则或任意形状轮廓的区域浇灌，或者为了对具有任意形状轮廓的区域中的不同地带浇灌，该至少一个喷嘴可以以与沿着规则弧形轮廓浇灌相同的方式旋转。此外，在旋转期间，该至少一个喷嘴可以补充有操作参数的调节，例如通过该至少一个喷嘴的流量，以便产生灌溉具有任意形状轮廓的区域中的不同地带可能所需的不同抛射距离。
6、此外，抛射距离可以被定义为从该至少一个喷嘴发出的流出物或水射流可以行进的距离。抛射距离可以相对于施水装置或喷洒器的中心轴线测量。中心轴线可以进一步被定义为施水装置的纵向轴线，其可以将施水装置分成两个相等的半部或镜像。
7、此外，目标抛射距离可以被定义为从该至少一个喷嘴发出的流出物或水射流可以行进到具有任意形状轮廓的区域的不同地带的距离。再次，可以相对于施水装置或喷洒器的中心轴线测量目标抛射距离。此外，目标抛射距离可以根据轮廓的形状而增加或减小。换句话说，目标抛射距离可以是可变参数。
8、根据本发明确定抛射距离可以具体表示用户通过视觉地评估水流在撞击地面之前行进的距离来确定抛射距离。此外，目标抛射距离可以由用户根据特定角位置处的个体需要来设定和调节。此外，用户可以视觉地评估抛射距离是否基本上对应于目标抛射距离。因此，用户可以站在将要浇灌的区域并且观察施水装置和抛射距离。如果用户决定在相应的角位置处，抛射距离对应于目标抛射距离，例如，水流到达将要浇灌的区域中的最大点或期望目标点，则用户可以通过按下例如在其移动装置上的确认按钮而以容易且直观的方式确认抛射距离。
9、此外，所确认的抛射距离可以是可以基本上与目标抛射距离相对应的抛射距离。
10、此外，第一流量可以定义为当该至少一个喷嘴位于第一角位置时可以与达到所确认的抛射距离所需的水流出相对应的该至少一个喷嘴的流量。
11、此外，根据本发明，将第一流量与第一角位置一起存储，这可以表示第一流量与第一角位置一起包括在存储于存储器中的程序指令中。根据本发明与其一起存储可以特别表示第一流量与第一角位置相关。因此，仅存储了流量和角位置之间的相关性。
12、根据本发明的示例性实施方式，抛射距离的调节是抛射距离的手动调节和/或抛射距离的调节由用户执行，特别是经由图形用户界面，更特别是在移动装置上运行。用户可以通过输入单元控制阀开口来手动调节流量。特别地，通过移动应用手动控制阀开口。特别地，用户可以在用于打开阀开口的加号和用于关闭阀开口的减号之间手动地选择。流量的手动调节可以基于对要浇灌的任意形状轮廓的视觉和/或图形观察。此外，可以进行流量的手动调节，以分别通过打开和关闭阀开口来调节该至少一个喷嘴的抛射距离。
13、换句话说，用户可以通过输入用于根据期望的抛射距离的增加或减小来打开或关闭阀开口的控制信号而手动地增加或减小位于特定角位置处的该至少一个喷嘴的抛射距离。可以手动增加或减小该至少一个喷嘴的抛射距离，以允许该至少一个喷嘴的流出物达到目标抛射距离。可以通过视觉和/或图形观察和/或分析来手动增加或减小该至少一个喷嘴的抛射距离。例如，用户可以观察到通过增加抛射距离，流出物正达到超过目标抛射距离，或者用户可以观察到需要该至少一个喷嘴的抛射距离的进一步增加以允许流出物达到目标抛射距离。因此，用户可以通过使用图形用户界面借助于移动装置手动地调节抛射距离。图形用户界面可以包括例如用加号标记的用于增加抛射距离的按钮，以及例如用减号标记的用于减小抛射距离的按钮。因此，可以提供一种容易实施且直观的校正施水装置的方式。
14、根据本发明的示例性实施方式，开关可以设置有施水装置。当被用户按下时，开关可以允许手动调节施水装置的该至少一个喷嘴的抛射距离。这可以提供校正施水装置而不需要移动装置并且直接在施水装置上的可能性。
15、根据本发明的示例性实施方式，显示界面或触摸屏面板可以设置有施水装置。显示界面或触摸屏面板可以显示加号或减号按钮以调节该至少一个喷嘴的抛射距离。用户可以根据需要按下加号或减号按钮，以相应地增加或减小该至少一个喷嘴在特定角位置处的抛射距离。
16、根据本发明的示例性实施方式，重复定位、启动、调节、确认、确定和存储的步骤，直到该至少一个喷嘴在预定数量的角位置处被校正。可以重复在校正该至少一个喷嘴中涉及的多个步骤，直到校正施水装置以完全灌溉具有任意形状轮廓的区域，特别是沿着任意形状轮廓限定的区域，该区域可以在距施水装置不同距离处。在预定数量的角位置处重复步骤可以进一步促进精确且准确地校正灌溉或浇灌，从而防止浪费水。
17、根据本发明的示例性实施方式，该方法进一步包括使流出物停止从喷嘴的流出，并且随后将该至少一个喷嘴定位在第二角位置处。第一角位置和第二角位置以预设的角距离彼此间隔开。该至少一个喷嘴可以位于预定数量的角位置，使得可以确定在预定数量的角位置处通过该至少一个喷嘴的流量。此外，预定数量的角位置可以覆盖具有任意形状轮廓的整个区域，特别是具有任意形状轮廓的区域的整个轮廓。因此，可以有效地校正施水装置，以灌溉具有任意形状轮廓的区域。
18、根据本发明的示例性实施方式，在所确认的抛射距离处的第一流量由流量传感器确定。当达到目标抛射距离并由用户确认时，流量传感器可以测量通过该至少一个喷嘴的流量。然后，由流量传感器测量的流量与该至少一个喷嘴的相应角位置一起可以被存储以供将来使用。换句话说，该至少一个喷嘴的流量和角位置的组合可以存储在存储器中。
19、根据本发明的示例性实施方式，流量传感器可以是机械流量传感器。根据本发明的示例性实施方式，流量传感器可以是涡流流量传感器。根据本发明的示例性实施方式，流量传感器可以是超声波流量传感器。根据本发明的示例性实施方式，流量传感器可以是磁性流量传感器。根据本发明的示例性实施方式，一个或多个流量传感器可以用于测量通过该至少一个喷嘴的流量。
20、根据本发明的示例性实施方式，由用户执行对流出物的抛射距离的调节，特别是通过使用图形用户界面，更特别是在移动装置上运行。用户可以使用在移动装置、膝上型计算机等上运行的图形用户界面来可调节地控制抛射距离。特别地，图形用户界面可以提供抛射距离的增加或减小的各种图形表示。特别地，通过代表抛射距离增加的“加号按钮”和代表抛射距离减小的“减号按钮”。用户在移动装置的帮助下可以远程地调节流出物从该至少一个喷嘴的抛射距离。此外，移动装置可以采用无线通信技术以允许用户调节流出物的抛射距离。
21、根据本发明的示例性实施方式，当该至少一个喷嘴可能已经位于特定角位置处时，用户可以操作移动装置应用中的加号图标和/或减号图标以增加或减小从该至少一个喷嘴发出的流出物的抛射距离，从而获得目标抛射距离。
22、根据本发明的示例性实施方式，图形用户界面可以包括主窗口，该主窗口包含多个选项。至少一个选项可以代表用于施水装置(特别是喷洒器)的该至少一个喷嘴的流量，以及角位置-流量格式的对应角位置。例如，显示0°-525l/h的选项可以代表在0度角位置处存储525升每小时的流量。
23、根据本发明的示例性实施方式，无线技术可以是卫星通信、蓝牙、wi-fi、iot(物联网)，或其他公知的无线技术。
24、根据本发明的示例性实施方式，目标抛射距离由用户确定，特别是通过视觉地确定目标抛射距离。用户可以物理地存在于灌溉区域处，或者可以可视化灌溉区域的地图，特别是在位于远离灌溉区域的位置处的移动装置中，以可视化目标抛射距离。
25、根据本发明的示例性实施方式，用户可以采用各种测量装置来确定各种目标抛射距离，特别是沿着任意形状区域的轮廓的各种目标抛射距离。测量装置可以是传统的测量卷尺、声纳传感器，或相关领域中已知和理解的其他传统装置。
26、根据本发明的示例性实施方式，抛射距离的确认包括手动地确认抛射距离，特别是通过使用图形用户界面，特别是在移动装置上运行。用户可以视觉地识别出抛射距离基本上对应于用户意图达到的目标抛射距离。或者，用户可以可视化灌溉区域的实时图像或视频，特别是具有任意形状轮廓的区域。用户可以将诸如流出的施水装置操作的实时图像或视频可视化，并且视觉地确认抛射距离。
27、根据本发明的示例性实施方式，用户可以经由移动装置分析灌溉区域的预定地带的灌溉状态，然后确认抛射距离。例如，移动装置上的软件程序可能能够使用来自诸如湿度传感器的一个或多个传感器的信号来收集预定地带或焦点地带的湿度数据。预定地带的湿度数据可以指示通过施水装置给该地带浇灌。这可以特别地指示流出物能够到达该地带，从而帮助确定抛射距离是否基本上对应于目标抛射距离。
28、根据本发明的示例性实施方式，控制器配置为执行校正施水装置的方法。控制器可以配置为校正和进一步控制施水装置的工作。控制器可以负责执行在施水装置的校正中涉及的每个方法步骤。控制器可以包括一个或多个处理器，其配置为执行存储在存储器中的程序指令以执行在施水装置的校正中涉及的每个方法步骤。控制器可以可通信地联接到施水装置，以及可以一起工作以操作施水装置的其他部件。
29、根据本发明的示例性实施方式，控制器可以位于施水装置的内部或外部。根据本发明的示例性实施方式，控制器可以使用有线或无线技术可通信地联接到施水装置。
30、根据本发明的另一方面，提供了一种灌溉系统。灌溉系统包括施水装置、配置为执行校正施水装置的方法的控制器，以及存储器。控制器进一步配置为与存储器通信。此外，第一流量连同第一角位置一起存储在存储器中。因此，可以提供一种灌溉系统，其可由用户，特别是没有经验的用户容易地且故障安全地校正，并且其可以可靠地对任意形状区域浇灌。
31、根据本发明的示例性实施方式，灌溉系统包括施水装置、配置为执行校正施水装置的方法的控制器、存储器、驱动机构、至少一个电机、电源、传感器(特别是流量传感器)、阀，以及可以结合工作以校正施水装置的可能的其他部件，并且灌溉系统进一步操作施水装置以浇灌或灌溉具有任意形状轮廓的灌溉区域。施水装置可以是智能灌溉系统的一部分，该智能灌溉系统包括控制器、一个或多个操作参数传感器(例如流量传感器)，以及用于执行校正施水装置的方法的其他电子电路。
32、根据本发明的示例性实施方式，灌溉系统可以是同样有效的或能够用水和肥料的混合物或其他流体灌溉。
33、根据本发明的示例性实施方式，存储器可以是ram、rom、闪存，或其他有形数据存储介质。
34、根据本发明的示例性实施方式，该至少一个马达可以包括两个马达，使得一个马达可以是驱动机构的一部分，而另一个马达可以用于控制阀的位置。此外，作为驱动机构的一部分的马达可以是电动马达或液压马达。此外，可以用于控制阀的位置的马达可以是步进马达或伺服马达。
35、根据本发明的示例性实施方式，阀可以包括多个阀。另外，该多个阀可以是多路阀的部件，而不是单独的阀。根据本发明的示例性实施方式，该多个阀中的每一个可以使用一个或多个马达来致动。另外，该多个阀中的每一个可以控制流向该至少一个喷嘴的水流。例如，第一阀可以用于控制流向第一喷嘴的水流。同样，第二阀可以用于控制流向第二喷嘴的水流。
36、根据本发明的示例性实施方式，通过该多个阀的致动，可以独立于流向该至少一个喷嘴的其他喷嘴的水流来控制流向该至少一个喷嘴中的每一个的水流。结果，可以打开或关闭单独的喷嘴，或者可以调节通过喷嘴的流体的量。
37、根据本发明的示例性实施方式，施水装置是喷洒器。喷洒器包括限定水通道的主体。水通道限定在主体的入口和出口之间，以允许水流通过。此外，喷洒头流体地联接到主体，并且该至少一个喷嘴与喷洒头一起设置。喷洒器可以应用于室外(例如花园、草坪等)或室内区域，以根据区域的需要以受控的方式供应或喷洒水。本发明的喷洒器在向具有任意形状轮廓的区域供应或喷洒水时特别有用。喷洒器可以很好地连接到水源，例如可以向喷洒器的水通道供应水的地下管道系统。
38、根据本发明的示例性实施方式，喷洒器可以设计成用作地下喷洒器。根据本发明的示例性实施方式，喷洒器可以固定到地面。根据本发明的示例性实施方式，喷洒也可以用于地面上的液体操作。
39、根据本发明的示例性实施方式，喷洒头可以通过三维打印(也称为增材制造或3d打印)制造。三维打印(或者，3d打印)的使用提供了使用不同材料的多功能性以及在喷洒头的制造和设计中的低交付时间。
40、根据本发明的示例性实施方式，该至少一个喷嘴可以具有相似或不同的横截面。此外，当该至少一个喷嘴可以具有不同的横截面时，则该至少一个喷嘴中的每一个可以具有不同的流动特性。根据本发明的示例性实施方式，该至少一个喷嘴可以具有圆形或椭圆形或任何类似形状的横截面。具有圆形或椭圆形横截面的该至少一个喷嘴可以很好地适合于在长抛射距离或宽抛射距离下提供期望的水分配。根据本发明的示例性实施方式，该至少一个喷嘴可以具有水滴形横截面。水滴形横截面可以指形成为具有半球形基部的锥体的横截面。此外，该至少一个喷嘴的横截面的水滴形状可以意味着截面开口在其一端处变窄，而在其另一端处形成近似圆形的轮廓。此外，具有水滴形横截面的该至少一个喷嘴可以很好地适合于以窄的或较短的抛射距离提供期望的水分配。根据本发明的示例性实施方式，该至少一个喷嘴可以具有椭圆形和水滴形横截面的组合。换句话说，该至少一个喷嘴中的一些喷嘴可以具有椭圆形横截面，并且该至少一个喷嘴中的其余喷嘴可以具有水滴形横截面。
41、根据本发明的示例性实施方式，根据需要，该至少一个喷嘴可以是任何数量的喷嘴。例如，该至少一个喷嘴可以是五个喷嘴。或者，该至少一个喷嘴可以是一个单一喷嘴。
42、根据本发明的示例性实施方式，该至少一个喷嘴的角位置可通过调节喷洒头的位置来调节。该至少一个喷嘴的角度调节可以改善或改变流出物在特别地具有任意形状轮廓的灌溉区域上的喷洒范围、轨迹或抛射距离。此外，该至少一个喷嘴的角度调节可以有益于覆盖整个灌溉区域，特别是整个灌溉轮廓。该至少一个喷嘴可以相对于喷洒头固定，并且喷洒头可以旋转，以便于对具有任意形状轮廓的区域进行灌溉。
43、根据本发明的示例性实施方式，在特定角位置处的至少一个喷嘴的抛射距离的大小与通过该至少一个喷嘴的流量直接相关。换句话说，在特定角位置处的该至少一个喷嘴的抛射距离的大小可以与该至少一个喷嘴的流量成正比。例如，如果该至少一个喷嘴的角位置是固定的，则通过该至少一个喷嘴的低流量可以导致较低的抛射距离。同样，通过该至少一个喷嘴的较高流量可以导致较高的抛射距离。
44、根据本发明的示例性实施方式，如果抛射距离基本上对应于目标抛射距离，则流量传感器确定通过该至少一个喷嘴的流量。流量传感器可以配置为仅在所确认的抛射距离处确定或测量流量。这可以导致精确的测量。此外，流量传感器可以消耗更少的功率来操作。此外，可以仅发送所需的流量数据用于进一步处理。这可以导致不太复杂的算法，否则该算法可能例如需要对不同时间帧处的流出物的流量求平均。
45、根据本发明的示例性实施方式，控制器与流量传感器通信地联接。控制器可以接收不同角位置处的流量，并且可以将流量和对应的角位置发送至存储器以进行存储。此外，控制器可以通过有线或无线技术可通信地联接到流量传感器。
46、在借助于附图讨论本发明之前，将总体上简要地讨论本发明。测量并保存流量。流量可以与抛射距离一致。此外，喷洒头的不同流量和角位置给出需要灌溉的草坪表面轮廓(或任意形状轮廓)。本发明不节省阀(球或垫圈)的位置。
47、根据本发明的灌溉系统和用于校正灌溉系统的施水装置的方法可以导致阀上的较小扭矩，并且可以进一步导致较少的电功率消耗。根据本发明的灌溉系统和用于校正灌溉系统的供水装置的方法可以导致流量的快速调节。根据本发明的灌溉系统和用于校正灌溉系统的施水装置的方法可以导致阀的简单密封，并且因此导致灌溉系统的简单密封。
48、根据本发明的示例性实施方式，通过测量不同草坪(或灌溉区域)轮廓的流量来控制和调节阀位置。
49、本发明的其他特征和方面将从以下描述和附图中显而易见。
1.一种校正施水装置的方法(300)，所述施水装置特别是喷洒器(110)，其中，所述施水装置包括至少一个喷嘴(122)，
2.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，
9.一种控制器(136)，其特征在于，所述控制器配置为执行根据前述权利要求中任一项所述的校正施水装置的方法(300)。
10.一种灌溉系统(100)，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的灌溉系统(100)，其特征在于，
12.根据权利要求10或11所述的灌溉系统(100)，其特征在于，
13.根据权利要求10至12中任一项所述的灌溉系统(100)，其特征在于，
14.根据权利要求10至13中任一项所述的灌溉系统(100)，其特征在于，
15.根据权利要求10至14中任一项所述的灌溉系统(100)，其特征在于，
