CN108855710A - 降雨装置 - Google Patents

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CN108855710A CN201811055437.XA CN201811055437A CN108855710A CN 108855710 A CN108855710 A CN 108855710A CN 201811055437 A CN201811055437 A CN 201811055437A CN 108855710 A CN108855710 A CN 108855710A
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严坤
刘勤
王玉宽
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Abstract

本公开提供的降雨装置，涉及降雨机技术领域。该降雨装置包括安装支架、降雨机及上水系统。降雨机包括旋转接头、压力表、喷头结构及驱动机构。喷头结构的一端与驱动机构连接，另一端与旋转接头连接，压力表安装于旋转接头远离喷头结构的一侧，并用于调节喷头结构的压力，驱动机构用于驱动喷头结构弧形摆动。安装支架上设置有喷射口，降雨机整体安装于安装支架上，并且喷头结构朝向安装支架的底部设置于喷射口，上水系统与旋转接头连接。该降雨装置结构简单，方便携带，并且能够减小故障发生。

Description

降雨装置
技术领域
本公开涉及降雨机技术领域，具体而言，涉及一种降雨装置。
背景技术
降雨是土壤侵蚀直接动力，也是研究土壤剥蚀、搬运、沉积过程，坡面微地貌演化和坡面土壤养分迁移过程的重要参数，开展降雨侵蚀作用下坡面水土过程实验对于揭示坡面侵蚀机理与养分迁移机理，制定保护性农业措施具有重要的作用。自然降雨下的径流、侵蚀过程具有较大的随机性和不可重复性，限制了对坡面径流和侵蚀过程及其机理的认识。
人工模拟降雨技术由于不受时间和空间的限制，能够缩短研究周期，在既定时间获取实验数据，且能在各种下垫面开展模拟实验，是研究降雨影响入渗、产流、冲刷、侵蚀产沙等动力学机理的重要试验手段。
现有技术中降雨装置普遍存在着体积庞大，野外携带不便，野外开展原位模拟实验架设困难等问题，并且结构复杂，弧形摆动容易发生机械故障，不能实现连续降雨。
发明内容
本公开的目的包括提供一种降雨装置，其结构简单，方便携带，并且能够减小故障发生。
本公开解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：
本公开提供的一种降雨装置，包括安装支架、降雨机及上水系统；
所述降雨机包括旋转接头、压力表、喷头结构及驱动机构；所述喷头结构的一端与所述驱动机构连接，另一端与所述旋转接头连接，所述压力表安装于所述旋转接头远离所述喷头结构的一侧，并用于调节所述喷头结构的压力，所述驱动机构用于驱动所述喷头结构弧形摆动；所述安装支架上设置有喷射口，所述降雨机整体安装于所述安装支架上，并且所述喷头结构朝向所述安装支架的底部设置于所述喷射口，所述上水系统与所述旋转接头连接。
进一步地，所述驱动机构包括驱动件和传感器，所述驱动件和所述传感器电连接；
所述驱动件与所述喷头结构连接，并用于驱动所述喷头结构转动；所述传感器具有两个感应部，所述感应部用于在所述喷头结构转动至与所述感应部相对设置时生成换向信号，所述驱动件用于根据所述换向信号换向。
进一步地，所述传感器为槽型光电开关；所述驱动机构还包括标识件，所述驱动件能够同时驱动所述标识件转动，所述标识件上开设有透光孔，所述传感器用于在检测到所述透光孔时生成所述换向信号。
进一步地，所述降雨装置还包括微控系统，所述微控系统包括微控制器，所述驱动件与所述微控制器电连接。
进一步地，所述上水系统包括水箱、上水管及水泵，所述水泵设置于所述水箱内，并与所述上水管连接，所述上水管与所述旋转接头连接，所述水泵与所述微控制器电连接。
进一步地，所述微控系统还包括命令输入模块，所述命令输入模块与所述微控制器电连接，所述命令输入模块用于输入设定的雨强参数及指令信息。
进一步地，所述微控系统还包括无线通讯模块，所述降雨装置还包括遥控器，所述无线通讯模块与所述微控制器电连接，并与所述遥控器通讯连接。
进一步地，所述喷头结构包括三通管和喷头部，所述三通管连接所述驱动机构和所述旋转接头，所述喷头部安装于所述三通管上，并且，所述喷头部穿过所述喷射口朝向所述安装支架的底部设置。
本公开提供的另一种降雨装置，包括安装支架、降雨机、上水系统及回水系统；
所述降雨机包括旋转接头、压力表、喷头结构及驱动机构；所述喷头结构的一端与所述驱动机构连接，另一端与所述旋转接头连接，所述压力表安装于所述旋转接头远离所述喷头结构的一侧，并用于调节所述喷头结构的压力，所述驱动机构用于驱动所述喷头结构弧形摆动；所述安装支架上设置有喷射口，所述降雨机整体安装于所述安装支架上，并且所述喷头结构朝向所述安装支架的底部设置于所述喷射口，所述上水系统与所述旋转接头连接，所述回水系统用于收集所述喷头结构喷射的过量水，并且所述回水系统与所述上水系统连接。
进一步地，所述回水系统包括回水管和两个集水管道，两个所述集水管道分别安装于所述安装支架上，并相对设置于所述喷射口的两侧，所述集水管道用于在所述喷头结构转动至极限位置时喷水入所述集水管道内，两个所述集水管道相互连通，并与所述回水管连接，所述回水管与所述上水系统连接。
本公开实施例的有益效果是：
本公开提供的降雨装置可以将降雨机安装于安装支架上，降雨机的旋转接头可以用于和上水系统连接，喷头结构分别与驱动机构及该旋转接头连接，使得驱动机构可以直接驱动喷头结构转动，以实现摆动输水，模拟降雨，并且，压力表可以限制喷头结构的流体压力，更方便控制模拟降雨的强度等参数。该降雨装置结构简单，方便拆装和携带。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本公开具体实施例提供的降雨机的结构示意图。
图2为本公开具体实施例提供的降雨机的喷头结构的结构示意图。
图3为本公开具体实施例提供的降雨机的驱动机构的第一视角的结构示意图。
图4为本公开具体实施例提供的降雨机的驱动机构的第二视角的结构示意图。
图5为本公开具体实施例提供的降雨装置的结构示意图。
图6为本公开具体实施例提供的降雨装置的部分结构示意图。
图7为本公开具体实施例提供的降雨装置的结构框图。
图标：100-降雨机；110-旋转接头；120-压力表；130-喷头结构；131-三通管；1311-直管段；1312-分管段；132-喷头部；140-驱动机构；141-驱动件；142-传感器；1421-感应部；143-标识件；1431-透光孔；150-弯管接头；200-降雨装置；210-安装支架；211-立杆；212-框架；2121-喷射口；220-上水系统；221-水箱；222-上水管；223-水泵；230-回水系统；231-回水管；232-集水管道；241-微控制器；242-命令输入模块；243-无线通讯模块；250-遥控器。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本公开的描述中，需要说明的是，术语“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另外有更明确的规定与限定，术语“设置”、“连接”应做更广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
下面结合附图，对本公开的一个实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
图1为本实施例提供的降雨机100的结构示意图。请参照图1，本实施例公开了一种降雨机100，该降雨机100包括旋转接头110、压力表120、喷头结构130及驱动机构140。
喷头结构130的一端与驱动机构140连接，另一端与旋转接头110连接，压力表120安装于旋转接头110远离喷头结构130的一侧，并用于调节喷头结构130的压力，驱动机构140用于驱动喷头结构130弧形摆动。
本实施例中，可以将压力表120设置为水压设置为7psi，保证降雨的均匀性。
图2为本实施例提供的降雨机100的喷头结构130的结构示意图。请参照图2，为了保证较佳的喷水效果，本实施例中，喷头结构130包括三通管131和喷头部132，三通管131连接驱动机构140和旋转接头110，喷头部132安装于三通管131上。
其中，三通管131包括直管段1311和分管段1312，分管段1312垂直连接于直管段1311的中部，直管段1311的两端分别连接驱动机构140和旋转接头110，喷头部132安装于分管段1312远离直管段1311的一端。
作为一种实施方式，驱动机构140、直管段1311、旋转接头110及压力表120同轴设置。
可以理解的是，这种结构的降雨机100，在驱动机构140的驱动作用下，直管段1311可以相对旋转接头110转动，并带动分管段1312及安装在分管段1312上的喷头部132转动。在驱动件141驱动喷头结构130转动的时候，压力表120及弯管接头150能够保持静止，保证水体流动的稳定性。并且，旋转接头110代替传统电磁阀-离合器带动喷头摆动的模式，克服了机械故障。
为了方便安装，本实施例中，驱动机构140和旋转接头110分别与直管段1311的两端螺纹配合，喷头部132与分管段1312远离直管段1311的一端螺纹配合。
请继续参照图1，降雨机100还包括弯管接头150，弯管接头150安装于旋转接头110上。弯管接头150可以方便降雨机100与水源连接。
本实施例中，降雨机100为单喷头结构130，体积小，组装、拆卸方便，便于野外携带。
图3为本实施例提供的降雨机100的驱动机构140的第一视角的结构示意图。图4为本实施例提供的降雨机100的驱动机构140的第二视角的结构示意图。请结合参照图3和图4，本实施例中，驱动机构140包括驱动件141和传感器142，驱动件141和传感器142电连接。
驱动件141与喷头结构130连接，并用于驱动喷头结构130转动。传感器142具有两个感应部1421，感应部1421用于在喷头结构130转动至与感应部1421相对设置时生成换向信号，驱动件141用于根据换向信号换向。
可以理解的是，驱动件141和传感器142的相互配合，能够使得驱动件141驱动分管段1312及安装在分管段1312上的喷头部132在一定范围内呈弧形摆动，从而对下垫面开展原位模拟实验，可控性强。
需要说明的是，本实施例中，驱动件141可以选用步进电机。传感器142为槽型光电开关，槽型光电开关上设置有两个感应部1421。可以理解的是，通过调节两个感应部1421的位置，可以调整喷头结构130的摆动幅度。
本实施例中，驱动机构140还包括标识件143，驱动件141能够同时驱动标识件143转动，标识件143上开设有透光孔1431，传感器142用于在检测到透光孔1431时生成换向信号。
作为一种实施方式，步进电机为双轴电机，标识件143安装于驱动件141和传感器142之间。并且，标识件143和喷头结构130在驱动件141的驱动作用下同步转动。
可以理解的是，这种结构的降雨机100可以通过压力表120精准地调整喷头结构130的喷射水体压力，并可以通过驱动件141和传感器142的相互配合精确地控制喷头结构130的摆动幅度。并且由于喷头部132和直管段1311垂直设置，能够使得水体的喷射方向便于控制，水体喷射形成的弧形面和直管段1311的轴向相互垂直，能够保证降雨机100降雨的均匀性。
图5为本实施例提供的降雨装置200的结构示意图。请结合参照图1和图5，在上述降雨机100的基础上，本实施例还提供了一种降雨装置200，其包括安装支架210、降雨机100、上水系统220及回水系统230。
安装支架210上设置有喷射口2121，降雨机100整体安装于安装支架210上，并且喷头结构130朝向安装支架210的底部设置于喷射口2121，上水系统220与旋转接头110连接，回水系统230用于收集喷头结构130喷射的过量水，并且回水系统230与上水系统220连接。
图6为本实施例提供的降雨装置200的部分结构示意图。请参照图6，本实施例中，安装支架210由4根立杆211和中间开孔的长方形框架212组成。长方形框架212用于搭载降雨机100，中间的卡孔形成喷射口2121，以使喷头结构130的喷头部132从喷射口2121穿过，并朝向安装支架210的底部设置。
可以理解的是，可以在安装支架210的下方设置特定下垫面用于开展原位模拟实验。在驱动件141和传感器142的相互配合下，喷头部132能够朝向特定下垫面呈弧形摆动，模拟自然降雨。
请继续参照图5，本实施例中，上水系统220包括水箱221、上水管222及水泵223，水泵223设置于水箱221内，并与上水管222连接，上水管222与旋转接头110连接。可以理解的是，可以通过水泵223抽取水箱221内的水至喷头结构130进行降雨模拟。
本实施例中，回水系统230包括回水管231和两个集水管道232，两个集水管道232分别安装于安装支架210上，并相对设置于喷射口2121的两侧，集水管道232用于在喷头结构130转动至极限位置时喷水入集水管道232内，两个集水管道232相互连通，并与回水管231连接，回水管231与上水系统220的水箱221连接。
其中，喷头结构130转动的极限位置是指在驱动件141根据换向信号换向转动时喷头部132所在的位置。
雨强大小可以通过改变喷头部132摆动到左右两侧停留的时间来控制。可以理解的是，为了调节雨强大小，在喷头结构130转动的极限位置时停留会有大量水体浪费，而通过设置回水系统230能够将过量的水再次返回到水箱221内。
图7为本实施例提供的降雨装置200的结构框图。请参照图7，本实施例中，降雨装置200还包括微控系统，微控系统用于智能化地控制喷头结构130的出水，保证模拟降雨的雨强稳定性、降雨均匀性等。
本实施例中，微控系统包括微控制器241、命令输入模块242及无线通讯模块243。其中，命令输入模块242及无线通讯模块243分别与微控制器241电连接。
需要说明的是，本实施例中，水泵223与微控制器241电连接，并且驱动件141与微控制器241电连接。微控制器241可以通过控制水泵223的开启和关闭控制降雨模拟的开始和关闭，并且可以通过控制驱动件141的开启和关闭控制喷头部132的摆动位置，从而用于调节雨强大小。
需要说明的是，本实施例中，命令输入模块242可以用于输入设定的雨强参数及指令信息。
其中，雨强参数包括雨强，指令信息包括开始指令、暂停指令和停止指令、不同雨强大小指令等。
可以理解的是，命令输入模块242可以包括USB接口，可以将拟开展的实验降雨雨强等信息通过USB将程序写入到微控制器241，微控制器241根据雨强参数及指令信息可以实现相应的实验需求。
本实施例中，降雨装置200还包括遥控器250，无线通讯模块243与微控制器241电连接，并与遥控器250通讯连接。因此，可以通过遥控器250智能地控制降雨机100工作。
可以理解的是，这种结构的降雨装置200，不仅能够模拟天然降水过程中连续地雨强变化，轻便易携带，能够适应野外各种实验条件，并且，采用微控制器241和无线系统的配合，使降雨实验操作更加简单，且能够实现降水过程雨强连续变化。同时，回水系统230可以实现资源的重复利用，节约水资源。
综上，本公开提供的降雨装置200可以将降雨机100安装于安装支架210上，降雨机100的旋转接头110可以用于和上水系统220连接，喷头结构130分别与驱动机构140及该旋转接头110连接，使得驱动机构140可以直接驱动喷头结构130转动，以实现摆动输水，模拟降雨，并且，压力表120可以限制喷头结构130的流体压力，更方便控制模拟降雨的强度等参数。该降雨装置200结构简单，方便拆装和携带。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种降雨装置，其特征在于，包括安装支架、降雨机及上水系统；
所述降雨机包括旋转接头、压力表、喷头结构及驱动机构；所述喷头结构的一端与所述驱动机构连接，另一端与所述旋转接头连接，所述压力表安装于所述旋转接头远离所述喷头结构的一侧，并用于调节所述喷头结构的压力，所述驱动机构用于驱动所述喷头结构弧形摆动；所述安装支架上设置有喷射口，所述降雨机整体安装于所述安装支架上，并且所述喷头结构朝向所述安装支架的底部设置于所述喷射口，所述上水系统与所述旋转接头连接。
2.如权利要求1所述的降雨装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动件和传感器，所述驱动件和所述传感器电连接；
所述驱动件与所述喷头结构连接，并用于驱动所述喷头结构转动；所述传感器具有两个感应部，所述感应部用于在所述喷头结构转动至与所述感应部相对设置时生成换向信号，所述驱动件用于根据所述换向信号换向。
3.如权利要求2所述的降雨装置，其特征在于，所述传感器为槽型光电开关；所述驱动机构还包括标识件，所述驱动件能够同时驱动所述标识件转动，所述标识件上开设有透光孔，所述传感器用于在检测到所述透光孔时生成所述换向信号。
4.如权利要求2所述的降雨装置，其特征在于，所述降雨装置还包括微控系统，所述微控系统包括微控制器，所述驱动件与所述微控制器电连接。
5.如权利要求4所述的降雨装置，其特征在于，所述上水系统包括水箱、上水管及水泵，所述水泵设置于所述水箱内，并与所述上水管连接，所述上水管与所述旋转接头连接，所述水泵与所述微控制器电连接。
6.如权利要求4所述的降雨装置，其特征在于，所述微控系统还包括命令输入模块，所述命令输入模块与所述微控制器电连接，所述命令输入模块用于输入设定的雨强参数及指令信息。
7.如权利要求4所述的降雨装置，其特征在于，所述微控系统还包括无线通讯模块，所述降雨装置还包括遥控器，所述无线通讯模块与所述微控制器电连接，并与所述遥控器通讯连接。
8.如权利要求1所述的降雨装置，其特征在于，所述喷头结构包括三通管和喷头部，所述三通管连接所述驱动机构和所述旋转接头，所述喷头部安装于所述三通管上，并且，所述喷头部穿过所述喷射口朝向所述安装支架的底部设置。
9.一种降雨装置，其特征在于，包括安装支架、降雨机、上水系统及回水系统；
所述降雨机包括旋转接头、压力表、喷头结构及驱动机构；所述喷头结构的一端与所述驱动机构连接，另一端与所述旋转接头连接，所述压力表安装于所述旋转接头远离所述喷头结构的一侧，并用于调节所述喷头结构的压力，所述驱动机构用于驱动所述喷头结构弧形摆动；所述安装支架上设置有喷射口，所述降雨机整体安装于所述安装支架上，并且所述喷头结构朝向所述安装支架的底部设置于所述喷射口，所述上水系统与所述旋转接头连接，所述回水系统用于收集所述喷头结构喷射的过量水，并且所述回水系统与所述上水系统连接。
10.如权利要求9所述的降雨装置，其特征在于，所述回水系统包括回水管和两个集水管道，两个所述集水管道分别安装于所述安装支架上，并相对设置于所述喷射口的两侧，所述集水管道用于在所述喷头结构转动至极限位置时喷水入所述集水管道内，两个所述集水管道相互连通，并与所述回水管连接，所述回水管与所述上水系统连接。
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