CN114481936A - 一种水田自动给排水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水田自动给排水系统，属于机械技术领域，它解决了现有的水田给排水设施使用效果差的问题。本水田自动给排水系统包括：进水箱，嵌设在水田进水端，进水箱内部竖直安装有进水管，且进水管与水田外的输水管道联通；排水箱，嵌设在水田排水端，排水箱内部活动设置有两升降板；电箱，设置为两个，分别为第一电箱、第二电箱，且第一电箱位于进水箱上方，第二电箱位于排水箱上方，每个电箱内均安装有控制器，分别为第一控制器、第二控制器，第一控制器与进水管相连并控制进水管向水田内输水，第二控制器至少能控制一个升降板上下移动，使得水流经由排水箱向外排出。本发明具有使用效果好的特点。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种水田自动给排水系统，特别是一种能远程控制水田给排水的水田自动给排水系统。
背景技术
现代种植水田大部分均已采用灌溉型，通过人为控制水田的水量情况，以确保水田内植物正常生长。水田中的土壤称之为水稻土，是在一定的自然环境及人们种植水稻后，采用各种栽培措施的影响下形成的，由于长期灌溉和干湿交替，形成了不同于旱地的土壤性状。
水稻土需要一定的水分含量，对植物生长有利，无机氮以氨态氮存在，适于水稻的吸收利用，同时还容易被土壤胶体吸附，不易流失。但如果水分含量过高，在严重淹水缺氧的情况下，有机质会进行嫌气分解，产生多种有机酸，阻碍稻根的泌氧能力，甚至还会产生甲烷、硫化氢等有毒物质，影响植物的正常生长。
因此水田往往在田埂上开设进水口、排水口来进行灌溉以及排水，但这样的给排水效果不够理想，不能及时进水、排水，同时对于进水量和排水量不能准确把握。而对于种植的农作物来说，不同生长阶段需要的水分不同，如此进一步加大了对水量的控制难度。
除此之外，随着农村劳动力的减少，对于农作物种植的养护以及监测力有不及，容易影响到农作物的生长。
综上所述，为解决现有水田给排水设备上的不足，本发明设计了一种结构合理、使用效果好的水田自动给排水系统。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种结构合理、使用效果好的水田自动给排水系统。
本发明的目的可通过以下技术方案来实现：一种水田自动给排水系统，包括：
进水箱，嵌设在水田进水端，进水箱内部竖直安装有进水管，且进水管与水田外的输水管道联通；
排水箱，嵌设在水田排水端，排水箱内部活动设置有两升降板；
电箱，设置为两个，分别为第一电箱、第二电箱，且第一电箱位于进水箱上方，第二电箱位于排水箱上方，每个电箱内均安装有控制器，分别为第一控制器、第二控制器，第一控制器与进水管相连并控制进水管向水田内输水，第二控制器至少能控制一个升降板上下移动，使得水流经由排水箱向外排出。
作为本案的进一步改进，进水管内设置有容置腔，且在容置腔内活动安装有球阀，该容置腔外侧设置有与球阀相连的手柄，转动手柄能开启或关闭球阀。
作为本案的又一步改进，第一电箱内安装有与第一控制器电连接的第一电机，且第一电机的输出轴通过万向软轴与上述手柄相连，第一控制器能控制第一电机带动手柄转动。
作为本案的进一步改进，第一电箱内安装有与第一控制器电连接的第一电机，且第一电机的输出轴通过万向节与上述手柄相连，第一控制器能控制第一电机带动手柄转动。
作为本案的又一步改进，进水箱两侧分别开设有进水孔，且进水孔到进水箱底部的距离小于上述手柄到进水箱底部的距离。
作为本案的进一步改进，第二电箱内安装有与第二控制器电连接的第二电机，第二电机的输出轴竖直向下并能带动其中一个升降板或两个升降板上下移动。
作为本案的进一步改进，每个电箱内部均安装有相互连接的太阳能转换器、蓄电池，且太阳能转换器与对应的控制器电连接，每个电箱顶部均安装有与对应的太阳能转换器相连的若干太阳能板。
作为本案的又一步改进，两电箱顶部分别安装有天线，且所述天线与对应的控制器相连。
作为本案的进一步改进，排水箱一端活动安装有水位传感器，且该水位传感器分别与第一控制器、第二控制器电连接，水位传感器能检测水位高度并将信息反馈到第一控制器或第二控制器。
作为本案的又一步改进，排水箱具有底板以及对称设置的两侧板，两侧板相对一侧分别开设有供两升降板移动的滑槽，且在滑槽内竖直设置有分隔条，两升降板分列在分隔条两侧且每个升降板均与分隔条贴合设置。
作为本案的进一步改进，两升降板之间还水平设置有隔板，且隔板两端分别与两分隔条固连。
作为本案的又一步改进，两升降板与滑槽、底板、隔板以及分隔条之间分别呈密封设置。
作为本案的进一步改进，两升降板分别为低位板、高位板，每个升降板的高度均低于侧板的高度，且每个升降板的高度均大于侧板高度的二分之一。
作为本案的又一步改进，两升降板的顶部或侧面分别固设有把手。
与现有技术相比，本发明结构设置合理，通过进水箱、排水箱以及两个电箱的配合设置，实现水田的自动给排水目的，同时设置天线、水位传感器等等，能够将水田内的水量情况反馈至农业作业者，便于通过客户端对水田给排水进行远程控制，大大提高作业效率，使用效果好。
附图说明
图1是本发明的使用状态示意图。
图2是本发明中进水箱与第一电箱的结构示意图。
图3是本发明中进水管的结构示意图。
图4是图3另一视角的结构示意图。
图5是本发明中万向软轴的结构示意图。
图6是本发明中排水箱与第二电箱实施例一的结构示意图。
图7是本发明中排水箱与第二电箱实施例二的结构示意图。
图8是本发明中排水箱与第二电箱实施例三的结构示意图。
图9是本发明中排水箱的部分结构示意图。
图10是本发明中太阳能转换器的示意图。
图中，10、进水箱；11、进水管；12、进水孔；13、容置腔；14、球阀；15、手柄；20、排水箱；21、底板；22、侧板；231、低位板；232、高位板；24、滑槽；25、分隔条；26、把手；27、隔板；30、第一电箱；31、第一控制器；32、第一电机；33、万向软轴；331、夹头；40、第二电箱；41、第二控制器；42、第二电机；43、电磁离合器；44、螺杆；51、太阳能转换器；52、蓄电池；53、太阳能板；54、天线；55、水位传感器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明的技术方案作进一步的阐述。
如图1、图2和图6所示，本水田自动给排水系统包括：
进水箱10，嵌设在水田进水端，进水箱10内部竖直安装有进水管11，且进水管11与水田外的输水管道联通；
排水箱20，嵌设在水田排水端，排水箱20内部活动设置有两升降板；
电箱，设置为两个，分别为第一电箱30、第二电箱40，且第一电箱30位于进水箱10上方，第二电箱40位于排水箱20上方，每个电箱内均安装有控制器，分别为第一控制器31、第二控制器41，第一控制器31与进水管11相连并控制进水管11向水田内输水，第二控制器41至少能控制一个升降板上下移动，使得水流经由排水箱20向外排出。
水田往往在田埂上开设进水口、排水口来进行灌溉以及排水，但这样的给排水效果不够理想，不能及时进水、排水，对于进水量和排水量不能准确把握，且不同生长阶段需要的水分不同，如此进一步加大了对水量的控制难度。此外，对于农作物种植的养护以及监测力度不够，容易影响到农作物的生长。
为此，本发明提供了一种水田自动给排水系统，通过进水箱10、排水箱20以及两个电箱的配合设置，实现水田的自动给排水目的。
具体的，在水田两端分别设置进水箱10、排水箱20，同时在进水箱10和排水箱20上方分别安装第一电箱30、第二电箱40，通过第一控制器31控制进水管11向水田内输水，第二控制器41控制排水箱20内的升降板上下移动，进行排水。
如图2至图5所示，优选地，进水管11内设置有容置腔13，且在容置腔13内活动安装有球阀14，该容置腔13外侧设置有与球阀14相连的手柄15，转动手柄15能开启或关闭球阀14。
本实施例中优选进水管11呈竖直设置，进水时，水流沿着进水管11由上至下流入进水箱10，并进一步流向水田，进水效果好。
优选进水管11与水田外输水管道联通，进水管11内设置容置腔13并在其内活动安装球阀14，实际工作时，水田外总阀水泵开启，输水管道朝着进水管11送水，当球阀14关闭时，水流只能到达进水管11内的容置腔13(球阀14)处，此时由第一控制器31控制手柄15转动，开启球阀14，水流在压力作用下持续向上并沿着进水管11顶部外溢至进水箱10，实现进水目的。当水田内水量达到要求之后，关闭球阀14即可，进水结束。由于总阀水泵供给多个水田的进水，因此，当每块水田达到自身水量需求之后，关闭所在进水管11的球阀14即可。
进一步地，第一电箱30内安装有与第一控制器31电连接的第一电机32，且该第一电机32通过万向软轴33与上述手柄15相连，第一控制器31能控制第一电机32带动手柄15转动。
其中，第一控制器31控制第一电机32来带动手柄15转动，第一电机32通过万向软轴33与手柄15相连，可以实现任意角度的转动，避免受到空间限制。
万向软轴33一端固连有夹头331，且该夹头331与手柄15端部嵌合设置，确保第一电机32通过万向软轴33以及夹头331与手柄15相连，保证第一电机32能顺利带动手柄15转动。
更进一步地，第一电箱30内安装有与第一控制器31电连接的第一电机32，且第一电机32的输出轴通过万向节(图中未示出)与上述手柄15相连，第一控制器31能控制第一电机32带动手柄15转动。
值得一提的是，第一电机32的输出轴还可以通过万向节与手柄15相连，具体的，第一电机32的输出轴通过轴套(图中未示出)与万向节相连，万向节也可通过上述夹头331与手柄15相连，同样能够保证进行任意角度的转动。实际使用时可以根据需要进行选择。
优选地，进水箱10两侧分别开设有进水孔12，且进水孔12到进水箱10底部的距离小于上述手柄15到进水箱10底部的距离。
进水孔12的设置便于水流由进水箱10流入水田，此处优选容置腔13(手柄15)所在位置的高度高于进水孔12的高度，避免进水箱10内的水淹没手柄15，影响手柄15的转动。
进一步地，排水箱20具有底板21以及对称设置的两侧板22，两侧板22相对一侧分别开设有供两升降板移动的滑槽24，且在滑槽24内竖直设置有分隔条25，两升降板分列在分隔条25两侧且每个升降板均与分隔条25贴合设置。
进水箱10和排水箱20在实际使用时可以根据水田的尺寸大小设置具体形状和大小，相关零部件在实际制造时可以采用玻璃钢或者角铁等材料制成，能够保证装置的结构强度以及结构的稳定性。
底板21、侧板22的设置一方面有利于整体的稳定性，另一方面确保水流从排水箱20内进行排水，避免水流从周围流失，底板21的设置还便于两升降板的安装。
优选地，两升降板之间还水平设置有隔板27，且隔板27两端分别与两分隔条25固连。
滑槽24的开设便于两升降板上下移动，分隔条25以及隔板27的配合设置，则便于两升降板沿着分隔条25以及隔板27上下移动，保持稳定的状态，有利于整体排水顺利进行。其中隔板27的宽度较小，不会影响正常排水。
进一步地，两升降板与滑槽24、底板21以及分隔条25之间分别呈密封设置。滑槽24的开设便于两升降板上下移动，同时升降板与底板21、隔板27、滑槽24以及分隔条25之间均贴合密封，排水时能够保障水流从相应位置排出，避免水流经缝隙流失。
优选地，两升降板分别为低位板231、高位板232，每个升降板的高度均低于侧板22的高度，且每个升降板的高度均大于侧板22高度的二分之一。
此处优选每个升降板的高度均低于侧板22的高度，且每个升降板的高度均大于侧板22高度的二分之一。两升降板位于排水箱20的中部位置，升降板的高度优选设置为大于侧板22高度的一半但低于侧板22高度，不进行排水工作时，低位板231底部贴合在底板21上，高位板232则位于最高处，两个升降板相互错位设置，确保此时水流无法向外排出。
当进行排水工作时，控制器控制高位板232向下移动，根据实际的排水要求确定下移的距离，此时水田的水流顺着高位板232上方向外排出，实现排水目的。
水田内水量过多进行正常排水时，控制高位板232向下移动，水流由高位板232上方排出，便于水田内的储水由上至下逐渐向外排出，水流流动相对平缓，避免对农作物有冲击；当水田内需要进行完全排水时，可以控制低位板231上移来实现排水。
为了避免水田排水时将水田内的杂质外排，影响环境，可以在排水箱20的出口处设置滤网(图中未示出)，定期清理即可。
如图6至图8所示，为第二电箱40的三个实施例，进一步地，第二电箱40内安装有与第二控制器41电连接的第二电机42，第二电机42的输出轴竖直向下并能带动其中一个升降板或两个升降板上下移动。
优选通过第二电机42带动升降板上下移动，从而实现自动排水，具体的，如图6所示，是本发明中第二电箱40的实施例一的结构示意图，鉴于排水时主要通过控制高位板232进行上下移动，本实施例一中采用一个第二电机42来控制高位板232，低位板231可以在需要的时候进行人工手动操作。
如图7所示，是本发明中第二电箱40的实施例二的结构示意图，进一步地，第二电箱40电箱内壁固定安装第二电机42，第二电机42两端分别通过电磁离合器43连接螺杆44，两螺杆44分别与高位板232、低位板231固连。
本实施例中优选采用一个双头的第二电机42控制两个升降板的上下移动，第二电机42的输出轴通过螺杆44来间接控制对应的升降板，由于两个升降板的移动不会同时进行，此处优选设置电磁离合器43，当需要移动高位板232时，与高位板232对应的电磁离合器43开启，使得第二电机42的输出轴能够带动相应的螺杆44动作，从而带动高位板232上下移动，此时，低位板231所对应的螺杆44在电磁离合器43关闭的情况下，保持禁止状态；当需要移动低位板231时，高位板232对应的电磁离合器43关闭，低位板231对应的电磁离合器43开启即可。
具体的，电磁离合器43可以通过蜗轮蜗杆结构或者锥齿轮啮合的结构将电机输出轴的旋转运动转化为螺杆44的直线运动，进而达到控制两个升降板上下移动的功能。根据实际情况进行设定，也可采用其他可行方式，此处不作限定。
如图8所示，是本发明中第二电箱40的实施例三的结构示意图，更进一步地，第二电箱40内壁设置有与两升降板对应设置的两第二电机42，每个第二电机42的输出轴均与对应的高位板232、低位板231固连。采用两个第二电机42分别控制两个升降板，实际排水时，通过控制相应的第二电机42动作即可。
如图2、图6至图8所示，优选地，每个电箱内部均安装有相互连接的太阳能转换器51、蓄电池52，且太阳能转换器51与对应的控制器电连接，每个电箱顶部均安装有与对应的太阳能转换器51相连的多个太阳能板53。
电箱内实际由上述控制器控制相应的电机进行开启或关闭，此外鉴于排水箱20安装在水田这样的户外场所，优选在电箱上设置太阳能板53，太阳能板53吸收太阳能之后经由太阳能转换器51将能量转化为电能并储存到蓄电池52中，同时太阳能还能将电能传递给控制器。
当阴天或者下雨天时，由蓄电池52将电能经由太阳能转换器51输送给控制器，确保控制器的用电保障，从而确保水田排水可以随时进行。
进一步地，两电箱顶部分别安装有天线54，且所述天线54与对应的控制器相连。
值得一提的是，本发明中在电箱顶部安装天线54，第一控制器31、第二控制器41分别能通过对应的天线54接收或者发射信号，农业作业人员可以通过手机或者电脑上的程序实时看到水田的水位情况。其中第一控制器31和第二控制器41统一由总的控制系统管理，自动控制水田的给排水工作。
同时作业人员也可以通过手机或者电脑等其他客户端程序控制进水箱10以及排水箱20的工作。需要人工控制进水、排水时，可以通过在手机或者电脑程序上操作，通过对应的天线54将信号传递到相应的控制器，进而控制对应的电机动作，进行进水、排水工作，操作简便，还可以统一管理多块水田的给排水情况。实际使用中可以采用4G/5G技术或者Lora技术等进行信号的传递。
如图1和图9所示，优选地，排水箱20一端活动安装有水位传感器55，且该水位传感器55分别与第一控制器31、第二控制器41电连接，水位传感器55能检测水位高度并将信息反馈到第一控制器31或第二控制器41。
此处优选水位传感器55分别与第一控制器31、第二控制器41电连接，也可以认为水位传感器55能将信号传递到总的控制系统，总的控制系统根据水量的多少进一步反馈给第一控制器31或者第二控制器41，控制相应的电机进行进水或排水工作。
具体的，当水田内水位较低时，水位传感器55反馈信息到第一控制器31，第一控制器31通过对应的天线54将信号传递到总的控制系统，进水箱10自动开启进水或者作业人员通过手机或者电脑等其他客户端程序下达进水命令，总的控制系统反向将信号通过对应的天线54传递到第一控制器31，进行进水工作。当水位达到合适的位置时，再一次进行信号传递，进水箱10自动停止进水或者作业人员远程控制停止进水均可。
当水田内水位过高时，水位传感器55反馈信息到第二控制器41，第二控制器41通过对应的天线54将信号传递到总的控制系统，排水箱20自动开启排水工作或者作业人员通过手机或者电脑等其他客户端程序下达排水命令，总的控制系统反向将信号通过对应的天线54传递到第二控制器41，进行排水工作。当水位达到合适的位置时，再一次进行信号传递，排水箱20自动停止排水或者作业人员远程控制停止排水即可。其中，排水时高位板232下移的距离，根据实际排水需要设定，此处不作限定。
进一步地，两升降板的顶部或侧面分别固设有把手26。把手26的设置一方面便于升降板与电机的输出轴相连，另一方面，当有需要的时候也可以人工手动拉动升降板。把手26的位置可以根据实际使用情况进行设置，此处不作限定。
本水田自动给排水系统结构设置合理，通过进水箱10、排水箱20以及两个电箱的配合设置，实现水田的自动给排水目的，同时设置天线54、水位传感器55等等，能够将水田内的水量情况反馈至农业作业者，便于通过客户端对水田给排水进行远程控制，大大提高作业效率，使用效果好。
本文中所描述的仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。本发明所属领域的技术人员对所描述的具体实施例进行的修改或补充或采用类似的方式替换，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水田自动给排水系统，其特征在于，包括：
进水箱，嵌设在水田进水端，进水箱内部竖直安装有进水管，且进水管与水田外的输水管道联通；
排水箱，嵌设在水田排水端，排水箱内部活动设置有两升降板；
电箱，设置为两个，分别为第一电箱、第二电箱，且第一电箱位于进水箱上方，第二电箱位于排水箱上方，每个电箱内均安装有控制器，分别为第一控制器、第二控制器，第一控制器与进水管相连并控制进水管向水田内输水，第二控制器至少能控制一个升降板上下移动，使得水流经由排水箱向外排出。
2.根据权利要求1所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，进水管内设置有容置腔，且在容置腔内活动安装有球阀，该容置腔外侧设置有与球阀相连的手柄，转动手柄能开启或关闭球阀。
3.根据权利要求2所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，第一电箱内安装有与第一控制器电连接的第一电机，且第一电机的输出轴通过万向软轴与上述手柄相连，第一控制器能控制第一电机带动手柄转动。
4.根据权利要求2所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，第一电箱内安装有与第一控制器电连接的第一电机，且第一电机的输出轴通过万向节与上述手柄相连，第一控制器能控制第一电机带动手柄转动。
5.根据权利要求1所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，进水箱两侧分别开设有进水孔，且进水孔到进水箱底部的距离小于上述手柄到进水箱底部的距离。
6.根据权利要求1所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，第二电箱内安装有与第二控制器电连接的第二电机，第二电机的输出轴竖直向下并能带动其中一个升降板或两个升降板上下移动。
7.根据权利要求1所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，每个电箱内部均安装有相互连接的太阳能转换器、蓄电池，且太阳能转换器与对应的控制器电连接，每个电箱顶部均安装有与对应的太阳能转换器相连的若干太阳能板。
8.根据权利要求1所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，两电箱顶部分别安装有天线，且所述天线与对应的控制器相连。
9.根据权利要求1所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，排水箱一端活动安装有水位传感器，且该水位传感器分别与第一控制器、第二控制器电连接，水位传感器能检测水位高度并将信息反馈到第一控制器或第二控制器。
10.根据权利要求1所述的一种水田自动给排水系统，其特征在于，排水箱具有底板以及对称设置的两侧板，两侧板相对一侧分别开设有供两升降板移动的滑槽，且在滑槽内竖直设置有分隔条，两升降板分列在分隔条两侧且每个升降板均与分隔条贴合设置。
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2022
- 2022-01-14 CN CN202210042107.7A patent/CN114481936A/zh active Pending
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