养牛自动补水装置的制作方法

本发明涉及补水装置的技术领域，具体公开了养牛自动补水装置。

背景技术

补水装置是畜牧场内最为常见和重要的养殖装置，因此无论是养牛场、养羊场还是养猪场等畜牧场内，都普遍存在补水装置。在现有的养牛场中，补水装置较为简单，主要是靠人力进行补水，耗时又耗力。

为了解决上述问题，授权公开号为cn206776446u的中国实用新型专利公开了一种养牛场自动补水装置，包括蓄水罐、左输水管、右输水管和分支补水系统，蓄水罐顶部设置有入水口，蓄水罐左右两侧分别设置左输水管和右输水管，左输水管和右输水管上设置有总阀门，分支补水系统设置在左输水管和右输水管上。分支补水系统包括补水槽、分水管、水位调节外管和水位调节内管，分水管分别与左输水管和右输水管连通，分水管上设置分水阀，分水管下部设置有水位调节外管，水位调节外管内设置水位调节内管，水位调节外管底端为出水口，水位调节外管内设置有浮力球。

上述实用新型方案可通过分支补水系统实现自动补水，可保持补水槽内一直有水，且可以根据需求调节每一个补水槽内水位的高低，结构简单易操作，但是不同大小的牛需要不同的饮水量，而该实用新型方案需要手动调节补水槽的水量，来适应不同大小的牛的饮水量，增加了工人的劳动量。

技术实现要素：

本发明在于提供养牛自动补水装置，用于解决需要手动调节补水装置的水量，来适应不同大小的牛的饮水量的问题，降低了工人的劳动量。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

养牛自动补水装置，

包括带有输出轴的旋转动力单元和机架，还包括往复驱动架和安装在输出轴上的凸轮，所述往复驱动架滑动连接在机架上，所述往复驱动架上设有条形槽，所述凸轮设置在条形槽内，所述凸轮用于驱动往复驱动架做往复运动，所述往复驱动架铰接有棘爪，所述棘爪啮合有棘轮，所述棘爪和往复驱动架之间连接有用于保持棘爪与棘轮相抵的第一弹性件，所述棘轮啮合有止动爪，所述止动爪铰接在机架上，所述止动爪和机架之间连接有用于保持棘爪和棘轮相抵的第二弹性件；

所述棘轮上同轴连接有通水管，所述通水管远离棘轮的一端上设有第一通水孔，所述第一通水孔和棘轮之间的通水管上设有出水孔；所述出水孔和出水管之间转动有第一环形套块，所述第一环形套块内设有第一空腔，所述第一空腔与出水孔、出水管相连通，所述出水管连接有饮水部；

还包括蓄水部，所述蓄水部设有与通水管匹配的凹槽，所述凹槽上设有第二通水孔，所述第一通水孔和第二通水孔在通水管转动时能够间歇对接连通；

所述出水孔和第一通水孔之间的通水管内壁上设有弹性气囊，所述通水管设有与弹性气囊连通的通气孔，所述通气孔转动连通有气管；

还包括活塞室，所述活塞室内滑动连接有活塞和活塞杆，所述活塞将活塞室分为上腔室和下腔室，所述气管连通上腔室，所述活塞杆的顶端设有踏板，所述踏板设于牛饮水时站立的位置上。

本基础方案的工作原理在于：

往复运动过程：

启动旋转动力单元，驱动输出轴转动，从而带动凸轮转动，凸轮驱动往复驱动架往复运动；举例说明，凸轮能够带动往复驱动架做左右往复运动。

单向间歇转动过程：

举例说明：当往复驱动架向右运动时，与往复驱动架相连的棘爪利用第一弹性件的压紧力插入棘轮的齿槽内，当往复驱动架向左运动时，棘爪会推动棘轮顺时针转过一定的角度；在棘轮转过一定角度的时候，第二弹性件迫使止动爪插入棘轮的齿槽中，阻止棘轮逆时针转动，因此棘爪会沿棘轮齿背滑过，从而实现往复驱动架往复运动时，棘轮做单向间歇转动。

间歇补水过程：

棘轮做单向间歇转动时，带动通水管做单向间歇转动；在单向间歇转动过程中，第一通水孔和第二通水孔有一定的时间相通，此时，蓄水池中的水通过第一通水孔和第二通水孔流到通水管中；当第一通水孔和第二通水孔不相通时，蓄水池的水不会流出来；最后水会通过出水孔流向出水管到达饮水部，从而实现间歇补水。

智能化补水过程：

在水流向出水孔的过程中，会遇到弹性气囊控制水量的流出；举例说明，当成年牛需要补水时，成年牛站在踏板上，踏板受到成年牛的重量，带动活塞杆向下运动，上腔室的体积变大，根据克拉伯龙方程式pv＝nrt，压强变小，形成负压，弹性气囊内的空气会流动到上腔室，此时，弹性气囊变小，通过的水量会多，来适应成牛年的水量。

当小牛需要补水时，由于小牛没有成牛年重，因此弹性气囊变小的程度没有成年牛多，导致通过的水量会减少，来适应小牛的水量。

本方案产生的有益效果是：

1.利用棘轮机构的单向间歇转动，间歇转动通水管，间歇地使得第一通水孔和第二通水孔相连通，使得蓄水部的水能够间歇流出，节约用水，减低饲养成本。

2.利用活塞室和弹性气囊的压强变化，根据不同大小的牛的不同重量，来调节出水量，越大的牛越重，出水量越多；越小的牛越轻，出水量越小，实现智能化补水。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述通气孔和气管之间转动密封有第二环形套块，所述第二环形套块内设有第二空腔，所述第二空腔与通气孔、气管相连通。

第二环形套块的作用在于避免气管与通水管直接接触，加剧气管的磨损；在现有技术中，在通水管的通气孔处设有滑槽，在气管上设有滑块，利用滑块的磨损来代替气管的磨损，但是在转动过程中，滑块会间歇堵着通气孔，造成补水不畅；在本优选方案中，即延长出水管和气管的使用寿命，也不会堵塞出水孔和通气孔。

优选方案二：作为对基础方案的进一步优化，所述第一通水孔设于通水管的端面上，所述第二通水孔设于与第一通水孔相匹配的凹槽的底面上。

这样设置的作用在于实现间歇性补水；在现有技术中，第一通水孔设置在通水管的侧面上，第二通水孔设于与第一通水孔相匹配的凹槽上，但是第一通水孔处支撑面积变少，受到了转动力增加，容易在第一通水孔处折断；在本优选方案中，能够保证通水管正常转动。

优选方案三：作为对优选方案一或二的进一步优化，所述棘轮和出水孔之间的通水管内设有挡水板。

挡水板能够避免水流向通水管设有棘轮的一端，这部分水无法回流到出水孔，从而造成水资源的浪费；在现有技术中，通水管中不需要引水的部分设为实心，但是增加了通水管的重量，从而增加耗能，而本优选方案中，消耗更低的能量，节约成本。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述第一通水孔和第二通水孔呈长方形。

长方形能够增大蓄水部的出水量，避免间歇性补水的水量不足；在现有技术中，在通水管和凹槽上均设有数个小圆形孔，增加小圆形孔的数量，但是只有小圆孔对准连通的时候才会出水，降低了出水效率，而本优选方案中，只要长方形的通水孔有一部分相连通时就能出水，增加了出水效率。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述出水孔周向均匀分布在通水管上。

出水孔周向均匀分布能够在通水管转动的过程中，水均能通过出水孔流向出水管；在现有技术中，在通水管上沿周向设有两个长方形的出水口，并且两个出水口间距短，但是在通水管转动过程中，由于出水口处支撑面积变少，受到了转动力增加，容易在出水孔处折断，而在本优选方案中，即能够保证通水管正常转动，又能保证出水量。

优选方案六：作为对优选方案五的进一步优化，所述踏板和活塞室之间设有第三弹性件。

第三弹性件能够将被压下的活塞杆恢复到原来的位置上；在现有技术中，在隔板和活塞室之间设有楔形板，但是需要人力推动楔形板将活塞杆复位，操作复杂，耗时耗力，而本优选方案中，第三弹性件由于受到压力，产生反作用力，自动将活塞杆复位。

附图说明

图1是发明养牛自动补水装置的实施例一的结构示意图；

图2是发明往复运动部和单向间歇部的实施例一的剖视图；

图3是发明补水部和蓄水部的实施例一的剖视图；

图4是发明控制水量部的实施例一的剖视图；

图5是发明补水部和蓄水部的实施例二的剖视图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：

往复运动部1、伺服电机11、输出轴12、凸轮13、往复驱动架14、单向间歇部2、棘爪21、棘轮22、止动爪23、拉簧24、压簧25、补水部3、通水管31、第一通水孔32、出水孔33、出水管34、补水箱35、蓄水部4、蓄水箱41、凹槽42、第二通水孔43、控制水量部5、弹性气囊51、通气孔52、第二环形套块53、活塞室54、上腔室541、下腔室542、活塞杆55、踏板56、活塞57、坑58、弹簧59、机架6、第一环形套块7。

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例一：

养牛自动补水装置，如图1所示，包括往复运动部1、单向间歇部2、补水部3、蓄水部4、控制水量部5和机架6。

其中，如图2所示，往复运动部1包括伺服电机11，伺服电机11安装有输出轴12，输出轴12上安装有凸轮13，凸轮13连接有往复驱动架14，往复驱动架14内加工有条形槽，并且凸轮13安装在往复驱动架14的条形槽内，往复驱动架14通过滑轮滑动连接在机架6上；在往复运动部1上固定连接有两个相对称的凸块，两个凸块内均加工有通孔，该通孔滑动连接有支杆，支杆固定连接在机架6上。

单向间歇部2包括棘爪21，棘爪21安装在往复驱动架14上，棘爪21和往复驱动架14之间安装有拉簧24，棘爪21啮合有棘轮22，棘轮22外表面为齿槽，棘轮22的下端啮合有止动爪23，止动爪23连接有压簧25，止动爪23、棘轮22和压簧25安装在机架6上，棘轮22和机架6之间安装有轴承。

如图3所示，补水部3包括通水管31，通水管31同轴固定连接在棘轮22上，通水管31的前端加工有沿周向长方形设置的第一通水孔32，在通水管31的中间部分加工有周向均匀分布的十个出水孔33，在通气管上安装有第一环形套块7，在通水管31和第一环形套块7上加工有滑槽，能够让第一环形套块7在出水孔33上转动；第一环形套块7内加工有第一空腔，第一空腔与出水孔33、气管相连通，出水管34搭接在补水箱35的上端。

蓄水部4包括蓄水箱41，蓄水箱41的左侧加工有一正方形的凹槽42，凹槽42上加工有第二通水孔43，通水管31的前端放置在凹槽42内，通水管31和凹槽42之间设有密封层，该凹槽42为滑槽，通水管31能够在凹槽42内转动。

如图4所示，控制水量部5包括弹性气囊51，弹性气囊51安装在第一通水孔32和出水孔33之间的通水管31内壁上，并且在通水管31内壁上加工有通气孔52，通气孔52和弹性气囊51相连通；在通气管上安装有第二环形套块53，在通水管31和第二环形套块53上加工有滑槽，能够让第二环形套块53在通气孔52上转动；第二环形套块53内加工有第二空腔，第二空腔与通气孔52相连通，第二空腔上连通有气管。

控制水量部5还包括活塞室54，活塞室54滑动连接有活塞57，活塞57固定连接有活塞杆55，活塞57将活塞室54分为上腔室541和下腔室542，气管连通上腔室541，活塞杆55的顶端安装有踏板56，踏板56放在补水箱35的四周，距离补水箱35三厘米；在底面上挖掘有一个坑58，活塞室54安装在坑58内；在踏板56和活塞室54顶部之间安装有四根弹簧59。

养牛自动补水过程：

当牛需要喝水时，会走向补水箱35处，此时，牛会踩在踏板56上，踏板56受到牛的重力向下压，而踏板56的底端连接着活塞杆55，活塞杆55会向下运动，使得上腔室541的体积变大，压强变小，在上腔室541内形成负压，从而将弹性气囊51里的空气吸入上腔室541，使得弹性气囊51的体积变少，水从弹性气囊51和通水管31内壁的通道也会随着变宽。

并且，成年牛比小牛饮用更多的水，当成年牛站在踏板56上，由于成年牛体重与小牛相比更重，弹性气囊51变的更小，通过的水量会更多，来适应成牛年水的需求量；而小牛饮用的水没有成年牛多，当小牛站在踏板56上，由于小牛的体重没有成年牛重，弹性气囊51缩小量少，通过的水量会减少，来适应小牛的饮水量，从而实现智能化控水。

此时，工人打开伺服电机11，伺服电机11带动输出轴12转动，输出轴12带动凸轮13转动，凸轮13带动往复驱动架14做左右往复运动，往复驱动架14带动棘爪21做左右往复运动，加上止动爪23的配合，棘轮22做单向间歇转动，从而带动通水管31做单向间歇转动。

通水管31上的第一通水孔32和蓄水箱41上的第二通水孔43，在通水管31的单向间歇转动过程中，会存在对准相连通的时候，此时，蓄水箱41的水就会经过第二通水孔43和第一通水孔32流入到通水管31内，然后经过控制水量部5，根据不同牛踩在踏板56上的重力，弹性气囊51的收缩形变不同，水能通过的量也不同，越重的牛出水量越多，越轻的牛出水量越少。

然后水通过出水孔33流到出水管34中，再流到补水箱35中，供牛饮用。

实施例二：

养牛自动补水装置，与实施例一相比，如图5所示，在通水管31的端面上加工有第一通水孔32，在蓄水箱41的凹槽42上加工有与第一通水孔32相匹配的第二通水孔43。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，例如，通水管中不需要引水的部分设为实心；在通水管和凹槽上均设有二十个小圆形孔，增加小圆形孔的数量；在通水管上沿周向设有两个长方形的出水口；在隔板和活塞室之间设有楔形板，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。