水稻田灌溉系统的制作方法

本发明涉及农业机械领域，具体而言，涉及一种水稻田灌溉系统。

背景技术：

水稻田在生长的不同阶段对水量的要求不同，为了使得水稻正常生长，应当使得水稻田中保持一定的水量，并且需要定期施加肥料；传统农业中，一般是人工分别进行灌溉和施肥。这使得工作人员的劳动强度比较大，人力成本比较高。

因此，提供一种用于灌溉的水稻田灌溉系统，这对于现代农业技术的发展具有比较重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水稻田灌溉系统，其能够对水稻田进行灌溉并同时施肥。

本发明是这样实现的：

一种水稻田灌溉系统，包括水肥制备设备、灌溉控制装置和输送管道；所述输送管道的一端与所述水肥制备设备的底部连接，另一端通向水稻田；

所述输送管道上设置有控制阀，所述控制阀能够控制所述输送管道的流量；所述灌溉控制装置与所述控制阀连接，用于控制所述控制阀的开度；

所述控制阀包括阀体和阀芯，所述阀体整体为管状，所述阀体的内部设置有挡板，所述挡板的下部设置有通孔；所述阀芯为板状，并与所述挡板滑动配合；所述阀芯具有将所述通孔打开的第一位置，以及将所述通孔封堵的第二位置；

所述阀芯的下端还设置有驱动杆，所述阀体的下部设置有安装孔，所述驱动杆的一端与所述阀芯连接，另一端穿过所述安装孔；所述驱动杆与所述安装孔密封滑动配合；

所述灌溉控制装置包括水位测量筒、浮动件、第一连杆、第二连杆、第三连杆和支撑架；

所述水位测量筒用于设置在水稻田的土壤中；所述浮动件设置在所述水位测量筒中，并与所述水位测量筒的内壁间隙设置；

所述第一连杆的下端与所述浮动件连接，所述第一连杆上间隔设置有第一凸部和第二凸部；

所述第二连杆的中部通过转轴与所述支撑架铰接形成杠杆结构，所述转轴水平设置；所述第二连杆的一端与所述驱动杆的下端铰接，另一端设置在所述第一凸部与所述第二凸部之间，所述浮动件与所述第一连杆上下运动时能够通过所述第一凸部或所述第二凸部驱动第二连杆转动。

进一步，

所述水位测量筒的筒壁上部设置有上进水孔，下部设置有下进水孔；所述上进水孔垂直于筒壁延伸，所述下进水孔斜向上延伸；所述水位测量筒的底部设置有底部进水孔，所述上进水孔、下进水孔和所述底部进水孔均设置有过滤网。

进一步，

所述第二连杆与所述第一连杆配合的一端设置有拨叉，所述拨叉包括两个条形板，两个所述条形板相对间隔设置形成条形槽，所述条形槽沿所述第二连杆长度方向延伸；

所述第一连杆设置在所述条形槽中，所述第一连杆上设置有两个第一凸部和两个第二凸部，两个第一凸部分别用于与两个条形板的上部配合，两个第二凸部分别用于与两个条形板的下部配合；

所述第一连杆上设置有多个连接部，所述第一凸部与所述第二凸部与所述连接部可拆卸连接；

所述阀体还包括限位板，所述限位板与所述挡板平行间隔设置并与所述通孔错开；所述阀芯设置在所述限位板与所述挡板之间，限位板的下端设置有滚轮，滚轮的圆周面上套设有弹性橡胶套；

所述阀芯的一面与所述挡板滑动配合，另一面与所述滚轮滚动配合。

将两个第一凸部对称设置，将两个第二凸部对称设置，并使得第一凸部和第二凸部与拨叉的两个条形板配合；这不仅能够降低第二连杆转动时转轴与支撑架之间由于受力偏向一侧所带来的摩擦力，还能够防止第一连杆与第二连杆的连接断开，有助于提高整个机构的可靠性。并且，采用限位板，并在限位板上设置滚轮，这能够降低阀芯运动的摩擦力；滚轮的橡胶套能够使得阀芯与挡板配合良好。这和上述拨叉结构配合，从整体上提高了整个机构的灵敏度和可靠性。

进一步，

所述水肥制备设备包括：

储料仓，用于储存肥料；

称重仓，所述称重仓位于所述储料仓的下方，所述储料仓能够将肥料从储料仓输送到所述称重仓内，所述称重仓通过称重仪与地基连接；

溶解池，所述溶解池设置在所述称重仓的下方；

所述称重仓的底部还设置有下料管、封板及封板开启机构，所述封板与所述下料管铰接，所述封板能够打开或关闭所述下料管；所述封板打开时，所述称重仓内的肥料能够落入到所述溶解池内；

所述封板与所述下料管之间还设置有弹性件，所述弹性件使得所述封板将所述下料管关闭。

进一步，

所述封板开启机构包括下水管、拉绳和水桶，所述拉绳的一端与所述封板连接，另一端吊挂所述水桶；所述水桶包括桶体和底板，所述桶体的底端设置有环形挡板，所述底板设置在所述桶体内，并与所述桶体的内壁间隙设置；所述底板与所述环形挡板配合能够防止水从水桶中漏出；所述桶体为铁质材料；

所述下水管与所述溶解池连接，所述溶解池内的水能够通过所述下水管自然流出到水桶内；

水桶开启机构，所述水桶开启机构设置在所述水桶的下方，包括第一电磁铁和开启杆，所述第一电磁铁与所述开启杆均与地基连接，所述开启杆竖直设置。

进一步，

所述底板包括锥台状的壳体和导向筒，所述底板的大端与所述环形挡板配合；所述导向筒设置在所述壳体外，所述导向筒的一端封闭，另一端与所述壳体的小端垂直连接，并与所述壳体内连通；

所述开启杆的自由端设置有尖端。

进一步，

所述下料管上设置有第二电磁铁，所述第二电磁铁能够吸合所述封板；

所述水桶开启结构还包括开关件，所述开关件与所述第二电磁铁电连接；所述水桶落到所述第一电磁铁上时能够触发所述开关件，使得所述第二电磁铁失去磁性；

所述拉绳为弹性拉绳。

进一步，

所述水肥制备设备还包括控制器，所述溶解池上设置有进水管，所述进水管上设置有控制阀；

所述控制器与所述称重仪、所述控制阀、所述第一电磁铁及所述第二电磁铁电连接。

进一步，

所述溶解池包括多个倾斜管，所述倾斜管设置在溶解池不同高度的位置，所述倾斜管上设置有截止阀；所述下水管与所述倾斜管可拆卸连接。

进一步，

所述下料管下方还设置有导料板，所述导料板倾斜设置并与地基连接，能够将所述下料管落下的肥料导入到溶解池内

本发明的有益效果是：

通过上述设计得到的水稻田灌溉系统，其包括水肥制备设备和灌溉控制装置，水肥制备设备主要用于制备水肥来灌溉水稻田，输送管道与水肥制备设备连接，用于将水肥输送到水稻田中；灌溉控制装置能够根据水稻田中水位的高低适应性地调整控制阀的开关，以便于当田间水位过低时及时开启控制阀补充水分，当灌溉至适宜的水位及时关闭控制阀停止供水，确保为水稻田提供适宜的水量。上述系统不仅使得水和肥能够同时灌溉，还使得提高了灌溉的自动化程度，降低了劳动强度，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式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发明的某些实施例，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是本发明实施例提供的水稻田灌溉系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的水肥制备设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的称重仓、溶解池、封板开启机构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的水桶与第一电磁铁的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的水桶开启机构的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的灌溉控制装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的阀芯和驱动杆在图6中的左视图；

图8是本发明实施例提供的第二连杆的结构示意图。

图标：

010-水稻田灌溉系统；

100-水肥制备设备；110-储料仓；112-仓门；114-方形管；120-称重仓；121-称重仪；122-下料管；124-封板；126-第二磁铁；130-溶解池；140-封板开启机构；142-下水管；144-拉绳；146-水桶；1461-环形挡板；1462-桶体；1463-底板；1464-壳体；1465-导向筒；150-水桶开启机构；152-第一电磁铁；153-底座；154-开启杆；156-开关件；160-导料板；

200-灌溉控制装置；220-控制阀；221-阀体；222-阀芯；223-挡板；224-驱动杆；225-限位板；230-水位控制机构；231-第一连杆；2311-第一凸部；2322-第二凸部；232-第二连杆；2321-转轴；2322-拨叉；2323-条形槽；233-第三连杆；234-水位测量筒；2341-上进水孔；2342-下进水孔；235-浮动件；240-支撑架；

300-输送管道。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

如图1，本实施例提供了一种水稻田灌溉系统010，其包括水肥制备设备100(图2)、灌溉控制装置200和输送管道300。水肥制备设备100主要用于制备水肥来灌溉水稻田，输送管道300的一端与水肥制备设备100的底部连接，另一端通向水稻田；输送管道300上设置有控制阀220，控制阀220能够控制输送管道300的流量；灌溉控制装置200与控制阀220连接，用于控制控制阀220的开度。

水肥制备设备100主要包括储料仓110、称重仓120、溶解池130，储料仓110用于储存肥料，并将一定量的肥料添加到称重仓120内；溶解池130内的水位到达预设水位时，称重仓120内的肥料自动落到溶解池130内溶解形成水肥。

具体地，如图2，储料仓110设置在最上方，其与地基固定连接。储料仓110的下部设置有方形管114和仓门112，仓门112通过转轴2321与方形管114铰接。方形管114上还设置有电机，电机通过蜗轮蜗杆减速机机与转轴2321连接，电机带动转轴2321转动，从而能够打开或关闭仓门112。仓门112打开时，肥料能够落入到称重仓120内。

称重仓120位于储料仓110的下方，并通过称重仪121与地基连接，称重仓120与储料仓110之间还设置有导料板160，从称重仓120落下的肥料沿导料板160落到溶解池130内。称重仓120包括仓体和与仓体连接的下料管122，下料管122为方形管114，在下料管122的端部设置有封板124。封板124的一边通过转轴2321与下料管122铰接，封板124的另一边通过弹性件与下料管122连接。弹性件的弹力使得封板124将下料管122关闭。

如图2和图3，为了打开封板124将肥料放入到溶解池130内，封板124的下方设置有封板124开启机构，封板124开启机构包括下水管142、拉绳144和水桶146。拉绳144的一端与封板124连接，另一端吊挂水桶146。下水管142包括倾斜段和竖直段，竖直段的一端与所述倾斜段连接，另一端设置在所述水桶146的上方；倾斜段与溶解池130连接。当溶解池130内的水位到达下水管142与溶解池130连接处时，水能够沿下水管142流入到水桶146中。随着水桶146越来越重，最终水桶146通过拉绳144克服封板124与下料管122之间的弹性力从而将封板124打开，肥料落入到溶解池130内。

为了使得仓门112能够自动关闭，还设置了水桶146开启机构，用于将水桶146打开将水放出，从而使得封板124在弹性力的作用下自动关闭。水桶146开启机构设置在水桶146的下方，包括第一电磁铁152、开启杆154和底座153，第一电磁铁152与开启杆154均通过底座153与地基连接，开启杆154竖直设置。

水桶146包括圆筒状的桶体1462和底板1463，并且其底端设置有环形挡板2231461，底板1463设置在桶体1462内，并与桶体1462的内壁间隙设置；底板1463与环形挡板2231461配合能够防止水从水桶146中漏出。当水桶146落到开启杆154的位置时，开启杆154碰撞底板1463，从而将底板1463与环形挡板2231461的分离，水从水桶146中流出，此时，在惯性的作用桶体1462继续下落并碰到第一电磁铁152被吸住。从而使得封板124保持开启状态，当称重仓120内的肥料全部落下时，将第一电磁铁152断电，使得其失去磁性，封板124在弹性件的作用下降水桶146拉起，底板1463在重力的作用下复位。

为了防止底板1463与环形挡板2231461分离时底板1463倾覆影响复位，本实施例中，底板1463包括锥台状的壳体1464和导向筒1465，底板1463的大端用于与环形挡板2231461配合。导向筒1465设置在壳体1464外，导向筒1465的一端封闭，另一端与壳体1464的小端垂直连接，并与壳体1464内连通。开启杆154的自由端设置有尖端。因此，开启杆154将底板1463打开时，即便是开启杆154与底板1463的中部偏离，开启杆154仍然能够沿锥形侧壁进入到导向筒1465中。

为了防止下料管122上的封板124误打开，影响水肥浓度的准确性；本实施例中，所述下料管122上设置有第二电磁铁，所述第二电磁铁能够吸合所述封板124。

如图4和图5，水桶146开启结构还包括开关件156，开关件156与第二电磁铁电连接。开关件156为按钮状，当被按下时，开关件156能够使得第二电磁铁断电失去磁性；当松开时，开关件156复位。水桶146落到第一电磁铁152上时能够触发开关件156，使得第二电磁铁失去磁性；拉绳144为弹性拉绳144。

通过上述设计，只有当溶解池130内的水位到达预设水位使得水桶146中的水足够多时，水桶146克服拉绳144的弹力，最终落到第一电磁铁152上触发开关件156。此时第二电磁铁失去磁性，而拉伸的弹力足够克服封板124上弹性件的弹力，从而能够将封板124打开。

为了提高自动化水平，水肥制备设备100还包括控制器，溶解池130上设置有进水管，进水管上设置有截止阀，进水管的与水源连接。控制器与称重仪121、截止阀、第一电磁铁152及第二电磁铁电连接，控制器能够控制进水管截止阀的开关并能够控制第一磁铁及第二磁铁126的通电断电。当称重仓120内的肥料全部落入到溶解池130中后，称重仪121的数据变为0，称重仪121给控制器发送信号，控制器控制第一电磁铁152自动断电使得去失去磁性。本实施中控制器采用了单片机，在其它实施例中可以采用plc。

由于倾斜管与溶解池130的连接位置决定了预设水位的高度，因此，为了调节预设水位的高度，溶解池130包括多个倾斜管，倾斜管设置在溶解池130不同高度的位置，倾斜管上设置有截止阀；下水管142与倾斜管可拆卸连接。

请参考图6和图7，控制阀220包括阀体221和阀芯222，阀体221整体为管状，阀体221的内部设置有挡板223，挡板223的下部设置有通孔。阀芯222为板状，并与挡板223滑动配合。阀芯222具有将通孔打开的第一位置，以及将通孔封堵的第二位置。阀体221还包括限位板225，限位板225与挡板223平行间隔设置并与通孔错开。阀芯222设置在限位板225与挡板223之间，限位板225的下端设置有滚轮，滚轮的圆周面上套设有弹性橡胶套。阀芯222的一面与挡板223滑动配合，另一面与滚轮滚动配合。当阀芯222关闭时，滚轮的橡胶套给阀芯222压力，使得阀芯222与挡板223配合良好，能够防止水肥从阀芯222和挡板223的配合面之间泄露；并且滚轮能够减小阀芯222时的摩擦力，提高水位控制机构230的灵敏度。

阀芯222的下端还设置有驱动杆224，阀体221的下部设置有安装孔，驱动杆224的一端与阀芯222连接，另一端穿过安装孔；驱动杆224与安装孔密封滑动配合。

请参考图1和图6，所述灌溉控制装置200包括水位测量筒234、浮动件235、第一连杆231、第二连杆232、第三连杆233和支撑架240。支撑架240的底部与地基连接，用于支撑第二连杆232。水位测量筒234用于放置于水稻田中，浮动件235设置在水位测量筒234中，并随着水位的高低而上下运动；第一连杆231的下端与浮动件235固定连接，第二连杆232的中部与支撑架240铰接形成杠杆结构，第二连杆232的一端与第一连杆231的上端滑动配合，另一端与控制阀220的驱动杆224铰接。水位测量筒234能够检测水稻田中的水位，当水位过低时，水位测量筒234内的浮动件235通过第一连杆231、第二连杆232和第二连杆232来开启输送管上的控制阀220来供水；当达到需要的水位时，其能够自动关闭控制阀220。暴雨过后，水位过高时，开启的抽水管道(图中未示出)上的水泵抽水至合适水位。另外，为了使得输送管上水流具有足够的压力，输送管上也设置有水泵。

如图6，水位测量筒234采用了不锈钢钢管，其上端为开口，下端设置用圆形过滤网封堵。水位测量筒234的筒壁上部设置有上进水孔2341，下部设置有下进水孔2342；上进水孔2341垂直于筒壁延伸，所述下进水孔2342斜向上延伸。另外，水位测量筒234的外圆周还套设有筒状的过滤网，用于防止泥土进入到水位测量筒234中。将水位测量筒234安装在土壤中时，使得上进水孔2341刚好位于地面以上；从而使得地面以上的水均可以通过上进水孔2341进入到水位测量筒234中。下进水口位于土壤中，土壤中的水可以通过下进水孔2342以及下端开口渗入到水位测量筒234中。

由于水位测量筒234用于检测水田中地面以上以及地面以下的水，并且浮动件235要能够在水位测量筒234中自由移动；故应尽量防止泥土进入到水位测量筒234中。

本实施例中，由于下进水孔2342斜向上延伸，故能够防止土壤中的泥土通过下进水孔2342进入到水位测量筒234中。并且由于水位测量筒234的筒壁和底端均设置有过滤网，部分筒壁位于地面以上，进一步防止土壤中的泥土进入到水位测量筒234中。

水位测量筒234中设置有浮动件235，浮动件235采用了两端封闭的圆筒状中空结构。

第二连杆232的中部通过转轴2321与支撑架240枢接，转轴2321水平设置，使得第二连杆232呈杠杆结构。上述"中部"不特指中间的位置，而是与端部相区分。

第二连杆232与第一连杆231配合的一端包括u型的拨叉2322，拨叉2322上设置有条形槽2323，条形槽2323沿第二连杆232长度方向延伸。

第一连杆231上间隔设置有第一凸部2311与第二凸部2322，第一凸部2311包括两个滚轮，滚轮对称设置在第一连杆231的两侧；第二凸部2322与第一凸部2311的结构相同。第一连杆231上第一凸部2311与第二凸部2322之间的部分位于第二连杆232的拨叉2322中。第一连杆231上下运动时，第一凸部2311或第二凸部2322能够与拨叉2322接触，并推动第二连杆232转动；此时，第一连杆231沿条形槽2323滑动。第二连杆232的另一端与第三连杆233铰接，第三连杆233与控制阀220的驱动杆224铰接。第二连杆232、第三连杆233和驱动杆224构成了曲柄滑块机构。第二连杆232转动时能够驱动控制阀220的阀芯222上下移动，从而打开或关闭控制阀220。

第一凸部2311和第二凸部2322均设置两个滚动体，两个滚动体用于与拨叉2322的两个叉配合；上述设计使得第一凸部2311和第二凸部2322与拨叉2322之间的摩擦力减小，从而能够提高控制阀220的灵敏度；并且两个滚动体对称设置，使得第二连杆232受力均匀，防止第二连杆232由于一侧受力加大导致控制阀220的灵敏度降低。

由于水位测量筒234设置在土壤中，当水稻田中地表面没有积水时，其仍然能够测定土壤中的水量；进而调节控制阀220供水。这也与水稻的生长特性匹配，因为水稻在生长期的某个时间段需要晒田，要求地面以上没有积水；因此本实施中的水位测位筒的应用范围不局限于有积水的农田。

另外，由于水稻不能的阶段对积水水位的要求不同，因此，为了能够改变水稻田中的水位，第一连杆231上设置有多个连接部，第一凸部2311与第二凸部2322与第一连杆231上的连接部可拆卸连接。第一凸部2311与第二凸部2322的距离大于拨叉2322的厚度，这能够使得水位能够在一定范围内浮动，防止水位的适度变化导致控制阀220就会被开启或关闭；从而提高控制阀220的使用寿命。

本实施例提供的灌溉控制装置200的工作原理如下：

当水位过低时，浮动件235在自重的作用下向下移动，第一连杆231上的第一凸部2311碰到第二连杆232，并通过第三连杆233、驱动杆224带动阀芯222运动，并逐渐打开输送管灌水。当水位回升后，浮动件235在浮力的作用下向上运动，第二凸部2322碰到第二连杆232，从而带动阀芯222运动；当水位回升到预设最高水位时，停止供水。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。