一种水力自驱式测控一体化闸门的制作方法

本发明涉及一种水力自驱式测控一体化闸门，其适用于沟畦灌溉中水量的自动控制。

背景技术：

畦沟是畦与畦之间的小沟，便于排水、灌溉和进行田间管理。目前沟畦灌溉方式大多采用间歇灌，即按一定的周期间歇性地向沟畦供水，使水流推进到沟畦末端的一种地面灌溉技术。现有的沟畦灌溉的灌水量控制一般是通过人工观察控制的，灌溉过程中需要人员值守，一来占用了人工劳动力，二来对于灌溉量的控制受人为影响因素制约，难以实现对灌溉量的科学控制。而田园区域缺乏电力覆盖，通过电控设备以及流量等相关传感器对灌溉量进行控制的方式则难以实现，且受地处环境的影响，就算在高成本的条件下通过电控设备以及流量等相关传感器对灌溉量进行控制，成套的电控设备在恶劣的运行环境中也会大幅缩短其使用寿命。

因此，设计一款以灌溉用水的流动作为动力源，在水流的驱动下实现对闸板的移动量进行控制，从而有效根据闸板的移动量来控制灌溉水量，且能够根据实际灌溉需求有效对灌溉量进行调整的水力自驱式测控一体化闸门是本发明的研究目的。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明在于提供一种水力自驱式测控一体化闸门，该水力自驱式测控一体化闸门能够有效解决上述现有技术存在的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种水力自驱式测控一体化闸门，包括通水池、水力驱动机构、传动机构、驱动机构、闸板挡位机构和闸板，所述通水池的前后两侧分别设有相应的进水管和出水管，所述水力驱动机构包含转动安装于通水池进水端的转动轴，所述转动轴上固定装置有至少一个水涡轮，转动轴的一端延伸至所述通水池的外侧并固接有相应的驱动齿轮；所述传动机构包含纵向转动安装于通水池外侧壁上的传动轴，所述传动轴的下端通过相应的第一传动齿轮啮合连接到所述驱动齿轮上，传动轴的上端固定装置有相应的第二传动齿轮；所述驱动机构包含倾斜转动安装于所述通水池两侧顶部的导向杆和驱动丝杆，所述驱动丝杆的前端固定装置有啮合连接到所述第二传动齿轮上的第三传动齿轮，所述闸板的顶端两侧分别成一体化向外固接有相应的导向限位块和驱动限位块，所述导向限位块通过相应的导孔与所述导向杆配合导向滑动安装于所述导向杆上，所述驱动限位块通过螺纹连接方式传动连接到所述驱动丝杆上；所述闸板挡位机构包含成一体化设置于所述通水池的出水端一侧底部的挡位板，所述挡位板的两侧上方分别设有相应的封闭挡位条，所述封闭挡位条成一体化设置于所述通水池的两侧壁上。

所述水涡轮的底端、挡位板的顶端，以及所述进水管和出水管的底端均位于相同的水平高度上。

所述驱动齿轮与第一传动齿轮的传动比，以及所述第二传动齿轮与第三传动齿轮的传动比均小于1/3。

所述闸板的前端面设置成斜面状，闸板的后端设置成平面状，所述通水池的两侧壁上分别倾斜设置有相应的支撑凸沿，所述闸板的底部两侧分别滑动支撑于所述支撑凸沿的上端面上。

所述转动轴装置有驱动齿轮的一端向外固接有转动驱动用手摇柄。

所述通水池外侧壁上按高低固接有一组两个相应的传动轴支撑座，所述传动轴的两端通过相应的第一转动轴承与相应的传动轴支撑座配合纵向转动安装到所述传送轴支撑座上。

所述通水池的两侧顶部上分别倾斜固接有一组两个相应的倾斜安装座，所述导向杆和驱动丝杆的两端分别通过相应的第二转动轴承与相应的倾斜安装座配合倾斜转动安装于所述倾斜安装座上。

所述转动轴的两端分别通过相应的防水密封轴承转动安装于所述通水池的进水端。

所述进水管和出水管上分别固定装置有相应的进水阀门和出水阀门。

所述通水池的两侧底部分别连通连接有相应的排水管，所述排水管上分别固定装置有相应的排水阀门。

本发明的优点：

1)本发明以灌溉用水的流动作为动力源，通过水力驱动机构的水涡轮设置有效与水流形成配合，在水流的作用下带动水涡轮转动，进而通过水涡轮带动转动轴上的驱动齿轮驱动传动机构上的第一传动齿轮转动，再通过第一传动齿轮转动分别驱动传动轴和第三传动齿轮转动，最终带动驱动丝杆转动，从而驱动与之相配合的驱动限位块(闸板)产生位移。灌溉过程中，当灌溉用水的流速(流量)增加时，水涡轮的转速也会随之增加，反之则降低，因此水涡轮的转动量和灌溉水量之间具有较为稳定的联系。这样只需在灌溉前，预先根据灌溉水量对驱动限位块(闸板)的位置进行调整即可实现对灌溉水量的控制。因为通过调整闸板与挡位板的距离便可有效确定闸板的位移量，再通过闸板的位移量反过来控制丝杆的传动距离(转动圈数)，进而反过来控制水涡轮的转动量，最终通过水涡轮的转动量来有效控制灌溉水量。实现以灌溉用水的流动作为动力源，在水流的驱动下实现对闸板的移动量进行控制，从而有效根据闸板的移动量来控制灌溉水量，可实现无人值守，降低地面灌溉时的人工劳动力。

2)通过多次试验便可得出闸板位移量与灌溉水量的实际比例关系，通过调整灌溉前的闸板与挡位板的距离便可有效对灌溉量进行准确的调整。在无人值守的基础上，有效根据实际的灌溉需求而对灌溉水量进行调整，从而有效提高本发明的实用效果。

3)本发明的水涡轮底端、挡位板顶端，以及进水管和出水管的底端均位于相同的水平高度上。只有在灌溉用水超过出水管所在高度时才会开始实现灌溉作业，同时也确保只有灌溉作业开始时，灌溉用水才会对水涡轮产生推动，从而有效提高对灌溉水量的精准控制。

4)而且在完成灌溉后，通水池底部可形成一定量的蓄水，可用于平时的用水供水，使用时，直接打开排水管上的排水阀门即可取水使用，很是方便。

5)闸板的前端面设置成斜面状，闸板的后端设置成平面状，通水池的两侧壁上分别倾斜设置有相应的支撑凸沿，闸板的底部两侧分别滑动支撑于支撑凸沿的上端面上。通过支撑凸沿的设置，有效降低导向杆和驱动丝杆的支撑受力，从而有效提高闸板的移动稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的使用状态图。

图3为闸板连接于导向杆和驱动丝杆上的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：

参考图1-3，一种水力自驱式测控一体化闸门，包括通水池1、水力驱动机构2、传动机构3、驱动机构4、闸板挡位机构5和闸板6，所述通水池1的前后两侧分别设有相应的进水管7和出水管8，所述水力驱动机构2包含转动安装于通水池1进水端的转动轴201，所述转动轴201上固定装置有至少一个水涡轮202，转动轴201的一端延伸至所述通水池1的外侧并固接有相应的驱动齿轮203；所述传动机构3包含纵向转动安装于通水池1外侧壁上的传动轴301，所述传动轴301的下端通过相应的第一传动齿轮302啮合连接到所述驱动齿轮203上，传动轴301的上端固定装置有相应的第二传动齿轮303；所述驱动机构4包含倾斜转动安装于所述通水池1两侧顶部的导向杆401和驱动丝杆402，所述驱动丝杆402的前端固定装置有啮合连接到所述第二传动齿轮303上的第三传动齿轮403，所述闸板6的顶端两侧分别成一体化向外固接有相应的导向限位块9和驱动限位块10，所述导向限位块9通过相应的导孔与所述导向杆401配合导向滑动安装于所述导向杆401上，所述驱动限位块10通过螺纹连接方式传动连接到所述驱动丝杆402上；所述闸板挡位机构5包含成一体化设置于所述通水池1的出水端一侧底部的挡位板501，所述挡位板501的两侧上方分别设有相应的封闭挡位条502，所述封闭挡位条502成一体化设置于所述通水池1的两侧壁上。

所述水涡轮202的底端、挡位板501的顶端，以及所述进水管7和出水管8的底端均位于相同的水平高度上。

所述驱动齿轮203与第一传动齿轮302的传动比，以及所述第二传动齿轮303与第三传动齿轮403的传动比均小于1/3。

所述闸板6的前端面设置成斜面状，闸板的后端设置成平面状，所述通水池1的两侧壁上分别倾斜设置有相应的支撑凸沿11，所述闸板6的底部两侧分别滑动支撑于所述支撑凸沿11的上端面上。

所述转动轴201装置有驱动齿轮203的一端向外固接有转动驱动用手摇柄12。

所述通水池1外侧壁上按高低固接有一组两个相应的传动轴支撑座13，所述传动轴301的两端通过相应的第一转动轴承与相应的传动轴支撑座13配合纵向转动安装到所述传送轴支撑座13上。

所述通水池1的两侧顶部上分别倾斜固接有一组两个相应的倾斜安装座14，所述导向杆401和驱动丝杆402的两端分别通过相应的第二转动轴承与相应的倾斜安装座14配合倾斜转动安装于所述倾斜安装座14上。

所述转动轴201的两端分别通过相应的防水密封轴承转动安装于所述通水池1的进水端。

所述进水管7和出水管8上分别固定装置有相应的进水阀门15和出水阀门16。

所述通水池1的两侧底部连通连接有相应的排水管17，所述排水管17上分别固定装置有相应的排水阀门18。

工作时，本发明以灌溉用水的流动作为动力源，通过水力驱动机构2的水涡轮202设置有效与水流形成配合，在水流的作用下带动水涡轮202转动，进而通过水涡轮202带动转动轴201上的驱动齿轮203驱动传动机构3上的第一传动齿轮302转动，再通过第一传动齿轮302转动分别驱动传动轴301和第三传动齿轮403转动，最终带动驱动丝杆402转动，从而驱动与之相配合的驱动限位块10(闸板)产生位移。灌溉过程中，当灌溉用水的流速(流量)增加时，水涡轮202的转速也会随之增加，反之则降低，因此水涡轮202的转动量和灌溉水量之间具有较为稳定的联系。这样只需在灌溉前，预先根据灌溉水量，通过手摇柄12对驱动限位块10(闸板)的位置进行调整即可实现对灌溉水量的控制。因为通过调整闸板6与挡位板501的距离便可有效确定闸板6的位移量，再通过闸板6的位移量反过来控制丝杆402的传动距离(转动圈数)，进而反过来控制水涡轮202的转动量，最终通过水涡轮202的转动量来有效控制灌溉水量。实现以灌溉用水的流动作为动力源，在水流的驱动下实现对闸板的移动进行控制，从而有效根据闸板的移动量来控制灌溉水量，可实现无人值守，降低地面灌溉时的人工劳动力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。