一种可用于荒漠区复杂地形的可移动模拟降雨设备的制作方法

该发明涉及模拟降雨装置技术领域，尤其涉及一种可用于荒漠区复杂地形的可移动模拟降雨设备。

背景技术：

人工模拟降雨系统在研究土壤侵蚀过程、水土流失规律及其水土保持措施和效益等方面，有效地使用人工模拟降雨系统来进行降雨试验，是一种较理想的降雨方法，它不受时间和空间的限制模拟天然降雨，既能节约大量的人力和物力，又能在短时期内重复试验，缩短试验研究周期。

模拟降雨装置大多数会在荒漠区进行使用，但是在荒漠区使用的过程中会遇到如下的问题：(1)模拟降雨装置的体型较大，不便于在野外进行搬运和移动；(2)野外缺少能量来源，使模拟降雨装置的续航时间短；(3)荒漠区的地形复杂，模拟降雨装置很难适应地形，造成模拟降雨装置在地形复杂地区的使用局限性。

技术实现要素：

针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种可用于荒漠区复杂地形的可移动模拟降雨设备，用以解决现有技术中的模拟降雨装置在荒漠地区的续航时间短，且难以适应复杂地形，从而造成模拟降雨装置使用局限性的问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种可用于荒漠区复杂地形的可移动模拟降雨设备，包括降雨装置和移动装置，所述降雨装置设置在移动装置上，所述降雨装置包括顺次连接的储水罐、抽水机构和降雨机构，还包括发电机和控制终端，所述发电机用于对用电设备进行供电，所述控制终端与抽水机构电性连接，用于控制降雨机构的降雨模式；

所述移动机构包括第一移动机构、第二移动机构、固定架和转向机构，所述第一移动机构和第二移动机构的一端均匀固定架固定连接，所述转向机构设置在第一移动机构的另一端上，所述出水管固定于第一移动机构上，所述发电机和控制终端固定于第二移动机构上，所述降雨机构设置于固定架的内部，所述降雨机构和固定架之间设有升降机构，所述升降架构用于调节降雨机构距离地面的高度。

进一步限定，所述第一移动机构和第二移动机构的结构相同，所述第一移动机构包括安装板和2组越障机构、两组越障机构对称固定于安装板的下方，所述越障机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆的一端转动连接，且在其转动连接部位的转轴上设有第一涡轮，所述第二连杆上固定有第一电机，所述第一电机的端部设有与之固定连接的第一蜗杆，所述第一蜗杆与第一涡轮匹配连接，所述第一连杆和第二连杆的另一端部均设有与之转动连接的滚轮，所述第一连杆与滚轮转动连接处设有第二涡轮，所述第一连杆上固定设有第二电机，所述第二电机的端部设有第二蜗杆，所述第二涡轮与第二蜗杆匹配设置。

综上，第一移动机构和第二移动机构的工作原理为：

在平坦的路面上行走时，开启第二电机，第二电机带动第二蜗杆进行旋转，在旋转的同时带动涡轮旋转，涡轮选带带动转轴旋转，从而带动滚轮旋转，滚轮的旋转就可以带动本装置进行移动，在有凸起的地面上进行行走时，首先开启第一移动机构上的第第一电机，第一电机旋转，使第一移动机构的第一连杆向上旋转，将第一连杆上的滚轮放置于地面凸起上，然后反向旋转第一电机，使滚轮和凸起紧密接触，在第二电机的作用下，第一移动机构将会翻越地面突起，第二移动机构同理，即可实现本设备在复杂地形上的越障功能。

进一步限定，所述转向机构包括2组电动液压推杆，安装平台、第三电机、转向轮安装座和转向轮，2组电动液压推杆对称设置于安装板上，且推杆延伸至安装板的下方与安装平台固定连接，所述第三电机固定于安装平台上，所述第三电机的输出端延伸至安装平台的下方与转向轮安装座固定连接，转向轮转动连接于转向轮安装座内部。

综上，在需要进行转弯时，电动液压推杆向下伸缩，使转向轮与底面紧密接触，将本设备的前端抬起，即第一移动机构脱离底面，同时使第三电机旋转至需要转向的位置，此时在第二移动机构上第二电机的作用下，向前推动本装置，则本装置会沿着转向轮的行进方向进行转向，转向之后即可向上收起转向轮，放下第一移动机构上的滚轮，即可进行前行，向上收其转向轮的目的在于，便于本装置进行越障，避免转向轮与底面凸起干涉。

进一步限定，所述降雨机构包括安装架，所述安装架的四周和顶部设有密封板，所述安装架的顶部设有主进水管，所述主进水管上均匀分布有若干出水支管，所述出水支管上均匀设有若干降雨喷头，所述主进水管与抽水机构的出水端连通。

综上，降雨机构的工作原理为，抽水装置将按照控制终端的指定进行抽水至主进水管内，然后注水管内的水进入出水支管，从而从降雨喷头喷射而出。优选地，在抽水机构和降雨机构之间设有过滤机构，过滤机构可以为多层过滤孔较细的滤网，这样的好处在于，避免水中的杂质堵塞降雨喷头。

进一步限定，所述升降机构包括设置在安装架四周的立板，所述立板上转动连接有螺杆，所述螺杆上设有螺母，所述螺母与安装架的四周固定连接，所述螺栓杆的上端均设有第四电机，所述第四电机的输出端与若干的上端固定连接。

综上，第四电机的旋转可以带动螺杆旋转，同时使螺母在可以在螺杆上进行上下移动，从而带动降雨机构升降，这样的好处在于，在模拟降雨时，使降雨机构下移，缩短与降雨地面的距离，可以减小外界因素对降雨区域内的影响。

进一步限定，所述密封板侧面上设有风机，所述风机与控制终端电性连接，所述密封板顶部设有排风管，其有益之处在于，风机的吹动可以吹动模拟降雨的雨滴，根据实际需要进行开启，可以更好的模拟自然界降雨的环境，同时排风管设置在顶部，可避免模拟降雨的雨水被吹出，保证风力存在情况下的降雨量。

进一步限定，所述发电机和控制终端的外侧设有防雨罩，其有益之处在于，避免发电机和控制终端进水损坏。

进一步限定，所述主进水管上设有若干分水器，所述分水器使主进水管内的水流均匀分布至排水支管的内部，且若干排水支管的长度和横截面积一致，若干所述排水支管上的降雨喷头数量一致，其有益之处在于，确保喷淋架上总上水口到每个喷头管路完全一致且管路长度完全等长，确保每个喷头出口压力完全均衡。

进一步限定，所述安装架包括横杆和纵杆，所述横杆和纵杆之间可拆卸式连接，所述侧围板和顶板与安装架之间可拆卸式连接，所述螺母和安装架之间可拆卸式连接，其有益之处在于，可拆卸式连接便于拆卸和运输。

进一步限定，还包括控制系统，所述控制系统用以控制移动机构的各个部分进行协调运动。

本发明所取的技术效果如下：

(1)通过第一移动机构、第二移动机构和转向机构的设置，使本模拟降雨设备在荒漠的复杂地形上具有越障能力，提升本模拟降雨设备在荒漠的移动效果，进而提升了使用效果。(2)通过采用发电机和储水罐的方式，分别与本设备提供电能和充足的“雨水”，增强了本装置在野外的续航能力，便于尝试长时间的进行模拟降雨。(3)本设备将各个部件结构紧凑，便于在荒漠中的移动和运输。(4)控制终端、若干分水器和风机的设置，使本设备具有多种模式的降雨方式，同时使每个降雨喷头的出水压力几乎保持一致，使模拟降雨更接近于自然界中的降雨，从而使研究的结果更加的准确。

附图说明

图1为本具体实施方式中模拟降雨设备的立体示意图。

图2为本具体实施方式中模拟降雨设备去掉密封板的立体示意图。

图3为本具体实施方式中模模拟降雨设备去掉密封板去掉密封板另一个方向的立体示意图。

图4为本具体实施方式中模拟降雨设备第一移动机构的立体示意图。

图5为本具体实施方式中模拟降雨设备第一移动机构的后视图示意图。

图6为本具体实施方式中风机的安装示意图。

附图编号

安装架1、密封板11、风机111、排风管112、主进水管12、出水支管13、降雨喷头14、储水罐2、发电机3、控制终端4、安装板5、电动液压推杆51、安装平台52、第四电机53、转向轮安装座54、转向轮55、第二连杆56、第一连杆57、滚轮58、第二电机59、第二涡轮591、第一电机592、第一涡轮593、防雨罩594、立板595、螺杆596、螺母597、第三电机598。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1、图2和图3所示，一种可用于荒漠区复杂地形的可移动模拟降雨设备，主要包括降雨装置和移动装置，降雨装置设置在移动装置上，降雨装置包括顺次连接的储水罐2、抽水机构和降雨机构，还包括发电机3和控制终端4，发电机3用于对用电设备进行供电，控制终端4与抽水机构电性连接，用于控制降雨机构的降雨模式；还括控制系统，所述控制系统用以控制移动装置的各个部分进行协调运动。

移动机构包括第一移动机构、第二移动机构、固定架和转向机构，第一移动机构和第二移动机构的一端均匀固定架固定连接，转向机构设置在第一移动机构的另一端上，出水管固定于第一移动机构上，发电机3和控制终端4固定于第二移动机构上，降雨机构设置于固定架的内部，降雨机构和固定架之间设有升降机构，升降架构用于调节降雨机构距离地面的高度。

降雨机构具体为，包括安装架1，安装架1包括横杆和纵杆，横杆和纵杆之间可拆卸式连接，具体为螺栓连接，安装架1长6米、宽3米、高2.5米，横杆和纵杆镀锌角钢材料，对接部分采用螺栓连接方便拆卸，侧围板和顶板与安装架1之间可拆卸式连接，螺母597和安装架1之间可拆卸式连接，其有益之处在于，可拆卸式连接便于拆卸和运输，安装架1的四周和顶部设有密封板11，安装架1的顶部设有主进水管12，主进水管12上均匀分布有若干出水支管13，出水支管13上均匀设有若干降雨喷头14，主进水管12与抽水机构的出水端连通。主进水管12上设有若干分水器，分水器使主进水管12内的水流均匀分布至排水支管的内部，且若干排水支管的长度和横截面积一致，若干排水支管上的降雨喷头14数量一致，其有益之处在于，确保喷淋架上总上水口到每个喷头管路完全一致且管路长度完全等长，确保每个喷头出口压力完全均衡，抽水装置将按照控制终端4的指定进行抽水至主进水管12内，然后注水管内的水进入出水支管13，从而从降雨喷头14喷射而出。优选地，在抽水机构和降雨机构之间设有过滤机构，过滤机构可以为多层过滤孔较细的滤网，这样的好处在于，避免水中的杂质堵塞降雨喷头14。

降雨机构中所形成的供水管路采取流量均衡供水(几何中心供水)办法，即1个一级分水为左右两半部分，2个二级分水再通过分水器注入左右两部分的出水支管13管路中，确保主进水管12内的水到每个出水支管13上降雨喷头14的路程相等，进而确保每个降雨喷头14出口压力完全均衡。所形成的供水部分管路采用304不锈钢部件，确保系统坚固耐用，杜绝腐蚀。主进水管12和出水支管13与安装架1间采用卡扣连接，确保安装移动和拆卸方便快捷。

升降机构的结构具体为，包括设置在安装架1四周的立板595，立板595上转动连接有螺杆596，螺杆596上设有螺母597，螺母597与安装架1的四周固定连接，螺栓杆的上端均设有第四电机53，第四电机53的输出端与若干的上端固定连接。第四电机53的旋转可以带动螺杆596旋转，同时使螺母597在可以在螺杆596上进行上下移动，从而带动降雨机构升降，这样的好处在于，在模拟降雨时，使降雨机构下移，缩短与降雨地面的距离，可以减小外界因素对降雨区域内的影响。

如图6所示，优选地，密封板11设有若干风机111，风机111与控制终端4电性连接，且在密封板11的上部设有排风管112，排风管112为弧形，出口水平设置或者指向地面设置，其有益之处在于，风机的吹动可以吹动模拟降雨的雨滴，根据实际需要进行开启，可以更好的模拟自然界降雨的环境，同时排风管112出口避免向上，可阻止雨水进入，对实验结果造成影响。发电机3和控制终端4的外侧设有防雨罩594，其有益之处在于，避免发电机3和控制终端4进水损坏。

如图4和图5所示，第一移动机构和第二移动机构的结构相同，第一移动机构包括安装板5和2组越障机构、两组越障机构对称固定于安装板5的下方，越障机构包括第一连杆57和第二连杆56，第一连杆57和第二连杆56的一端转动连接，且在其转动连接部位的转轴上设有第一涡轮593，第二连杆56上固定有第一电机592，第一电机592的端部设有与之固定连接的第一蜗杆，第一蜗杆与第一涡轮593匹配连接，第一连杆57和第二连杆56的另一端部均设有与之转动连接的滚轮58，第一连杆57与滚轮58转动连接处设有第二涡轮591，第一连杆57上固定设有第二电机59，第二电机59的端部设有第二蜗杆，第二涡轮591与第二蜗杆匹配设置。

在平坦的路面上行走时，开启第二电机59，第二电机59带动第二蜗杆进行旋转，在旋转的同时带动涡轮旋转，涡轮选带带动转轴旋转，从而带动滚轮58旋转，滚轮58的旋转就可以带动本装置进行移动，在有凸起的地面上进行行走时，首先开启第一移动机构上的第第一电机592，第一电机592旋转，使第一移动机构的第一连杆57向上旋转，将第一连杆57上的滚轮58放置于地面凸起上，然后反向旋转第一电机592，使滚轮58和凸起紧密接触，在第二电机59的作用下，第一移动机构将会翻越地面突起，第二移动机构同理，即可实现本设备在复杂地形上的越障功能。

转向机构包括2组电动液压推杆51，安装平台52、第三电机598、转向轮安装座54和转向轮55，2组电动液压推杆51对称设置于安装板5上，且推杆延伸至安装板5的下方与安装平台52固定连接，第三电机598固定于安装平台52上，第三电机598的输出端延伸至安装平台52的下方与转向轮安装座54固定连接，转向轮55转动连接于转向轮安装座54内部。

在需要进行转弯时，电动液压推杆51向下伸缩，使转向轮55与底面紧密接触，将本设备的前端抬起，即第一移动机构脱离底面，同时使第三电机598旋转至需要转向的位置，此时在第二移动机构上第二电机59的作用下，向前推动本装置，则本装置会沿着转向轮55的行进方向进行转向，转向之后即可向上收起转向轮55，放下第一移动机构上的滚轮58，即可进行前行，向上收其转向轮55的目的在于，便于本装置进行越障，避免转向轮55与底面凸起干涉。

在本实施例中，控制终端4采用多mcu协调处理机制设计的嵌入式人工降雨系统，集采集、控制、显示、存储功能于一身，cpu采用armcortex-a8处理器，运算速度更快，功耗更小，运行更稳定。主频高达600mhz。windows操作系统，工业应用系统稳定，实现整个系统的运算处理,逻辑控制、自动控制以及数据存储。

控制终端4采用全触屏操作界面，触摸板显示采用四线电阻式触摸板，触摸精度准确，经久耐用，触摸寿命长。显示屏为tftlcd，26万色真彩显示。界面可实现系统启停、参数设置调整、系统状态及运行数据实时监控等功能。主控机箱采用户外防水双门设计，防水防尘。

控制终端4可编程降雨模式提供给用户灵活多变的降雨试验模式，可实现定时降雨、定量降雨、间隔式降雨(降雨时间和等待时间以及循环次数均可随意设定)、以及以上模式的组合设置，并可保存用户试验设定历史数据，方便用户进行重复试验，系统运行中用户可随时实时调整降雨参数。

控制终端4的通讯模块采用抗干扰，防高压，防雷击的设计，增强了通信的准确性和可靠性，支持rs232/422/485通信，上位机与系统支持rs232、485、rj45网口通讯方式。

需要提前说明的是，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，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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，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。