一种适用于稻田的水位控制装置的制作方法

1.本发明涉及农业给排水技术领域，尤其涉及到一种适用于稻田的水位控制装置。


背景技术：

2.智慧农业是智慧经济重要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。当下因为劳动环境差、收益不理想等原因，种田的人越来越少，荒废的田地越来越多，陷入了恶性循环，传统的农业生产方式已经不能适应现代社会的发展趋势，因此国家提倡现代农业，迫使农业要利用好现代化工具，尤其是智能手机、互联网和大数据。水位控制装置是依托部署在农业生产现场的传感节点和无线通信网络为农业生产提供精准化灌排、可视化管理的设备。
3.水稻是人类重要的粮食作物之一，耕种与食用的历史都相当悠久。由于稻田地下水埋深很浅，降雨或灌溉时地下水位迅速上升到地表并形成水层，当田面淹水过深而不能及时排除时，就会形成涝灾。目前稻田排水一般采用浅水勤灌、间隙灌溉，逐步加深水层，或前期育“半旱秧”以后灌水等方法来培育秧苗，水稻的灌溉排水问题，实际上是如何控制稻田水位变化的问题，即农田水位调控的问题。农田水位调控是指通过灌溉排水措施保持田面适当水深或维持田间地下水位适当埋深的策略，目前一般采用的是人工开渠或者在排水明沟末端布置闸或堰进行稻田排水，但未考虑不同生长期对水位的实时精准需求。
4.目前，在水位控制装置方面的研究略显不足。中国专利cn103015381a公开的《一种适用于稻麦轮作农田的明沟控制排水装置》只能进行明沟排水控制，不能进行准确的水位控制；中国专利cn108677896a公开的《一种稻田田间蓄雨自动控制排水口门》虽然能控制稻田的水位，但是需要人工更换溢流闸板，很难实现稻田水位控制的无人化智能化。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种适用于稻田的水位控制装置，根据水稻全生命周期不同阶段的水位要求，通过电机调节电机楔形基座套管沿排水管移动，从而调节水位调节机构进行水稻的水位控制，满足水稻全生命周期的不同水位需求，本发明可实现远程操作防水自锁电机实现稻田水位的远程控制。
6.本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
7.一种适用于稻田的水位控制装置，包括排水管、地埋式防水箱、拉伸装置、水平六爪套管、斜六爪套管、楔形凸台机构和电机楔形基座套管；
8.所述楔形凸台机构上端连接有斜六爪套管，所述斜六爪套管和水平六爪套管均套装在排水管上，且水平六爪套管设置在斜六爪套管的上方；所述斜六爪套管与水平六爪套管通过设置在水平六爪套管上的滑块连接；所述滑块可沿水平六爪套管上的滑槽滑动；
9.所述电机楔形基座套管固定安装在排水管上，且地埋式防水箱固定设置在电机楔形基座套管外侧；所述电机楔形基座套管端部与楔形凸台机构端部配合，所述楔形凸台机构外侧壁上开设有齿形结构，齿形结构与齿轮啮合传动带动楔形凸台机构旋转，同时，楔形
凸台机构沿排水管方向上向上或者向下移动；
10.所述地埋式防水箱内设置有拉伸装置，所述拉伸装置由楔形凸台机构外侧壁的凸台支撑，所述拉伸装置确保楔形凸台机构与电机楔形基座套管始终面接触。
11.进一步的，所述楔形凸台机构和电机楔形基座套管端部均为斜切面。
12.进一步的，所述拉伸装置包括拉伸固定板和弹性件；所述拉伸固定板与楔形凸台机构连接，拉伸固定板上设置有弹性件的一端，弹性件的另一端设置在地埋式防水箱上。
13.进一步的，所述弹性件为弹簧，以排水管为对称轴对称设置。
14.进一步的，所述斜六爪套管的斜六爪与水平六爪套管的水平六爪上设置的滑块一一对应连接；防水篷布通过铆钉固定于水平六爪套管上。
15.进一步的，还包括地埋式蓄水槽，所述地埋式蓄水槽安装在地埋式防水箱上方，且水平六爪套管、斜六爪套管置于所述地埋式防水箱内侧；所述地埋式蓄水槽上表面与稻田地面同高。
16.进一步的，所述楔形凸台机构包括外齿轮楔形凸台套管和柔性密封套管，其中，外齿轮楔形凸台套管套装在排水管上，且外齿轮楔形凸台套管下端面为斜切面；所述柔性密封套管固定套装在外齿轮楔形凸台套管上；所述柔性密封套管用于密封。
17.进一步的，所述水平六爪套管上的水平六爪材料弹性材料制作，利用弹性形变对斜六爪套管产生向下的作用力确保斜六爪套管和楔形凸台机构始终面接触。
18.进一步的，还包括动力机构，所述动力机构包括防水自锁电机和齿轮；所述防水自锁电机的输出轴带动齿轮旋转，所述防水自锁电机固定在电机楔形基座套管上；可通过电信号对所述防水自锁电机远程控制。
19.进一步的，所述地埋式防水箱上设置有排滞管，所述排滞管的出水端与排水管相通从而将地埋式防水箱内的水排出到排管内。
20.有益效果：
21.1.农田水位是水稻田间水分状态的技术指标，会直接影响水稻籽粒产量。该水位控制装置可以根据水稻全生命周期的水位需求，仅通过远程操控防水自锁电机，实现稻田水位的动态调整。
22.2.防水自锁电机带动外齿轮楔形凸台套管旋转，受电机楔形基座套管的反作用力，推动斜六爪套管上升，进而使水平六爪套管发生弯曲，即利用内部机构实现稻田水位的升高。
23.3.防水自锁电机带动外齿轮楔形凸台套管旋转，利用拉伸弹簧的弹性形变实现外齿轮楔形凸台套管的向下移动，拉伸装置可以保证外齿轮楔形凸台套管与电机楔形基座套管始终保持接触，即利用内部机构实现稻田水位的降低。
24.4.本发明中地埋式防水箱安装有排滞管，排滞管可以排出地埋式防水箱内的滞水并与外部大气连通，可排出埋式防水箱内可能存在的滞水，也可保持地埋式防水箱内部干燥。
附图说明
25.图1为本发明涉及到的一种适用于稻田的水位控制装置示意图；
26.图2水位控制装置液面下限位的剖面图；
27.图3水位控制装置液面上限位的剖面图；
28.图4本发明图1涉及到的电机楔形基座套管结构示意图；
29.图5本发明图1涉及到的楔形凸台机构的结构示意图；
30.图6本发明图1涉及到的斜六爪套管结构示意图；
31.图7本发明图1涉及到的水平六爪套管示意图。
32.附图标记如下：
33.1-排水管；2-地埋式防水箱；3-地埋式蓄水槽；4-拉伸装置；5-水位调节机构；6-斜六爪套管；7-楔形凸台机构；8-电机楔形基座套管；9-动力机构；21-地埋式防水箱体；22-柔性防水套管；23-排滞管；41-拉伸弹簧；42-单头螺栓；43-螺母；44-拉伸固定板；51-水平六爪套管；52-防水篷布；53-滑块；54-塑料铆钉；71-外齿轮楔形凸台套管；72-柔性密封套管；73-凸台；91-防水自锁电机；92-齿轮。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.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。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。
37.一种适用于稻田的水位控制装置，包括排水管1、地埋式防水箱2、拉伸装置4、水平六爪套管51、斜六爪套管6、楔形凸台机构7和电机楔形基座套管8；
38.所述楔形凸台机构7上端设置有斜六爪套管6，所述斜六爪套管6和水平六爪套管51均套装在排水管1上，且水平六爪套管51设置在斜六爪套管6的上方；所述斜六爪套管6与水平六爪套管51通过设置在水平六爪套管51上的滑块53连接；所述滑块53可沿水平六爪套管51上的滑槽滑动；
39.所述电机楔形基座套管8固定安装在排水管1上，且地埋式防水箱2固定设置在电机楔形基座套管8外侧；所述电机楔形基座套管8端部与楔形凸台机构7端部配合，所述楔形凸台机构7外侧壁上开设有齿形结构，齿形结构与齿轮92啮合传动带动楔形凸台机构7旋转，同时，楔形凸台机构7沿排水管1方向上向上或者向下移动；
40.所述地埋式防水箱2内设置有拉伸装置4，所述拉伸装置4由楔形凸台机构7外侧壁的凸台73支撑，所述拉伸装置4确保楔形凸台机构7与电机楔形基座套管8始终面接触。
41.其中，所述楔形凸台机构7和电机楔形基座套管8端部均为斜切面。
42.所述拉伸装置包括拉伸固定板44和弹性件；所述拉伸固定板44由凸台73支撑，拉伸固定板44上设置有弹性件的一端，弹性件的另一端设置在地埋式防水箱2上。
43.所述弹性件为弹簧，以排水管1为对称轴对称设置。
44.所述斜六爪套管6的斜六爪与水平六爪套管51的水平六爪上设置的滑块53一一对应连接；防水篷布52通过铆钉54固定于水平六爪套管51上。
45.地埋式蓄水槽3，所述地埋式蓄水槽3安装在地埋式防水箱2上方，且水平六爪套管51、斜六爪套管6置于所述地埋式防水箱2内侧；所述地埋式蓄水槽3上表面与稻田地面同高。
46.所述楔形凸台机构7包括外齿轮楔形凸台套管71.柔性密封套管72和凸台73；其中，外齿轮楔形凸台套管71套装在排水管1上，且外齿轮楔形凸台套管71下端面为斜切面；所述柔性密封套管72固定套装在外齿轮楔形凸台套管71上；所述柔性密封套管72用于密封。
47.所述水平六爪套管51上的水平六爪材料弹性材料制作，利用弹性形变对斜六爪套管6产生向下的作用力确保斜六爪套管6和楔形凸台机构7始终面接触。
48.还包括动力机构9，所述动力机构9包括防水自锁电机91和齿轮92；所述防水自锁电机91的输出轴带动齿轮92旋转，所述防水自锁电机91固定在电机楔形基座套管8上；可通过电信号对所述防水自锁电机91远程控制。
49.所述地埋式防水箱2上设置有排滞管23，所述排滞管23的出水端与排水管1相通从而将地埋式防水箱2内的水排出到排管1内。
50.结合附图1-7，一种适用于稻田的水位控制装置，包括排水管1、地埋式防水箱2、地埋式蓄水槽3、拉伸装置4、水位调节机构5、斜六爪套管6、楔形凸台机构7、电机楔形基座套管8和动力机构9；
51.安装方式：整体竖直埋于靠近排水渠的稻田内，埋深为地埋式蓄水槽3上表面与稻田地面同高，排水管1末端置于排水渠内。地埋式蓄水槽3固定于地埋式防水箱2上方。地埋式防水箱2包括地埋式防水箱体21、柔性防水套管22和排滞管23，柔性防水套管22用于外部电源与动力机构9的连接，排滞管23可以排出埋式防水箱内的滞水。
52.电机楔形基座套管8固定在排水管1上，且电机楔形基座套管8固定于地埋式防水箱2内，防水自锁电机91固定于电机楔形基座套管8上；拉伸固定板44由凸台73支撑；单头螺栓42与螺母43采用螺纹连接，拉伸弹簧41下端与地埋式防水箱2下端内表面进行焊接，拉伸弹簧41上端与单头螺栓42进行焊接；初始状态时，拉伸弹簧41有一定的预拉力或者没有预拉力。
53.滑块53嵌套于水平六爪套管51六爪滑槽内，滑块53与斜六爪套管6六爪部分进行销连接。拉伸装置4固定于地埋式防水箱上，电机楔形基座套管8的端部与楔形凸台机构7的端部配合，动力机构9固定于电机楔形基座套管8上，齿轮92通过键连接安装于动力机构9轴上。防水篷布52使用铆钉54固定于水平六爪套管51上；柔性密封套管72固定于外表面。
54.动力机构9带动楔形凸台机构7旋转，受电机楔形基座套管8的反作用力，推动斜六
爪套管6上升，进而使水平六爪套管51外缘部分发生弯曲。
55.当楔形凸台机构7轴向往复移动时，柔性密封套管72起密封的作用，减少地埋式蓄水槽3内的水进入地埋式防水箱2。
56.拉伸装置4安装于地埋式防水箱2内部，当动力机构9带动楔形凸台机构7旋转时，在拉伸弹簧41的作用下使楔形凸台机构7与电机楔形基座套管8始终保持面接触。
57.水平六爪套管51由弹性材料制作，利用弹性形变对斜六爪套管6产生向下的作用力，配合拉伸装置4保证楔形凸台机构7与电机楔形基座套管8始终保持面接触。
58.当需要提高稻田水位时，防水自锁电机91通过齿轮92带动楔形凸台机构7转动，受到电机楔形基座套管8的反向作用力，从而推动斜六爪套管6向上滑动，进而通过滑块53使水平六爪套管51六爪部分发生弹性形变，达到提高稻田水位的目的。
59.当需要降低稻田水位时，防水自锁电机91带动齿轮92反向转动，拉伸弹簧41拉动拉伸固定板44向下运动，保证运动过程中楔形凸台机构7的斜面与电机楔形基座套管8的斜面处于面接触状态，同时斜六爪套管6在水平六爪套管51的弹性力和自身重力的作用下向下平移，达到降低稻田水位的目的。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
61.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。