一种田间精准灌溉全自动控制闸板装置的制作方法

1.本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及田间精准灌溉全自动控制闸板装置。


背景技术：

2.水田是适宜种植水生作物的耕地，水生作物在生长过程中，需要耕地维持一定的水位。通常在水田的一侧筑建有水濠，通过河流湖泊等水源引入水濠水管，并通过闸门控制，以实现水田的灌溉。
3.水田并不是持续性的灌溉，当水位满足水生作物生长需求时，需要及时停止，减少水资源的浪费，同时避免水位过高影响水生作物的生长。然而，这种水位调控的方法常需要人工值守，若采用传感电气元件，如水位传感器等设备实现自动灌溉，其系统繁琐，投入和维护成本较大；其次，因雨水等因素水位突然上涨，无法做到即时切断灌溉供水。
4.因此，本技术提出新的田间精准灌溉全自动控制闸板装置。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种田间精准灌溉全自动控制闸板装置。该装置通过设定一定的水位高度后，能够自动的根据水位进行灌溉调整。
6.本发明提供了如下的技术方案。
7.一种田间精准灌溉全自动控制闸板装置，包括：
8.闸体，前端连通有进水管，后端开设有灌溉口；
9.移动门，通过移动组件架设在闸体内部端壁上，并通过所述移动组件驱动上下移动，开闭所述灌溉口；
10.高速齿轮，与闸体外部一侧转动连接，并与移动组件传动连接；
11.低速齿轮，与闸体外部一侧转动连接，并与高速齿轮啮合；
12.驱动齿条，设置在低速齿轮一侧，与低速齿轮啮合；
13.提升齿条，设置在低速齿轮的另一侧，与低速齿轮啮合；
14.连接板，其一端与提升齿条的顶部固定连接；
15.水位调控箱，架设在闸体一侧，内设有柱形腔，顶部开设有气孔，下端开设有入水口；
16.活塞杆，其活塞头滑动设置在柱形腔内，其杆件端部穿过水位调控箱顶部与连接板的另一端连接；
17.限位组件，套设在所述活塞杆上，与所述活塞杆端部卡接，卡接时，驱动齿条位于低速齿轮的上部，且未啮合；其一侧与所述驱动齿条顶部一侧固定连接。
18.优选地，还包括：
19.第一限位挡板，c型，固定设置在所述闸体的侧面，且所述低速齿轮的一侧；所述驱动齿条滑动设置在所述第一限位挡板的槽内；
20.第二限位挡板，c型，固定设置在所述闸体的侧面，且所述低速齿轮的另一侧；所述
提升齿条滑动设置在所述第二限位挡板的槽内；
21.所述水位调控箱通过固定轴与所述第二限位挡板固定连接。
22.优选地，所述移动组件包括：
23.移动块，固定设置在所述移动门的背部；
24.两个架板，分别架设在所述闸体内部端壁灌溉口的顶部和底部；
25.丝杠，穿过所述移动块，并与所述移动块螺纹配合，其两端分别与两个所述架板转动连接；
26.换向传动组件，架设在下方所述架板的底部，与所述丝杠传动连接。
27.优选地，所述换向传动组件包括：
28.蜗轮，与所述丝杠固定连接；
29.蜗杆架，架设在下方所述架板的底部；
30.蜗杆，其两端分别与所述蜗杆架转动连接，并于所述蜗轮啮合；
31.传动轴，一端与所述蜗杆的一端固定连接，另一端穿过所述闸体，与所述高速齿轮固定连接。
32.优选地，所述限位组件包括：
33.连接杆，一端与所述驱动齿条顶部一侧固定连接；
34.套环，与所述连接杆的另一端固定连接；
35.若干个限位销，沿周向均匀固定设置在所述套环内，其端部开设有槽体；
36.若干个弹簧，分别固定设置在多个所述槽体内，每个所述弹簧端部均固定有钢球；所述活塞杆端部开设有环形槽，所述钢球与环形槽抵接。
37.优选地，还包括：
38.螺纹套筒，穿过所述连接板，并于连接板转动连接；所述活塞杆穿过所述螺纹套筒，并与所述螺纹套筒螺纹配合；所述螺纹套筒沿周向开设有与限位销配合的环形槽；
39.螺母，与所述螺纹套筒固定连接。
40.优选地，还包括：
41.底座，与所述阀体的底部固定连接。
42.优选地，所述入水口设置有过滤网。
43.本发明有益效果：
44.本发明提出了一种田间精准灌溉全自动控制闸板装置。该装置通过水位调控箱结合一组传动结构，能够使灌溉用闸板开度，即进水量保持在一个稳定的状态，使得水田间的水维持在一定的水位范围，确保水生作物在适宜的水位环境生长；该装置能够根据水位调控闸板的开度，避免出现过度灌溉的情况，并且在水位激增时快速切断灌溉用闸板，避免逆流和泥水冲积，保护闸板以及灌溉端的设备；该装置通过机械传动结构实现自动控制，不采用电气元件，减少了控制成本，同时避免产生因室外雨水环境，对电气设备造成损坏而增加的维护成本。
附图说明
45.图1是本发明实施例的田间精准灌溉全自动控制闸板装置的内部结构立体图；
46.图2是本发明实施例的田间精准灌溉全自动控制闸板装置的整体装配图；
47.图3是本发明实施例的田间精准灌溉全自动控制闸板装置的内部结构主视图；
48.图4是本发明实施例的田间精准灌溉全自动控制闸板装置的背部结构立体图；
49.图5是本发明实施例的田间精准灌溉全自动控制闸板装置的限位组件局部结构图。
50.图中：1、底座；2、蜗杆；3、蜗轮；4、架板；5、丝杠；6、移动块；7、移动门；8、闸体；9、过滤网；10、连接板；11、螺母；12、螺纹套筒；13、连接杆；14、驱动齿条；15、套环；16、水位调控箱；17、提升齿条；18、活塞杆；19、第二限位挡板；20、活塞；21、第一限位挡板；22、低速齿轮；23、高速齿轮；24、进水管；25、架台；26、限位销。
具体实施方式
51.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
52.实施例
53.一种田间精准灌溉全自动控制闸板装置，如图1-5所示，包括：
54.闸体8，前端连通有进水管24，后端开设有灌溉口，如图4所示；为了使闸体8安装的稳定性，设置有底座1，与阀体8的底部固定连接。
55.移动门7，如图3所示，是控制灌溉口开度的核心不见，其通过移动组件架设在闸体8内部端壁上，并通过移动组件驱动上下移动；具体的，如图1和图3所示，移动组件包括：移动块6，固定设置在移动门7的背部；两个架板4，分别架设在闸体8内部端壁灌溉口的顶部和底部；丝杠5，穿过移动块6，并与移动块6螺纹配合，其两端分别与两个架板4转动连接；换向传动组件，架设在下方架板4的底部，与丝杠5传动连接。通过换向传动组件，带动丝杠5转动，通过丝杠滑块的传动模式，进而带动移动门7上下移动，实现了灌溉口的开闭。进一步的，换向传动组件包括：蜗轮3，与丝杠5固定连接；蜗杆架，架设在下方架板的底部；蜗杆2，其两端分别与蜗杆架转动连接，并于蜗轮3啮合；传动轴，一端与蜗杆2的一端固定连接，另一端穿过闸体8，与高速齿轮23固定连接。通过设置蜗轮蜗杆结构，并依据其自锁原理，当传动轴转动时，才能驱动移动门7的开闭。
56.进一步的，如图3所示，还设置有减速结构，包括：
57.高速齿轮23，与闸体8外部一侧转动连接，并与移动组件传动连接；低速齿轮22，与闸体8外部一侧转动连接，并与高速齿轮23啮合；驱动齿条14，设置在低速齿轮22一侧，与低速齿轮22啮合；提升齿条17，设置在低速齿轮22的另一侧，与低速齿轮22啮合。连接板10，其一端与提升齿条17的顶部固定连接。水位调控箱16，架设在闸体8一侧，内设有柱形腔，顶部开设有气孔，下端开设有入水口。活塞杆18，其活塞头20滑动设置在柱形腔内，其杆件端部穿过水位调控箱顶部与连接板10的另一端连接，杆件上部开设有环形槽。其中，两个齿条的驱动配合下实现了移动门7的开闭，同时配合水位调控箱16的调节，实现了水位稳定的灌溉状态。为了保证水位检测的稳定性，在入水口处设置有过滤网9，对水田里的水进行过滤，增加设备的使用寿命。为了增加传动的稳定性，还设置有：第一限位挡板21，c型，固定设置在闸体8的侧面，且低速齿轮22的一侧，驱动齿条14滑动设置在第一限位挡板21的槽内；第二限位挡板19，c型，固定设置在闸体8的侧面，且低速齿轮22的另一侧；提升齿条17滑动设置
在第二限位挡板19的槽内。
58.还包括：限位组件，如图5所示，套设在活塞杆18上，限位组件与环形槽卡接时，驱动齿条14位于低速齿轮22的上部，且未啮合；其一侧与驱动齿条14顶部一侧固定连接。具体的，限位组件包括：连接杆13，一端与驱动齿条14顶部一侧固定连接；套环15，与连接杆13的另一端固定连接；若干个限位销26，沿周向均匀固定设置在套环15内，其端部开设有槽体；若干个弹簧，分别固定设置在多个槽体内，每个弹簧端部均固定有钢球，钢球与环形槽抵接。当水位急速升高时，与套环15卡接的活塞杆18向上移动，实现解卡，驱动齿条14下落，驱动移动门7关闭灌溉口。
59.为了便于调节灌溉水位，如图1所示，还包括：螺纹套筒12，穿过连接板10，并于连接板10转动连接；活塞杆18穿过螺纹套筒12，并与螺纹套筒12螺纹配合；螺母11，与螺纹套筒12固定连接。
60.本实施例中，
61.闸板装置田间灌溉控制如下：
62.通过旋转螺母11调节活塞杆18的高度，进而调节活塞20在腔体内的高度，即水位高度，调试并确定当前水位高度时，闸板装置的开度；此时，将多个限位销26的端部与螺纹套筒12上的环形槽抵接，形成限位状态。
63.将移动门7在闸体8里形成了一定的开度。
64.(1)若水位下降，则需要对水田进行灌溉，且闸门的开度过小，通过活塞杆18带动提升齿条17向下移动，低速齿轮22逆时针转动，带动移动门7调节开度。此时，驱动齿条14仍未与低速齿轮22啮合，则其不影响低速齿轮22转动，且跟随活塞杆18向下移动，在啮合前即为移动门7开度最大。
65.(2)若水位上升，则开度过大，通过活塞杆18带动提升齿条17向上移动，低速齿轮22顺时针转动，带动移动门7调节开度。此时，由于驱动齿条14未与低速齿轮22啮合，则其不影响低速齿轮22转动，且跟随活塞杆18向上移动。
66.通过上述调控，使得水位始终处于在一个稳态上波动。
67.(3)若因降雨等因素出现水位急速增长，活塞杆18冲出限位组件，提升齿条17向上移动，此时，驱动齿条14由于重力迅速下落，带动低速齿轮22逆时针转动，直至移动门7完全关闭，等待后续开启。
68.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。