专利名称：植物自动灌溉装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及植物灌溉装置，具体地说是指一种可根据阳光强度的大小及温度的高低自动对植物进行灌溉的装置。
背景技术：
随着种植技术的不断发展，对植物进行自动灌溉已经成为一个不可回避的课题。人们在自动灌溉方面进行了许多尝试，目前通常采用灌溉自动控制器来进行自动灌溉，其主要原理是通过自动控制电路或微处理器控制放水电磁阀定时开闭以实现自动灌溉，有的还通过在土壤中设置含水量测量传感器，以根据土壤含水量来进行灌溉。典型产品有美国雨鸟、尼尔森、摩托罗拉及以色列的耐特菲姆、爱尔佳、欧美兹等，国内产品有中国科学院土壤研究所的NT-2型及国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心的无线遥控灌溉自动控制系统。
上述这类灌溉自动控制器都采用了自动控制电路，有如下不足之处一，大自然的气候条件并不能完全与自动控制电路所设定的程序相符合，因而可能出现不需要灌溉的时候进行灌溉或需要灌溉的时候不进行灌溉的情形；二，实现起来较为复杂，需要具有专业知识的专业人员才能对其进行维护；三，运行过程中需要耗用大量电能，且存在用电安全隐患；四，安装和使用的成本相对较高。
本发明旨在提供一种完全根据大自然条件的变化进行自动灌溉并且不需要使用电能的植物自动灌溉装置。
发明内容
本发明提供一种植物自动灌溉装置，其主要目的在于克服现有灌溉自动控制器采用自动控制电路或微处理器进行自动灌溉，因而具有难以实现完全按照自然条件的需要进行灌溉、实现较为复杂、运行需要浪费大量电能、存在用电安全隐患等缺点。
本发明采用如下技术方案植物自动灌溉装置，包括蒸发装置，包括一可装水并使水在太阳光照射下蒸发的容器、一设于该容器上方可使水蒸汽凝结于其下表面的斜面、一位于该斜面下方用于收集该斜面上凝结的水滴的收集槽；倾倒装置，包括一开口位于前述收集槽下方的收集桶及一当收集桶内水位达到一定高度时可使收集桶向下倾倒的杠杆装置；灌溉水箱，位于倾倒装置下方，该灌溉水箱内预装有灌溉所需的水，并设有一虹吸管，该虹吸管的一端位于该灌溉水箱内，其弯折部位于该灌溉水箱的初始水位上方，其另一端位于灌溉水箱外形成该自动灌溉装置的出水口。
在太阳光的照射下，所述容器中的水蒸发形成水蒸汽，上升凝结于所述斜面的下表面，并沿该斜面向下滑落至所述的收集槽中；然后沿收集槽滴落到收集桶中，当收集桶中的水位达到一定高度时，根据杠杆原理，在杠杆装置的作用下，收集桶向下倾倒，收集桶内的水倒入下面的灌溉水箱中，之后在杠杆的作用下，空的收集桶也向上翻转，继续收集蒸发装置滴下的水；而灌溉水箱在接收收集桶倒下的水后，其水位升至虹吸管的弯折部上方，根据虹吸原理，灌溉水箱内的水经虹吸管流出，对植物进行灌溉。由此可见，蒸发装置和倾倒装置相当于灌溉水箱的控制开关，当阳光照射强度越大，环境的温度越高，所述容器中水的蒸发量越大，收集桶中的水位升高越快，灌溉水箱排水进行灌溉的时间间隔也越短。
前述植物自动灌溉装置，其蒸发装置的容器为一透明且中空的横放的三棱柱体，其截面为直角三角形，该三棱柱体的斜面形成所述的可使水蒸汽凝结于其下表面的斜面。由此，所述容器中的水能充分得到阳光的照射。
前述植物自动灌溉装置，其杠杆装置包括一杠杆及一设于该杠杆一端的重物，所述收集桶设于杠杆的另一端，当收集桶处于空桶的状态时，该杠杆于收集桶的一端向上翘起，当收集桶内的水位达到一定高度时，收集桶在杠杆上产生的力矩大于重物产生的力矩，导致收集桶向下倾倒，将收集桶中的水向下倒入灌溉水箱中，然后在重物的作用下又向上翻转，继续收集蒸发装置滴下的水。
前述植物自动灌溉装置，其灌溉水箱的开口尺寸小于该灌溉水箱的横截面尺寸，该灌溉水箱内的初始水位与其开口下端面平齐，所述虹吸管的弯折部位于该开口中。由于收集桶内收集的水仅起到控制灌溉水箱排水开关的作用，而灌溉水箱中原有的水才是用于灌溉的水的主体，因而灌溉水箱的尺寸远大于收集桶的尺寸，上述结构是为了达到使收集桶倾倒一次即可使灌溉水箱内的水位上升至虹吸管弯头的上方以便进行排水的目的。
前述灌溉水箱的一侧设有水位控制装置，该水位控制装置包括一底部与所述灌溉水箱底部相连通的空腔，该连通处设有一上下贯穿的进水口，该进水口上方覆盖有一可向上转动的盖板，该空腔的顶部设有一可控制该空腔水位与灌溉水箱开口下端面平齐的球阀，该空腔通过该球阀与进水管连接，并且，虹吸管单位时间的排水量大于球阀单位时间的进水量。
当灌溉水箱内的水通过虹吸管排出进行灌溉时，其水位控制装置空腔上方的球阀打开，进水管向该空腔内加水，该空腔内的水将进水口上方的盖板向上顶起，经所述进水口进入灌溉水箱，根据连通器原理，该空腔与灌溉水箱内的水位处于同一高度，此时进水和排水同时进行；由于虹吸管单位时间的排水量大于球阀单位时间的进水量，因此该空腔与灌溉水箱内的水位不断下降，直至灌溉水箱内的水位降至虹吸管内伸端以下，虹吸管停止排水，但进水管仍在不断进水，此时，该空腔与灌溉水箱内的水位开始上升，当该水位到达球阀的位置时，球阀关闭，进水管停止进水，水位保持于所需位置，以等待下一次排水灌溉。虹吸管单位时间的排水量大于球阀单位时间的进水量。
前述植物自动灌溉装置，其虹吸管位于灌溉水箱外的部分设有一施肥装置，该施肥装置为一设于该虹吸管上的桶状体，其上下两端与虹吸管连通，其中部设有一横向放置的施肥网，且该施肥装置的侧壁设有向施肥网上添加肥料的施肥口。施肥网上的肥料被经过的水逐渐冲下，溶解于水中，在灌溉的同进达到为植物施肥的目的。
前述植物自动灌溉装置进一步包括灌溉水池，设置于所述灌溉水箱的下方，用于接收灌溉水箱流下的水；多个小水箱，每一小水箱底部与灌溉水池底部通过连通管相连通，以使其水位与灌溉水池的水位保持在同一高度，每一小水箱的水面上方设有一微调杠杆，该微调杠杆上设有一三叉形的吸水绳，该吸水绳的两端分别连接于微调杠杆的两端，其第三端伸展于种植植物的土壤中，并且，该微调杠杆的一端设有一与吸水绳的对应端连接的吸水材料。
当土壤内的水份的含水量降到一定程度时，微调杠杆上的吸水材料由于与土壤连接，其含水量也相应降低到一定程度，此时，微调杠杆的另一端重量较大，向下伸入小水箱的水中，吸水绳从水中吸收水份，并传输至土壤中，同时也输送至吸水材料中，吸水材料和土壤的含水量相对保持一致，当该含水量达到一定程度时，微调杠杆于吸水材料的一端的重量大于另一端，该另一端向上脱离水面，吸水绳停止吸水。当土壤中的含水量再次降低到一定程度时，微调杠杆再次发生偏摆以进行吸水，如此不断重复，进行自动调节土壤中的水份。
前述微调杠杆为空心管状，其内部设有一可随杠杆的摆动而在微调杠杆的空腔内滚动的滚珠，该滚珠可起到使微调杠杆稳定偏摆的作用。
综上所述，和现有技术相比，本发明具有如下优点一，完全根据阳光照射强度大小及温度高低对灌溉进行自动控制，使灌溉活动更加符合自然规律，比以往通过自动控制电路及微处理器预先设定程序进行灌溉控制更加科学、合理；二，结构较为简单，成本低，容易实现，普通人即可实现安装、操作和维护；三，利用蒸发原理、杠杆原理、连通器原理及虹吸原理进行供水，无须耗电，不存在用电安全隐患。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明小水箱的结构示意图；图3为图1中A处局部放大图。
具体实施例下面参照图1至图3说明本发明的具体实施例。
参照图1，该植物自动灌溉装置主要包括蒸发装置1、倾倒装置2、灌溉水箱3、灌溉水池5以及小水箱6。
蒸发装置1包括一容器10、一斜面11和一收集槽12。该容器10和该斜面11均为透明材料制成，共同围成一中空的横放的三棱柱体，其纵向截面为直角三角形，该三棱柱体的斜面即前述的斜面11，该斜面11下表面靠下侧设有一收集槽12，该收集槽12具有一定倾斜度。将该容器10放置于室外，有阳光时，容器10中的水能充分得到阳光的照射而进行蒸发，形成的水蒸汽凝结于该斜面11的下表面，凝结形成的水滴顺着该斜面11的下表面向下滑入收集槽12中，并顺着收集槽12向下流出。
倾倒装置2包括一杠杆装置，该杠杆装置包括一杠杆21，该杠杆21的支点为20，其一端固定有一收集桶22，另一端固定有一重物23，初始状态下，该杠杆21具有一定的倾斜度，且该收集桶22的一端向上翘起，其开口朝上位于前述收集槽12出水口下方，用于收集从收集槽12流下的水。
灌溉水箱3位于倾倒装置2下方，其开口31为圆桶状，其横向尺寸小于该灌溉水箱3的横截面尺寸，该开口31的上端面向上向外延伸形成一喇叭形的接水口310，以承接倾倒装置2的收集桶22倾倒下来的水，该灌溉水箱3内的初始水位与其开口31下端面平齐；该灌溉水箱3还设有一虹吸管32，该虹吸管32的一端位于该灌溉水箱3内，其弯折部321位于该开口31中，其另一端位于灌溉水箱3外形成一出水口322。
该灌溉水箱3的一侧设有水位控制装置4，该水位控制装置4包括一底部与该灌溉水箱3底部相连通的空腔40，参照图1及图3，该连通处设有一上下贯穿的进水口41，该进水口41上方覆盖有一可向上转动的盖板411，该空腔40的顶部设有一可控制该空腔40水位与灌溉水箱3开口31下端面平齐的球阀43，该空腔40通过该球阀43与进水管42连接，并且，虹吸管32单位时间的排水量大于球阀43单位时间的进水量。
虹吸管32位于灌溉水箱3外的部分设有一施肥装置33，该施肥装置33为一设于该虹吸管32上的桶状体，其上下两端与虹吸管32连通，其中部设有一横向放置的施肥网333，且该施肥装置33的侧壁设有向施肥网333上添加肥料的施肥口，该施肥口上枢设有一盖子331，盖子331外表面设有一拉手332。施肥网333上的肥料被经过的水逐渐冲下，溶解于水中，在灌溉的同进达到为植物施肥的目的。
灌溉水箱3的下方设置有一灌溉水池5，用于接收灌溉水箱3虹吸管32的出水口322流下的水；并且设有多个小水箱6，图1中仅示出一个小水箱，参照图1及图2，每一小水箱6底部与灌溉水池5底部通过连通管51相连通，以使其水位与灌溉水池5的水位保持在同一高度；每一小水箱6的水面上方设有一微调杠杆61，该微调杠杆61的支点为60，该微调杠杆61上设有一三叉形的吸水绳63，该吸水绳63的两端632、633分别连接于微调杠杆61的两端，其第三端631向下伸展于种植植物的土壤中，该微调杠杆61的一端设有一与吸水绳63的对应端633连接的吸水材料62，另一端设有一重物65；该小水箱6被分隔成左右两部部分，其中仅有左边部分与灌溉水池连通，右边部分为空，微调杠杆61设有吸水材料62的一端伸于该右边部分中，以免直接接触到水；微调杠杆61为空心管状，其内部设有一可随微调杠杆61的摆动而在微调杠杆61的空腔内滚动的滚珠64，该滚珠64的主要作用是配合吸水材料62在吸水和排水过程中做功，使杠杆发生左右偏摆。
该自动灌溉系统的自动灌溉过程如下蒸发装置1安装于与被灌溉植物所处环境相同的自然环境中，在太阳光的照射下，容器10中的水蒸发形成水蒸汽，上升凝结于斜面11的下表面，并沿该斜面11向下滑落至收集槽12中，然后沿收集槽12滴落到收集桶22中，当收集桶22中的水位达到一定高度时，收集桶22在杠杆21上产生的力矩大于重物23产生的力矩，导致收集桶22向下倾倒，将收集桶22中的水向下倒入灌溉水箱3中，然后在重物23的作用下又向上翻转，继续收集蒸发装置1的收集槽12滴下的水。
灌溉水箱3通过其开口腔1上方喇叭形的接水口310承接收集桶22倒下的水，由于开口31的横向尺寸远小于灌溉水箱3的横截面尺寸，而与收集桶22相当，在接收收集桶22倒下的水后，其水位升至虹吸管32的弯折部321上方，根据虹吸原理，灌溉水箱3内的水经虹吸管32流出。可见，蒸发装置1和倾倒装置2相当于灌溉水箱3的控制开关，当阳光照射强度越大，环境的温度越高，容器10中水的蒸发量越大，收集桶22中的水位升高越快，灌溉水箱3排水的时间间隔也越短。
当灌溉水箱3内的水通过虹吸管32排出时，其水位控制装置4空腔40上方的球阀43打开，进水管42向该空腔40内加水，该空腔40内的水将进水口41上方的盖板411向上顶起，经进水口41进入灌溉水箱3，根据连通器原理，该空腔40与灌溉水箱3内的水位处于同一高度，此时进水和排水同时进行；由于虹吸管32单位时间的排水量大于球阀43单位时间的进水量，因此该空腔40与灌溉水箱3内的水位不断下降，直至灌溉水箱3内的水位降至虹吸管32内伸端以下，虹吸管32停止排水，但进水管42仍在不断进水，此时，该空腔40与灌溉水箱3内的水位开始上升，当该水位到达球阀43的位置时，球阀43关闭，进水管42停止进水，水位保持于所需位置，以等待下一次排水。
灌溉水池5的作用是为各个小水箱6供水，各个小水箱6则对土壤中的水份含量进行微量控制。当土壤内的水份的含水量降到一定程度时，微调杠杆61上的吸水材料62由于与土壤连接，其含水量也相应降低到一定程度，此时，微调杠杆61的另一端重量较大，向下伸入小水箱6的水中，吸水绳63从水中吸收水份，并传输至土壤中，同时也输送至吸水材料62中，吸水材料62和土壤的含水量相对保持一致，当该含水量达到一定程度时，微调杠杆61于吸水材料62的一端的重量大于另一端，该另一端向上脱离水面，吸水绳63停止吸水，当土壤中的含水量再次降低到一定程度时，微调杠杆61再次发生偏摆以进行吸水，如此不断重复，可自动调节土壤中的水份。
需要说明的是，灌溉水池5及小水箱6的作用仅在于对土壤的含水量进行微量调节，并不一定是必须的，因为只要具备蒸发装置1、倾倒装置2、灌溉水箱3及水位控制装置4即可实现根据太阳光照射强度大小及温度高低自动进行灌溉。
上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
权利要求
1.植物自动灌溉装置，包括蒸发装置，包括一可装水并使水在太阳光照射下蒸发的容器、一设于该容器上方可使水蒸汽凝结于其下表面的斜面、一位于该斜面下方用于收集该斜面上凝结的水滴的收集槽；倾倒装置，包括一开口位于前述收集槽下方的收集桶及一当收集桶内水位达到一定高度时可使收集桶向下倾倒的杠杆装置；灌溉水箱，位于倾倒装置下方，该灌溉水箱内预装有灌溉所需的水，并设有一虹吸管，该虹吸管的一端位于该灌溉水箱内，其弯折部位于该灌溉水箱的初始水位上方，其另一端位于灌溉水箱外形成该自动灌溉装置的出水口。
2.如权利要求1所述的植物自动灌溉装置，其中，所述蒸发装置的容器为一透明且中空的横放的三棱柱体，其截面为直角三角形，该三棱柱体的斜面形成所述的可使水蒸汽凝结于其下表面的斜面。
3.如权利要求1所述的植物自动灌溉装置，其中，所述的杠杆装置包括一杠杆及一设于该杠杆一端的重物，所述收集桶设于杠杆的另一端，当收集桶处于空桶的状态时，该杠杆于收集桶的一端向上翘起。
4.如权利要求1所述的植物自动灌溉装置，其中，所述灌溉水箱的开口尺寸小于该灌溉水箱的横截面尺寸，该灌溉水箱内的初始水位与其开口下端面平齐，所述虹吸管的弯折部位于该开口中。
5.如权利要求4所述的植物自动灌溉装置，其中，所述灌溉水箱的一侧设有水位控制装置，该水位控制装置包括一底部与所述灌溉水箱底部相连通的空腔，该连通处设有一上下贯穿的进水口，该进水口上方覆盖有一可向上转动的盖板，该空腔的顶部设有一可控制该空腔水位与灌溉水箱开口下端面平齐的球阀，该空腔通过该球阀与进水管连接，并且，虹吸管单位时间的排水量大于球阀单位时间的进水量。
6.如权利要求1所述的植物自动灌溉装置，其中，所述虹吸管位于灌溉水箱外的部分设有一施肥装置，该施肥装置为一设于该虹吸管上的桶状体，其上下两端与虹吸管连通，其中部设有一横向放置的施肥网，且该施肥装置的侧壁设有向施肥网上添加肥料的施肥口。
7.如权利要求1所述的植物自动灌溉装置，进一步包括灌溉水池，设置于所述灌溉水箱的下方，用于接收灌溉水箱流下的水；多个小水箱，每一小水箱底部与灌溉水池底部通过连通管相连通，以使其水位与灌溉水池的水位保持在同一高度，每一小水箱的水面上方设有一微调杠杆，该微调杠杆上设有一三叉形的吸水绳，该吸水绳的两端分别连接于微调杠杆的两端，其第三端伸展于种植植物的土壤中，并且，该微调杠杆的一端设有一与吸水绳的对应端连接的吸水材料。
8.如权利要求7所述的植物自动灌溉装置，其中，所述微调杠杆为空心管状，其内部设有一可随杠杆的摆动而在微调杠杆的空腔内滚动的滚珠。
全文摘要
植物自动灌溉装置，包括蒸发装置，包括一容器、一设于该容器上方的斜面、一位于该斜面下方的收集槽；倾倒装置，包括一开口位于前述收集槽下方的收集桶及一当收集桶内水位达到一定高度时可使收集桶向下倾倒的杠杆装置；灌溉水箱，位于倾倒装置下方，该灌溉水箱内预装有灌溉所需的水，并设有一虹吸管，该虹吸管的一端位于该灌溉水箱内，其弯折部位于该灌溉水箱的初始水位上方，其另一端位于灌溉水箱外形成该自动灌溉装置的出水口。本发明完全根据阳光照射强度大小及温度高低对灌溉进行自动控制，使灌溉活动更加符合自然规律，比以往通过自动控制电路及微处理器预先设定程序进行灌溉控制更加科学、合理。
文档编号A01G27/00GK1918969SQ20051004443
公开日2007年2月28日 申请日期2005年8月23日 优先权日2005年8月23日
发明者官辅忠 申请人:官辅忠