CN104719106A - 一种自动间歇性保湿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动间歇性保湿装置，其由容器、杠杆、浮子、配重、弱磁铁扣和补水与保湿阀构成；顶部带有可调蒸发孔的容器盛有水，其余部件皆浸于水中，弱磁铁扣置于补水阀上，其为非线性力起保证保湿间歇性的作用，杠杆的一端直接连接补水与保湿阀，另一端与浮子和配重连接。补水与保湿阀分别控制了水源为容器补水和为绿植保湿。根据容器中水液面高度，浮子对杠杆的浮子产生变化，待液面蒸发而浮力减小到一定程度时补水与保湿阀被杠杆拉开，开始对绿植保湿并恢复容器初始的液面高度。本发明未使用电子设备，可根据绿植蒸发程度和其习性进行间歇保湿，避免了传统的不间断滴灌，可用于绿植的自动补水保湿。

Description

一种自动间歇性保湿装置
技术领域
本发明属于机械自动化领域，涉及一种自动装置，具体是一种可用于绿植浇水的间歇性补水装置。
背景技术
当前，绿植和花草是室内必备的装饰品，其可以净化空气，吸附有害物质，美化环境，更可以使人陶冶情操、身心放松。但是，人们大多工作繁忙，存在长期出差或探亲时花卉无人照料的情况，从而导致绿植缺水干枯甚至死亡，影响了绿植的美观与寿命。
为解决此问题，现有技术采用如下几种方案：
第一种为采用电子传感器和电子控制器的自动保湿***。这种***的缺点在于***设备复杂且成本较高，同时电子传感器存在判决阈值，其灵敏度非连续线性，存在误判的风险。
第二种为如图1所示的类似于吊瓶的自动保湿***。这种***的缺点在于不能根据植物习性和环境变化而间歇性保湿，同时由于环境温度的变化和水张力的作用，其存在断流的风险。
第三种为如图2所示的采用连通器原理的自动保湿***。这种***的缺点在于易用于水培植物，而对于土培植物，***较为复杂且存在不工作的风险，同时该***也不能根据植物***高度高于绿植盆，不能根据植物习性和蒸发量等环境因素间歇性保湿。
综上，以上三种装置存在缺陷，均不能很好地作为绿植自动保湿装置。
发明内容
本发明的目的在于针对上述已有保湿装置的不足，提出一种用于绿植浇水的自动保湿装置，在未使用任何电子设备的基础上，以实现根据植物习性自动保湿的功能，解决了人们无暇给绿植浇水的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种自动间歇性保湿装置，包括容器、杠杆、浮子、配重、弱磁铁扣、补水阀、保湿阀、可根据绿植习性和蒸发量调节孔大小的可调蒸发孔和杠杆限幅支撑；
所述补水阀，置于容器内，控制水源与容器的断开或连通；
所述保湿阀，置于容器内，控制水源与绿植管路的断开或连通；
所述浮子与配重通过轻质软绳连接，浮于容器的水中，其浮力可随水蒸发量而变化；
所述杠杆，放置于装有水的容器中，其一端与所述轻质软绳固定连接，另一端依次与所述补水阀和所述保湿阀固定连接；
所述弱磁铁扣，固定在所述补水阀上；
所述可调蒸发孔，设在所述容器顶部；
所述杠杆限幅支撑，由容器侧壁延伸出来，置于杠杆靠近所述浮子和配重一侧的下方。即杠杆限幅支固定在所述容器侧壁上。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
本发明如上所述一种自动间歇性保湿装置，进一步，所述补水阀由可上下移动的补水开关和固定于容器内的第一固定管组成；所述第一固定管内无水且底部的两侧对称的设有一小孔；所述补水开关包括第一连杆和可断开或连通所述第一固定管的底部两侧对称设置的小孔的第一封堵装置，所述第一连杆一端与所述杠杆固定连接，另一端穿入所述第一固定管内；所述第一封堵装置固定在所述第一连杆的另一端。第一固定管底部两侧的两小孔通过补 水开关连通或断开水源和容器。
本发明如上所述一种自动间歇性保湿装置，进一步，所述弱磁铁扣由两个相吸的第一弱磁铁和第二弱磁铁组成，第一弱磁铁固定在第一连杆上，第二弱磁铁固定在所述固定管上端。
本发明如上所述一种自动间歇性保湿装置，进一步，所述第一弱磁铁和第二弱磁铁之间的弱磁力随间距d的增大呈现式非线性的衰减。
本发明如上所述一种自动间歇性保湿装置，进一步，所述保湿阀由可上下移动的保湿开关和固定于容器内的第二固定管组成；所述第二固定管内无水且底部的两侧对称的设有一小孔；所述保湿开关包括第二连杆和可断开或连通所述第二固定管的底部两侧对称设置的小孔的第二封堵装置，所述第二连杆一端与所述杠杆固定连接，另一端穿入所述第二固定管内；所述第二封堵装置固定在所述第二连杆的另一端。第二固定管底部的两小孔通过保湿开关连通或断开水源和绿植。
本发明如上所述一种自动间歇性保湿装置，进一步，所述的补水开关、保湿开关、杠杆和浮子，皆为轻质材料制成，其自身重力远小于其他力。
本发明如上所述一种自动间歇性保湿装置，进一步，所述的弱磁铁扣、浮子和配重满足补水阀闭合时弱磁铁扣的磁力对杠杆产生力矩与浮子的浮力对杠杆产生力矩之和应大于配重对杠杆产生力矩；经蒸发后，补水阀打开补水及保湿阀打开保湿时，浮子浮力对杠杆产生力矩应小于配重对杠杆产生力矩。
本发明与现有自动保湿装置相比，本发明具有如下优点：
1)本发明自动保湿装置通过可调蒸发孔控制蒸发量，此蒸发量因影响浮子的浮力而影响整个***，因而本发明可以根据绿植的蒸发程度进行保湿补水。
2)本发明自动保湿装置引入了非线性的磁力作为有阈值的开关，同时充分利用了支持力的特点，使***具有迟滞性，因而本发明可以进行间歇性保湿补水，更加符合植物习性，避免了传统的持续性补水。
3)本发明自动保湿装置实现了无电全自动化，可完成自动保湿补水功能，变化连续线性，无判决精度限制因而可靠性较高。
4)本发明自动保湿装置可利用废弃物品生产制作，环保且节约成本。
附图说明
图1是类似于吊瓶的自动保湿***结构图；
图2是采用连通器原理的自动保湿***结构图；
图3是本发明的自动保湿装置结构图；
图4是本发明自动保湿装置的补水阀6、保湿阀7与弱磁铁扣5结构图；
图5是本发明的自动保湿装置保湿过程图；
图6是本发明自动保湿装置的杠杆2受力分析图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、容器，2、杠杆，3、浮子，4、配重，5、弱磁铁扣，6、补水阀，61补水开关，62、第一固定管，621、第一固定管底部两侧的两个小孔，7、保湿阀，71、保湿开关，72、第二固定管，721、第二固定管底部两侧的两个小孔，8、可调蒸发孔，9、杠杆限幅支撑,10、液面高度，11、连接水源管道,12、连接绿植管道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图3所示，本发明的自动保湿装置，包括容器1、杠杆2、浮子3、配重4、弱磁铁扣5、补水阀6、保湿阀7、可调蒸发孔8和杠杆限幅支撑9。
所述容器1起储水以供自然蒸发的作用，本实施例选用但不局限于采用一个废旧长方体鱼缸。
所述可调蒸发孔8起控制蒸发量以附合植物需水习性的作用，设在容器 1顶部，本实施例中选用但不局限于采用一个有可调孔的褐色塑料板调节可调蒸发孔8的大小。
所述杠杆2为轻质杠杆置于容器1中央，其自身重力可忽略不计，可在一定范围内自动转动，由静态位置顺时针转动则打开补水阀6和保湿阀7，逆时针转动至静态位置则补水阀6和保湿阀7关闭。
所述浮子3起到感知容器1蒸发量的作用，用软绳与杠杆2一侧A点连接，浮于容器1内的水中，在自动保湿过程中，其位置基本不动。其自身重力相较于其浮力可忽略不计。本实施例中，选择选用但不局限于一轻质长方体空心塑料盒。
所述配重4置于容器1内的水中，用软绳与杠杆2右侧A点连接，其自身浮力相较于其重力可忽略不计。
所述杠杆限幅支撑9起补水时限制杠杆2继续顺时针转动的作用，以保证浮力不会因为浮子3向下运动而过多增大，其由容器1的前后侧面引出，位于静态时杠杆2右侧A点下方1cm左右。
参照图4，所述补水阀6起为容器1控制蒸发后补水的作用，所述补水阀由可上下移动的补水开关和固定于容器内的第一固定管组成；所述第一固定管内无水且底部的两侧对称的设有一小孔，即第一固定管底部两侧的两个小孔621；所述补水开关包括第一连杆611和可断开或连通所述第一固定管的底部两侧对称设置的小孔的第一封堵装置612，所述第一连杆一端与所述杠杆固定连接，另一端穿入所述第一固定管内；所述第一封堵装置固定在所述第一连杆的另一端。第一固定管底部两侧的两小孔通过补水开关连通或断开水源和容器。补水开关61质量轻至可忽略不计，位于杠杆2下方并与杠杆2的左侧直接连接，控制了水源与容器1的连接；杠杆2左侧向上则补水开关61向上，使固定管62底部的对称设置的两个孔可相连通，即水源与容器1相连通，为蒸发后的容器1补水；杠杆2左侧向下恢复至静态位置则补水开关61向下到底，堵塞了固定管62底部的左右孔连接，即中断了水源与 容器1的连接，同时补水开关61可为杠杆2左侧提供向上的可变支持力，防止杠杆2进一步逆时针旋转。本实施例中，水源选用但不局限于自来水。
参照图4，所述弱磁铁扣5作为非线性力控制单元起控制间歇性保湿作用，与日常皮包的磁扣原理相似，由两个相吸的弱磁铁51和52组成，51置于补水开关61上，52置于固定管62上。根据经验与实践分析，51与52之间的弱磁力大体上随间距d的增大呈现式非线性的衰减，可以认为在磁铁对较原有间距拉开后弱磁铁力可以忽略不计。本实施例中，选择但不局限于采用日常皮包的磁扣。
参照图4，所述保湿阀7起为绿植浇水保湿作用，所述保湿阀由可上下移动的保湿开关和固定于容器内的第二固定管组成；所述第二固定管内无水且底部的两侧对称的设有一小孔，即第二固定管底部两侧的两个小孔721；所述保湿开关包括第二连杆711和可断开或连通所述第二固定管的底部两侧对称设置的小孔的第二封堵装置712，所述第二连杆一端与所述杠杆固定连接，另一端穿入所述第二固定管内；所述第二封堵装置固定在所述第二连杆的另一端。第二固定管底部的两小孔通过保湿开关连通或断开水源和绿植；保湿开关71质量轻至可忽略不计，位于杠杆2下方并与杠杆2的左侧直接连接，控制了水源与被保湿绿植的连接；杠杆2左侧向上则保湿开关71向上，使固定管72底部的左右孔可相连，即水源与被保湿绿植相连，为绿植间歇性补水；杠杆2左侧向下恢复至静态位置则保湿开关71向下到底，堵塞了固定管72底部的左右孔连接，即中断了水源与被保湿绿植的连接，同时保湿开关71可为杠杆2左侧提供向上的可变支持力，防止杠杆2进一步逆时针旋转。本实施例中，水源选用但不局限于自来水。
静态位置时，所述弱磁铁扣5磁力对杠杆2产生力矩与所述浮子3浮力对杠杆2产生力矩之和应大于所述配重4对杠杆2产生力矩；经蒸发后补水保湿时，所述浮子3浮力对杠杆2产生力矩应小于所述配重4对杠杆2产生力矩。 
工作方式与原理，参照图5与图6，工作时容器1中先蓄水，浮子3浮于水中且大部浸于水，配重4始终浸于水中，补水阀6和保湿阀7皆关闭，弱磁铁扣5也靠近相吸，此时如图5a所示，受力分析如图6的步骤a)所示，杠杆2受浮子3对右侧A点向上的浮力Ff，受配重4对右侧A点向下的拉力FG，受弱磁铁扣5对左侧向下的磁力FB，受补水开关61和保湿开关71共同对左侧向上的支持力FN。其中，浮力Ff与浮子3排开水的体积有关，即在浮子3不动的基础上与液面高度有关。上述四个力力矩和为0，因此***保持平衡不动。
待根据植物***衡不动。
如图5b所示，容器1中水继续蒸发，使浮力Ff继续减小到支持力FN为0，此时为开启临界点，在此之前杠杆2力矩和始终为0，即***始终保持平衡不动，受力分析如图6的步骤b)所示。在此之后，由于支持力FN消失和继续蒸发而浮力Ff减小，杠杆2力矩和为顺时针方向而顺时针转动，第一弱磁铁51与第二弱磁铁52被拉开，它们之间的弱磁力FB大体上随其间距d的增加呈现式的快速衰减至可忽略不计，故***杠杆2力矩和始终为顺时针方向直至与杠杆限幅支撑9接触后产生对A点向上的支持力F′N，如图5c和图6的步骤c)所示，此时杠杆2顺时针旋转至与杠杆限幅支撑9接触，且受浮子3对右侧A点向上的浮力Ff，受配重4对右侧A点向下的拉力FG，受杠杆限幅支撑9对右侧A点向上的支持力F′N,***力矩和为0，补水阀6和保湿阀7被拉开，分别对容器1补水和绿植保湿。
随着补水阀6拉开后对容器1进行补水，容器1中液面快速上升，浮子3提供的向上浮力Ff逐渐增大，而与此同时杠杆限幅支撑9提供的向上支持力F′N减 小相同幅度，使杠杆2力矩和始终为0，***维持补水保湿状态，对容器1补水并对绿植保湿。
如图5d所示，补水阀6和保湿阀7继续被拉开，容器1中液面继续升高，浮子3提供的浮力Ff继续增大至杠杆限幅支撑9提供的支持力F′N减小为0，此时为关闭临界点，在此之前杠杆2力矩和始终为0，即***保持补水保湿状态，受力分析如图6的步骤d)所示。在此之后，由于支持力F′N消失和继续补水而浮力Ff增大，杠杆2力矩和为逆时针方向而逆时针转动，第一弱磁铁51与第二弱磁铁52相靠近，它们之间的弱磁力FB大体上随其间距d的减小呈现式的快速增加，故***杠杆2力矩和始终为逆时针方向直至补水开关61和保湿开关71关闭并对杠杆左侧提供向上的支持力FN，如图5a和图6的步骤a)所示，此后对容器1补水和绿植间歇性保湿结束。
至此，本装置完成一次保湿过程。此后，***将在上述过程中不间断循环。由于非线性的弱磁铁力和支持力的作用使装置实现了间歇性保湿，不会以传统持续滴水的方式保湿。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动间歇性保湿装置，其特征在于，包括容器(1)、杠杆(2)、浮子(3)、配重(4)、弱磁铁扣(5)、补水阀(6)、保湿阀(7)、可根据绿植习性和蒸发量调节孔大小的可调蒸发孔(8)和杠杆限幅支撑(9)；
所述补水阀(6)，置于容器(1)内，控制水源与容器(1)的断开或连通；
所述保湿阀(7)，置于容器(1)内，控制水源与绿植管路的断开或连通；
所述浮子(3)与配重(4)通过轻质软绳连接，浮于容器(1)的水中，浮子的浮力可随水蒸发量而变化；
所述杠杆(2)，放置于装有水的容器(1)中，其一端与所述轻质软绳固定连接，另一端依次与所述补水阀(6)和所述保湿阀(7)固定连接；
所述弱磁铁扣(5)，固定在所述补水阀(6)上；
所述可调蒸发孔(8)，设在所述容器(1)顶部；
所述杠杆限幅支撑(9)，由容器(1)侧壁延伸，置于杠杆(2)靠近所述浮子和配重一侧的下方。
2.根据权利要求1所述一种自动间歇性保湿装置，其特征在于，所述补水阀(6)由可上下移动的补水开关(61)和固定于容器(1)内的第一固定管(62)组成；所述第一固定管(62)内无水且底部的两侧对称的设有一小孔；所述补水开关(61)包括第一连杆和可断开或连通所述第一固定管的底部两侧对称设置的小孔的第一封堵装置，所述第一连杆一端与所述杠杆固定连接，另一端穿入所述第一固定管内；所述第一封堵装置固定在所述第一连杆的另一端。
3.根据权利要求2所述一种自动间歇性保湿装置，其特征在于，所述弱磁铁扣(5)由两个相吸的第一弱磁铁(51)和第二弱磁铁(52)组成，第一弱磁铁(51)固定在第一连杆上，第二弱磁铁(52)固定在所述固定管(62)上端。
4.根据权利要求3所述一种自动间歇性保湿装置，其特征在于，所述第一弱磁铁(51)和第二弱磁铁(52)之间的弱磁力随间距d的增大呈现式非线性的衰减。
5.根据权利要求1至4任一项所述一种自动间歇性保湿装置，其特征在于，所述保湿阀(7)由可上下移动的保湿开关(71)和固定于容器(1)内的第二固定管(62)组成；所述第二固定管(72)内无水且底部的两侧对称的设有一小孔；所述保湿开关(61)包括第二连杆和可断开或连通所述第二固定管的底部两侧对称设置的小孔的第二封堵装置，所述第二连杆一端与所述杠杆固定连接，另一端穿入所述第二固定管内；所述第二封堵装置固定在所述第二连杆的另一端。
6.根据权利要求5所述一种自动间歇性保湿装置，其特征在于，所述的补水开关(61)、保湿开关(71)、杠杆(2)和浮子(3)，皆为轻质材料制成，其自身重力远小于其他力。
7.根据权利要求1至4或6任一项所述的一种自动间歇性保湿装置，其特征在于，所述的弱磁铁扣(5)、浮子(3)和配重(4)满足补水阀(6)闭合时弱磁铁扣(5)的磁力对杠杆(2)产生力矩与浮子(3)的浮力对杠杆(2)产生力矩之和应大于配重(4)对杠杆(2)产生力矩；经蒸发后，补水阀(6)打开补水及保湿阀打开保湿时，浮子(3)浮力对杠杆(2)产生力矩应小于配重(4)对杠杆(2)产生力矩。
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