纯机械结构的自动浇水花盆设计

吴代坤 庞宁 达志伟

摘 要：在总结机械结构应用的基础上与从花卉浇水过程的研究入手，分析了传统人为浇水的制约因素，依据机械传动及杠杆原理对各个机械结构进行控制从而实现花盆的自动浇水功能，主要运用浮球开关和杠杆原理控制浇水的开始和停止，当花盆中水位过低或干燥时花盆中的开关就会自动打开对植物进行自动给水作业，研究可指导纯机械结构的自动浇水花盆。[1]

关键词：机械传动;浮球开关;杠杆原理;自動浇水花盆

随着现代社会的发展，人们生活水平的提高，通常人们都会在家里或办公室放置一些花卉，但是由于工作繁忙无暇顾及照料它们往往会导致缺水影响生长甚至凋落死亡，我们研究花盆自动浇水，近年来市场上出现的自动浇水花盆都是利用电能来控制的，当出现长期停电就不能正常工作了，该花盆利用机械传动和杠杆原理能很好的实现自动浇水还不用消耗能量，节约资源并且满足了人们养花的乐趣，市场还没有这方面的相关产品，发展前景良好。

1 主要结构

1.带凹槽履带 2.上出水口 3.一对磁球 4.风轮 5.套筒活塞杆

6.下进水口 7.绕圆柱螺旋管道 8.花盆内、外壁 9.浮球

花盆内壁用来储存水源，当人们外出或工作繁忙时长时间不能及时浇水就可以把水提前倒在里面，以便缺水时可以及时补充。调查发现如果死水在一个星期左右就会变质，而且还会引发异味，所以我们做了一个水循环系统，利用风能带动风车转动进而带动履带旋转，合理的利用了外界资源，、节能环保，履带上面自带的装水凹槽设计为下口大上口小结构更加方便了从内壁里顺利取水和倒水，在花盆上半部做了一个绕圆柱螺旋管到增加了循环长度，又从内壁的底部口进入，这使得整个系统处于活动状态。[2]

自动浇水控制开关是由一个浮球和一个活塞杆组成，利用杠杆原理对其进行连接，当花盆外壁中的水量减少或干燥时，右边的浮球就会因为没有水的浮力而往下降直至到底，因为杠杆原理会拉动左边的活塞向上运动，等超过套筒上面的孔时内壁里的水就会沿着套筒进入到下面的土壤中，套筒口的沙石土过滤网会挡住沙土进入到上面的内壁中去;两个磁球叠放起到支点作用，同时更加灵活减少了摩擦节省能量消耗，当浮球上升将动能转化为压力，把水压到土壤中，浮球是在一个套筒沙土隔离网中能有效分离沙土和水，这样使得浮球与水的接触面增大拥有足够的浮力。[3]

2 主要原理

纯机械结构的自动浇水花盆设计主要是将机械传动、杠杆原理及物理学原理融为一体的结合体，利用水的浮力控制自动给水的起停，当花卉土壤中水分减少或干燥就会引起浮球的上下运动从而影响活塞往复运动对花卉进行自动浇水，达到两边平衡状态或一高一低，这个过程实现了花盆自动浇水功能。

3 结语

（1）通过本项目研究解决了在花卉浇水方面的一种全新产品，解决了日常生活中盲目浇水、不浇水等问题，让人们更加放心。

（2）纯机械结构的花盆相比市场上的智能花盆不需要电而自动浇水更安全可靠，现在这方面还是空白市场前景很好。

（3）利用生活中的风能提供能量节能环保，外观设计和普通花盆相比更加独特新颖符合现代人的需求。

参考文献：

[1]杨可桢，程光蕴，李仲生，等.机械设计基础[M].高等教育出版社，2013.1.

[2]水变质[DL/OL].https：//wenwen.sogou.com.2014.5.

[3]刘延俊.液压与气压传动[M].机械工业出版社，2012.2.