一种田间水位监测装置

技术领域

本发明属于水位监测设备技术领域，特别涉及一种田间水位监测装置。

背景技术

在农田种植的过程中，需要对农田中的水位进行监测以及调节。当农田中的水位过高的时候，会使得农田土壤的通透性降低，地面的温度也会降低，如果土壤的通透性降低，农作物的根部容易出现腐烂的情况；当农田中的水位过低的时候，会使农作物的根部直接被太阳暴晒，严重时会使得农田出现干旱，农作物死亡的情况。所以，不论是水位过高还是水位过低，都会对农作物的生长带来影响，这就需要对农田中的水位进行监测与调节。

公告号为CN108896136B的中国专利公开了一种农田水利用农田水位监测设备，包括底板、支杆、横杆、固定机构和监测机构，底板顶部左右两侧对称式的安装有支杆，左右两侧支杆上都设有固定机构，左右两侧支杆内侧面上部之间安装有横杆，横杆前侧面中部设有监测机构。尽管该发明能够对水位进行监测，但是对于变换的水位不能进行及时的处理和报警。针对以上问题，本发明提供了一种田间水位监测装置。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种田间水位监测装置，包括安装平台、水箱、监测机构和报警调节机构；所述的水箱安装在安装平台的上方。

所述的监测机构包括浮标板，所述的浮标板放置于水面上，所述的浮标板上方设置有指示组件，所述的指示组件用于显示水位的变化。

所述的报警调节机构包括触发组件和两个对称布置的高水位报警组件和两个对称布置的低水位报警组件，所述的触发组件包括两个对称布置的梯形块一，所述的梯形块一滑动安装在安装平台上，且梯形块一与安装平台之间设置有复位弹簧一，所述的梯形块一上的斜面三与等腰三角板的侧面滑动配合，每个所述的梯形块一两侧分别与一个高水位报警组件和一个低水位报警组件连接。

进一步的，所述的指示组件包括刻度板，所述的刻度板固定安装在安装平台的上方，刻度板上的一个端面上设置有刻度，与刻度所在的端面相对的一个侧面上转动安装有大齿轮，所述的大齿轮上固定安装有指针，所述的大齿轮与圆柱齿轮二啮合配合，所述的圆柱齿轮二固定安装在连接轴的一端，所述的连接轴另一端固定安装有圆柱齿轮一，所述的连接轴穿过水箱并与水箱转动配合，所述的圆柱齿轮一与竖直齿条啮合配合，所述的竖直齿条设置在浮标板的上方，竖直齿条通过驱动组件与浮标板连接。

进一步的，所述的驱动组件包括平移架，所述的平移架一端与浮标板固定连接，平移架另一端与竖直齿条固定连接，且所述的平移架滑动安装在安装平台上，所述的平移架上固定安装有等腰三角板，所述的等腰三角板截面形状呈等腰三角形。

进一步的，所述的高水位报警组件包括梯形块二、移动架、锣，所述的梯形块二固定安装在梯形块一上，梯形块二上设置有斜面一，所述的移动架滑动安装在安装平台上，且所述的移动架朝向梯形块二的上方设置有斜面二，所述的斜面一与斜面二的坡度相同，所述的移动架下方固定安装有导向板以及复位弹簧二的一端，复位弹簧二的另一端与安装平台固定连接，所述的导向板上滑动安装有水平齿条，所述的水平齿条上固定安装有球头杆，且所述的水平齿条与导向板之间设置有复位弹簧三，所述的复位弹簧三远离水平齿条的一端设置有球头，所述的锣固定安装在安装平台上，所述的球头位于锣与水平齿条之间，当梯形块一向靠近梯形块一的一侧滑动的时候，梯形块二使所述的移动架带动导向板沿着安装平台向上滑动时，所述的水平齿条与驱动组件连接，通过驱动组件推动水平齿条在导向板上滑动，以使球头杆上的球头触碰到锣发出警报。

进一步的，所述的驱动组件包括不完全齿轮，所述的不完全齿轮位于导向板的上方，且不完全齿轮与齿轮轴固定连接，所述的齿轮轴转动安装在安装平台上，齿轮轴与电机的输出轴固定连接，所述的电机固定安装在安装平台上。

进一步的，所述的低水位报警组件包括方形板、蜂鸣器，所述的方形板滑动安装在安装平台上，且方形板与安装平台之间设置有复位弹簧五，方形板上朝向梯形块二的一面设置有信号发射器，所述的蜂鸣器固定安装在安装平台上，当所述的梯形块一向靠近方形板的一侧滑动的时候，梯形块一触碰到信号发射器，所述的信号发射器控制蜂鸣器发出警报。

进一步的，所述的报警调节机构还包括两个对称布置的抽水组件，两个抽水组件分别与两个高水位报警组件连接，所述的抽水组件包括直角板，所述的直角板通过复位弹簧四与移动架连接，所述的直角板与安装平台滑动配合，所述的直角板上转动安装有中间齿轮，所述的中间齿轮位于边缘齿轮与主动齿轮之间，所述的边缘齿轮转动安装在安装平台上，且边缘齿轮与叶轮同轴连接，所述的叶轮位于抽水管内部，且所述的抽水管的一端与水箱连通。

进一步的，所述的报警调节机构还包括两个对称布置的补水组件，两个补水组件分别与两个低水位报警组件连接，所述的补水组件包括推杆，所述的推杆位于方形板的上方，且推杆与安装平台滑动配合，推杆与安装平台之间设置有复位弹簧六，所述的推杆上固定安装有挡水板，所述的挡水板与送水管滑动配合，所述的送水管的一端安装在水箱上且与水箱连通，所述的送水管的另一端位于水箱的外侧且位于安装平台的下方，送水管与水箱中的水泵连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过监测机构和报警调节机构对农田中的水位进行监测以及在水位发生变化的时候，进行及时处理，结构简单，操作方便；（2）报警调节机构中包括了高水位报警组件和低水位报警组件，能够对于水位变化的多种形式进行针对性的报警，监测功能全面，实用性强；（3）高水位报警组件和低水位报警组件上分别连接了抽水组件和补水组件，即在水位发生升高或下降的时候，能够通过不同的方式对农田中的水位进行调节，使农田水位保持稳定。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为图1另一角度结构示意图。

图3为本发明省略水箱后其余结构示意图。

图4为图3中B处局部放大结构示意图。

图5为本发明部分结构示意图一。

图6为图5另一角度结构示意图。

图7为图6中A处局部放大结构示意图。

图8为本发明部分结构剖视图一。

图9为图8中C处局部放大结构示意图。

图10为本发明部分结构剖视图二。

图11为本发明部分结构示意图二。

附图标号：1-安装平台；2-水箱；3-监测机构；301-浮标板；302-平移架；303-等腰三角板；304-竖直齿条；305-圆柱齿轮一；306-连接轴；307-圆柱齿轮二；308-大齿轮；309-指针；310-刻度板；4-报警调节机构；401-梯形块一；402-复位弹簧一；403-梯形块二；404-移动架；405-斜面一；406-斜面二；407-复位弹簧二；408-导向板；409-水平齿条；410-球头杆；411-复位弹簧三；412-锣；413-不完全齿轮；414-齿轮轴；415-主动齿轮；416-电机；417-边缘齿轮；418-中间齿轮；419-直角板；420-复位弹簧四；421-叶轮；422-抽水管；423-方形板；424-信号发射器；425-复位弹簧五；426-推杆；427-复位弹簧六；428-挡水板；429-送水管；430-蜂鸣器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例：如图1—图11所示的一种田间水位监测装置，包括安装平台1、水箱2、监测机构3和报警调节机构4；水箱2安装在安装平台1的上方。

监测机构3包括浮标板301，浮标板301放置于水面上，浮标板301上方设置有指示组件，指示组件用于显示水位的变化。

报警调节机构4包括触发组件和两个对称布置的高水位报警组件和两个对称布置的低水位报警组件，触发组件包括两个对称布置的梯形块一401，梯形块一401滑动安装在安装平台1上，且梯形块一401与安装平台1之间设置有复位弹簧一402，梯形块一401上的斜面三与等腰三角板303的侧面滑动配合，每个梯形块一401两侧分别与一个高水位报警组件和一个低水位报警组件连接。

指示组件包括刻度板310，刻度板310固定安装在安装平台1的上方，刻度板310上的一个端面上设置有刻度，与刻度所在的端面相对的一个侧面上转动安装有大齿轮308，大齿轮308上固定安装有指针309，大齿轮308与圆柱齿轮二307啮合配合，圆柱齿轮二307固定安装在连接轴306的一端，连接轴306另一端固定安装有圆柱齿轮一305，连接轴306穿过水箱2并与水箱2转动配合，圆柱齿轮一305与竖直齿条304啮合配合，竖直齿条304设置在浮标板301的上方，竖直齿条304通过驱动组件与浮标板301连接。

驱动组件包括平移架302，平移架302一端与浮标板301固定连接，平移架302另一端与竖直齿条304固定连接，且平移架302滑动安装在安装平台1上，平移架302上固定安装有等腰三角板303，等腰三角板303截面形状呈等腰三角形。

高水位报警组件包括梯形块二403、移动架404、锣412，梯形块二403固定安装在梯形块一401上，梯形块二403上设置有斜面一405，移动架404滑动安装在安装平台1上，且移动架404朝向梯形块二403的上方设置有斜面二406，斜面一405与斜面二406的坡度相同，移动架404下方固定安装有导向板408以及复位弹簧二407的一端，复位弹簧二407的另一端与安装平台1固定连接，导向板408上滑动安装有水平齿条409，水平齿条409上固定安装有球头杆410，且水平齿条409与导向板408之间设置有复位弹簧三411，复位弹簧三411远离水平齿条409的一端设置有球头，锣412固定安装在安装平台1上，球头位于锣412与水平齿条409之间，当梯形块一401向靠近梯形块一401的一侧滑动的时候，梯形块二403使移动架404带动导向板408沿着安装平台1向上滑动时，水平齿条409与驱动组件连接，通过驱动组件推动水平齿条409在导向板408上滑动，以使球头杆410上的球头触碰到锣412，发出警报。

驱动组件包括不完全齿轮413，不完全齿轮413位于导向板408的上方，且不完全齿轮413与齿轮轴414固定连接，齿轮轴414转动安装在安装平台1上，齿轮轴414与电机416的输出轴固定连接，电机416固定安装在安装平台1上。

低水位报警组件包括方形板423、蜂鸣器430，方形板423滑动安装在安装平台1上，且方形板423与安装平台1之间设置有复位弹簧五425，方形板423上朝向梯形块二403的一面设置有信号发射器424，蜂鸣器430固定安装在安装平台1上，当梯形块一401向靠近方形板423的一侧滑动的时候，梯形块一401触碰到信号发射器424，信号发射器424控制蜂鸣器430发出警报。

报警调节机构4还包括两个对称布置的抽水组件，两个抽水组件分别与两个高水位报警组件连接，抽水组件包括直角板419，直角板419通过复位弹簧四420与移动架404连接，直角板419与安装平台1滑动配合，直角板419上转动安装有中间齿轮418，中间齿轮418位于边缘齿轮417与主动齿轮415之间，边缘齿轮417转动安装在安装平台1上，且边缘齿轮417与叶轮421同轴连接，叶轮421位于抽水管422内部，且抽水管422的一端与水箱2连通。

报警调节机构4还包括两个对称布置的补水组件，两个补水组件分别与两个低水位报警组件连接，补水组件包括推杆426，推杆426位于方形板423的上方，且推杆426与安装平台1滑动配合，推杆426与安装平台1之间设置有复位弹簧六427，推杆426上固定安装有挡水板428，挡水板428与送水管429滑动配合，送水管429的一端安装在水箱2上且与水箱2连通，送水管429的另一端位于水箱2的外侧且位于安装平台1的下方，送水管429与水箱2中的水泵连接。

工作原理：将安装平台1固定在农田中，然后将浮标板301放置在农田里的水面上，对水位进行监测。

当农田中的水位升高的时候，浮标板301在水的浮力推动下会向上移动，此时与浮标板301固定连接的平移架302沿着安装平台1向上滑动，那么位于平移架302上方的等腰三角板303和竖直齿条304就会向上移动。

在竖直齿条304向上移动的过程中，与竖直齿条304啮合的圆柱齿轮一305就会转动，圆柱齿轮一305带动连接轴306在安装平台1上转动，连接轴306上远离圆柱齿轮一305的一端固定的圆柱齿轮二307就会转动，圆柱齿轮二307使得位于安装平台1外侧的大齿轮308在刻度板310上进行转动，随着大齿轮308的逆时针转动（如图3、图4），指针309就会发生转动，这样指针309就会在刻度板310的刻度上向左转过一定角度并指向某一个刻度，这样就可以反应出水位变化的量。

同时，在等腰三角板303随着平移架302向上移动的过程中，等腰三角板303的两个侧面逐渐向上移动（如图5），这样等腰三角板303的两个侧面沿着梯形块一401的两个斜面三进行滑动，并将两个梯形块一401向相互远离的方向推动，这个过程中会压缩复位弹簧一402，复位弹簧一402的作用是辅助梯形块一401的复位。在梯形块一401滑动的过程中，梯形块一401会带动梯形块二403向靠近移动架404的一侧滑动，梯形块二403上的斜面一405与移动架404上的斜面二406发生相对滑动，梯形块二403将移动架404逐渐向上抬起，移动架404沿着安装平台1向上滑动，这个过程中会压缩复位弹簧二407，复位弹簧二407的作用是辅助移动架404的复位。在移动架404向上移动的过程中，移动架404上固定安装的导向板408会带着水平齿条409一起向上移动，并且最终水平齿条409移动到与不完全齿轮413啮合的地方，此外，在移动架404向上移动的过程中，移动架404通过复位弹簧四420推动直角板419向上移动，使得转动安装在直角板419上的中间齿轮418移动到边缘齿轮417与主动齿轮415之间并三者相互啮合。此时启动电机416，使电机416的输出轴上固定连接的齿轮轴414带动主动齿轮415和不完全齿轮413转动，在不完全齿轮413转动的过程中，由于不完全齿轮413上只有一部分圆周设置有齿，所以当有齿的部分转动到与水平齿条409啮合的时候，水平齿条409被不完全齿轮413驱动在导向板408上滑动，同时球头杆410随着水平齿条409一起滑动，使球头杆410上的球头触碰到锣412，从而使锣412发出响声，提示监测人员，这个过程中复位弹簧三411会被压缩，当不完全齿轮413上没有齿的部分转动到直角板419处时，水平齿条409便不再被不完全齿轮413驱动，而是在复位弹簧三411的弹力作用下进行复位，这样球头杆410和水平齿条409就可以进行往复的运动，从而间歇的使锣412发出响声。而在主动齿轮415转动的时候，主动齿轮415通过中间齿轮418使边缘齿轮417进行转动，边缘齿轮417与位于抽水管422内部的叶轮421同轴连接，这样就可以通过叶轮421将农田中的水抽到水箱2中进行储存，这样不但将多余的水进行了收集，还避免了由于农田水位过高所带来的损害。

当农田中的水位逐渐下降的时候，浮标板301的高度会下降，那么浮标板301就会通过平移架302带动等腰三角板303和竖直齿条304一起下降。

在竖直齿条304下降的过程，竖直齿条304通过圆柱齿轮一305和连接轴306，使圆柱齿轮二307和大齿轮308转动，这样大齿轮308会带动指针309进行与高水位时方向相反的一侧转动，对水位变化的量进行显示。

在等腰三角板303向下移动的过程中，两个梯形块一401会向着相互靠近的方向移动，这样梯形块一401就会带着梯形块二403向靠近水平齿条409的一侧移动，这时梯形块一401会触碰到方形板423上的信号发射器424，方形板423在安装平台1上滑动，而信号发射器424将梯形块一401的触碰的信号经过处理传输到蜂鸣器430，使蜂鸣器430发出警报，这个过程中复位弹簧五425会被压缩，复位弹簧五425的作用是辅助信号发射器424复位。同时在梯形块二403随着梯形块一401移动的时候，梯形块二403会触碰到位于梯形块二403上方的推杆426，此时推杆426沿着安装平台1滑动，这个过程中复位弹簧六427会被压缩，复位弹簧六427的作用是辅助推杆426复位，在推杆426滑动的时候，推杆426上固定安装的挡水板428就会从送水管429中滑出，使送水管429的内部不再被隔断，此时启动水泵，水泵就可以将水箱2中储存的水从送水管429中排出，水从送水管429的下端流到农田中，对农田中的水进行补充。需要说明的是，信号发射器424通过采集信号，然后通过控制系统对信号进行转化，最终使蜂鸣器430发出警报，是现有技术，对于本领域技术人员而言是可以想到并实现的。