專利名稱：雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保持水位控制器處于兩穩(wěn)定狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)，屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，稻田的灌溉、水塔或者儲水池等的水位控制主要采用手動控制的方法，通過人工開啟或關(guān)閉水管的閥門來控制是否注水。這種方式需用外力旋轉(zhuǎn)閥門開關(guān)，費時費力，不能實現(xiàn)自動化控制。另有一種能夠?qū)崿F(xiàn)保持水位處于某一高度的電動控制機(jī)構(gòu)，但是這種控制機(jī)構(gòu)的缺點是需要提供電能，不利于節(jié)能。近年來，對水位自動控制機(jī)構(gòu) 研究取得了一些進(jìn)展，已經(jīng)研制出不用電能的自動控制機(jī)構(gòu)，在自動控制機(jī)構(gòu)的作用下，如果水位下降，則進(jìn)行注水，這種控制機(jī)構(gòu)的缺點是，在使用過程中，控制機(jī)構(gòu)會頻繁動作，降低了機(jī)構(gòu)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有注水控制機(jī)構(gòu)頻繁動作的缺點，本發(fā)明提出了一種不需要電能的雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)通過浮子的重力和浮子所受到的水的浮力的綜合作用帶動控制器動作，實現(xiàn)注水或停水，在注水或停水時，控制器處于穩(wěn)定的狀態(tài)。本發(fā)明消除了控制機(jī)構(gòu)的頻繁動作，實現(xiàn)了水位的自動精確控制，提高了機(jī)構(gòu)的壽命。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)主要由擺塊、支架、連接板、豎桿、浮子、搖臂、控制器、大配重塊、小配重塊組成，擺塊、大配重塊和小配重塊固結(jié)在一起，調(diào)節(jié)大配重塊或小配重塊的數(shù)量，可以調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的平衡狀態(tài)。擺塊鉸接在支架上，擺塊可以繞著鉸接點相對于支架轉(zhuǎn)動。在注水與停水狀態(tài)時，擺塊分別位于鉸接點的兩側(cè)。搖臂鉸接在支架上，浮子固定在豎桿上，豎桿與擺塊鉸接在一起，連接板的兩端分別與擺塊及搖臂鉸接，控制器的上端與搖臂鉸接在一起。當(dāng)?shù)咎?、水塔或儲水池等的水位下降到預(yù)先設(shè)定的下限水位時，浮子在重力的作用下下移，帶動豎桿下移，豎桿帶動擺塊順時針擺動，擺塊的擺動帶動連接板運動，連接板帶動搖臂順時針轉(zhuǎn)動，搖臂的重心移到鉸接點的右側(cè)，搖臂的轉(zhuǎn)動帶動控制器動作，實現(xiàn)注水。注水期間，盡管水面不斷上升，浮子所受的浮力不斷加大，但浮力對鉸接點的力矩不足以克服浮子重力對鉸接點的力矩、擺塊重力對鉸接點的力矩、控制器運動的阻力矩之和，控制器仍處于開啟的穩(wěn)定狀態(tài)，即始終保持注水狀態(tài)，直到水位上升到預(yù)先設(shè)定的上限水位。當(dāng)水位上升到預(yù)先設(shè)定的上限水位時，浮子所受到的浮力對鉸接點的力矩大于浮子重力對鉸接點的力矩、擺塊重力對鉸接點的力矩、控制器運動的阻力矩之和，此時，浮子上移，帶動豎桿上移，豎桿帶動擺塊逆時針擺動，擺塊的重心移到鉸接點的左側(cè)，擺塊的擺動帶動連接板運動，連接板又帶動搖臂逆時針轉(zhuǎn)動，搖臂的轉(zhuǎn)動帶動控制器動作，實現(xiàn)了自動停水。停水期間，當(dāng)?shù)咎?、水塔或者儲水池等的水面不斷下降時，浮子所受的浮力不斷減小，但浮子重力對鉸接點的力矩不足以克服浮子浮力對鉸接點的力矩、擺塊重力對鉸接點的力矩、控制器運動的阻力矩之和，控制器仍處于關(guān)閉的穩(wěn)定狀態(tài)，即始終保持停水狀態(tài)，直到水位下降到預(yù)先設(shè)定的下限水位。本發(fā)明專利的有益效果是實現(xiàn)了在水位上升到預(yù)先設(shè)定的上限水位時，自動注水；在水位下降到預(yù)先設(shè)定的下限水位時，自動停水。并且具有不需要電能、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、使用方便、機(jī)構(gòu)壽命高的特點。


圖I注水狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)示意圖。圖2停水狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)示意圖。圖中1、擺塊，2、支架，3、連接板，4、豎桿，5、浮子，6、搖臂，7、控制器，8、大配重塊， 9、小配重塊。
具體實施例方式雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)主要由擺塊I、支架2、連接板3、豎桿4、浮子5、搖臂6、控制器7、大配重塊8、小配重塊9組成，擺塊I、大配重塊8和小配重塊9固結(jié)在一起，擺塊I在A點鉸接在支架2上，擺塊I可以繞著A相對于支架2轉(zhuǎn)動，搖臂6在B點鉸接在支架2上，搖臂6可以繞著B相對于支架2轉(zhuǎn)動，浮子5固定在豎桿4上，豎桿4與擺塊I鉸接在一起，連接板3的兩端分別與擺塊I及搖臂6鉸接，控制器7的上端與搖臂6鉸接在一起。當(dāng)?shù)咎?、水塔或者儲水池等的水位下降到預(yù)先設(shè)定的下限水位時 ，浮子5在重力的作用下下移，帶動豎桿4下移，豎桿4帶動擺塊I順時針擺動，擺塊I的擺動帶動連接板3運動，連接板3帶動搖臂6順時針轉(zhuǎn)動，搖臂6的重心移到鉸接點A的右側(cè)，搖臂6的轉(zhuǎn)動帶動控制器7動作，實現(xiàn)注水。注水期間，盡管水面不斷上升，浮子5所受的浮力不斷加大，但浮子5的浮力對鉸接點A的力矩不足以克服浮子5的重力對鉸接點A的力矩、擺塊I的重力對鉸接點A的力矩、控制器7運動的阻力矩之和，控制器7仍處于開啟的穩(wěn)定狀態(tài)，即始終保持注水狀態(tài)，直到水位上升到預(yù)先設(shè)定的上限水位。當(dāng)水位上升到預(yù)先設(shè)定的上限水位時，浮子5所受到的浮力對鉸接點A的力矩大于浮子5的重力對鉸接點A的力矩、擺塊I的重力對鉸接點A的力矩、控制器7運動的阻力矩之和，此時，浮子5上移，帶動豎桿4上移，豎桿4帶動擺塊I逆時針擺動，擺塊I的重心移到鉸接點A的左側(cè)，擺塊I的擺動帶動連接板3運動，連接板3又帶動搖臂6逆時針轉(zhuǎn)動，搖臂6的轉(zhuǎn)動帶動控制器7動作，實現(xiàn)了自動停水。停水期間，當(dāng)?shù)咎铩⑺蛘邇λ氐鹊乃娌粩嘞陆禃r，浮子5所受的浮力不斷減小，但浮子5的重力對鉸接點A的力矩不足以克服浮子5的浮力對鉸接點A的力矩、擺塊I的重力對鉸接點A的力矩、控制器7運動的阻力矩之和，控制器7仍處于關(guān)閉的穩(wěn)定狀態(tài)，即始終保持停水狀態(tài)，直到水位下降到預(yù)先設(shè)定的下限水位。實現(xiàn)了在水位上升到預(yù)先設(shè)定的上限水位時，自動注水；在水位下降到預(yù)先設(shè)定的下限水位時，自動停水。
權(quán)利要求
1.一種雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)，由擺塊、支架、連接板、豎桿、浮子、搖臂、控制器、大配重塊、小配重塊組成，其特征是擺塊鉸接在支架上，搖臂鉸接在支架上，浮子固定在豎桿上，豎桿與擺塊鉸接在一起，連接板的兩端分別與擺塊及搖臂鉸接，控制器的上端與搖臂鉸接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)，其特征是在注水和停水狀態(tài)，擺塊分別位于鉸接點的兩側(cè)。
全文摘要
一種保持水位控制閥處于兩穩(wěn)定狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)，屬于自動控制裝置的領(lǐng)域，由擺塊、支架、連接板、豎桿、浮子、搖臂、控制器、大配重塊、小配重塊組成。擺塊鉸接在支架上，在注水和停水狀態(tài)，擺塊分別位于鉸接點的兩側(cè)，搖臂鉸接在支架上，浮子固定在豎桿上，豎桿與擺塊鉸接在一起，連接板的兩端分別與擺塊及搖臂鉸接，控制器的上端與搖臂鉸接在一起，浮子固定在豎桿上，豎桿與擺塊鉸接在一起，連接板的兩端分別與擺塊及搖臂鉸接，控制器的上端與搖臂鉸接在一起。在注水或者停水時，雙穩(wěn)態(tài)自動注水控制機(jī)構(gòu)的控制器始終保持穩(wěn)定的狀態(tài)。
文檔編號G05D9/12GK102778902SQ20111012032
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者張士軍, 張明勤, 張瑞軍 申請人:山東建筑大學(xué)