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盆栽自助灌溉装置的创新设计方案

日期:2020-09-01 17:28:44     浏览:17    
核心提示:将上述原理与盆栽浇灌的实际相结合,本文决定采用“虹吸原理”进行自动供水,并采用适合生物吸收水分的“半渗透膜”方式。由于“虹吸原理”需要吸管,而“半渗透膜”需要相应的实施工具,
基于物场模型的自助灌溉装置的创新设计方案

盆栽自助灌溉装置的创新设计方案
 
为了设计一种全新的装置,在本方案设计过程中,以物场模型为工具来发展设计思路,并逐步深入地展开设计。
 
首先,建立最基本的物场模型。该模型的本质含义是工具作用于产品,从而产生预定效果。这里的工具是水箱,而产品是盆栽,水箱将水传输到盆栽中,这是该装置的最基本功能,水的传递属于流场,因此原始物场模型如图3所示。

盆栽自助灌溉装置的创新设计方案
 
其次,分析此模型,流场的作用方式采用什么工作原理呢?查阅TRIZ功能表,知道该功能属于“控制液体和气体的运动”。对于该功能,实现的物理原理包括:thoms效应,伯努利定律,离心力效应,虹吸原理,半渗透膜,维森堡效应等。

盆栽自助灌溉装置的创新设计方案
 
将上述原理与盆栽浇灌的实际相结合,本文决定采用“虹吸原理”进行自动供水,并采用适合生物吸收水分的“半渗透膜”方式。由于“虹吸原理”需要吸管,而“半渗透膜”需要相应的实施工具,这里选择为半渗透膜容置袋。经过原理分析后得到的物场模型如图4所示。
 
最后,继续分析图4所示的模型中作用的可控性,知道其中的流体压力场是不可控的,因为只要水箱中有水,水流就会不断地经过半渗透膜深入到土壤中,这会导致浇水过多,因此需要改进这种作用方式。

盆栽自助灌溉装置的创新设计方案
 
这可以直接控制场或者加入其它物质的方式,经过权衡,决定采用加入一个储水箱,通过它来调节水的供给,而在储水箱与水箱之间通过反馈的方式进行控制,而储水箱和盆栽之间因为流体压力较小,这部分则通过半渗透膜进行水分吸收的控制。在改善可控性后得到的物场模型如图5所示。
 
标签: 盆栽灌溉
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