本实用新型专利技术旨在提供一种模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，包括底座、安装架、储雨分流槽、安装台、电磁阀、降雨模拟板、舵机、托架、地形槽放置盒、地形槽、渗水收集盘、水泵。本实用新型专利技术能够模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置克服现有技术的设计缺陷，具有设计科学合理，模拟真实，使用方便，便于维护等特点。
【技术实现步骤摘要】
模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置
本技术涉及模拟自然环境变化教学领域，具体涉及一种模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置。
技术介绍
小学科学课教科版五年级上册《雨水对土地的侵蚀》课文。土壤和雨水是该课程的主题。基于课文对这一自然现象描述不够直观，现有技术有出现了一些为辅助学生认知雨水土壤侵蚀产生影响而设计的教学教具。但是，现有技术的侵蚀地表演示仪存在较多的问题，其一般是通过水泵喷水模拟下雨降水的情形，和自然中真实的重力影响存在较大差异。而在对流经地表的降水进行回收时，没有过滤装置，雨水对不同地形产生的侵蚀会携带部分泥沙或者土壤，这时候回流容易损伤回流泵，损坏实验教具。而且，现有技术中没有合理的坡度的调整结构设计。因此，为了更好的对该课程进行教学，需要一种设计更为合理，模拟更为真实的实验教具。
技术实现思路
本技术旨在提供一种模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，该循环演示装置能够模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置克服现有技术的设计缺陷，具有设计科学合理，模拟真实，使用方便，便于维护等特点。本技术的技术方案如下：所述的模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，包括底座、安装架、储雨分流槽、安装台、电磁阀、降雨模拟板、舵机、托架、地形槽放置盒、地形槽、渗水收集盘、水泵；所述的安装架和安装台分别设于底座上，所述的储雨分流槽设于安装架的顶端，所述的安装架的下部内设有水泵；所述的舵机设于安装台上，其输出轴水平设置，舵机的输出轴的末端与托架的一个侧壁垂直固定连接；所述的地形槽放置盒置于托架上，地形槽放置盒为上端开口的中空盒体，所述的地形槽置于地形槽放置盒上端，并整体覆盖地形槽放置盒的上端开口；在舵机驱动下，托架带着其上的地形槽放置盒转动，使得地形槽能够至于不同的坡度；所述的储雨分流槽的底部高度高于降雨模拟板的高度，储雨分流槽的底部通过管路与降雨模拟板的顶端连接，该管路上设有电磁阀；所述的降雨模拟板置于地形槽的正上方，其正投影整体覆盖地形槽区域，降雨模拟板的下底面间隔均匀设有多个雨水孔；所述的地形槽放置盒的任一侧面的底部设有渗水槽；所述的渗水收集盘设于底座上，位于地形槽放置盒的下方，整体覆盖整个地形槽放置盒区域，接收降雨模拟板以及从地形槽放置盒的渗水槽中流出的水；所述的渗水收集盘任一侧壁的底部通过管路与水泵的进口连接，水泵的出口经过管路与储雨分流槽的上部连通。所述的储雨分流槽、安装台、电磁阀、降雨模拟板、舵机、托架、地形槽放置盒、地形槽、渗水收集盘、水泵分别设置有两套，所述的安装架设于底座后侧的中部，所述的两个储雨分流槽沿左右方向并排设于安装架顶部，所述的两个安装台沿左右方向间隔设于底座前侧的中部，左侧安装台上的舵机输出轴向左水平伸出，右侧安装台上的舵机输出轴向右水平伸出；所述的地形槽放置盒、地形槽、渗水收集盘、降雨模拟板相对应左右设置。所述的两个安装台之间设有电磁阀台，所述的电磁阀台的顶端设有两组电磁阀，每组电池阀分别对应储雨分流槽，位于该储雨分流槽与其对应的降雨模拟板之间的管路上。所述的地形槽的上表面后端设有拉手所述的地形槽的形状对应地形槽放置盒的内壁截面形状；所述的地形槽放置盒内侧壁的上部设有一圈卡板，用于托住地形槽，使得地形槽置于地形槽放置盒上端。所述的模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，还包括按键模块，所述的按键模块与电磁阀、舵机和水泵电连接；所述的按键模块设有多个按键，与电磁阀、舵机和水泵一一对应，控制电磁阀、舵机和水泵的开启和关闭，以及舵机的正转和反转。所述的模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，还包括显示屏和计时模块，所述的计时模块分别与显示屏和电磁阀电连接，计算电磁阀开启的时间并传输至显示屏显示出来。所述的模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，还包括水位传感器，所述的水位传感器设于储雨分流槽内，与显示屏电连接，用于测试储雨分流槽内的雨水高度，并通过显示屏显示出来。所述的模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，还包括控制器和水位传感器，所述的控制器分别与水位传感器和显示屏18电连接，所述的水位传感器设于储雨分流槽3内，用于测试储雨分流槽3内的雨水高度，并通过控制器解码传输至显示屏显示出来。所述的显示屏的型号可采用蓝屏IIC/I2C2004LCD2004液晶屏模块，所述的计时模块的型号可采用DS1307DS130N时钟电路/计时-实时时钟串口，所述的水位传感器型号可采用WaterSensorfor水分、液滴、水深检测。所述的控制器型号可采用：Arduino控制器。所述的地形槽10上表面的中间设有无线湿度传感器19，所述的无线湿度传感器19与控制器无线连接，检测地形槽10上覆盖的土壤的湿度并传输至控制器，经控制器解码传输至显示屏18显示出来。所述的无线湿度传感器19的型号可采用Risym土壤湿度传感器，经由按键模块发送信号至控制器，控制器发出无线信号控制无线湿度传感器19启动。本技术的工作过程如下：先在储雨分流槽中装入雨水，调节储雨水分流槽中雨水的高度，对模拟降雨强度进行控制。然后在地形槽上表面上覆盖泥土，然后将地形槽装入地形槽放置盒上，将地形槽放置盒置于托架上，通过按键启动舵机转动，使得地形槽置于合适的角度，通过按键打开电磁阀，储雨分流槽中的雨水在重力作用下流道降雨模拟板中，经过降雨模拟板下底面的雨水孔流出，形成模拟降雨，降落至地形槽上的泥土表面上。地形槽中部的无线湿度传感器测试实时湿度，同时计时模块计时，在显示屏上显示出来，展示给学生看时间和土壤湿度的关系，并且同时能够体现出坡度关系。通过设置雨水分流槽中水位的上下限，当水位降到下限位置时，人工按键启动水泵循环，将渗水收集盘中积蓄的雨水输送回储雨分流槽中，直至水位达到上限值，保持储雨分流槽中雨水水位相对稳定。本技术通过水位传感器检测雨水分流槽中的水位，通过初始水位的上下限设置和人工控制水泵循环对水位进行控制，从而对模拟降雨强度在进行控制调节。或者，在本技术结构的基础上，加上自动控制器，自动控制水泵循环，实现对水位的自动控制。本技术设置了两套集成的模拟设备，能够形成典型的实验、对照组同步演示，更加便于学生进行实验观察。本技术实时显示雨水下渗的时间和土壤的湿度读数，可更直观辅助实验操作者观察不同地形对雨水侵蚀的影响快慢。本技术的地形槽坡度倾斜角度可控制，能够更好地模拟不同坡度下受雨水侵蚀情况，在泥土上还可以方便的覆盖需要的植物，进一步扩大模拟实验范围。本技术能同步完成雨水对土地侵蚀的三个要素，水流大小、不同地形、不同坡度、有无植被覆盖的实验操作，且雨水可回流过滤循环使用，设计更为科学合理，使用和维护也非常方便。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的雨水循环结构示意图；图3为本技术的地形槽放置盒的结构示意；图中各部分名称及标号如下：1为底座，2为安装架，3为储雨分流槽，4为安装台，5为电磁阀，6为降雨模拟板，7为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，包括底座（1）、安装架（2）、储雨分流槽（3）、安装台（4）、电磁阀（5）、降雨模拟板（6）、舵机（7）、托架（8）、地形槽放置盒（9）、地形槽（10）、渗水收集盘（11）、水泵（12）；其特征在于：/n所述的安装架（2）和安装台（4）分别设于底座（1）上，所述的储雨分流槽（3）设于安装架（2）的顶端，所述的安装架（2）的下部内设有水泵（12）；所述的舵机（7）设于安装台（4）上，其输出轴水平设置，舵机（7）的输出轴的末端与托架（8）的一个侧壁垂直固定连接；所述的地形槽放置盒（9）置于托架（8）上，地形槽放置盒（9）为上端开口的中空盒体，所述的地形槽（10）置于地形槽放置盒（9）上端，并整体覆盖地形槽放置盒（9）的上端开口；在舵机（7）驱动下，托架（8）带着其上的地形槽放置盒（9）转动，使得地形槽（10）能够至于不同的坡度；/n所述的储雨分流槽（3）的底部高度高于降雨模拟板（6）的高度，储雨分流槽（3）的底部通过管路与降雨模拟板（6）的顶端连接，该管路上设有电磁阀（5）；所述的降雨模拟板（6）置于地形槽（10）的正上方，其正投影整体覆盖地形槽（10）区域，降雨模拟板（6）的下底面间隔均匀设有多个雨水孔；/n所述的地形槽放置盒（9）的任一侧面的底部设有渗水槽（13）；所述的渗水收集盘（11）设于底座（1）上，位于地形槽放置盒（9）的下方，整体覆盖整个地形槽放置盒（9）区域，接收降雨模拟板（6）以及从地形槽放置盒（9）的渗水槽（13）中流出的水；/n所述的渗水收集盘（11）任一侧壁的底部通过管路与水泵（12）的进口连接，水泵（12）的出口经过管路与储雨分流槽（3）的上部连通。/n...
【技术特征摘要】
1.一种模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，包括底座（1）、安装架（2）、储雨分流槽（3）、安装台（4）、电磁阀（5）、降雨模拟板（6）、舵机（7）、托架（8）、地形槽放置盒（9）、地形槽（10）、渗水收集盘（11）、水泵（12）；其特征在于：
所述的安装架（2）和安装台（4）分别设于底座（1）上，所述的储雨分流槽（3）设于安装架（2）的顶端，所述的安装架（2）的下部内设有水泵（12）；所述的舵机（7）设于安装台（4）上，其输出轴水平设置，舵机（7）的输出轴的末端与托架（8）的一个侧壁垂直固定连接；所述的地形槽放置盒（9）置于托架（8）上，地形槽放置盒（9）为上端开口的中空盒体，所述的地形槽（10）置于地形槽放置盒（9）上端，并整体覆盖地形槽放置盒（9）的上端开口；在舵机（7）驱动下，托架（8）带着其上的地形槽放置盒（9）转动，使得地形槽（10）能够至于不同的坡度；
所述的储雨分流槽（3）的底部高度高于降雨模拟板（6）的高度，储雨分流槽（3）的底部通过管路与降雨模拟板（6）的顶端连接，该管路上设有电磁阀（5）；所述的降雨模拟板（6）置于地形槽（10）的正上方，其正投影整体覆盖地形槽（10）区域，降雨模拟板（6）的下底面间隔均匀设有多个雨水孔；
所述的地形槽放置盒（9）的任一侧面的底部设有渗水槽（13）；所述的渗水收集盘（11）设于底座（1）上，位于地形槽放置盒（9）的下方，整体覆盖整个地形槽放置盒（9）区域，接收降雨模拟板（6）以及从地形槽放置盒（9）的渗水槽（13）中流出的水；
所述的渗水收集盘（11）任一侧壁的底部通过管路与水泵（12）的进口连接，水泵（12）的出口经过管路与储雨分流槽（3）的上部连通。
2.如权利要求1所述的模拟雨水对土地侵蚀的循环演示装置，其特征在于：所述的储雨分流槽（3）、安装台（4）、电磁阀（5）、降雨模拟板（6）、舵机（7）、托架（8）、地形槽放置盒（9）、地形槽（10）、渗水收集盘（11）、水泵（12）分别设置有两套，所述的安装架（2）设于底座（1）后侧的中部，所述的两个储雨分流槽（3）沿左右方向并排设于安装架（2）顶部，所述的两个安装台（4）沿左右方向间隔设于底座（1）前侧的中部，左侧安装台（4）上的舵机（7）输出轴向左水平伸出，右侧安装台（4）上的舵机（7）输出轴向右水平伸出；所述的地形槽放置盒（9）、地形槽（10）、渗水收集盘（11）、降雨模拟板（6）相对应左右设置。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：都基毅，
申请(专利权)人：都基毅，
类型：新型
国别省市：广西;45
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