專利名稱：地上、地下螺旋式梯田的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水稻、小麥、蔬菜、水果等農(nóng)作物種植的螺旋式框架，具體地說(shuō)是一種地上、地下螺旋式梯田。
背景技術(shù)：
目前不論是無(wú)土栽培框架還是有土栽培框架，都有四個(gè)致命缺點(diǎn):一是大多只適合種植蔬菜、水果、花卉等非糧食作物，這對(duì)提高我國(guó)的糧食產(chǎn)量，解決糧食危機(jī)沒(méi)有多大幫助；二是大多采用托盤式栽培或?qū)盈B式種植，這種框架結(jié)構(gòu)極不利于大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)、收割和管理(目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有托盤-層疊式、90垂直貼壁式、圓柱體旋轉(zhuǎn)-層疊式等作物栽培框架)；三是沒(méi)有任何一種框架能夠把骨架結(jié)構(gòu)和輸水管網(wǎng)合為一體，這不利于自動(dòng)灌溉，同時(shí)抗震能力也極差；四是沒(méi)有任何一種框架能夠在大規(guī)模戰(zhàn)爭(zhēng)，尤其是核戰(zhàn)爭(zhēng)條件下繼續(xù)種植。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能大規(guī)模擴(kuò)大土地面積且能進(jìn)行糧食作物種植、實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)和自動(dòng)化管理、骨架和輸水管網(wǎng)融為一體，具有極強(qiáng)的抗震能力的地上、地下螺旋式梯田。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的地上螺旋式梯田，包括一根設(shè)置在水平地面上并可由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的中空軸，中空軸上設(shè)置有螺旋面，螺旋面上設(shè)置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面的上部設(shè)置有安裝在中空軸上的蓄水槽，蓄水槽下方連接有出水管，出水管與可對(duì)種植田塊進(jìn)行供水的供水管道連接。所述蓄水槽底部外圍設(shè)置有種植喜水作物的種植槽，所述蓄水槽與種植槽之間連接有上出水管，種植槽與供水管道之間連接有下出水管。所述供水管道包括一個(gè)沿螺旋面的邊緣設(shè)置的主管道，還包括從主管道向種植田塊中心延伸的分支管道，分支管道的末端連接到中空軸上，各個(gè)分支管道之間還設(shè)置有與各個(gè)分支管道形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)連接管道，內(nèi)連接管道上設(shè)置有向種植田塊供水的供水裝置。所述中空軸的頂部設(shè)置有用于太陽(yáng)能發(fā)電并可轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)能電池板。所述中空軸的中心設(shè)置有向蓄水槽內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水的補(bǔ)水管路。所述螺旋面的外圍套有薄膜。一種地下螺旋式梯田，包括固定安裝在地面以下的中空軸，中空軸上設(shè)置有螺旋面，螺旋面上設(shè)置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面的上部設(shè)置有安裝在中空軸上的蓄水槽，蓄水槽上方連接有位于地面以上的拋物面型集水一集光裝置，集水一集光裝置內(nèi)壁為光反射面，光反射面的焦點(diǎn)位置設(shè)置有光傳導(dǎo)入口，光傳導(dǎo)系統(tǒng)把從光傳導(dǎo)入口進(jìn)入的光源引導(dǎo)到地下并將光源分配到各塊不同的種植田塊上，蓄水槽下有出水管，出水管與可對(duì)種植田塊進(jìn)行供水的供水管道連接。[0011]所述蓄水槽底部外圍設(shè)置有種植喜水作物的種植槽，所述蓄水槽與種植槽之間連接有上出水管，種植槽與供水管道之間連接有下出水管。所述供水管道包括一個(gè)沿螺旋面的邊緣設(shè)置的主管道，還包括從主管道向種植田塊中心延伸的分支管道，分支管道的末端連接到中空軸上，各個(gè)分支管道之間還設(shè)置有與各個(gè)分支管道形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)連接管道，內(nèi)連接管道上設(shè)置有向種植田塊供水的供水
>J-U裝直。所述中空軸的中心設(shè)置有向蓄水槽內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水的補(bǔ)水管路。采用上述的結(jié)構(gòu)后，由于設(shè)置的可由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的中空軸以及中空軸上設(shè)置的分布有種植田塊的螺旋面，采用轉(zhuǎn)動(dòng)式以獲得均勻的陽(yáng)光照射，由此設(shè)置能夠利用最小的空間獲得最多的土地面積和最充分的陽(yáng)光照射，進(jìn)行糧食作物種植，并實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)和自動(dòng)化管理；主管道沿螺旋面的邊緣設(shè)置將骨架和輸水管網(wǎng)融為一體，整體式框架結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的抗震能力；同時(shí)本實(shí)用新型中設(shè)置的位于地下的地下層式梯田，采用固定式并以大型曲面反光系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)償陽(yáng)光的不足，滿足了地下條件的種植需求，具有抗擊核戰(zhàn)爭(zhēng)的功能。

圖1為本實(shí)用新型的地上螺旋式梯田結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的地下螺旋式梯田結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型的地上、地下螺旋式梯田作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一:如圖1所示，本實(shí)用新型的地上螺旋式梯田其核心部分是由空心管(空心管由空心鋼管或鋁合金管制成)構(gòu)筑而成的“結(jié)構(gòu)骨架”即中空軸2，由混凝土澆注(或磚塊堆砌或塑料版拼接)而成的支撐層，即螺旋面，以及大約30-35cm厚的土壤層，即種植田塊組成的人造梯田，具體結(jié)構(gòu)為:中空軸2可由動(dòng)力裝置I驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，中空軸2上設(shè)置有螺旋面3，螺旋面3螺旋面3上設(shè)置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面3可以采用三種結(jié)構(gòu):一是混凝土結(jié)構(gòu)；即直接在中空軸2上用細(xì)鋼絲織成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，然后在上面澆注一層IOcm左右的混凝土 ；二是空心磚結(jié)構(gòu)，即在中空軸2上把許多空心磚平鋪，然后再用少量的水泥兩面抹平；三是塑料版拼接式，采用強(qiáng)度高、抗腐蝕的硬質(zhì)塑料板，象拼積木一樣把它們拼接起來(lái)并固定于中空軸2上，形成塑料螺旋面；當(dāng)然無(wú)論是哪一種結(jié)構(gòu)，其螺旋面3的表面都要做成瓦輪狀或鋸齒狀(梯田最上端的水平層除外)，這樣可以防止土壤滑落，也可防止土壤層底部的水快速下滑或滲漏；螺旋面3的上方設(shè)置有安裝在中空軸I上的蓄水槽4，主要用來(lái)收集雨水并作為蓄水、儲(chǔ)水功用，蓄水槽4最好用透明的有機(jī)玻璃制成，這樣不會(huì)擋住陽(yáng)光；蓄水槽4下方連接有出水管，出水管與可對(duì)種植田塊進(jìn)行供水的供水管道連接，供水管道包括一個(gè)沿螺旋面的邊緣設(shè)置的主管道6，主管道6也由旋轉(zhuǎn)的空心鋼管組成，還包括從主管道6向種植田塊中心延伸的分支管道7，分支管道7的末端連接到中空軸上，各個(gè)分支管道7之間還設(shè)置有與各個(gè)分支管道7形成網(wǎng)格狀的內(nèi)連接管道17，內(nèi)連接管道17上設(shè)置有向種植田塊供水的供水裝置8，供水裝置8的上端可以做成小型球形噴水器，水可以從中空軸2、主管道6、分支管道7、內(nèi)連接管道17以及供水裝置8最終通過(guò)供水裝置8上端的小型球形噴水器噴射到土壤層上面。中空軸2的頂部設(shè)置有用于太陽(yáng)能發(fā)電并可轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)能電池板10，所發(fā)的電用來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)工作(用于整個(gè)裝置的旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)灌溉，干旱時(shí)的抽水等；可轉(zhuǎn)動(dòng)的電池板的優(yōu)點(diǎn)是在高溫干旱季節(jié)，既可以發(fā)電，又可以作為雨水收集器的蓋子蓋住它，以防止水分快速蒸發(fā)，陰雨天氣則通過(guò)自動(dòng)控制裝置使電池板旋轉(zhuǎn)90度垂直放置，以提高收集雨水的效率；中空軸的中心設(shè)置有向蓄水槽4內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水的補(bǔ)水管路9，可以將地下水向上輸送到蓄水槽4內(nèi)，由此在極端干旱少雨季節(jié)，如果蓄水池中的水量過(guò)少，單純利用雨水來(lái)灌溉作物無(wú)法滿足需要時(shí)，可以由地面上的水泵或通過(guò)其他管道把水壓送上去，以補(bǔ)償天然雨水的不足；另外，在極端干旱的地區(qū)，如果生活用水極度緊張，而雨水收集器中有較多水量時(shí)，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾裝置，把池中的水引到下面的輸水管道供人飲用。同時(shí)本實(shí)用新型的地上螺旋式梯田還可以在蓄水槽4底部外圍設(shè)置有種植喜水植物的種植槽15，此時(shí)，可以將出水管分為蓄水槽4與種植槽15之間連接的上出水管14、種植槽15與供水管道之間連接的下出水管13兩部分，上出水管14為種植槽15內(nèi)的喜水植物灌溉用水管,主要用于種植槽15內(nèi)的水稻等作物的灌溉；種植槽15的半徑應(yīng)略大于雙螺旋梯田的螺旋半徑，這樣做可以起到遮擋作用，防止夏季雨量過(guò)大、過(guò)急時(shí)，把螺旋型梯田中的土壤沖刷掉；中空軸2的頂端設(shè)置有自動(dòng)控制閥門和過(guò)濾網(wǎng)，使蓄水池中的水能夠自動(dòng)從中空軸2的(外管和內(nèi)管之間的)環(huán)形區(qū)域向下流動(dòng)，通過(guò)設(shè)置一定的參數(shù)，可以定期打開(kāi)閥門，把蓄水池中的水引到主管道6內(nèi)，再由它引到分支管道7、內(nèi)連接管道17以及供水裝置8內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴水灌溉，種植槽15的面積是可變的，可以根據(jù)不同的地區(qū)，適當(dāng)增大和縮小。如長(zhǎng)江中下游地區(qū)，雨量十分充沛，圓環(huán)形水稻種植區(qū)的面積可以做得很大。在北方干旱少雨地區(qū)，水稻種植區(qū)的面積可以做得很小甚至完全取消。這樣可以極大地提高雨水收集的效率，大大增加儲(chǔ)水量(此時(shí)蓄水池可以用普通的磚頭或鐵皮制作而無(wú)需用透明玻璃)。同時(shí)，由于太陽(yáng)能電池板的面積也跟著增大，所以發(fā)電量也增大許多！梯田的中部(真正的螺旋梯田)主要種植小麥、玉米、薯類、蔬菜、水果、花卉以及棉花等非稻谷類植物(它們需要的水量不多)，最上部種植水稻。注意梯田正中間可以留50cm寬的地方種植一些草坪，以利于人員和小型機(jī)械上下自由爬坡，兩邊種植農(nóng)作物。上述的地上螺旋式梯田，在嚴(yán)寒的冬季，可以在螺旋面外套一個(gè)塑料薄膜16，變成一個(gè)溫室大棚系統(tǒng)。薄膜的形狀類似于圓頂蚊帳，從太陽(yáng)能電池板下面開(kāi)始，一直套到最下面，它可以通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)放下或收起，對(duì)于大型固定螺旋式梯田來(lái)說(shuō)，在冬季，太陽(yáng)光傾斜程度較大，這樣，種植在層式梯田北邊的部分植物受光就比較少，為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，可以在梯田的北邊(離開(kāi)它一定距離)設(shè)置一個(gè)大型曲面反光鏡，其形狀類似降落傘，具體的形狀可以根據(jù)實(shí)際需要作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。它可以把上部的光反射到梯田的下部，中部的光反射到梯田的中部，下部的光反射到梯田的上部，把東南邊射來(lái)的光反射到梯田的西下部，而把西南邊射來(lái)的光反射到梯田的東下部，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省成本，便于調(diào)節(jié)。不必在每一層內(nèi)都用許多平面反光鏡反射或用很多導(dǎo)光管導(dǎo)光。曲面反光鏡可以用金屬支架把它和整個(gè)梯田系統(tǒng)的最上端固定在一起，放置在梯田系統(tǒng)最上端北邊的左上方。大規(guī)模核戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，地上所有的一切都會(huì)被摧毀，空氣、水、土壤以及農(nóng)作物都會(huì)受到嚴(yán)重污染。在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，水不能喝，糧食不能吃。為應(yīng)對(duì)這種最壞的情況，除了做好深挖洞、廣積糧以及重要戰(zhàn)略物資的儲(chǔ)備之外，還可采用地下螺旋式梯田。如圖2所示，本實(shí)用新型的地下螺旋式梯田基本結(jié)構(gòu)和本實(shí)用新型地上螺旋式梯田的結(jié)構(gòu)基本相同，它具體的結(jié)構(gòu)為:包括固定安裝在地面以下的中空軸2，中空軸2上設(shè)置有螺旋面3，螺旋面3上設(shè)置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面3的上部設(shè)置有安裝在中空軸2上的蓄水槽4，蓄水槽4上方連接有位于地面以上的拋物面型集水一集光裝置11，雨天收集雨水，晴天聚集陽(yáng)光，拋物面型集水一集光裝置可稍微向南傾斜一些，這樣可提高聚光效率，集水一集光裝置11內(nèi)壁為光反射面，光反射面的焦點(diǎn)位置設(shè)置有光傳導(dǎo)入口，光傳導(dǎo)系統(tǒng)12把從光傳導(dǎo)入口進(jìn)入的光源引導(dǎo)到地下并將光源分配到各塊不同的種植田塊上，蓄水槽4下有出水管，出水管與可對(duì)種植田塊進(jìn)行供水的供水管道連接，蓄水槽4底部外圍設(shè)置有種植喜水作物的種植槽15，蓄水槽4與種植槽15之間連接有上出水管14，種植槽15與供水管道之間連接有下出水管13，供水管道包括一個(gè)沿螺旋面的邊緣設(shè)置的主管道6，還包括從主管道6向種植田塊中心延伸的分支管道7，分支管道7的末端連接到中空軸2上，各個(gè)分支管道7之間還設(shè)置有與各個(gè)分支管道7形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)連接管道17，內(nèi)連接管道17上設(shè)置有向種植田塊供水的供水裝置8，中空軸的中心設(shè)置有向蓄水槽4內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水的補(bǔ)水管路9，可通過(guò)采集地下水來(lái)補(bǔ)償雨水的不足(在地下一定深度，水會(huì)自動(dòng)冒出，壓力足夠大時(shí)甚至不需要水泵壓送就能自動(dòng)輸送到系統(tǒng)的每一層)，本實(shí)用新型的地下螺旋式梯田也可設(shè)置在靠近地上某一河流附近，通過(guò)一個(gè)水管直接從地上河流取水。但是在一些崇山峻嶺以及遠(yuǎn)離河流處，這樣的設(shè)想無(wú)法實(shí)現(xiàn)。由此可見(jiàn)，采用本實(shí)用新型上述的兩種方式，摒棄了傳統(tǒng)的采用生物學(xué)方法提高糧食單產(chǎn)的思路，采用了物理化學(xué)手段和仿生學(xué)的方法，大幅度提高了我國(guó)糧食作物種植面積，從而達(dá)到提高糧食總產(chǎn)的目的，其中，實(shí)施例一的地上螺旋式梯田，主要解決和平時(shí)期的糧食危機(jī)，實(shí)施例二的地下螺旋式梯田，主要解決戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的糧食問(wèn)題。
權(quán)利要求1.一種地上螺旋式梯田，其特征在于:包括一根設(shè)置在水平地面上并可由動(dòng)力裝置(1)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的中空軸(2)，中空軸(2)上設(shè)置有螺旋面(3)，螺旋面(3)上設(shè)置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面(3)的上部設(shè)置有安裝在中空軸(2)上的蓄水槽(4)，蓄水槽(4)下方連接有出水管，出水管與可對(duì)種植田塊進(jìn)行供水的供水管道連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的地上螺旋式梯田，其特征在于:所述蓄水槽(4)底部外圍設(shè)置有種植喜水作物的種植槽(15)，所述蓄水槽(4)與種植槽(15)之間連接有上出水管(14)，種植槽(15)與供水管道之間連接有下出水管(13)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的地上螺旋式梯田，其特征在于:所述供水管道包括一個(gè)沿螺旋面的邊緣設(shè)置的主管道(6)，還包括從主管道(6)向種植田塊中心延伸的分支管道(7 )，分支管道(7 )的末端連接到中空軸(2 )上，各個(gè)分支管道(7 )之間還設(shè)置有與各個(gè)分支管道(7)形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)連接管道(17)，內(nèi)連接管道(17)上設(shè)置有向種植田塊供水的供水裝置(8)。
4.按照權(quán)利要求1所述的地上螺旋式梯田，其特征在于:所述中空軸(2)的頂部設(shè)置有用于太陽(yáng)能發(fā)電并可轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)能電池板(10 )。
5.按照權(quán)利要求1所述的地上螺旋式梯田，其特征在于:所述中空軸的中心設(shè)置有向蓄水槽(4)內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水的補(bǔ)水管路(9)。
6.按照權(quán)利要求1所述的地上螺旋式梯田，其特征在于:所述螺旋面(3)的外圍套有薄膜(16)。
7.一種地下螺旋式梯田，其特征在于:包括固定安裝在地面以下的中空軸(2)，中空軸(2)上設(shè)置有螺旋面(3)，螺旋面(3)上設(shè)置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面(3)的上部設(shè)置有安裝在中空軸(2 )上的蓄水槽(4 )，蓄水槽(4 )上方連接有位于地面以上的拋物面型集水一集光裝置(11)，集水一集光裝置(11)內(nèi)壁為光反射面，光反射面的焦點(diǎn)位置設(shè)置有光傳導(dǎo)入口，光傳導(dǎo)系統(tǒng)(12)把從光傳導(dǎo)入口進(jìn)入的光源引導(dǎo)到地下并將光源分配到各塊不同的種植田塊上，蓄水槽(4)下有出水管，出水管與可對(duì)種植田塊進(jìn)行供水的供水管道連接。
8.按照權(quán)利要求7所述的地下螺旋式梯田，其特征在于:所述蓄水槽(4)底部外圍設(shè)置有種植喜水作物的種植槽(15)，所述蓄水槽(4)與種植槽(15)之間連接有上出水管(14)，種植槽(15)與供水管道之間連接有下出水管(13)。
9.按照權(quán)利要求7所述的地下螺旋式梯田，其特征在于:所述供水管道包括一個(gè)沿螺旋面的邊緣設(shè)置的主管道(6)，還包括從主管道(6)向種植田塊中心延伸的分支管道(7)，分支管道(7 )的末端連接到中空軸(2 )上，各個(gè)分支管道(7 )之間還設(shè)置有與各個(gè)分支管道(7)形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)連接管道(17)，內(nèi)連接管道(17)上設(shè)置有向種植田塊供水的供水裝置(8)。
10.按照權(quán)利要求7所述的地下螺旋式梯田，其特征在于:所述中空軸的中心設(shè)置有向蓄水槽(4)內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水的補(bǔ)水管路(9)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種地上、地下螺旋式梯田。包括一根設(shè)置在水平地面上并可由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的中空軸，中空軸上設(shè)置有螺旋面，螺旋面上設(shè)置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面的上部設(shè)置有安裝在中空軸上的蓄水槽，蓄水槽下方連接有出水管，出水管與可對(duì)種植田塊進(jìn)行供水的供水管道連接。采用上述的結(jié)構(gòu)后，采用轉(zhuǎn)動(dòng)式以獲得均勻的陽(yáng)光照射，能夠利用最小的空間獲得最多的土地面積和最充分的陽(yáng)光照射，并實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)和自動(dòng)化管理；主管道沿螺旋面的邊緣設(shè)置將骨架和輸水管網(wǎng)融為一體，整體式框架結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的抗震能力；采用固定式并以大型曲面反光系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)償陽(yáng)光的不足，滿足了地下條件的種植需求，具有抗擊核戰(zhàn)爭(zhēng)的功能。
文檔編號(hào)A01G9/02GK202931846SQ20122059639
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者蔡志東, 易向陽(yáng), 冷國(guó)華, 魏軍化 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校