專利名稱：地上、地下螺旋式梯田的制作方法
技術領域：
本實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，具體地說是一種地上、地下螺旋式梯田。
背景技術：
目前不論是無土栽培框架還是有土栽培框架，都有四個致命缺點:一是大多只適合種植蔬菜、水果、花卉等非糧食作物，這對提高我國的糧食產(chǎn)量，解決糧食危機沒有多大幫助；二是大多采用托盤式栽培或層疊式種植，這種框架結構極不利于大規(guī)模機械化生產(chǎn)、收割和管理(目前國內已經(jīng)有托盤-層疊式、90垂直貼壁式、圓柱體旋轉-層疊式等作物栽培框架)；三是沒有任何一種框架能夠把骨架結構和輸水管網(wǎng)合為一體，這不利于自動灌溉，同時抗震能力也極差；四是沒有任何一種框架能夠在大規(guī)模戰(zhàn)爭，尤其是核戰(zhàn)爭條件下繼續(xù)種植。
發(fā)明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種能大規(guī)模擴大土地面積且能進行糧食作物種植、實現(xiàn)機械化生產(chǎn)和自動化管理、骨架和輸水管網(wǎng)融為一體，具有極強的抗震能力的地上、地下螺旋式梯田。為了解決上述技術問題，本實用新型的地上螺旋式梯田，包括一根設置在水平地面上并可由動力裝置驅動進行旋轉的中空軸，中空軸上設置有螺旋面，螺旋面上設置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面的上部設置有安裝在中空軸上的蓄水槽，蓄水槽下方連接有出水管，出水管與可對種植田塊進行供水的供水管道連接。所述蓄水槽底部外圍設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沿螺旋面的邊緣設置的主管道，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，各個分支管道之間還設置有與各個分支管道形成網(wǎng)格狀結構的內連接管道，內連接管道上設置有向種植田塊供水的供水裝置。所述中空軸的頂部設置有用于太陽能發(fā)電并可轉動的太陽能電池板。所述中空軸的中心設置有向蓄水槽內進行補水的補水管路。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，中空軸上設置有螺旋面，螺旋面上設置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面的上部設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，集水一集光裝置內壁為光反射面，光反射面的焦點位置設置有光傳導入口，光傳導系統(tǒng)把從光傳導入口進入的光源引導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，出水管與可對種植田塊進行供水的供水管道連接。[0011]所述蓄水槽底部外圍設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沿螺旋面的邊緣設置的主管道，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，各個分支管道之間還設置有與各個分支管道形成網(wǎng)格狀結構的內連接管道，內連接管道上設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置有向蓄水槽內進行補水的補水管路。采用上述的結構后，由于設置的可由動力裝置驅動進行旋轉的中空軸以及中空軸上設置的分布有種植田塊的螺旋面，采用轉動式以獲得均勻的陽光照射，由此設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光照射，進行糧食作物種植，并實現(xiàn)機械化生產(chǎn)和自動化管理；主管道沿螺旋面的邊緣設置將骨架和輸水管網(wǎng)融為一體，整體式框架結構具有極強的抗震能力；同時本實用新型中設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)來補償陽光的不足，滿足了地下條件的種植需求，具有抗擊核戰(zhàn)爭的功能。

圖1為本實用新型的地上螺旋式梯田結構示意圖；圖2為本實用新型的地下螺旋式梯田結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
，對本實用新型的地上、地下螺旋式梯田作進一步詳細說明。實施例一:如圖1所示，本實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)構筑而成的“結構骨架”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，具體結構為:中空軸2可由動力裝置I驅動進行旋轉，中空軸2上設置有螺旋面3，螺旋面3螺旋面3上設置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面3可以采用三種結構:一是混凝土結構；即直接在中空軸2上用細鋼絲織成一個網(wǎng)絡，然后在上面澆注一層IOcm左右的混凝土 ；二是空心磚結構，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，采用強度高、抗腐蝕的硬質塑料板，象拼積木一樣把它們拼接起來并固定于中空軸2上，形成塑料螺旋面；當然無論是哪一種結構，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的上方設置有安裝在中空軸I上的蓄水槽4，主要用來收集雨水并作為蓄水、儲水功用，蓄水槽4最好用透明的有機玻璃制成，這樣不會擋住陽光；蓄水槽4下方連接有出水管，出水管與可對種植田塊進行供水的供水管道連接，供水管道包括一個沿螺旋面的邊緣設置的主管道6，主管道6也由旋轉的空心鋼管組成，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，各個分支管道7之間還設置有與各個分支管道7形成網(wǎng)格狀的內連接管道17，內連接管道17上設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、內連接管道17以及供水裝置8最終通過供水裝置8上端的小型球形噴水器噴射到土壤層上面。中空軸2的頂部設置有用于太陽能發(fā)電并可轉動的太陽能電池板10，所發(fā)的電用來控制整個系統(tǒng)工作(用于整個裝置的旋轉，自動灌溉，干旱時的抽水等；可轉動的電池板的優(yōu)點是在高溫干旱季節(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)，陰雨天氣則通過自動控制裝置使電池板旋轉90度垂直放置，以提高收集雨水的效率；中空軸的中心設置有向蓄水槽4內進行補水的補水管路9，可以將地下水向上輸送到蓄水槽4內，由此在極端干旱少雨季節(jié)，如果蓄水池中的水量過少，單純利用雨水來灌溉作物無法滿足需要時，可以由地面上的水泵或通過其他管道把水壓送上去，以補償天然雨水的不足；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，可以通過適當?shù)倪^濾裝置，把池中的水引到下面的輸水管道供人飲用。同時本實用新型的地上螺旋式梯田還可以在蓄水槽4底部外圍設置有種植喜水植物的種植槽15，此時，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內的喜水植物灌溉用水管,主要用于種植槽15內的水稻等作物的灌溉；種植槽15的半徑應略大于雙螺旋梯田的螺旋半徑，這樣做可以起到遮擋作用，防止夏季雨量過大、過急時，把螺旋型梯田中的土壤沖刷掉；中空軸2的頂端設置有自動控制閥門和過濾網(wǎng)，使蓄水池中的水能夠自動從中空軸2的(外管和內管之間的)環(huán)形區(qū)域向下流動，通過設置一定的參數(shù)，可以定期打開閥門，把蓄水池中的水引到主管道6內，再由它引到分支管道7、內連接管道17以及供水裝置8內，實現(xiàn)自動噴水灌溉，種植槽15的面積是可變的，可以根據(jù)不同的地區(qū)，適當增大和縮小。如長江中下游地區(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，大大增加儲水量(此時蓄水池可以用普通的磚頭或鐵皮制作而無需用透明玻璃)。同時，由于太陽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，在嚴寒的冬季，可以在螺旋面外套一個塑料薄膜16，變成一個溫室大棚系統(tǒng)。薄膜的形狀類似于圓頂蚊帳，從太陽能電池板下面開始，一直套到最下面，它可以通過自動控制系統(tǒng)自動放下或收起，對于大型固定螺旋式梯田來說，在冬季，太陽光傾斜程度較大，這樣，種植在層式梯田北邊的部分植物受光就比較少，為了彌補這個缺陷，可以在梯田的北邊(離開它一定距離)設置一個大型曲面反光鏡，其形狀類似降落傘，具體的形狀可以根據(jù)實際需要作適當?shù)恼{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，把東南邊射來的光反射到梯田的西下部，而把西南邊射來的光反射到梯田的東下部，其優(yōu)點是節(jié)省成本，便于調節(jié)。不必在每一層內都用許多平面反光鏡反射或用很多導光管導光。曲面反光鏡可以用金屬支架把它和整個梯田系統(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)爭時，地上所有的一切都會被摧毀，空氣、水、土壤以及農(nóng)作物都會受到嚴重污染。在相當長一段時間內，水不能喝，糧食不能吃。為應對這種最壞的情況，除了做好深挖洞、廣積糧以及重要戰(zhàn)略物資的儲備之外，還可采用地下螺旋式梯田。如圖2所示，本實用新型的地下螺旋式梯田基本結構和本實用新型地上螺旋式梯田的結構基本相同，它具體的結構為:包括固定安裝在地面以下的中空軸2，中空軸2上設置有螺旋面3，螺旋面3上設置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面3的上部設置有安裝在中空軸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內壁為光反射面，光反射面的焦點位置設置有光傳導入口，光傳導系統(tǒng)12把從光傳導入口進入的光源引導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，出水管與可對種植田塊進行供水的供水管道連接，蓄水槽4底部外圍設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，供水管道包括一個沿螺旋面的邊緣設置的主管道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，各個分支管道7之間還設置有與各個分支管道7形成網(wǎng)格狀結構的內連接管道17，內連接管道17上設置有向種植田塊供水的供水裝置8，中空軸的中心設置有向蓄水槽4內進行補水的補水管路9，可通過采集地下水來補償雨水的不足(在地下一定深度，水會自動冒出，壓力足夠大時甚至不需要水泵壓送就能自動輸送到系統(tǒng)的每一層)，本實用新型的地下螺旋式梯田也可設置在靠近地上某一河流附近，通過一個水管直接從地上河流取水。但是在一些崇山峻嶺以及遠離河流處，這樣的設想無法實現(xiàn)。由此可見，采用本實用新型上述的兩種方式，摒棄了傳統(tǒng)的采用生物學方法提高糧食單產(chǎn)的思路，采用了物理化學手段和仿生學的方法，大幅度提高了我國糧食作物種植面積，從而達到提高糧食總產(chǎn)的目的，其中，實施例一的地上螺旋式梯田，主要解決和平時期的糧食危機，實施例二的地下螺旋式梯田，主要解決戰(zhàn)爭時期的糧食問題。
權利要求1.一種地上螺旋式梯田，其特征在于:包括一根設置在水平地面上并可由動力裝置(1)驅動進行旋轉的中空軸(2)，中空軸(2)上設置有螺旋面(3)，螺旋面(3)上設置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面(3)的上部設置有安裝在中空軸(2)上的蓄水槽(4)，蓄水槽(4)下方連接有出水管，出水管與可對種植田塊進行供水的供水管道連接。
2.按照權利要求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沿螺旋面的邊緣設置的主管道(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，各個分支管道(7 )之間還設置有與各個分支管道(7)形成網(wǎng)格狀結構的內連接管道(17)，內連接管道(17)上設置有向種植田塊供水的供水裝置(8)。
4.按照權利要求1所述的地上螺旋式梯田，其特征在于:所述中空軸(2)的頂部設置有用于太陽能發(fā)電并可轉動的太陽能電池板(10 )。
5.按照權利要求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置有向蓄水槽(4)內進行補水的補水管路(9)。
6.按照權利要求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)上設置有螺旋面(3)，螺旋面(3)上設置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面(3)的上部設置有安裝在中空軸(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)內壁為光反射面，光反射面的焦點位置設置有光傳導入口，光傳導系統(tǒng)(12)把從光傳導入口進入的光源引導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，出水管與可對種植田塊進行供水的供水管道連接。
8.按照權利要求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沿螺旋面的邊緣設置的主管道(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，各個分支管道(7 )之間還設置有與各個分支管道(7)形成網(wǎng)格狀結構的內連接管道(17)，內連接管道(17)上設置有向種植田塊供水的供水裝置(8)。
10.按照權利要求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置有向蓄水槽(4)內進行補水的補水管路(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種地上、地下螺旋式梯田。包括一根設置在水平地面上并可由動力裝置驅動進行旋轉的中空軸，中空軸上設置有螺旋面，螺旋面上設置有分布在螺旋面上的種植田塊，螺旋面的上部設置有安裝在中空軸上的蓄水槽，蓄水槽下方連接有出水管，出水管與可對種植田塊進行供水的供水管道連接。采用上述的結構后，采用轉動式以獲得均勻的陽光照射，能夠利用最小的空間獲得最多的土地面積和最充分的陽光照射，并實現(xiàn)機械化生產(chǎn)和自動化管理；主管道沿螺旋面的邊緣設置將骨架和輸水管網(wǎng)融為一體，整體式框架結構具有極強的抗震能力；采用固定式并以大型曲面反光系統(tǒng)來補償陽光的不足，滿足了地下條件的種植需求，具有抗擊核戰(zhàn)爭的功能。
文檔編號A01G9/02GK202931846SQ20122059639
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權日2012年11月13日
發(fā)明者蔡志東, 易向陽, 冷國華, 魏軍化 申請人:鎮(zhèn)江市高等?？茖W校