一種自動澆花花盆座

文/火箭軍工程大學附屬小學 房宥達 指導老師/張王梅 王瓊仙 李惠豐

自動澆花花盆座示意圖

粘接花盆座

項目創意及背景

每年寒假暑假，爸爸媽媽都要帶我出去探親旅游，家中的很多種養植物都會因為無人澆水而導致枯死。植物生長需要經常澆水，家庭中種養植物遇到的難題就是人們短期外出期間，無法為植物定時澆水，導致植物干涸而死。因此，想研發一種自動澆花花盆座來解決這個問題。在媽媽的幫助下，我查詢了大量科技論文和專利數據，雖然有不少自動澆花器、自動澆花系統等發明創造，但都需要重新購置花盆，無法與原有花盆配合使用，并且結構復雜，大量使用電器原件，成本較高。另外也有不通過電器控制的自動澆花裝置，但本質上，這些裝置都是依靠材質的物理吸水作用給花盆土壤補水，但是補水時間不可控制，都是24小時不間斷補水。補水器皿小的可能一兩天就沒水了，補水器皿大的器具又占空間過大，而且這與植物生長規律相違背，特別是白天日照時補水，容易造成植物死亡。

設計過程

1.2017年10月～11月。2017年暑假我們外出回家后，家中有好幾盆植物因為沒有及時澆水而枯死。平時爸爸媽媽帶我去花卉市場買花時，賣花師傅總是提醒我們植物根部需要呼吸，花盆一定要透氣，提醒我們要買底部有倒角，盆底圓孔不直接與地面接觸的花盆，但在市場上看到大部分花盆底部沒有設計倒角，盆底圓孔直接與地面接觸導致花盆底部通氣不暢而根部缺氧。另外，每年冬季西安地區室內干燥，爸爸要把家里的加濕器放到陽臺上給植物加濕，離加濕器遠的地方，植物因干燥容易枯黃。根據上述觀察發現的問題，確定了自動澆水，兼顧盆底透氣、近距離加濕的項目研究重點。

2.2017年11月～2018年2月。學習了植物生長規律等知識，在學校老師和家長的共同指導下，研究了家用加濕器、自動澆花系統、市售的通過插入土壤簡易補水裝置等工作原理，學習毛細原理，連通器原理等物理知識，逐步形成了研究思路和制作方案。利用市售的霧化片，將液體水變成霧化氣體，可以實現自動澆花模式時向盆底圓孔提供水源，加濕模式時向植物周圍擴散水汽，保持植株周圍濕度；利用毛細原理，擴散到花盆底部圓孔的霧氣遇土凝結，可向花盆內部土壤擴散，實現自動補水澆花功能。設計中為了使霧化管道內部水平面始終高于霧化片適當距離，確保霧化片正常工作，借助大氣壓強和連通器原理，利用大氣壓使霧化器水面保持恒定高度。

3.2018年3月～7月。設計制作項目成品，進行配件安裝調試，用兩種植物進行實驗測試。實驗顯示，該花盆座與一般家庭使用的花盆適配性良好；金鉆以5小時/7天，龜背竹以2小時/1天設置霧化器工作時間，植物生長狀態良好。通風模式下實驗，兩種植物狀態優于使用盆座前狀態。加濕模式下，開啟霧化器工作2小時，距植物2米處測得空氣濕度由25%提高到45%，適于植物生長。

工作原理圖

工作原理

該自動澆花花盆座可以實現自動澆花、促進盆底通風、植株近距離加濕三種功能。三種功能的工作原理如下。

自動澆花模式：當家里沒人需要自動澆花時，開啟自動澆花模式。首先設置好定時器，確定澆花的時間和工作時長。打開遮擋堵蓋，將勺形遮擋罩撥開，也就是將自動澆花的霧化通道打開，同時用堵蓋將所有的通風口密封；接通電源，定時霧化模塊工作后，產生的霧氣沿霧化管道向上擴散，進入花盆底部圓孔后，遇到土壤凝結，則花盆底部圓孔附近土壤處于濕潤狀態，根據毛細原理，水分逐漸向整個花盆內部土壤擴散，實現自動補水澆花功能。

通風模式：斷開電源，打開遮擋堵蓋，將勺形遮擋罩放置在霧化管道頂部，封閉霧化管道。打開所有通風口的堵蓋，自然界空氣通過通風口與花盆底部圓孔連通，花盆內植物根部通過花盆底部圓孔獲得充足空氣，促進植物生長。人工澆花時花盆底部留出的廢水可通過通風口流到拱形盆座的凹槽內。

加濕模式：當冬季空氣干燥植物周圍需要加濕時，在自動澆花模式下，如果房間無人，可先設置好定時器，確定加濕工作時間和時長，然后接通電源。打開所有通風口的堵蓋，花盆座由密閉空間變成敞開式，霧氣沿霧化管道、通風口向植物及外部空間擴散，實現植株周圍附近定區域加濕，改善房間空氣質量，促進植物生長。