【摘要】农家简易水箱自动抽水装置，水箱里面的水位随着抽水、放水，会经常上、下波动，塑料空心浮球在浮力作用下，也会随水位上、下浮动，它里面的磁铁通过磁场力的作用，吸附“启动”的常开按钮开关的弹片，使抽水电机通电启动，实现抽水；吸附“停止”的常闭按钮开关的弹片，使抽水电机断电停止抽水，从而可以实现循环自动抽水功能。
【关键词】简易水箱；常开按钮开关；常闭按钮开关；自动抽水装置
目前农家简易水箱大部分是用铝皮制作，如果用水泵定期地将水井里的水抽到水箱中，这样不仅麻烦，而且不易掌握水箱中水量的多少，稍不留意就会将水抽冒，或者水箱中没水，因而人工手动控制既麻烦又不准确，我们可以设计简单的控制电路图，来控制按钮弹片“开启”与“关闭”，将会很容易地变为自动抽水装置。
一、提出问题
如何实现自动抽水功能？
二、分析问题
要想实现自动抽水功能，装置必须安装自动控制部分，常见的自动控制原理有：气压控制、液压控制以及电气控制等原理。气压控制与液压控制要自带缸体，它们的活塞运动本身就需动力，动力的来源一般是通过电机来提供，而控制活塞运动的电机，它的开启与停止又需要其他自动控制系统来控制，再通过活塞的运动来控制抽水的电机。这样以来，设备比较多，需要控制的也比较多，因而设计与制作就变得很麻烦，既不经济且装置又容易出故障。因而我们采用常见的磁铁，通过磁场的作用来控制抽水电机开关按钮的“开启”与“关闭”，从而实现自动抽水功能，这样既经济装置又不容易出故障。
三、解决问题
根据分析问题的思路和结论，我们首先要解决的是自动抽水装置的结构简图的设计；最后要解决的是控制电路图的设计。
1.自动抽水装置的结构简图（如图1所示）
2.结构要求与作用
1）5—塑料圆筒导道必须固定于1—水箱前方的内壁上，不然它会移动，使里面的磁铁与外表面按钮开关的距离变大，从而不能保证磁铁有足够的磁力来使开关“打开”或“闭合”；而且它还要离水箱的下底面有一定的距离，以保证水箱里面的水能够顺利进入5—塑料圆筒导道，从而才能使6—塑料空心浮球在浮力作用下沿5—塑料圆筒导道内壁上、下浮动。
2）7—磁铁的要有一定的磁力，这样才能保证磁铁每次运动到相应的按钮开关附近时，才有足够的磁力吸入金属弹片，使开关“打开”或“闭合”，电机才会“停止”或“开启”，完成自动抽水。
3）6—塑料空心浮球和7—磁铁的重力之和不能太大，否则因浮力与重力的原因而使它们不能上、下浮动，从而影响按钮开关的“打开”和“闭合”。
3.自动抽水装置的控制图（电路如图2）
控制电路图的原件要求与作用：
1）按钮开关的弹片一般是铜来制作，而磁铁不能吸附铜，这样以来，我们必须对铜片进行相应的处理，采用电镀的方法，使它的表面镀上一层铁，从而使它导磁。
2）KM1接触器的触头要求十分灵敏，从而实现快速高效的抽水功能。
4.自动抽水装置的原理
当水位下降到4—最低水位时，6—塑料空心浮球里的磁铁通过磁场力的作用，吸附“启动”的11—常开按钮开关的弹片，使按钮开关闭合，此时抽水电机通电启动，开时抽水；当水位达到9—最高水位时，6—塑料空心浮球里的磁铁通过磁场力的作用，吸附“停止“的10—常闭按钮开关的弹片，使按钮开关断开，此时抽水电机断电停止抽水。从而可以实现循环自动抽水功能。
四、总结
此套农家简易水箱，它的结构较为简单，制作与安装也较为容易，能够实现预期的目标：完成自动抽水功能，可以节约人工的反复操作时间，因而可以广泛推广使用。
1.优点
1）制作的材料很常见，且材料的数量和种类不多，因而材料的成本低，较为经济。
2）制作工艺较为简单，因而制造成本低。
3）此设备能够实现自动抽水，节约人力与人工的反复操作时间。
4）此设备能够实现自动控制，从而不会浪费水力资源与电力资源。
5）此设备工作时噪声小，降低了噪声对人体的危害。
6）此设备能够实现自动控制，不需人工开关按钮，从而降低了触电事故的发生。
2.缺点
1）磁铁要有一定的磁力。若太强会同时吸附二个开关的弹片；若太弱不能吸附按钮开关的弹片，这样二种情况下都不能实现自动抽水功能。
2）塑料空心浮球和磁铁的重力之和不能太大，否则因浮力与重力的原因而使它们不能上、下浮动，从而影响按钮开关“打开”和“闭合”，同样不能实现自动抽水功能。
参考文献
[1]李澄主编.机械制图[M].北京：高等教育出版社，2002.
[2]陈立德主编.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2002.
[3]陈远龄主编.机床电气自动控制[M].重庆：重庆大学出版社，1995.