CN102696468A - 可调式螺旋立柱栽培试验*** - Google Patents
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Abstract
一种可调式螺旋立柱栽培试验***,属于农业装备领域。本发明可调式螺旋立柱栽培试验***由弹性可调螺旋栽培立柱、立柱自动/手动转动装置、营养液自动循环灌溉***、营养液自动调配***所组成,由弹性可调螺旋栽培立柱实现螺旋栽培槽截面型式、螺旋角的调整,由立柱自动/手动转动装置实现弹性可调螺旋栽培立柱方位的自动或手动调整。通过弹性可调螺旋栽培立柱、立柱自动/手动转动装置、营养液自动循环灌溉***、营养液自动调配***的配合,建立螺旋立柱栽培的综合试验研究平台,功能完备。
Description
技术领域
本发明涉及农业装备领域,特别涉及一种可调式螺旋立柱栽培试验***。
背景技术
立柱栽培通过竖立的栽培柱使栽培由平面向空间扩展,可以充分利用温室空间和太阳能,从而大大提高土地和温室设施利用效率,具有广阔的发展前景。李止正、付红敏、汪晓云等提出了叠盆式栽培立柱结构(李止正等.立柱式无土栽培装置. 专利号:97234413.6;付红敏.立体无土栽培体.专利号:02219790.7;汪晓云等.一种立柱立体无土栽培装置.专利号:ZL03275638.0),即多个栽培钵由柱串为一体,营养液于上部浇灌,并通过各栽培钵底部的小孔流入下一栽培钵,并回流入集液容器,实现营养液循环利用。传统叠盆式立柱由于通过栽培钵底部的小孔进行营养液灌溉,存在上部栽培钵水肥过多,而底部栽培钵水肥不足的问题。李萍萍等提出了螺旋立柱栽培结构(李萍萍,刘继展.可动式螺旋立体花卉栽培***.专利号:ZL03279436.3),使作物栽培在连续螺旋槽内实现,营养液不必浇透上部基质而沿螺旋槽流动回收,从而为解决营养液循环灌溉问题建立了基础。但对于螺旋栽培的槽型、螺旋角等结构参数的优化和相应螺旋立柱生产模式的建立,急需对上述参数与作物品种、基质类型、营养液配方、循环灌溉流量和频次等之间的关系进行试验研究,并对立柱均匀采光与营养液温度等对产量的影响、槽型对自动采/收作业的影响等展开试验研究。但目前尚未见相关的试验研究平台。
发明内容
为了实现螺旋立柱栽培的优化试验研究,本发明提供一种可调式螺旋立柱栽培试验***,可以实现螺旋立柱栽培的多参数测定与设定,从而满足开展螺旋立柱栽培各项试验研究的要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括弹性可调螺旋栽培立柱、营养液自动循环灌溉***和营养液自动调配***,由弹性可调螺旋栽培立柱实现螺旋栽培槽截面型式、螺旋角的调整,由立柱自动/手动转动装置实现弹性可调螺旋栽培立柱方位的自动或手动调整,通过营养液自动调配***实现营养液温度、pH值、EC值、含氧量的测定与调节,通过营养液自动循环灌溉***实现营养液的自动循环灌溉。
弹性可调螺旋栽培立柱包括立柱、紧定螺钉和弹性螺旋栽培槽;弹性螺旋栽培槽为螺旋结构,弹性螺旋栽培槽的截面为槽状,弹性螺旋栽培槽的上部具有圆柱形固定头,固定头上开有螺纹通孔;立柱上端设有标尺;所述营养液自动调配***包括热电阻、pH计、EC计、溶氧计、继电器、加热棒、电磁阀、原液罐和控制***;热电阻、pH计、EC计、溶氧计、加热棒均安装于储液箱内部;热电阻、pH计、EC计、溶氧计的信号线均接入控制***的输入口,加热棒的电源线经继电器接入控制***的输出口,每个电磁阀分别安装于每个原液罐的出口,每个电磁阀的电源线接入控制***的输出口。
本发明的有益效果是,仅通过弹性螺旋栽培槽的拉/压即可进行螺旋角的调节与设定,通过万向轮与电机驱动滚轮的搭配实现立柱方位的自动/手动调整,结构简单;通过弹性可调螺旋栽培立柱、立柱自动/手动转动装置、营养液自动循环灌溉***、营养液自动调配***的配合,建立螺旋立柱栽培的综合试验研究平台,功能完备。
附图说明
图1为可调式螺旋立柱栽培装置组成结构示意图。
图2为垂直弹性螺旋栽培槽结构示意图。
图3为弹性螺旋栽培槽的截面结构示意图。
图4为立柱自动/手动转动结构示意图。
图5为螺旋栽培营养液检测与循环灌溉***组成结构框图。
图中1.立柱,2.喷淋头,3.标尺,4.紧定螺钉,5.弹性螺旋栽培槽,6.箱盖,7.滚轮,8.储液箱,9.内侧板,10.固定头,11.螺纹通孔,12. 底板,13. 外侧板,14.万向轮,15.带座轴承,16.电机,17.微型潜水泵,18.流量计,19.热电阻,20. pH计,21. EC计,22.溶氧计,23.控制***,24.流量控制阀,25.继电器,26.加热棒,27.电磁阀,28.原液罐。
具体实施方式
如图1~图5所示,该可调式螺旋立柱栽培试验***由弹性可调螺旋栽培立柱、立柱自动/手动转动装置、营养液自动循环灌溉***、营养液自动调配***所组成。其中弹性可调螺旋栽培立柱包括立柱1、紧定螺钉4和弹性螺旋栽培槽5。如图2、图3所示,弹性螺旋栽培槽5为螺旋结构,弹性螺旋栽培槽5的截面分别具有外侧板13为垂直、斜120°夹角或斜135°夹角等不同型式。弹性螺旋栽培槽5的上部具有圆柱形固定头10,固定头10上开有螺纹通孔11。立柱1通过箱盖6中央通孔伸入储液箱8,立柱上端具有标尺3。弹性螺旋栽培槽5套在立柱1上,弹性螺旋栽培槽5的底部由箱盖6支承。
如图4所示,立柱自动/手动转动装置包括万向轮14、滚轮7、带座轴承15和电机16。两万向轮14对称安装于储液箱8的底板上,两个电机16对称安装于储液箱8底板上,并在两个电机16伸出轴上对称安装滚轮7,两滚轮7与两万向轮14绕储液箱8的底板中心对称分布。在电机16伸出轴由一带座轴承15支撑,带座轴承15通过螺钉安装于储液箱8的底板上。
如图5所示,营养液自动循环灌溉***包括喷淋头2、箱盖6、储液箱8、微型潜水泵17、流量计18、流量控制阀24、控制***23。喷淋头2安装于立柱1的上端,微型潜水泵17置于储液箱8内,流量计18和流量控制阀24安装于微型潜水泵17和喷淋头2之间。
如图5所示,营养液自动调配***包括热电阻19、pH计20、EC计21、溶氧计22、继电器25、加热棒26、电磁阀27、原液罐28、控制***23。热电阻19、pH计20、EC计21、溶氧计22、加热棒26均安装于储液箱8内部。热电阻19、pH计20、EC计21、溶氧计22、加热棒26均安装于储液箱8内部;热电阻19、pH计20、EC计21、溶氧计22的信号线均接入控制***23的输入口,加热棒26的电源线经继电器25接入控制***23的输出口,多个电磁阀27分别安装于多个原液罐28的出口,多个电磁阀27的电源线接入控制***23的输出口。
上述可调式螺旋立柱栽培试验***可完成以下参数的测定。
(1) 通过立柱1上的标尺3,可以测定弹性螺旋栽培槽4的高度,进而计算得到弹性螺旋栽培槽4的螺旋角。
(2) 通过流量计18,可以测定营养液灌溉的流量。
(3) 通过热电阻19、pH计20、EC计21、溶氧计22,可以分别测定储液箱8内营养液的温度、pH值、EC值和含氧量。
上述可调式螺旋立柱栽培试验***可完成以下参数设定和调节。
(1) 通过取下喷淋头1和松开锁紧螺钉4,更换安装外侧板13为垂直、斜30°、斜45°等不同型式的弹性螺旋栽培槽5。
(2) 松开锁紧螺钉4,通过拉/压弹性螺旋栽培槽5改变其长度,并通过紧定螺钉4将弹性螺旋栽培槽5的固定头10锁紧于立柱1上,从而设定弹性螺旋栽培槽5的不同螺旋角。
(3) 推动储液箱8,可实现弹性可调螺旋栽培立柱的方位手动调节与设定;由控制***23控制两个电机16的转动方向与转速,从而实现弹性可调螺旋栽培立柱的方位自动调节与设定。
(4) 储液箱8内的营养液由微型潜水泵17提升送至喷淋头2,由流量计18监测营养液的流量;并反馈给控制***23,控制***23根据需要对流量控制阀24发出指令,进行营养液流量的设定和调节。
(5) 由热电阻19监测营养液的温度并反馈给控制***23,由控制***23通过继电器25对加热棒26发出指令,进行营养液温度的调节。
(6) 分别由pH计20监测营养液的pH值并反馈给控制***23、由EC计21监测营养液的EC值并反馈给控制***23、由溶氧计22监测营养液的含氧量并反馈给控制***23,由控制***23做出决策并对多个电磁阀27发出指令,打开多个原液罐28进行营养液的自动调配,使之达到所需的pH值、EC值、含氧量与养分含量。
上述可调式螺旋立柱栽培试验***可完成螺旋栽培槽的不同截面型式对作物生长的影响、螺旋栽培槽外侧板13的不同倾角对自动种/收作业的影响、均匀采光对作物产量的影响、螺旋栽培槽的不同螺旋角对作物生长的影响、螺旋栽培槽的不同螺旋角与营养液灌溉流量的关系等研究,为螺旋立柱栽培的结构与控制优化,以及栽培与营养液灌溉制度优化等提供技术基础。
Claims (3)
1.一种可调式螺旋立柱栽培试验***,其特征在于,包括弹性可调螺旋栽培立柱、营养液自动循环灌溉***和营养液自动调配***;所述弹性可调螺旋栽培立柱包括立柱(1)、紧定螺钉(4)和弹性螺旋栽培槽(5);所述弹性螺旋栽培槽(5)为螺旋结构,所述弹性螺旋栽培槽(5)的截面为槽状,弹性螺旋栽培槽(5)的上部具有圆柱形固定头(10),固定头(10)上开有螺纹通孔(11);立柱上端设有标尺(3);所述营养液自动调配***包括热电阻(19)、pH计(20)、EC计(21)、溶氧计(22)、继电器(25)、加热棒(26)、电磁阀(27)、原液罐(28)和控制***(23);热电阻(19)、pH计(20)、EC计(21)、溶氧计(22)、加热棒(26)均安装于储液箱(8)内部;热电阻(19)、pH计(20)、EC计(21)、溶氧计(22)的信号线均接入控制***(23)的输入口,加热棒(26)的电源线经继电器(25)接入控制***(23)的输出口,每个电磁阀(27)分别安装于每个原液罐(28)的出口,每个电磁阀(27)的电源线接入控制***(23)的输出口。
2.根据权利要求1所述的可调式螺旋立柱栽培试验***,其特征在于:还包括立柱自动/手动转动装置,所述立柱自动/手动转动装置包括万向轮(14)、滚轮(7)、带座轴承(15)和电机(16);所述两万向轮(14)对称安装于储液箱(8)的底板上,两个电机(16)对称安装于储液箱(8)底板上,并在两个电机(16)伸出轴上对称安装滚轮(7),两滚轮(7)与两万向轮(14)绕储液箱(8)的底板中心对称分布;在电机(16)伸出轴由一带座轴承(15)支撑,带座轴承(15)通过螺钉安装于储液箱(8)的底板上。
3.根据权利要求1所述的可调式螺旋立柱栽培试验***,其特征在于:所述弹性螺旋栽培槽(5)的外侧板(13)与槽状底面之间为垂直、斜120°夹角或斜135°夹角。
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