CN103999760B - 一种气动折叠起落架式无土栽培*** - Google Patents

一种气动折叠起落架式无土栽培*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种气动折叠起落架式无土栽培***，包括柜体和一组无土栽培单元，所述各无土栽培单元依次层叠设置于一联体框架内，其特征在于：所述柜体内还设置有气动驱动的折叠式起落架，所述联体框架设置于折叠式起落架上端，并随起落架而起落。本发明的无土栽培***具有结构简单、安全可靠、便于使用维护的特点。

Description

一种气动折叠起落架式无土栽培***
技术领域
本发明涉及无土栽培技术领域，特别是涉及一种具有气动折叠起落架的无土栽培***。
背景技术
无土栽培可以不占用土地资源，直接在人工制造的容器内用营养液来栽培植物。与传统的栽培技术相比，无土栽培技术可以简单有效的控制作物在生长发育过程中的温度、水分、光照、养分和空气的要素参数，有效控制和加速作物生长，提高作物质量，适于进行工厂化、规模化、定制化农业发展，能够减低人工操作，降低农作物的生产成本。
无土栽培技术可以进一步解脱农作物生产对土地的依赖，使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，特别是对于我国这样的人口众多、人均耕地资源匮乏的国家来说，更是具有不可估量的前景和价值。
无土栽培技术由于采用精细化的生产控制，其对水资源的利用程度极高，与传统农业的消耗水资源的数量相比，可以节约大量的农业用水，改善目前水资源的紧张程度。
从另一个角度分析，现代的科技和商业发展，化肥和各种添加剂的无度滥用，已经在各种蔬菜商品上显现出了严重后果，如何保证人们的日常饮食的安全，一方面需要依靠国家的各种监管政策和措施，另一方面，人们也急切需要一种可以利用居家闲余空间进行科技种植的技术和设备，这种家居式种植技术，既可以使得人们在紧张工作之余，利用种植来陶冶性情、放松疲惫的身心，又可以自娱自乐、自种自收，体会一份城市家居生活中难得体会的收获的喜悦，同时还可以为居家提供一定数量的安心菜蔬。
因此，一种小型化的、便携的、能够满足人们日常生活和娱乐的无土栽培装置，对于人们的家居生活来说具有深刻的现实意义和经济和社会价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有气动折叠起落架的无土栽培***。
本发明的技术方案如下：
一种气动折叠起落架式无土栽培***，包括柜体和一组无土栽培单元，所述各无土栽培单元依次层叠设置于一联体框架内，其特征在于：所述柜体内还设置有气动驱动的折叠式起落架，所述联体框架设置于折叠式起落架上端，并随起落架而起落。
可选的，所述折叠式起落架包括一组呈X形交叉衔接的连杆相互铰接组成，其两端分别与柜体底板内壁和联体框架底端相连，或其两端分别通过夹板与柜体底板内壁和联体框架底端相连，各连杆在气动气缸的驱动下，分别呈现出连杆张开推举联体框架伸出柜体，连杆折叠收纳联体框架进入柜体。
可选的，所述气缸缸体端与柜体底板内壁铰接，或是与下端夹板铰接，活塞杆端与连杆铰接。
可选的，还包括一气源和用于控制气缸动作的气动电磁阀。
可选的，所述联体框架为一无盖的多层的框架结构，且各层框架均具有一侧开口，各层框架空间内设置有托架，托架内设置有无土栽培箱或育苗箱，盒体与框架架体之间通过防坠型轨道结构相连，并可沿该轨道移动。
可选的，所述柜体的上端设置有柜盖，柜盖通过铰链或气压顶杆或气动气缸与柜体上端相连，柜盖通过铰链或气压顶杆或气动气缸启闭，所述柜盖和柜体的结合处设置有密封胶条或磁条。
可选的，所述无土栽培***还包括用于控制起落架和联体框架中各盒体动作顺序的电气互锁装置，所述电气互锁装置包括一组限位开关或电磁式限制单元以及控制装置，所述电磁式限制单元包括电磁吸合装置和一铁磁性销体，所述销体对应位置设置有销孔，电磁吸合装置通过吸合铁磁性销体控制其与销孔的锁闭状态，所述控制装置为一可编程控制器。
可选的，所述无土栽培***包括设置于柜体内的通风装置，包括设置柜体一侧上部的通风口，通风口处设置有一风机和一个贯通柜体两侧的除尘风袋，柜体下部的一侧或两侧设置有出风口，所述风机的进气端设置有可开闭的风机盖。
可选的，所述无土栽培***包括光照补偿***，所述光照补偿***包括一组设置于柜体或是联体框架内壁上的促进植物生长的补偿光源，所述补偿光源包括金属卤化物灯或钠灯或LED灯光源。
可选的，所述无土栽培***包括温度控制装置和湿度控制装置，所述温度控制装置包括加热器和温度探头，所述加热器为电加热器或板式加热器或管式加热器或板管式加热器，所述湿度控制装置包括喷雾器和湿度探头。
本发明的技术效果在于：
本发明的无土栽培***通过在柜体内设置联体框架和折叠式起落架，折叠式起落架具有结构紧凑、动作灵敏可靠的特点，同时占用空间少，与联体框架结合使用，既可以达到收放联体框架进出柜体的目的，又降低了驱动装置的生产和使用成本，有利于推广柜式无土栽培技术的发展和应用。
本发明的无土栽培***中，采用的折叠式起落架驱动联体框架的方式，由于联体框架升出柜体后，其内置的托架和无土栽培盒体可以向多个方向出入，与现有的柜式无土栽培***相比，其移动的自由度更高，在同样的空间状态下，其相邻的无土栽培单元可以获得更好的光照条件，更有利于植物的生长。
本发明的无土栽培***采用折叠式起落架，采用气动气缸驱动起落架，气动气缸具有结构尺寸紧凑，动作灵敏的特点，而且驱动气动气缸的气路可以通过压缩空气管路实现远程连接，即可以将气源或空气压缩机远程设置，仅仅通过气管和气动电磁阀与气动气缸连接，可以简化柜体内的结构设置，也可以进一步提高***的工作可靠性。
本发明的无土栽培***采用联体框架结构，一方面便于与折叠式起落架相连，并由起落架驱动升落，另一方面，该结构便于内置多个托架及无土栽培盒体，各托架及盒体层叠设置其中，并通过防坠型轨道结构与框架架体相连，各托架及盒体沿该轨道滑动进出框架，这样的结构，当各托架及盒体滑出框架后，可以扩大整个无土栽培***的种植面积，滑入框架后，各托架及盒体依次叠放，占用的空间面积最小，因此，本发明的无土栽培***可以最大限度的利用有限的空间面积。
本发明的无土栽培***中，柜体设置有柜盖，柜盖通过铰链或气压杆或气动气缸与柜体相连，并可通过铰链或气压杆或气动气缸翻启。同时，为了保温和密封，柜盖与柜体的结合处设置有密封胶条或磁条。
本发明的无土栽培***中，由于具有柜盖的翻启、联体框架的升落、各盒体的进出等动作，各动作之间有严格的顺序要求，否则就会发生干涉，损毁结构，为了保证***的安全可靠，本发明设置有电气互锁装置，通过在各节点处设置限位开关或是电磁式限制单元，并在控制装置的控制下依次动作，使得整个***的动作安全有序，提高了整个***的可靠性。
本发明的无土栽培***中，柜体内或是框架内设置有光照补偿***，光照补偿***包括补偿光源，针对植物生长的特点，补偿光源采用金属卤化物灯或钠灯或LED灯光源，这些光源所产生的光波中，其所产生的光波分别位于420nm～500nm(蓝)和620nm～750nm(红)，所产生的光照对植物的光合作用促进作用最强。
本发明的无土栽培***中，柜体内设置有温度控制装置，包括温度感应探头、加热器和控制装置，加热器采用电加热或是板式换热器，或是管式换热器，或是板管式换热器，通过设于柜体内的感温探头实时监测柜体温度，并通过控制装置自动调节。
为了避免柜体热量散失，降低能耗，可以在柜体的壁板设置有保温层。
本发明的无土栽培***中，柜体内设置有湿度控制装置，包括湿度感应探头、喷雾器和控制装置，喷雾器可以采用喷水雾的方式调节柜内的湿度，也可以采用直接将营养液雾化喷淋的方式，兼具加湿及促进植物生长的作用和效果。湿度感应探头能实时监测柜体内的湿度，并通过控制装置自动控制喷雾器启动，保持柜体内湿度恒定。
本发明的无土栽培***中，还包括设置于柜体内的通风装置，通过在柜体一侧上部设置通风口，在通风口处设置一风机，凤机的出风口端设置一个贯通柜体两侧的除尘风袋，并在柜体下部的一侧或两侧设置出风口，通过风机进入柜体的空气经除尘风袋过滤后进入柜体，并通过出风口导出。为了保证风机停机时外部灰尘不会经风机气道进入，本发明在风机的进气端还设置有可开闭的风机盖，风机盖通过铰链与风机进风口端铰接。
为了便于移动搬运，柜体的底端设置有滚轮，柜体的侧板上部设置有吊环等。
附图说明
图1所示为本发明的结构示意图。
图2所示为本发明折叠起落架的结构示意图。
图3所示为防坠型轨道的结构示意图。
图4所示为电磁式限制单元的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明的无土栽培***包括柜体4。柜体4设置有柜盖，附图中未示出，柜盖以铰链或气压顶杆或气动气缸与柜体4上端相连接，柜盖可通过铰链或气压顶杆或气动气缸翻启，柜盖与柜体4的闭合连接处设置有密封胶条或磁条。
柜体4内部下方设置有折叠起落架，折叠起落架由一组或多组相互交叉设置的连杆5相互铰接组成，如图2所示为两组连杆构成的折叠起落架，两组连杆5之间对应设置，铰轴53处可以设置有支杆52，支杆52将两组连杆对应相连。
推而广之，折叠起落架也可以采用3组以上的连杆构成。
起落架上端设置有夹板51，夹板51与联体框架1的底板下端面相连，起落架的下端设置有夹板54，夹板54与柜体4的底板上端面相连。
位于一侧上下两端的连杆分别通过滑轮或滚轮58嵌置于夹板51、54端部的凹槽57中。
两夹板54中部横向设置有支撑板55，双向行程的气动气缸6缸体端铰接设置于支撑板55上，活塞杆端与支杆56铰接相连，当气动气缸活塞杆向上伸出，驱动折叠起落架向上延伸展开，反之，活塞杆向缸内收缩，驱动折叠起落架向下收缩并折叠。
做为一种实施例，本发明的折叠起落架也可以无需设置夹板51、54，位于顶端和底端的连杆直接与联体框架底板和柜体1地板内壁相连即可。
气动气缸通过管路、气动电磁阀与气源或空气压缩机气室相连，气源或空气压缩机可以设置于柜体内，也可以远程设置。
联体框架1为多层框架结构，每层框架中对应设置有一无土栽培单元，无土栽培单元包括一托架3，托架3上端开口，并内置一可分离的无土栽培盒2，无土栽培盒2内置有网格状植株保持架，所栽培作物分别设置于保持架的网格中，以保持植株向上直立的生长姿态。
网格的大小可随作物的根、茎的尺寸而定。
其中一托架3上可以设置为育苗箱。
本发明的无土栽培***中，还具有如包括供液软管、出液软管、液压泵、电磁阀、储液盒等附属的用以提供营养液的管路，以及用以推拉无土栽培盒体的电动或液压推拉装置等，均未在本发明附图中示出，但这并不影响这些功能装置在本发明的应用和实施。
托架3两侧通过防坠型轨道与联体框架1的内壁相连，防坠型轨道的结构如图3所示。包括设置于联体框架内壁上的倒置的U形槽轨道81，下方对应设置有一滚轮83，滚轮上部嵌于轨道81中，下部通过轴84固定在一U形槽82中，U形槽82与托架3相连。
当然，也可以采用常用的其它现有轨道结构。
由于本发明的无土栽培***中，必须按照以下的顺序启动：首先将柜盖翻启，然后折叠起落架上升展开并驱动联体框架升出柜体，最后将各托架由联体框架中抽出或推出；收回时按照相反的顺序进行。
如果其中任何一个环节错位，都会导致***的结构发生干涉产生损毁，为了保证各部分动作完全按照安全的顺序进行，本发明还设置有电气互锁装置，分别在柜盖、折叠起落架和各托架处均设置有限制单元，限制单元可以采用限位开关。
本发明还提供一种特殊的电磁式限制单元的实施例，如图4所示其结构示意图。
包括对应设置的凹槽42和43，凹槽43的下方设置有电磁铁44，凹槽43下部设置有弹簧45，弹簧45上设置有销轴41，当电磁铁44吸合时，销轴41受磁力作用向下压缩弹簧45，脱离凹槽42，此时为自由状态；当电磁铁44断电，磁力消失，销轴41在弹簧45的作用下，向上弹出嵌于凹槽42中，此时为限制状态。
还包括一控制装置，控制装置可以采用可编程控制器控制各限制单元的动作顺序，或者采用其它的控制电路进行控制。
为了保证柜体4内具有适宜的作物生长环境，对植物而言，光照、温度、水份和空气都是其生长的极其重要的要素，本发明针对这些要素分别设置了光照补偿***、温度控制装置、湿度控制装置、通风装置。
光照补偿***包括补偿光源，补偿光源优选金属卤化物灯或钠灯或LED灯光源，这些光源所产生的光波中，其所产生的光波分别位于420nm～500nm(蓝)和620nm～750nm(红)，试验证明，植物对光波波长为420nm～500nm(蓝)和620nm～750nm(红)的光照所产生的光合作用促进作用最强。补偿光源既可以设置于柜体4的内壁上，也可以设置于联体框架1的内壁上。
温度控制装置包括温度感应探头、加热器和控制装置，加热器采用电加热或是板式换热器，或是管式换热器，或是板管式换热器，通过设于柜体4内的感温探头实时监测柜体4内温度，并通过控制装置自动调节。
为了避免柜体4内热量散失，降低能耗，柜体4的壁板设置有保温层。
湿度控制装置包括湿度感应探头、喷雾器和控制装置，喷雾器可以采用喷水雾的方式调节柜体4内的湿度，也可以采用直接将营养液雾化喷淋的方式，兼具加湿及促进植物生长的作用和效果。湿度感应探头能实时监测柜体4内的湿度，并通过控制装置自动控制喷雾器启动，保持柜体4内湿度恒定。
本发明的无土栽培***中，还包括设置于柜体内的通风装置，通过在柜体一侧上部设置通风口，在通风口处设置一风机11，风机11的出风口端设置一个贯通柜体两侧的除尘风袋12，并在柜体4下部的一侧或两侧设置出风口，通过风机11进入柜体4的空气经除尘风袋12过滤后进入柜体4，并通过出风口导出。为了保证风机11停机时外部灰尘不会经风机气道进入，本发明在风机11的进气端还设置有可开闭的风机盖13，风机盖13通过铰链与风机进风口端铰接。
为了便于移动搬运，柜体4的底端设置有滚轮16，柜体的侧板上部设置有吊环等。
以上所述仅为本发明的优选的实施方式，对于本领域的技术人员而言，依据本发明的说明和解释，还可以衍生变化其结构和形式，应当指出，任何不脱离本发明精神和实质的变形和变化，均将包含在本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种气动折叠起落架式无土栽培***，包括柜体和一组无土栽培单元，所述各无土栽培单元依次层叠设置于一联体框架内，其特征在于：所述柜体内还设置有气动驱动的折叠式起落架，所述联体框架设置于折叠式起落架上端，并随起落架而起落；
所述折叠式起落架包括一组呈X形交叉衔接的连杆相互铰接组成，其两端分别与柜体底板内壁和联体框架底端相连，或其两端分别通过夹板与柜体底板内壁和联体框架底端可滑动的相连，各连杆在气动气缸的驱动下，分别呈现出连杆张开推举联体框架伸出柜体，连杆折叠收纳联体框架进入柜体。
2.如权利要求1所述的气动折叠起落架式无土栽培***，其特征在于：所述气缸缸体端与柜体底板内壁铰接，或是与下端夹板铰接，活塞杆端与连杆铰接。
3.如权利要求2所述的气动折叠起落架式无土栽培***，其特征在于：还包括一气源和用于控制气缸动作的气动电磁阀。
4.如权利要求1所述的气动折叠起落架式无土栽培***，其特征在于：所述联体框架为一无盖的多层的框架结构，且各层框架均具有一侧开口，各层框架空间内设置有托架，托架内设置有无土栽培箱或育苗箱，盒体与框架架体之间通过防坠型轨道结构相连，并可沿该轨道移动。
5.如权利要求1所述的气动折叠起落架式无土栽培***，其特征在于：所述柜体的上端设置有柜盖，柜盖通过铰链或气压顶杆或气动气缸与柜体上端相连，柜盖通过铰链或气压顶杆或气动气缸启闭，所述柜盖和柜体的结合处设置有密封胶条或磁条。
6.如权利要求1所述的气动折叠起落架式无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培***还包括用于控制起落架和联体框架中各盒体动作顺序的电气互锁装置，所述电气互锁装置包括一组限位开关或电磁式限制单元以及控制装置，所述电磁式限制单元包括电磁吸合装置和一铁磁性销体，所述销体对应位置设置有销孔，电磁吸合装置通过吸合铁磁性销体控制其与销孔的锁闭状态，所述控制装置为一可编程控制器。
7.如权利要求1所述的气动折叠起落架式无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培***包括设置于柜体内的通风装置，包括设置柜体一侧上部的通风口，通风口处设置有一风机和一个贯通柜体两侧的除尘风袋，柜体下部的一侧或两侧设置有出风口，所述风机的进气端设置有可开闭的风机盖。
8.如权利要求1所述的气动折叠起落架式无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培***包括光照补偿***，所述光照补偿***包括一组设置于柜体或是联体框架内壁上的促进植物生长的补偿光源，所述补偿光源包括金属卤化物灯或钠灯或LED灯光源。
9.如权利要求1所述的气动折叠起落架式无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培***包括温度控制装置和湿度控制装置，所述温度控制装置包括加热器和温度探头，所述加热器为电加热器或板式加热器或管式加热器或板管式加热器，所述湿度控制装置包括喷雾器和湿度探头。
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