CN104041401B - 一种新型气动自动收放型无土栽培*** - Google Patents
一种新型气动自动收放型无土栽培*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种新型气动自动收放型无土栽培***，包括柜体，所述柜体内层叠设置有若干组无土栽培单元，所述各组无土栽培单元中均包括一无土栽培盒，所述无土栽培单元的下方设置有气动驱动装置，所述气动驱动装置包括气缸、气源、控制阀及管路，且无土栽培单元的两侧设置有滑动轨道，其特征在于：所述滑动轨道包括定轨和动轨，所述定轨和动轨分别对应设置于柜体的内壁和无土栽培单元的相邻外壁上，定轨和动轨之间对应设置有相互匹配嵌置的凹凸结构，所述凹凸结构包括矩形凹凸结构和燕尾状凹凸结构。
Description
技术领域
本发明涉及无土栽培技术，特别是涉及一种新型的利用气动驱动无土栽培单元自动收放的无土栽培***
背景技术
无土栽培与常规栽培的根本区别，就是可以不用土壤，直接用营养液来栽培植物。目前的无土栽培技术中，为了固定植物，增加空气含量，大多采用砾、沙、泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉、锯木屑等作为固定基质，以有效控制作物在生长发育过程中对温度、水分、光照、养分和空气的要求。无土栽培与常规栽培相比具有不依赖土壤，可扩大种植范围，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，降低农作物的劳动成本。
作为一种极为宝贵的、不可再生的资源，随着工业发展和人们生活品质要求的提高，可用于人们耕作的土地越来越少，已经严重威胁到了人类的生存和发展。无土栽培技术恰恰可以用于那些不适于耕作的广大的闲散土地上进行开发利用，使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。
水资源也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区，就是在发达的人口稠密的大城市，水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长，各种水资源被超量开采，某些地区已近枯竭，控制农业用水是节水的措施之一，而无土栽培恰恰可以避免水分大量的渗漏和流失，使得难以再生的水资源得到补偿。
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。
但是，现有的无土栽培技术大多属于大型的科技型农业设施，对于广大的居民来说，既不可能也无必要为了一家数口的日常饮食去投资、维护一个大型的无土栽培场地，因此，如何能够提供一种小型化的、便携的、能够满足人们日常生活和娱乐的无土栽培装置，具有现实的意义和价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型化的无土栽培***，利用柜体内层叠设置的无土栽培单元，结合气动驱动装置和滑轨装置，实现无土栽培单元自动收放的目的。
本发明的技术方案如下：
一种新型气动自动收放型无土栽培***，包括柜体，所述柜体内层叠设置有若干组无土栽培单元，所述各组无土栽培单元中均包括一无土栽培盒，所述无土栽培单元的下方设置有气动驱动装置，所述气动驱动装置包括气缸、气源、控制阀及管路，且无土栽培单元的两侧设置有滑动轨道，其特征在于：所述滑动轨道包括定轨和动轨，所述定轨和动轨分别对应设置于柜体的内壁和无土栽培单元的相邻外壁上，定轨和动轨之间对应设置有相互匹配嵌置的凹凸结构，所述凹凸结构包括矩形凹凸结构和燕尾状凹凸结构，所述各无土栽培盒包括翻转式面板，所述翻转式面板包括上下两部分面板组成，上方面板为活动面板，下方面板为固定面板，所述固定面板与盒体的相邻板壁固定连接，所述上方的活动面板通过翻转装置与下方的固定面板连接，所述翻转的面板的侧边设置有密封保温胶条或磁条。
可选的，所述无土栽培单元的气动驱动装置中，气缸为单气缸结构或多气缸结构，所述多气缸结构为并列设置，且其通过连接件首尾衔接串联驱动。
可选的，所述无土栽培单元前端面板与柜体的连接处设置有密封胶条或磁条。
可选的，所述无土栽培单元包括一托架，所述托架为上方开口的框架结构，所述无土栽培盒设置于托架中。
可选的，位于最底部的无土栽培单元的抽出端下部设置有支撑装置，所述支撑装置在该无土栽培单元抽出后与柜体底面处于同一承载平面上。
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。
可选的，所述无土栽培***还包括用于控制各无土栽培单元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。
本发明的技术效果在于：
本发明的气动自动收放型无土栽培***中，通过在各无土栽培单元中设置气动驱动装置和滑轨装置，这种凹凸嵌置的滑轨，不但可以实现滑动的目的，而且相互嵌置的凹凸结构，具有良好的结构钢性，可以兼具防坠的效果，同时结合配置的气缸双向驱动无土栽培单元，实现本发明的无土栽培单元自动收放的技术目的。
其次，由于气动气缸本身具有一定的长度，如果在无土栽培单元下方设置单气缸进行驱动，势必受到气缸本身行程的限制，导致无土栽培单元行程较短，长度将受到限制，各无土栽培单元的使用面积缩小，降低了本发明的无土栽培***的利用效率。本发明针对这种情况，设计了双气缸或多气缸并列设置、串联驱动的驱动方式，即将2个或多个气缸并列设置于无土栽培单元下方，各气缸通过连接件依次将气缸的首尾相连，使用时，位于最后位置的气缸通过连接件将与其相连的气缸连同无土栽培单元一起驱动，当该气缸到达自身最大行程时，其它气缸再次驱动，各气缸依次传递驱动，可以克服单气缸结构带来的无土栽培单元行程不足的缺陷。
为了提高本发明的保温保湿性能，本发明在无土栽培单元和柜体的连接处设置有密封胶条或磁条。当无土栽培单元收回柜体内后，提高柜内的密封性能。
本发明的无土栽培***采用气缸作为驱动动力源，其具有结构尺寸紧凑，动作灵敏的特点，使用时，既可以将气源、控制阀等气动元件设置于柜体内，也可以将气源、控制阀等气动元件远程设置，仅仅通过气路管路相连，可以简化柜体内的结构设置，进一步提高***的工作可靠性。
本发明的无土栽培***中，各无土栽培单元的面板均设置为可翻转的面板，通过活动面板的翻转，降低了由于面板遮蔽导致盒体内植物的采光不足或减少的弊端。为了进一步提高整个装置的保温特性，本发明的翻转的面板的侧边均设置有密封保温的胶条或磁条，所述密封保温胶条或磁条分别设置于固定面板和活动面板的接触边缘。
本发明的无土栽培***中，还包括在最底层的无土栽培单元的抽出端的下部设置支撑装置，可以提高无土栽培***的稳定性，特别是针对各无土栽培单元抽出柜体后柜体易于发生倾覆的缺陷，克服了现有的柜式无土栽培***易于发生柜体倾覆的弊端。
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，风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。
本发明的无土栽培***中，柜体内设置有光照补偿***，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，各层无土栽培单元均设置相互锁闭的电气互锁装置，实现了无土栽培单元抽出或推进时，最底层无土栽培单元始终优先抽出柜体和最后推回柜体，进一步提升了无土栽培***的使用稳定性，避免了由于无土栽培单元抽出或推回柜体时，由于次序混乱造成柜体倾覆的危险。
为了便于移动搬运，柜体的底端设置有滚轮，柜体的顶板上部设置有吊环等。
图1所示为本发明的结构示意图。
附图说明
图2所示为图1的侧向结构示意图。
图3所示为双气缸的结构示意图。
图4所示为翻转式面板的结构示意图。
图5所示为电气互锁装置的结构示意图。
图6所示为图5中的局部放大示意图。
以下结合附图对本发明做进一步说明。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明的无土栽培***包括柜体1，柜体1包括前梁4和后梁5，柜体1内设置有若干用于无土栽培的抽屉式盒体2，各抽屉式盒体2在柜体1内层叠设置。
做为一种实施例，本发明的各盒体2均可以设置于一上端开口的托架中，盒体2与托架为分体式结构，盒体2可在托架中自由取放。托架和盒体2共同组成一个无土栽培单元。
盒体2的下方设置有气动气缸3，气缸3缸体后端固定在柜体1的后梁5上，活塞杆前端与盒体2底部相连。
盒体2的两侧设置有滑轨装置，包括定轨9和动轨8，定轨9固定在柜体1的内壁，动轨8设置于盒体2的侧壁，图示中，动轨8作为凸部与定轨9的凹部相匹配，实际中，动轨8也可以选择凹部结构而定轨9选择凸部结构与其相匹配。
这种凹凸嵌置的滑轨结构，不但可以实现盒体移动进出柜体1的目的，而且定轨和动轨之间相互嵌置的凹凸结构，具有良好的结构钢性，可以兼具防坠的效果，确保盒体2在气缸3的驱动下，沿滑轨装置自如推出柜体1或收回柜体1。
但是，实际应用中，由于气缸本身具有一定的长度，如图1所示的设置单气缸进行驱动，将导致无土栽培单元行程较短，移动长度将受到限制，盒体2的实际使用面积缩小，降低无土栽培***的利用效率。
针对这种情况，本发明设计了双气缸或多气缸并列设置、串联驱动的驱动方式，即将2个或多个气缸并列设置于无土栽培单元下方，如图3所示为双气缸的结构示意图，气缸31通过连接件33与气缸32首尾相连，使用时，气缸31通过连接件33将气缸32连同盒体2一起驱动，当气缸31达到自身最大行程时，气缸32再次驱动盒体2移动，盒体2的移动行程为气缸31和32之和。
本实施例中，还可以具有如包括供液软管、出液软管、液压泵、储液盒等附属的向无土栽培单元提供营养液的供液管路，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。
各无土栽培盒体2的前端面板和柜体的连接处设置有密封胶条或磁条。当无土栽培单元收回柜体内后，可以提高柜内的密封性能。
本发明的无土栽培***中，各盒体2的面板上还可以设置有翻转式面板。
如图4所示，面板分为上下两部分，分别为活动面板43和固定面板44，活动面板43和固定面板44之间通过翻转装置45相连接，翻转装置45包括铰链或合页，以及拉簧、磁条、橡胶拉条或塑胶拉条、折叠设置的橡胶或塑胶板、气动拉杆或挺杆等。
为了进一步提高整个***的保温特性，本发明的翻转的面板的侧边均设置有密封保温的胶条或磁条。
所述密封保温胶条或磁条分别设置于固定面板和活动面板的接触边缘。
与该密封保温胶条或磁条相对应的，在柜体的的贴合面处，设置有相应的吸合胶条或磁条，当抽屉型盒体收回柜体时，相应的胶条或磁条相互吸合，达到密封保温的效果。
本发明的无土栽培***中，还可以在位于柜体最底端的盒体2的前端设置防止柜体1倾覆的支撑装置(图中未示出)，该支撑装置与柜体的支撑滚轮7位于同一平面，支撑装置包括滑轮等。
本发明的无土栽培***中，还可以设置控制各无土栽培单元抽出或推进顺序的互锁装置，如图5所示，互锁装置包括设置于各盒体或框架底部的电磁吸合装置和铁磁性销体及销孔，保证抽出时，位于最底端的盒体或框架优先抽出，回退时，位于最底端的盒体或框架最后退回柜体1。
如图6所示，凹槽53的下方设置有电磁铁54，凹槽53下部设置有弹簧55，弹簧55上设置有销轴51，当电磁铁54吸合时，销轴51受磁力作用向下压缩弹簧55，脱离凹槽52，此时，盒体或框架为自由抽出和回退状态；当电磁铁54断电，磁力消失，销轴51在弹簧55的作用下，向上弹出嵌于凹槽52中，此时，盒体或框架为限制状态，不能向外抽出。
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1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1内的感温探头实时监测柜体1内温度，并通过控制装置自动调节。
为了避免柜体1内热量散失，降低能耗，柜体1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1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1内的湿度，并通过控制装置自动控制喷雾器启动，保持柜体1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，风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1下部的一侧或两侧设置出风口，通过风机进入柜体1的空气经除尘风袋过滤后进入柜体1，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，风机盖通过饺链与风机进风口端铰接。
为了便于移动搬运，可以在柜体1的底端设置有滚轮7，在柜体1的顶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)
1.一种新型气动自动收放型无土栽培***，包括柜体，所述柜体内层叠设置有若干组无土栽培单元，所述各组无土栽培单元中均包括一无土栽培盒，所述无土栽培单元的下方设置有气动驱动装置，所述气动驱动装置包括气缸、气源、控制阀及管路，且无土栽培单元的两侧设置有滑动轨道，其特征在于：所述滑动轨道包括定轨和动轨，所述定轨和动轨分别对应设置于柜体的内壁和无土栽培单元的相邻外壁上，定轨和动轨之间对应设置有相互匹配嵌置的凹凸结构，所述凹凸结构包括矩形凹凸结构和燕尾状凹凸结构，
所述各无土栽培盒包括翻转式面板，所述翻转式面板包括上下两部分面板组成，上方面板为活动面板，下方面板为固定面板，所述固定面板与盒体的相邻板壁固定连接，上方的活动面板通过翻转装置与下方的固定面板连接，所述翻转式面板的侧边设置有密封保温胶条或磁条。
2.如权利要求1所述的新型气动自动收放型无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培单元的气动驱动装置中，气缸为单气缸结构或多气缸结构，所述多气缸结构为并列设置，且其通过连接件首尾衔接串联驱动。
3.如权利要求1所述的新型气动自动收放型无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培单元前端面板与柜体的连接处设置有密封胶条或磁条。
4.如权利要求3所述的新型气动自动收放型无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培单元包括一托架，所述托架为上方开口的框架结构，所述无土栽培盒设置于托架中。
5.如权利要求1所述的新型气动自动收放型无土栽培***，其特征在于：位于最底部的无土栽培单元的抽出端下部设置有支撑装置，所述支撑装置在该无土栽培单元抽出后与柜体底面处于同一承载平面上。
6.如权利要求1所述的新型气动自动收放型无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培***包括设置于柜体内的通风装置，所述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。
7.如权利要求1所述的新型气动自动收放型无土栽培***，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。
8.如权利要求1所述的新型气动自动收放型无土栽培***，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，所述湿度控制装置包括喷雾器和湿度探头。
9.如权利要求1所述的新型气动自动收放型无土栽培***，其特征在于：所述无土栽培***还包括用于控制各无土栽培单元动作顺序的电气互锁装置，所述电气互锁装置包括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。
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