CN115088521A - 一种组合式智能恒温育苗装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式智能恒温育苗装置，包括培育架、承载机架、导向臂、储液罐、主增压泵、辅助增压泵、补气罐、回流风机、回气泵、供气泵及驱动电路，储液槽、补气罐、回气泵、供气泵均嵌于承载机架内，培育架与承载机架外侧面连接，且每个培育架外表面均设至少一个辅助增压泵，顶部设至少一个回流风机，驱动电路与承载机架外侧面连接，并分别与培育架、主增压泵、辅助增压泵、回流风机、回气泵、供气泵电气连接。其使用方法包括设备组装及育种培育等两个步骤。本发明一方面极大的提高了植株培养效率、培养作业灵活性及设备综合利用率；另一方面可根据不同植株类型及发育阶段，精确灵活的实现植株培育作业。

Description

一种组合式智能恒温育苗装置及方法

技术领域

本发明涉及一种组合式智能恒温育苗装置及使用方法，属于植物育设备领域。

背景技术

目前在育种、育苗作业时，开发了多种类型的育苗设备进行育苗作业，如专利申请号为“201310041580.4”的“一种蕨类植物育苗装置”、专利申请号为“202121073882.6”的“一种柳兰野生乡土植物标准化种植用育苗装置”等设备，虽然可以一定程度满足育苗的需要，但均不同程度存在设备结构单一，运行灵活性、培育作业效率均相对较差，从而导致在育苗作业时，育苗作业的数量、种类调节灵活性差，且在培育中，无法根据植株生长发育的需要灵活调节培育环境，从而导致当前的育苗设备无法同时满足不同类型幼苗同步培育作业的需要，严重影响了培育的工作效率和育苗质量。

因此，需迫切的设计研发一种功能性全、灵活性较好的育苗装置，以满足实际使用的需要。

发明内容

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种组合式智能恒温育苗装置及使用方法。

一种组合式智能恒温育苗装置，包括培育架、承载机架、导向臂、储液罐、主增压泵、辅助增压泵、补气罐、回流风机、回气泵、供气泵及驱动电路，承载机架为轴线与水平面垂直分布的柱状框架结构，储液槽和补气罐均至少一个、回气泵、供气泵均一个，并均嵌于承载机架内，并环绕承载机架轴线均布，培育架为横断面呈矩形的框架结构，至少两个并环绕承载机架轴线均布，且培育架与承载机架外侧面及相邻两个培育架间均通过至少一套导向臂相互连接，且每个培育架外表面均设至少一个辅助增压泵，顶部设至少一个回流风机，辅助增压泵、回流风机均相互并联，其中各辅助增压泵通过导流管分别与培育架及主增压泵间连通，主增压泵位于承载机架内并通过导流管与储液罐连通，回流风机通过导流管与回气泵连通，回气泵嵌于承载机架内并通过导气管与补气罐连通，补气罐另通过导气管与各培育架连通，驱动电路与承载机架外侧面连接，并分别与培育架、主增压泵、辅助增压泵、回流风机、回气泵、供气泵电气连接。

进一步的，所述的培育架为直线框架结构及与承载机架同轴分布的圆弧框架结构中的任意一种，且各培育架均环绕承载机架呈环形阵列分布。

进一步的，所述的培育架包括底座、承载柱、托盘、电加热丝、透明防护侧板、分流管、筛管、温湿度传感器、二氧化碳传感器及隔板，所述底座、托盘均为横断面呈“凵”字形槽状结构，且底座上端面与水平面平行分布，所述透明防护侧板若干，各透明防护侧板包覆在底座及托盘外，与底座外侧面通过滑槽连接并与底座构成密闭腔体结构的培育舱，所述培育舱对应的透明防护侧板设一个进气口和一个排气口，其中排气口通过导气管与回流风机连通，且回流风机与培育舱顶部连接，进气口通过导气管与供气泵连通，所述托盘不少于两个并均位于培育舱内，各托盘均位于底座上方并沿与底座上端面垂直分布方向分布，且托盘与底座及托盘与相邻托盘间均通过至少四条承载柱连接，所述承载柱均与底座上端面垂直分布并环绕底座中点均布，且托盘上端面与底座上端面呈0°—60°夹角，托盘轴线与底座上端面平行分布，所述托盘槽体内设若干隔板，各隔板均与托盘槽体侧壁内表面间通过滑槽滑动连接，且各隔板将托盘内均分若干培养槽，各培养槽间相互并联，且培养槽轴线与托盘底部垂直分布，所述托盘底部设至少一条电加热丝和一个分流管，其中分流管分别与若干筛管及导流管连通，并通过导流管与辅助增压泵连通，且辅助增压泵与底座外表面连接；所述筛管数量与培养槽数量一致，每个培养槽内均设一个培养槽轴线平行分布，并与培养槽对应托盘底部连接，所述筛管另与隔板相抵并滑动连接，所述托盘上端面至少两个环绕托盘轴线均布的温湿度传感器和二氧化碳传感器，所述电加热丝、温湿度传感器及二氧化碳传感器均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的托盘包括承载槽、横担、转台机构、倾角传感器、导向架、补光灯、照度传感器，所述横担共两条，相互平行分布并均与底座上端面平行分布，且横担上设连接孔并通过连接孔与承载柱连接，所述承载槽至少一个，位于两横担之间，且各承载槽轴线间平行分布，并均与横担轴线垂直分布，同时各承载槽两端均通过转台机构与横担侧表面铰接，且承载槽上端面与底座上端面呈0°—60°夹角，所述导向架为“冂”字形框架结构，其两端分别于两横担上端面通过滑槽滑动连接，并位于承载槽上方，其中滑槽轴线于横担轴线平行分布，所述补光灯若干，位于承载槽上方并与导向架连接，且各补光灯沿承载槽轴线方向分布，其光轴与承载槽轴线垂直分布，所述倾角传感器、照度传感器数量与承载槽数量一致，且每个承载槽的上端面设一个照度传感器，下端面设一个倾角传感器，所述转台机构、倾角传感器、补光灯、照度传感器均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的承载槽横断面呈“凵”字形、“V”字形及倒置等腰梯形结构中的任意一种，且承载槽底部设若干与承载槽底部呈30°—90°夹角的散热翅板，所述电加热丝位于相邻两个散热翅板之间。

进一步的，所述的底座为横断面呈“凵”字形槽状结构，所述底座侧壁设一个补液口，底部设一个排污口，其中所述补液口通过导流管与分流管连通，所述底座的槽底另设至少一个超声波雾化器，所述超声波雾化器与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的承载机架包括承载龙骨、连接法兰、承载环，其中承载龙骨为轴向截面呈矩形的框架结构，且承载龙骨至少两个，相邻两个承载龙骨间通过连接法兰连接并同轴分布，每个承载龙骨内均设1—2个与承载龙骨同轴分布的承载环，所述承载环为闭合环状结构，其外侧面与承载龙骨内表面间通过滑槽滑动连接，且承载环内径为承载龙骨内径的50%—90%,且储液罐、主增压泵、补气罐、回气泵、供气泵均与承载环上端面连接，并通过承载环与承载龙骨连接。

进一步的，所述的导向臂为至少两级伸缩杆结构，所述驱动电路为以可编程控制、FPGA芯片中任意一种为基础的电路***，且驱动电路另设一个UPS应急电源，且UPS应急电源位于承载机架内。

一种组合式智能恒温育苗装置的使用方法，包括如下步骤：

S1，设备组装，根据待育苗植株类型和数量设定培育架的数量、各培育架内托盘的数量，以及各托盘内培养槽的数量和容积参数，同时根据植株类型在储液罐内预设灌溉营养液、在补气罐内诸如补气用二氧化碳气体，同时在驱动电路中录入各培育架运行时的灌溉量、环境温度、环境湿度、光照参数及环境二氧化碳浓度参数，最后将各待培育的植株分别嵌入到各培养槽内，即可完成设备装配；

S2,育种培育，完成S1步骤中，首先驱动各培育架运行，一方面由电加热丝对培育温度进行调节，另一方面通过温湿度传感器和二氧化碳传感器运行，对各培育架内工作环境进行检测，然后根据检测参数，一方面通过主增压泵、辅助增压泵***运行，利用筛管直接为各培养槽进行灌溉及施肥；另一方面通过补气罐、供气泵想培育架内补充二氧化碳气体，根据植株培育需要调节培育环境。

本发明***结构集成化程度、模块化程度高，一方面可有效根据培育植株生理特性、数量，灵活调整培养能力，从而极大的提高了植株培养效率、培养作业灵活性及设备综合利用率；另一方面在运行中，可根据不同植株类型及发育阶段，精确灵活的实现植株培育作业，从而有效的提高植株培育发育效率和培育质量，并辅助降低培育作业运行成本及劳动强度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明***结构示意图；

图2为承载机架局部结构示意图；

图3为培育架结构示意图；

图4为托盘局部连接结构示意图；

图5为本发明方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—4所示，一种组合式智能恒温育苗装置，包括培育架1、承载机架2、导向臂3、储液罐4、主增压泵5、辅助增压泵6、补气罐7、回流风机8、回气泵9、供气泵10及驱动电路11，承载机架1为轴线与水平面垂直分布的柱状框架结构，储液槽4和补气罐7均至少一个、回气泵9、供气泵10均一个，并均嵌于承载机架2内，并环绕承载机架2轴线均布，培育架1为横断面呈矩形的框架结构，至少两个并环绕承载机架2轴线均布，且培育架1与承载机架2外侧面及相邻两个培育架1间均通过至少一套导向臂3相互连接，且每个培育架1外表面均设至少一个辅助增压泵6，顶部设至少一个回流风机8，辅助增压泵6、回流风机8均相互并联，其中各辅助增压泵6通过导流管分别与培育架1及主增压泵5间连通，主增压泵5位于承载机架2内并通过导流管与储液罐4连通，回流风机8通过导流管与回气泵9连通，回气泵9嵌于承载机架2内并通过导气管与补气罐7连通，补气罐7另通过导气管与各培育架1连通，驱动电路11与承载机架2外侧面连接，并分别与培育架1、主增压泵5、辅助增压泵6、回流风机8、回气泵9、供气泵10电气连接。

本实施例中，所述的培育架1为直线框架结构及与承载机架2同轴分布的圆弧框架结构中的任意一种，且各培育架1均环绕承载机架2呈环形阵列分布。

重点说明的，所述的培育架1包括底座101、承载柱102、托盘103、电加热丝104、透明防护侧板105、分流管106、筛管107、温湿度传感器108、二氧化碳传感器109及隔板110，所述底座101、托盘103均为横断面呈“凵”字形槽状结构，且底座101上端面与水平面平行分布，所述透明防护侧板105若干，各透明防护侧板105包覆在底座101及托盘103外，与底座101外侧面通过滑槽连接并与底座101构成密闭腔体结构的培育舱111，所述培育舱111对应的透明防护侧板105设一个进气口112和一个排气口113，其中排气口113通过导气管与回流风机8连通，且回流风机8与培育舱111顶部连接，进气口112通过导气管与供气泵10连通，所述托盘103不少于两个并均位于培育舱111内，各托盘103均位于底座101上方并沿与底座101上端面垂直分布方向分布，且托盘103与底座101及托盘103与相邻托盘103间均通过至少四条承载柱102连接，所述承载柱102均与底座101上端面垂直分布并环绕底座101中点均布，且托盘103上端面与底座101上端面呈0°—60°夹角，托盘103轴线与底座101上端面平行分布，所述托盘103槽体内设若干隔板110，各隔板110均与托盘103槽体侧壁内表面间通过滑槽滑动连接，且各隔板110将托盘103内均分若干培养槽114，各培养槽114间相互并联，且培养槽114轴线与托盘103底部垂直分布，所述托盘103底部设至少一条电加热丝104和一个分流管106，其中分流管106分别与若干筛管107及导流管连通，并通过导流管与辅助增压泵6连通，且辅助增压泵6与底座101外表面连接；所述筛管107数量与培养槽114数量一致，每个培养槽114内均设一个培养槽114轴线平行分布，并与培养槽114对应托盘103底部连接，所述筛管107另与隔板110相抵并滑动连接，所述托盘103上端面至少两个环绕托盘103轴线均布的温湿度传感器108和二氧化碳传感器109，所述电加热丝104、温湿度传感器108及二氧化碳传感器109均与驱动电路11电气连接。

需要特别注意的，所述的托盘103包括承载槽1031、横担1032、转台机构1033、倾角传感器1034、导向架1035、补光灯1036、照度传感器1037，所述横担1032共两条，相互平行分布并均与底座101上端面平行分布，且横担1032上设连接孔1038并通过连接孔1038与承载柱102连接，所述承载槽1031至少一个，位于两横担1032之间，且各承载槽1031轴线间平行分布，并均与横担1032轴线垂直分布，同时各承载槽1031两端均通过转台机构1033与横担1032侧表面铰接，且承载槽1031上端面与底座101上端面呈0°—60°夹角，所述导向架1035为“冂”字形框架结构，其两端分别于两横担1032上端面通过滑槽滑动连接，并位于承载槽1031上方，其中滑槽轴线于横担1032轴线平行分布，所述补光灯1036若干，位于承载槽1031上方并与导向架1035连接，且各补光灯1036沿承载槽1031轴线方向分布，其光轴与承载槽1031轴线垂直分布，所述倾角传感器1034、照度传感器1037数量与承载槽1031数量一致，且每个承载槽1031的上端面设一个照度传感器1037，下端面设一个倾角传感器1034，所述转台机构1033、倾角传感器1034、补光灯1036、照度传感器1037均与驱动电路11电气连接。

进一步优化的，所述导向架1035两端均设行走机构1039，并通过行走机构1039与滑槽间滑动连接，且行走机构1039与驱动电路电气连接，所述行走机构1039。

同时，所述的承载槽1031横断面呈“凵”字形、“V”字形及倒置等腰梯形结构中的任意一种，且承载槽1031底部设若干与承载槽1031底部呈30°—90°夹角的散热翅板1030，所述电加热丝104位于相邻两个散热翅板1030之间。

进一步优化的，所述的底座101为横断面呈“凵”字形槽状结构，所述底座101侧壁设一个补液口1011，底部设一个排污口1012，其中所述补液口1011通过导流管与分流管106连通，所述底座101的槽底另设至少一个超声波雾化器1013，所述超声波雾化器1013与驱动电路11电气连接。

本实施例中，所述的承载机架2包括承载龙骨21、连接法兰22、承载环23，其中承载龙骨21为轴向截面呈矩形的框架结构，且承载龙骨21至少两个，相邻两个承载龙骨21间通过连接法兰22连接并同轴分布，每个承载龙骨21内均设1—2个与承载龙骨21同轴分布的承载环23，所述承载环23为闭合环状结构，其外侧面与承载龙骨21内表面间通过滑槽滑动连接，且承载环23内径为承载龙骨21内径的50%—90%,且储液罐4、主增压泵5、补气罐7、回气泵9、供气泵10均与承载环23上端面连接，并通过承载环23与承载龙骨连接。

本实施例中，所述的导向臂3为至少两级伸缩杆结构，所述驱动电路11为以可编程控制、FPGA芯片中任意一种为基础的电路***，且驱动电路11另设一个UPS应急电源12，且UPS应急电源12位于承载机架2内。

如图5所示，一种组合式智能恒温育苗装置的使用方法，包括如下步骤：

S1，设备组装，根据待育苗植株类型和数量设定培育架的数量、各培育架内托盘的数量，以及各托盘内培养槽的数量和容积参数，同时根据植株类型在储液罐内预设灌溉营养液、在补气罐内诸如补气用二氧化碳气体，同时在驱动电路中录入各培育架运行时的灌溉量、环境温度、环境湿度、光照参数及环境二氧化碳浓度参数，最后将各待培育的植株分别嵌入到各培养槽内，即可完成设备装配；

S2,育种培育，完成S1步骤中，首先驱动各培育架运行，一方面由电加热丝对培育温度进行调节，另一方面通过温湿度传感器和二氧化碳传感器运行，对各培育架内工作环境进行检测，然后根据检测参数，一方面通过主增压泵、辅助增压泵***运行，利用筛管直接为各培养槽进行灌溉及施肥；另一方面通过补气罐、供气泵想培育架内补充二氧化碳气体，根据植株培育需要调节培育环境。

本发明***结构集成化程度、模块化程度高，一方面可有效根据培育植株生理特性、数量，灵活调整培养能力，从而极大的提高了植株培养效率、培养作业灵活性及设备综合利用率；另一方面在运行中，可根据不同植株类型及发育阶段，精确灵活的实现植株培育作业，从而有效的提高植株培育发育效率和培育质量，并辅助降低培育作业运行成本及劳动强度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种组合式智能恒温育苗装置，其特征在于：所述的组合式智能恒温育苗装置包括培育架、承载机架、导向臂、储液罐、主增压泵、辅助增压泵、补气罐、回流风机、回气泵、供气泵及驱动电路，所述承载机架为轴线与水平面垂直分布的柱状框架结构，所述储液槽和补气罐均至少一个、回气泵、供气泵均一个，并均嵌于承载机架内，并环绕承载机架轴线均布，所述培育架为横断面呈矩形的框架结构，至少两个并环绕承载机架轴线均布，且培育架与承载机架外侧面及相邻两个培育架间均通过至少一套导向臂相互连接，且每个培育架外表面均设至少一个辅助增压泵，顶部设至少一个回流风机，所述辅助增压泵、回流风机均相互并联，其中所述各辅助增压泵通过导流管分别与培育架及主增压泵间连通，所述主增压泵位于承载机架内并通过导流管与储液罐连通，所述回流风机通过导流管与回气泵连通，所述回气泵嵌于承载机架内并通过导气管与补气罐连通，所述补气罐另通过导气管与各培育架连通，所述驱动电路与承载机架外侧面连接，并分别与培育架、主增压泵、辅助增压泵、回流风机、回气泵、供气泵电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式智能恒温育苗装置，其特征在于：所述的培育架为直线框架结构及与承载机架同轴分布的圆弧框架结构中的任意一种，且各培育架均环绕承载机架呈环形阵列分布。

3.根据权利要求1所述的一种组合式智能恒温育苗装置，其特征在于：所述的培育架包括底座、承载柱、托盘、电加热丝、透明防护侧板、分流管、筛管、温湿度传感器、二氧化碳传感器及隔板，所述底座、托盘均为横断面呈“凵”字形槽状结构，且底座上端面与水平面平行分布，所述透明防护侧板若干，各透明防护侧板包覆在底座及托盘外，与底座外侧面通过滑槽连接并与底座构成密闭腔体结构的培育舱，所述培育舱对应的透明防护侧板设一个进气口和一个排气口，其中排气口通过导气管与回流风机连通，且回流风机与培育舱顶部连接，进气口通过导气管与供气泵连通，所述托盘不少于两个并均位于培育舱内，各托盘均位于底座上方并沿与底座上端面垂直分布方向分布，且托盘与底座及托盘与相邻托盘间均通过至少四条承载柱连接，所述承载柱均与底座上端面垂直分布并环绕底座中点均布，且托盘上端面与底座上端面呈0°—60°夹角，托盘轴线与底座上端面平行分布，所述托盘槽体内设若干隔板，各隔板均与托盘槽体侧壁内表面间通过滑槽滑动连接，且各隔板将托盘内均分若干培养槽，各培养槽间相互并联，且培养槽轴线与托盘底部垂直分布，所述托盘底部设至少一条电加热丝和一个分流管，其中分流管分别与若干筛管及导流管连通，并通过导流管与辅助增压泵连通，且辅助增压泵与底座外表面连接；所述筛管数量与培养槽数量一致，每个培养槽内均设一个培养槽轴线平行分布，并与培养槽对应托盘底部连接，所述筛管另与隔板相抵并滑动连接，所述托盘上端面至少两个环绕托盘轴线均布的温湿度传感器和二氧化碳传感器，所述电加热丝、温湿度传感器及二氧化碳传感器均与驱动电路电气连接。

4.根据权利要求3所述的一种组合式智能恒温育苗装置，其特征在于：所述的托盘包括承载槽、横担、转台机构、倾角传感器、导向架、补光灯、照度传感器，所述横担共两条，相互平行分布并均与底座上端面平行分布，且横担上设连接孔并通过连接孔与承载柱连接，所述承载槽至少一个，位于两横担之间，且各承载槽轴线间平行分布，并均与横担轴线垂直分布，同时各承载槽两端均通过转台机构与横担侧表面铰接，且承载槽上端面与底座上端面呈0°—60°夹角，所述导向架为“冂”字形框架结构，其两端分别于两横担上端面通过滑槽滑动连接，并位于承载槽上方，其中滑槽轴线于横担轴线平行分布，所述补光灯若干，位于承载槽上方并与导向架连接，且各补光灯沿承载槽轴线方向分布，其光轴与承载槽轴线垂直分布，所述倾角传感器、照度传感器数量与承载槽数量一致，且每个承载槽的上端面设一个照度传感器，下端面设一个倾角传感器，所述转台机构、倾角传感器、补光灯、照度传感器均与驱动电路电气连接。

5.根据权利要求4所述的一种组合式智能恒温育苗装置，其特征在于：所述的承载槽横断面呈“凵”字形、“V”字形及倒置等腰梯形结构中的任意一种，且承载槽底部设若干与承载槽底部呈30°—90°夹角的散热翅板，所述电加热丝位于相邻两个散热翅板之间。

6.根据权利要求3所述的一种组合式智能恒温育苗装置，其特征在于：所述的底座为横断面呈“凵”字形槽状结构，所述底座侧壁设一个补液口，底部设一个排污口，其中所述补液口通过导流管与分流管连通，所述底座的槽底另设至少一个超声波雾化器，所述超声波雾化器与驱动电路电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种组合式智能恒温育苗装置，其特征在于：所述的承载机架包括承载龙骨、连接法兰、承载环，其中承载龙骨为轴向截面呈矩形的框架结构，且承载龙骨至少两个，相邻两个承载龙骨间通过连接法兰连接并同轴分布，每个承载龙骨内均设1—2个与承载龙骨同轴分布的承载环，所述承载环为闭合环状结构，其外侧面与承载龙骨内表面间通过滑槽滑动连接，且承载环内径为承载龙骨内径的50%—90%,且储液罐、主增压泵、补气罐、回气泵、供气泵均与承载环上端面连接，并通过承载环与承载龙骨连接。

8.根据权利要求1所述的一种组合式智能恒温育苗装置，其特征在于：所述的导向臂为至少两级伸缩杆结构，所述驱动电路为以可编程控制、FPGA芯片中任意一种为基础的电路***，且驱动电路另设一个UPS应急电源，且UPS应急电源位于承载机架内。

9.根据权利要求1所述的一种组合式智能恒温育苗装置的使用方法，其特征在于：所述的育苗装置的使用方法包括如下步骤：

S1，设备组装，根据待育苗植株类型和数量设定培育架的数量、各培育架内托盘的数量，以及各托盘内培养槽的数量和容积参数，同时根据植株类型在储液罐内预设灌溉营养液、在补气罐内诸如补气用二氧化碳气体，同时在驱动电路中录入各培育架运行时的灌溉量、环境温度、环境湿度、光照参数及环境二氧化碳浓度参数，最后将各待培育的植株分别嵌入到各培养槽内，即可完成设备装配；

S2,育种培育，完成S1步骤中，首先驱动各培育架运行，一方面由电加热丝对培育温度进行调节，另一方面通过温湿度传感器和二氧化碳传感器运行，对各培育架内工作环境进行检测，然后根据检测参数，一方面通过主增压泵、辅助增压泵***运行，利用筛管直接为各培养槽进行灌溉及施肥；另一方面通过补气罐、供气泵想培育架内补充二氧化碳气体，根据植株培育需要调节培育环境。

Images