CN204653256U - 一种自动立体种植无土栽培蔬菜装置及其设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动立体种植无土栽培蔬菜装置及其设备，所述支架与地面相连接，所述上横梁位于两个支架之间，且两端分别与两个支架的顶杆的中间部位固定连接；所述立柱的数量与所述支架的数量相配适，且一端与所述支架的顶杆的中间部位固定连接，另一端与地面相连接，所述轨道设置在所述支架上；所述传动组件与所述轨道相连接，每个所述托盘均通过连接件与所述传动组件相连接；每个所述托盘内设置有两个以上的所述种植盒。本实用新型是将植物种植盒摆放在托盘上，由托盘带着种植盒沿着固定轨道上下循环运动，托盘带着种植盒内的植物旋转，提高了植物的采光效率和水肥利用率，大大提高了太阳能的利用率，植物生长效率、面积利用率、水肥利用率等。

Description

一种自动立体种植无土栽培蔬菜装置及其设备

技术领域

本实用新型涉及一种自动立体种植无土栽培蔬菜装置及其设备。

背景技术

无土栽培是一种不用天然土壤而采用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。包括水培、雾(气)培和基质栽培三种方式。无土栽培作物，灌溉方式科学，可以节省大量的水资源；营养元素均衡，根系与土壤隔离，可避免各种土传病害，也无需进行土壤消毒。基质栽培一般采用砾、沙、泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉、麦秸、稻壳、秸秆、锯木屑等作为固定基质，增加空气含量，有效地固定植物根系，材料环保，绿色、无污染。

我国人口众多，为了满足人们的日常生活需要，建设了大量的设施农业，使人们一年四季都可以吃到新鲜的蔬菜和水果，为了提高生活水品和改善城市“菜篮子”工程做出了巨大贡献。但是，我国大部分的设施农业发展到今天，很多都已经达到了土地利用极限，为了追求效益和产量，提高土地的效率，过度使用农药和化肥，导致土壤营养恶化、板结、污染、中毒，生产出来的蔬菜水果也相应的不可避免的带有一定的污染。另外目前大部分设施农业内部种植基本都是平面种植，土地面积利用率低；如何提高土地的单位面积利用率，生产出优质有机绿色环保的新鲜蔬菜，克服土壤病害和污染的影响，实现设施农业的跨越式发展和可持续发展成为新的需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动立体种植无土栽培蔬 菜装置及其设备，应用在玻璃采光棚、连栋温室、日光温室、拱棚等设施农业内部，也可以用于户外、房顶、阳台等适宜种植无土栽培蔬菜的环境。应用于各种无土栽培的蔬菜、水果、花卉的种植，可以水培、雾培、和基质栽培。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种自动立体种植无土栽培蔬菜装置，包括两个支架、上横梁、立柱、轨道、传动组件、两个以上的托盘及种植盒；

所述支架与地面相连接，且与地面形成一等腰梯形，所述支架的顶杆为等腰梯形的上底，地面部分为等腰梯形的下底，且上底的长度小于下底的长度；

所述上横梁位于两个支架之间，且两端分别与两个支架的顶杆的中间部位固定连接；所述立柱的数量与所述支架的数量相配适，且一端与所述支架的顶杆的中间部位固定连接，另一端与地面相连接；

所述轨道的数量与所述支架的数量相配适，且形状为四边形，所述四边形的第一边长与所述等腰梯形的上底在横向上相互平行，且其长度大于所述等腰梯形的上底的长度，所述四边形的第二边长靠近地面，且与水平面呈5～15度的倾角，且其长度大于等腰梯形的下底的长度；所述四边形的第三边长的长度与第四边长的长度均小于等腰梯形的腰长，所述轨道设置在所述支架上；

所述传动组件的数量与所述轨道的数量相配适，且与所述轨道相连接，每个所述托盘均通过连接件与所述传动组件相连接，且相邻两个托盘之间的距离相等；每个所述托盘上设置有两个以上的所述种植盒。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型是将植物种植盒摆放在托盘上，由托盘带着沿着固定轨道上下循环运动，托盘带着种植盒内的植物旋转，提高了植物的采光效率和 水肥利用率，大大提高了太阳能的利用率，植物生长效率、面积利用率、水肥利用率，利用高低上下温差，改善植物品质的果蔬种植设备和技术。可以实现植物的高密度种植、自动采光、采摘、喷水喷雾、加肥(营养液)、停机加盘、设备维护等功能的一种农作物种植设备。

2、托盘上边排放若干种植盒，种植盒里边盛放种植基质或营养液，种植盘上覆盖带有定植孔的覆盖盘或者底部布满空洞的水培苗盘。实现蔬菜植物的种植，也可以用于育苗作业。

3、本实用新型种植的蔬菜植物具有产品质量好、洁净、鲜嫩、口感好、无污染，以生食为主的生菜、苦菊等叶类蔬菜更为显著。

4、本实用新型种植的蔬菜植物具有全年都可以定植、采收，不间断连续生产。便于茬口安排，适合计划性、订单式现代农业生产方式。

5、本实用新型种植的蔬菜多数生长周期短、周转快。单位面积的产量高、周转快、生产效率高，可以取得更好的经济效益和社会效益。

6、本实用新型适应范围广泛，蔬菜、花卉、水果、食用菌等均可以采用。适用地域也很广泛。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述传动组件包括四个支撑轮及传动链，所述支撑轮通过分别设置在所述轨道的四个边角处与所述轨道相连接，所述传动链通过绕设在所述支撑轮上，在所述轨道内运转，每个所述托盘均通过连接件与所述传动链相连接。

传动链可使用套筒棍子链、链板链、环形链、钢丝绳等传动介质，在定制的轨道内运行，实现托盘的低速平稳运转。靠近地面的支撑轮还具有涨紧轮功能。

采用上述进一步方案的有益效果是,降低成本，改善传动效果，方便托盘的布置和连接。

进一步，所述立体种植无土栽培蔬菜装置还包括驱动组件，所述驱动组件与所述传动链相连接，带动所述传动链运动。

进一步，所述驱动组件包括驱动电机、驱动轴及两个驱动轮，所述驱动电机与所述驱动轴相连接，带动所述驱动轴运动，所述驱动轴的两端分别通过驱动链与所述两个驱动轮相连接，带动所述驱动轮旋转，所述两个驱动轮分别安装在所述轨道上，所述传动链通过绕设在所述驱动轮上与所述驱动轮相连接，所述驱动轮带动所述传动链运动。

进一步，所述自动立体种植无土栽培蔬菜装置还包括水肥供给***，所述水肥供给***与所述轨道相连接或者与所述上横梁相连接。

进一步，所述水肥供给***包括水箱、营养液箱及喷杆，所述水箱通过供水管道与所述喷杆相连通，所述营养液箱通过营养液供给管道与所述喷杆相连通；所述喷杆的两端分别通过支撑杆与两个所述轨道相连接，或者所述喷杆设置在所述上横梁上。

进一步，所述喷杆上均匀的分布有两个以上的喷嘴。

采用上述进一步方案的有益效果是,设有水肥供给***，水肥供给***采用恒压供水***，可实现水、肥(营养液)的定时、定量、定向的喷淋、喷雾或者滴灌。

喷嘴具有多个喷头，出水量可调，节水性强。用于植物的水肥浇灌，通过调节，可以喷雾，也可喷淋。喷杆可以安装在上横梁上，也可以安装在轨道上，喷射角度可以调节，出口流量可分级或无极调节。材质有塑料、合金或不锈钢的，安装方式可以卡箍式、螺旋式、内藏式或固定式。

营养液箱是调配和储存营养液装置，也可以使用防渗防漏处理后的水泥池制作，也可以使用塑料、玻璃钢容器或耐腐蚀的钢制容器制作。出口安装有手动阀门或者自动电磁阀。水箱是用于供水的容积，可以直接接到供水管道，也使用雨水收集器(带过滤)、防渗防漏处理后的水泥储水池等方式； 供水管道出口装有手动阀门或者自动电磁阀。供水管道可以和营养液供给管道连通。

水箱及所述营养液箱上均设有泵。可以使用计量泵，也可用普通水泵。

水箱上还设有液位控制器，以控制水箱的水位。

进一步，所述立体种植无土栽培蔬菜装置还包括控制***，所述控制***对所述驱动电机、水箱及营养液箱进行控制。

控制***为智能控制***，分为控制柜及显示器，是基于互联网***、物联网或3G/4G/5G技术实现的远程监控***，可以通过远程控制客户端控制本装置。实现设备的运行、参数设定、现场监控、虚拟参观和现场互动等功能。控制***分成手动、自动***两种方式；界面可以显示时间、***参数、***状态动画、操作许可控制、参数设定和调整、各组运行状态、环境监控画面，可以记录技术参数并可上传。控制柜采用PLC、单板机、工控机等元器件。环境监控摄像头为360度日夜两用全方位摄像头，内建话筒。

控制***对所述立体种植无土栽培蔬菜装置进行整体控制，实现农产品全程可追溯的交易平台上的物联网控制和物联互通，成为现代设施农业跨越性发展和升级换代的技术基础。

进一步，每个所述种植盒上均设置有种植盒盖。

种植盒盖是用来覆盖基质、保证植物根部定植的装置，可以使用塑料泡沫板或者塑料网状板，稳定植物根部，减少水分挥发和营养液散失。

一种自动立体种植无土栽培蔬菜设备，所述自动立体种植无土栽培蔬菜组合设备由多台上述自动立体种植无土栽培蔬菜装置组合而成，相邻两个立体种植无土栽培蔬菜装置通过上横梁连接或者通过立柱连接。

通过上述组合，在一定的面积内实现联排、多组、不同高度的应用组合方式，以提高平面面积的利用率。多台装置可以共用一组水肥供给***，水箱、营养液箱并联使用。多台装置可共用一套智能控制***，实现多台装置 的统一联动控制，每台单机也可以单独开停机控制。

附图说明

图1为本实用新型立体种植无土栽培蔬菜装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型立体种植无土栽培蔬菜装置的部分结构示意图；

图3为本实用新型立体种植无土栽培蔬菜装置的部分侧面结构示意图；

图4为本实用新型立体种植无土栽培蔬菜装置的驱动组件的结构示意图；

图5为本实用新型立体种植无土栽培蔬菜装置的控制线路框图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、支架，2、上横梁，3、立柱，4、轨道，5、托盘，6、种植盒，7、连接件，8、支撑轮，9、传动链，10、驱动电机，11、驱动轴，12、驱动轮，13、水箱，14、营养液箱，15、喷杆，16、喷嘴，17、支撑杆，18、控制***，19、种植盒盖。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

一种自动立体种植无土栽培蔬菜装置，如图1、图2、图3所示，包括支架1、上横梁2、立柱3、轨道4、传动组件、两个以上的托盘5及种植盒6；

所述支架1与地面相连接，且与地面形成等腰梯形，所述支架1的顶杆为等腰梯形的上底，地面部分为等腰梯形的下底，且上底的长度小于下底的长度；

所述上横梁2位于两个支架1之间，且两端分别与两个支架1的顶杆的 中间部位固定连接；所述立柱3的数量与所述支架1的数量相配适，且一端与所述支架1的顶杆的中间部位固定连接，另一端与地面相连接；立柱3通过地脚和坚硬地面连接，起到承重和稳定的作用。

所述轨道4的数量与所述支架1的数量相配适，且形状为四边形，所述四边形的第一边长与所述等腰梯形的上底在横向上相互平行，且其长度大于所述等腰梯形的上底的长度，所述四边形的第二边长靠近地面，且与水平面呈5-15度的倾角，且其长度大于等腰梯形的下底的长度；所述四边形的第三边长的长度与第四边长的长度均小于等腰梯形的腰长，所述轨道4设置在所述支架1上；

所述传动组件的数量与所述轨道4的数量相配适，且与所述轨道4相连接，每个所述托盘5均通过连接件7与所述传动组件相连接，且相邻两个托盘5之间的距离相等；每个所述托盘5内设置有两个以上的所述种植盒6；种植盒6是用来种植蔬菜水果花卉的容器，具体规格可以根据不同的种植品种和类别需要来确定，保证一定的高度和宽度，长度可以根据托盘5的整数倍尺寸来确定。

所述传动组件包括四个支撑轮8及传动链9，所述支撑轮8通过分别设置在所述轨道4的四个边角处与所述轨道4相连接，所述传动链9通过绕设在所述支撑轮8上，在所述轨道4内运转，每个所述托盘5均通过连接件7与所述传动链9相连接。支撑轮8是为了保证传动链9的平稳，克服转角的阻力。

传动链9可使用套筒棍子链、链板链、环形链、钢丝绳等传动介质，在定制的轨道4内运行，实现托盘5的低速平稳运转。

所述立体种植无土栽培蔬菜装置还包括驱动组件，所述驱动组件与所述传动链9相连接，带动所述传动链9运动。

如图4所示，所述驱动组件包括驱动电机10、驱动轴11及两个驱动轮 12，所述驱动电机10与所述驱动轴11相连接，带动所述驱动轴11运动，所述驱动轴11的两端分别通过驱动链与所述两个驱动轮12相连接，带动所述驱动轮12旋转，所述两个驱动轮12分别安装在所述轨道4上，所述传动链9通过绕设在所述驱动轮12上与所述驱动轮12相连接，所述驱动轮12带动所述传动链9运动。

驱动电机10为普通电机加减速器、调速电机加减速器或液压马达等。

所述自动立体种植无土栽培蔬菜装置还包括水肥供给***，所述水肥供给***与所述轨道4相连接或者与所述上横梁2相连接。

所述水肥供给***包括水箱13、营养液箱14及喷杆15，所述水箱13通过供水管道与所述喷杆15相连通，所述营养液箱14通过营养液供给管道与所述喷杆15相连通；所述喷杆15的两端分别通过支撑杆17与两个所述轨道4相连接，或者所述喷杆15设置在所述上横梁2上。所述喷杆15上均匀的分布有两个以上的喷嘴16。

如图5所示，所述立体种植无土栽培蔬菜装置还包括控制***17，所述控制***18对所述驱动电机10、水箱13及营养液箱14进行控制。

控制***18为智能控制***，为现有常用设备，分为控制柜及显示器，是基于互联网***、物联网或3G/4G/5G技术实现的远程监控***，可以通过远程控制客户端控制本装置。实现设备的运行、参数设定、现场监控、虚拟参观和现场互动等功能。控制***分成手动、自动***两种方式；界面可以显示时间、***参数、***状态动画、操作许可控制、参数设定和调整、各组运行状态、环境监控画面，可以记录技术参数并可上传。控制柜采用PLC、单板机、工控机等元器件。环境监控摄像头为360度日夜两用全方位摄像头，内建话筒。

控制***对所述立体种植无土栽培蔬菜装置进行整体控制，实现农产品全程可追溯的交易平台上的物联网控制和物联互通，成为现代设施农业跨越 性发展和升级换代的技术基础。

每个所述种植盒6上均设置有种植盒盖19。

本实用新型外形尺寸如下：长度尺寸范围3.0-4.0米，宽度尺寸范围1.0-1.5米，高度尺寸范围可在1.5-15米。

本实用新型也可不使用驱动组件及水肥供给***，全部或部分改成人工控制操作，人工转动托盘、人工添加营养液、浇水等。采用低成本的材质制作，实现低投入，高产出的目标。

本实用新型能源除了现有的电力，还可以使用太阳能光伏发电和风力发电设备产生的电能作为驱动电器设备的动力来源。

一种自动立体种植无土栽培蔬菜设备，所述自动立体种植无土栽培蔬菜设备由两个以上的上述立体种植无土栽培蔬菜装置组合而成，相邻两个立体种植无土栽培蔬菜装置通过上横梁连接或者通过立柱连接。

通过上述组合，在一定的面积内实现联排、多组、不同高度的应用组合方式，以提高平面面积的利用率。多台装置可以共用一组水肥供给***，水箱、营养液箱并联使用。多台装置可共用一套智能控制***，实现多台装置的统一联动控制，每台单机也可以单独开停机控制。

本实用新型可以根据农业种植工艺要求、设备使用地区的日照时间、季节、栽种植物种类、种植密度、生长期等综合情况，确定托盘之间的距离、托盘运动的频次和时间，喷水上肥时间、喷雾降温以及运转的速度。尽量使植物最大限度接受阳光照射，加快植物生长，提高种植效率。设备布置方便，公用面积小，提高了空间和面积的有效利用率。

本实用新型可以应用到连栋温室、日光温室、拱棚等设施农业建筑的内部，也可以用于户外、房顶、阳台、玻璃阳光棚等适宜种植无土栽培蔬菜的环境，改善人文环境和城市生态环境。本实用新型可大幅度提高单位面积的种植效率和产量，提高设施农业的利用率和可持续发展。为城市农业“菜篮 子”提供高质量、无污染、无药残、无重金属污染、绿色环保的新鲜蔬果。

以下通过具体的实施例具体说明本实用新型产生的效果。

外形尺寸在4000*1500*4500的一台立体种植无土栽培蔬菜装置，投资大约在3万元，以种植生菜为例，托盘一共为19组，每一个托盘上摆放8个种植盒，每一个种植盒种植生菜12棵。采收时生菜重量500克计算。种植12*8*19＝1924株；合计产量500*12*8*19/1000＝912千克；每千克生产销售价为平均4元，单机单季产值3648元。时间为50天/采收季。每一年的250天生产，合计采收5次。不计算中间的临时种植植物价值，产量为912*5＝4560千克，5*3648＝18240元。扣除成本和折旧。单机的效益十分显著。设备单机占地投影面积为4*1.5＝6平方米，多组连排布置，单机平均面积15平方米。每平方米的产值为18240/15＝1216元。

普通设施农业一亩地666平方米一般种植5000株-6000株。产量为6000*500/1000＝3000千克。产值5*3000*4＝60000元(假设相同售价，实际绿色有机果蔬售价要高更很多)，单位面积产值为60000/666＝90.1元

使用本实用新型的无土栽培种植成本要高于普通土壤种植，扣除高出的部分。单位面积产值的比例最低也要在5倍以上。如果设备的高度增加，宽度和长度不变，产值也将快速增加。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：包括两个支架、上横梁、立柱、轨道、传动组件、两个以上的托盘及种植盒；

所述支架与地面相连接，且与地面形成一等腰梯形，所述支架的顶杆为等腰梯形的上底，地面部分为等腰梯形的下底，且上底的长度小于下底的长度；

所述上横梁位于两个支架之间，且两端分别与两个支架的顶杆的中间部位固定连接；所述立柱的数量与所述支架的数量相配适，且一端与所述支架的顶杆的中间部位固定连接，另一端与地面相连接；

所述轨道的数量与所述支架的数量相配适，且形状为四边形，所述四边形的第一边长与所述等腰梯形的上底在横向上相互平行，且其长度大于所述等腰梯形的上底的长度，所述四边形的第二边长靠近地面，且与水平面呈5～15度的倾角，且其长度大于等腰梯形的下底的长度；所述四边形的第三边长的长度与第四边长的长度均小于等腰梯形的腰长，所述轨道设置在所述支架上；

所述传动组件的数量与所述轨道的数量相配适，且与所述轨道相连接，每个所述托盘均通过连接件与所述传动组件相连接，且相邻两个托盘之间的距离相等；每个所述托盘上设置有两个以上的所述种植盒。

2.根据权利要求1所述的自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：所述传动组件包括四个支撑轮及传动链，所述支撑轮通过分别设置在所述轨道的四个边角处与所述轨道相连接，所述传动链通过绕设在所述支撑轮上，在所述轨道内运转，每个所述托盘均通过连接件与所述传动链相连接。

3.根据权利要求2所述的自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：所述立体种植无土栽培蔬菜装置还包括驱动组件，所述驱动组件与所述 传动链相连接，带动所述传动链运动。

4.根据权利要求3所述的自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机、驱动轴及两个驱动轮，所述驱动电机与所述驱动轴相连接，带动所述驱动轴运动，所述驱动轴的两端分别通过驱动链与所述两个驱动轮相连接，带动所述驱动轮旋转，所述两个驱动轮分别安装在所述轨道上，所述传动链通过绕设在所述驱动轮上与所述驱动轮相连接，所述驱动轮带动所述传动链运动。

5.根据权利要求4所述的自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：所述自动立体种植无土栽培蔬菜装置还包括水肥供给***，所述水肥供给***与所述轨道相连接或者与所述上横梁相连接。

6.根据权利要求5所述的自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：所述水肥供给***包括水箱、营养液箱及喷杆，所述水箱通过供水管道与所述喷杆相连通，所述营养液箱通过营养液供给管道与所述喷杆相连通；所述喷杆的两端分别通过支撑杆与两个所述轨道相连接，或者所述喷杆设置在所述上横梁上。

7.根据权利要求6所述的自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：所述喷杆上均匀的分布有两个以上的喷嘴。

8.根据权利要求6所述的自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：所述立体种植无土栽培蔬菜装置还包括控制***，所述控制***对所述驱动电机、水箱及营养液箱进行控制。

9.根据权利要求1至8任一项所述的自动立体种植无土栽培蔬菜装置，其特征在于：每个所述种植盒上均设置有种植盒盖。

10.一种自动立体种植无土栽培蔬菜设备，其特征在于：所述立体种植无土栽培蔬菜设备由两个以上的权利要求1至9任一项所述的立体种植无土栽培蔬菜装置组合而成，相邻两个立体种植无土栽培蔬菜装置通过上横梁连 接或者通过立柱连接。