发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能调节高度的大棚内自动迎光种植架。
本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种能使作物长时间地接受阳光直接照射的大棚内自动迎光种植架。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种大棚内自动迎光种植架,包括底座,所述底座的下方安装有能调节底座高度的伸缩机构,所述伸缩机构包括与底座下端连接的支承托盘和位于支承托盘下方的两组平行的菱形支架组,每组所述菱形支架组由若干菱形支架上下连接而成,每个所述菱形支架为四根支撑臂依次首尾转动连接构成的菱形,每组所述菱形支架组的位于最上方的两根支撑臂分别向上延伸后与支承托盘连接,两组所述菱形支架组之间连接有控制轴,所述控制轴竖向连接有连接杆,所述连接杆与一推进转筒螺纹连接,所述推进转筒与一被动齿轮连接,所述被动齿轮与一主动齿轮相啮合,所述主动齿轮与第三电机驱动连接。
作为改进,每组所述菱形支架组的位于最下方的两根支撑臂分别向下延伸并具有连接端,所述连接端转动连接有带齿滚轮;所述伸缩机构还包括安装底座,所述安装底座设有供带齿滚轮滚动的轨道,所述轨道开设有能容置带齿滚轮上齿的凹槽。
作为改进,上述大棚内自动迎光种植架还包括安装在底座上方的底盘、安装在底盘上方的托盘和电气控制系统,所述底盘通过第一转动机构与底座连接并能相对底座在横向方向转动,所述第一转动机构与第一电机驱动连接,所述底盘通过第二转动机构与托盘连接并能相对底盘在竖向方向转动,所述第二转动机构与第二电机驱动连接,所述电气控制系统分别与第一电机、第二电机连接,所述电气控制系统能分别计算出第一电机、第二电机转动的方向及步数,并分别向第一电机、第二电机发出控制指令,所述底盘、托盘分别在第一电机、第二电机的驱动下转动。
作为改进,所述第一电机和/或第二电机设有电气控制盒,所述电气控制盒与控制系统连接。
优选的,所述第一转动机构包括第一齿轮、第一推动轴、第二齿轮、第一推动架和支承板,所述第一电机与第一齿轮驱动连接,所述第一推动轴的一端设有与第一齿轮啮合的第二齿轮,所述第一推动轴的另一端与第一推动架螺纹连接,所述底座底部设有能容置第一推动架两侧的容置槽,所述容置槽的两端分别设有限位部,所述支承板与底盘禁固连接并向下延伸有呈圆柱状的连接件,所述连接件穿过底座并伸入开设在第一推动架上的第一导轨内。
优选的,所述第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径,第二齿轮选用大直径,可以对第一推动轴产生更大的驱动力,以带动支承板上的装置运动。
优选的,所述第二转动机构包括涡轮、转动轴和驱动机构,所述涡轮与蜗杆的端部相啮合,所述蜗杆与第二电机驱动连接,所述涡轮设置在转动轴上,所述转动轴靠近托盘设置并与蜗杆所在的直线垂直且与驱动机构连接,所述托盘的相对的两侧分别对称连接有一套驱动机构;
每套所述驱动机构包括第二推动轴、第一锥形齿轮、第二推动架、轨道盘、第一连接轴和第二锥形齿轮,所述第二推动轴与蜗杆所在的直线平行并一端与第一锥形齿轮连接且另一端与第二推动架螺纹连接,所述第二推动架远离第二锥形齿轮的端部设有连接部,所述连接部开设有第二导轨,所述轨道盘与托盘连接并开设有第一圆弧轨道,所述第一连接轴的端部依次穿过第二导轨、第一圆弧轨道后与托盘的侧壁连接,所述第二锥形齿轮设置在转动轴上并与第一锥形齿轮啮合。
优选的,所述第一连接轴在第一圆弧轨道内滑行的角度为0°~90°。
作为改进,所述轨道盘还开设有第二圆弧轨道,所述第二圆弧轨道与第一圆弧轨道同圆心且关于同一条直线对称,第二连接轴穿过第二圆弧轨道后与托盘的侧壁连接,所述第一连接轴、第二连接轴分别在第一圆弧轨道、第二圆弧轨道内同向滑行。
优选的,所述轨道盘为90度角的扇形板,所述第二圆弧轨道的半径小于第一圆弧轨道的半径,所述第一连接轴、第二连接轴的滑行角度分别为0°~90°。
优选的,所述轨道盘与托盘通过第三连接轴连接,所述轨道盘开设有供第三连接轴穿过的第三通孔。
优选的,底盘上并排设置有两组托盘组,每组托盘组包括至少一个托盘,每组托盘组中的每个托盘分别设有一套第二转动机构,并且每个托盘的两侧分别对称设有一套驱动机构,所述第二电机位于两组托盘组之间。也就是说,一块底盘上可以平行安装多个托盘,并且这个托盘只需要一个第二电机就可以带动,从而可以培育更多的种子或幼苗。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本大棚内自动迎光种植架在底座下方设置了能调节其高度的伸缩机构。当数个种植架在大棚内进行阵列时,在早晨及下午接近傍晚时分太阳光线与地方之间的夹角会比较小,导致前排的种植架会挡住后面一排或竖排种植架的光照,在本伸缩机构的作用下,底座的高度可以进行调节,从而电气控制系统可以根据输入的种植架排列行间距、经纬度、日期时间、种植架相关尺寸参数自动计算出当前种植架托盘应该升高的高度,从而避免前排的种植架挡住后排的种植架的阳光。
另外,本大棚内自动迎光种植架还包括底盘、托盘和控制系统,其中底盘通过第一转动机构能相对底座在横向方向转动,托盘通过第二转动机构能相对底盘在竖向方向转动,而且第一运动机构、第二运动机构的动力源分别为第一电机和第二电机,电气控制系统根据阳光的照射强度、照射方位再结合育苗机当前的状态,分别计算出第一电机、第二电机转动的方向及步数,然后分别向第一电机、第二电机发出控制指令,底盘、托盘分别在第一电机、第二电机的驱动下转动以进行方位调整,使得托盘内的种子始终处于阳光照射下,从而提高了种子发芽率,达到最佳的育苗效果。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例的大棚内自动迎光种植架,如图1至图11所示,包括底座6、底盘8、托盘16和电气控制系统,其中,底座6为整体呈立方体的支架结构,底盘8位于底座6与托盘16之间,底盘8与底座6通过第一转动机构转动连接,第一转动机构与第一电机100驱动连接,底盘8能相对底座6在横向方向转动,底盘8与托盘16通过第二转动机构转动连接,托盘16能相对底盘8在竖向方向转动,第二转动机构与第二电机200驱动连接,电气控制系统分别与第一电机100、第二电机200连接,电气控制系统根据用户输入的日期时间以及大棚所在的经纬度,分别计算出第一电机100、第二电机200转动的方向及步数,并分别向第一电机100、第二电机200发出控制指令,所述底盘8、托盘16分别在第一电机100、第二电机200的驱动下转动,以使得托盘16内的种子处于阳光照射下。
为了使得第一电机100或第二电机200能更好地接收到电气控制系统发出的控制指令,第一电机100和/或第二电机200设有电气控制盒300,而电气控制盒300与电气控制系统连接。在本实施例中,只有第二电机200上安装有电气控制盒300。
第一转动机构具体安装在底座6下方的容置空间内,并且第一电机100也位于底座6下方。第一转动机构具体包括第一齿轮1、第一推动轴4、第二齿轮2、第一推动架3和支承板22,第一电机100与第一齿轮1驱动连接,第一推动轴4的一端设有与第一齿轮1啮合的第二齿轮2,第一推动轴4的另一端与第一推动架3螺纹连接,底座6底部设有能容置第一推动架3两侧的容置槽5,容置槽5的两端分别设有限位部51,限位部51可以限定第一推动架3的滑动范围,具体可以是凸起、挡板等,在本实施例中,具体外封在容置槽5两端的挡板,容置槽5和挡板的配合作用可以防止第一推动架3在第一推动轴4的作用下移动的距离太长,限位部51的设置只要能保证第一推动架3水平移动时,第一导轨31的内壁能对连接件23产生推动力即可;支承板22与底盘8底壁固定连接,并向下延伸有呈圆柱状的连接件23,连接件穿过底座6并伸入开设在第一推动架3上的第一导轨31内。为了能使连接件23能在第一导轨31内转动,第一导轨31的宽度要大于连接件23的外径。
底座6表面并不是一块整板,而是底座6表面开设有供连接件23穿过的小孔,连接件23则通过该小孔后伸入第一导轨31内,连接件23与底座6的相连使得连接底座6和底盘8有了联系,通过控制连接件23的运动可以使底盘8在水平面进行转动;容置槽5有两个,沿着底座6长度方向对称分布在底座6底部;在安装第一推动轴4时,第一推动轴4沿着底座6的长度方向设置。
其中,第一齿轮1的直径小于第二齿轮2的直径,第二齿轮2选用大直径,可以对第一推动轴4产生更大的驱动力,以带动支承板22上的装置运动。
第二转动机构与托盘16都安装在底盘8上且位于同一平面,其中第二转动机构包括蜗杆19、涡轮20、转动轴21和驱动机构,蜗杆19与第二电机200驱动连接,蜗杆19的端部与涡轮20相啮合,涡轮20设置在转动轴21上,转动轴21靠近托盘16设置并与蜗杆19所在的直线垂直且与驱动机构连接,托盘16的相对的两侧分别对称连接有一套驱动机构。
每套所述驱动机构包括第二推动轴13、第一锥形齿轮14、第二推动架10、轨道盘9、第一连接轴17和第二锥形齿轮15,第二推动轴13与蜗杆19所在的直线平行并一端与第一锥形齿轮14连接且另一端与第二推动架10螺纹连接,第二推动架10远离第二锥形齿轮15的端部设有连接部11,连接部11纵向开设有第二导轨12,轨道盘9为90度角的扇形板并与托盘16连接且开设有第一圆弧轨道91,第一连接轴17依次穿过第二导轨12、第一圆弧轨道91后与托盘16的侧壁连接,第二锥形齿轮15设置在转动轴21上并与第一锥形齿轮14啮合。
作为第二推动架10、轨道盘9与托盘16的连接方式,每个托盘16可以设置两段第一连接轴17,每段第一连接轴17的一端与托盘16固定连接,另一端位于第一圆弧轨道91和第二导轨12内。在本实施例中,一个托盘16只使用一根第一连接轴17,第一连接轴17依次穿过第二导轨12、第一圆弧轨道91、开设在托盘16的侧壁上的第一通孔26后,再依次穿过开设在托盘16对侧侧壁的第一通孔26、第一圆弧轨道91和第二导轨12,以连接第二推动架10、轨道盘9和托盘16,
轨道盘9还开设有第二圆弧轨道92,第二圆弧轨道92的半径小于第一圆弧轨道91的半径,第二圆弧轨道92与第一圆弧轨道91同圆心且关于同一条直线对称,第二连接轴18穿过第二圆弧轨道92后与托盘16的侧壁连接,第二连接轴18与第一连接轴17通过连接体25连接,连接体25上开设有分别供第一连接轴17、第二连接轴18插入的插孔,而且第一连接轴17还要穿过连接体25再伸入第一圆弧轨道91内,连接体25的作用只是起到了连接第一连接轴17和第二连接轴18的作用,为的是第一连接轴17转动时能更好地带动第二连接轴18转动,以起到更好的协同作用。第一连接轴17、第二连接轴18分别在第一圆弧轨道91、第二圆弧轨道92内同向滑行,而且第一连接轴17、第二连接轴18的滑行角度分别为0°~90°。
作为第二连接轴18的设置,每个托盘16可以设置两段第二连接轴18,每段第二连接轴18的一端与托盘16固定连接,另一端位于第二圆弧轨道92内。在本实施例中,第二连接轴18依次穿过第二圆弧轨道92、开设在托盘16的侧壁上的第二通孔27后,再依次穿过开设在托盘16对侧侧壁的第二通孔27、第二圆弧轨道92,可以使得托盘16更平稳低上升转动。
为了更能便于将托盘16向上托起一定角度,轨道盘9与托盘16的端部连接;轨道盘9与托盘16通过第三连接轴28连接,轨道盘9开设有供第三连接轴28穿过的第三通孔93,并且第三连接轴28能在第三通孔93内旋转;至于第三连接轴28与托盘16的连接,第三连接轴28可以直接固定在托盘16侧壁,也可以跟第一连接轴17类似,穿过开设在托盘16侧壁上的第四通孔,本实施例中,第三连接轴28一端固定在托盘16侧壁,另一端穿过第三通孔93。
为了能培育更多的种子或幼苗,底盘8并排设置有两组托盘组,每组托盘组包括至少一个托盘,例如每组托盘组有3个托盘16,每组托盘组中的每个托盘16分别设有一套第二转动机构,并且每个托盘16的两侧分别对称设有一套驱动机构,第二电机200位于两组托盘组之间,具体位于两组托盘组的相邻的驱动机构之间。驱动机构共用一根传动轴,第一连接轴17、第二连接轴18和第三连接轴28可以共用一根,也可以一个托盘16使用一根。
在本实施例中,第一连接轴17、第二连接轴18和第三连接轴28都为圆柱体结构,而且第一通孔26、第二通孔27、第三通孔93、第四通孔都为圆形孔。当然第三连接轴28与托盘16和轨道盘9可以是固定连接,只要能起到连接作用即可;同样,第二连接轴18和第一连接轴17也都可以与托盘16固定连接,而且不一定要横整个托盘16,可以只是一小段只与托盘16侧壁固定即可。
为了保证第二推动架10只能在水平方向移动,第二推动架10通过固定架与底盘8连接,该固定架下端与底盘8固定,上端开设有穿孔,第二推动架10能在该穿孔内活动。
底座6除了作为大棚内自动迎光种植架的支撑外,也是底盘8运动的控制部分,底盘8的运动范围为水平旋转0~180度;底盘8主要用于托盘16的运动控制,方向为沿着连接轴(第一连接轴17、第二连接轴18和第三连接轴28上下转动,转动范围0~90度。电气控制系统根据阳光的照射强度及方位结合大棚内自动迎光种植架当前的状态,计算出大棚内自动迎光种植架内两个电机将要转动的方向和步数,相应的控制指令将发送给两个电机。在两个电机的驱动下,大棚内自动迎光种植架底盘8和托盘16通过旋转的方式进行方位调整,达到托盘16一直处于在阳光照射下的状态。
本实施例的大棚内自动迎光种植架的工作过程具体如下:第一电机100运作时带动第一齿轮1转动,第一齿轮1和第二齿轮2啮合传动使第一推动轴4开始转动,第一推动轴4的转动对第一推动架3产生前后推力,因容置槽5两端封有限位部51,第一推动架3只能在容置槽5内限位运动,在这个过程中,且因连接件23呈圆柱体,其能在第一导轨31内壁的推动下在第一导轨31内旋转,即支承板22在水平方向转动,由于支承板22是固定在底盘8上的,因此结果是底盘8在水平方向转动;第二电机200运作时带动蜗杆19转动,蜗杆19、蜗轮传动驱动转动轴21转动,转动轴21上的四个第二锥形齿轮14带动与其啮合的第二推动轴13转动,驱使第二推动架10向前后方向运动,在第二推动架10的推动下托盘16将围绕连接轴(第一连接轴17、第二连接轴18和第三连接轴28)沿轨道盘9上的第一圆弧轨道91和第二圆弧轨道92运动,结果就是托盘16的一端向上抬起一定角度,从而在纵向方向转动不同角度。电气控制系统向大棚内自动迎光种植架发出控制指令后,在大棚内自动迎光种植架两个电机的作用下,大棚内自动迎光种植架托盘16在三维空间呈一定角度,能更好地接收太阳光。
上述实施例中提到的蜗杆19所在的直线即为蜗杆19的中心轴线。
当使用本实施例的大棚内自动迎光种植架在大棚内进行阵列排布时,在早晨及下午接近傍晚时分太阳光线与地方之间的夹角会比较小,导致前排的种植架会挡住后面一排或竖排种植架的光照,为此底座6的下方安装有能调节底座6高度的伸缩机构400,伸缩机构400包括支承托盘401和位于支承托盘401下方的两组平行的菱形支架组,每组所述菱形支架组由若干菱形支架402上下连接而成,每个菱形支架402为四根支撑臂410依次首尾转动连接构成的菱形,每组菱形支架组的位于最上方的两根支撑臂410分别向上延伸后与支承托盘401连接,两组菱形支架组之间连接有控制轴404,控制轴404的中部向下竖向连接有连接杆406,连接杆406与推进转筒407的上端螺纹连接。其中连接杆406的下端设有外螺纹,而推进转筒407为中空的筒体,其上端的内壁设有与外螺纹相匹配的内螺纹。推进转筒407的下端与被动齿轮408连接,被动齿轮408与主动齿轮409相啮合,而主动齿轮409与第三电机403驱动连接,第三电机403通过安装架固定安装在支承托盘401下方。
第三电机403带动主动齿轮409转动,主动齿轮409又驱动被动齿轮408转动,推进转筒407在被动齿轮408的带动作用下旋转,因推进转筒407与连接杆406螺纹连接,使得连接杆406带动控制轴404上下移动,从而驱动菱形支架组上下伸缩。其中,推进转筒407与被动齿轮408的连接方式,只需满足被动齿轮408能带动推进转筒407一起转动即可。
本实施例的支承托盘401呈具有容置腔的盘状,在安装时,底座6的下端限位容置在该容置腔内,如卡接、粘接、螺钉连接等;另外,相邻的支撑臂410之间的转动连接方式可以为轴销连接、铰接等。
每组菱形支架组的位于最下方的两根支撑臂410分别向下延伸并具有连接端,连接端转动连接有带齿滚轮411;伸缩机构400还包括安装底座405,安装底座405设有供带齿滚轮411滚动的轨道412,轨道412开设有能容置带齿滚轮411上齿的凹槽413,可以使种植架托盘在任一调节后的高度都能避免滚动而实现稳固效果。
本实施例中,每组菱形支架组分别含有一个菱形支架402,其中每个菱形支架402的上方的两根支撑臂410分别向上延伸,而后与支承托盘401固定连接,而下方的两根支撑臂410分别向下延伸后,其端部安装有带齿滚轮411,而带齿滚轮411沿着安装底座405上的轨道412滚动。
由于菱形支架402组可以具有多个联动菱形单元(即菱形支架402),连接杆406与推进转筒407的相互关系可以实现控制轴404的上下移动,只要控制轴404的位置稍微有些改动,所有菱形支架402将发生相同的位移,因而可以高效的改变支承托盘401的高度。为了保证控制轴404上下移动的稳定性,安装底座405上还竖向设有两个供控制轴404滑动的滑移轨道414,每个滑移轨道414对应控制轴404的端部设置。