CN105340599A - 多层立体高密度种植实验装置及实验方法 - Google Patents

多层立体高密度种植实验装置及实验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多层立体高密度种植实验装置，包括框形机架，在框形机架内分布有多层固定层架，在每个固定层架上放置栽培槽，其特征在于：每两层固定层架之间设置活动层架；还包括驱动活动层架在两层固定层架之间上下移动的上下驱动装置和活动层架上下移动导向装置；活动灯架吊装在活动层架的下方，所述活动灯架上安装LED灯，所述活动灯架能在活动层架上左右移动，在活动层架上安装有驱动活动灯架左右移动的左右驱动装置。本发明的实验装置，通过一个装置可以得到多个实验数据，并且方便控制和调节不同的参数，节省了大量的人力物力，为大棚内实现高密度多层栽培提供理论支持。

Description

多层立体高密度种植实验装置及实验方法
技术领域
本发明涉及一种农作物种植的实验装置及试验方法，尤其涉及一种多层立体高密度种植实验装置及试验方法。
背景技术
目前温室大棚种植中，仍然采用单一式的一层排列种植，对温室大棚空间利用不充足。针对这样的情形提出：“高密度多层栽培”措施，在实现高密度多层栽培技术的关键在于如何确定种植植物生长高度、光照强度、温度等生长因素。针对生长高度、光照强度、温度等植物生长因素，我们需要一台实验设备能同时实现上述植物生长因素的多组实验数据对比实验。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多层立体高密度种植实验装置。本发明的另一目的在于提供试验方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种多层立体高密度种植实验装置，包括框形机架，在框形机架内分布有多层固定层架，在每个固定层架上放置栽培槽，其特征在于：每两层固定层架之间设置活动层架，还包括驱动活动层架在两层固定层架之间上下移动的上下驱动装置和活动层架上下移动导向装置；
活动灯架吊装在活动层架的下方，所述活动灯架上安装LED灯，所述活动灯架能在活动层架上左右移动，在活动层架上安装有驱动活动灯架左右移动的左右驱动装置。
在上述方案中：所述上下驱动装置包括安装在两层固定层架之间的纵向丝杆，在所述活动层架上设置与纵向丝杆匹配的丝杆套筒，所述纵向丝杆穿过丝杆套筒，所述纵向丝杆的下端光杆上套装链轮，在下层的固定层架上安装上下驱动电机，所述上下驱动电机的减速机的输出轴上也安装链轮，所述上下驱动电机上的链轮和纵向丝杆上的链轮通过链条相连。通过上下驱动电机带动纵向丝杆旋转，从而实现活动层架的上下移动。
在上述方案中，所述活动层架上下移动导向装置包括设置在两层固定层架之间的导向杆，在所述活动层架上设置与导向杆匹配的导向筒，所述导向杆穿过导向筒。导向杆和导向筒在活动层架上下移动的时候起到导向的作用。
在上述方案中：所述左右驱动装置包括设置在活动层架的左右侧之间的横向丝杆和横向导向杆，所述活动灯架上设有与横向丝杆匹配的横向丝杆套筒，所述活动灯架上还设有与横向导向杆匹配的横向导向筒，所述横向丝杆穿过横向丝杆套筒，所述横向导向杆穿过横向导向筒，所述横向丝杆的光杆端套装链轮，所述活动层架上安装左右驱动电机，左右驱动电机的减速机上的链轮与横向丝杆上的链轮通过链条相连。通过左右驱动电机驱动横向丝杆旋转，从而实现活动灯架的左右移动。
在上述方案中：所述栽培槽上设有进水口和排水口，所述栽培槽内设置温度传感器和pH计。所述栽培槽内还设置加热装置，在所述进水口和排水口上分别设置进水管和排水管，所述进水管和排水管上分别设置阀门，所述进水管与营养液冷却装置相连。该装置适合水培。温度控制器的加热装置控制端连接加热装置，控制器的阀门控制端连接进水口和排水口上的阀门，温度传感器将检测到的温度信号传递给温度控制器，如果温度高于指定温度，温度控制器控制加热装置关闭，打开了进水管和排水管上的阀门，对里面的营养液进行置换，降低温度。当温度低于指定温度时，温度控制器控制阀门关闭，打开加热装置。
在上述方案中：每层固定层架上设置两个栽培槽。
本发明的另一目的是这样实现的：一种多层立体高密度种植实验方法，其特征在于：将权利要求1的多层立体高密度种植实验装置置于大棚中，在每层固定层架上放置两个载培槽，并在每个栽培槽中通过同样的栽培方式栽培作物，将活动灯架移动到其中一个栽培槽的上方，每层的另一个栽培槽无光照作为对比，不同层的LED灯光不同或相同作为对比，通过上下移动活动层架来调整作物的生长空间。
通过在同一层固定层架的两个栽培槽中栽培作物，一个光照一个不光照，观察光照和不光照对作物的生长带来的影响并得到相应数据。
通过在不同层采用相同的光照，判断不同层的作物因为生长高度不同而带来的生长状况的数据。
通过在不同层采用不同的光照，判断不同光照对作物生长的影响。不同的光照可以是光照强度不同，也可以是不同光谱阶段的光照。
通过调整活动层架的高度，来调整作物的生长空间的高度，得到在不同生长空间下作物的生长状况的数据。
在上述方案中：所述栽培槽内设有温控系统，控制栽培槽内的温度。通过温控系统控制培养介质的温度，得到不同温度下的作物生长数据。通过以上实验，我们得出作物在不同生长高度、光照强度、温度等数据，从而对大棚的高密度多层栽培提供理论支持。
有益效果：本发明的实验装置，通过一个装置可以得到多个实验数据，并且方便控制和调节不同的参数，节省了大量的人力物力，为大棚内实现高密度多层栽培提供理论支持。
附图说明
图1为本发明的实验装置的主视图。
图2为本发明实验装置的侧视图。
图3为上下驱动装置的放大图。
图4为图3的A向视图。
图5为栽培槽的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本发明的上、下、左、右、前和后等方位词仅代表图中的相对位置，不表示产品的绝对位置。
实施例1，如图1-5所示：本发明的多层立体高密度种植实验装置由框型机架1、固定层架2、栽培槽3、活动层架4、活动灯架5、纵向丝杆6、丝杆套筒7、链轮8、上下驱动电机9、导向杆11、导向筒12、横向丝杆13、横向导向杆14、横向丝杆套筒15、横向导向筒16、温度传感器17、pH计18、加热装置19、阀门20等部件组成。
框形机架1为由四根纵向梁围成的框型架，每根纵梁可以由型材通过连接件连接而成，从而增加框型机架1的高度。在矩形框架1的下方设置滚轮，方便移动。
在框形机架1内分布有多层固定层架2，至少是三层以上，图中仅画出四层。固定层架2也为框型层架，在每个固定层架2上放置至少两个栽培槽3，优选为两个。
每两层固定层架2之间设置活动层架4，在框形机架1上安装有驱动活动层架4在两层固定层架2之间上下移动的上下驱动装置，上下驱动装置包括安装在两层固定层架2之间的纵向丝杆6，在活动层架4的侧面设置与纵向丝杆6匹配的丝杆套筒7，纵向丝杆6穿过丝杆套筒7，纵向丝杆6的下端光杆上套装链轮8，在下层的固定层架2上安装上下驱动电机9，上下驱动电机9的减速机的输出轴上也安装链轮8，上下驱动电机9上的链轮8和纵向丝杆6上的链轮8通过链条10相连。
在框型机架1上还安装有活动层架上下移动导向装置。活动层架上下移动导向装置包括设置在两层固定层架2之间的导向杆11，在活动层架4的侧面设置与导向杆11匹配的导向筒12，导向杆11穿过导向筒12。每个活动层架5的导向装置可以设置多个，也可以仅设置一个。
活动灯架5吊装在活动层架4的下方，活动灯架5上安装LED灯，LED灯安装在或活动灯架5的下表面。活动灯架5能在活动层架4上左右移动，在活动层架4上安装有驱动活动灯架5左右移动的左右驱动装置。左右驱动装置包括设置在活动层架4的左右侧之间的横向丝杆13和横向导向杆14，横向丝杆13和横向导向杆14一前一后平行设置，它们通过位于活动层架4左右侧端面上的安装板吊装在活动层架4下方，活动灯架5上设有与横向丝杆13匹配的横向丝杆套筒15，活动灯架5上还设有与横向导向杆14匹配的横向导向筒16，横向丝杆13穿过横向丝杆套筒15，横向导向杆14穿过横向导向筒16，横向丝杆13的光杆端套装链轮8，活动层架4上安装左右驱动电机20，左右驱动电机20的减速机上的链轮8与横向丝杆13上的链轮8通过链条10相连。
栽培槽3上设有进水口3a和排水口3b，进水口3a和排水口3b分别位于相对的两侧，栽培槽3内设置温度传感器17和pH计18。栽培槽3内还设置加热装置19，在进水口3a和排水口3b上分别设置进水管和排水管，进水管和排水管上分别设置阀门20，进水管与营养液冷却装置21相连。温度控制器的加热装置控制端连接加热装置19，温度控制器的阀门控制端连接进水口3a和排水口3b上的阀门20，温度传感器17将检测到的温度信号传递给温度控制器，如果温度高于指定温度，温度控制器控制加热装置19关闭，打开进水管3a和排水管3b上的阀门20，将营养液冷却装置21内的冷的营养液通入栽培槽3内对里面的营养液进行置换，降低温度。当温度低于指定温度时，温度控制器控制阀门20关闭，打开加热装置19加热。该系统较适合水培。此控制程序为现有技术，在此不做赘述。
多层立体高密度种植实验方法为：
将权利要求1的多层立体高密度种植实验装置置于大棚中，在每层固定层架2上放置两个载培槽3，并在每个栽培槽3中通过同样的栽培方式栽培作物(营养液相同或基质相同)，将活动灯架5移动到其中一个栽培槽3的上方，每层的另一个栽培槽3无光照作为对比，不同层的LED灯光不同或相同作为对比，通过上下移动活动层架4来调整作物的生长空间。栽培槽3内设有的温控系统，控制栽培槽3内营养液的温度。
本发明不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多层立体高密度种植实验装置，包括框形机架(1)，在框形机架(1)内分布有多层固定层架(2)，在每个固定层架(2)上放置栽培槽(3)，其特征在于：每两层固定层架(2)之间设置活动层架(4)；还包括驱动活动层架(4)在两层固定层架(2)之间上下移动的上下驱动装置和活动层架上下移动导向装置；
活动灯架(5)吊装在活动层架(4)的下方，所述活动灯架(5)上安装LED灯，所述活动灯架(5)能在活动层架(4)上左右移动，在活动层架(4)上安装有驱动活动灯架(5)左右移动的左右驱动装置。
2.根据权利要求1所述多层立体高密度种植实验装置，其特征在于：所述上下驱动装置包括安装在两层固定层架(2)之间的纵向丝杆(6)，在所述活动层架(4)上设置与纵向丝杆(6)匹配的丝杆套筒(7)，所述纵向丝杆(6)穿过丝杆套筒(7)，所述纵向丝杆(6)的下端光杆上套装链轮(8)，在下层的固定层架(2)上安装上下驱动电机(9)，所述上下驱动电机(9)的减速机的输出轴上也安装链轮(8)，所述上下驱动电机(9)上的链轮(8)和纵向丝杆(6)上的链轮(8)通过链条(10)相连。
3.根据权利要求2所述多层立体高密度种植实验装置，其特征在于：所述活动层架上下移动导向装置包括设置在两层固定层架(2)之间的导向杆(11)，在所述活动层架(4)上设置与导向杆(11)匹配的导向筒(12)，所述导向杆(11)穿过导向筒(12)。
4.根据权利要求1-3任一项所述多层立体高密度种植实验装置，其特征在于：所述左右驱动装置包括设置在活动层架(4)的左右侧之间的横向丝杆(13)和横向导向杆(14)，所述活动灯架(5)上设有与横向丝杆(13)匹配的横向丝杆套筒(15)，所述活动灯架(5)上还设有与横向导向杆(14)匹配的横向导向筒(16)，所述横向丝杆(13)穿过横向丝杆套筒(15)，所述横向导向杆(14)穿过横向导向筒(16)，所述横向丝杆(13)的光杆端套装链轮(8)，所述活动层架(4)上安装左右驱动电机(20)，左右驱动电机(20)的减速机上的链轮(8)与横向丝杆(13)上的链轮(8)通过链条(10)相连。
5.根据权利要求4所述多层立体高密度种植实验装置，其特征在于：所述栽培槽(3)上设有进水口(3a)和排水口(3b)，所述栽培槽(3)内设置温度传感器(17)和pH计(18)。
6.根据权利要求5所述多层立体高密度种植实验装置，其特征在于：所述栽培槽(3)内还设置加热装置(19)，在所述进水口(3a)和排水口(3b)上分别设置进水管和排水管，所述进水管和排水管上分别设置阀门(20)，所述进水管与营养液冷却装置相连。
7.根据权利要求6所述多层立体高密度种植实验装置，其特征在于：每层固定层架(2)上设置两个栽培槽(3)。
8.一种多层立体高密度种植实验方法，其特征在于：将权利要求1的多层立体高密度种植实验装置置于大棚中，在每层固定层架(2)上放置两个载培槽(3)，并在每个栽培槽(3)中通过同样的栽培方式栽培作物，将活动灯架(5)移动到其中一个栽培槽(3)的上方，每层的另一个栽培槽(3)无光照作为对比，不同层的LED灯光不同或相同作为对比，通过上下移动活动层架(4)来调整作物的生长空间。
9.根据权利要求8所述多层立体高密度种植实验方法，其特征在于：所述栽培槽(3)内设有温控系统，控制栽培槽(3)内的温度。
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