CN105613128A - 一种新型智能培育培养仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型智能培育培养仪，该装置能够通过加热棒和温度传感器可以自动控制水温，通过磁力搅拌部分实现水循环，从而使水温和含氧量达到最均匀；微型CPU控制器部分整体控制，触摸显示屏显示智能培育培养仪内外温度、营养液更换时间、已充氧时间、光照强度、空气湿度、PH等指标；太阳能、蓄电池、外接电源用来供电，实现对智能培育培养仪内部环境的自动控制。该新型智能培养仪有助于实现室内培养培育的无值守管理，提高培育培养生物的工作效率、控制精度和成功率，降低的实验、科研的成本，具有良好的经济效益和推广价值。

Description

一种新型智能培育培养仪

技术领域

本发明属于智能培育培养技术，具体的说，是为当前大型培育车间、育苗车间、实验室、研究所以及喜好珍稀植被培育培养的用户解决当前各种名贵花卉、珍稀植物、蔬菜、瓜果、茶苗、以及各种苗木、微生物等生物的培育培养问题，提供粮食作物及各类植被的生长繁殖以及培养培育等研究所需要的外部环境等，整机采用新型能源——太阳能供电，通过太阳能电池板、蓄电池、外接电源等相互配合，达到充分利用能源，达到保护环境，节能减排的作用。人性化的迷你触摸屏操作显示界面，功能强大的微型处理器（MCU）进行整机调控，包括定时供养、阶段性供养、定时加热、温度调控、智能补光等，并显示智能培育培养仪的内、外温度、营养液更换时间、已充氧时间、光照强度、空气湿度、PH、补光强度及补光时间等。智能培育培养仪内置充氧孔、加热棒、排废水口、进水口、营养液（PH调节液等）添加口、温度传感器和磁力搅拌部分等，加热棒和温度传感器可以自动控制水温，充氧孔可自动充氧，磁力搅拌部分可实现水循环，从而使水温和含氧量达到最均匀。通过电磁控制阀与流量计的相互配合，实现智能控水、智能补水。通过营养液（PH调节液等）添加口向仪器内定体积添加PH调节液、营养液等。外接湿度传感器、温度传感器以及内置PH探头为智能培育培养提供了各类参数，提高了微型处理器（MCU）对培育培养环境调控的精准度。LED智能光补部分可根据所需培育培养生物的实际情况进行补光，数据存储部分可实时记录生物培养过程中外部环境温湿度、内部环境温度、PH等变化并可通过内存卡等传输出来，从而达到智能培育培养的特性，实现实验过程的无值守。

背景技术

生物培养装置是一种内具有可供生物生长的培养基或培养液的种植容器，其具有占用空间小，能快速培养生物等优点，成为培育培养物种的常用工具。目前国内外的室内培养都采用原始的培育培养生物的方式，也有少数用一般培养箱培养，但很多智能培育培养仪仍然处在对气候的模拟上，如光照培养箱、温度培养箱、气候培养箱等，这些都是作为研究用的专用设备，其温度、湿度、PH、氧浓度、光照等环境参数都要通过专业工作人员来设置大部分，因为各类生物所需要的环境参数差异较大，很难把握，容易对生物的生长造成干预，使得实验的精度低、成功率低。因此，研究和开发一种实用的新型的智能培育培养仪成为当务之急。

我国的其它发明专利也对此做了一些改进，比如最近公开了一种人工培养植物的设备，它包括光照设备、温控设备、湿度控制设备、气候模拟设备、灌溉设备、施肥设备等，并且安装有远程操控设备，亦无需人工干预。但是，该发明对设备的要求较高，仅适合植物培养；且无触摸屏控制显示各项指标，操作不便；该装置没有利用太阳能等清洁能源，环保性差。

因此，需要发明一种适用性广的多功能的环保的生物培育培养装置来解决以上问题。

发明内容

为了克服上述现有培养箱培养培育方式的不足，本发明提供了一种新型智能培育培养生物的系统。该装置能够通过加热棒和温度传感器可以自动控制水温，通过磁力搅拌部分实现水循环，从而使水温和含氧量达到最均匀。微型CPU控制器部分整体控制，定时供养、阶段性供养、定时加热等，触摸显示屏显示智能培育培养仪内外温度、营养液更换时间、已充氧时间、光照强度、空气湿度、PH。加液体时带流量计，一口注水，另一口加硫酸、营养液，通过流量计控制加水量。太阳能、蓄电池、外接电源用来供电，并且外接湿度探头、内置PH探头、外接补充光源（LED），实现对智能培育培养仪内部环境的自动控制。

本发明不仅适用于蔬菜、瓜果、花卉以及各种苗木的培养，还适用于各种微生物的培养，应用更加广泛。

本发明拥有精美的触摸屏界面，清楚的显示各项指标，操作方便，更加人性化。

本发明主要运用太阳能电池板发电，响应国家开发使用新能源的号召，节约资源，保护环境，更加具有推广价值。

本发明可是实现各种型号的设备，可用于实验室、家庭的小型培养，也可用于工厂等地植物的批量生产。

本发明有助于实现室内培养培育的无值守管理，使用更加人性化并且价位为大众所更接受，提高了培育培养生物、微生物的工作效率、控制精度和成功率高，降低的实验、科研的成本，具有良好的经济效益和推广价值。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种新型智能培育培养系统，它包括PCB控制板部分、微型MCU控制部分、触摸显示屏部分、PT温度传感器部分、PH传感部分带部分、磁力搅拌部分、光照传感器部分、加热棒部分、太阳能控制器部分、太阳能电池板部分、蓄电池部分、湿度传感器部分、供电转换部分等。智能培育培养仪内置充氧孔、加热棒、排废水口、注水口、加营养液口、温度传感器和磁力搅拌部分等，加热棒和温度传感器可以自动控制水温，充氧孔可自动充氧，磁力搅拌部分实现水循环，使水温和含氧量达到最均匀。触摸显示屏部分整体控制，定时供养、阶段性供养、定时加热等，并显示智能培育培养仪内外温度、营养液更换时间、已充氧时间、光照强度、空气湿度、PH。加液体时带流量计，一口注水，另一口加硫酸、营养液等，它定体积加营养液,通过流量计控制加水量。太阳能、蓄电池、外接电源用来供电，并且外接湿度探头、内置PH探头、外接补充光源（LED），实现对智能培育培养仪的自动控制。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：本发明采用优质的温度传感器、磁力搅拌器并内嵌于培养仪内，实现精准的检测温度变化并且实现控温的功能，在触摸屏中央控制部分的调节下，在温度传感器部分以及充氧机充氧部分部分的配合下实现定时供氧、阶段性供氧、定时加热的功能，从而更利于形成生物所需要的生长环境；本发明通过外接湿度探头、内置PH探头、外接补充光源（LED），以及在触摸屏中央控制部分的调解下，模拟各种气候环境，对湿度、PH、以及光照等条件实时控制，更加有利于提高实验的精度；本发明采用太阳能供电部分、恒流、恒压的电源调节部分实现新能源利用以及稳定发热功率、用电智能调控的功能。因此，本发明实现的全新优质的智能培育培养设备，有助于实现实验室室内培养培育的无值守工作，使用更加人性化并且价位为大众所更接受，提高了培育培养植物、微生物的工作效率、控制精度和安全性，降低的实验、科研的成本，具有良好的经济效益和推广价值。

附图说明

图1是本发明所述智能培育培养仪的各部分关系示意图。

图2是本发明所述智能培育培养仪的正面结构示意图。

图中，1.带刹车移动轮，2.太阳能电池板（太阳能转换控制部分），3.太阳能电池板与LED支撑架，4.培育培养仪机械构成部分，5.触摸屏，6.总控制箱。

图3是本发明所述智能培育培养仪的A方向示意图。

图中，7.被培养生物夹持部分，8.拉伸弹簧，9.夹持架。

图4是本发明所述智能培育培养仪的背面结构示意图。

图中，10.进、出水口（排废水口）挡板，11.LED智能光补部分（光照强度采集部分），12.刹车部分。

图5是本发明所述智能培育培养仪的俯视正面内部结构示意图。

图中，13.磁极，14.充氧孔，15.加热棒（加热控制部分），16.出水口（排废水口），17.温度传感器，19.PH传感部分，20.水位感应部分，21.营养液（PH调节液等）添加口。

图6是本发明所述智能培育培养仪的俯视背面内部结构示意图。

图中，22.湿度传感采集部分，23.充氧机充氧部分，24.微型处理器（MCU）控制部分（供电转换部分、蓄电池），25.自锁式供水口接头，26.PCB电路控制（数据存储部分、智能报警部分、GPS通信部分），27.自锁式出水口（排废水口）接头，28.出水口（排废水口）保护开关，29.环境温度传感部分，30.电磁控制阀,31.流量计，32.出水管，33.磁力搅拌部分，34.充氧管。

具体实施方式

参见图1-6，一种新型智能培育培养仪，包括培育培养仪机械构成部分4、基于电磁控制阀与流量计28控制的自动进水部分、营养液（PH调节液等）添加口21、充氧机充氧部分充氧部分23、触摸屏部分5、LED智能光补部分11、微型处理器（MCU）控制部分24、PCB电路控制26、环境温度传感部分29、湿度传感采集部分22、PH传感部分19、磁力搅拌部分33、数据存储部分26、智能报警部分26、GPS通信部分26、光照强度采集部分11、加热控制部分15、太阳能转换控制部分2、供电转换部分24、太阳能电池板2、蓄电池24、带刹车移动轮1等。所述智能培育培养仪内置充氧孔14、加热棒15、出水口（排废水口）（排废水口）16、进水口、营养液（PH调节液等）添加口21、水位感应部分20、温度传感器17和磁力搅拌部分33、磁极13等。所述智能培育培养仪采用人性化的迷你触摸屏5操作显示界面，功能强大的微型处理器（MCU）24进行整机调控，包括定时供养、阶段性供养、定时加热、温度调控、智能补光等，并显示智能培育培养仪的内、外温度、营养液更换时间、已充氧时间、光照强度、空气湿度、PH、补光强度及补光时间等。

新型智能培育培养仪至少有一个培育培养室（培养室标准体积为：610mm*370mm*180mm，并可在此基础上根据不同的培育需求更换至相应不同体积或增加培养室），一套培育培养夹持部分，一套智能供水充氧装置，一套参数检测监测装置，所述培育培养夹持部分包括拉伸弹簧8、夹持架9等部分，所述智能供水充氧装置包括电磁控制阀30与流量计31、充氧机充氧部分23、磁力搅拌部分33、自锁式供水口接头25、自锁式出水口（排废水口）接头27、充氧管34、出水管32、营养液（PH调节液）添加口等，所述参数检测检测装置包括PH传感部分19、环境温度传感部分29、温度传感器17、环境湿度传感采集部分22、水位感应部分20、光照强度传感部分11等。

为了调控培育培养过程中水温、氧气环境等，所述加热棒15和温度传感器17可以自动控制水温，通过充氧机充氧部分23、充氧孔14、充氧管34可实现自动充氧、阶段性充氧，充氧孔直径为8mm，位于培育培养室底部，按3*6的数量均匀排列。通过磁极13、磁力搅拌部分33可实现水循环，磁极上部贴于培育培养室内壁并在室顶部下方25mm并与培育培养室两侧各一个，磁力搅拌部分分别位于培育培养室正下方且贴外壁据中心线并排两个相距200mm，从而使水温和含氧量达到最均匀。

为了节约资源，提供资源利用率，所述智能培育培养仪通过太阳能电池板2、蓄电池24、外接电源等相互配合进行供电，达到充分利用能源，达到保护环境，节能减排的作用。

所述LED智能光补部分11可根据所需培育培养生物的实际情况进行补光，提高了生物的生长因子、存活率，缩短生长周期等。通过数据存储部分26实时记录生物培养过程中外部环境温湿度、内部环境温度、PH等变化并可通过内存卡等传输出来，通过GPS通信部分26以及智能报警部分26对培育过程中的突发事故以及根据使用者所设提醒要求等有针对性的预警提示。

为了更好的夹持被培养生物，设计被培养生物夹持部分7，培育培养夹持装置的夹持板之间通过拉伸弹簧8连接，在夹持板9上方中心位置固定有活动头，通过活动头可使夹持板9移动，两夹持板9之间留有相应间距从而可以夹持生物，所述夹持架体积为：90mm*20mm*2mm，所述夹持板下方连接有体积为180mm*22mm*5mm的泡沫板，并与夹持板共中心线，所述泡沫板可起到保护所需培育生物、为根部隔光、保温的作用，所述夹持架按夹持被培养生物数量3*6为标准夹持数量，可根据不同培育培养需求改变夹持数量。

为了更好的进行加热以及更好的满足不同培育培养环境需求，采用加热棒15为低功率低温漂加热棒，位于培育培养室距底部20mm处并排2到6根。

PH传感部分19上部贴于培育培养室内壁并在室顶部下方20mm，所述温度感应部分17位于培育培养室距底部20mm处，居中心位置固定。所述LED智能光补部分与太阳能供电部分通过支撑架固定于培养室正上方距室顶部180mm，并可根据实际培育培养需要调整高度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案和工作方法是：

通过触摸屏5设置加水量、培育培养室所需控制温度、充氧时间、充氧周期、补光时间、补光强度等，将带有自锁式接头的自来水管接到自锁式供水口接头25上，然后微型处理器（MCU）控制部分24控制电磁控制阀30打开或关闭来控制进水，并通过流量计31反馈的水量值来控制进水量。在进水的同时，可通过营养液（PH调节液等）添加口21添加所需营养液，根据PH传感部分19回馈的PH值添加PH调节液。

通过被培养生物夹持部分7夹持所需培育培养的生物，同时开启环境温度传感部分29、环境湿度传感部分22，光照强度传感部分11进行实时监控并实时传输数据。

培育过程中，白天通过太阳能电池板2接收能量转化为电能一部分用于培育培养仪电能消耗，另一部分存储到蓄电池24中，用来在晚上提供电能，在连续阴天以及其他太阳能发电不足以维持使用时，系统自动通过外接电源进行供电。培育培养结束后，将带有自锁式接头的自来水管接到自锁式出水口接头27上，从而放出培育培养室内的废水并再此添加适量自来水清洗培育培养室。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型智能培育培养仪，包括培育培养仪机械构成部分、基于电磁控制阀与流量计控制的自动进水部分、营养液（PH调节液等）添加口、充氧机充氧部分充氧部分、触摸屏部分、LED智能光补部分、微型处理器（MCU）控制部分、PCB电路控制、PT温度传感部分、湿度传感采集部分、PH传感部分、磁力搅拌部分、数据存储部分、智能报警部分、GPS通信部分、光照强度采集部分、加热控制部分、太阳能转换控制部分、供电转换部分、太阳能电池板、蓄电池、带刹车移动轮等，所述智能培育培养仪内置充氧孔、加热棒、排废水口、进水口、营养液（PH调节液等）添加口、水位感应部分、温度传感器和磁力搅拌部分、磁极等，所述智能培育培养仪采用人性化的迷你触摸屏操作显示界面，功能强大的微型处理器（MCU）进行整机调控，包括定时供养、阶段性供养、定时加热、温度调控、智能补光等，并显示智能培育培养仪的内、外温度、营养液更换时间、已充氧时间、光照强度、空气湿度、PH、补光强度及补光时间等。

2.根据权利要求1所述的一种新型智能培育培养仪，其特征在于：所述智能培育培养仪至少有一个培育培养室，一套培育培养夹持部分，一套智能供水充氧装置，一套参数检测监测装置，所述培养室标准体积为：610mm*370mm*180mm，并可在此基础上根据不同的培育需求更换至相应不同体积或增加培养室，所述培育培养夹持部分包括拉伸弹簧、夹持架等部分，所述智能供水充氧装置包括电磁控制阀与流量计、充氧机充氧部分、磁力搅拌部分、自锁式供水口接头、出水口（排废水口）接头、充氧管、供水管、营养液添加部分等，所述参数检测检测装置包括PH传感部分、环境温度传感部分、温度传感器、环境湿度传感采集部分、水位感应部分、光照强度传感部分等。

3.根据权利要求1和2所述的一种智能培育培养仪，其特征在于：所述温度感应部分位于培育培养室距底部20mm处，居中心位置固定，所述加热棒和温度传感器可以自动控制水温，充氧孔可自动充氧，磁力搅拌部分可实现水循环，从而使水温和含氧量达到最均匀状态，所述加热棒位于培育培养室距底部20mm处并排2到6根，可根据不同的培育培养需求选择加热棒数量，所述加热棒为低温漂加热棒，所述供养孔直径为8mm，位于培育培养室底部，按3*6的数量均匀排列。

4.根据权利要求1所述的一种新型智能培育培养仪，其特征在于：所述智能培育培养仪通过太阳能电池板、蓄电池、外接电源等相互配合进行供电，达到充分利用能源，达到保护环境，节能减排的作用。

5.根据权利要求1所述的一种新型智能培育培养仪，其特征在于：所述LED智能光补部分与太阳能供电部分通过支撑架固定于培养室正上方距室顶部180mm，并可根据实际培育培养需要调整高度，所述LED智能光补部分可根据所需培育培养生物的实际情况进行补光，提高了生物的生长因子、存活率，缩短生长周期等，所述数据存储部分可实时记录生物培养过程中外部环境温湿度、内部环境温度、PH等变化并可通过内存卡等传输出来，所述GPS通信部分以及智能报警部分可对培育过程中的突发事故以及根据使用者所设提醒要求等有针对性的预警提示。

6.根据权利要求1和2所述的一种新型智能培育培养仪，其特征在于：所述培育培养夹持部分紧贴于培养室上方并通过螺栓进行相应固定，所述培育培养夹持装置的夹持板之间通过拉伸弹簧链接，所述夹持板上方中心位置固定有活动头，通过活动头可使夹持板移动，两夹持板之间留有相应间距从而可以夹持生物，所述夹持架体积为：90mm*20mm*2mm，所述夹持板下方连接有体积为180mm*22mm*5mm的泡沫板，并与夹持板共中心线，所述泡沫板可起到保护所需培育生物、为根部隔光、保温的作用，所述夹持架按夹持被培养生物数量3*6为标准夹持数量，可根据不同培育培养需求改变夹持数量。

7.根据权利要求1和2所述的一种新型智能培育培养仪，其特征在于：所述磁力搅拌部分分别位于培育培养室正下方且贴外壁据中心线并排两个相距200mm。

8.根据权利要求1和2所述的一种智能培育培养仪，其特征在于：所述PH传感部分上部贴于培育培养室内壁并在室顶部下方20mm，所述磁极上部贴于培育培养室内壁并在室顶部下方25mm并与培育培养室两侧各一个，所述水位感应部分贴于培育培养室内壁并在室顶部下方30mm，并贴于培养室边角。

9.根据权利要求1所述的一种新型智能培育培养仪，其特征在于：所述供水口通过供水管分别与流量计、电磁控制阀、自锁式供水口接头相连，所述出水口（排废水口）分别通过出水管与保护开关、自锁式出水口（排废水口）接头相连，所述供养孔通过供氧管分别与充氧机充氧部分相连，所述自锁式供水口接头、自锁式出水口（排废水口）接头、保护开关分别位于总控制箱内，且通过进、出水口（排废水口）挡板与外部环境相隔，当需要从外部接进水管、出水管时只需将进、出水口（排废水口）挡板打开即可。

10.根据权利要求1所述的一种新型智能培育培养仪，其特征在于：所述带刹车移动轮位于培育培养仪机械构成部分底部，分别距离各边角40mm*40mm位置处，所述带刹车移动轮装有刹车部分，可根据需要自动刹车。