CN106376452A - 蔬菜种植机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蔬菜种植机，包括保温箱体，所述保温箱体内通过托盘支架竖直安装有多个用于种植的托盘，其特征在于，还包括环境控制系统，所述环境控制系统包括营养液循环系统、风循环系统、温度控制系统和照明系统。本发明节能、结构简单，能使营养液循环充分、温湿度、光照可控，营养液、二氧化碳、氧气供应充足。

Description

蔬菜种植机

技术领域

本发明涉及蔬菜种植设备，尤其是涉及一种室内使用的蔬菜种植机。

背景技术

水、土污染，高度、高残留农药，重金属超标严重影响了蔬菜和瓜果的品质，甚至影响到人们的食用安全。为此人们开始在阳台和室内进行蔬菜和水果的种植。但因蔬菜和水果所需的环境有其特殊性，所以大部分人很难种植出品质好、产量高的蔬菜和水果，为此有人发明了专业的种菜设备。

现有的种菜机，通过水泵将底部水箱中的营养液送到顶部，最上层种植盘的营养液达到标准高度后，超出部分经溢流管导出到下一层的种植盘，如此循环最后回到底部的水箱中，这种水循环的缺点是，易形成局部循环和循环死角，导致营养液内的物质不均衡，营养液中氧气、二氧化碳供应不足，仅有部分植物根系能吸收营养液，还有一部分植物根系长期浸泡在营养液里，易形成病害，导致种植出来的蔬菜产量不高、营养有所欠缺，口感欠佳，水路易堵塞。

还有一种种菜机采用了虹吸结构。与溢流管相比它能让营养液更均衡，营养液和空气的供应更充分，但是这种机器经常不能正常上水或加水后，就出现大量的水溢出托盘或营养液箱，造成水灾，接着又出现缺水的怪象。

植物生长不仅需要营养液，而且还需要合适的温湿度。

为此有人用风冷保鲜柜种菜。风冷保鲜柜，冷气或者热气通过风扇自上而下吹动，实现温度的均匀和调控。这种结构在通风通畅，中间没有阻碍物的保鲜柜内是可以实现温度均一。但蔬菜种植，每层都放置有种植盘，种植盘中间不通风，仅周边有不足一厘米的风道，甚至这些风道也被堵塞，使得冷气或热气流动的阻力很大，结果造成同一层中，中间热，四周冷，温度不均匀。箱体内，甚至出顶层结霜，底层温度高达三、四十度的现象，同一机器不同层间的温差距大，使得蔬菜长势不好，而且风冷机器很耗电。

蔬菜种植机内一般都有LED灯。为了散热，大多数LED灯都装在铝槽散热器中，生产厂家为了防止LED灯条进水损坏LED灯，特意将铝槽两端堵死。实测表明，这种外加铝槽散热器的LED灯条的温度一般都在45度以上，超过了LED灯使用的正常温度，严重影响LED灯寿命，也使箱体的温度更加不均。

冬天，LED灯采用这种散热结构，使得种植机内的温度很低，使得植物不能正常生长，浪费了LED灯的热量。

充足的二氧化碳、洁净的空气是植物生长所必须的，尤其是在大中城市空气污染越来越厉害的情况下，保证植物生长在洁净的空气中尤其重要。

蔬菜种植需要从托盘上种植和取出蔬菜，需要对托盘定期消毒、清洗，维护水路，因此托盘和水路的拆装和维护必须方便，清洗容易，并不易损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种至少在一定程度上解决前述技术问题之一的蔬菜种植机。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种蔬菜种植机，包括保温箱体，所述保温箱体内通过托盘支架竖直安装有多个用于种植的托盘，还包括环境控制系统，所述环境控制系统包括营养液循环系统，包括营养液箱、上水泵、上水管和安装于每个托盘的定位排水系统，所述上水泵通过上水管将营养液箱内的营养液注入最上方托盘，所述定位排水系统将托盘内的营养液排出至预定高度；风循环系统，包括设置于保温箱体上的空气过滤室，空气过滤室内安装有进气风扇或增氧泵，对应所述进气风扇和增氧泵气流方向安装有风道；温度控制系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、温度传感器及安装于保温箱体侧壁和/或底部的冷凝盘管；照明系统，包括贴装于至少一个托盘底部的LED灯。

进一步地，所述定位排水系统安装于托盘上设置的带有通孔的托盘凹坑内，包括水位连接器和水位控制器；所述水位连接器包括“T”形或“十”形的竖直方向开有水位连接器出水连接孔的中空管接头和螺母，所述中空管接头穿过托盘上的通孔并通过螺母将中空管接头紧固于托盘；所述水位控制器与水位连接器上端活性连接。

进一步地，与包括“十”形中空管接头的水位连接器上端配合的水位控制器设有上部封闭的空心腔体，下部至少有一个进水孔与空心腔体相通，底部设有插接或螺接中空管接头上端的水位控制器出水连接孔，所述水位控制器下部还横向开有水位控制器锁紧螺孔，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手，所述水位连接器上端至少开有一个横向水定位孔。

进一步地，与包括“T”形中空管接头的水位连接器上端配合的水位控制器为中空直管、中空“T”形管或中空倒“U”形管，所述的中空直管、中空“T”形管或中空倒“U”形管的直管部分至少开有一个横向水定位孔，所述水位控制器插接或螺接于“T”形中空管接头的水位控制器出水连接孔上端，所述“T”形中空管接头上部还横向开有水位控制器锁紧螺孔，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手。

进一步地，包括“T”形中空管接头的水位连接器还包括中空直管，所述中空直管插接或螺接入“T”形中空管接头上端一固定距离；所述水位控制器设有上部封闭的空心腔体，下部至少有一个进水孔与空心腔体相通，底部还设有插接或螺接中空直管上端的水位控制器出水连接孔，所述中空直管至少还开有一个横向水定位孔，所述水位控制器下部还横向开有水位控制器锁紧螺孔，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手。

进一步地，所述托盘为“H”形托盘，所述LED灯有多个，组成多个LED灯条或LED灯盘贴装于“H”形托盘开口向下的下部箱体底面；所述“H”形托盘开口向上的上部箱体内装有营养液。

进一步地，所述LED灯条或LED灯盘下方还设有多个纵向固定板，或多个纵向固定板与横向固定板组成的固定盘，所述固定板或固定盘用以托住LED灯条或LED灯盘紧贴于“H”形托盘下部箱体底面，于靠近所述固定板端部或固定盘的“H”形托盘下部箱体内侧面设置有用于卡装固定板或固定盘的卡槽。

进一步地，所述托盘上方设有种植板，种植板上开有种植孔，种植孔内有种植篮，种植篮内有用以种植植物的基质。

进一步地，所述保温箱体包括保温外箱体及换热内箱体，所述托盘支架固定于换热内箱体侧壁；位于所述换热内箱体底部的冷凝盘管上方还设有导热板，营养液箱置于导热板上方。

进一步地，所述托盘支架包括托盘承重架和托盘固定卡，所述托盘承重架安装于换热内箱体侧壁，所述托盘固定卡安装于托盘承重架，所述托盘安装于托盘固定卡。

进一步地，所述托盘支架包括托盘承重架和托盘滑轨，所述托盘承重架安装于换热内箱体侧壁，所述托盘滑轨安装于托盘承重架，所述托盘安装于托盘滑轨。

进一步地，所述风循环系统还包括内循环风扇，所述风循环风扇安装于保温箱体内。

进一步地，所述保温箱体中还设有中央支柱，中央支柱上设有电源插头、信号线插头，电源插头电性连接内循环风扇、LED灯、水泵和中央控制系统，信号线插头电性连接传感器和中央控制系统，中央支柱与箱体活性连接。

本发明节能、结构简单，水循环可靠，营养液均衡、温湿度、光照可控，营养液、二氧化碳、氧气供应充足。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的冷凝盘管和营养液箱示意图；

图4是本发明保温箱体底部的冷凝盘管示意图；

图5是定位排水系统的一种实施方式结构示意图；

图6是图5定位排水系统的水位控制器的仰视图；

图7是本发明的定位排水系统的另一实施方式结构示意图；

图8是本发明的定位排水系统的又一实施方式结构示意图；

图9是本发明的定位排水系统的再一实施方式结构示意图；

图10是本发明的定位排水系统的再一实施方式结构示意图；

图11是本发明的定位排水系统的再一实施方式结构示意图；

图12是本发明的定位排水系统的再一实施方式结构示意图；

图13是带定位排水系统的托盘结构示意图；

图14是定位排水系统、托盘、LED灯盘三合一的”H”形托盘结构示意图；

图15是带定位排水系统托盘的俯视图；

图16是定位排水系统、托盘、LED灯三合一的“H”形托盘仰视图；

图17是图16三合一“H”形托盘的主视图(剖视)；

图18是图16三合一”H”形托盘的左视图(剖视)；

图19是有固定条的定位排水系统、托盘、LED灯三合一”H”形托盘仰视图；

图20是有卡槽和固定条的定位排水系统、托盘、LED灯三合一”H”形托盘仰视图；

图21是图20的主视图(剖视)；

图22是图20的左视图(剖视)；

图23是带固定板的LED灯盘仰视图；

图24是带固定盘和卡槽的定位排水系统、托盘、LED灯三合一”H”形托盘仰视图；

图25是图24的带固定盘结构的LED灯盘仰视图；

图26是图24的固定盘结构示意图。

其中：1-冷凝器，2-压缩机，3-保温箱体，4-温度传感器，5-托盘承重架，6-菜苗，7-种植篮，

8-种植板，9-托盘上底，10-LED灯，11-水电隔离板，12-托盘固定卡，13-换热内箱体，14-营养液箱，

15-导热板，16-万向锁紧轮，17-上水泵，18-上水管，19-排水管，20-螺母，21-“T”形或“十”形中空管接头，22-进水管，23-水位控制器，24-托盘凹坑，

25-风道，26-空气过滤室，27-中央支柱，

28-门把手，29-磁封门，30-冷凝盘管，31-水位控制器锁紧螺孔，32-水位控制器锁紧把手，33-水位控制器出水连接孔，34-进水孔，35-水定位孔，36-“O”型密封圈，37-水位连接器出水连接孔，38-空心腔体，39-外螺纹，40-托盘，41-LED灯条或LED灯盘，42-固定板或固定盘，43-卡槽，2201-中空管，2202-中空螺纹管，2203-螺纹中空“T”形管，2204-直插中空“T”形管，

2205-直插中空倒“U”形管，2206-螺纹中空倒“U”形管，401-“H”形托盘，4201-LED灯固定板，4202-LED灯固定盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参见图1至图4，本发明一种蔬菜种植机，包括保温箱体3，保温箱体内通过托盘支架竖直安装有多个用于种植的托盘40，还包括环境控制系统，环境控制系统包括营养液循环系统、温度控制系统、风循环系统和照明系统。其中营养液循环系统包括营养液箱14、上水泵17、上水管18和安装于每个托盘40的定位排水系统，上水泵通过上水管将营养液箱内的营养液注入最上方托盘，定位排水系统将托盘内的营养液排出至预定高度；风循环系统包括设置于保温箱体上的空气过滤室26，空气过滤室内安装有进气风扇或增氧泵，对应进气风扇和增氧泵气流方向安装有风道25；温度控制系统，包括压缩机2、冷凝器1、蒸发器、温度传感器4及安装于保温箱体侧壁和/或底部的冷凝盘管30；照明系统，包括贴装于至少一个托盘底部的LED灯10。空气过滤室26、压缩机2和冷凝器1优选安装在保温箱体3的上部；本发明可以各系统单独运行，还可包括有集中控制的中央控制系统，中央控制系统通过控制电路连接并控制营养液循环系统、风循环系统、温度控制系统及照明系统，在出现环境参数异常时触发报警器并将异常参数通过显示器显示，操作人员可通过操控面板进行相关操作，操控面板可安装于保温箱体外表面。通过控制电路对上水泵、空气和LED灯等的开关频率和开关时长的控制，环境参数异常时进行报警；压缩机为变频压缩机或定频压缩机。这种以定时控制为主，检测控制为辅，异常状况报警的控制系统，实际使用时不仅系统可靠，控制精准，而且能实时发现问题，及时解决问题。

下面结合图1所示实施方式继续揭示本发明，图1中，托盘有6层，第1层的托盘上部没有LED灯，所以环境阴暗潮湿，温度在25度到30度之间，是种子发芽和芽苗菜的最佳生长环境。本发明的托盘优选为“H”形托盘401，LED灯有多个，组成多个LED灯条或LED灯盘41贴装于“H”形托盘开口向下的下部箱体底面；“H”形托盘开口向上的上部箱体内装有营养液。第2到第5层是四个蔬菜种植层，这四层的结构与第一层不同的地方是，每层“H”形托盘上面有种植板8，种植板8上开有种植孔，种植篮7放在种植孔内，种植篮7内有菜苗6，每层“H”形托盘底部都有LED灯10，并且层高较高，其它的与第一层结构相同。种植板8到LED灯10光源之间的空间为蔬菜生长的空间。需要特别指出地是，优选实施方式中，第5层的托盘可以不是“H”形托盘，托盘的底部也可以不装LED灯。第6层是营养液层，设置有营养液箱，在营养液箱的下面设有冷凝盘管。本发明的营养液箱优选设置于底层，此时上层流出的多余营养液可以再次流入营养液箱，起到循环利用的目地。

优选地实施方式中，本发明的保温箱体包括保温外箱体及换热内箱体13，托盘支架固定于换热内箱体侧壁；冷凝盘管安装于换热内箱体侧壁或底板，或冷凝盘管安装于换热内箱体侧壁及底板。托盘支架可包括托盘承重架5和托盘固定卡12，托盘承重架5依靠螺钉固定在换热内箱体13的侧壁，托盘固定卡12卡在托盘承重架5上，托盘放置在托盘固定卡12上，箱体底部的营养液经过上水泵17和上水管18送到顶层的托盘上，并经排水管19送到下一层托盘内。另一实施方式中，托盘固定卡可替换为托盘滑轨，其它结构相同，托盘安装于托盘滑轨上，以使托盘能方便的推入和拉出箱体。

冷凝盘管30安装在换热内箱体13的侧面和/或底部，冷凝盘管上方还可设有导热板15，营养液箱置于导热板上方。导热板15可为金属板，导热板15下面是冷凝盘管30，冷凝盘管30下面是保温层。由于营养液箱14的底部放置在换热内箱体13底部的导热板15上，冷凝盘管30通过导热板15与营养液箱14紧贴在一起，通过热传导，冷凝盘管30迅速的吸收营养液的温度，高效能的降低营养液箱温度，实现对营养液控温。

本发明的营养液箱和托盘应与保温箱体内截面一致，优选为长方形箱，营养液箱和托盘为塑料箱，或为内层喷塑或涂非金属层的金属箱。金属材料会与营养液发生化学反应，造成金属污染，阻碍植物生长，厚的塑料和非金属层热传导不佳，所以选用营养液箱外层为导热的金属，内层喷塑或涂非金属层，使热传导能力提高数倍，并阻止金属与营养液发生化学反应。再通过营养液循环系统、冷凝盘管、“H”形托盘，LED灯实现对灯盘温度和箱体温度的双重控制，在换热内箱体侧面的冷凝盘管，通过热对流也能起到一定的温度控制作用，再通过风循环系统使箱体温度均匀可控。这种以热传导为主，热对流为辅，通过营养液循环系统、冷凝盘管、“H”形托盘、LED灯、营养液箱五者的有机结合，实现对灯盘温度和箱体温度的双重控制的温控方式，是一种新的结构简单、并且高效节能的控温方式。

实测表明，冷凝盘管30放在箱体底部，其上放置装有营养液的营养液箱，保温箱体关闭，300瓦的LED灯工作，营养液循环系统工作，压缩机停止，机箱内温度每四十分钟上升1度，两个小时上升3度；当微型压缩机工作时，机箱内温度每三十分钟降低1度，一个半小时机箱温度回到原来开始时的温度，并且机箱内壁不会结露。当将冷凝盘管安装在保温机箱的侧壁时，其它条件不变，不开压缩机，LED灯工作，机箱温度三十分钟就会上升3度，压缩机工作五十分钟才能将温度降低3度，机箱内壁会结露。

空气过滤室优选设于保温箱体上部，进气风扇或增氧泵安装在空气过滤室内，经过过滤的风通过风扇或增氧泵经风道25送入保温箱体3内。为加强空气流动，风循环系统还包括内循环风扇，内循环风扇安装在换热内箱体13内。经过空气过滤室过滤的空气，按需定量送入保温箱体内，不仅减少了热对流和热交换，节能，而且能保证植物生长所需的空气，并使蔬菜种植机处于全封闭、零污染状态。内循环风扇使得过滤后的空气均匀分布于箱体各处。

保温箱体3中还设有中央支柱27，中央支柱上设有电源线、电源插头、信号线、信号线插头、温度传感器、内循环风扇，电源线与电源插头和风扇电性连接，信号线与信号线插头和温度传感器电性连接，中央支柱与箱体活性连接。这种结构，种菜、采摘和维护非常方便。如果需要在机箱外维护，先将电源插头、信号线插头拨出，将营养液放尽，再将活性连接的中央支柱取下，然后依次将种植板、托盘取出，在机箱外维护，维护完成，安装顺序与此相反。

本发明还可在保温箱体3底部设有万向锁紧轮16，保温箱体3设有磁封门29、门把手28，保温箱体3上端安装控制面板。

本发明的定位排水系统安装于托盘上设置的带有通孔的托盘凹坑24内，包括水位连接器和水位控制器；本发明提供了多种定位排水系统的实施方式，如水位连接器包括“T”形或“十”形的竖直方向开有水位连接器出水连接孔37的中空管接头和螺母20，中空管接头(中空管接头下部可另接排水管19或直接用作排水管19)穿过托盘上的通孔延伸至托盘下方，中空管接头开有外螺纹39以通过螺母将中空管接头紧固于托盘；为提高密封效果，还可在连接处添加“O”型密封圈36，水位控制器与水位连接器上端活性连接。应当指出，当采用“T”形中空管接头时，应从托盘上方插入，螺母从托盘下方固定中空管接头，当采用“十”形中空管接头时，则从托盘上方及下方插入均可，螺母则相应地从托盘下方或上方固定中空管接头。

一种实施方式中，与包括“十”形中空管接头21的水位连接器上端配合的水位控制器有上部封闭的空心腔体38，下部至少有一个进水孔与空心腔体相通，底部设有插接或螺接中空管接头上端的水位控制器出水连接孔33，水位控制器下部向还横向开有水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手32，水位连接器上端至少开有一个横向水定位孔35。下面结合附图对优选实施方式进行揭示。

图5是虹吸式定位排水系统的结构示意图，本实施例中，中空管接头为“十”形，上端为进水管22，下端可另加或用作排水管19。”十”字形中空管接头21的下端穿过托盘凹坑24的中心孔，“O”形垫圈套在中空外螺纹管接头21的下端，通过螺母20将中空外螺纹管接头21下端固定在托盘凹坑24的中心位置。”十”字形中空管接头21的上端有外螺纹，水位控制器23为上部封闭，中间挖空的空心腔体38，下部至少有一个进水孔34与空心腔体38相通，进水孔34可以从水位控制器23的底部或侧面与空心腔体38相通，特别是进水孔34从水位控制器23的底部向上开孔与空心腔体38相通最好；水位控制器23下部还有一个与空心腔体38相通的水位控制器出水连接孔33，水位控制器出水连接孔33与中空外螺纹管接头21的上端螺接，中空外螺纹管接头21的上端于靠近空心腔体23的底部还有一个与水位连接器出水连接孔37相通的横向水定位孔35；

图6为水位控制器23的仰视图，此实施例中，8个(实际使用不限于8个)进水孔34均布在水位控制器出水连接孔33的周围并与水位控制器23的空心腔体38相通，下部中间还设有与出水连接器进水端外部相接触的径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。

图5和图6所示的结构是一种带有定位排水孔的虹吸器。

正常的虹吸过程：当上水泵抽水时，托盘的水位逐渐上升，直到虹吸管(水位控制器的空心腔体)中形成一定的负压，当水位越来越高的时候，负压越来越大，到了一定程度后，虹吸管周边的水被虹吸管吸进管中，向下流动，水一流进后，虹吸管中空气会被带动向下流动，在管口处形成的负压得到维持，当上水泵停止后，托盘中的水位逐渐下降，直到托盘中的液面覆盖不到水位控制器下沿的孔34的最低处为止。

松开水位控制器锁紧把手32，即可调整水位控制器23的高底，从而调节进水孔34与托盘凹坑24的垂直距离，位置调好后，再拧紧水位控制器锁紧把手32，即可实现排水位的精准定位，实现托盘底部留存水位的控制，向上调节，托盘底部留存的水位高，向下调节托盘底部留存的水位低，向下调节到接近于托盘底部，能将托盘内的液体基本排出。

然而，根据虹吸原理，托盘中的水位不能上升到虹吸管的虹吸临界点之上，或虹吸器因堵塞不能正常工作时，水定位孔35是定位托盘水位的关键。

当托盘中的水位不能上升到虹吸管的虹吸临界点时，或虹吸器因堵塞不工作，不能将托盘内的水抽出。如果没有水定位孔35，托盘内就会存有大量的水，如果此时水泵出现空转不上水的现象，就会误导蔬菜种植机的使用者认为蔬菜种植机的营养液不够而大量加水，从而导致托盘，甚至营养液箱中的水因超出托盘和营养液箱的容量，而大量溢出。

加上水定位孔35以后，无论营养液箱中是否缺水，都能使每层托盘的最高水位控制在水定位孔35以下。此时如果出现水泵空转不上水，是真正的缺水，蔬菜种植机的使用者此时只要按规定加水至营养液箱的下限水位之上，并不超过营养液箱上限水位时，就不会出现营养液溢出现象。

这种定位排水系统结构简单、动作可靠、不会堵塞；水位控制器可上下移动，使排水位置精准可调，水位控制器调至最低位，可以将托盘内的营养液排净，是一种精准的、定位的排水系统。上水时，托盘水位会逐步上升到水位控制器的顶点。上水的过程，托盘内的植物根系，逐步从暴露在空气中到全部浸没在营养液中，使植物根系能够完全吸收营养液。

这种结构可使上一层托盘的营养液方便的排入下一层托盘，上一层的排水管停水后，下一层托盘上的水位亦逐步自最高点回落，植物根系从完全浸没在营养液中到绝大部分暴露在空气中，水位下降到水位控制器23的进水孔34的最低点，空气进入，水不能进入水位控制器23中，或水位达到水定位孔35的最低点时，水也不能进入水位控制器23中，从而保证托盘内有一定的营养液存在，满足植物吸收营养的需要，防止植物干死，同时大部分根系暴露在空气中，能充分吸收空气中的二氧化碳和氧气。

这种潮汐式或波浪式营养液提供模式，不仅使营养液流动充分，营养液不易沉淀，而且增加了水体的空气含量，蔬菜的根系能交替的与空气和营养液进行交换，吸收养分和空气，促进蔬菜生长，防止病害发生。

将水位控制器调23下调到底部，能够将水排净，方便清洁托盘；水位控制器的多个进水孔，能防止根系和其它大的物体进入排水系统，保证排水系统不堵塞。水定位孔35在虹吸器不能正常工作时，保证每层托盘的水位都控制在水定位孔35之下。

另一实施方式中，可将“十”形中空管接头21做成分体结构，如将上端部进水管22部分做成可拆卸的活动连接，此时，“十”形中空管接头可通过“T”形中空管接头加一个中空直管(中空直管包括中空管2201和中空螺纹管2202)实现，提高零件的通用性。此时，包括“T”形中空管接头的水位连接器还包括中空直管，中空直管插接或螺接入“T”形中空管接头上端一固定距离；水位控制器设有上部封闭的空心腔体38，下部至少有一个进水孔与空心腔体相通，底部设有插接或螺接中空直管上端的水位控制器出水连接孔，中空直管至少还开有一个横向水定位孔35，水位控制器下部向还横向开有水位控制器锁紧螺孔，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手。

图7是虹吸插管式定位排水系统的结构示意图；本实施例中，中空外螺纹管接头21为“T”形。”T”形中空管接头21的下端与托盘凹坑24的固定方式，水位控制器23的结构与图5基本相同，不再赘述。”T”形中空管接头21有一轴向通孔，一中空管2201从上向下插入”T”形中空管接头21的轴向通孔内，中空管开有横向水定位孔35，水位控制器23的水位控制器出水连接孔33为直孔，中空管2201的上端插入水位控制器23的水位控制器出水连接孔33内。水位控制器下部中间还设有与出水连接器进水端外部相接触的径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。

应当指出，作为该实施方式的变换，也可以在“T”形中空管接头21的上端“T”形部位设有径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。(图中未示出)

本图的水位调节方式为上下移动水位控制器23，这种定位排水系统形成潮汐供水方式。

图8是虹吸螺管式定位排水系统的结构示意图；本实施例中，中空外螺纹管接头21为“T”形。”T”形中空管接头21的下端与托盘凹坑24的固定方式，水位控制器23的结构与图5基本相同，不再赘述。“T”形中空管接头21上端有轴向螺纹孔，水位控制器23的水位控制器出水连接孔33为螺纹孔，一中空螺纹管2202从上向下螺接入”T”形中空管接头21的螺孔内，中空螺纹管2202的上端螺接于水位控制器23的水位控制器出水连接孔33内，中空螺纹管2202至少还开有一个横向水定位孔35。水位控制器下部中间还设有与出水连接器进水端外部相接触的径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。

同上，本实施方式中，也可以在“T”形中空管接头21的上端“T”形部位设有径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。(图中未示出)

本实施例的水位调节方式为旋转水位控制器23，这种定位排水系统形成潮汐供水方式。

水位控制器的其它实施方式中，与包括“T”形中空管接头的水位连接器上端配合的水位控制器可为中空直管、中空“T”形管(包括螺纹中空“T”形管2203、直插中空“T”形管2204)或中空倒“U”形管(包括直插中空倒“U”形管2205、螺纹中空倒“U”形管2206)，水位控制器插接或螺接于“T”形中空管接头的水位连接器出水连接孔上端，中空直管、中空“T”形管或中空倒“U”形管的直管部分至少开有一个横向水定位孔35，“T”形中空管接头上部还横向开有水位控制器锁紧螺孔，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手。为防止杂物进入，倒“U”型水管的进水口内可设有多孔档水板。

图9是无虹吸作用的螺管式定位排水系统的结构示意图；本实施例中，“T”形中空管接头21的下端与托盘凹坑24的固定方式与图5相同，不再赘述。“T”形中空管接头21有一轴向螺纹孔，螺纹中空“T”形管2203的下端有螺纹，螺纹中空“T”形管2203从上向下螺接入“T”形中空管接头21的轴向螺孔内，螺纹中空“T”形管2203的直管部分开有横向水定位孔35。“T”形中空管接头21的上端“T”形部位设有径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。

该实施例的水位调节方式是旋转螺纹中空“T”形管2203。

图10是无虹吸作用的插管式定位排水系统的结构示意图；本实施例中，“T”形中空管接头21的下端与托盘凹坑24的固定方式与图5相同，不再赘述。“T”形中空管接头21有一轴向通孔，直插中空“T”形管2204的下端为直管，直插中空“T”形管2204从上向下插入“T”形中空管接头21的轴向通孔内，直插中空“T”形管2204开有横向水定位孔35。“T”形中空管接头21的上端“T”形部位设有径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。

本实施例的水位调节方式为上下移动直插中空“T”形管2204。

图11是倒“U”型虹吸插管式定位排水系统的结构示意图；本实施例中，“T”形中空管接头21的下端与托盘凹坑24的固定方式与图5相同，不再赘述。“T”形中空管接头21有一轴向通孔，直插中空倒“U”形管2205的下端为直管，直插中空倒“U”形管2205从上向下插入“T”形中空管接头21的轴向通孔内，直插中空倒“U”形管2205的进水口均布有进水孔，直插中空倒“U”形管2205的直管部分开有横向水定位孔35。水位控制器“T”形中空管接头21的上端“T”形部位设有径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。

本实施例的水位调节方式为上下移动直插中空倒“U”形管2205，这种定位排水系统能形成潮汐供水。

图12是倒“U”型虹吸螺管式定位排水系统的结构示意图；图中，“T”形中空管接头21的下端与托盘凹坑24的固定方式与图5相同，不再赘述。“T”形中空管接头21上端有螺纹，螺纹中空倒“U”形管2206的下端有螺纹，螺纹中空倒“U”形管2206从上向下螺接“T”形中空管接头21的轴向螺纹，螺纹中空倒“U”形管2206的直管部分开有横向水定位孔35。水位控制器“T”形中空管接头21的上端“T”形部位设有径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32。

本实施例的水位调节方式为转动螺纹中空倒“U”形管2206，这种定位排水系统能形成潮汐供水。

又一实施方式中，图13为定位排水系统与托盘二合一的托盘结构示意图，尤其适合于箱体底层，或不需要灯光的大棚或温室种植环境中。水位控制器下部中间还设有与出水连接器进水端外部相接触的径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32(图中未示出)该种结构亦可开有横向水定位孔35。

本实施例的托盘结构与图5完全相同，图中是定位排水托盘的剖视图。

又一实施方式中，图14为定位排水、托盘、LED灯三合一“H”形托盘的结构示意图，尤其适合于室内或在机箱内种植蔬菜或进行光照培养。本实施例中，托盘为“H”形托盘401，定位排水系统与“H”形托盘401的安装方式与图5完全相同，所不同的是LED灯条或LED灯盘41紧贴“H”形托盘401底部的下面，LED灯10安装在LED灯条或LED灯盘41上，“H”形托盘401下部的四周为水电隔离板11，LED灯固定板或LED灯固定盘42从下面托住LED灯条或LED灯盘41，LED灯固定板或LED灯固定盘42卡在卡槽43内。水位控制器下部中间还设有与出水连接器进水端外部相接触的径向水位控制器锁紧螺孔31，水位控制器锁紧螺孔上有水位控制器锁紧把手32(图中未示出)，该种结构亦可开有横向水定位孔35。

优选地，LED灯条或LED灯盘41与“H”形托盘401下部箱体底面之间还设有水电隔离板，这样即使有营养液从托盘溢出，也只会从“H”形托盘401下部的水电隔离板11的外部流到下一层，而不会流到LED灯10上，保证了LED灯10安全，实现了水电隔离。LED灯固定板或LED灯固定盘42可以从“H”型托盘底部卡槽43插入或取出，便于三合一“H”形托盘的拆装和维护。

图15为定位排水、托盘、LED灯三合一“H”形托盘的俯视图；

图中，水位控制器23与“T”形或“十”形中空管接头21相螺接或插接，并安装在托盘底部的托盘凹坑24的中心孔内。

图16为定位排水系统、托盘、LED灯三合一“H”形托盘的仰视图；

图中，LED灯10安装在LED灯条41上，发光面向下，LED灯条41紧贴于托盘的底部，螺母20通过中空外螺纹管接头21下端的外螺纹固定在托盘凹坑24的底部，水位连接器出水连接孔37向下，托盘凹坑24在托盘401中的位置不局限于本实施例所示位置，也可以设置在托盘的中间或其它任一合适位置。

图17、图18为托盘的主视图和左视图(剖视)；

图中托盘为“H”形托盘401，并在其上有托盘凹坑24，在托盘凹坑24的中心开有向下的通孔。

优选地实施方式中，LED灯条或LED灯盘下方还设有多个纵向固定板，或多个纵向固定板与横向固定板组成的固定盘，固定板或固定盘42用以托住LED灯条或LED灯盘紧贴于“H”形托盘下部箱体底面，于靠近固定板端部或固定盘四角点的“H”形托盘下部箱体内侧面设置有用于卡装固定板或固定盘的卡槽。具体结构参见以下图解。

图19是对图16的一种改进。此种三合一“H”形托盘是在图16的基础上加了纵向固定板4201，纵向固定板4201可以是胶带，也可以是金属或塑料或其它材料的固定条，当然纵向固定板也可以是一个、两个或数个，其它结构与图16相同。

图20是对图19结构的进一步改进，是又一种三合一“H”形托盘的仰视图；此种三合一“H”形托盘是在“H”形托盘401的水电隔离板11的内侧设置有四个与托盘底部平行或倾斜的横向卡槽，将纵向固定板4201插入四个卡槽内，即可将纵向固定板4201固定在“H”形托盘401的底部，横向卡槽可以是数个。

图21、图22是图19带卡槽的托盘的的主视图和左视图(剖视)。

图23是图20所示灯盘的仰视图。LED灯条或LED灯盘41固定在四个纵向固定板4201的上面，即有利于对LED灯的保护，也方便LED灯的安装和维护。

图24、图25是对图20结构的又一步改进，是又一种三合一“H”形托盘的仰视图；它是在图20四个纵向固定板4201的基础上又加了两个横向固定板，形成了固定盘4202，这种结构更结实。

图26是长方形LED灯固定盘4202的示意图，LED灯10安装于LED灯条或LED灯盘41上，LED灯条或LED灯盘41粘结、或螺接于长方形LED灯固定盘4202上，形成标准的LED灯架。安装或拆装时，只需要将LED灯架插入卡槽或从卡槽中取出即可。

本实施例中，定位排水系统、托盘、LED灯三合一“H”形托盘，使进水和排水合二为一，减少了水路；托盘上面是周期性流动的营养液，托盘底部是LED灯,托盘上面的营养液吸收托盘下面LED灯放出的热，既降低了LED灯结温，又提高了营养液的温度，一举两得。

实测表明:夏天环境温度25度时，LED灯连续工作14小时，LED灯10铝条温度不高于32度，大大延长LED灯寿命，营养液温度不高于30度，是蔬菜根系生长最适宜的温度范围，三合一“H”形托盘底部温度均匀。

环境温度15度时，LED灯连续工作14小时，LED灯10铝条温度不高于30度，营养液温度不低于28度。

采用适当的保温措施当LED灯停止使用10小时后，保温箱体内的营养液温度也不低于24.5度，是蔬菜根系生长最适宜的温度范围。

而使用市场上的铝槽散热器，夏天环境温度25度时，LED灯连续工作14小时，LED灯10铝条温度都在45度以上，不利于LED的长期使用，托盘内的营养液温度提升缓慢。

采用铝槽散热器，如果不对营养液单独加热，环境温度低于15度时，即使采用保温措施，托盘内的营养液温度也基本上与气温相同，低温天气会严重影响蔬菜的生长。其主要原因是因为LED灯所散发出的热量不能比营养液吸收，所以夏天机箱内温度高，冬天机箱内温度低，营养液的温度基本上随着气温的变化而变化。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (13)

1.一种蔬菜种植机，包括保温箱体，所述保温箱体内通过托盘支架竖直安装有多个用于种植的托盘，其特征在于，还包括环境控制系统，所述环境控制系统包括

营养液循环系统，包括营养液箱、上水泵、上水管和安装于每个托盘的定位排水系统，所述上水泵通过上水管将营养液箱内的营养液注入最上方托盘，所述定位排水系统将托盘内的营养液排出至预定高度；

风循环系统，包括设置于保温箱体上的空气过滤室，空气过滤室内安装有进气风扇或增氧泵，对应所述进气风扇和增氧泵气流方向安装有风道；

温度控制系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、温度传感器及安装于保温箱体侧壁和/或底部的冷凝盘管；

照明系统，包括贴装于至少一个托盘底部的LED灯。

2.根据权利要求1所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述定位排水系统安装于托盘上设置的带有通孔的托盘凹坑内，包括水位连接器和水位控制器；所述水位连接器包括“T”形或“十”形的竖直方向开有水位连接器出水连接孔的中空管接头和螺母，所述中空管接头穿过托盘上的通孔并通过螺母将中空管接头紧固于托盘；所述水位控制器与水位连接器上端活性连接。

3.根据权利要求2所述的蔬菜种植机，其特征在于，与包括“十”形中空管接头的水位连接器上端配合的水位控制器设有上部封闭的空心腔体，下部至少有一个进水孔与空心腔体相通，底部设有插接或螺接中空管接头上端的水位控制器出水连接孔，所述水位控制器下部还横向开有水位控制器锁紧螺孔，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手，所述水位连接器上端至少开有一个横向水定位孔。

4.根据权利要求2所述的蔬菜种植机，其特征在于，与包括“T”形中空管接头的水位连接器上端配合的水位控制器为中空直管、中空“T”形管或中空倒“U”形管，所述的中空直管、中空“T”形管或中空倒“U”形管的直管部分至少开有一个横向水定位孔，所述水位控制器插接或螺接于“T”形中空管接头的水位控制器出水连接孔上端，所述“T”形中空管接头上部还横向开有水位控制器锁紧螺孔，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手。

5.根据权利要求2所述的蔬菜种植机，其特征在于，包括“T”形中空管接头的水位连接器还包括中空直管，所述中空直管插接或螺接入“T”形中空管接头上端一固定距离；所述水位控制器设有上部封闭的空心腔体，下部至少有一个进水孔与空心腔体相通，底部还设有插接或螺接中空直管上端的水位控制器出水连接孔，所述中空直管至少还开有一个横向水定位孔，所述水位控制器下部还横向开有水位控制器锁紧螺孔，水位控制器锁紧螺孔上安装有水位控制器锁紧把手。

6.根据权利要求1所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述托盘为“H”形托盘，所述LED灯有多个，组成多个LED灯条或LED灯盘贴装于“H”形托盘开口向下的下部箱体底面；所述“H”形托盘开口向上的上部箱体内装有营养液。

7.根据权利要求6所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述LED灯条或LED灯盘下方还设有多个纵向固定板，或多个纵向固定板与横向固定板组成的固定盘，所述固定板或固定盘用以托住LED灯条或LED灯盘紧贴于“H”形托盘下部箱体底面，于靠近所述固定板端部或固定盘的“H”形托盘下部箱体内侧面设置有用于卡装固定板或固定盘的卡槽。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述托盘上方设有种植板，种植板上开有种植孔，种植孔内有种植篮，种植篮内有用以种植植物的基质。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述保温箱体包括保温外箱体及换热内箱体，所述托盘支架固定于换热内箱体侧壁；位于所述换热内箱体底部的冷凝盘管上方还设有导热板，营养液箱置于导热板上方。

10.根据权利要求9所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述托盘支架包括托盘承重架和托盘固定卡，所述托盘承重架安装于换热内箱体侧壁，所述托盘固定卡安装于托盘承重架，所述托盘安装于托盘固定卡。

11.根据权利要求9所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述托盘支架包括托盘承重架和托盘滑轨，所述托盘承重架安装于换热内箱体侧壁，所述托盘滑轨安装于托盘承重架，所述托盘安装于托盘滑轨。

12.根据权利要求1～7中任一项所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述风循环系统还包括内循环风扇，所述风循环风扇安装于保温箱体内。

13.根据权利要求12所述的蔬菜种植机，其特征在于，所述保温箱体中还设有中央支柱，中央支柱上设有电源插头、信号线插头，电源插头电性连接内循环风扇、LED灯、水泵和中央控制系统，信号线插头电性连接传感器和中央控制系统，中央支柱与箱体活性连接。