CN108293491A - 一种水动力立体种植器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水动力立体种植器，包括支架、轨道组件、培养皿、阻拦机构以及减速机构，各培养皿分别悬挂于各横杆上，若干横杆连同培养皿构成一个平衡体，进而向其中任意一个存水槽注入水以改变其培养皿的重量即可打破平衡，从而带动其他培养皿整体移动，也即利用了进水管向存水槽注入水作为若干横杆连同培养皿沿环形轨循环移动运行的动力源工作原理，在实现对各个培养皿作物日常灌溉的同时，可有效实现各个培养皿作物均能接受充足的光照，具有节能环保、使用成本低、占用空间小与实用性强的特点，满足培养皿作物正常的光合作用使用功能需要，适于推广应用。

Description

一种水动力立体种植器

技术领域

本发明涉及种植器械技术领域，具体是一种水动力立体种植器。

背景技术

传统的培养皿，也称培养箱或种植盆，一般是用以种植观赏性的花木，也有用以种植果蔬，其盆体或箱体结构简单，种植花木或果蔬较少，如果用较大大的种植盆，其又占用较大的地方，很不方便。

为提高种植面积，市面上出现了立体种植架，立体种植架具有多层可放置培养皿的结构框架，可多层立体种植，充分合理的利用了占地空间，适用范围更宽。

但现有技术的立体种植架存在：

1)大多是固定式安装结构，在使用时，将其安放在一设定地方，然后依其结构层数或行数与列数放置培养皿，然而，相互并排或叠层放置，容易造成局部阳光或光线的遮挡，也即部分植物不能充分的接收阳光的问题，从而致使其不能有效光合作用，生长不均匀，尤其是果蔬种植，对果蔬的生长产生了严重的影响；

2)现有固定式安装结构的立体种植架，其结构及功用比较单一，在灌溉水时，需要逐一注入，费时费力，效率较低，为提高效率，有些直接进行成片进行面式喷洒，然而又会造成水资源浪费，每个培养皿不能被充分灌溉。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种水动力立体种植器，利用灌溉用水作为种植器运行的动力输出工作原理，各培养皿可绕环形轨循环移动，在实现自动灌溉的同时，可有效实现各个培养皿栽植的作物均能充分接受光照的使用功能需要，具有结构简单、使用成本低及实用性强的特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种水动力立体种植器，包括支架、轨道组件、培养皿、阻拦机构以及减速机构，所述支架呈框体状；

所述轨道组件包括竖向安装在支架上且呈并排间距设置的两个环形轨以及设置在两个环形轨之间且可沿环形轨移动的若干横杆，所述环形轨呈闭环状；

所述培养皿包括用于装载土壤的箱体、设置在箱体底部的存水槽以及设置在箱体顶端的连接部，所述箱体底部开有若干与存水槽连通的浸透孔，所述连接部与横杆转动连接，用以实现培养皿悬挂在横杆上；

所述阻拦机构与减速机构呈间距安装在支架上，阻拦机构用以弹性阻拦与控制横杆的向下移动，减速机构用以稳定横杆的下降速度；

还包括进水管组件及控制单元，所述进水管组件包括设置在支架顶部用于向存水槽注水的进水管、设在进水管上的电动调节阀以及安装在存水槽上的水位传感器；

安装时，每个箱体的载土重量相等，若干横杆上的培养皿构成一个平衡体，通过向其中一个存水槽内注水以改变该培养皿自身重量，进而改变所述平衡体的平衡以使该培养皿向下移动，进而实现若干培养皿沿环形轨循环运动，水位传感器将每个存水槽的水位监测信号传输至控制单元，使控制单元控制电动调节阀的打开与关闭。

进一步地，所述阻拦机构包括呈竖向设置且靠近横杆的被挡部、与支架转动连接的挡片、靠近挡片设置的套筒、内套于套筒且前端向外延伸至与挡片背面接触的压杆、内套于套筒且安装在压杆后端的弹簧、连接在套筒后端的盖块以及与盖块螺纹连接且前端与弹簧接触的螺杆，所述挡片的正面与被挡部之间构成横杆下移的阻拦间隙，通过旋转螺杆，螺杆向前或向后移动以改变弹簧的压缩行程，以实现挡片对横杆下移的阻力调节。

进一步地，所述挡片的前段向挡片背面弯折，所述压杆的前端与挡片的弯折处接触，正常状态时，位于弯折处的挡片正面与被挡部接触，且挡片与被挡部的该接触点与挡片的转动连接点之间连线与被挡部之间构成锐角状。

进一步地，所述环形轨包括呈竖向且转动连接在支架上的多个链轮以及与多个链轮相配合且具有若干安装块的链条，所述多个链轮位于同一竖直面上，所述链条可围绕多个链轮循环旋转，所述安装块用于与横杆端部的安装连接。

进一步地，所述链轮为两个，且呈竖向间距设置。

进一步地，所示减速机构包括具有中空腔体且呈圆筒状的壳体、与壳体转动连接且前端延伸出壳体外的转轴、呈均布连接在转轴上且位于壳体内腔的多个叶片以及呈均布连接在转轴上且位于壳体外的多个减速杆，所述叶片与减速杆绕转轴同步转动，减速杆的前端所在圆周线位于横杆的竖向下方，所述壳体的内腔注有液体，在横杆下移接触到减速杆时，减速杆被带动绕转轴转动，叶片在液体中作同步转动。

进一步地，所述液体为水。

进一步地，注入所述液体占壳体内腔容积的60％-70％。

进一步地，所示横杆呈水平且若干横杆之间等间距设置。

进一步地，所述支架的底部安装有多个移动脚轮。

本发明的有益效果：

1、本发明利用进水管向存水槽注入水作为若干横杆连同培养皿沿环形轨循环移动运行的动力源，同时还可作培养皿栽植作物的日常灌溉，节能环保，使用成本低，可使各个培养皿栽植的作物均能接受充足的光照，进而以实现正常的光合作用；

2、本发明中的培养皿悬挂于横杆上，若干横杆连同培养皿构成一个平衡体或平衡整体，进而使其中任意一个培养皿的移动都会打破平衡，从而带动其他培养皿整体移动，因此，在培养作物进行日常灌溉时，对其中一个培养皿的存水槽进行灌溉注水，即可使该培养皿因灌溉注入水的增加造成自身重量的增加，当其向下力(或重力)大于阻拦机构的设定值，从而带动各个培养槽沿环形轨移动运行，直至到下一个培养皿到达进水管灌溉位置时接受灌溉，依次进行，从而有效实现了各个培养皿在环形轨道内的往复运行；

3、设置的阻拦机构起到了对存水槽灌溉水量的调节或作用，当进水管注入达到设定的注水量时，横杆才能通过阻拦机构的弹性阻拦以向下移动，满足设计功能需要；

4、设置的减速机构可起到对若干横杆移动的减速作用，也即，为避免横杆的移动惯性较大而造成下一个横杆破坏阻拦机构的问题，进而通过减速机构保证培养皿的缓慢下降，以提高若干横杆循环移动运行的稳定性与安全性。

5、在支架底部设置的多个移动脚轮，可便于种植器整体的移动或搬运，提高使用便利性，并具有其结构简单、布局紧凑、使用成本低与实用性强的特点，适于推广应用。

附图说明

图1为本发明一种水动力立体种植器的结构示意图；

图2为本发明的支架的轴测结构示意图；

图3为本发明的培养皿悬挂状态结构示意图；

图4为本发明的环形轨一种实施结构示意图；

图5为本发明的阻拦机构结构示意图；

图6为本发明的减速机构结构示意图；

图7为图6中的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明作进一步详细说明。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“横”、“竖”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图1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。

如图1-2所示，一种水动力立体种植器，包括支架1、轨道组件2、培养皿 3、阻拦机构4以及减速机构5；所述支架呈框体状，优选为矩形框体，可采用金属型材拼接或焊接制成，支架起到对轨道组件、培养皿、阻拦机构与减速机构的支承作用；

所述轨道组件包括竖向安装在支架上且呈并排间距设置的两个环形轨21 以及设置在两个环形轨之间且可沿环形轨移动的若干横杆22，所述环形轨呈闭环状，为满足横杆的安装需要，两个环形轨之间的间距与横杆的长度相适应，换言之，安装后的横杆能够沿闭环状的环形轨作循环的移动或转动；

所述培养皿包括用于装载土壤的箱体31、设置在箱体底部的存水槽32以及设置在箱体顶端的连接部33，所述箱体底部开有若干与存水槽连通的浸透孔 (图中未画出)，此处结合了现有盆栽技术的浸盆法结构原理，可利于存水槽内的水通过浸透孔浸透入土壤，避免水从土壤表层进入产生的冲刷等缺点；所述连接部与横杆转动连接，用以使培养皿悬挂在横杆上，连接部与横杆的转动连接方式可采用现有机械成熟技术手段实现，比如：连接处的横杆截面优选呈圆形状，连接部位为与横杆相适应的扣环或卡环，且优选利用螺栓等方式可拆卸连接固定；

所述阻拦机构与减速机构呈间距安装在支架上，阻拦机构用以弹性阻拦与控制横杆的向下移动，减速机构用以稳定横杆的下降速度，可以理解的是，当若干横杆沿环形轨作顺时针移动时，阻拦机构与减速机构均需安装在靠近横杆向下移动的一侧，以满足设计功能需要；

还包括进水管组件6及控制单元7，所述进水管组件包括设置在支架顶部用于向存水槽注水的进水管61、设在进水管上的电动调节阀62以及安装在存水槽上的水位传感器(图中未画出)，进水管外接水源，实现灌溉水的接入；电动调节阀是现有成熟技术，可对水管进行自动开闭或自动控制输出流量，也可采用电磁调节阀，其功用类似，可根据实际需要选择；

安装时，每个箱体的载土重量相等，若干横杆上的培养皿构成一个平衡体，通过向其中一个存水槽内注水以改变该培养皿自身重量，进而改变所述平衡体的平衡以使该培养皿向下移动，进而实现若干培养皿沿环形轨循环运动，水位传感器将每个存水槽的水位监测信号传输至控制单元，使控制单元控制电动调节阀的打开与关闭。

在工作过程中，可预先设定每个存水槽的控制水位，水位传感器可实时监测其水位高度，当低于该水位时，水位传感器及时将其水位监测信号传输至控制单元，在该存水槽循环运动至进水管下方时，控制单元控制电动调节阀打开放水，当达到设定水位时，控制单元控制关闭电动调节阀；同时，横杆在循环移动过程中，阻拦机构可起到进水管注水量的控制，当达到设定的注水量时，横杆才能通过阻拦机构的弹性阻拦以向下移动，若干横杆在沿环形轨循环移动过程中，减速机构可起到避免横杆移动过快，保持稳定下降速度的作用。

如图5所示，作为优选的一种技术方案，所述阻拦机构包括呈竖向设置且靠近横杆的被挡部41、与支架转动连接的挡片42、靠近挡片设置的套筒43、内套于套筒且前端向外延伸至与挡片背面接触的压杆44、内套于套筒且安装在压杆后端的弹簧45、连接在套筒后端的盖块46以及与盖块螺纹连接且前端与弹簧接触的螺杆47，所述挡片的正面与被挡部之间构成横杆下移的阻拦间隙，通过旋转螺杆，螺杆向前或向后移动以改变弹簧的压缩行程，以实现挡片对横杆下移的阻力调节。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述挡片的前段向挡片背面弯折，生产工艺可采用冷弯直接成型，所述压杆的前端与挡片的弯折处接触，优选压杆的前端倒成与压杆弯折处相适应的圆角状，以利于二者面接触，挡片的弯折成型可起到对压杆向上与向下两个方位的约束，避免压杆受较大的径向力，正常状态时，位于弯折处的挡片正面与被挡部接触，且挡片与被挡部的该接触点与挡片的转动连接点之间连线与被挡部之间构成锐角状，该锐角状空间即为横杆下移的阻拦间隙，使横杆在接触挡片与脱离挡片时均处于顺滑状态，保证横杆移动的平稳性。

如图3、图4所示，作为优选的一种技术方案，所述环形轨包括呈竖向且转动连接在支架上的多个链轮211以及与多个链轮相配合且具有若干安装块的链条212，所述多个链轮位于同一竖直面上，所述链条可围绕多个链轮循环旋转，此处可结合链轮传动结构原理，可以理解的是，链条套设在多个链轮上，进而使链条围绕多个链轮循环运动，链轮起到传动作用，链条合围的环即为所述旋转闭环；所述安装块用于与横杆端部的安装连接，优选在横杆的端部设置与安装块相对应的连接块，并通过卡接、螺栓连接等常规技术手段，实现可拆卸连接；链轮的数量优选为两个，且呈竖向间距设置，链条绕两个链轮转动，链轮数量越少，其链条的摩擦阻力越小，进而向其中一个培养皿的存水槽灌注更少量的水，即可克服该摩擦力改变平衡体的平衡以使该培养皿向下移动，进而实现若干培养皿沿环形轨循环运动，满足使用需要。

如图6、图7所示，作为优选的一种技术方案，所示减速机构包括具有中空腔体且呈圆筒状的壳体51、与壳体转动连接且前端延伸出壳体外的转轴52、呈均布连接在转轴上且位于壳体内腔的多个叶片53以及呈均布连接在转轴上且位于壳体外的多个减速杆54，所述叶片与减速杆绕转轴同步转动，减速杆的前端所在圆周线位于横杆的竖向下方，也即在横杆向下移动时，能保证减速杆接触或阻挡横杆的作用；所述壳体的内腔注有液体55，为降低使用成本，提高使用便利性，优选液体为水，可直接利用灌溉用水即可；在横杆下移接触到减速杆时，减速杆被带动绕转轴转动，叶片在液体中作同步转动，可以理解的是，叶片在水中旋转需要产生阻力，起到对横杆下移的减速作用，因此，叶片处于水平状态时，其叶片的表面与液面相平行。

优选的，通过实际应用经验验证，注入所述液体占壳体内腔容积的60％-70％，可提高叶片在液体中的旋转阻力效果，起到类似叶浆的结构原理，使叶片旋转过程中在不断进入水中与离开水面，避免满液状态旋转时，使液体产生斡旋的问题，从而降低减速效果；而若水位过低，则又无法有效起到对叶片产生阻力的减速效果。

作为优选的一种技术方案，结合整机结构系统，为避免相邻培养皿之间产生干涉，保证横杆的均匀受力，所示横杆呈水平且若干横杆之间等间距设置，同时还可提高外形的美观效果。

作为优选的一种技术方案，在所述支架的底部安装有多个移动脚轮11，以便于种植器整体的移动或搬运，提高使用便利性。

由上述技术方案可知，本发明的一种水动力立体种植器，培养皿悬挂于横杆上，可在闭环状的环形轨道内依次或循环移动，各个培养皿栽植的作物均能接受充足的光照，进而以实现正常的光合作用；培养皿随横杆移动运行的动力来源是利用栽培作物的灌溉水，若干横杆连同培养皿构成一个平衡体或平衡整体，进而使其中任意一个培养皿的移动都会打破平衡，从而带动其他培养皿整体移动，因此，在培养作物进行日常灌溉时，对其中一个培养皿的存水槽进行灌溉注水，即可使该培养皿因灌溉注入水的增加造成自身重量的增加，当其向下力(或重力)大于阻拦机构的设定值，从而带动各个培养槽沿环形轨移动运行，直至到下一个培养皿到达进水管灌溉位置时接受灌溉，依次进行，从而使各个培养皿在环形轨道内往复运行，阻拦机构起到了对灌溉水量的控制作用，当横杆连同培养皿突破阻拦机构向下移动，为避免其移动惯性较大，造成下一个横杆破坏阻拦机构，因此，设置了保证培养皿缓慢下降的减速机构，以提高其移动运行的稳定性。

以上的说明和实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水动力立体种植器，其特征在于：包括支架(1)、轨道组件(2)、培养皿(3)、阻拦机构(4)以及减速机构(5)，所述支架呈框体状；

所述轨道组件包括竖向安装在支架上且呈并排间距设置的两个环形轨(21)以及设置在两个环形轨之间且可沿环形轨移动的若干横杆(22)，所述环形轨呈闭环状；

所述培养皿包括用于装载土壤的箱体(31)、设置在箱体底部的存水槽(32)以及设置在箱体顶端的连接部(33)，所述箱体底部开有若干与存水槽连通的浸透孔，所述连接部与横杆转动连接，用以使培养皿悬挂在横杆上；

所述阻拦机构与减速机构呈间距安装在支架上，阻拦机构用以弹性阻拦与控制横杆的向下移动，减速机构用以稳定横杆的下降速度；

还包括进水管组件(6)及控制单元(7)，所述进水管组件包括设置在支架顶部用于向存水槽注水的进水管(61)、设在进水管上的电动调节阀(62)以及安装在存水槽上的水位传感器；

安装时，每个箱体的载土重量相等，若干横杆上的培养皿构成一个平衡体，通过向其中一个存水槽内注水以改变该培养皿自身重量，进而改变所述平衡体的平衡以使该培养皿向下移动，进而实现若干培养皿沿环形轨循环运动，水位传感器将每个存水槽的水位监测信号传输至控制单元，使控制单元控制电动调节阀的打开与关闭。

2.根据权利要求1所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：所述阻拦机构包括呈竖向设置且靠近横杆的被挡部(41)、与支架转动连接的挡片(42)、靠近挡片设置的套筒(43)、内套于套筒且前端向外延伸至与挡片背面接触的压杆(44)、内套于套筒且安装在压杆后端的弹簧(45)、连接在套筒后端的盖块(46)以及与盖块螺纹连接且前端与弹簧接触的螺杆(47)，所述挡片的正面与被挡部之间构成横杆下移的阻拦间隙，通过旋转螺杆，螺杆向前或向后移动以改变弹簧的压缩行程，以实现挡片对横杆下移的阻力调节。

3.根据权利要求2所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：所述挡片的前段向挡片背面弯折，所述压杆的前端与挡片的弯折处接触，正常状态时，位于弯折处的挡片正面与被挡部接触，且挡片与被挡部的该接触点与挡片的转动连接点之间连线与被挡部之间构成锐角状。

4.根据权利要求1所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：所述环形轨包括呈竖向且转动连接在支架上的多个链轮(211)以及与多个链轮相配合且具有若干安装块的链条(212)，所述多个链轮位于同一竖直面上，所述链条可围绕多个链轮循环旋转，所述安装块用于与横杆端部的安装连接。

5.根据权利要求4所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：所述链轮为两个，且呈竖向间距设置。

6.根据权利要求1所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：所示减速机构包括具有中空腔体且呈圆筒状的壳体(51)、与壳体转动连接且前端延伸出壳体外的转轴(52)、呈均布连接在转轴上且位于壳体内腔的多个叶片(53)以及呈均布连接在转轴上且位于壳体外的多个减速杆(54)，所述叶片与减速杆绕转轴同步转动，减速杆的前端所在圆周线位于横杆的竖向下方，所述壳体的内腔注有液体(55)，在横杆下移接触到减速杆时，减速杆被带动绕转轴转动，叶片在液体中作同步转动。

7.根据权利要求6所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：所述液体为水。

8.根据权利要求6所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：注入所述液体占壳体内腔容积的60％-70％。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：所示横杆呈水平且若干横杆之间等间距设置。

10.根据权利要求9所述的一种水动力立体种植器，其特征在于：所述支架的底部安装有多个移动脚轮(11)。