CN108377804A - 一种立体农业种植棚 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业技术领域，具体为一种立体农业种植棚，包括支架、遮阳棚、旋转架以及旋转架上设置的若干种植盒，配合光照、温度、通风、除虫和灌溉自动化管控，形成一个自动化的立体农业种植棚；本发明的有益效果：本立体农业种植棚充分利用高层空间进行精细化农业生成，具有布局合理、循环和立体利用水、肥、光等资源、装备功能全面等优点，不仅可以缓解日益严峻的农业种植耕地短缺问题，还可以使生活废污循环和资源化利用，而且美化工作和生活环境，改善周围小气候，能实现环境、经济、社会效益的有机统一。

Description

一种立体农业种植棚
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体为一种立体农业种植棚。
背景技术
目前，我国农业污染日趋严重、耕地面积日益减少，农业装备的集成程度低。立体农业是实施农业工厂化生产的一种有效手段，我们应该找到一种平衡，使之能够在解决或缓解上述问题的同时，促进经济的发展及农业的现代化，实现环境效益、经济效益以及社会效益的统一。在农业园区建设中通过在主体建筑中实施循环立体农业工程，实现生活污水和粪便的楼宇内的利用及化解；农用楼宇用以向空中拓展，通过立体种植提高土地利用率，并依托这种模式实现农业的工业化。
中国专利库中公开了一种立体农业生产系统和基于该系统的立体农业生产方法(CN201310512203.4)。本申请的立体农业生产系统，包括与外界隔离的密封建筑，密封建筑顶面和四个侧壁由间隔排布的钢化玻璃和太阳能电池板构成，密封建筑内部为多层结构，每层地面划分为种植带和采摘通道，种植带上布置有生长槽，采摘通道为透光的钢化玻璃。本申请的立体农业生产系统向空间发展，不受土地面积限制，与外界隔离，也不受外界空气、水、土壤等污染，并且可简单方便的调节各生态条件，为栽培高质量、高品质的作物提供了保障。钢化玻璃和太阳能电池板构成的顶面和侧壁，使作物可充分接触阳光，用太阳能照明，在不增加额外供电基础上就可增加作物光照时间，绿色环保。
中国专利库中公开了一种循环立体农业装备系统(CN201610071325.8)，包括立体农业楼，其设置于商用楼和/或民用楼的旁边，具有若干层，每层楼均设置有作物区，在顶楼设置有水塔。每层楼均设置有污水输送管道，每层楼的内部设置有水槽；每层楼的楼顶外侧设置有向下倾斜上页反光镜，楼底外侧设置有向上倾斜的下页反光镜；每层楼均设置有温控系统，且楼层外安装全透明的玻璃；每层均设置有灯照系统；底楼设置有粪便滞留池和沼气池。本发明具有布局合理、循环和立体利用水、肥、光等资源、装备功能全面等优点，不仅可以缓解日益严峻的农业种植耕地短缺问题，还可以使生活废污循环和资源化利用，而且美化工作和生活环境，改善周围小气候，能实现环境、经济、社会效益的有机统一。
发明内容
本发明的目的是提供一种立体农业种植棚，包括支架、遮阳棚、旋转架以及旋转架上设置的若干种植盒，配合光照、温度、通风、除虫和灌溉自动化管控，形成一个自动化的立体农业种植棚。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种立体农业种植棚，其包括，支架1、支脚2、种植盒3、提手4、常闭电磁阀5、遮阳板6、顶部太阳能板7、电动卷帘8、开闭电机9、侧面太阳能板10、灌溉水管11、灌溉电磁阀12、传动带13、传动轮14、排水管15、电磁阀控制器16、高压直流电网17、高速风机18、固定器19、支撑辊20、网络摄像头21、设备盒22、控制芯片23、通信模块24、喷头25。
所述支架1底部设置有四根支脚2，所述支架1内侧设置有网络摄像头21，所述支架1外侧设置有设备盒22，所述支架1中部前侧设置有排水管15、电磁阀控制器16，所述排水管15一端与电磁阀控制器16连接且另一端与外接排水管连接，所述支架1中部前侧一边设置有高压直流电网17，所述支架1中部前侧另一边设置有高速风机18，所述高压直流电网17与高速风机18位置对应，所述支架1中部后设置有灌溉水管11、灌溉电磁阀12，所述灌溉水管11与灌溉电磁阀12连接且灌溉水管11内侧设置有若干个喷头25，所述灌溉电磁阀12与外接进水管连接，所述支架1左右两侧外部都设置有侧面太阳能板10，所述侧面太阳能板10上侧设置有开闭电机9，所述支架1顶部设置有遮阳板6，所述遮阳板6上表面设置有顶部太阳能板7且一周边缘都设置有电动卷帘8，所述支架1两侧各设置有一组上下分布的传动轮14，所述下端传动轮14通过中心转轴与支架1固定连接，所述上端的传动轮14与开闭电机9输出轴连接，所述上下分布的传动轮14之间通过传动带13连接且形成一个闭环，所述传动轮13上设置有若干固定器19，所述左右传动带13上对应的固定器19之间设置有支撑辊20，所述支撑辊20与提手4上端固定连接，所述提手4与种植盒3两侧固定连接，所述种植盒3外侧盒壁下部设置有常闭电磁阀5，当种植盒3需要排水时，所述种植盒3的常闭电磁阀5与电磁阀控制器16磁性吸附连接，所述设备盒22内部设置有控制芯片23、通信模块24，所述控制芯片23分别与电动卷帘8、开闭电机9、灌溉电磁阀12、电磁阀控制器16、高压直流电网17、高速风机18、网络摄像头21、通信模块24连接。
优选地，多行排列的立体农业种植棚可组成种植棚矩阵，多个种植棚矩阵组成立体农业种植工厂，集中化管理，集中化运营。
优选地，所述支架1内侧设置有光照检测模块，所述遮阳板6为可开合设置，所述光照检测模块检测种植棚内光照强度并将检测结果上传至控制芯片23，当检测到光照不足，低于设定值时，控制芯片23向遮阳板6下发指令，遮阳板6打开；当检测到光照超过设定值时，控制芯片23向遮阳板6下发指令，遮阳板6关闭。
优选地，所述支架1内侧设置有温度检测模块，所述温度检测模块检测种植棚内温度数据并将检测结果上传至控制芯片23，当温度低于设定值时，控制芯片23向电动卷帘8下发指令，电动卷帘8放下塑料布，种植棚成为温室大棚；当温度高于设定值时，电动卷帘8收起塑料布。
优选地，所述种植盒3上设置有光照检测模块、光照控制系统和温湿度传感器，可在晚上设定时间内或者白天光照不足时启动光照控制系统进行补光，延长光照时间；同时根据种植盒3内的温湿度数据精确控制光照、温湿度。
优选地，所述种植盒3上设置有植物识别模块，可智能识别种植盒3中种植的植物种类和植物所处的生长阶段，根据植物种类和所处的生产阶段精确控制光照、水肥供给。
优选地，所述种植盒3底部设置有旋转控制装置和追日系统，所述追日系统可根据设定的时间追日，或者设计光照检测传感器检测光照强度追日，或者设定一套种植品种策略算法，根据作物种类和种植棚内的亮度选择性追日。
优选地，所述种植盒3为有土栽培，所述种植盒3内侧设置有湿度检测模块，所述湿度检测模块检测种植盒内湿度数据并将检测结果上传至控制芯片23，当湿度低于设定值时，控制芯片23向灌溉电磁阀12下发指令，灌溉电磁阀12打开，灌溉水管11上的喷头25开始灌溉；当湿度数据达到限定值时，灌溉电磁阀12关闭。
优选地，所述种植盒3为水培，所述种植盒3内侧设置有营养液液位检测模块，所述营养液液位检测模块检测种植盒内液位数值并将检测结果上传至控制芯片23，当液位低于设定值时，控制芯片23向灌溉电磁阀12下发指令，灌溉电磁阀12打开，灌溉水管11上的喷头25开始灌溉；当液位达到限定值时，灌溉电磁阀12关闭。
优选地，当种植盒3需要排水时，控制芯片23驱动传动轮14转动，带动种植盒3移动，当需要排水的种植盒3到达排水管15所在位置时停止移动，控制芯片23向电磁阀控制器16发送指令，电磁阀控制器16利用设置的磁铁与种植盒3的常闭电磁阀5连接上，控制芯片23向常闭电磁阀5下发指令，常闭电磁阀5打开进行排水。
优选地，所述灌溉电磁阀12与居民生活用水排放系统连接，居民生活排放水经过过滤、检测后可作为种植棚的灌溉用水。
优选地，种植棚采取定时通风模式，通过控制芯片23设定通风时间和通风频率，到达通风时间时，控制芯片23向电动卷帘8下发指令，电动卷帘8打开通风；通风时间结束，电动卷帘8关闭。
优选地，种植棚采用定时除虫模式，控制芯片23驱动传动轮14转动，带动种植盒3移动，当种植盒3到达高压直流电网17与高速风机18之间的位置时停止，控制芯片23分别向高压直流电网17、高速风机18下发指令，所述高速风机18开启，将种植盒3内植株上的虫类吹到启动的高压直流电网17上，完成除虫；之后传动轮14继续转动，进行下一个种植盒3除虫。
优选地，种植棚管理人员可通过网络摄像头21查看种植棚内情况并可通过通信模块24向控制芯片23下发指令，进行浇水、除虫、通风等各种工作，管理人员的指令优先级高于控制芯片23智能生成的指令。
本发明的有益效果：本立体农业种植棚充分利用高层空间进行精细化农业生成，具有布局合理、循环和立体利用水、肥、光等资源、装备功能全面等优点，不仅可以缓解日益严峻的农业种植耕地短缺问题，还可以使生活废污循环和资源化利用，而且美化工作和生活环境，改善周围小气候，能实现环境、经济、社会效益的有机统一。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中种植盒的结构示意图；
图3为本发明中灌溉水管的结构示意图。
图中，1-支架、2-支脚、3-种植盒、4-提手、5-常闭电磁阀、6-遮阳板、7-顶部太阳能板、8-电动卷帘、9-开闭电机、10-侧面太阳能板、11-灌溉水管、12-灌溉电磁阀、13-传动带、14-传动轮、15-排水管、16-电磁阀控制器、17-高压直流电网、18-高速风机、19-固定器、20-支撑辊、21-网络摄像头、22-设备盒、23-控制芯片、24-通信模块、25-喷头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3所示，所述支架1底部设置有四根支脚2，所述支架1内侧设置有网络摄像头21，所述支架1外侧设置有设备盒22，所述支架1中部前侧设置有排水管15、电磁阀控制器16，所述排水管15一端与电磁阀控制器16连接且另一端与外接排水管连接，所述支架1中部前侧一边设置有高压直流电网17，所述支架1中部前侧另一边设置有高速风机18，所述高压直流电网17与高速风机18位置对应，所述支架1中部后设置有灌溉水管11、灌溉电磁阀12，所述灌溉水管11与灌溉电磁阀12连接且灌溉水管11内侧设置有若干个喷头25，所述灌溉电磁阀12与外接进水管连接，所述支架1左右两侧外部都设置有侧面太阳能板10，所述侧面太阳能板10上侧设置有开闭电机9，所述支架1顶部设置有遮阳板6，所述遮阳板6上表面设置有顶部太阳能板7且一周边缘都设置有电动卷帘8，所述支架1两侧各设置有一组上下分布的传动轮14，所述下端传动轮14通过中心转轴与支架1固定连接，所述上端的传动轮14与开闭电机9输出轴连接，所述上下分布的传动轮14之间通过传动带13连接且形成一个闭环，所述传动轮13上设置有若干固定器19，所述左右传动带13上对应的固定器19之间设置有支撑辊20，所述支撑辊20与提手4上端固定连接，所述提手4与种植盒3两侧固定连接，所述种植盒3外侧盒壁下部设置有常闭电磁阀5，当种植盒3需要排水时，所述种植盒3的常闭电磁阀5与电磁阀控制器16磁性吸附连接，所述设备盒22内部设置有控制芯片23、通信模块24，所述控制芯片23分别与电动卷帘8、开闭电机9、灌溉电磁阀12、电磁阀控制器16、高压直流电网17、高速风机18、网络摄像头21、通信模块24连接。
所述支架1内侧设置有光照检测模块，所述遮阳板6为可开合设置，所述光照检测模块检测种植棚内光照强度并将检测结果上传至控制芯片23，当检测到光照不足，低于设定值时，控制芯片23向遮阳板6下发指令，遮阳板6打开；当检测到光照超过设定值时，控制芯片23向遮阳板6下发指令，遮阳板6关闭。
所述支架1内侧设置有温度检测模块，所述温度检测模块检测种植棚内温度数据并将检测结果上传至控制芯片23，当温度低于设定值时，控制芯片23向电动卷帘8下发指令，电动卷帘8放下塑料布，种植棚成为温室大棚；当温度高于设定值时，电动卷帘8收起塑料布。
多行排列的立体农业种植棚可组成种植棚矩阵，多个种植棚矩阵组成立体农业种植工厂，集中化管理，集中化运营。
所述支架1内侧设置有温度检测模块，所述温度检测模块检测种植棚内温度数据并将检测结果上传至控制芯片23，当温度低于设定值时，控制芯片23向电动卷帘8下发指令，电动卷帘8放下塑料布，种植棚成为温室大棚；当温度高于设定值时，电动卷帘8收起塑料布。
所述种植盒3上设置有光照检测模块、光照控制系统和温湿度传感器，可在晚上设定时间内或者白天光照不足时启动光照控制系统进行补光，延长光照时间；同时根据种植盒3内的温湿度数据精确控制光照、温湿度。
所述种植盒3上设置有植物识别模块，可智能识别种植盒3中种植的植物种类和植物所处的生长阶段，根据植物种类和所处的生产阶段精确控制光照、水肥供给。
所述种植盒3底部设置有旋转控制装置和追日系统，所述追日系统可根据设定的时间追日，或者设计光照检测传感器检测光照强度追日，或者设定一套种植品种策略算法，根据作物种类和种植棚内的亮度选择性追日。
所述种植盒3为有土栽培，所述种植盒3内侧设置有湿度检测模块，所述湿度检测模块检测种植盒内湿度数据并将检测结果上传至控制芯片23，当湿度低于设定值时，控制芯片23向灌溉电磁阀12下发指令，灌溉电磁阀12打开，灌溉水管11上的喷头25开始灌溉；当湿度数据达到限定值时，灌溉电磁阀12关闭。
所述种植盒3为水培，所述种植盒3内侧设置有营养液液位检测模块，所述营养液液位检测模块检测种植盒内液位数值并将检测结果上传至控制芯片23，当液位低于设定值时，控制芯片23向灌溉电磁阀12下发指令，灌溉电磁阀12打开，灌溉水管11上的喷头25开始灌溉；当液位达到限定值时，灌溉电磁阀12关闭。
当种植盒3需要排水时，控制芯片23驱动传动轮14转动，带动种植盒3移动，当需要排水的种植盒3到达排水管15所在位置时停止移动，控制芯片23向电磁阀控制器16发送指令，电磁阀控制器16利用设置的磁铁与种植盒3的常闭电磁阀5连接上，控制芯片23向常闭电磁阀5下发指令，常闭电磁阀5打开进行排水。
所述灌溉电磁阀12与居民生活用水排放系统连接，居民生活排放水经过过滤、检测后可作为种植棚的灌溉用水，减少了污水排放同时节约了水资源。
种植棚采取定时通风模式，通过控制芯片23设定通风时间和通风频率，到达通风时间时，控制芯片23向电动卷帘8下发指令，电动卷帘8打开通风；通风时间结束，电动卷帘8关闭。
种植棚采用定时除虫模式，控制芯片23驱动传动轮14转动，带动种植盒3移动，当种植盒3到达高压直流电网17与高速风机18之间的位置时停止，控制芯片23分别向高压直流电网17、高速风机18下发指令，所述高速风机18开启，将种植盒3内植株上的虫类吹到启动的高压直流电网17上，完成除虫；之后传动轮14继续转动，进行下一个种植盒3除虫。
种植棚有两种管理模式，一、智能管理模式，设定好各项数据后，由控制芯片23根据种植棚内各项指标的变化进行管理，完成光照管理、灌溉管理、温度管理、除虫管理等日常工作；二、主动管理模块，种植棚管理人员可通过网络摄像头21查看种植棚内情况并可通过通信模块24向控制芯片23下发指令，进行浇水、除虫、通风等各种工作，管理人员的指令优先级高于控制芯片23智能生成的指令。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种立体农业种植棚，其包括，支架(1)、支脚(2)、种植盒(3)、提手(4)、常闭电磁阀(5)、遮阳板(6)、顶部太阳能板(7)、电动卷帘(8)、开闭电机(9)、侧面太阳能板(10)、灌溉水管(11)、灌溉电磁阀(12)、传动带(13)、传动轮(14)、排水管(15)、电磁阀控制器(16)、高压直流电网(17)、高速风机(18)、固定器(19)、支撑辊(20)、网络摄像头(21)、设备盒(22)、控制芯片(23)、通信模块(24)、喷头(25)；其特征在于，所述支架(1)底部设置有四根支脚(2)，所述支架(1)内侧设置有网络摄像头(21)，所述支架(1)外侧设置有设备盒(22)，所述支架(1)中部前侧设置有排水管(15)、电磁阀控制器(16)，所述排水管(15)一端与电磁阀控制器(16)连接且另一端与外接排水管连接，所述支架(1)中部前侧一边设置有高压直流电网(17)，所述支架(1)中部前侧另一边设置有高速风机(18)，所述高压直流电网(17)与高速风机(18)位置对应，所述支架(1)中部后设置有灌溉水管(11)、灌溉电磁阀(12)，所述灌溉水管(11)与灌溉电磁阀(12)连接且灌溉水管(11)内侧设置有若干个喷头(25)，所述灌溉电磁阀(12)与外接进水管连接，所述支架(1)左右两侧外部都设置有侧面太阳能板(10)，所述侧面太阳能板(10)上侧设置有开闭电机(9)，所述支架(1)顶部设置有遮阳板(6)，所述遮阳板(6)上表面设置有顶部太阳能板(7)且一周边缘都设置有电动卷帘(8)，所述支架(1)两侧各设置有一组上下分布的传动轮(14)，所述下端传动轮(14)通过中心转轴与支架(1)固定连接，所述上端的传动轮(14)与开闭电机(9)输出轴连接，所述上下分布的传动轮(14)之间通过传动带(13)连接且形成一个闭环，所述传动轮(13)上设置有若干固定器(19)，所述左右传动带(13)上对应的固定器(19)之间设置有支撑辊(20)，所述支撑辊(20)与提手(4)上端固定连接，所述提手(4)与种植盒(3)两侧固定连接，所述种植盒(3)外侧盒壁下部设置有常闭电磁阀(5)，当种植盒(3)需要排水时，所述种植盒(3)的常闭电磁阀(5)与电磁阀控制器(16)磁性吸附连接，所述设备盒(22)内部设置有控制芯片(23)、通信模块(24)，所述控制芯片(23)分别与电动卷帘(8)、开闭电机(9)、灌溉电磁阀(12)、电磁阀控制器(16)、高压直流电网(17)、高速风机(18)、网络摄像头(21)、通信模块(24)连接。
2.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，所述支架(1)内侧设置有光照检测模块，所述遮阳板(6)为可开合设置，所述光照检测模块检测种植棚内光照强度并将检测结果上传至控制芯片(23)，当检测到光照不足，低于设定值时，控制芯片(23)向遮阳板(6)下发指令，遮阳板(6)打开；当检测到光照超过设定值时，控制芯片(23)向遮阳板(6)下发指令，遮阳板(6)关闭。
3.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，所述支架(1)内侧设置有温度检测模块，所述温度检测模块检测种植棚内温度数据并将检测结果上传至控制芯片(23)，当温度低于设定值时，控制芯片(23)向电动卷帘(8)下发指令，电动卷帘(8)放下塑料布，种植棚成为温室大棚；当温度高于设定值时，电动卷帘(8)收起塑料布。
4.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，所述种植盒(3)上设置有光照检测模块、光照控制系统和温湿度传感器，可在晚上设定时间内或者白天光照不足时启动光照控制系统进行补光，延长光照时间；同时根据种植盒3内的温湿度数据精确控制光照、温湿度。
5.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，所述种植盒(3)底部设置有旋转控制装置和追日系统，所述追日系统可根据设定的时间追日，或者设计光照检测传感器检测光照强度追日，或者设定一套种植品种策略算法，根据作物种类和种植棚内的亮度选择性追日。
6.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，所述种植盒(3)上设置有植物识别模块，可智能识别种植盒3中种植的植物种类和植物所处的生长阶段，根据植物种类和所处的生产阶段精确控制光照、水肥供给。
7.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，所述种植盒(3)为有土栽培，所述种植盒(3)内侧设置有湿度检测模块，所述湿度检测模块检测种植盒内湿度数据并将检测结果上传至控制芯片(23)，当湿度低于设定值时，控制芯片(23)向灌溉电磁阀(12)下发指令，灌溉电磁阀(12)打开，灌溉水管(11)上的喷头(25)开始灌溉；当湿度数据达到限定值时，灌溉电磁阀(12)关闭。
8.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，所述种植盒(3)为水培，所述种植盒(3)内侧设置有营养液液位检测模块，所述营养液液位检测模块检测种植盒内液位数值并将检测结果上传至控制芯片(23)，当液位低于设定值时，控制芯片(23)向灌溉电磁阀(12)下发指令，灌溉电磁阀(12)打开，灌溉水管(11)上的喷头(25)开始灌溉；当液位达到限定值时，灌溉电磁阀(12)关闭。
9.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，当种植盒(3)需要排水时，控制芯片(23)驱动传动轮(14)转动，带动种植盒(3)移动，当需要排水的种植盒(3)到达排水管(15)所在位置时停止移动，控制芯片(23)向电磁阀控制器(16)发送指令，电磁阀控制器(16)利用设置的磁铁与种植盒(3)的常闭电磁阀(5)连接上，控制芯片(23)向常闭电磁阀(5)下发指令，常闭电磁阀(5)打开进行排水。
10.根据权利要求1所述的一种立体农业种植棚，其特征在于，种植棚采用定时除虫模式，控制芯片(23)驱动传动轮(14)转动，带动种植盒(3)移动，当种植盒(3)到达高压直流电网(17)与高速风机(18)之间的位置时停止，控制芯片(23)分别向高压直流电网(17)、高速风机(18)下发指令，所述高速风机(18)开启，将种植盒(3)内植株上的虫类吹到启动的高压直流电网(17)上，完成除虫；之后传动轮(14)继续转动，进行下一个种植盒(3)除虫。
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