CN108739338A - 一种家庭无土栽培装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭无土栽培装置。其解决现有无土栽培装置存在占用空间大、栽培面积小的问题。其包括底座、储液桶、种植筒和若干定植篮，储液桶固定支撑在底座上，特点是：种植筒的一端经第一转动连接件转动连接在储液桶远离底座的一端内部；在种植筒远离储液桶的一端上设有驱动种植筒旋转的驱动组件；在种植筒筒壁上开设有若干种植孔，定植篮可拆安装在种植孔内；在种植筒的内顶部设有喷雾头；储液桶内的输液泵经输液管与喷雾头相连通；在储液桶顶部固定连接一接液盘且接液盘与储液桶相连通；种植筒外侧设有植物补光灯。本发明结构简单、占地面积小、栽培面积大、营养液浪费少，可适用于家庭无土栽培中。

Description

一种家庭无土栽培装置

技术领域

本发明涉及在支架上或在叠放在容器中水培所用专门设备，特别涉及一种家庭无土栽培装置。

背景技术

我们知道，无土栽培是指不用天然土壤而用基质或仅育苗时用基质，在定植以后用营养液进行灌溉的栽培方法。由于无土栽培可人工创造良好的根际环境以取代土壤环境，有效防止土壤连作病害及土壤盐分积累造成的生理障碍，充分满足作物对矿质营养、水分、气体等环境条件的需要，栽培用的基本材料又可以循环利用，其具有优质高产、产品病虫害少、不受土地资源限制等优点，因此，近几年来无土栽培面积发展呈直线上升趋势。

目前，所应用的无土栽培装置多为台式或盘式。例如，2018年4月6日公开的CN207185521U中国实用新型专利说明书中公开的“无土栽培装置”，其包括培养台、储水箱、灯管及回收箱，培养台包括第一培养台及第二培养台，第二培养台与第一培养台连接且可滑动的设置于第一培养台下方，该无土栽培装置为一台式无土栽培装置，虽然在栽培空间上尽可能最小化，以适用于家庭空间，但是仍存在占用空间大的不足。例如，2018年4月3日公开的CN207167331U中国实用新型专利说明书中公开的“一种无土栽培盘、立体无土栽培装置及无土栽培的系统”，其中无土栽培盘包括用于盛放营养液的盘体，盘体顶部设有至少一个供液口，盘体底部设有与供液口配合设置排液口；盘体侧面开设有至少一个栽培孔；其立体无土栽培装置，包括至少一个所述的无土栽培盘，以及用于回收存储营养液的溶液箱，溶液箱顶部设有配合突出部和支撑柱的安装孔，用于安装连接最底部的无土栽培盘。虽然该种结构的无土栽培盘及由无土栽培盘组合的立体无土栽培装置实现了拆装灵活方便，安装稳定，自动化程度高，适用家庭阳台或室内栽培蔬菜及花卉，但是仍存在栽培面积小的问题。

发明内容

为了克服现有无土栽培装置存在占用空间大、栽培面积小的不足，本使用新型的目的在于提供一种占地面积小、培育面积大、自动化程度高的恒温家庭无土栽培装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种家庭无土栽培装置，其包括一直流电源、一底座、一储液桶、一种植筒和若干定植篮，所述的储液桶固定支撑在所述的底座上，其特征在于：所述的种植筒的一端经第一转动连接件转动连接在所述的储液桶远离底座的一端内部；在所述的种植筒远离储液桶的一端上设有驱动组件，该驱动组件驱动种植筒旋转；在所述的种植筒的筒壁上贯通开设有若干种植孔，所述的定植篮可拆安装在所述的种植孔内；在所述的种植筒的内顶部设有一喷雾头；在所述的储液桶内设有一输液泵，所述的输液泵的电控部与所述的直流电源电性连接，所述的输液泵的泵部经输液管与所述的喷雾头相连通；在所述的储液桶的顶部固定连接一环绕种植筒的接液盘且接液盘与所述的储液桶相连通；在所述的种植筒的外侧设有照射向种植筒的植物补光灯。

优选的，在所述的储液桶内设有一循环泵和一温度传感器，在所述的底座内设有一恒温控制器和一恒温换热器，所述的温度传感器与恒温控制器电性连接；所述的循环泵的电控部经恒温控制器与所述的直流电源电性连接，所述的循环泵的泵部出液端经连通管与所述的恒温换热器的换热进液端相连通，所述的恒温换热器的换热出液端经连通管与所述的储液桶相连通，所述的恒温换热器的恒温件经恒温控制器与所述的直流电源电性连接。

优选的，所述的驱动组件包括一驱动电机、一驱动连接座和传动件，所述的驱动连接座固定连接在所述的种植筒远离储液桶的一端上，在所述的驱动连接座远离种植筒的一端上固定连接一支撑套筒；所述的传动件传动联接在所述的驱动电机的输出轴与支撑套筒之间。

优选的，在所述的支撑套筒远离驱动连接座的一端内部经第二转动连接件转动连接一定位套筒，该定位套筒远离支撑套筒的一端封闭；在所述的定位套筒上连接一支撑架，所述的支撑架远离定位套筒的一端固定连接在所述的储液桶的外桶壁上，所述的输液管依次经过储液桶、支撑架、定位套筒、支撑套筒延伸至所述的种植筒内；所述的驱动电机装配在所述的支撑架上。

优选的，在所述的定位套筒与支撑架之间设有一连接套，该连接套与所述的支撑架固定连接且套装在所述的定位套筒上，并由锁定件将连接套与定位套筒进行锁定。

优选的，所述的植物补光灯安装在所述的支撑架的内侧，在所述的支撑架的外侧安装有一光感应器，所述的植物补光灯经光感应器与所述的直流电源电性连接。

优选的，在所述的种植筒、储液桶、驱动连接座的内壁上分别设有保温层，并且在保温层上对应种植孔开设有通孔。

优选的，在所述的储液桶的外桶壁上设有一控制面板，在该控制面板上安装一定时器，该定时器电性连接在所述的输液泵与直流电源之间。

优选的，所述的底座的侧壁上贯通开设有若干散热孔。

优选的，在所述的储液桶的底部连通设有一排液管，在所述的排液管上设有一控制阀。

优选的，在所述的输液管上连通一过滤器。

本发明是在种植筒筒壁开设的种植孔内可拆安装有定植篮，在定植篮内进行植物栽培，其栽培面积大；种植筒经第一转动连接件转动连接在储液桶上，并且设有驱动种植筒旋转的驱动组件，种植筒外侧设有的植物补光灯对转动的种植筒进行照射，为栽培植物提供光照，利于植物均匀生产；在储液桶内设有的输液泵经输液管与种植筒内顶部设有的喷雾头相连通，喷雾头为栽培的植物根系提供雾化的营养液，满足植物的生产需求；由于种植筒与储液桶相连通，多余营养液汇集入储液桶内，同时，在储液桶顶部连接的接液盘将随同栽培植物渗出的营养液接收并流入储液桶，避免了营养液的浪费。与现有技术相比，本发明结构简单、拆装方便、占地面积小，可适用于家庭无土栽培中。

附图说明

图1是本发明的一种主视半剖视图；

图2是图1中的A向放大视图；

图3是本发明的一种电路控制原理图。

图中标记：1.底座，2.储液桶，3.控制面板，4.定时器，5.接液盘，6.种植筒，7.种植孔，8.喷雾头，9.驱动组件，901.驱动电机，902.传动件，903.驱动连接座，904.支撑套筒，10.第二转动连接件，11.定位套筒，12.封盖，13.连接套，14.锁定件，15.支撑架，16.光感应器，17.植物补光灯，1701.红蓝光植物补光灯，1702.远红外光植物补光灯，18.定植篮，1901.第一保温层，1902.第二保温层，1903.第三保温层，20.通孔，21.输液管，22.第一转动连接件，23.过滤器，24.输液泵，25.控制阀，26.排液管，27.温度传感器，28.直流电源，29.恒温控制器，30.恒温换热器，3001.恒温件，31.循环泵，32.散热孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种家庭无土栽培装置，其包括一直流电源28、一底座1、一储液桶2、一种植筒6和若干定植篮18。其中，直流电源28采用12V蓄电池或采用家用交流电源经变压、整流和滤波得到的12V直流电源。底座1、储液桶2和种植筒6采用PVC管材制成，其取材方便，生产成本低。

在图1中，储液桶2粘结固定在底座1上，由底座1支撑放置。

如图1所示，种植筒6的一端经第一转动连接件22转动连接在储液桶2远离底座1的一端内部。

在图1中，在种植筒6远离储液桶2的一端上设有驱动组件9，该驱动组件9驱动种植筒6旋转。

需要进一步说明的是，如图1所示，驱动组件9包括一驱动电机901、一驱动连接座903和传动件902。驱动连接座903粘结固定连接在种植筒6远离储液桶2的一端上，在驱动连接座903远离种植筒6的一端上固定连接一支撑套筒904；传动件902采用常规的传动件，例如由主动带轮、从动带轮和传动带组成的带传动件，或主动链轮、从动链轮和链条组成的链传动件，或蜗轮与蜗杆组成的传动件等。在本实施例中，传动件902采用的是主动带轮、从动带轮和传动带组成的带传动件。其中，主动带轮非转动装配在驱动电机901的输出轴上，从动带轮非转动装配在支撑套筒904上，传动带传动联接在主动带轮与从动带轮之间。

在图1中，在种植筒6的筒壁上贯通开设有若干种植孔7，定植篮18嵌装在种植孔7内，植物在定植篮18内进行培养。其中，定植篮18与种植孔7之间可拆连接，以实现定植篮18的更换使用。种植孔7的数量根据种植筒6的长度、定植篮18的规格及植物种植密度决定。

在图1中，在种植筒6的内顶部设有一喷雾头8。喷雾头8可以给植物根系提供均匀的雾化营养液。

在图1中，在储液桶2内设有一输液泵24，输液泵24的泵部经输液管21与喷雾头8相连通。在图3中，输液泵24的电控部与直流电源28电性连接。输液泵24泵出储液桶2内的营养液经输液管21送至喷雾头8喷出。

栽培植物的根系需要定时供给营养液，为了实现营养液的定时供给，在图1中，在储液桶2的外桶壁上设有控制面板3，在该控制面板3上安装一定时器4。如图3所示，定时器4电性连接在输液泵24与直流电源28之间。其中，定时器4可采用市售的M-P-T1-R1可编程延时继电器或时钟继电器，可根据不同栽培植物、不同季节进行供给营养液时间设定。如图1所示，本实施例中，定时器4优先采用的是M-P-T1-R1可编程延时继电器。定时器4在设定时间内接通输液泵24，输液泵24则定时经输液管21为喷雾头8提供营养液。

为了实现驱动电机901和输液管21的安装定位，在图1中，在支撑套筒904远离驱动连接座903的一端内部经第二转动连接件10转动连接一定位套筒11，在定位套筒11上连接一支撑架15，支撑架15远离定位套筒11的一端固定连接在储液桶2的外桶壁上。如图1所示，输液管21依次经过储液桶2、支撑架15、定位套筒11、支撑套筒904延伸至种植筒6内。如图1所示，驱动电机901装配在支撑架15的顶部上。

在图1中，在定位套筒11远离支撑套筒904的一端连接一封盖12进行封闭。定位套筒11的端部经封盖12封闭后能够有效防止营养液散失及其温度散发，使种植筒6内保持恒定的温度、温度环境，利用植物生长。

为了实现支撑架15与定位套筒11之间可拆连接，增加部件拆装维修的便利性，如图1所示，在定位套筒11与支撑架15之间设有一连接套13，该连接套13与支撑架15固定连接，且连接套13套装在定位套筒11上，并由锁定件14将连接套13与定位套筒11进行锁定。其中，锁定件14可以采用常规的锁定螺钉或锁定螺栓。

需说明的是，第一转动连接件22连接在种植筒6与储液桶2之间，第二转动连接件10连接在定位套筒11与支撑套筒904之间，其均起到转动支撑作用，可以采用轴承或环形滑槽与滑块配合件。在本实施例中，第一转动连接件22、第二转动连接件10均承受轴向力和径向力，故采用向心推力球轴承为宜。

为了避免随同栽培植物渗出的营养液流失及污染环境，在图1中，在储液桶2的顶部固定连接一环绕种植筒6的接液盘5，并且接液盘5与储液桶2相连通，接液盘5的截面呈锥套状，渗出的营养液滴入接液盘5后汇集流入储液桶2内，避免了营养液的浪费。

在图1中，在种植筒6的外侧设有照射向种植筒6的植物补光灯17。植物补光灯17为栽培植物在夜晚或弱光条件下生长提供了光照。

为了实现植物补光灯17安装及自动控制，如图1、图2所示，植物补光灯17安装在支撑架15的内侧，在支撑架15的外侧安装有一光感应器16。如图3所示，植物补光灯17经光感应器16与直流电源28电性连接。光感应器16可采用市售的AS-20防雨型全自动路灯感应开关，该光感应器16主要由一只经过密封的CDs光敏电阻和集成电路组成，可根据大自然光线的变化自动控制植物补光灯17的开启或关断，从而达到植物补光灯17自动控制和节约能源的目的。 同时，植物补光灯17安装在支撑架15的内侧实现了单面光照，减少了室内光污染。

如图2所示，植物补光灯17可以采用一红蓝光植物补光灯1701和一远红外光植物补光灯1702组合使用，红蓝光植物补光灯1701和远红外光植物补光灯1702分别经开关与光感应器16电性连接，可以根据不同植物选择不同的补光灯。植物补光灯17也可以采用一全光谱植物补光灯，全光谱植物补光灯应用范围广。在本实施例中，植物补光灯17优先采用的是采用一红蓝光植物补光灯1701和一远红外光植物补光灯1702组合。

为了将栽培植物根系始终处于适宜的生长温度范围内，营养液则需要进行恒温处理。在图1中，在储液桶2内设有一循环泵31和一温度传感器27，在底座1内设有一恒温控制器29和一恒温换热器30。如图1所示，循环泵31的泵部出液端经连通管与恒温换热器30的换热进液端相连通，恒温换热器30的换热出液端经连通管与储液桶2相连通。如图3所示，温度传感器27与恒温控制器29电性连接；循环泵31的电控部经恒温控制器29与直流电源28电性连接；恒温换热器30的恒温件3001经恒温控制器29与直流电源28电性连接。

需要说明的是，温度传感器27、恒温控制器29和恒温换热器30采用市售部件，温度传感器27、恒温控制器29和恒温换热器30三者之间匹配使用。例如，温度传感器27可采用市售的WZPK型温度传感器或其他温度传感器，恒温控制器29采用WZPK型温度控制器或其他温度控制器，恒温换热器30采用市售的与WZPK型温度控制器或其他温度控制器相匹配的恒温换热器。为了产品结构紧凑及功能部件之间的匹配性，本实施例中，恒温控制器29采用市售的XH-W1504 TEC半导体恒温控制器，该恒温控制器是以STM8S单片机为核心，内部集成了AD转换器，具有温度采集插口、TEC输出端口、大功率扩展IO输出口、加热输出开关端口、制冷输出开关端口和提示音蜂鸣器等，总线控制等功能强大；恒温换热器30采用的是市售的TEC半导体制冷换热器，其恒温件3001为制冷片；温度传感器27采用与XH-W1504 TEC半导体恒温控制器相匹配的高精度防水温度传感器。其中，恒温控制器29的供电端电连接在12V直流电源28上，温度传感器27电连接在恒温控制器29的温度采集插口上；循环泵31的电控部电连接在恒温控制器29的加热输出开关端口及制冷输出开关端口上；恒温换热器30的制冷片电性连接在恒温控制器29的TEC输出端口，恒温控制器29的TEC输出端能够自动切换正负极实现制冷片冷热面互换。工作时，温度传感器27实时检测储液桶2内营养液温度并传送给恒温控制器29，当检测的温度低于恒温控制器29的设定温度时，恒温控制器29启动加热模式，其TEC输出端输出左负右正的反向电压给制冷片供电，使制冷片工作处于加热状态，同时，恒温控制器29的加热输出开关端口的触点闭合，循环泵31接通电源，将营养液送经恒温换热器30进行热交换加热后送回储液桶2内；当温度传感器27检测的温度高于恒温控制器29的设定温度时，恒温控制器29启动制冷模式，其TEC输出端输出左正右负的正向电压给制冷片供电，使制冷片工作处于制冷状态，同时，恒温控制器29的制冷输出开关端口的触点闭合，循环泵31接通电源，将营养液送经恒温换热器30进行热交换制冷后送回储液桶2内；温度传感器27检测的储液桶2内营养液温度与恒温控制器29的设定温度相同时，恒温控制器29的TEC输出端无电压输出，制冷片处于断电状态。

为了防止种植筒内温度散失过快，破坏栽培植物根系的恒定温度环境，如图1所示，在种植筒的内壁上设有第一保温层1901、在储液桶的内壁设有第二保温层1902，在驱动连接座的内壁设有第三保温层1903。为了配合定植篮18伸过第一保温层1901，在保温层1901上对应种植孔7开设有通孔20。

为了加强底座2内部的直流电源28等部件的散热，增加部件的使用寿命，如图1所示，在底座2的侧壁上贯通开设有若干散热孔32。散热孔32的个数依照散热情况而定。

为了将储液桶内部的残液排放，如图1所示，在储液桶2的底部连通设有一排液管26，在排液管26上设有一控制阀25。由于在底座2的侧壁上开设有散热孔32，为了产品结构优化，排液管26可通过散热孔32延伸出。

由于栽培植物的根系会造成脱落及其他杂物可能混入营养液内，如图1所示，在输液管21上连通一过滤器23。该过滤器23有效滤除营养液内的杂质，保证了喷雾头8的雾化效果。

草莓培育效果对比实验如下：

为做培育效果比对，申请人于4月份在同一草莓大棚采购同批相同长势的30株单叶草莓幼苗，分三组分别在野生环境、应用较广的水培箱和本发明提供的家庭无土栽培装置中进行培育。10天后，三种不同环境下草莓生长情况分别如下表：

环境	存活率	均叶数/株	均叶直径	颜色	状态
						野生	70%	1.1叶/株	1.8cm	黄绿	叶面呈萎缩状
水培	100%	3叶/株	4.2cm	嫩绿	叶面舒展
						本实施例	100%	4-5叶/株	5.6cm	深绿	叶面完全舒展

野生环境下的草莓幼苗死亡3株，存活的草莓叶面呈萎缩状；水培箱上的草莓幼苗存活10株，株均叶数为3枚，叶面舒展开来，颜色嫩绿，叶面直径均4.2cm；家庭无土栽培装置上的草莓幼苗存活10株，株均叶数4-5枚，叶面完全舒展张开，颜色深绿，叶面直径均5.6cm。实验结果显示：野生环境下草莓幼苗存活率尚可，生长缓慢；水培箱的草莓幼苗存活及叶数达到正常值，叶面颜色嫩绿表明获得光照不足；本实施例的家庭无土栽培装置的草莓幼苗存活及叶数高于正常值，颜色深绿，叶面完全舒展，其根系丰富，生长旺盛。通过培育效果对比实验，本实施例的家庭无土栽培装置的草莓幼苗生长状态为最佳。

Claims (10)

1.一种家庭无土栽培装置，其包括一直流电源、一底座、一储液桶、一种植筒和若干定植篮，所述的储液桶固定支撑在所述的底座上，其特征在于：所述的种植筒的一端经第一转动连接件转动连接在所述的储液桶远离底座的一端内部；在所述的种植筒远离储液桶的一端上设有驱动组件，该驱动组件驱动种植筒旋转；在所述的种植筒的筒壁上贯通开设有若干种植孔，所述的定植篮可拆安装在所述的种植孔内；在所述的种植筒的内顶部设有一喷雾头；在所述的储液桶内设有一输液泵，所述的输液泵的电控部与所述的直流电源电性连接，所述的输液泵的泵部经输液管与所述的喷雾头相连通；在所述的储液桶的顶部固定连接一环绕种植筒的接液盘且接液盘与所述的储液桶相连通；在所述的种植筒的外侧设有照射向种植筒的植物补光灯。

2.根据权利要求1所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：在所述的储液桶内设有一循环泵和一温度传感器，在所述的底座内设有一恒温控制器和一恒温换热器，所述的温度传感器与恒温控制器电性连接；所述的循环泵的电控部经恒温控制器与所述的直流电源电性连接，所述的循环泵的泵部出液端经连通管与所述的恒温换热器的换热进液端相连通，所述的恒温换热器的换热出液端经连通管与所述的储液桶相连通，所述的恒温换热器的恒温件经恒温控制器与所述的直流电源电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：所述的驱动组件包括一驱动电机、一驱动连接座和传动件，所述的驱动连接座固定连接在所述的种植筒远离储液桶的一端上，在所述的驱动连接座远离种植筒的一端上固定连接一支撑套筒；所述的传动件传动联接在所述的驱动电机的输出轴与支撑套筒之间。

4.根据权利要求3所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：在所述的支撑套筒远离驱动连接座的一端内部经第二转动连接件转动连接一定位套筒，该定位套筒远离支撑套筒的一端封闭；在所述的定位套筒上连接一支撑架，所述的支撑架远离定位套筒的一端固定连接在所述的储液桶的外桶壁上，所述的输液管依次经过储液桶、支撑架、定位套筒、支撑套筒延伸至所述的种植筒内；所述的驱动电机装配在所述的支撑架上。

5.根据权利要求4所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：在所述的定位套筒与支撑架之间设有一连接套，该连接套与所述的支撑架固定连接且套装在所述的定位套筒上，并由锁定件将连接套与定位套筒进行锁定。

6.根据权利要求4所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：所述的植物补光灯安装在所述的支撑架的内侧，在所述的支撑架的外侧安装有一光感应器，所述的植物补光灯经光感应器与所述的直流电源电性连接。

7.根据权利要求3所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：在所述的种植筒、储液桶、驱动连接座的内壁上分别设有保温层，并且在保温层上对应种植孔开设有通孔。

8.根据权利要求1所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：在所述的储液桶的外桶壁上设有一控制面板，在该控制面板上安装一定时器，该定时器电性连接在所述的输液泵与直流电源之间。

9.根据权利要求1所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：所述的底座的侧壁上贯通开设有若干散热孔。

10.根据权利要求1所述的一种家庭无土栽培装置，其特征在于：在所述的储液桶的底部连通设有一排液管，在所述的排液管上设有一控制阀。