CN109863906A - 一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及墙面绿化领域，具体涉及一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统及其控制方法，包括种植装置、排水装置、雨水收集装置和控制装置，所述种植装置包括支撑组件和种植组件，所述排水装置包括进水组件和排水组件，所述雨水收集装置包括净化组件，所述控制装置包括控制组件和运动组件，本发明通过支撑组件固定在建筑外墙上，当种植组件中的土壤水分较少时，控制组件能够控制运动组件打开进水组件，向种植组件内进行注水，当土壤中水分含量正常则停止，当雨天时，雨水能够通过净化组件流进进水组件中，也能够直接进入种植组件内导致土壤水分含量过高，此时控制组件将打开排水组件，对种植组件中的水分进行排出。

Description

一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及墙面绿化领域，具体涉及一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统及其控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高和绿色城区、绿色建筑概念的普及，城市绿化越来越受到人们的重视。但是城市中可供绿化的土地越来越少，屋顶绿化的发展也会因为建筑屋面往往被考虑用作太阳能设备安装、衣物晾晒等用途而受到限制。于是充分利用建筑外立面进行绿化的垂直绿化越来越受到人们的关注。

现有的垂直绿化系统一般为人为进行浇灌，较为麻烦，对人的依赖性较大，并且高层不便于浇灌，对水的浪费也较多。

我国专利公开号：CN108076901A；公开日：2018.05.29公开了一种建筑物垂直绿化系统，包括固定于建筑墙体上的基座、放置于基座顶部的种植箱、 灌溉组件以及排水管道，所述灌溉组件包括设置于地面并与排水管道连接的蓄水箱、对应安装于每个种植箱上方的出水件、连通蓄水箱和出水件的灌溉管道以及将蓄水箱内的水运输至出水件的水泵，所述种植箱内设置有将蓄水箱的内腔分成种植腔和蓄水腔并可供水通过的隔离组件，所述种植箱内还设置有将蓄水腔内的水运输至种植腔的导水件，所述种植 箱在蓄水腔的顶部开设有与排水管道连通的第一溢水孔，所述蓄水箱侧壁的顶部开设有加水口和若干第二溢水口，该绿化系统在使用过程中均要采用人体手工控制，对人的依赖较大，因此比较麻烦。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统及其控制方法。

本发明公开的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，包括种植装置、排水装置、雨水收集装置和控制装置，所述种植装置包括支撑组件和种植组件，所述种植组件固定设置在支撑组件上，所述支撑组件固定设置在建筑外墙上，所述排水装置包括进水组件和排水组件，所述进水组件固定设置在支撑组件上并位于种植组件上方，所述进水组件与种植组件连通，所述排水组件设置在种植组件上并与种植组件连通，所述雨水收集装置包括净化组件，所述净化组件设置在进水组件内部，所述控制装置包括控制组件和运动组件，所述运动组件可滑动的设置在进水组件内并与进水组件连接，所述控制组件与运动组件电性连接。

进一步的，所述进水组件包括进水箱、若干个进水管和若干个进水阀，所述进水箱为矩形中空结构且设有敞口向上的第一容纳腔，若干个所述进水管均匀设置在进水箱的两侧并与进水箱连通，每个所述进水管一端设置在进水箱上并与种植组件连通，另一端设置在种植组件上并与种植组件连通，每个所述进水阀套设在一个进水管上并位于进水箱内，所述进水阀为齿轮结构且所述进水阀与进水管一一对应，所述进水箱侧壁上还设有与外界连通的进水口。

进一步的，所述运动组件包括运动架，所述运动架为C字形结构，所述运动架的两个侧壁上分别设有一个齿条，所述齿条与进水阀啮合，所述进水箱的两个侧壁上分别设有一个横梁，每个所述齿条可滑动的插接设置在一个横梁内。

进一步的，所述控制组件包括控制器、驱动电机和湿度传感器，所述湿度传感器设置在种植组件内，所述控制器设置在进水箱的外侧壁上，所述控制器与湿度传感器电性连接，所述驱动电机固定设置在进水箱的外侧壁上，所述驱动电机的输出端可转动的插接设置在进水箱上并与运动架传动连接，所述控制器与驱动电机传动连接。

进一步的，所述运动架上设有供驱动电机插接的螺纹孔，所述驱动电机的输出端设有螺纹杆，所述螺纹杆和螺纹孔螺纹连接。

进一步的，所述净化组件包括防护网和活性炭滤板，所述防护网设置在进水箱的顶部并与进水箱盖合，所述活性炭滤板设置在进水箱内部靠近防护网的一端。

进一步的，所述支撑组件包括顶板和侧板，所述顶板设置在进水箱的底部，所述侧板固定设置在顶板的底部，所述侧板上设有若干个与墙面固定的固定孔。

进一步的，所述种植组件包括种植箱、防土层、种植板和若干个引导器，所述种植箱固定设置在侧板上，所述种植箱为矩形中空结构，所述防土层设置在种植箱内，所述种植板可拆卸的设置在种植箱的顶部且种植板上设有若干个用于种植绿色植物的种植孔，若干个所述引导器均匀设置在顶板的底部，所述引导器与种植孔一一对应，每个所述引导器包括固定环、引导弹簧和校正杆，所述校正杆固定设置在顶板的底部，所述固定环套设在校正杆上并与种植板连接，所述引导弹簧套设在校正杆上并穿过固定环。

进一步的，所述排水组件包括两个排水管和两个排水阀，每个所述排水管分别设置在种植箱底部的一端并与种植箱连通，每个所述排水阀套设在一个排水管上，所述排水阀和控制器电性连接。

进一步的，一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统的控制方法，包括以下步骤：

①当种植箱内的土壤湿度较低时，湿度传感器感知并将信号传递给控制器，控制器控制驱动电机运动进而打开若干个进水阀，进水箱中的水通过进水管流进种植箱，提高土壤湿度；

②当种植箱内土壤湿度较高时，湿度传感器感知并将信号传递给控制器，控制器控制两个排水阀打开，放掉种植箱内多余的水分。

有益效果：本发明的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，当需要对建筑物外墙进行植物种植时，通过支撑组件固定在建筑外墙上，进水组件能够储存一定量的水，种植组件能够种植若干个绿色植物，当种植组件中的土壤水分较少时，控制组件能够控制运动组件打开进水组件，向种植组件内进行注水，当土壤中水分含量正常则停止，当雨天时，雨水能够通过净化组件流进进水组件中，也能够直接进入种植组件内导致土壤水分含量过高，此时控制组件将打开排水组件，对种植组件中的水分进行排出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为图2中沿A-A线的剖视图；

图4为本发明控制装置的立体拆分结构示意图；

图5为图4中B处的放大示意图；

图6为本发明排水装置的立体结构示意图；

图7为本发明种植装置的立体拆分结构示意图；

图8为图7中C处的放大示意图；

图9为本发明种植组件的立体拆分结构示意图；

图10为图9中D处的放大示意图；

附图标记说明：种植装置1，支撑组件1a，种植组件1b，顶板1c，侧板1d，固定孔1e，种植箱1f，防土层1g，种植板1h，引导器1i，固定环1j，引导弹簧1k，校正杆1m，排水装置2，进水组件2a，排水组件2b，进水箱2c，进水管2d，进水阀2e，进水口2f，排水管2g，排水阀2h，雨水收集装置3，净化组件3a，防护网3b，活性炭滤板3c，控制装置4，控制组件4a，运动组件4b，运动架4c，齿条4d，横梁4e，控制器4f，驱动电机4g，湿度传感器4h，螺纹杆4i。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图10所示的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，包括种植装置1、排水装置2、雨水收集装置3和控制装置4，所述种植装置1包括支撑组件1a和种植组件1b，所述种植组件1b固定设置在支撑组件1a上，所述支撑组件1a固定设置在建筑外墙上，所述排水装置2包括进水组件2a和排水组件2b，所述进水组件2a固定设置在支撑组件1a上并位于种植组件1b上方，所述进水组件2a与种植组件1b连通，所述排水组件2b设置在种植组件1b上并与种植组件1b连通，所述雨水收集装置3包括净化组件3a，所述净化组件3a设置在进水组件2a内部，所述控制装置4包括控制组件4a和运动组件4b，所述运动组件4b可滑动的设置在进水组件2a内并与进水组件2a连接，所述控制组件4a与运动组件4b电性连接，当需要对建筑物外墙进行植物种植时，通过支撑组件1a固定在建筑外墙上，进水组件2a能够储存一定量的水，种植组件1b能够种植若干个绿色植物，当种植组件1b中的土壤水分较少时，控制组件4a能够控制运动组件4b打开进水组件2a，向种植组件1b内进行注水，当土壤中水分含量正常则停止，当雨天时，雨水能够通过净化组件3a流进进水组件2a中，也能够直接进入种植组件1b内导致土壤水分含量过高，此时控制组件4a将打开排水组件2b，对种植组件1b中的水分进行排出。

所述进水组件2a包括进水箱2c、若干个进水管2d和若干个进水阀2e，所述进水箱2c为矩形中空结构且设有敞口向上的第一容纳腔，若干个所述进水管2d均匀设置在进水箱2c的两侧并与进水箱2c连通，每个所述进水管2d一端设置在进水箱2c上并与种植组件1b连通，另一端设置在种植组件1b上并与种植组件1b连通，每个所述进水阀2e套设在一个进水管2d上并位于进水箱2c内，所述进水阀2e为齿轮结构且所述进水阀2e与进水管2d一一对应，所述进水箱2c侧壁上还设有与外界连通的进水口2f，进水口2f能够接水源，对进水箱2c内进行注水，进水阀2e套设在进水管2d上，当进水阀2e旋转打开，进水管2d与进水箱2c连通，水通过进水管2d流进种植组件1b中。

所述运动组件4b包括运动架4c，所述运动架4c为C字形结构，所述运动架4c的两个侧壁上分别设有一个齿条4d，所述齿条4d与进水阀2e啮合，所述进水箱2c的两个侧壁上分别设有一个横梁4e，每个所述齿条4d可滑动的插接设置在一个横梁4e内，运动架4c两个侧壁上均设有齿条4d，横梁4e的作用是限制运动架4c的运动，使得运动架4c只能做水平直线运动并带动齿条4d做水平直线运动，当齿条4d运动又将带动若干个进水阀2e转动进而打开进水管2d。

所述控制组件4a包括控制器4f、驱动电机4g和湿度传感器4h，所述湿度传感器4h设置在种植组件1b内，所述控制器4f设置在进水箱2c的外侧壁上，所述控制器4f与湿度传感器4h电性连接，所述驱动电机4g固定设置在进水箱2c的外侧壁上，所述驱动电机4g的输出端可转动的插接设置在进水箱2c上并与运动架4c传动连接，所述控制器4f与驱动电机4g传动连接，湿度传感器4h为HR202L型号的湿度传感器4h，控制器4f为基于51内核的单片机，当湿度传感器4h感知土壤中的水分异常时，将信号传递到控制器4f，控制器4f控制驱动电机4g打开，驱动电机4g转动将带动运动架4c跟着运动，进而带动打开或关闭进水阀2e。

所述运动架4c上设有供驱动电机4g插接的螺纹孔，所述驱动电机4g的输出端设有螺纹杆4i，所述螺纹杆4i和螺纹孔螺纹连接，因驱动电机4g的输出端上设有螺纹杆4i，运动架4c只能沿着直线做往返运动，因此螺纹杆4i的转动将带动运动架4c做直线往返运动，进而打开或关闭进水阀2e。

根据权利要求5所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述净化组件3a包括防护网3b和活性炭滤板3c，所述防护网3b设置在进水箱2c的顶部并与进水箱2c盖合，所述活性炭滤板3c设置在进水箱2c内部靠近防护网3b的一端，防护网3b的作用在于防止空气中较大的杂质进入进水箱2c中，活性炭滤板3c的作用在于吸附雨水中的有害物质。

所述支撑组件1a包括顶板1c和侧板1d，所述顶板1c设置在进水箱2c的底部，所述侧板1d固定设置在顶板1c的底部，所述侧板1d上设有若干个与墙面固定的固定孔1e，通过固定孔1e能够将侧板1d固定到建筑外墙上，顶板1c用来支撑进水箱2c。

所述种植组件1b包括种植箱1f、防土层1g、种植板1h和若干个引导器1i，所述种植箱1f固定设置在侧板1d上，所述种植箱1f为矩形中空结构，所述防土层1g设置在种植箱1f内，所述种植板1h可拆卸的设置在种植箱1f的顶部且种植板1h上设有若干个用于种植绿色植物的种植孔，若干个所述引导器1i均匀设置在顶板1c的底部，所述引导器1i与种植孔一一对应，每个所述引导器1i包括固定环1j、引导弹簧1k和校正杆1m，所述校正杆1m固定设置在顶板1c的底部，所述固定环1j套设在校正杆1m上并与种植板1h连接，所述引导弹簧1k套设在校正杆1m上并穿过固定环1j，将需要种植的植物种植到种植箱1f内，防土层1g用来防止植物或土壤流出，种植板1h用来阻止植物的掉出，用来限制植物，若干个引导器1i用来引导植物进行生长，使得植物能够在引导器1i的引导下进行生长。

所述排水组件2b包括两个排水管2g和两个排水阀2h，每个所述排水管2g分别设置在种植箱1f底部的一端并与种植箱1f连通，每个所述排水阀2h套设在一个排水管2g上，所述排水阀2h和控制器4f电性连接，当种植箱1f内土壤的水分含量过大时，湿度传感器4h将信号传递到控制器4f上，控制器4f再控制排水阀2h打开，将种植箱1f中的多余的水分排出。

一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统的控制方法，包括以下步骤：

(1)当种植箱1f内的土壤湿度较低时，湿度传感器4h感知并将信号传递给控制器4f，控制器4f控制驱动电机4g运动进而打开若干个进水阀2e，进水箱2c中的水通过进水管2d流进种植箱1f，提高土壤湿度；

(2)当种植箱1f内土壤湿度较高时，湿度传感器4h感知并将信号传递给控制器4f，控制器4f控制两个排水阀2h打开，放掉种植箱1f内多余的水分。

工作原理：当需要对建筑物外墙进行植物种植时，通过支撑组件1a固定在建筑外墙上，通过固定孔1e能够将侧板1d固定到建筑外墙上，顶板1c用来支撑进水箱2c，进水口2f能够接水源，对进水箱2c内进行注水，进水阀2e套设在进水管2d上，当进水阀2e旋转打开，进水管2d与进水箱2c连通，水通过进水管2d流进种植组件1b中，湿度传感器4h为HR202L型号的湿度传感器4h，控制器4f为基于51内核的单片机，当湿度传感器4h感知土壤中的水分异常时，将信号传递到控制器4f，控制器4f控制驱动电机4g打开，驱动电机4g转动将带动运动架4c跟着运动，进而带动打开或关闭进水阀2e，运动架4c两个侧壁上均设有齿条4d，横梁4e的作用是限制运动架4c的运动，使得运动架4c只能做水平直线运动并带动齿条4d做水平直线运动，当齿条4d运动又将带动若干个进水阀2e转动进而打开进水管2d，防护网3b的作用在于防止空气中较大的杂质进入进水箱2c中，活性炭滤板3c的作用在于吸附雨水中的有害物质，将需要种植的植物种植到种植箱1f内，防土层1g用来防止植物或土壤流出，种植板1h用来阻止植物的掉出，用来限制植物，若干个引导器1i用来引导植物进行生长，使得植物能够在引导器1i的引导下进行生长，当种植箱1f内土壤的水分含量过大时，湿度传感器4h将信号传递到控制器4f上，控制器4f再控制排水阀2h打开，将种植箱1f中的多余的水分排出。

上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：包括种植装置（1）、排水装置（2）、雨水收集装置（3）和控制装置（4），所述种植装置（1）包括支撑组件（1a）和种植组件（1b），所述种植组件（1b）固定设置在支撑组件（1a）上，所述支撑组件（1a）固定设置在建筑外墙上，所述排水装置（2）包括进水组件（2a）和排水组件（2b），所述进水组件（2a）固定设置在支撑组件（1a）上并位于种植组件（1b）上方，所述进水组件（2a）与种植组件（1b）连通，所述排水组件（2b）设置在种植组件（1b）上并与种植组件（1b）连通，所述雨水收集装置（3）包括净化组件（3a），所述净化组件（3a）设置在进水组件（2a）内部，所述控制装置（4）包括控制组件（4a）和运动组件（4b），所述运动组件（4b）可滑动的设置在进水组件（2a）内并与进水组件（2a）连接，所述控制组件（4a）与运动组件（4b）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述进水组件（2a）包括进水箱（2c）、若干个进水管（2d）和若干个进水阀（2e），所述进水箱（2c）为矩形中空结构且设有敞口向上的第一容纳腔，若干个所述进水管（2d）均匀设置在进水箱（2c）的两侧并与进水箱（2c）连通，每个所述进水管（2d）一端设置在进水箱（2c）上并与种植组件（1b）连通，另一端设置在种植组件（1b）上并与种植组件（1b）连通，每个所述进水阀（2e）套设在一个进水管（2d）上并位于进水箱（2c）内，所述进水阀（2e）为齿轮结构且所述进水阀（2e）与进水管（2d）一一对应，所述进水箱（2c）侧壁上还设有与外界连通的进水口（2f）。

3.根据权利要求2所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述运动组件（4b）包括运动架（4c），所述运动架（4c）为C字形结构，所述运动架（4c）的两个侧壁上分别设有一个齿条（4d），所述齿条（4d）与进水阀（2e）啮合，所述进水箱（2c）的两个侧壁上分别设有一个横梁（4e），每个所述齿条（4d）可滑动的插接设置在一个横梁（4e）内。

4.根据权利要求3所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述控制组件（4a）包括控制器（4f）、驱动电机（4g）和湿度传感器（4h），所述湿度传感器（4h）设置在种植组件（1b）内，所述控制器（4f）设置在进水箱（2c）的外侧壁上，所述控制器（4f）与湿度传感器（4h）电性连接，所述驱动电机（4g）固定设置在进水箱（2c）的外侧壁上，所述驱动电机（4g）的输出端可转动的插接设置在进水箱（2c）上并与运动架（4c）传动连接，所述控制器（4f）与驱动电机（4g）传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述运动架（4c）上设有供驱动电机（4g）插接的螺纹孔，所述驱动电机（4g）的输出端设有螺纹杆（4i），所述螺纹杆（4i）和螺纹孔螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述净化组件（3a）包括防护网（3b）和活性炭滤板（3c），所述防护网（3b）设置在进水箱（2c）的顶部并与进水箱（2c）盖合，所述活性炭滤板（3c）设置在进水箱（2c）内部靠近防护网（3b）的一端。

7.根据权利要求1所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述支撑组件（1a）包括顶板（1c）和侧板（1d），所述顶板（1c）设置在进水箱（2c）的底部，所述侧板（1d）固定设置在顶板（1c）的底部，所述侧板（1d）上设有若干个与墙面固定的固定孔（1e）。

8.根据权利要求7所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述种植组件（1b）包括种植箱（1f）、防土层（1g）、种植板（1h）和若干个引导器（1i），所述种植箱（1f）固定设置在侧板（1d）上，所述种植箱（1f）为矩形中空结构，所述防土层（1g）设置在种植箱（1f）内，所述种植板（1h）可拆卸的设置在种植箱（1f）的顶部且种植板（1h）上设有若干个用于种植绿色植物的种植孔，若干个所述引导器（1i）均匀设置在顶板（1c）的底部，所述引导器（1i）与种植孔一一对应，每个所述引导器（1i）包括固定环（1j）、引导弹簧（1k）和校正杆（1m），所述校正杆（1m）固定设置在顶板（1c）的底部，所述固定环（1j）套设在校正杆（1m）上并与种植板（1h）连接，所述引导弹簧（1k）套设在校正杆（1m）上并穿过固定环（1j）。

9.根据权利要求4所述的一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统，其特征在于：所述排水组件（2b）包括两个排水管（2g）和两个排水阀（2h），每个所述排水管（2g）分别设置在种植箱（1f）底部的一端并与种植箱（1f）连通，每个所述排水阀（2h）套设在一个排水管（2g）上，所述排水阀（2h）和控制器（4f）电性连接。

10.一种高层建筑外墙攀援植物绿化系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当种植箱（1f）内的土壤湿度较低时，湿度传感器（4h）感知并将信号传递给控制器（4f），控制器（4f）控制驱动电机（4g）运动进而打开若干个进水阀（2e），进水箱（2c）中的水通过进水管（2d）流进种植箱（1f），提高土壤湿度；

当种植箱（1f）内土壤湿度较高时，湿度传感器（4h）感知并将信号传递给控制器（4f），控制器（4f）控制两个排水阀（2h）打开，放掉种植箱（1f）内多余的水分。