CN110278864B - 一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置，其包括一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置，其包括第一传送结构、第二传送结构、传送托架和多条种植管道，第一传送结构和第二传送结构上均放置有多个种植管道，所述第一传送结构上相邻两个种植管道之间的间距小于所述第二传送结构上相邻两个种植管道之间的间距，所述第二传送结构位于所述第一传送结构的前方，所述传送托架推动种植管道从所述第一传送结构移动至所述第二传送结构，一种基于该输送装置的控制方法，将目标植物的生长周期分为至少两个时间段，每个时间段以对应的传送结构进行培养，确保作物有足够的空间能正常生长。

Description

一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置及控制方法

技术领域

本发明涉及水培种植输送领域，特别是涉及一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置及控制方法。

背景技术

管道式栽培是我国水培叶菜规模化种植的主要方式。但现有的管道式栽培都局限于固定式设计，不能根据作物的生长变化对相邻两株作物之间的距离做出调整，导致土地利用率低，生产成本高；另外也导致需要大量的劳力进入水培叶菜种植管间进行移植和采收环节，由于空间狭小，导致操作不便，劳动效率低，工作强度大。中国专利CN201620810550.4公开了一种可移动式平铺管道水培设施，提高土地利用效率，但其缺点栽培管间距不可调，土地利用率提高不明显，且还需要人工手动操作，并没有解决人工进入温室进行移植和采收过程中的操作不便，劳动效率低，工作强度大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置，其包括第一传送结构、第二传送结构、传送托架和多条种植管道，第一传送结构和第二传送结构上均放置有多个种植管道，所述第一传送结构上相邻两个种植管道之间的间距小于所述第二传送结构上相邻两个种植管道之间的间距，所述第二传送结构位于所述第一传送结构的前方，所述传送托架推动种植管道从所述第一传送结构移动至所述第二传送结构。

进一步地，所述第一传送结构和所述第二传送结构皆包括传动机构和至少两条固定槽，所述第一传送结构的固定槽和所述第二传送结构的固定槽内皆安装有传送托架，所述传动机构带动所述传送托架在所述固定槽内来回往复运动，所述传送托架上间隔设有多个安置孔，每个安置孔内安装有可转动的翘板，所述翘板的顶端显露于所述安置孔外，所述种植管道放置在所述固定槽上，所述第一传送结构内的翘板的顶端推动种植管道从所述第一传送结构移动至所述第二传送结构内的翘板的顶端。

进一步地，所述传动机构包括传动装置和传动杆，所述传动装置的一端与所述传动杆相连接，所述固定槽的相对两个侧壁各设有镂空孔，所述固定槽为长条状，所述传动杆贯穿镂空孔，且所述传动杆的延伸方向与所述固定槽的延伸方向相互垂直，所述传动杆与所述传送托架相连接，所述传动装置驱动所述传动杆在所述镂空孔内来回运动，所述传动杆带动所述传送托架在所述固定槽内来回水平往复运动。

进一步地，所述传动装置包括动力源和连接杆，所述动力源为电机、电缸、液缸或气缸，所述动力源位于所述固定槽的一侧，所述动力源的一端与所述连接杆相连接，所述连接杆远离所述动力源的一端与所述传动杆相连接。

进一步地，所述种植管道的底端设有凹槽，所述翘板为长条状，所述翘板的顶端为弧状，当所述传送托架向前运动时，所述翘板的顶端的一侧抵接于所述凹槽的内侧壁并推动所述种植管道前行，当所述传送托架向后运动时，所述翘板的顶端的弧面滑过所述凹槽的底边退回。

进一步地，所述传送托架包括上端面和相对的两个侧端面，所述上端面和两个侧端面围成U字型，所述安置孔位于所述上端面上，两个侧端面之间安装有转轴，所述转轴贯穿所述翘板，所述翘板绕所述转轴自转，所述翘板整体的重心的高度低于所述转轴的高度。

进一步地，当所述传送托架在所述固定槽内向前运动时，所述翘板的底端与所述固定槽的槽底相接触，所述翘板在水平面的投影与所述翘板之间夹角小于90度。

进一步地，所述侧端面上还设有用于限制所述翘板旋转范围的限位柱，所述限位柱位于所述转轴的下方。

进一步地，所述侧端面的底部安装有多个第一滚轮，所述第一滚轮与所述固定槽的槽底相接触。

进一步地，一项所述的可实现管道水培行距自动调节的输送装置的控制方法，其包括以下步骤：

a、确定目标植物的品种生长周期，依据目标植物的叶面扩张速度；

b、将目标植物移植在种植管道上，将种植管道放置在第一传送结构上；

c、在目标植物幼苗时期，将第一传送结构上相邻两个种植管道之间的间隙调整为0，对目标植物进行密集培养；

d、等目标植物叶长开后时，第一传送结构开始将种植管道运送到第二传送结构，在第二传送结构上对目标植物进行稀疏培养。

本发明的有益效果为：通过设置不同种植管道间距的第一传送结构和第二传送结构，用户可以根据作物实际生长状况在对应的间距进行栽培，使作物能在合适的生长空间内正常生长，减少早期空间浪费，提高了土地利用效率，且整个装置无需人工手动操作，解决了人工进入温室进行移植和采收的问题，降低了温室卫生管控风险，既节省了人力，又提高了劳动效率。

附图说明

附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明一实施例提供的结构示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为第一传送结构的结构示意图；

图4为第二传送结构的结构示意图；

图5为图4的局部放大示意图；

图6为传送托架和与传动机构的组合图；

图7为固定槽与传动机构组合图；

图8为第二传送结构的剖视图；

图9为图8的局部放大图；

图10为传送托架后退时的示意图；

图11为本发明另一实施例提供的结构示意图。

具体实施方式

如图1-7中所示，本发明一实施例提供的一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置，其包括第一传送结构100、第二传送结构200、传送托架和多条种植管道1。所述第一传送结构100和所述第二传送结构200皆包括传动机构2和三条固定槽3，每条固定槽内皆安装有一条传送托架4，每条固定槽3相互平行，且所有固定槽3都在同一垂直高度上，所述传送托架4可以在所述固定槽3内来回往复运动。所述传动机构2包括动力源21、连接杆22和传动杆23，所述动力源21为电机、电缸、液缸或气缸。所述固定槽3下方连接有多条垂直延伸的支撑杆31，所述动力源21固定于所述支撑杆31上，且所述动力源21位于固定槽3的一侧。所述动力源21的一端与所述连接杆22相连接，所述连接杆22远离所述动力源21的一端与所述传动杆23相连接。所述连接杆22的延伸方向与所述固定槽3的延伸方向相互垂直，所述固定槽3的相对两个侧壁各设有长条状的镂空孔32，所述传动杆23贯穿镂空孔32，所述传动杆23可以在所述镂空孔32内来回运动，所述传动杆23来回运动的距离由所述镂空孔32的长度所决定。所述传动杆23与所述传送托架4相互固定连接，所述动力源21带动所述连接杆22来回运动，所述连接杆22带动所述传动杆23在所述镂空孔32内来回往复运动，所述传动杆23带动所述传送托架4在所述固定槽3内来回水平往复运动。

如图3-10中所示，所述传送托架4包括上端面41和相对的两个侧端面42，所述上端面41和两个侧端面围成U字型，所述上端面41上间隔设有多个安置孔43，每个安置孔43内安装有可转动的翘板44，所述翘板44为长条状，所述翘板44的顶端为弧状，所述翘板44的顶端显露于所述安置孔43外。两个侧端面42之间安装有转轴45，所述转轴45贯穿所述翘板44，所述翘板44绕所述转轴45自转。所述种植管道1放置在所述固定槽3上，所述第一传送结构100末端的翘板44的顶端推动所述种植管道1从所述第一传送结构100移动至所述第二传送结构200初始端的翘板44的顶端。所述种植管道1的底端设有凹槽，所述翘板44的顶端的一侧抵接于所述凹槽的内侧壁，当所述传动杆23带动所述传送托架4在所述固定槽3内向前运动时，所述翘板44的顶端向前推动所述凹槽的内侧壁，使所述种植管道1往前运动，直至所述传动杆23到达所述镂空孔32的末端，所述传动杆23才停止向前运动，此时种植管道1根据惯性前进一小段距离后，也停止向前运动；当所述传动杆23带动所述传送托架4在所述固定槽3内向后运动时，所述翘板44往后运动，所述翘板44的顶端的弧面与所述凹槽的底边相接触，由于所述种植管道1的重量影响，所述凹槽将所述翘板44往下压，使所述翘板44不会带动所述种植管道1往后运动，而是从所述凹槽的底下滑走，直到所述传动杆23到达所述镂空孔32的初始端，所述翘板44同时停止向后运动。通过传动杆23的反复来回运动，所述翘板44反复将所述种植管道1推往前方，从而达到运输所述种植管道1的目的。所述翘板44整体的重心的高度低于所述转轴45的高度，当所述传动杆23带动所述传送托架4在所述固定槽3内向后运动，所述翘板44从所述凹槽的底边滑走后，所述翘板44能依靠自身的重力复位，所述翘板44的顶端往上偏转。

如图4-9中所示，所述侧端面42的底部安装有多个第一滚轮46，且所述第一滚轮46位于两个侧端面42之间，所述第一滚轮46与所述固定槽3的槽底相接触，所述传送托架4可以通过第一滚轮46在所述固定槽3内来回运动。所述固定槽3的相对的两个内侧壁皆安装有多个第二滚轮33，所述第二滚轮33与所述传送托架4的外侧壁相接触，所述传送托架4可以通过所述第二滚轮33在所述固定槽3内来回运动，且所述第二滚轮33可以对所述传送托架4的左右两侧进行限位，避免所述传送托架4在来回运动时往一侧倾斜，从而影响种植管道1的运输。

如图9中所示，在其中一种实施例中，当所述传送托架4在所述固定槽3内向前运动时，所述翘板44的底端与所述固定槽3的槽底相接触，所述翘板44在水平面的投影与所述翘板44之间夹角小于90度，所述固定槽3的槽底可以避免所述翘板44受到所述凹槽的反作用力从而过度偏转。

如图11中所示，在另一种实施例中，所述侧端面42上还设有用于限制所述翘板44旋转范围的限位柱47，所述限位柱47位于所述转轴45的下方，所述限位柱47从其中一个侧端面42朝另一个侧端面42方向延伸，当所述传送托架4在所述固定槽3内向前运动时，所述翘板44的顶端因所述凹槽侧内侧壁的反作用力向后偏转，此时所述翘板44在所述转轴45以下部分会抵靠在所述限位柱47上，所述限位柱47限制所述翘板44的顶端继续向后偏转，使之能继续推动所述种植管道1往前运动。通过设置限位柱47可以避免所述翘板44的底端与所述固定槽3的槽底摩擦，从而对所述翘板44造成损伤。

如图1-9中所示，所述第二传送结构200位于所述第一传送结构100的前方，所述第一传送结构100相邻两个翘板44之间的距离小于所述第二传送结构200相邻两个翘板44之间的距离，相对应的，所述第一传送结构100相邻两个种植管道1之间的距离小于所述第二传送结构200相邻两个种植管道1之间的距离。在实际运用中，用户可以根据实际情况调整两个种植管道1之间的距离，也可能增加多几条传送结构，并根据作物栽培情况逐步增加两个种植管道1之间的距离，使之符合作物的生长状况。所述第一传送结构100的固定槽3和所述第二传送结构200的固定槽3相互平行，且所述第一传送结构100的固定槽3的一端部分伸到所述第二固定槽3的相邻两个固定槽3之间，使得所述第一传送结构100的固定槽3和所述第二传送结构200的固定槽3相互交错，确保种植管道1从第一传送结构100运往所述第二传送结构200时，种植管道1能刚好落在所述第二传送结构200的初始端的翘板44上，保证整个运输过程的连贯性。通过设置不同种植管道1间距的第一传送结构100和第二传送结构200，用户可以根据实际种植需要调整第一传送结构100上种植管道1的间距和第二传送结构200上种植管1的间距，使作物能在合适的生长空间内正常生长，减少可占地空间，提高了土地利用效率，且整个装置无需人工手动操作，解决了人工进入温室进行移植和采收的问题，节省了人力，提高了劳动效率。

所述可实现管道水培行距自动调节的输送装置不限于只有第一传送结构100和第二传送结构200，用户可以根据实际植物的生长周期增加额外第三传送结构、第四传送结构或者更多的传送结构，且这些额外的传送结构同样具有传动机构和至少两条固定槽，它们与所述第一传送结构100和第二传送结构200不同之处在于，第三传送结构上相邻两个种植管道1之间的间距大于所述第二传送结构200上相邻两个种植管道1之间的间距，第四传送结构上相邻两个种植管道1之间的间距大于所述第三传送结构上相邻两个种植管道1之间的间距，所述第三传送结构位于所述第二传送结构200的前方，所述第四传送结构位于所述第三传送结构的前方，种植管道1会从所述第二传送结构200移动至所述第三传送结构，再从所述第三传送结构移动至所述第四传送结构，如有更多的传送结构，则以此类推。

在实际操作过程中，首先确定目标植物的品种生长周期，依据目标植物的叶面扩张速度，将可实现管道水培行距自动调节的输送装置依次分为至少两个传送结构，其中至少包括第一传送结构和第二传送机构，每个传送机构上各自相邻两个翘板之间的间距相等；b、将目标植物移植在种植管道1上，将种植管道1放置在第一传送结构100上；c、在目标植物幼苗时期，将第一传送结构上相邻两个种植管道之间的间隙调整为0，对目标植物进行密集培养；d、等目标植物叶长开后，第一传送结构100将种植管道运送到第二传送结构200，在第二传送结构200上对目标植物进行稀疏培养，待目标植物叶面进一步扩张后，第二传送结构开始将种植管道运送到下一级传送结构，周而复始，借助植物生长周期经验和或机器视觉判断叶面空间扩展速度，通过程序设定传送拖架拖动频率，实现种植管行距自动调节输送。以油麦菜为例，一般油麦菜水培的生长周期为40天左右，先将油麦菜苗移植到种植管道1上，将种植管道1放置在第一传送结构100上进行培养，在第一传送结构100上相邻两个种植管道1的间距可以为0，由于油麦菜前面10-15天生长慢，基本不拉开间距，在经过10-15天后，油麦菜扩张到一定程度，第一传送结构100将种有油麦菜的种植管道1传送到第二传送结构200，再过10天后，第二传送结构200将种有油麦菜的种植管道1传送到第三传送结构，再过10天后，第三传送结构将种有油麦菜的种植管道1传送到第四传送结构，直至油麦菜成熟采收。以生菜为例，一般生菜水培的生长周期为20天左右，先将生菜苗移植到种植管道1上，将种植管道1放置在第一传送结构100上进行培养，在第一传送结构100上相邻两个种植管道1的间距可以为0，由于生菜前面5-10天生长慢，基本不拉开间距，过了大概10天后，第一传送结构100将种有生菜的种植管道1传送到第二传送结构200，由于生菜生长开始变快，之后每隔5天换一次传送结构，直至生菜成熟采收。此外，在连续栽培运行正常后，也可以对所述可实现管道水培行距自动调节的输送装置引入视觉系统，由设定好的控制程序根据视觉系统监视目标植物的生长状况，由控制程序自行判断拉开种植管道1间距的时机，并决定什么时候将种植管道1从上一个传送结构传送到下一个传送结构。通过该方法对目标植物进行栽培，使目标植物能在合适的生长空间内正常生长，减少早期空间浪费，提高了土地利用效率，且整个装置无需人工手动操作，降低了温室卫生管控风险，既节省了人力，又提高了劳动效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种可实现管道水培行距自动调节的输送装置，其特征在于，包括第一传送结构、第二传送结构、传送托架和多条种植管道，第一传送结构和第二传送结构上均放置有多个种植管道，所述第一传送结构上相邻两个种植管道之间的间距小于所述第二传送结构上相邻两个种植管道之间的间距，所述第二传送结构位于所述第一传送结构的前方，所述传送托架推动种植管道从所述第一传送结构移动至所述第二传送结构；所述第一传送结构和所述第二传送结构皆包括传动机构和至少两条固定槽，所述第一传送结构的固定槽和所述第二传送结构的固定槽内皆安装有传送托架，所述传动机构带动所述传送托架在所述固定槽内来回往复运动，所述传送托架上间隔设有多个安置孔，每个安置孔内安装有可转动的翘板，所述翘板的顶端显露于所述安置孔外，所述种植管道放置在所述固定槽上，所述第一传送结构内的翘板的顶端推动种植管道从所述第一传送结构移动至所述第二传送结构内的翘板的顶端；所述传动机构包括传动装置和传动杆，所述传动装置的一端与所述传动杆相连接，所述固定槽的相对两个侧壁各设有镂空孔，所述固定槽为长条状，所述传动杆贯穿镂空孔，且所述传动杆的延伸方向与所述固定槽的延伸方向相互垂直，所述传动杆与所述传送托架相连接，所述传动装置驱动所述传动杆在所述镂空孔内来回运动，所述传动杆带动所述传送托架在所述固定槽内来回水平往复运动；所述传动装置包括动力源和连接杆，所述动力源为电机、电缸、液缸或气缸，所述动力源位于所述固定槽的一侧，所述动力源的一端与所述连接杆相连接，所述连接杆远离所述动力源的一端与所述传动杆相连接；所述种植管道的底端设有凹槽，所述翘板为长条状，所述翘板的顶端为弧状，当所述传送托架向前运动时，所述翘板的顶端的一侧抵接于所述凹槽的内侧壁并推动所述种植管道前行，当所述传送托架向后运动时，所述翘板的顶端的弧面滑过所述凹槽的底边退回；所述传送托架包括上端面和相对的两个侧端面，所述上端面和两个侧端面围成U字型，所述安置孔位于所述上端面上，两个侧端面之间安装有转轴，所述转轴贯穿所述翘板，所述翘板绕所述转轴自转，所述翘板整体的重心的高度低于所述转轴的高度。

2.根据权利要求1所述的可实现管道水培行距自动调节的输送装置，其特征在于：当所述传送托架在所述固定槽内向前运动时，所述翘板的底端与所述固定槽的槽底相接触，所述翘板在水平面的投影与所述翘板之间夹角小于90度。

3.根据权利要求1所述的可实现管道水培行距自动调节的输送装置，其特征在于：所述侧端面上还设有用于限制所述翘板旋转范围的限位柱，所述限位柱位于所述转轴的下方。

4.根据权利要求1所述的可实现管道水培行距自动调节的输送装置，其特征在于：所述侧端面的底部安装有多个第一滚轮，所述第一滚轮与所述固定槽的槽底相接触，所述固定槽的相对的两个内侧壁安装有多个第二滚轮，所述第二滚轮与所述传送托架的外侧壁相接触。

5.权利要求1～4中任一项所述的可实现管道水培行距自动调节的输送装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、确定目标植物的品种生长周期，依据目标植物的叶面扩张速度；

b、将目标植物移植在种植管道上，将种植管道放置在第一传送结构上；

c、在目标植物幼苗时期，将第一传送结构上相邻两个种植管道之间的间隙调整为0，对目标植物进行密集培养；

d、等目标植物叶长开后，第一传送结构开始将种植管道运送到第二传送结构，在第二传送结构上对目标植物进行稀疏培养。