CN112806250B - 气雾栽培设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气雾栽培设备。该气雾栽培设备包括培植柱、培植篮、营养液箱、第一压力泵、引流管以及雾化喷头。培植柱为中空结构，培植柱的侧壁内凹形成多个培植孔，培植篮通过培植孔安装于培植柱内以用于盛放待栽培作物以使待栽培作物的根系伸入培植柱内。引流管的两端分别与营养液箱和雾化喷头连接，引流管上设有第一压力泵，通过第一压力泵将营养液箱中的营养液引导至雾化喷头，雾化喷头连接于培植柱以用于将营养液雾化并喷入培植柱内。采用上述气雾栽培设备对作物进行栽培时，作物的根系不会长时间浸泡在营养液中，因此可以有效避免因长期浸泡营养液而出现烂根、死根等问题。

Description

气雾栽培设备

技术领域

本发明涉及作物栽培技术领域，尤其是涉及一种气雾栽培设备。

背景技术

无土栽培主要是以人工创造的作物根系生长环境取代土壤环境，不仅能够满足作物对水分、养分等条件的需求，而且可以对这些条件进行有效控制，以促进作物更好地生长。无土栽培脱离了土壤的制约，在栽培过程中，作物生产的可控性和可视性都得到了较大地提升。尽管无土栽培具有诸多优点，但是在传统的无土栽培过程中，作物根系可能会长期浸泡在营养液中，容易出现烂根、死根等问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够有效避免作物出现烂根、死根等问题的气雾栽培设备。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种气雾栽培设备，包括培植柱、培植篮、营养液箱、第一压力泵、引流管以及雾化喷头；

所述培植柱为中空结构，所述培植柱的侧壁内凹形成多个培植孔，所述培植篮通过所述培植孔安装于所述培植柱内以用于盛放待栽培作物以使所述待栽培作物的根系伸入所述培植柱内；

所述引流管的两端分别与所述营养液箱和所述雾化喷头连接，所述引流管上设有第一压力泵，通过所述第一压力泵将所述营养液箱中的营养液引导至所述雾化喷头，所述雾化喷头连接于所述培植柱以用于将营养液雾化并喷入所述培植柱内。

在其中一个实施例中，所述培植孔的轴线与所述培植柱的轴线之间的夹角为40°～50°。

在其中一个实施例中，所述气雾栽培设备还包括支架、底座、顶盖以及侧板；所述底座和所述顶盖均设于所述支架上，所述侧板连接于所述底座和所述顶盖之间以形成培植腔室，所述培植柱连接于所述底座且位于所述培植腔室内部。

在其中一个实施例中，所述气雾栽培设备还包括旋转安装件，所述旋转安装件可转动地安装于所述底座，所述培植柱连接于所述旋转安装件以由所述旋转安装件带动转动。

在其中一个实施例中，所述气雾栽培设备还包括扫描仪、横向轨道、扫描仪横向驱动件、纵向轨道以及轨道纵向驱动件，所述纵向轨道固定于所述支架，所述轨道纵向驱动件与所述横向轨道连接以用于驱动所述横向轨道沿所述纵向轨道运动，所述扫描仪横向驱动件与所述扫描仪连接以用于驱动所述扫描仪沿所述横向轨道运动，所述扫描仪用于扫描并收集所述培植柱上作物的生长信息。

在其中一个实施例中，所述气雾栽培设备还包括机械臂和机械臂横向驱动件，所述机械臂横向驱动件与所述机械臂连接以用于驱动所述机械臂沿所述横向轨道运动；所述机械臂上设有修剪部件，所述修剪部件用于对作物进行修剪。

在其中一个实施例中，所述机械臂上还设有夹持部件，所述夹持部件用于夹持作物。

在其中一个实施例中，所述气雾栽培设备还包括营养液调温件，所述营养液调温件通过所述引流管连接于所述营养液箱和所述雾化喷头之间以用于调节自所述营养液箱导出的营养液。

在其中一个实施例中，所述气雾栽培设备还包括第二压力泵，所述第二压力泵连接于所述营养液箱和所述营养液调温件之间，所述第二压力泵用于将所述营养液箱内的营养液传导至所述营养液调温件内；和/或，

还包括第三压力泵，所述第三压力泵连接于所述雾化喷头和所述营养液调温件之间，所述第三压力泵用于将所述营养液调温件内的营养液传导至所述雾化喷头。

在其中一个实施例中，所述气雾栽培设备还包括空气细化器和空气压力泵；所述空气细化器位于所述营养液箱内，所述空气压力泵与所述空气细化器连接以用于将空气抽入所述空气细化器，所述空气细化器用于将空气细化，进而将细化空气通入所述营养液箱内的营养液中。

上述气雾栽培设备，包括培植柱、培植篮、营养液箱、第一压力泵、引流管以及雾化喷头。培植柱为中空结构，培植柱的侧壁内凹形成多个培植孔，培植篮通过培植孔安装于培植柱内以用于盛放待栽培作物以使待栽培作物的根系伸入培植柱内。引流管的两端分别与营养液箱和雾化喷头连接，引流管上设有第一压力泵，通过第一压力泵将营养液箱中的营养液引导至雾化喷头，雾化喷头连接于培植柱以用于将营养液雾化并喷入培植柱内。采用上述气雾栽培设备对作物进行栽培时，雾化后营养液喷入培植柱内，营养液含氧量更高可以更加密集地吸附在作物根系上，进而为根系生长提供营养。在这个栽培过程中，作物的根系不会长时间浸泡在营养液中，因此可以有效避免因长期浸泡营养液而出现烂根、死根等问题。另外，培植柱的侧壁内凹形成多个培植孔，培植孔由培植柱的外壁内凹至培植柱的内壁，这样可以使作物的根系与培植柱内壁之间形成一定的夹角，避免作物根系贴附到培植柱的内壁而影响根系的呼吸作用，这样可以使作物根系的呼吸作用更加顺畅，进一步避免作物出现烂根、死根等问题，提高栽培效果。

附图说明

图1为本发明一实施例中气雾栽培设备的结构示意图；

图2为图1气雾栽培设备中培植柱的结构图；

图3为图1对应的气雾栽培设备的主视图；

图4为图1对应的气雾栽培设备的后视图；

图5为图1对应的气雾栽培设备的左视图；

图6为图1对应的气雾栽培设备的右视图；

图7为图1对应的气雾栽培设备的俯视图；

图8为图1对应的气雾栽培设备的仰视图；

图9为图1对应的气雾栽培设备中营养液箱的结构示意图；

图10为图1对应的气雾栽培设备中雾化喷头、引流管以及营养液调温件的连接示意图；

图11为图1对应的气雾栽培设备中温度调节件、湿度调节件等部件的连接示意图；

图12为图1对应的气雾栽培设备中扫描仪、修剪部件、夹持部件的连接示意图；

图13为本发明另一实施例中气雾栽培设备的结构示意图；

图14为图13对应的气雾栽培设备的主视图；

图15为图13对应的气雾栽培设备的后视图；

图16为图13对应的气雾栽培设备的左视图；

图17为图13对应的气雾栽培设备的右视图；

图18为图13对应的气雾栽培设备的俯视图；

图19为图13对应的气雾栽培设备的仰视图；

图20为本发明另一实施例中气雾栽培设备的结构示意图；

图21为图20对应的培植柱的结构示意图。

图中标记说明：

100、气雾栽培设备；101、培植柱；1011、培植篮；102、培植孔；103、营养液箱；104、第一压力泵；105、引流管；106、雾化喷头；107、支架；108、底座；109、顶盖；110、侧板；111、旋转安装件；112、防虫网；113、温度调节件；114、湿度调节件；115、LED灯；116、营养液调温件；117、横向轨道；118、纵向轨道；119、扫描仪；120、修剪部件；121、夹持部件；122、空气细化器；123、空气加压泵；124、过滤件；125、第二压力泵；1031、箱盖；1032、箱底；1033、搅拌件；1034、压力传感器；1035、泄压阀；1036、液位报警器；1037、紫外线消毒部件；1038、纯水箱；1039、培植柱安装位；200、气雾栽培设备；201、培植柱；202、培植孔；300、气雾栽培设备；301、培植柱；302、培植孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1～图12，本发明一实施例提供了一种气雾栽培设备100。该气雾栽培设备100包括培植柱101、培植篮1011、营养液箱103、第一压力泵104、引流管105以及雾化喷头106。培植柱101为中空结构，培植柱101的侧壁内凹形成多个培植孔102，培植篮通过培植孔102安装于培植柱101内以用于盛放待栽培作物以使待栽培作物的根系伸入培植柱内。引流管105的两端分别与营养液箱103和雾化喷头106连接，引流管105上设有第一压力泵104，通过第一压力泵104将营养液箱103中的营养液引导至雾化喷头106，雾化喷头106连接于培植柱101以用于将营养液雾化并喷入培植柱101内。

采用本实施例中气雾栽培设备对作物进行栽培时，雾化后营养液喷入培植柱内，营养液可以更加密集地吸附在作物根系上，进而为根系生长提供营养(及氧气)。在这个栽培过程中，作物的根系不会长时间浸泡在营养液中，因此可以有效避免因长期浸泡营养液而出现烂根、死根等问题。另外，培植柱的侧壁内凹形成多个培植孔，培植孔由培植柱的外壁内凹至培植柱的内壁，这样可以使作物的根系与培植柱内壁之间形成一定的夹角，避免作物根系贴附到培植柱的内壁而影响根系的呼吸作用，这样可以使作物根系的呼吸作用更加顺畅，进一步避免作物出现烂根、死根等问题，提高栽培效果。

优选地，雾化喷头106位于培植柱101的顶端。

本实施例中培植柱101为圆柱形，且培植柱101的数量为3个。可以理解的是，在其他的气雾栽培设备中，也可以将培植柱101设计成其他形状，比如将培植柱101设计成多棱柱形状。具体地，多棱柱可以是但不限定为三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱等等。再比如，可以将培植柱101设计成棱台状。具体地，棱台可以是但不限定为三棱台、四棱台、五棱台、六棱台等等。

可以理解的是，引流管105为保温管。进一步地，引流管105为柔性保温管，便于适应设备的安装将营养液转移到相应的位置。

可以理解的是，多个培植孔102均匀分布在培植柱101上。培植孔102孔壁上设有卡槽，培植篮通过卡槽卡接于培植孔102内。这样可以使培植篮更加稳定地安装在培植孔102内。

可以理解的是，本实施例中的气雾栽培设备适用于家用、商用等场景。可以根据实际空间设置气雾栽培设备的体积，便于对作物进行栽培。

在一个优选的方案中，培植孔102的轴线与培植柱101的轴线之间的夹角为40°～50°。在此范围内，便于作物在培植篮中稳定放置，且在栽培过程中，当根系与营养液相互作用时，根系不会贴附到培植柱101的内壁，有利于进一步提高作物根系的呼吸作用。可以理解的是，培植孔102的轴线与培植柱101的轴线之间的夹角可以是但不限定为40°、41°、42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°、50°。优选地，本实施例中培植孔102的轴线与培植柱101的轴线之间的夹角45°。

进一步地，本实施例中气雾栽培设备100还包括培植柱保温层，培植柱保温层包覆于培植柱101的外侧壁。通过培植柱保温层的设置可以提高培植柱101的保温效果，使培植柱101保持更加稳定的温度，提高作物的栽培效果。

更进一步地，气雾栽培设备100还包括支架107、底座108、顶盖109以及侧板110；底座108和顶盖109均设于支架107上，侧板110连接于底座108和顶盖109之间以形成培植腔室，培植柱101连接于底座108且位于培植腔室内部。通过底座108、顶盖109以及侧板110的配合形成培植腔室，以便于对培植腔室的培植条件进行设置。在培植过程中，作物的根系位于培植柱101的内部，根系以上的部分位于培植柱101的外部且位于培植腔室的内部。此时，可以根据根系需要的培植条件为根系提供适宜的营养液，同时通过调节培植腔室的条件以配合作物根系以上部分的生长。这样可以很方便地为作物的根系和根系以上部分进行不同条件的培植，进一步提高作物的栽培效果。

优选地，顶盖109与底座108之间的距离可调，通过调节顶盖109与底座108之间的距离，可以使气雾栽培设备适于不同高度的培植柱101。即当培植柱101的高度变化时，对应调节顶盖109与底座108之间的距离以形成完整的培植腔室。

具体地，侧板110为透明侧板。通过透明侧板可以提高气雾栽培设备100的可视化程度，便于对作物的生长进行观察。进一步地，透明侧板为双层中空透明保温膜。更进一步地，侧板110可收纳连接于顶盖109，此时便于对侧板110进行收纳，当培植腔室和外界环境的温湿度相等或者接近时，可以将侧板110进行收纳，降低调节培植腔室温湿度条件的能耗。作为侧板110的一种收纳形式，在顶盖109上设置卷绕轴，使侧板110卷绕在卷绕轴上，以便于对侧板110进行收卷和放卷。

在一个具体的示例中，气雾栽培设备100还包括防虫网112，防虫网112位于侧板110的外侧。通过防虫网112的设置可以有效防止虫子等外界生物进入培植内部而给作物培植带来不良影响。

在一个具体的示例中，气雾栽培设备100还包括不透光薄膜，当作物光照时长达到指定时间，而外部环境还处于明亮时，不透光薄膜将会被放下，遮挡光照。

可选地，气雾栽培设备100还包括旋转安装件111，旋转安装件111可转动地安装于底座108，培植柱101连接于旋转安装件111以由旋转安装件111带动转动。即培植柱101通过旋转安装件111安装于底座108以使培植柱101能够绕其轴线自转。通过旋转安装件111的设置可以使培植柱101绕其轴线自转，此时在栽培过程中，培植柱101旋转可以使作物在培植柱101外部的部分得到更加均匀而充分的培植效果。同时，通过培植柱101的旋转可以进一步避免作物根系贴附在培植柱101的内壁，有利于进一步提高根系的呼吸效果。另外，通过培植柱101的旋转还可以进一步避免营养液在根系大量的聚集而导致烂根、死根等问题。当扫描件和/或机械臂存在时，通过培植柱101的旋转可以更加方便且全面地对作物的生长信息进行获取以及对作为进行修剪等，提高生长信息的获取效率和作物的整理效率。

在本实施例中，气雾栽培设备100还包括温度调节件113，温度调节件113位于培植腔室内且位于培植柱101外部，以用于调节培植腔室的温度。

气雾栽培设备100还包括湿度调节件114，湿度调节件114位于培植腔室内且位于培植柱101外部，以用于调节培植腔室的湿度。气雾栽培设备100还包括光照调节件，光照调节件位于培植腔室内且位于培植柱101外部，以用于调节培植腔室的光照。通过温度调节件113、湿度调节件114以及光照调节件便于在培植腔室内形成适于作物栽培的环境。具体地，温度调节件113为微型空调，湿度调节件114为雾化器，光照调节件为LED灯115。

进一步地，气雾栽培设备100还包括内部温度传感器，内部温度传感器位于培植腔室内且位于培植柱101外部，以用于监测培植腔室内部的温度。气雾栽培设备100还包括内部湿度传感器，内部湿度传感器位于培植腔室内且位于培植柱101外部，以用于监测培植腔室内部的湿度。气雾栽培设备100还包括内部光照传感器，内部光照传感器位于培植腔室内且位于培植柱101外部，以用于监测培植腔室内部的光照参数。

可以理解的是，气雾栽培设备100还包括控制器，温度调节件113、湿度调节件114、光照调节件、内部温度传感器、内部湿度传感器以及内部光照传感器分别与控制器电性连接。控制器用于根据内部温度传感器、内部湿度传感器以及内部光照传感器监测到的温度信息、湿度信息以及光照信息对应控制温度调节件113、湿度调节件114、光照调节件，以使培植腔室保持稳定的培植条件。

可选地，气雾栽培设备100还包括外部温度传感器，外部温度传感器位于培植腔室外部，以用于监测培植腔室外部的温度。气雾栽培设备100还包括外部湿度传感器，外部湿度传感器位于培植腔室外部，以用于监测培植腔室外部的湿度。气雾栽培设备100还包括外部光照传感器，外部光照传感器位于培植腔室外部，以用于监测培植腔室外部的光照参数。当培植腔室和外界环境的温湿度、光照条件相等或者接近时，可以将侧板110进行收纳，降低培植腔室生成培植条件的能耗。

请再次参阅图9～图11作为一个优选的方案，营养液箱103连接于底座108且位于培植腔室内部。营养液箱103体包括箱盖1031和箱底1032，箱盖1031和箱底1032连接配合形成营养液腔体以用于盛放营养液。箱盖1031朝向箱底1032内陷形成培植柱安装位1039，培植柱101连接于培植柱安装位1039内，培植柱安装位1039上设有通孔以使培植柱101的内部与营养液腔体相连通。进一步地，气雾栽培设备100还包括过滤件124，过滤件位于培植柱101底部以用于过滤流经培植柱101内部的营养液。当营养液在培植柱101内部与根系作用之后，通过过滤件再回到营养液腔体内，可以使营养液循环使用。更进一步地，培植柱安装位1039的通孔出口设有阀门，当营养液从雾化喷头喷出到培植柱内时，阀门关闭，使营养液与培植柱内的根系充分作用；当作用一段时间后，开启阀门使营养液再回到营养液腔体内。优选地，阀门为电动活塞。更进一步地，气雾栽培设备100还包括搅拌件1033，搅拌件1033位于营养液箱103的箱底1032以用于搅拌营养液箱103内的营养液。通过搅拌件1033的作用是营养液更加充分均匀地混合。

可以理解的是，箱盖1031和箱底1032之间设有密封软胶条以用于提高营养液箱的密封性能。

在另一个具体的示例中，气雾栽培设备100还包括空气细化器122和空气压力泵123；空气细化器122位于营养液箱内，空气压力泵123与空气细化器122连接以用于将空气抽入空气细化器122，空气细化器122用于将空气细化，进而将细化空气通入营养液箱内的营养液中；同时，通过营养液调温件116降低养液箱103内营养液温度，并将1039的通孔出口处阀门关闭，使养液箱103处于封闭状态，通过降温增压引入空气提高营养液含氧量，用以提高雾化后气雾的含氧量。

在一个具体的示例中，气雾栽培设备100还包括压力传感器1034，压力传感器1034设于营养液箱103内部以用于监测营养液箱103内部的压力。优选地，气雾栽培设备100还包括泄压阀1035，泄压阀1035设于营养液箱103以用于为营养液箱103内部泄压。当压力传感器1034监测到营养液箱103内部的压力达到压力阈值时，泄压阀1035开启以对营养液箱103进行泄压。

气雾栽培设备100还包括液位报警器1036，液位报警器1036位于营养液箱103顶部以用于监测营养液箱103中的液位并当液位达到预警值时报警。气雾栽培设备100还包括pH值传感器、可溶性盐浓度传感器、温度传感器、溶氧量传感器分别用于监测营养液箱103中营养液的pH值、可溶性盐浓度、温度以及溶氧量。气雾栽培设备100还包括紫外线消毒部件1037用于对营养液箱103中的营养液消毒。进一步地，空气细化器、液位报警器1036、pH值传感器、可溶性盐浓度传感器、温度传感器、溶氧量传感器分别与控制器电性连接，控制器根据空气细化器、液位报警器1036、pH值传感器、可溶性盐浓度传感器、温度传感器、溶氧量传感器监测到的信息控制营养液的配置参数。

在另一个具体的示例中，气雾栽培设备100还包括纯水箱1038、浓缩营养液箱103、pH值调节液箱、药剂箱以及微量泵，微量泵用于根据预设值分别抽取纯水、浓缩营养液、pH值调节液以及药剂至营养液箱103以配置营养液。具体地，微量泵与控制器电性连接，控制器根据获取的营养液信息控制微量泵取用适量的纯水、浓缩营养液、pH值调节液、药剂至营养液箱103以配置合适的营养液。

在另一个优选的方案中，气雾栽培设备100还包括营养液调温件116，营养液调温件116通过引流管105连接于营养液箱103和雾化喷头106之间以用于调节自营养液箱103导出的营养液。

进一步地，气雾栽培设备100还包括第二压力泵125，第二压力泵125连接于营养液箱103和营养液调温件116之间，第二压力泵125用于将营养液箱103内的营养液传导至营养液调温件116内。

更进一步地，气雾栽培设备100还包括第三压力泵，第三压力泵连接于雾化喷头和营养液调温件之间，第三压力泵用于将营养液调温件内的营养液传导至雾化喷头。

在栽培过程中，通过第二压力泵125将营养液箱103中的营养液传导至营养液调温件116内，调节营养液的温度，再将营养液调温件116内的营养液返回至营养液箱103中，这样可以调节营养液箱103中营养液的温度，比如降低营养液箱103中营养液的温度。可选地，将营养液调温件116内的营养液返回至营养液箱103中，可以通过阀门的控制，使营养液返回至营养液箱103中。具体地，阀门可以是但不限定于电动阀门。当将营养液调温件116内的营养液返回至营养液箱103中之后，通过空气压力泵123将空气抽入空气细化器122并将空气细化，进而将细化空气通入营养液箱103内的营养液中，并将1039的通孔出口处阀门关闭，使营养液箱103处于封闭状态，通过降温、增压、引入空气等提高营养液含氧量。当氧含量达到需求值之后，再通过第二压力泵将营养液箱103中的营养液传导至营养液调温件116内进行再次调温，以将营养液的温度调节至需求值。然后通过第三压力泵将营养液调温件内的营养液传导至雾化喷头106进行雾化。

在另一个优选的方案中，气雾栽培设备100还包括扫描仪119、横向轨道117、扫描仪横向驱动件、纵向轨道118以及轨道纵向驱动件，纵向轨道118固定于支架107，轨道纵向驱动件与横向轨道117连接以用于驱动横向轨道117沿纵向轨道118运动，扫描仪横向驱动件与扫描仪119连接以用于驱动扫描仪119沿横向轨道117运动，扫描仪119用于扫描并收集培植柱101上作物的生长信息。优选地，扫描仪119为彩色扫描仪119，能够更加准确地获取作物的生长信息。

可以理解的是，在栽培过程中，扫描仪119与控制器电性连接，并将扫描到的作物的生长信息传递至控制器，控制器根据获取的生长信息来配置合适的营养液、培植腔室内的温度、湿度、光照等参数。

进一步地，气雾栽培设备100还包括机械臂和机械臂横向驱动件，机械臂横向驱动件与机械臂连接以用于驱动机械臂沿横向轨道117运动；机械臂上设有修剪部件120，修剪部件120用于对作物进行修剪。更进一步地，修剪部件120与控制器电性连接，当控制器根据扫描仪119获取的生长信息确认作物需要修剪时，控制机械臂上的修剪部件120伸出靠近至需要修剪的作物并对其进行修剪。再进一步地，机械臂上还设有夹持部件121，夹持部件121用于夹持作物。可以理解的是，夹持部件121与控制器电性连接，当需要对作物进行修剪时，通过夹持部件121对作物进行夹持，能够提高修剪的稳定性和准确性。同时，可以通过夹持部件121对作物需要修剪下来的部分进行夹持，当修剪部件120完成修剪之后，夹持部件121夹持修剪下来的部分并将其转移到指定位置，避免修剪下来的部分随意洒落而造成培植腔室混乱无序。还可以理解的是，可以通过夹持部件121夹持棉签等可以粘粘花粉的物料，当作物需要授粉时，通过夹持部件121夹持棉签可以完成作物之间的授粉操作。

请参阅图13～图19，本发明还有一实施例提供了一种气雾栽培设备200，与图1对应的气雾栽培设备100不同的是，本实施例中培植柱201为长方体形，且培植孔202分布在培植柱201的一个面上。同时本实施例的气雾栽培设备200中不设旋转安装件，即培植柱201不需要旋转。

请参阅图20～图21，本发明还有一实施例提供了一种气雾栽培设备300，与图1对应的气雾栽培设备100不同的是，本实施例中培植柱301为箱体，且培植孔302分布在培植柱301的顶部。同时本实施例的气雾栽培设备300中不设旋转安装件，即培植柱301不需要旋转。可以理解的是，本实施例中培植柱301可以是可拆卸的冰箱，可以有效调节作物根部的温度，将温度调节至0～28℃，便于调节作物的根部温度，更有利于作物的栽培。

本发明还有一实施例提供了一种气雾栽培方法。该气雾栽培方法使用上述任一实施例中的气雾栽培设备，该气雾栽培方法包括如下步骤：

将待栽培作物放置于培植篮中，使待栽培作物的根系伸入培植柱内。通过第一压力泵将营养液箱中的营养液通过引流管引导至雾化喷头。通过雾化喷头将营养液雾化并喷入培植柱内。

下面结合草莓的栽培对本发明中的气雾栽培设备和气雾栽培方法做进一步描述。草莓植株经过7天的适应期之后，其生长过程可以分为花芽分化期、开花期、结果期以及休眠期。

草莓的栽培方法为：

采用图1对应的气雾栽培设备对草莓植株进行栽培。将经过根部修剪和清洗后，草莓放置在培植篮中，进行7天低浓度营养液雾化培养的适应期。

(1)花芽分化期：白天：微型空调调节培植腔室为15℃；营养液调温件116调节营养液的温度为10℃，以使培植柱内部的温度为10℃，每隔5分钟进行8分钟的雾化；LED灯115控制光照时间为10h。夜间：微型空调调节培植腔室为12℃；营养液调温件116调节营养液的温度为7℃，以使培植柱内部的温度为7℃，每隔8分钟进行5分钟的雾化。在花芽开花期，营养液低氮处理，10天时间可形成花芽。

(2)开花期：待花芽形成后，为了促进开花，需要增加营养，营养液箱103内增加浓缩营养液。彩色扫描仪119识辨老黄叶，修剪部件120修剪摘除老黄叶。

白天：微型空调调节培植腔室为21℃；营养液调温件116调节营养液的温度为12℃，以使培植柱内部的温度为12℃；LED灯115控制光照时间为13h。7天后，让植株积温，草莓开花需要高温长日照的环境，微型空调调节培植腔室为30℃；营养液调温件116内调节营养液的温度为26℃，以使培植柱内部的温度为26℃，LED灯115控制光照时间为15h。夜间：微型空调调节培植腔室为25℃，营养液调温件116调节营养液的温度为21℃，以使培植柱内部的温度为21℃。持续23天。

在开花期，调节培植腔室的湿度为40％的相对湿度，当花开后的当天或后两天，花粉发芽力最强，而雌蕊在开花后4天内受精能力最高，通过彩色扫描仪119记录每朵花的开花时间，此时夹持部件121夹持棉签，棉签去轻触碰各花朵，进行授粉。授粉时，微型空调调节微风风速为0.5m/s～1m/s。

(3)结果期：当大部分花开15天后，通过修剪部件120随时摘除匍匐茎及早期抽生的腋芽，营养液箱103内增加浓缩营养液，以促使营养集中，增大果实。增大昼夜温差，白天培植腔室为30℃，培植柱内部的温度为26℃，光照时间为15h。夜间培植腔室为10℃，培植柱内部的温度为8℃，直至果实成熟，通过彩色扫描119对每一个果实的生长体积、生长时间、着色度等进行记录与监控，当果实达到一定体积、生长时间时以及着色等，将提示用户进行采摘。果实采收期间，白天培植腔室为23℃，培植柱内部的温度为20℃，光照时间为15h，夜间培植腔室为8℃，培植柱内部的温度为6℃。并通过甜度测试仪记录部分果实的含糖度等信息。

(4)休眠期：当大部分果实已经成熟及采收后，将对植株进行休眠处理。创造低温短日照环境，白天培植腔室为6℃，培植柱内部的温度为3℃，光照时间为8h，夜间培植腔室为5℃，培植柱内部的温度为2℃。待休眠达到品种需求时，再转换至花芽分化期的环境，进行下一次的连茬循环。

在草莓的每一个生长阶段期间，营养液箱通过各种传感器，比如pH值传感器、可溶性盐浓度传感器(ec值)、温度传感器、溶氧量传感器对营养液的相应参数进行实时监控，实时调整。

进一步地，可以添加网络模块使控制器与用户手机相连接，使用户通过手机APP(应用软件)对植株进行种植操作，并观察种植数值。并运用手机APP与智能云服务系统连接，上传植株三维生长以及定位信息，让不同距离的用户进行交流或成果展示，近距离用户进行多余果蔬的交换或交易，减少过多果蔬远距离的物流损耗。

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 (10)

1.一种家用气雾栽培设备，其特征在于，包括培植柱、培植篮、营养液箱、第一压力泵、引流管、雾化喷头、营养液调温件、第二压力泵、第三压力泵、空气细化器、空气压力泵、过滤件、支架、底座、顶盖、侧板、温度调节件、湿度调节件、光照调节件、内部温度传感器、内部湿度传感器、内部光照传感器、外部温度传感器、外部湿度传感器以及外部光照传感器，且不包括旋转安装件；

所述底座和所述顶盖均设于所述支架上，所述侧板连接于所述底座和所述顶盖之间以形成培植腔室，所述培植柱连接于所述底座且位于所述培植腔室内部；所述顶盖上设置卷绕轴，所述侧板卷绕在所述卷绕轴上，所述侧板可收纳于所述顶盖；

所述营养液箱连接于所述底座且位于所述培植腔室内部，所述营养液箱包括箱盖和箱底，所述箱盖和所述箱底连接配合形成营养液腔体以用于盛放营养液；所述箱盖朝向所述箱底内陷形成培植柱安装位，所述培植柱连接于所述培植柱安装位内，所述培植柱安装位上设有通孔以使所述培植柱的内部与所述营养液腔体相连通，所述通孔出口设有电动活塞；所述过滤件位于所述培植柱底部以用于过滤流经所述培植柱内部的营养液；

所述培植柱为中空结构，所述培植柱为箱体，所述培植柱为可拆卸的冰箱，所述培植柱的顶部内凹形成多个培植孔，所述培植孔分布在所述培植柱的顶部，所述培植孔的孔壁上设有卡槽，所述培植篮通过所述卡槽卡接于所述培植孔内以用于盛放待栽培作物以使所述待栽培作物的根系伸入所述培植柱内；所述培植孔的轴线与所述培植柱的轴线之间的夹角为40°～50°；

所述引流管的两端分别与所述营养液箱和所述雾化喷头连接，所述引流管上设有第一压力泵，通过所述第一压力泵将所述营养液箱中的营养液引导至所述雾化喷头，所述雾化喷头连接于所述培植柱以用于将营养液雾化并喷入所述培植柱内；所述引流管为柔性保温管；

所述温度调节件位于所述培植腔室内且位于所述培植柱外部，以用于调节所述培植腔室的温度；所述温度调节件为微型空调；

所述湿度调节件位于所述培植腔室内且位于所述培植柱外部，以用于调节所述培植腔室的湿度；所述湿度调节件为雾化器；

所述光照调节件位于所述培植腔室内且位于所述培植柱外部，以用于调节所述培植腔室的光照；所述光照调节件为LED灯；

所述内部温度传感器位于所述培植腔室内且位于所述培植柱外部，以用于监测所述培植腔室内部的温度；

所述内部湿度传感器位于所述培植腔室内且位于培植柱外部，以用于监测所述培植腔室内部的湿度；

所述内部光照传感器位于所述培植腔室内且位于所述培植柱外部，以用于监测所述培植腔室内部的光照参数；

所述外部温度传感器位于所述培植腔室外部，以用于监测所述培植腔室外部的温度；

所述外部湿度传感器位于所述培植腔室外部，以用于监测所述培植腔室外部的湿度；

所述外部光照传感器位于所述培植腔室外部，以用于监测所述培植腔室外部的光照参数；

所述营养液调温件通过所述引流管连接于所述营养液箱和所述雾化喷头之间以用于调节自所述营养液箱导出的营养液；

所述第二压力泵连接于所述营养液箱和所述营养液调温件之间，所述第二压力泵用于将所述营养液箱内的营养液传导至所述营养液调温件内；调节营养液温度之后再将所述营养液调温件内的营养液通过电动阀门返回至所述营养液箱中；

所述第三压力泵连接于所述雾化喷头和所述营养液调温件之间，所述第三压力泵用于将所述营养液调温件内的营养液传导至所述雾化喷头；

所述空气细化器位于所述营养液箱内，所述空气压力泵与所述空气细化器连接以用于将空气抽入所述空气细化器，所述空气细化器用于将空气细化，进而将细化空气通入所述营养液箱内的营养液中；

气雾栽培设备还包括压力传感器，压力传感器设于营养液箱内部以用于监测营养液箱内部的压力；气雾栽培设备还包括泄压阀，泄压阀设于营养液箱以用于为营养液箱内部泄压；当压力传感器监测到营养液箱内部的压力达到压力阈值时，泄压阀开启以对营养液箱进行泄压；

气雾栽培设备还包括纯水箱、浓缩营养液箱、pH值调节液箱、药剂箱以及微量泵，微量泵用于根据预设值分别抽取纯水、浓缩营养液、pH值调节液以及药剂至营养液箱以配置营养液；微量泵与控制器电性连接，控制器根据获取的营养液信息控制微量泵取用适量的纯水、浓缩营养液、pH值调节液、药剂至营养液箱以配置合适的营养液；

气雾栽培设备还包括机械臂和机械臂横向驱动件，机械臂横向驱动件与机械臂连接以用于驱动机械臂沿横向轨道运动；机械臂上设有修剪部件，修剪部件用于对作物进行修剪；修剪部件与控制器电性连接，当控制器根据扫描仪获取的生长信息确认作物需要修剪时，控制机械臂上的修剪部件伸出靠近至需要修剪的作物并对其进行修剪；机械臂上还设有夹持部件，夹持部件用于夹持作物；夹持部件与控制器电性连接，当需要对作物进行修剪时，通过夹持部件对作物进行夹持，能够提高修剪的稳定性和准确性；通过夹持部件对作物需要修剪下来的部分进行夹持，当修剪部件完成修剪之后，夹持部件夹持修剪下来的部分转移到指定位置，避免修剪下来的部分随意洒落而造成培植腔室混乱无序；通过夹持部件夹持棉签粘粘花粉的物料，当作物需要授粉时，通过夹持部件夹持棉签完成作物之间的授粉操作。

2.如权利要求1所述的气雾栽培设备，其特征在于，还包括控制器，所述温度调节件、所述湿度调节件、所述光照调节件、所述内部温度传感器、所述内部湿度传感器以及所述内部光照传感器分别与所述控制器电性连接。

3.如权利要求1所述的气雾栽培设备，其特征在于，所述培植孔的轴线与所述培植柱的轴线之间的夹角为45°。

4.如权利要求1所述的气雾栽培设备，其特征在于，所述冰箱将温度调节至0～28℃。

5.如权利要求1所述的气雾栽培设备，其特征在于，还包括扫描仪、横向轨道、扫描仪横向驱动件、纵向轨道以及轨道纵向驱动件，所述纵向轨道固定于所述支架，所述轨道纵向驱动件与所述横向轨道连接以用于驱动所述横向轨道沿所述纵向轨道运动，所述扫描仪横向驱动件与所述扫描仪连接以用于驱动所述扫描仪沿所述横向轨道运动，所述扫描仪用于扫描并收集所述培植柱上作物的生长信息。

6.如权利要求5所述的气雾栽培设备，其特征在于，还包括机械臂和机械臂横向驱动件，所述机械臂横向驱动件与所述机械臂连接以用于驱动所述机械臂沿所述横向轨道运动；所述机械臂上设有修剪部件，所述修剪部件用于对作物进行修剪。

7.如权利要求6所述的气雾栽培设备，其特征在于，所述机械臂上还设有夹持部件，所述夹持部件用于夹持作物。

8.如权利要求1～7中任一项所述的气雾栽培设备，其特征在于，还包括培植柱保温层，所述培植柱保温层包覆于所述培植柱的外侧壁。

9.如权利要求1～7中任一项所述的气雾栽培设备，其特征在于，所述侧板为透明侧板。

10.如权利要求9所述的气雾栽培设备，其特征在于，所述透明侧板为双层中空透明保温膜。

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