CN112913536A - 智能家用花卉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家用花卉装置，所述花卉座沿其周向等间隔开设有四个第一开口，所述第一开口与花卉底座的边缘贯通；花卉培养室，包括第二壳体和升降机构，所述第二壳体的上部为透明材料制成，所述第二壳体的左侧与所述第一壳体的右侧共面，第一壳体和第二壳体共面的一侧设置有第二开口，所述第二壳体通过透明隔板分隔为左右两个空间，且左侧空间和右侧空间的上部连通，所述右侧空间内的底部设置有储水筒，所述右侧空间的中部设置有锥形板，所述锥形板的底部与所述储水筒连接。本发明实现自动浇水、自动调节温度，节省了用户时间。

Description

智能家用花卉装置

技术领域

本发明涉及花卉装置领域。更具体地说，本发明涉及一种智能家用花卉装置。

背景技术

近年来，我国花卉种植面积、开发品种、生产数量、出口国家逐年增多，已成为世界花卉大国。全国花卉产业的统计数据显示，2016年，我国花卉种植面积达133万公顷，花卉销售额1389.70亿元，出口额达6.17亿美元。可以说，我国花卉产业的产值是相当可观的，因此带来室内花卉的产值提高。但经常由于工作繁忙或在外出差而忘记照料植物，或是对植物的习性不了解养不活植物。不管因为什么样的原因，都是因为养花者与盆栽里的植物缺少“交流”。

智能花卉交互也逐渐走进人们的视野之中。智能花卉、花盆交互设备属于智能家居范畴内，当下国外的智能家用市场已经做大做强，鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得中国成为了全球各大生产智能家用设备厂商逐鹿的大战场，同时，也带动了我国对智能家用设备仪器的重视，家居设备的研发与测试技术也有了比较迅速的发展，智能花盆自然也包括其中。针对当前市场环境，我们希望设计出一个产品帮助工作生活忙碌的人们照料花卉绿植。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能家用花卉装置，用温度传感器、土壤湿度传感器获取植物土壤的水份、温度情况经过MCU的处理实现自动浇水、自动调节温度，节省了用户时间。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种智能家用花卉装置，包括：

花卉库，包括第一壳体、花卉座和旋转机构，所述第一壳体的上部为透明材料制成，所述花卉座设置于所述第一壳体内，所述花卉座底部与旋转机构同轴连接，所述花卉座沿其周向等间隔开设有四个第一开口，所述第一开口与花卉底座的边缘贯通；

花卉培养室，包括第二壳体和升降机构，所述第二壳体的上部为透明材料制成，所述第二壳体的左侧与所述第一壳体的右侧共面，第一壳体和第二壳体共面的一侧设置有第二开口，所述第二壳体通过透明隔板分隔为左右两个空间，且左侧空间和右侧空间的上部连通，所述右侧空间内的底部设置有储水筒，所述右侧空间的中部设置有锥形板，所述锥形板的底部与所述储水筒连接；

四个花盆，其一一对应的设置于四个第一开口上，所述花盆上设置有RFID标签；每个花盆位于第一壳体中的同一位置，并在RFID标签录入该位置信息；

湿度传感器，其与花盆一一对应，所述湿度传感器插入花盆的土壤中，且位于花盆内的下部，所述湿度传感器与同一花盆中的RFID标签连接；

RFID阅读器，用于接收所有RFID标签发送的信号并传输；

夹持件和喷淋系统，所述夹持件包括机械抓手、伸缩杆和控制器，所述伸缩杆水平固定于所述第二壳体左侧的上部，所述伸缩杆与所述机械抓手连接，所述机械抓手可抓取花盆，所述控制器与所述机械抓手、伸缩杆连接，所述喷淋系统设置于右侧空间的顶部；

控制单元，其与RFID阅读器、旋转机构、升降机构、控制器以及喷淋系统连接；

其中，所述花卉座通过所述旋转机构驱动其间隙转动，所述花卉座有部分穿入所述第二壳体，所述升降机构的升降端设置于所述花卉座位于第二壳体左侧空间的正下方，且升降机构的升降端设置为：当花卉座的其中一个第一开口位于所述升降机构的升降端正上方时，升降机构的升降端在上升时可通过所述第一开口；

控制单元接收RFID阅读器发出的每个花盆的湿度信号，并分别与每个花盆预设的湿度值进行比较，当其中一个或多个花盆对应的湿度值低于预设湿度值时，所述控制单元根据每个花盆RFID标签在控制单元中的排序，依次控制湿度值低于预设湿度值的花盆进入第二壳体的喷淋系统下方进行喷淋。

优选的是，所述旋转机构包括：分度盘、拨盘、驱动电机和机架；

所述分度盘上沿其周向等间隔设置有四个径向槽，所述分度盘上相邻两个径向槽之间的边缘为内凹锁止弧，所述拨盘的一侧具有圆销，所述拨盘的其余侧为外凸圆弧；

所述花卉座的底部和所述分度盘同轴连接于所述机架上，所述拨盘设置于所述机架上，所述驱动电机驱动所述拨盘转动；当所述拨盘作匀速转动时，所述拨盘通过其圆销和外凸圆弧驱使所述分度盘做时转时停的间歇运动；

所述控制单元与所述驱动电机连接。

优选的是，所述升降机构包括：驱动舵机、驱动齿轮、驱动齿条、倍速位移齿轮组、第一执行齿条和升降支架；

所述驱动舵机驱动驱动齿轮转动，所述驱动齿轮与所述驱动齿条啮合，所述驱动齿条与所述倍速位移齿轮组传动，所述倍速位移齿轮组驱动所述第一执行齿条上下移动，所述第一执行齿条与升降支架连接；

所述控制单元与所述驱动舵机连接。

优选的是，所述倍速位移齿轮组包括：小齿轮、大齿轮、第二执行齿条；

所述驱动齿条与所述小齿轮均设置于第一支架上，所述小齿轮通过轴杆与大齿轮同轴连接，所述小齿轮与所述第二执行齿条啮合，所述大齿轮与所述第一执行齿条啮合。

优选的是，所述第二壳体的高度高于所述第一壳体的高度。

优选的是，还包括：

温度传感器，其设置于所述第一壳体内，所述温度传感器与所述控制单元连接；

冷暖风系统，其与控制单元连接。

本发明至少包括以下有益效果：本申请花卉装置利用温度传感器、土壤湿度传感器获取植物土壤的水份、温度情况经过MCU的处理实现自动浇水、自动调节温度，节省了用户时间。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明智能家用花卉装置外部结构示意图；

图2是本发明旋转机构的结构示意图；

图3是本发明升降机构的结构示意图；

图4是本发明第二壳体内部示意图。

附图标记说明：

1第一壳体，2第二壳体，3第三壳体，4花卉座，5第一开口，6储水筒，7锥形板，8机械抓手，9伸缩杆，10喷淋系统，11分度盘，12拨盘，13驱动电机，14机架，15径向槽，16凹锁止弧，17圆销，18外凸圆弧，19驱动舵机，20驱动齿轮，21驱动齿条，22第一执行齿条，23升降支架，24小齿轮，25大齿轮，26第二执行齿条，27透明隔板，28花盆，29升降机构，30第一支架。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。

如图1～4所示，本发明提供一种智能家用花卉装置，包括：

花卉库，包括第一壳体1、花卉座4和旋转机构，所述第一壳体1的上部为透明材料制成，所述花卉座4设置于所述第一壳体1内，所述花卉座4底部与旋转机构同轴连接，所述花卉座4沿其周向等间隔开设有四个第一开口5，所述第一开口5与花卉底座的边缘贯通，所述花卉座4底的第一开口5处放置盆栽，盆栽的底面积大于所述第一开口5；

花卉培养室，包括第二壳体2和升降机构29，所述第二壳体2的上部为透明材料制成，所述第二壳体2的左侧与所述第一壳体1的右侧共面，第一壳体1和第二壳体2共面的一侧设置有第二开口，第二开口可以是一个、两个或多个，以不影响花盆28通过花卉底座旋转从花卉库进入花卉培养室，以及从花卉培养室再次进入花卉库为目的，所述第二壳体2通过透明隔板27分隔为左右两个空间，且左侧空间和右侧空间的上部连通，所述右侧空间内的底部设置有储水筒6，所述右侧空间的中部设置有锥形板7，所述锥形板7的底部与所述储水筒6连接；

四个花盆28，其一一对应的设置于四个第一开口5上，所述花盆28上设置有RFID标签；每个花盆28均保持位于第一壳体1中的同一位置，并在RFID标签录入该位置信息；

湿度传感器，其与花盆28一一对应，所述湿度传感器插入花盆28的土壤中，且位于花盆28内的下部，所述湿度传感器与同一花盆28中的RFID标签连接；

RFID阅读器，用于接收所有RFID标签发送的信号并传输；

夹持件和喷淋系统10，所述夹持件包括机械抓手8、伸缩杆9和控制器，所述伸缩杆9水平固定于所述第二壳体2左侧的上部，所述伸缩杆9与所述机械抓手8连接，所述机械抓手8可抓取花盆28，所述控制器与所述机械抓手8、伸缩杆9连接，所述喷淋系统10设置于右侧空间的顶部；

控制单元，采用MCU单片机，设置于第三壳体3中，所述第三壳体3与所述第二壳体2的右侧面共面，所述控制单元与RFID阅读器、旋转机构、升降机构29、控制器以及喷淋系统10连接；

其中，所述花卉座4通过所述旋转机构驱动其间隙转动，所述花卉座4有部分穿入所述第二壳体2，所述升降机构29的升降端设置于所述花卉座4位于第二壳体2左侧空间的正下方，且升降机构29的升降端设置为：当花卉座4的其中一个第一开口5位于所述升降机构29的升降端正上方时，升降机构29的升降端在上升时可通过所述第一开口5；

控制单元接收RFID阅读器发出的每个花盆28的湿度信号，并分别与每个花盆28预设的湿度值进行比较，当其中一个或多个花盆28对应的湿度值低于预设湿度值时，所述控制单元根据每个花盆28RFID标签在控制单元中的排序，依次控制湿度值低于预设湿度值的花盆28进入第二壳体2的喷淋系统10下方进行喷淋。

具体为：当1号RFID标签对应的花盆28中湿度值低于其预设湿度值时，所述控制单元根据1号RFID标签的位置信息，控制旋转机构驱动花卉座4转动至1号RFID标签对应的花盆28进入第二壳体2左侧空间，且位于升降机构29的升降端的正上方，之后控制单元控制升降机构29上升，升降机构29的升降端穿过第一开口5，并支撑上方的花盆28上升至设定位置，升降机构29停止，所述控制单元控制机械抓手8夹持花盆28，之后控制伸缩杆9伸缩，使花盆28移动至喷淋系统10下方，夹持件停止，控制单元控制喷淋系统10开启，对花盆28进行浇水，当控制单元接收到1号RFID标签的湿度信号高于设定湿度值时，控制单元控制喷淋系统10关闭，所述控制单元控制伸缩杆9伸缩，使花盆28移动至升降机构29的升降端的正上方，并控制机械抓手8松弛，使花盆28落于升降机构29的升降端，控制单元控制升降机构29的升降端下降，使花盆28归位于花卉座4上，控制单元控制旋转机构旋转，使花盆28再次回到第一壳体1中的原始位置。若同一阶段还有其他花盆28的湿度值低于设定湿度值，依次按照顺序进行一次上述流程即可。本申请可通过观察植物土壤湿度及时对植物进行自动养护操作。

智能家用花卉装置是一套综合的传感器感知和执行体系，由花卉库和花卉培养室组成。选择你需要的花卉放入花卉库，通过旋转机构和升降机构29将花卉移入花卉培养室中进行湿度调整。本装置既给用户带来养殖的乐趣，也能帮助忙碌的用户养护植物。

本申请的智能家用花卉装置的一优选实施例中，所述旋转机构包括：分度盘11、拨盘12、驱动电机13和机架14；

所述分度盘11上沿其周向等间隔设置有四个径向槽15，所述分度盘11上相邻两个径向槽15之间的边缘为内凹锁止弧16，所述拨盘12的一侧具有圆销17，所述拨盘12的其余侧为外凸圆弧18；

所述花卉座4的底部和所述分度盘11同轴连接于所述机架14上，所述拨盘12设置于所述机架14上，所述驱动电机13驱动所述拨盘12转动；当所述拨盘12作匀速转动时，所述拨盘12通过其圆销17和外凸圆弧18驱使所述分度盘11做时转时停的间歇运动；

所述控制单元与所述驱动电机13连接。

在上述技术方案中，拨盘12上的圆销17尚未进入分度盘11的径向槽15时,由于分度盘11的内凹锁止弧16被拨盘12的外凸圆弧18卡住,故分度盘11静止不动。图2所示位置是当圆销17进入分度盘11径向槽15时的情况。这时锁止弧被松开，因此分度盘11受圆销17驱使沿逆时针方向转动。当圆销17开始脱出分度盘11的径向槽15时,分度盘11的另一内凹锁止弧16又被拨盘12的外凸圆孤卡住,致使分度盘11又静止不动，直到圆销17再进入分度盘11的另一径向槽15时,两者又重复上述的运动循环。在本实施例中，设计拨盘12转一圈，分度盘11旋转90°，恰好使另一盆植物到达升降机构29的升降端上方方便操作，精准定位。

本申请的智能家用花卉装置的一优选实施例中，所述升降机构29包括：驱动舵机19、驱动齿轮20、驱动齿条21、倍速位移齿轮组、第一执行齿条22和升降支架23；

所述驱动舵机19驱动驱动齿轮20转动，所述驱动齿轮20与所述驱动齿条21啮合，所述驱动齿条21与所述倍速位移齿轮组传动，所述倍速位移齿轮组驱动所述第一执行齿条22上下移动，所述第一执行齿条22与升降支架23连接，带动所述升降支架23上下移动，所述升降支架23为升降机构29的升降端；

所述控制单元与所述驱动舵机19连接。

本申请的智能家用花卉装置的一优选实施例中，所述倍速位移齿轮组包括：小齿轮24、大齿轮25、第二执行齿条26；

所述驱动齿条21与所述小齿轮24均设置于第一支架30上，所述小齿轮24通过轴杆与大齿轮25同轴连接，所述小齿轮24与所述第二执行齿条26啮合，所述大齿轮25与所述第一执行齿条22啮合。

在上述技术方案中，升降机构29的升降端上升时，驱动舵机19驱动驱动齿轮20转动，与其啮合的驱动齿条21上升，带动小齿轮24上升，小齿轮24上升时，第二执行齿条26带动小齿轮24旋转，与其同轴连接的大齿轮25同向旋转，驱动与其啮合的第一执行齿条22上升，此过程中，第一执行齿条22受到倍速位移齿轮组同向上升的位移，同时也受到倍速位移齿轮组中大齿轮25与其啮合顶升的位移，大齿轮25分度圆旋转弧长是驱动齿轮20的两倍。

倍数位移齿轮齿条升降机(选择花卉提升机)：将花卉提升至培养室，养护完成后升降机构29下降，植物回到花卉仓库，

本申请的智能家用花卉装置的一优选实施例中，所述第二壳体2的高度高于所述第一壳体1的高度。

本申请的智能家用花卉装置的一优选实施例中，还包括：

温度传感器，其设置于所述第一壳体1内，所述温度传感器与所述控制单元连接；

冷暖风系统，其与控制单元连接。

温度传感器用于检测第一壳体1内的温度，并传送至控制单元，与预设温度范围进行比较，当检测温度超出预设温度范围时，控制单元开启冷暖风系统，调节第一壳体1内的温度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (6)

1.一种智能家用花卉装置，其特征在于，包括：

花卉库，包括第一壳体、花卉座和旋转机构，所述第一壳体的上部为透明材料制成，所述花卉座设置于所述第一壳体内，所述花卉座底部与旋转机构同轴连接，所述花卉座沿其周向等间隔开设有四个第一开口，所述第一开口与花卉底座的边缘贯通；

花卉培养室，包括第二壳体和升降机构，所述第二壳体的上部为透明材料制成，所述第二壳体的左侧与所述第一壳体的右侧共面，第一壳体和第二壳体共面的一侧设置有第二开口，所述第二壳体通过透明隔板分隔为左右两个空间，且左侧空间和右侧空间的上部连通，所述右侧空间内的底部设置有储水筒，所述右侧空间的中部设置有锥形板，所述锥形板的底部与所述储水筒连接；

四个花盆，其一一对应的设置于四个第一开口上，所述花盆上设置有RFID标签；每个花盆位于第一壳体中的同一位置，并在RFID标签录入该位置信息；

湿度传感器，其与花盆一一对应，所述湿度传感器插入花盆的土壤中，且位于花盆内的下部，所述湿度传感器与同一花盆中的RFID标签连接；

RFID阅读器，用于接收所有RFID标签发送的信号并传输；

夹持件和喷淋系统，所述夹持件包括机械抓手、伸缩杆和控制器，所述伸缩杆水平固定于所述第二壳体左侧的上部，所述伸缩杆与所述机械抓手连接，所述机械抓手可抓取花盆，所述控制器与所述机械抓手、伸缩杆连接，所述喷淋系统设置于右侧空间的顶部；

控制单元，其与RFID阅读器、旋转机构、升降机构、控制器以及喷淋系统连接；

其中，所述花卉座通过所述旋转机构驱动其间隙转动，所述花卉座有部分穿入所述第二壳体，所述升降机构的升降端设置于所述花卉座位于第二壳体左侧空间的正下方，且升降机构的升降端设置为：当花卉座的其中一个第一开口位于所述升降机构的升降端正上方时，升降机构的升降端在上升时可通过所述第一开口；

控制单元接收RFID阅读器发出的每个花盆的湿度信号，并分别与每个花盆预设的湿度值进行比较，当其中一个或多个花盆对应的湿度值低于预设湿度值时，所述控制单元根据每个花盆RFID标签在控制单元中的排序，依次控制湿度值低于预设湿度值的花盆进入第二壳体的喷淋系统下方进行喷淋。

2.如权利要求1所述的智能家用花卉装置，其特征在于，所述旋转机构包括：分度盘、拨盘、驱动电机和机架；

所述分度盘上沿其周向等间隔设置有四个径向槽，所述分度盘上相邻两个径向槽之间的边缘为内凹锁止弧，所述拨盘的一侧具有圆销，所述拨盘的其余侧为外凸圆弧；

所述花卉座的底部和所述分度盘同轴连接于所述机架上，所述拨盘设置于所述机架上，所述驱动电机驱动所述拨盘转动；当所述拨盘作匀速转动时，所述拨盘通过其圆销和外凸圆弧驱使所述分度盘做时转时停的间歇运动；

所述控制单元与所述驱动电机连接。

3.如权利要求1所述的智能家用花卉装置，其特征在于，所述升降机构包括：驱动舵机、驱动齿轮、驱动齿条、倍速位移齿轮组、第一执行齿条和升降支架；

所述驱动舵机驱动驱动齿轮转动，所述驱动齿轮与所述驱动齿条啮合，所述驱动齿条与所述倍速位移齿轮组传动，所述倍速位移齿轮组驱动所述第一执行齿条上下移动，所述第一执行齿条与升降支架连接；

所述控制单元与所述驱动舵机连接。

4.如权利要求3所述的智能家用花卉装置，其特征在于，所述倍速位移齿轮组包括：小齿轮、大齿轮、第二执行齿条；

所述驱动齿条与所述小齿轮均设置于第一支架上，所述小齿轮通过轴杆与大齿轮同轴连接，所述小齿轮与所述第二执行齿条啮合，所述大齿轮与所述第一执行齿条啮合。

5.如权利要求1所述的智能家用花卉装置，其特征在于，所述第二壳体的高度高于所述第一壳体的高度。

6.如权利要求1所述的智能家用花卉装置，其特征在于，还包括：

温度传感器，其设置于所述第一壳体内，所述温度传感器与所述控制单元连接；

冷暖风系统，其与控制单元连接。

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