CN114073225A - 一种立体种植装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种立体种植装置及系统，属于农作物栽培设备领域，立体种植装置包括：水培组件；设置于水培组件下方的遮光培育组件，遮光培育组件的侧壁为遮光机构，遮光培育组件内部形成有容纳腔体。本申请的立体种植装置及系统能具有空间利用率高、光照强度可调的优点。

Description

一种立体种植装置及系统

技术领域

本申请涉及农作物栽培设备的领域，尤其是涉及一种立体种植装置及系统。

背景技术

目前，水培菜通常在暖棚内进行单层种植，这种种植结构可以令水培菜获得充足的光照保证其生长，水培菜在白天生长吸收二氧化碳，释放氧气；食用菌通常也在暖棚内单层种植，在保证温度和湿度的前提下需减小光线直射，食用菌的生长需要吸收氧气，释放二氧化碳。

针对上述中的相关技术，发明人认为食用菌和水培菜单层种植存在空间利用率不佳的缺陷。

发明内容

为了改善相关技术中食用菌和水培菜单层种植空间利用率不佳的问题，本申请提供一种立体种植装置及系统。

第一方面，本申请提供一种立体种植装置，采用如下的技术方案：

一种立体种植装置，包括：

水培组件；设置于水培组件下方的遮光培育组件，遮光培育组件的侧壁为遮光机构，遮光培育组件内部形成有容纳腔体。

通过采用上述技术方案，能够在垂直方向上同时种植水培菜和食用菌，提高空间利用率。

优选的，水培组件包括水培槽，水培槽两端设置有进液口和出液口。

通过采用上述技术方案，可以通过进液口和出液口实现培养液的补充，或者使培养液循环流动，保证水培菜能够获得充足的养分。

优选的，水培槽内设置有导流通道，导流通道的第一端与进液口相连，导流通道的第二端与出液口相连。

通过采用上述技术方案，培养液沿着导流通道流动时，水培菜能够与培养液更均匀、充分地接触，以获得充足的养分。

优选的，导流通道为网格状结构或回旋结构。

通过采用上述技术方案，水培菜可以在水培槽内有序种植，提高栽培密度，同时网格状结构或回旋结构的导流槽可以为水培菜提高充足的养分。

优选的，遮光机构包括至少两层平行设置的透光板，透光板上设置有透光通孔，相邻透光板上的透光通孔中心轴不重合。

通过采用上述技术方案，遮光机构在降低了容纳腔体内的光照强度的同时，保证了容纳腔体与外部的空气流通。

优选的，透光通孔的直径为0.3-2cm，同一透光板上的透光通孔的中心间距为透光通孔直径的1-9倍，相邻透光板的间距为透光通孔（222）直径的0.1-1倍。

通过采用上述技术方案，可以充分保证遮光效果并达到空气流通的目的。

优选的，立体种植装置还包括调整机构，调整机构用于调整透光板在空间三个方向上的位置。

通过采用上述技术方案，可以调整不同透光板上的透光通孔的空间距离距离，以调整透光量。

优选的，立体种植装置还包括输送组件，输送组件包括轨道、拖车和牵引机构，轨道设置于遮光培育组件的容纳腔体内，牵引机构牵引拖车沿着轨道往复运动。

通过采用上述技术方案，种植食用菌的菌棒可以通过拖车在牵引机构的拖动下送入遮光培育组件的容纳腔体内，提高菌棒在容纳腔体内的布置速度，提高生产效率。

第二方面，本申请提供一种立体种植系统，采用如下技术方案：

一种立体种植系统，包括：前述的立体种植装置；设置于立体种植装置外部的暖棚，用于将立体种植装置完全笼罩在内；温湿度控制装置，用于控制暖棚内的温度和湿度。

通过采用上述技术方案，可以将立体种植装置安装于暖棚内并对暖棚内的温度和湿度进行控制，实现食用菌与水培菜的种植。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将食用菌与水培菜立体种植，提高了空间利用率；

2.通过调整多层透光板的空间位置，可以调整遮光培育组件内的光照强度，最大限度的满足食用菌的生长条件；

3.输送组件的设置，便于食用菌的菌棒在容纳腔体内的布置，提高了工作效率。

附图说明

图1是本申请实施例的立体种植装置的三维结构示意图；

图2是本申请实施例的立体种植装置的水培组件的结构示意图；

图3是本申请实施例的立体种植装置的遮光机构的结构示意图；

图4是本申请实施例的立体种植装置的调整机构的结构示意图；

图5是本申请实施例的立体种植装置的调整机构的部分侧视图；

图6是本申请另一实施例的立体种植装置的三维结构示意图；

图7是本申请另一实施例的立体种植装置的输送组件结构示意图；

图8本申请另一实施例的轨道连接和牵引机构设置示意图。

附图标记说明：1、水培组件；2、遮光培育组件；3、输送组件；11、水培槽；12、进液口；13、出液口；14、导流通道；15、隔板；21、顶板；22、遮光机构； 23、调整机构；31、轨道；32、拖车、33、牵引机构；221、透光板；222、通光孔；231、支撑板；232、第一齿条；233、第一齿轮；235、第二齿条；236、第二齿轮；237、第三齿条；238、第三齿轮；331、第一滚轴；332、第二滚轴；333、绳索。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种立体种植装置，参照图1和图2。立体种植装置包括水培组件1，用于种植水培菜；设置于水培组件1下方的遮光培育组件2，遮光培育组件2的侧壁为遮光机构22，遮光培育组件2内部形成有用于种植食用菌的容纳腔体。

具体的，水培组件1包括水培槽11，通过在水培槽11内填充培养液可进行水培菜的种植。水培槽11包括底板和侧壁，为了便于水培菜在水培槽11内固定，还可以在水培槽内设置网状的支撑架（图中未示出），支撑架设置有若干通孔，水培菜可固定于通孔内。

参照图2，由于培养液在水培槽11内会自然挥发，且随着水培菜生长，培养液的养分含量会逐渐降低，优选的，水培组件1还包括设置于水培槽11两端的进液口12和出液口13。将进液口12和出液口13利用泵体与装有培养液的容器相连，可实现培养液在水培槽内的循环流动，保证水培菜养分供应充足。

优选的，为了使培养液能够均匀到达每株水培菜的根部，在水培槽11的底部还设置有导流通道14，导流通道14用于引导培养液的流动方向。导流通道14可以采用隔板15在水培槽11内制作，隔板15可以为金属或非金属材料，优选抗腐蚀能力强的有机高分子材料。导流通道14可以为回旋结构，培养液从进液口12流入后沿着导流通道14回旋流动，使沿着导流通道14设置的水培菜均能与培养液充分接触。可选的，导流通道14还可以是相互连通的网格状结构，本领域技术人员可以根据需要自行选择，此处不作具体限定。

参照图1和图3，遮光培育组件2设置于水培组件1的下方，遮光培育组件2包括顶板21以及与顶板21四角固定连接的立柱（图中未示出），在顶板21的下方两侧分别设置有与顶板垂直的遮光机构22，遮光机构22的两端与立柱固定连接，位于两侧的遮光机构22相互平行，遮光机构22与顶板21和地面之间形成容纳腔体。顶板21与水培槽1的底板可拆卸连接或固定连接，可选的，顶板21也可以与水培槽1的底板一体成型。

遮光机构22包括至少两层平行设置的透光板221，每层透光板221上均匀设置有透光通孔222，相邻透光板221上的透光通孔222的中心轴不重合，相邻透光板221上的透光通孔222的直径可以相同也可以不同，透光通孔的直径为0.3-2cm。同一透光板221上的透光通孔222的中心距离为透光通孔222直径的1-9倍。当相邻透光板221上的透光通孔222的直径相同时，相邻透光板221的间距为透光通孔222直径的0.1-1倍；当相邻透光板21上的透光通孔222的直径不同时，相邻透光板221的间距既可以为较大直径的透光通孔222的直径的0.1-1倍，也可以为较小直径的透光通孔222的直径的0.1-1倍，本领域技术人员可以根据需要进行选择。通过在透光板221上设置透光通孔222通孔并使相邻透光板221上的透光通孔222的中心轴不重合，使得遮光培育组件2内的食用菌既能获得生长必要的光照，又能避免强烈光照对食用菌生长的影响，同时还能够与外部环境进行气体和水分的交换。

进一步的，由于光照强度会随着季节和天气发生变化，因此，为了使遮光培育组件2内的食用菌适应不同的季节和天气，遮光培育组件2还包括调整机构23，用于调整透光板在空间三个方向上的位置。

参照图4和图5，调整机构23包括设置于透光板221的靠近容纳腔体一侧上端的支撑板231、设置于支撑板231上表面的第一齿条232、与第一齿条232配合的第一齿轮233、设置于透光板221两侧端面的第二齿条235、与第二齿条235配合的第二齿轮236、设置于透光板221底端的第三齿条237以及与第三齿条237配合的第三齿轮238。

支撑板231与水培槽1平行且与透光板221垂直，支撑板231与透光板221固定连接，第一齿条232垂直于透光板221所在的平面 ，第一齿轮233与第一齿条232相啮合。第一齿轮233在电机驱动下旋转时，通过第一齿条232可带动透光板221沿着与透光板221垂直的方向运动，由此可调整相邻透光板21之间的垂直距离。

第二齿条235竖直设置于透光板221两侧端面并与透光板221固定连接，第二齿轮236与第二齿条235相啮合。第二齿轮236在电机驱动下旋转时，通过第二齿条235可带动透光板221在垂直方向上运动。

第三齿条237水平设置于透光板221的底端, 第三齿条237与透光板221固定连接，第三齿轮238设置于第三齿条237下方并与第三齿条237相啮合。第三齿轮238在电机驱动下旋转时，通过第三齿条237可带动透光板221沿着长度方向移动。

为了保证透光板221在朝向任何一个方向运动时，其他两个方向上的齿轮和齿条始终保持啮合状态，调整机构还包括第一框架、第二框架和第三框架，三个框架相互嵌套且所在平面相互垂直。第一齿轮233与第一框架固定连接，第一框架可相对于第二框架和第三框架运动，以保证透光板221在第一齿轮233的驱动下运动时，第二齿轮235与第二齿条236始终啮合，第三齿轮238与第三齿轮237始终啮合；第二齿轮236与第二框架固定连接，第二框架可相对于第一框架和第三框架运动，以保证透光板221在第二齿轮236的驱动下运动时，第一齿轮233与第二齿条232始终啮合，第三齿轮238与第三齿条237始终啮合；第三齿轮238与第三框架固定连接，第三框架可相对于第一框架和第二框架运动，以保证透光板221在第三齿轮238的驱动下运动时，第一齿轮233与第二齿条232始终啮合，第二齿轮235与第二齿条236始终啮合。

通过在每层透光板221上设置调整机构23，可以调整透光板221在空间三个方向上的位置，从而调节多层透光板221上的透光通孔222的位置关系。例如，当夏季光照强度较强时，可通过调整多层透光板221的位置使相邻层透光板221上的透光通孔222的轴线的间距增大，通过多层透光板221的错位关系遮蔽光线，减小遮光培育组件2内的光照强度；当冬季光照强度较弱时，可通过整多层透光板221的位置使相邻层透光板221上的透光通孔222的轴线的间距减小，降低对光线的遮蔽作用，使光照能够更多的射入遮光培育组件2内部以提高温度。

参照图6和图7，为了便于将菌棒布置到遮光培育组件2内部，立体种植装置还包括输送组件3。输送组件3包括轨道31、拖车32和牵引机构33。其中，轨道31设置于遮光培育组件2内部地面上并与腔体侧壁平行；拖车32可以沿着轨道31往复运动，拖车32两端设置有用于与相邻拖车32连接的连接部件321，连接部件321可以为挂钩；牵引机构33包括设置于遮光培育组件2外部两端的第一滚轴331和第二滚轴332，第一滚轴331和第二滚轴332通过电机驱动旋转，第一滚轴331和第二滚轴332之间设置有绳索333，绳索333两端缠绕于第一滚轴331和第二滚轴332上，绳索333与拖车32固定连接。

在工作时，多个拖车32可通过连接部件321首尾连接，绳索333与其中一个拖车32固定连接，当第一滚轴331在电机驱动下主动旋转时，绳索333拖动连在一起的多个拖车32沿着轨道31向第一滚轴331一侧运动，第二滚轴332被动释放绳索；当第二滚轴332在电机驱动下主动旋转时，绳索333拖动连在一起的多个拖车32沿着轨道31向第二滚轴331一侧运动，第一滚轴331被动释放绳索。当菌棒放到拖车32上后，在第一滚轴331和第二滚轴332拖动下，拖车32被拖入遮光培育组件2内部，提高了菌棒的布置效率。

可选的，参照图8，为了提高输送组件3的应用效率和菌棒的布置效率，可将两台立体种植装置平行设置，其中一台包括轨道31、拖车32和牵引机构33，另一台在遮光培育组件内设置轨道31和拖车32，不包括牵引机构33。设置于两台立体种植装置内的轨道两端通过弧形轨道连接成闭环形状，设置于两台立体种植装置内的拖车均首尾相连。设置有牵引机构33的立体种植装置内的其中一台拖车与牵引机构33所包括的绳索333固定连接，通过第一滚轴331和第二滚轴332拖动该拖车32运动时时，可同时带动两台立体种植装置轨道31上的所有拖车32同步运动，工作人员只需在两端的弧形轨道处即可完成在所有拖车32上布设菌棒。菌棒在遮光培育组件2内布设完成后，可采用遮光布对立体种植装置两端覆盖。

在本申请的实施例中，立体种植装置的水培槽高度可以为0.8-1.5m，宽度可以为1.2-2m，长度可以为5-200m；相应的遮光培育组件2的长度和宽度与水培槽11的长度和宽度相同，其容纳腔体的高度可以根据食用菌菌棒布设的厚度进行设置。拖车32的长度可以为1-3m，宽度可以为0.8-1.8m。本领域技术人员也可以根据需要设置立体种植装置各部件的尺寸，此处不作具体限定。

本申请实施例还公开一种立体种植系统，包括前述的立体种植装置、暖棚和温湿度控制装置。

暖棚设置于立体种植装置的外部，将立体种植装置完全笼罩在内。暖棚可以采用透光塑料、玻璃等材料制作，以保证暖棚内有充足的光照。暖棚可以设置能够打开和关闭的窗口，用于在必要情况下进行空气流通。

温湿度控制装置用于控制暖棚内的温度和湿度，保证暖棚内种植的作为能够在适应的温度和湿度条件下生长。其中，温湿度控制装置可以包括用于控制温度的空调和/或燃气供热设备，以及用于控制湿度的加湿器和/或通风设备，本领域技术人员可以根据需要确定温湿度控制装置的构成，此处不作具体限定。

本申请提供的立体种植装置及系统，能够在垂直方向上同时种植食用菌和水培菜，空间利用率高。通过遮光机构22能够调整遮光培育组件2内的光照强度，既降低了强光对食用菌生长的影响，又保证了空气和水分的流通。白天水培菜不仅通过光合作用释放氧气为食用菌的呼吸作用创造条件，还能够通过蒸腾作用增加空气湿度；食用菌进行呼吸作用时释放的二氧化碳有利于水培菜进行光合作用，二者互惠互利。输送组件3的设置提高了菌棒在遮光培育组件2内的布置效率。

本申请提供的立体种植装置及系统不仅限于在上层种植水培菜、在下层种植食用菌，也可以在水培组件1内填充土壤种植其他喜光作物，在遮光培育组件2内也可以种植其他对光照要求较低的作物。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立体种植装置，其特征在于：包括

水培组件（1）；

设置于水培组件（1）下方的遮光培育组件（2），遮光培育组件（2）的侧壁为遮光机构（22），遮光培育组件（2）内部形成有容纳腔体。

2.根据权利要求1所述的立体种植装置，其特征在于：所述水培组件（1）包括水培槽（11），水培槽两端设置有进液口（12）和出液口（13）。

3.根据权利要求2所述的立体种植装置，其特征在于：所述水培槽（11）内设置有导流通道（14），导流通道（14）的第一端与进液口（12）相连，导流通道的第二端与出液口（13）相连。

4.根据权利要求3所述的立体种植装置，其特征在于：所述导流通道（14）为网格状结构或回旋结构。

5.根据权利要求1所述的立体种植装置，其特征在于：所述遮光机构（22）包括至少两层平行设置的透光板（221），透光板（221）上设置有透光通孔（222），相邻透光板（221）上的透光通孔（222）中心轴不重合。

6.根据权利要求5所述的立体种植装置，其特征在于：所述透光通孔（222）的直径为0.3-2cm，同一透光板（221）上的透光通孔（222）的中心间距为透光通孔（222）直径的1-9倍，相邻透光板（221）的间距为透光通孔（222）直径的0.1-1倍。

7.根据权利要求5所述的立体种植装置，其特征在于：所述遮光培育组件还包括调整机构（23），所述调整机构（23）用于调整透光板（221）在空间三个方向上的位置。

8.根据权利要求1所述的立体种植装置，其特征在于：还包括输送组件（3），所述输送组件（3）包括轨道（31）、拖车（32）和牵引机构（33），所述轨道（31）设置于遮光培育组件（2）的容纳腔体内，所述牵引机构（33）牵引所述拖车（32）沿着轨道往复运动。

9.根据权利要求8所述的立体种植装置，其特征在于：所述牵引机构（33）包括设置于遮光培育组件（2）外部两端的第一滚轴（331）和第二滚轴（332）以及设置于第一滚轴（331）和第二滚轴（332）之间的绳索（333），所述绳索（333）与拖车（32）固定连接，第一滚轴（331）或第二滚轴（332）在电机驱动下旋转时可带动拖车（32）沿着轨道（31）往复运动。

10.一种立体种植系统，其特征在于：包括

权利要求1-9任一项所述的立体种植装置；

设置于所述立体种植装置外部的暖棚，用于将所述食用菌与水培菜立体种植装置完全笼罩在内；

温湿度控制装置，用于控制暖棚内的温度和湿度。

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