CN114557274A - 一种自动气雾栽培种植系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动气雾栽培种植系统，包括由底盘和苗床组成的机架；安装于底盘表面的至少两个种植塔；安装于苗床下方的营养液箱；安装于底盘上且连接至营养液箱中的气雾喷射装置，气雾喷射装置至少对两种植塔内进行自动气雾喷射；其中气雾喷射装置中安装有定时器，位于种植塔内的气雾喷射装置对具体位置处的种植物进行精确喷洒。本发明通过在自动气雾栽培种植系统中设置有定时器，可实现自动启动和关闭营养液泵的运行，有效解决了营养液泵不停运作而导致的高耗电量，运营成本的增加及最终营养液泵破坏的问题。通过营养液泵连接延伸支管，对至少两组的种植塔内的种植物进行营养液精确喷洒。

Description

一种自动气雾栽培种植系统

技术领域

本发明涉及农业种植技术领域，尤其是涉及一种自动气雾栽培种植系统。

背景技术

随着越来越多人往城市移居，找寻更好的就业机会，剧增的城市人口也意味着对食物的需求也随着剧增。今天，世界超过一半的人口居住在城市。据联合国估计，到2050年，城市人口将会占据世界总人口的65％。这将会给城市的食物供应带来很大的挑战。

城市农业，以更小的面积来种植更多的食物可以解决部分对农村面对的压力。但因为农业可带来的经济效益不大，很多年轻人不愿把耕种当成职业，导致农民的平均年龄越来越大。但如果我们要有食物，就得让农民实现更高的收入，让农业成为有奔头的产业，让农民成为有吸引力的职业以吸引更多有知识的年轻人从事农业。这就需要提高农业生产力，并以专业化的生产方式来扩大生产规模和经济效益。

传统农业需要用很多水和土地资源，但这些资源都是有限的。气雾栽培是现代农业其中的一种最高效的种植技术。因为采用这技术种植的蔬菜的根部是通过悬挂在空气中，同时营养液是通过喷嘴以雾状向蔬菜的根喷洒，使得蔬菜的根部最有效和最充分的吸收营养液，促使蔬菜长得又快又大，使得气雾栽培得到比较迅速的推广。因此，本申请提出了无土栽培的技术的发展，来解决有限的水和土地资源的问题。

现有技术虽然已有无土栽培的相关系统，如专利号为2020232504277的一种独立自动气雾栽培种植箱。

如专利号为ZL200920074242X的专利，公开了一种梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统，公开了技术如钢架，一件一件，通过焊接，螺栓和螺帽等的工艺来固定和安装。因为散件都是以人工在工厂生产的，很难做到百分百的精确度，导致在现场组装时，因为加工尺寸不准确，导致要对部件做修正和反工，费时又费力，安装，施工费用比设备费高多，实现不了“可以以廉价的成本实现气生根”，“…成本低的特点，有利于农业工厂化技术的推广，易于使农民转型为蓝领工人”。

而人工安装这么多散件，很难做到每个散件的接口都密封，导致在喷洒营养液时，营养液外泄而造成运营成的浪费，而且当营养液外泄，碰到阳光时，会促使种植体生长绿藻，破坏种植体，同时损害蔬菜。因为植物生长区需要通过管路连接到另外的独立营养液池，通过高压泵抽水输送到植物生长区，就需要先对高压泵的流量，压力等等进行计算来保证营养液量能满足整个植物生长区的需求，种出蔬菜。植物生长区离独立营养液池越远，高压泵的价格越高。而且整个安装复杂，很耗时，费用也高。

要把剩余的营养液回收到营养液池，需要通过管路。因为距离长，营养液可能会被感染，需安装杀菌装置。为了减缓回流营养液的流速，以保证回流营养液都能通过杀菌装置杀菌，就需要缓冲沟槽和缓冲壁，增加了造价和安装时间。而为了减少浪费营养液，需要在立体种植体的底面设置倾斜的回流槽(就是在地面挖回流槽)让营养液回流到远处的营养池。这种种植技术只适用于全球所面临缺乏耕地的有土的农场，不适用于全球越来越多城市因人口剧增的需要，在推广的城市农业，尤其是无土种植的推广。

因为包括现场施工的总造价高，建造时间长的原因，不适用于全球正在推广的高产能和高效率的城市农厂。种植体的孔是90度直通的。所有植物，包扣蔬菜在内，在生长的全过程，按自然规律都是朝上生长的。当蔬菜苗被种植到两个斜侧面的种植体，按所开的90度直通孔，蔬菜不能按自然规律朝上生长，最终影响蔬菜的生长。

现有的相关梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统专利技术完全依赖人工把带有菜苗的培养基放置到孔板上的每个种植孔。在采摘时，也是完全依赖人工把每棵菜从每个种植孔拔出，放到菜篮里，菜篮满后需把菜篮一个个沿着每排立体种植体之间狭窄的走道送到蔬菜收集处把篮子里的菜交给收集人员，然后再通过狭窄的走道回到原来最后的采摘位置，很耗费人力和时间，导致低生产效率和经济效益。农场越大，所需用的工作人员越多。在如今全世界面对农民老年化的问题，再加上这些工作都是户外的劳动，很难解决所需劳动力，尤其是吸引年轻劳动力的问题，这大大限制现有专利技术的实际运用，更是无法利于农业工厂化技术的推广，使农民转型为蓝领工人。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有技术的栽培系统现场安装复杂，施工费高、需聘用很多工人在蔬菜种植和收割的工作上。

为解决上述的技术问题，本发明技术方案提供一种自动气雾栽培种植系统，其中，包括：

由底盘和苗床组成的机架；

安装于所述底盘表面的至少两个种植塔；

安装于所述苗床下方的营养液箱；

安装于所述底盘上且连接至所述营养液箱中的气雾喷射装置，所述气雾喷射装置至少对两所述种植塔内进行自动气雾喷射；其中

所述气雾喷射装置中安装有定时器，位于所述种植塔内的所述气雾喷射装置对具体位置处的种植物进行精确喷洒；

由海绵片存放箱，海绵片输送带，已被播种海绵输出带，播种限位气缸，可左右移动和升降的真空装置，种子槽，种子槽震动装置、可升降的开孔面板和机柜组成的自动播种设备；

由机械手横移模组、机械手纵向模组和分距机械手组成的幼苗移栽机；

摆放系统，所述摆放系统包括全自动摆放/收取机构和机器辅助摆放装置；

由切割台、孔板安装口、自动孔板固定夹、气缸、切割刀、菜根收集箱、限位开关和压缩机组成的菜根自动切割设备；

由蔬菜输送带、包装机组和输出机组成的蔬菜自动包装机构。

可选地，所述种植塔包括呈梯形塔状结构组装的孔板、后孔板、一对侧板以及顶板，所述孔板和所述后孔板相对倾斜且靠近设置，一对所述侧板分别连接所述孔板和所述后孔板的左右两侧，所述顶板盖设于所述孔板、所述后孔板和一对所述侧板的顶部且四边分别与所述孔板、所述后孔板和一对所述侧板的顶边连接，孔板、所述后孔板和所述顶板的表面设置有多个矩阵式排布的种植孔，且所述种植孔中均设置有培养基，所述种植孔与所述种植塔的内部腔室联通，种植孔呈圆柱孔结构且轴向垂直水平面地设置，所述培养基水平设置于所述种植孔中。

可选地，所述气雾喷射装置包括：

固定于所述底盘上的营养液泵；

与所述营养液泵的入口连接的进水管；

与所述营养液泵的出口连接的输送管；

与所述输送管连接且穿过任意所述种植塔的侧板的延伸支管以及

安装于所述延伸支管上的雾化喷头；

营养液经所述进水管、所述营养液泵、所述输送管、所述延伸支管和所述雾化喷头以气雾状喷洒在种植于所述种植孔中的种植物上，其中

进水管和所述营养液泵之间安装有截止阀，输送管与所述延伸支管之间安装有过滤器和强磁处理器，所述过滤器靠近所述营养液泵。

可选地，所述营养液箱的侧壁安装有用于显示营养液液位的液位显示器，所述营养液箱内安装有液位浮球阀，所述液位浮球阀通过管路连接至外部的营养液供应罐，所述营养液供应罐通过管路连接至营养液调配罐，营养液泵、所述液位浮球阀均与后台控制器通讯连接或电连接。

可选地，所述已被播种海绵输出带和海绵片输送带均安装于机柜的顶部，所述已被播种海绵输出带和海绵片输送带的外壁安装有播种限位气缸，所述海绵片输送带的顶部安装有海绵片存放箱，所述机柜的顶部固定连接有两个机架，两个机架的外壁均安装有驱动气缸，驱动气缸总数量为四个，两个驱动气缸控制真空装置移动和升降，另两个驱动气缸控制开孔面板升降，所述开孔面板的外壁贯通开设有锥形嘴，所述真空装置设有针式吸嘴，所述已被播种海绵输出带的上方安装有种子槽和种子槽震动装置。

可选地，所述幼苗移栽机上安装有海绵输送线和孔板输送线，且于海绵输送线和孔板输送线的输送终端位置设置传感器，所述分距机械手安装有五个夹手，所述分距机械手还安装有伺服电机丝杠结构。

可选地，所述全自动摆放/收取机构由复合自动导引车、机械臂、机械臂夹钳、运送架、孔板和顶板组成，用于对孔板和顶板进行摆放和收取，所述复合自动导引车还包括自带的视觉器，所述运送架上安装有牵引杆，所述孔板和顶板均贯穿设有钩孔，所述孔板和顶板的外壁均开设有凹槽，所述机械臂安装于复合自动引导车上，所述机械臂上连接有机械臂夹钳。

可选地，所述机器辅助摆放装置由内燃机或电动驱动车、控制器、护栏和货架组成，所述控制器、护栏和货架均安装于内燃机或电动驱动车上。

可选地，所述切割台的顶部设有孔板安装口，所述切割台顶部的一侧安装有固定夹，所述切割台顶部的右侧安装有气缸，所述气缸的输出端与孔板安装口固定连接，所述切割刀安装于切割台的中部，所述限位开关安装于固定夹的左端部，所述压缩机安装于切割台下方横架上。

可选地，所述蔬菜输送带的上方固定连接有包装机组，包装机组包括驱动电机、驱动辊、包装卷膜、供料输送机和成形器，所述输出机安装于蔬菜输送带的右端部，且于包装机组的出口配合使用。

本发明技术方案的有益效果是：

1、本发明通过在自动气雾栽培种植系统中设置有定时器，可实现自动启动和关闭营养液泵的运行，有效解决了营养液泵不停运作而导致的高耗电量，运营成本的增加及最终营养液泵破坏的问题。通过营养液泵连接延伸支管，对至少两组的种植塔内的种植物进行营养液精确喷洒。同时可以快速，精准和以更低的施工费，把农业工厂建造起来，并可以适用于越来越多城市正在推广的高效率，高产能的城市农场，解决城市食物链安全无保障的问题。

2、本发明的栽培种植系统，可以替代现有需要很多工人在户外，从海绵片一块一块的撕下带有菜苗的海绵块，并需要按孔板和顶板上的种植孔的位置不停重复弯着腰或提着手来把无数个带有菜苗的海绵块人工塞进孔板和顶板的孔内，大大节约非常耗费人力和时间的工作，有效解决现在农业普片面对非常难找到年轻工人来从事农业的问题。在种植蔬菜时通过装有自动机器手的自动导引车从运送架把种有菜苗海绵块的孔板挂到种植塔上的挂钩和在收取蔬菜时通过装有自动机器手的自动导引车把长满蔬菜的孔板(顶板)取下放到孔板(顶板)运送架，并送到菜根自动切割设备上把菜根切除，也有效解决现在农业普片面对非常难找到年轻工人来从事农业的问题，大大提高生产力和收入，让农民达到共同富裕的目标，并解决城市食物链安全无保障的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中自动气雾栽培种植系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中自动气雾栽培种植系统去除气雾喷射装置的立体图；

图3为本发明实施例中自动播种设备的立体图；

图4为本发明实施例中幼苗移栽机的立体图；

图5为本发明实施例中幼苗移栽机的局部结构立体图；

图6为本发明实施例中全自动摆放/收取机构的侧视图；

图7为本发明实施例中全自动摆放/收取机构的局部结构俯视图；

图8为本发明实施例中全自动摆放/收取机构的局部结构的立体图；

图9为本发明实施例中内燃机或电动驱动车结构的立体图；

图10为本发明实施例中菜根自动切割设备的气缸初始状态的立体图；

图11为本发明实施例中菜根自动切割设备的气缸伸出状态的立体图；

图12为本发明实施例中蔬菜自动包装机构的立体图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

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”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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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，或一体地连接；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。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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1-图12所示，示出了一种实施例的自动气雾栽培种植系统，其中，包括由底盘2和苗床13组成的机架；安装于底盘2表面的至少两个种植塔1；安装于底盘2下方的营养液箱9；安装于底盘2上且连接至营养液箱9中的气雾喷射装置，气雾喷射装置至少对两种植塔1内进行自动气雾喷射；其中气雾喷射装置中安装有与后台控制器通讯连接(可通过任意通讯连接方式连接，如最常见的RS35、RS232、RS422等连接方式，均为现有技术，在此不赘述)的定时器22，位于种植塔1内的气雾喷射装置对具体位置处的种植物进行精确喷洒。

本实施例中，种植塔1包括呈梯形塔状结构组装的孔板3、一对侧板12以及顶板19，孔板3相对倾斜且靠近设置，一对侧板12分别连接位于前侧和后侧的孔板3的两边，顶板19盖设于孔板3一对侧板12的顶部且四边分别与孔板3和一对侧板12的顶边连接。

本实施例中，孔板3、顶板19的表面设置有多个矩阵式排布的种植孔4，且种植孔4中均设置有培养基5，种植孔4与种植塔1的内部腔室联通。

本实施例中，种植孔4呈圆柱孔结构且轴向垂直水平面地设置，培养基5水平设置于种植孔4中。

本实施例中，气雾喷射装置包括固定于底盘2上的营养液泵10；与营养液泵10的入口连接的进水管26；与营养液泵10的出口连接的输送管8；与输送管8连接且穿过任意种植塔1的侧板12的延伸支管6以及安装于延伸支管6上的雾化喷头7；营养液经进水管26、营养液泵10、输送管8、延伸支管6和雾化喷头7以气雾状喷洒在种植于种植孔4中的种植物上。

本实施例中，进水管26和营养液泵10之间安装有截止阀14。

本实施例中，输送管8与延伸支管6之间安装有过滤器20和强磁处理器21，过滤器20靠近营养液泵10。

本实施例中，营养液箱9的侧壁安装有用于显示营养液液位的液位显示器15，营养液箱9内安装有液位浮球阀11，液位浮球阀11通过管路23连接至外部的营养液供应罐24，营养液供应罐24通过管路连接至营养液调配罐25；营养液供应罐24和营养液调配罐25以垂直方向设置，使得营养液靠重力向下流向营养液箱9。

本实施例中，营养液泵10、液位浮球阀11均与后台控制器通讯连接或电连接，营养液供应罐24和营养液调配罐25同样与后台控制器通讯连接。

本实施例中，由海绵片存放箱，海绵片输送带，已被播种海绵输出带，播种限位气缸，可左右移动和升降的真空装置，种子槽，种子槽震动装置、可升降的开孔面板和机柜组成的自动播种设备，已被播种海绵输出带33和海绵片输送带32均安装于机柜30的顶部，已被播种海绵输出带33和海绵片输送带32的外壁安装有小型气缸34，海绵片输送带32的顶部安装有海绵片存放箱31，机柜30的顶部固定连接有两个机架，两个机架的外壁均安装有驱动气缸，驱动气缸总数量为四个，两个驱动气缸控制真空装置35移动和升降，另两个驱动气缸控制开孔面板38升降，开孔面板38的外壁贯通开设有锥形嘴，真空装置35设有针式吸嘴，已被播种海绵输出带33的上方安装有种子槽36和种子槽震动装置37。

具体使用时，海绵片存放箱31放置海绵片39后，海绵片输送带32自动运行，海绵片输送带32转动一周后自动停止。海绵片输送带32开始运行，把在海绵片存放箱31里最下面的那块海绵片39送至预设的可升降的开孔面板38的下方。当海绵片39在这位置时，两侧各设有的一个小型气缸34限制海绵片39的位置。检测装置检测到有海绵片后，海绵片输送带32自动停止。随后丝杆模组带动真空装置35先移动到种子槽36的上方，然后下降，同时种子槽震动装置37开始震动，让真空装置35上预设的针式吸嘴更容易吸住在震动的种子，然后吸有种子的真空装置35自动返回到开孔面板38的正上方。随后可升降的开孔面板38下降到刚才停在海绵片输送带32上的海绵片39上方，开孔面板38所有的锥形嘴正好对准海绵片上预先切好的所有圆型块的孔，把所有的孔的孔径放大。这时在开孔面板38正上方的真空装置35开始下降，真空装置35的所有针式吸嘴会正好对齐开孔面板38上的所有的锥形孔。这时真空装置35停止吸气，让种子从所有它所有的针式吸嘴自然掉落到已被放大的海绵片39预先切好的圆型块的孔内。种子掉落到海绵片预设的所有的孔内后，真空装置35自动上升回到原位，随后开孔面板38也自动回升到原位。两侧小型气缸34打开限位，已被播种海绵输出带33开始启动，把已播好种子的海绵片39从播种的位置输出。待已播好种子的海绵片39从播种位置被输出后，机器继续循环，海绵片存放箱31里现在最下面的那块海绵片39又被送至预设的可升降的开孔面板38的下方，两侧小型气缸34再次打开限位，重复上述的步骤。

本实施例中，由机械手横移模组、机械手纵向模组和分距机械手组成的幼苗移栽机，幼苗移栽机40上安装有海绵输送线和孔板输送线，且于海绵输送线和孔板输送线的输送终端位置设置传感器，分距机械手43安装有五个夹手44，分距机械手43还安装有伺服电机丝杠结构45。

具体使用时，种有幼苗的海绵块46从250毫米*250毫米海绵片由设备进行预切成9*9排海绵块46，整齐排好从海绵输送线输送，按需要通过孔板输送线输送顶板19或孔板3。当整板海绵块46与顶板19(或孔板3)经输送线输送至装入位置指定位置时，传感器感应到位，输送线暂时停止运作。传感器传送信号至可编程控制器后，可编程控制器控制机械手纵向模组42及机械手横移模组41及分距机械手43移动至海绵块指定位置，分距机械手43装有5个与海绵块单个位置间距一致的夹手44，通过分距机械手上的伺服电机丝杠结构45，将夹手44套入指定位置的海绵块46后，对海绵块46进行夹紧(海绵块直径为21毫米，顶板19和孔板3孔的孔径为20毫米，需将海绵块夹取变形至直径20毫米)，然后将夹持住的海绵块46装入指定位置的种植孔。顶板19和孔板3因装入海绵块位置的间距不同，则分距机械手43通过伺服电机丝杠结构45通过顶板19或孔板3间距不同而调整海绵块46的夹取间距，跟随顶板19或孔板3装入位置间距的变化。

本实施例中，摆放系统包括全自动摆放/收取机构和机器辅助摆放装置；

具体的，全自动摆放/收取机构由复合自动导引车、机械臂、机械臂夹钳、运送架、孔板和顶板组成，用于对孔板和顶板进行摆放和收取，复合自动导引车60还包括自带的视觉器，所述运送架63上安装有牵引杆71，孔板3和顶板19均贯穿设有钩孔64，孔板3和顶板19的外壁均开设有凹槽65，机械臂61安装于复合自动引导车60上，机械臂61上连接有机械臂夹钳62，全自动摆放/收取机构中复合自动导引车可以为AGV小车，整体采用全自动智能操作，仅仅需要人工控制设定的程序，即可完成全天24小时不间断的工作，适合大规模种植用户。

具体的，复合自动导引车60按照自带的视觉器和设定的程序，通过牵引连接杆连接到空载的运送架63的牵引杆71，开到有关的种植塔1，机械臂61通过手臂上的机械臂夹钳62往长满蔬菜的每个种植塔1两边斜脚的孔板3的凹槽65夹住，把位于前、后的孔板3从下到上，一片一片摆放到空载的运送架63至运送架装满，再把装在运送架的长满蔬菜的位于前、后的孔板3转送到菜根切割区卸货，再拉着空载的运送架63回到原来的位置继续蔬菜收取工作。按此步骤先把长满蔬菜的位于前、后的孔板3全部收取和运送。

进一步的，按已输入的程序，复合自动导引车60按照自带的视觉器和设定的程序通过牵引连接杆连接到空载的运送架63的牵引杆71开到有关的种植塔1，机械臂通过手臂上的夹钳62往长满蔬菜的顶板19的凹槽65夹住，一片一片把长满蔬菜的顶板19收取，摆放到空载的运送架63至运送架63装满，转送到菜根切割区卸货，再拉着空载运送架63回到原来的位置继续蔬菜收取工作。按此步骤把长满蔬菜的顶板19全部收取和运送，运送架63上还设有活动式的支撑臂70，通过活动式的支撑臂70可以通过调整它们之间的距离到最合适的距离。

本实施例中，机器辅助摆放装置由内燃机或电动驱动车72、控制器73、护栏74和货架75组成，控制器73、护栏74和货架75均安装于内燃机或电动驱动车72上，机器辅助摆放装置为人工操作的半自动装置，该半自动装置通过人工代替复合自动导引车60和机械臂等自动化设备，使得整体造价成本低，适合小规模种植用户。

进一步的，操作人员通过控制器73把内燃机或电动驱动车72开到要摆放孔板3或顶板19的位置，通过抓取安装在板上的手柄76把带有幼苗的孔板3或顶板19，从货架75取出，并把孔板3或顶板19上的两个钩孔64往种植塔1的支撑杆上的钩挂上去。按此步骤把内燃机或电动驱动车72上货架75里的所有的孔板3或顶板19摆放到种植塔1。然后操作人员通过控制器73把内燃机或电动驱动车72开回到育苗区把其他带有幼苗的孔板3或顶板19装到货架75装满为止，再开回到最后摆放孔板3或顶板19的位置，按同样的步骤完成孔板3或顶板19摆放的工作。

本实施例中，由切割台、孔板安装口、自动孔板固定夹、气缸、切割刀、菜根收集箱、限位开关和压缩机组成的菜根自动切割设备，切割台80的顶部设有孔板安装口82，切割台80顶部的一侧安装有固定夹83，固定夹83为工业常规使用的制动夹具，该制动夹具设有电磁阀，切割台80顶部的右侧安装有气缸84，气缸84的输出端与孔板安装口82固定连接，切割刀85安装于切割台80的中部，限位开关87为两个，两个限位开关87分别安装于固定夹83的左端部和孔板安装口82的右端部，压缩机81安装于切割台80下方横架上，电磁阀、限位开关87和气缸84电性连接。

使用前，气缸84的缸臂是收缩的。当人工把长满蔬菜的孔板3(或顶板19)放到孔板安装口82时，限位开关87被接触，启动电路连接的电磁阀，固定夹83自动把孔板3(或顶板19)固定好，同时气缸84自动伸张，把长满蔬菜的孔板3(或顶板19)朝切割刀85的方向推，直到另外一端的限位开关87被接触，关闭电路连接的电磁阀来切断气源，使气缸84的缸臂停止工作，同时固定夹83自动打开。再通过气缸84的自动伸张把孔板3(或顶板19)往前推时，孔板3(或顶板19)经过切割刀85时，菜根被切割刀85切除。被割除的菜根掉入菜根收集箱86里，以方便处理。压缩机81提供控制系统的压缩空气。当已被切根的孔板3(或顶板19)被人工取走时，限位开关87被打开，电路连接的电磁阀开启气源，使气缸84的缸臂往回收缩，回复到初始状态。

本实施例中，由蔬菜输送带、包装机组和输出机组成的蔬菜自动包装机构，蔬菜输送带90的上方固定连接有包装机组91，包装机组91包括驱动电机、驱动辊、包装卷膜、供料输送机和成形器，输出机92安装于蔬菜输送带90的右端部，且于包装机组91的出口配合使用。

具体使用时，人工把已被切根的蔬菜放到包装机的蔬菜输送带90上，蔬菜输送带90把菜输送到包装机组91。在包装机组91内，通过驱动电机驱动带动驱动辊转动，继而使得包装卷膜通过包装膜将蔬菜包装成形,被包装的蔬菜由供料输送机送入成形器后,进行纵向封合和横向封切,再由排出输出机92输出。

通过以下说明进一步地认识本发明的特性及功能。

本实施例示出了一种自动气雾栽培种植系统，包括营养液箱9；由至少两组独立和相同的板组成的孔板3和顶板19组成，用于种植绿植的种植塔1；隔离营养液箱9与种植塔1的底盘2和支撑它们的苗床13；以及安装于两个种植塔1之间用于给绿植加营养液的气雾喷射装置。

种植塔1包括彼此围绕连接的孔板3、侧板12以及固定孔板3、侧板12和顶部的顶板19；孔板3和顶板19中均开设多个种植孔4。

种植孔4中设置培养基5，种植孔4的轴线呈水平垂直状态。孔板3，顶板19与侧板12之间通过连接杆固定，侧板12贯穿设有两个进水孔121。自动气雾喷射装置包括安装于底盘2上的营养液泵10，营养液泵10的出口连接输送管8，输送管8连接过滤器20和强磁处理器21，穿过左右两边的侧板12的进水孔121，输送管8位于种植塔1内的表面延伸支管6，延伸支管6上安装雾化喷头7。营养液箱9侧壁安装有液位显示器15，营养液箱9内安装有液位浮球阀11，营养液箱9的下方安装有排水塞17。

种植塔1的种植体是由孔板3和顶板19组成。孔板3设置有垂直间距比水平间距大的彼此间隔的种植孔4，顶板19则设置有垂直间距和水平间距一样彼此间隔的种植孔4，所设的种植孔4提供放置如海棉等吸水性强的标准尺寸的幼苗生长培养基5，让幼苗吸收营养液生长。

顶板19，孔板3，侧板12和底盘2内所形成的密闭空间内设置有至少两排用于输送营养液的延伸支管6，延伸支管6上设置有彼此间距优选地至少为250毫米的雾化喷头7，提供雾状的营养液给种植在种植孔4内的幼苗。

底盘2安装有贯穿其并通过进水管26连接至营养液箱9内的营养液的营养液泵10，营养液泵10的出口连接到输送管8，输送管8上安装有过滤器20和强磁处理器21，穿过左右两边的侧板12的进水孔121，连接输送管8位于种植塔1内的表面延伸支管6，延伸支管6上安装雾化喷头7。

连接到设置在顶板19，孔板3，侧板12和底盘2内部形成的密闭空间内的至少两排带有彼此间距至少250毫米雾化喷头7的延伸支管6。营养液箱9内设置有一个液位浮球阀11。

营养液泵10通过穿过底板的进水管26从营养液箱9抽取营养液。在这进水管26处装有截止阀14，当有关液位浮球阀11发生故障时，不能自动从营养液供应罐输入营养液时，可以手动打开此截止阀14，从营养液供应罐24直接通过管路23输入营养液。每个营养液箱9的下方设置了一个排水塞17，供需要时排泄营养液箱9内的营养液。

本实施例的自动气雾栽培种植系统的塔型设计科学，合理；只要在每排设备之间留出至少0.6米的走道，每排自动自动气雾栽培种植系统的两端没种植蔬菜的面朝东西方向排置，每排种植体一整天都能接触到阳光的照射。

本实施例的自动自动气雾栽培种植系统营养液箱内的液位浮球阀11，通过管路23连接到营养液供应罐24，形成一个营养液供给系统。当营养液液位降到设定的低液位时，液位浮球阀11自动打开，让营养液从营养液供应罐24，通过重力流，自动流到有关的营养液箱9，至液位升到设定液位，液位浮球阀关闭，停止营养液的输入。营养液供应罐24里的营养液是从设有自动调配肥料比例功能的调配罐25，通过管路输入的。这设计真正的实现了自动气雾栽培种植系统的营养液自动供给的功能。

本实施例的系统，所有组成部分都是以摸具生产的模块标准件，精准的连接成系统。加上因为部件都是摸具生产的，价格低廉，现场安装时间和安装费也同时降到最低程度，可以真正实现农业工厂化技术的推广。

因为所有组成部分都是摸具生产的模块标准件，能保证所有接缝密闭，防止营养液外泄所造成的浪费和碰到阳光时，造成种植体生长绿藻，破坏种植体，同时损害蔬菜。

本实施例的自动气雾栽培种植系统的结构是由种植塔，侧板和底盘组成。每个系统有预设的营养液箱，营养液箱顶部设有营养液泵，泵的出口连接到一条输送管，连接过滤器和强磁处理器，穿过左右两边的侧板，连接输送管位于种植塔内的表面延伸支管，支管上安装喷头。

输送管穿过侧板，连接到设置在种植塔，侧板和底盘所形成的密闭空间内的至少两排带有间距至少250毫米的气雾喷头的营养液支管。因为系统是由标准模块组成，可以预先规定几个标准规格，进行管路水力计算，把灌溉系统部分所有的泵，管路和喷头等部件标准化。按照有关农场的面积配对有关预先规定的规格来拼凑系统，有效的解决了因为原来营养液泵离开营养液池距离太远所带来的需要先对每个高压泵的流量，压力等等进行计算来保证营养液量能满足整个植物生长区的需求和整个安装复杂，耗时及费用高的各种问题。

本实施例的系统，从喷头喷到菜根的剩余的营养液直接重力往下回流到营养液箱，解决了因为营养液池远离植物种植区导致回流管道因为距离长而需安装杀菌装置和缓冲沟槽和缓冲壁的需求所带来的问题。

本实施例的自动气雾栽培种植系统的设计让从喷头喷到菜根的剩余营养液直接重力往下回流到自身的营养液箱，无需在地面挖回流槽让剩余的营养液回流到营养液池，适用于有地农田，钢筋水泥或沥青等地面种植，有利于推广城市农业来解决全球所面临缺乏耕地和城市人口剧增的问题。

本实施例的系统可以通过管路接起来，按具体要求形成大或小的系统，并且自动运作，适用于大规模农业工厂和在城市里的小农户。

本实施例的自动气雾栽培种植系统中种植体的孔是根据具种植体的具体斜度，经计算后，按最合适的角度开的。这些计算后而开的孔，正好是朝上的，符合蔬菜的自然生长规律，有利于蔬菜的生长。

综上所述，本发明通过在自动气雾栽培种植系统中设置有定时器，可实现自动启动和关闭营养液泵的运行，有效解决了营养液泵不停运作而导致的高耗电量，运营成本的增加及最终营养液泵破坏的问题。通过营养液泵连接延伸支管，对至少两组的种植塔内的种植物进行营养液精确喷洒。同时可以快速，精准和以更低的施工费，把农业工厂建造起来，并可以适用于越来越多城市正在推广的高效率，高产能的城市农场，解决城市食物链安全无保障的问题。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动气雾栽培种植系统，其特征在于，包括：

由底盘和苗床组成的机架；

安装于所述底盘表面的至少两个种植塔；

安装于所述苗床下方的营养液箱；

安装于所述底盘上且连接至所述营养液箱中的气雾喷射装置，所述气雾喷射装置至少对两所述种植塔内进行自动气雾喷射；其中

所述气雾喷射装置中安装有定时器，位于所述种植塔内的所述气雾喷射装置对具体位置处的种植物进行精确喷洒；

由海绵片存放箱，海绵片输送带，已被播种海绵输出带，播种限位气缸，可左右移动和升降的真空装置，种子槽，种子槽震动装置、可升降的开孔面板和机柜组成的自动播种设备；

由机械手横移模组、机械手纵向模组和分距机械手组成的幼苗移栽机；

摆放系统，所述摆放系统包括全自动摆放/收取机构和机器辅助摆放装置；

由切割台、孔板安装口、自动孔板固定夹、气缸、切割刀、菜根收集箱、限位开关和压缩机组成的菜根自动切割设备；

由蔬菜输送带、包装机组和输出机组成的蔬菜自动包装机构。

2.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述种植塔包括呈梯形塔状结构组装的孔板、后孔板、一对侧板以及顶板，所述孔板和所述后孔板相对倾斜且靠近设置，一对所述侧板分别连接所述孔板和所述后孔板的左右两侧，所述顶板盖设于所述孔板、所述后孔板和一对所述侧板的顶部且四边分别与所述孔板、所述后孔板和一对所述侧板的顶边连接，孔板、所述后孔板和所述顶板的表面设置有多个矩阵式排布的种植孔，且所述种植孔中均设置有培养基，所述种植孔与所述种植塔的内部腔室联通，种植孔呈圆柱孔结构且轴向垂直水平面地设置，所述培养基水平设置于所述种植孔中。

3.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述气雾喷射装置包括：

固定于所述底盘上的营养液泵；

与所述营养液泵的入口连接的进水管；

与所述营养液泵的出口连接的输送管；

与所述输送管连接且穿过任意所述种植塔的侧板的延伸支管以及

安装于所述延伸支管上的雾化喷头；

营养液经所述进水管、所述营养液泵、所述输送管、所述延伸支管和所述雾化喷头以气雾状喷洒在种植于所述种植孔中的种植物上，其中

进水管和所述营养液泵之间安装有截止阀，输送管与所述延伸支管之间安装有过滤器和强磁处理器，所述过滤器靠近所述营养液泵。

4.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述营养液箱的侧壁安装有用于显示营养液液位的液位显示器，所述营养液箱内安装有液位浮球阀，所述液位浮球阀通过管路连接至外部的营养液供应罐，所述营养液供应罐通过管路连接至营养液调配罐，营养液泵、所述液位浮球阀均与后台控制器通讯连接或电连接。

5.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述已被播种海绵输出带和海绵片输送带均安装于机柜的顶部，所述已被播种海绵输出带和海绵片输送带的外壁安装有播种限位气缸，所述海绵片输送带的顶部安装有海绵片存放箱，所述机柜的顶部固定连接有两个机架，两个机架的外壁均安装有驱动气缸，驱动气缸总数量为四个，两个驱动气缸控制真空装置移动和升降，另两个驱动气缸控制开孔面板升降，所述开孔面板的外壁贯通开设有锥形嘴，所述真空装置设有针式吸嘴，所述已被播种海绵输出带的上方安装有种子槽和种子槽震动装置。

6.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述幼苗移栽机上安装有海绵输送线和孔板输送线，且于海绵输送线和孔板输送线的输送终端位置设置传感器，所述分距机械手安装有五个夹手，所述分距机械手还安装有伺服电机丝杠结构。

7.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述全自动摆放/收取机构由复合自动导引车、机械臂、机械臂夹钳、运送架、孔板和顶板组成，用于对孔板和顶板进行摆放和收取，所述复合自动导引车还包括自带的视觉器，所述运送架上安装有牵引杆，所述孔板和顶板均贯穿设有钩孔，所述孔板和顶板的外壁均开设有凹槽，所述机械臂安装于复合自动引导车上，所述机械臂上连接有机械臂夹钳。

8.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述机器辅助摆放装置由内燃机或电动驱动车、控制器、护栏和货架组成，所述控制器、护栏和货架均安装于内燃机或电动驱动车上。

9.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述切割台的顶部设有孔板安装口，所述切割台顶部的一侧安装有固定夹，所述切割台顶部的右侧安装有气缸，所述气缸的输出端与孔板安装口固定连接，所述切割刀安装于切割台的中部，所述限位开关安装于固定夹的左端部，所述压缩机安装于切割台下方横架上。

10.根据权利要求1所述的自动气雾栽培种植系统，其特征在于，所述蔬菜输送带的上方固定连接有包装机组，包装机组包括驱动电机、驱动辊、包装卷膜、供料输送机和成形器，所述输出机安装于蔬菜输送带的右端部，且于包装机组的出口配合使用。

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