CN114798642A - 一种牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，属于水培装置技术领域。该系统包括：轨道，所述轨道形成为限定路径的多层螺旋结构旋转塔；接驳台，所述接驳台用于输出承载成品草的种植盘；翻转下料部件，所述翻转下料部件在重力作用下收获成品草；输送部件，所述输送部件接收由翻转下料部件落下的成品草并运输至下一工序；种植盘清洗部件，所述种植盘清洗部件对种植盘进行内部清洗，并准备下一次的种草。通过设置接驳台以及翻转下料部件，能够实现快速地将成品牧草在线收取，同时可以完成对种植盘的清洗，较大地提高了工作效率，实现了牧草的连续自动化生产。

Description

一种牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统

技术领域

本发明属于水培装置技术领域，更具体地说，涉及牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统。

背景技术

当前，中国高质量饲料存在成本高、对国外种质依赖高、生产受土地资源限制等问题，使得高品质的畜牧业发展受到了阻碍。尤其是，部分地区存在土地资源紧缺，适宜种植牧草区域较少，气候因素限制等问题，导致全年稳定提供的、高品质的饲料存在巨大缺口。是我国发展高品质、全年稳定生产的畜牧业的主要挑战之一。

水培牧草作为一种牧草栽培的特殊培育方式，最早使用记录可追溯至1800年。当时主要被欧洲畜牧场农场主，用种子生产新鲜发芽牧草，并作为畜牧动物(奶牛为主)冬季的饲料，维持冬季的生产活动(产奶)并提升冬季产量。近年来，由于中东、非洲和亚洲等国家，受人口增长压力、饲料供应压力和土地资源压力等因素影响，导致新鲜饲料的生产无法充分供给畜牧业的需求，尤其是高品质的饲料供给。

现阶段牧草生产的主要挑战之一是，牧草产量很难增加。主要原因是土地资源压力日渐增加。谷物、油料作物和豆类生产的增加，导致牧草生产的土地资源面临巨大压力。为了满足对新鲜、高品质牧草不断增长的需求，替代方案之一是集约化的生产-水培牧草。水培牧草栽培使用具有环境控制功能的大型空间或生产设备，通过复杂的自动化传动、控制系统，在短时间内获得较高的水培牧草产量，并保证牧草产品具有高营养价值，有利于畜牧动物的健康与生长。水培牧草系统具有较高的水资源、土地资源利用效率，高度可控的环境条件，以及无杀虫剂、除草剂等化学物品参与的无害生产过程。这些优势使得水培牧草系统非常适合于恶劣的气候环境，例如沙漠，土壤贫瘠的地区或土地成本高昂的传统农业地区。尤其在半干旱，干旱和干旱多发的地区，或部分遭受长期缺水或灌溉基础设施不存在的地区，水培牧草的生产方式能极大的改善当地畜牧的饲料“难”问题。通过水培法，我们可以生产包括玉米，大麦，燕麦，高粱，黑麦，苜蓿和黑小麦的牧草。综上，水培牧草作为一种可维持全年连续生产、生产高品质新鲜牧草、土地资源利用效率高的生产模式，其可支持区域畜牧场完成部分高品质饲料的自给自足，具有较高的实用意义与经济价值。

为了解决上述问题，经检索，例如中国专利CN201880004922.6公开了一种用于提供流水线生长舱的系统，生长舱包括：限定环境封闭体积的外壳，形成限定路径的多个螺旋结构的轨道，以及接收植物并贯穿轨道的推车；用于确定植物产出的传感器，改变环境封闭体积的环境以改变植物产出的多个环境影响器，以及存储生长配方的生长舱计算设备，当该生长配方由生长舱计算设备的处理器执行时致动多个环境影响器中的至少一个。再如中国专利CN202110644632.1公开了一种植物水培生产系统，该植物水培生产系统包括传送部和具有出口、入口的生产塔主体，生产塔主体内存在有沿竖直方向呈螺旋状延伸的承载部，且承载部在生产塔主体上形成有多层结构；传送部位于承载部上并沿其可移动的设置，用于输送培养盘，且控制传送部的速度能使生产塔主体不同层的培养盘处于不同生长阶段；而且能够根据不同生长阶段，精准调控水、二氧化碳等环境参数。

以上的专利公开了可以根据牧草的生长阶段来培养牧草，但是当牧草达到成品草的阶段，需要及时将牧草进行收获，然而这些专利并未公开相应的收获方式，一般还是采用人工收取，工作效率较低，且费时费力，此外，种植盘进入下次培养，需要进行清洗才能使用，因此，如何实现收取和清洗连续化生产，是目前面临待解决的问题。

发明内容

1.要解决的问题

针对上述的技术问题，本发明提供一种牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，能够实现牧草在线收取并可以完成种植盘的清洗，提高工作效率。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，包括：

a)轨道，所述轨道形成为限定路径的多层螺旋结构旋转塔；

b)与所述轨道衔接的接驳台，所述接驳台用于输出承载成品草的种植盘；

c)置于接驳台一侧的翻转下料部件，所述翻转下料部件在重力作用下收获种植盘中的成品草；

d)输送部件，所述输送部件接收由翻转下料部件落下的成品草并运输至下一工序；

e)种植盘清洗部件，所述种植盘清洗部件对种植盘进行内部清洗，并准备下一次的种草。

于本发明一种可能实施方式中，所述输送部件为皮带运输机，所述翻转下料部件包括一鼠笼式翻转机，皮带运输机的皮带位于鼠笼式翻转机的下方，能够接收由鼠笼式翻转机落下的成品草。

于本发明一种可能实施方式中，所述种植盘清洗部件包括：

一高压水枪，所述高压水枪与所述鼠笼式翻转机联动，种植盘被驱动行进至设定的位置，进入高压水枪清洗区，所述高压水枪对种植盘内部进行高压冲刷。

于本发明一种可能实施方式中，所述种植盘清洗部件还包括：一高压喷雾枪，所述高压喷雾枪与所述鼠笼式翻转机联动，当种植盘完成高压清洗后，所述高压喷雾枪对种植盘进行二次清洗。

于本发明一种可能实施方式中，所述种植盘清洗部件还包括：一高压风干燥机，所述高压风干燥机与所述鼠笼式翻转机联动，当种植盘完成二次清洗，所述高压风干燥机对种植盘进行干燥处理。

于本发明一种可能实施方式中，所述种植盘清洗部件还包括：消毒部件，所述消毒部件包括一紫外线灯，用于对种植盘进行内部消毒杀菌。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，通过设置接驳台以及翻转下料部件，能够实现快速地将成品牧草在线收取，同时可以完成对种植盘的清洗，较大的提高了工作效率，实现了牧草的连续自动化生产；

(2)本发明的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，结构简单，易于制造。

附图说明

图1为本发明的成品牧草的示意图。

图2为本发明的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统结构示意图；

图3为本发明的种植盘清洗部件结构示意图；

图4为本发明的接驳台结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为本发明的牧草旋转塔的种植盘结构示意图。

附图标记说明：

100、轨道；

200、接驳台；210、种植盘；211、侧壁；212、凹槽；213、排水孔；214、通风孔；215、加强筋；

300、翻转下料部件；310、鼠笼式翻转机；

400、输送部件；410、皮带运输机；

500、种植盘清洗部件；510、高压水枪；520、高压喷雾枪；530、高压风干燥机；

600、消毒部件；610、紫外线灯。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例进行了详细描述。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例进行说明。

如图1至图3所示，本文公开的实施例包括水培牧草生产全制动旋转塔以及控制旋转塔的PLC控制器。所述旋转塔包括：轨道100，所述轨道100形成为限定路径的多层螺旋结构旋转塔；运输部件，所述运输部件在驱动力作用下围绕所述轨道作螺旋运动；若干个种植盘210，所述种植盘210用于接收待培养牧草发芽种子并置于所述运输部件上，直至牧草成长为成品牧草。

其中，所述运输部件为链条式传送带，所述链条式传送带传动连接有驱动机构，然而，在图中并未进行示出。一些实施例给出所述驱动机构包括电机和传动齿轮，所述传动齿轮连接于所述电机的输出轴上，所述链条式传送带与所述传动齿轮啮合传动并在所述轨道上行进。

一些实施例旋转塔配置有种植盘翻转清洗装置，该装置包括与上述轨道100衔接的接驳台200，所述接驳台200用于输出承载成品草的种植盘210。在本发明的一些实施例中，优选的，接驳台200由所述轨道100延伸形成，轨道100不断地向前移动，使得种植盘210不间断地输送过来。

对于本发明的种植盘210，目前市售的塑料材质或金属材质的均可，优选为塑料材质的。在本发明的一些实施例中，如图6所示，种植盘210的边缘处具有侧壁211，其底部内侧具有至少一个用于卡住种子的凹槽212且种子下端与凹槽212的底部具有间隙；种植盘210底部具有排水孔213。

此外，结合图6可以看出，种植盘210的侧壁上开设有至少一个通风孔214；侧壁的上端具有翻边结构；种植盘210的外侧面上具有加强筋215。优选的，所述凹槽212为圆弧凹槽，圆弧凹槽的截面半径为0.5-1mm，在喷雾灌溉过程中，圆弧凹槽中可以储存一些水分或营养液，牧草的根系围绕圆弧凹槽生长，从而使得大部分的牧草根系缠绕在一起，在收获时利于整盘取出，避免了部分牧草散落等情况的发生，解决了种植盘内牧草根系因缺水造成卷取上翘，不利于团聚的问题；所述排水孔213具有多个，分别分布在种植盘210底部的中部和边部，对于一些水分或营养液需求较大的牧草类型，需要控制种植盘210中的水分或营养液的量，因此采用堵孔装置对排水孔213和通风孔214进行封堵，优选的，堵孔装置为硅胶塞或橡胶塞，堵孔装置的横截面为圆形或扇形。

在本发明的另一些实施例中，在种植盘210内置一块磁铁(图中未标注)，在充分考虑本发明的运动轨迹及力学分析，一方面充分利用磁铁与运输部件之间的吸引力，增大种植盘210与运输部件接触，从而避免了种植盘210在螺旋上升过程的倾斜滑动；另一方面磁铁产生的部分磁场可以促进牧草根系的生长，进一步地提高了牧草根系的缠绕程度，利于牧草的收获。

此外，接驳台200也可以由支架和平板组成，平板与轨道100无缝对接，充分利用轨道100的推力将种植盘210推送到接驳台200上。所述支架形成一个内部空腔，平板平铺在空腔上方，平板上设置有通孔，种植盘210落下的部分碎屑(例如种壳等)由通孔落入内部空腔中，减少碎屑的散落，利于现场的清洁。

进一步的，置于接驳台200一侧的翻转下料部件300，所述翻转下料部件300在重力作用下收获种植盘210中的成品草。在本实施例中，输送部件400伸入翻转下料部件300内部或置于翻转下料部件300下方，接收由翻转下料部件300落下的成品草并运输至下一工序。其中，一些实施例中，如图2所示，优选的，所述输送部件400为皮带运输机410，所述翻转下料部件300包括一鼠笼式翻转机310，皮带运输机410的头部伸入到鼠笼式翻转机310中，皮带运输机410的皮带位于鼠笼式翻转机310的下方，能够接收由鼠笼式翻转机310落下的成品草。在一些实施例中，鼠笼式翻转机310还具有振动的功能，能够将种植盘210中的成品草振落下来。

然而，上述的平板接驳台200存在摩擦力小的问题，种植盘210的接驳台200上会发生旋转现象，导致种植盘210的中心轴线与鼠笼式翻转机310中心轴线不平行，造成承接翻转不畅。因此，如图4和图5所示，在平板上开设有边缘呈波浪形的导向槽，通过波浪形导向槽不仅可以增大摩擦缓慢地纠正种植盘210，使得种植盘210的中心轴线与鼠笼式翻转机310中心轴线平行，顺利进入鼠笼式翻转机310中；同时在种植盘210进行移动时，波浪形边缘可以横向施力于种植盘210，从而使得种植盘210产生一定的振动，牧草的根系与种植盘之间产生间隙，便于牧草可以快速地脱离种植盘210。

此外，在一些实施例中，优选的，所述输送部件400为机械手，该机械手的主体结构为市场销售的产品，所述机械手具有一托盘本体，托盘本体伸入鼠笼式翻转机310中，接收由鼠笼式翻转机310落下的成品草。

旋转塔出料口的成草种植盘210，下线后由接驳台200转入翻转清洗装置，进入鼠笼式翻转机310，种植盘210具有翻边结构以及四周的加强筋215，增大了鼠笼式翻转机310与种植盘210之间的摩擦力，不易产生打滑等现象，经鼠笼式翻转机310翻转180°后停车，种植盘210的牧草在重力作用下自由落料至皮带运输机410，送出生产区装车或保鲜贮存。

在水培过程中，种植盘210内产生有废弃物、种壳及蛋白分解物等，若是用于下一次水培过程，需要对其内部进行清洗和消毒，从而避免种子腐烂。

如图3所描绘，所述种植盘清洗部件500包括：

一高压水枪510，所述高压水枪510与所述鼠笼式翻转机310联动，种植盘210被驱动行进至设定的位置，进入高压水枪510清洗区，所述高压水枪510对种植盘210内部进行高压冲刷，高压水枪510连接至高压泵及水箱，并通过电磁阀控制。

一高压喷雾枪520，所述高压喷雾枪520与所述鼠笼式翻转机310联动，当种植盘210完成高压清洗后，一般情况下，优选的采用所述高压喷雾枪520对种植盘210进行二次清洗，使得种植盘210内部较为清洁干净。

一高压风干燥机530，所述高压风干燥机530与所述鼠笼式翻转机310联动，当种植盘210完成二次清洗，种植盘210内存在较多的水珠，所述高压风干燥机530对种植盘210进行干燥处理，尽可能的将水珠吹掉，从而快速地进入后续的工序，例如消毒等等。

对于高压水枪510、高压喷雾枪520及高压风干燥机530的型号选择，目前市场上的大部分产品均可适用，并无特别限定，例如高压水枪510选用德国卡赫HD10/25等。

在本实施例中，鼠笼式翻转机310内的种植盘210空盘继续由链条驱动往前行走，种植盘210穴腔朝下，行进至设定的位置(一般距离鼠笼式翻转机310头部30-50cm)，在此设定一传感器，例如光电传感器、红外线传感器等，进入高压水水枪清洗区，在水压的作用下，盘内在种植过程中产生的废弃物、种壳及蛋白分解物等被冲洗干净。

其中，消毒部件600，所述消毒部件600包括一紫外线灯610，用于对种植盘210进行内部消毒杀菌。优选的，选用深紫外UVC(中心波长253.7nm)作为消毒光源，消毒室是相对密封的，设计有种植盘210的进出口，消毒室设置有工作指示灯可以显示工作状态以及故障报警等功能。

清洗消毒后的种植盘210再次进入另一鼠笼式翻转机310，实现种植盘210的工作面朝上动作，继而装填种子进入下一个种植流程。

上述的翻转下料部件300、输送部件400、种植盘清洗部件500以及消毒部件600均与旋转塔的PLC控制器电气连接，从而实现自动的连续生产。

以上所述仅为本发明的优选实施方案，应当指出，对于本技领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干赶紧和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，包括：

轨道(100)，所述轨道(100)形成为限定路径的多层螺旋结构旋转塔；

其特征在于，还包括：

与轨道(100)衔接的接驳台(200)，所述接驳台(200)用于输出承载成品草的种植盘(210)；

置于接驳台(200)一侧的翻转下料部件(300)，所述翻转下料部件(300)在重力作用下收获种植盘(210)中的成品草；

输送部件(400)，所述输送部件(400)接收由翻转下料部件(300)落下的成品草并运输至下一工序；

种植盘清洗部件(500)，所述种植盘清洗部件(500)对种植盘(210)进行内部清洗，并准备下一次的种草。

2.根据权利要求1所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，所述接驳台(200)由所述轨道(100)延伸形成。

3.根据权利要求1所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，所述接驳台(200)由支架和平板组成，平板与轨道(100)无缝对接；在所述平板上开设有边缘呈波浪形的导向槽。

4.根据权利要求3所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，所述支架形成一个内部空腔，平板平铺在空腔上方，平板上设置有通孔。

5.根据权利要求1至4任一项所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，所述输送部件(400)为皮带运输机(410)，所述翻转下料部件(300)包括一鼠笼式翻转机(310)，皮带运输机(410)的皮带位于鼠笼式翻转机(310)的下方，能够接收由鼠笼式翻转机(310)落下的成品草。

6.根据权利要求1至4任一项所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，所述输送部件(400)为机械手，所述机械手具有一组吸盘及托盘本体。

7.根据权利要求5或6所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，所述种植盘(210)清洗部件包括：一高压水枪(510)，所述高压水枪(510)与所述鼠笼式翻转机(310)联动，种植盘(210)被驱动行进至设定的位置，进入高压水枪(510)清洗区，所述高压水枪(510)对种植盘(210)内部进行高压冲刷。

8.根据权利要求7所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，所述种植盘清洗部件(500)还包括：一高压喷雾枪(520)，所述高压喷雾枪(520)与所述鼠笼式翻转机(310)联动，当种植盘(210)完成高压清洗后，所述高压喷雾枪(520)对种植盘(210)进行二次清洗。

9.根据权利要求8所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，所述种植盘清洗部件(500)还包括：一高压风干燥机(530)，所述高压风干燥机(530)与所述鼠笼式翻转机(310)联动，当种植盘(210)完成二次清洗，所述高压风干燥机(530)对种植盘(210)进行干燥处理。

10.根据权利要求9所述的牧草旋转塔的种植盘翻转清洗系统，其特征在于，还包括：消毒部件(600)，所述消毒部件(600)包括一紫外线灯(610)，用于对种植盘(210)进行内部消毒杀菌。

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