CN115517164A - 一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，涉及无土栽培相关领域，包括底板，所述底板底侧四角固定设有支脚，所述底板上设有喷雾机构，所述底板上设有支撑组件，所述支撑组件包括对称且固定设于所述底板顶侧端面的三角支架，在种植板的背面设置的集液袋机构在日常情况下截留收集部分营养液，在断电情况下时，由开合控制机构控制塑料袋的张开，使得塑料袋临时承担起为水培的液槽作用，断电时仅需要改变开合控制机构的状态即可，对紧急储蓄电能要求低，并且日常未断电时，收集的营养也会间歇挤出重新再进行收集，以避免营养液变质浪费的情况发生，且显著地降低了机构增加对观察植物根部的影响。

Description

一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统

技术领域

本发明涉及无土栽培相关领域，具体为一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统。

背景技术

气态栽培是无土栽培的一种，是近几十年来发展起来的一种作物栽培的新技术，也称雾培，又称气雾栽培，能够有效解决水培在缺水地区难以实现的缺点，显著地降低所需水资源消耗，而气雾栽培则需要将营养液呈气雾状频繁的朝向植物根部喷洒，对于长期稳点电源的依赖程度高，一旦出现时间较长的电路故障，很容易危害植物的正常生产甚至导致植物死亡，现有技术中如一种气雾栽培设施（CN201620947767.X），一般采用一些固定结构在一般情况下或是断电时长时间持续供给营养液，这与气雾栽培节省水资源的初衷相悖，并且对于部分含有有机物的营养液来说，也很容易出现营养液变质的情况，频繁使用的水培更是为日常工作增加了大量的工作量，并且这些结构的增加也导致了难以正常观察到植物根系的生产情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，来解决上述问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，包括底板，所述底板底侧四角固定设有支脚，所述底板上设有喷雾机构，所述底板上设有支撑组件，所述支撑组件包括对称且固定设于所述底板顶侧端面的三角支架，所述三角支架之间固定设有支撑梁，所述支撑梁的两侧对称设有种植板，所述种植板上均布且贯通设有定植孔，两侧所述三角支架相远离一侧端面通过可拆卸的透明观察板密封，所述三角支架内侧设有开合控制机构，所述开合控制机构包括对称设于所述三角支架内侧倾斜端面上的固定板，位于同一所述三角支架内侧的所述固定板顶端之间固定设有固定杆，所述三角支架内侧底壁对称且固定设有第一电机，所述第一电机的电机轴固定安装有螺杆，所述螺杆的末端与所述固定板转动连接，所述固定杆上对称且滑动设有移动杆，所述移动杆与相应一侧的所述固定板平行，所述移动杆底端与所述螺杆转动连接，两侧所述开合控制机构之间设有集液机构，所述集液机构包括梳齿杆，所述梳齿杆固定设于相互平行的所述固定板之间，在相互平行的所述移动杆之间，均布且固定设有第一支撑杆，相应位置的所述梳齿杆与所述第一支撑杆之间设有一个塑料袋，所述塑料袋的开口两侧分别与所述梳齿杆和所述第一支撑杆固定连接，通过所述开合控制机构控制所述塑料袋的开口张合，在断电时从气雾栽培暂时转变为水培，保证断电期间植物的正常生长。

优选地，所述底板底侧端面设有控制模块，所述控制模块内包括由蓄电池，且所述控制模块的外壳上设有手动按钮。

优选地，所述梳齿杆与所述第一支撑杆的位置对应且数量相等，所述梳齿杆、所述第一支撑杆与所述定植孔的行数相等，且所述塑料袋分别位于每一行所述定植孔的底侧。

优选地，所述喷雾机构包括开设于所述底板顶侧端面的集液槽，所述集液槽底侧端面连通设有集液管，所述集液槽底壁对称且固定设有第二支撑杆，每个所述第二支撑杆上有两个固定环，所述底板顶侧设有供液管，所述供液管穿过所述固定环且与所述固定环固定，所述供液管末端与所述集液槽底壁贯穿，所述供液管的水平部分均布设有雾化喷头。

优选地，所述开合控制机构包括开设于所述移动杆上的滑槽，所述滑槽的开口朝向所述固定板且朝向顶侧，所述滑槽内滑动设有滑杆，所述滑杆朝向所述固定板的一侧端面固定设有支撑杆，所述支撑杆穿过所述滑槽的开口延伸至外，且两侧相互平行的所述支撑杆之间均布且转动设有卷绕杆，所述卷绕杆数量与所述梳齿杆和所述第一支撑杆的数量相等，所述塑料袋的底侧与所述卷绕杆固定粘接。

优选地，所述滑杆的底侧与所述滑槽的底壁之间固定连接有弹簧。

优选地，所述卷绕杆的两端分别贯穿所述支撑杆且末端固定设有带轮，位于同一所述支撑杆上的所述带轮之间绕设有传动带，所述支撑杆朝向所述透明观察板的一侧端面上等距且转动设有转轴，每个所述转轴均处于两个卷绕杆之间的位置，所述转轴上固定设有压紧轮，所述压紧轮与所述传动带的外侧紧紧相抵。

优选地，所述支撑杆上且位于任意一个所述转轴邻近处固定设有电机座，所述电机座上固定安装有第二电机，所述第二电机的电机轴与该所述转轴固定连接。

综上所述，本发明具有如下有益效果：在种植板的背面设置的集液袋机构在日常情况下截留收集部分营养液，在断电情况下时，由开合控制机构控制塑料袋的张开，使得塑料袋临时承担起为水培的液槽作用，植物根部则刚好处于塑料袋中，将植物从气雾培暂时性转变为水培，断电时仅需要改变开合控制机构的状态即可，对紧急储蓄电能要求低，并且日常未断电时，收集的营养也会间歇挤出重新再进行收集，以避免营养液变质浪费的情况发生，塑料袋收起时也能够有效避免对植物根部的影响，且显著地降低了机构增加对观察植物根部的影响。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例隐藏种植板与透明观察板后的结构示意图；

图3是本发明实施例图2中“A”处的放大示意图;

图4是本发明实施例图2中“B”处的放大示意图;

图5是本发明实施例图2的剖视平面图；

图6是本发明实施例图5中“C”处的放大示意图；

图7是本发明实施例图2的侧视平面图；

图8是本发明实施例图7中“D”处的放大示意图。

图中：11、底板；12、支脚；13、集液槽；14、集液管；15、三角支架；16、支撑梁；17、种植板；19、定植孔；20、透明观察板；21、固定板；22、梳齿杆；23、固定杆；24、移动杆；25、第一电机；26、螺杆；27、第一支撑杆；28、塑料袋；29、滑槽；30、滑杆；31、支撑杆；32、卷绕杆；33、带轮；34、传动带；35、转轴；36、压紧轮；37、第二电机；38、第二支撑杆；39、固定环；40、供液管；41、雾化喷头；42、控制模块；43、电机座；44、弹簧。

具体实施方式

结合附图1-图8所述的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，包括底板11，所述底板11底侧四角固定设有支脚12，所述底板11上设有喷雾机构，所述底板11上设有支撑组件，所述支撑组件包括对称且固定设于所述底板11顶侧端面的三角支架15，所述三角支架15之间固定设有支撑梁16，所述支撑梁16的两侧对称设有种植板17，所述种植板17上均布且贯通设有定植孔19，两侧所述三角支架15相远离一侧端面通过可拆卸的透明观察板20密封，所述三角支架15内侧设有开合控制机构，所述开合控制机构包括对称设于所述三角支架15内侧倾斜端面上的固定板21，位于同一所述三角支架15内侧的所述固定板21顶端之间固定设有固定杆23，所述三角支架15内侧底壁对称且固定设有第一电机25，所述第一电机25的电机轴固定安装有螺杆26，所述螺杆26的末端与所述固定板21转动连接，所述固定杆23上对称且滑动设有移动杆24，所述移动杆24与相应一侧的所述固定板21平行，所述移动杆24底端与所述螺杆26转动连接，两侧所述开合控制机构之间设有集液机构，所述集液机构包括梳齿杆22，所述梳齿杆22固定设于相互平行的所述固定板21之间，在相互平行的所述移动杆24之间，均布且固定设有第一支撑杆27，相应位置的所述梳齿杆22与所述第一支撑杆27之间设有一个塑料袋28，所述塑料袋28的开口两侧分别与所述梳齿杆22和所述第一支撑杆27固定连接，通过所述开合控制机构控制所述塑料袋28的开口张合，在断电时，将所述塑料袋28的开口张开，使得植物根部能够处于所述塑料袋28内侧吸收所述塑料袋28内收集的营养液，从而在断电时从气雾栽培暂时转变为水培，保证断电期间植物的正常生长。

有益地，所述底板11底侧端面设有控制模块42，所述控制模块42内包括由蓄电池，且所述控制模块42的外壳上设有手动按钮，断电时通过所述控制模块42内的蓄电池为开合控制机构内的动力设备供电，在需要时候也可通过手动按钮启停控制。

有益地，所述梳齿杆22与所述第一支撑杆27的位置对应且数量相等，所述梳齿杆22、所述第一支撑杆27与所述定植孔19的行数相等，且所述塑料袋28分别位于每一行所述定植孔19的底侧。

有益地，所述梳齿杆22朝向所述种植板17的一侧端面呈梳齿状，通过梳齿状的结构使得所述种植板17内侧斜面上凝聚成水滴聚流的营养液能够被每一行的所述塑料袋28收集。

有益地，所述透明观察板20可选用玻璃材质或其他透明材料。

有益地，所述塑料袋28的内外表面光滑。

有益地，所述喷雾机构包括开设于所述底板11顶侧端面的集液槽13，所述集液槽13底侧端面连通设有集液管14，所述集液槽13底壁对称且固定设有第二支撑杆38，每个所述第二支撑杆38上有两个固定环39，所述底板11顶侧设有供液管40，所述供液管40穿过所述固定环39且与所述固定环39固定，所述供液管40末端与所述集液槽13底壁贯穿，所述供液管40的水平部分均布设有雾化喷头41。

有益地，所述集液管14与重新收集聚流营养液的管道连接，所述供液管40与供给营养液的管道连接。

有益地，所述开合控制机构包括开设于所述移动杆24上的滑槽29，所述滑槽29的开口朝向所述固定板21且朝向顶侧，所述滑槽29内滑动设有滑杆30，所述滑杆30朝向所述固定板21的一侧端面固定设有支撑杆31，所述支撑杆31穿过所述滑槽29的开口延伸至外，且两侧相互平行的所述支撑杆31之间均布且转动设有卷绕杆32，所述卷绕杆32数量与所述梳齿杆22和所述第一支撑杆27的数量相等，所述塑料袋28的底侧与所述卷绕杆32固定粘接。

有益地，所述滑杆30的底侧与所述滑槽29的底壁之间固定连接有弹簧44。

有益地，所述卷绕杆32的两端分别贯穿所述支撑杆31且末端固定设有带轮33，位于同一所述支撑杆31上的所述带轮33之间绕设有传动带34，所述支撑杆31朝向所述透明观察板20的一侧端面上等距且转动设有转轴35，每个所述转轴35均处于两个卷绕杆32之间的位置，所述转轴35上固定设有压紧轮36，所述压紧轮36与所述传动带34的外侧紧紧相抵。

有益地，通过所述压紧轮36压紧所述传动带34，增加所述带轮33与所述传动带34之间的接触面，并增大所述带轮33与所述传动带34之间的摩擦力，以保证所述带轮33的同步转动。

有益地，所述支撑杆31上且位于任意一个所述转轴35邻近处固定设有电机座43，所述电机座43上固定安装有第二电机37，所述第二电机37的电机轴与该所述转轴35固定连接。

本发明使用方法：

初始状态下：同一三角支架15内的移动杆24处于相远离的极限位置，使得塑料袋28的开口处于张开最小的状态，而每一行栽种的植物根部刚好处于塑料袋28的袋口外侧，也就是处于第一支撑杆27远离种植板17的一侧。

一般情况下，通过供液管40将营养液输送至各个雾化喷头41所在位置，由雾化喷头41将营养液呈气雾状喷出供植物根部吸收，未被植物根部吸收的气雾状营养液与种植板17的内侧斜面接触时凝聚成液滴并沿着种植板17内侧斜面滑落，在营养液液滴滑落聚流的过程中，与每一行的梳齿杆22接触时被每一行的梳齿杆22截留部分进入该行的塑料袋28内收集，最终滑落至种植板17底侧的营养液进入集液槽13内，并通过集液管14进入重新收集聚流营养液的管道内，未断电的情况下，由控制模块42间歇控制第二电机37启动，第二电机37带动与之连接的转轴35和压紧轮36转动，通过压紧轮36带动传动带34转动，从而通过传动带34带动各个带轮33和卷绕杆32同步转动，卷绕杆32转动时收卷塑料袋28的底部，随着塑料袋28的收卷，滑杆30和支撑杆31被反作用力拉动沿着滑槽29向上滑动，从而慢慢的将塑料袋28内收集的营养液挤出，以避免塑料袋28内的营养液长时间停留而未被利用导致变质和浪费，挤出后，控制模块42再控制第二电机37反转，使得卷绕杆32反向转动放出卷绕的塑料袋28，在弹簧44的作用下滑杆30和支撑杆31向着底侧滑动复位，此时可重新进行营养液的收集。

当意外断电的情况下时，由控制模块42利用蓄电池为第一电机25提供动力启动，第一电机25带动螺杆26转动，通过螺纹连接带动移动杆24移动与固定板21远离至极限位置，然后第一电机25停止，从而使得塑料袋28的袋口张开至最大，在移动杆24远离固定板21的过程中，第一支撑杆27与植物根部接触，并移动至植物根部远离固定板21的一侧，植物根部在重力以及自身柔韧性的作用下恢复下垂状态，此时植物根部处于对应行的梳齿杆22与第一支撑杆27之间，也就是处于塑料袋28内侧，从而植物根部与塑料袋28内侧的营养液接触，在断电情况下由一般情况下的气雾栽培暂时性转变为水培。

当电力恢复供应时，控制模块42控制第二电机37启动，第二电机37带动卷绕杆32收卷塑料袋28，在反作用力下滑杆30与支撑杆31向着顶侧滑动，由于弹簧44在滑杆30的底侧提供拉力，保证了卷绕杆32对塑料袋28的卷绕紧密程度，且塑料袋28内表面光滑，从而有效避免了卷绕过程中植物根须被一起收卷的情况发生，等塑料袋28收卷至塑料袋28位于梳齿杆22与第一支撑杆27之间的部分基本处于绷紧的水平状态时，控制模块42控制第一电机25启动反转，第一电机25反转带动移动杆24朝向固定板21滑动，使得塑料袋28袋口慢慢缩小，且卷绕杆32还在继续收卷保持第一支撑杆27与梳齿杆22之间的塑料袋28处于基本水平状态，使得植物根部在重力作用以及自身柔韧性下重新恢复至自然下垂的状态且位于塑料袋28袋口外，也就是植物根部与装置回复至初始状态。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，包括底板（11），所述底板（11）底侧四角固定设有支脚（12），其特征在于：所述底板（11）上设有喷雾机构，所述底板（11）上设有支撑组件，所述支撑组件包括对称且固定设于所述底板（11）顶侧端面的三角支架（15），所述三角支架（15）之间固定设有支撑梁（16），所述支撑梁（16）的两侧对称设有种植板（17），所述种植板（17）上均布且贯通设有定植孔（19），两侧所述三角支架（15）相远离一侧端面通过可拆卸的透明观察板（20）密封，所述三角支架（15）内侧设有开合控制机构，所述开合控制机构包括对称设于所述三角支架（15）内侧倾斜端面上的固定板（21），位于同一所述三角支架（15）内侧的所述固定板（21）顶端之间固定设有固定杆（23），所述三角支架（15）内侧底壁对称且固定设有第一电机（25），所述第一电机（25）的电机轴固定安装有螺杆（26），所述螺杆（26）的末端与所述固定板（21）转动连接，所述固定杆（23）上对称且滑动设有移动杆（24），所述移动杆（24）与相应一侧的所述固定板（21）平行，所述移动杆（24）底端与所述螺杆（26）转动连接，两侧所述开合控制机构之间设有集液机构，所述集液机构包括梳齿杆（22），所述梳齿杆（22）固定设于相互平行的所述固定板（21）之间，在相互平行的所述移动杆（24）之间，均布且固定设有第一支撑杆（27），相应位置的所述梳齿杆（22）与所述第一支撑杆（27）之间设有一个塑料袋（28），所述塑料袋（28）的开口两侧分别与所述梳齿杆（22）和所述第一支撑杆（27）固定连接，通过所述开合控制机构控制所述塑料袋（28）的开口张合，在断电时从气雾栽培暂时转变为水培，保证断电期间植物的正常生长。

2.根据权利要求 1 所述的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，其特征在于：所述底板（11）底侧端面设有控制模块（42），所述控制模块（42）内包括由蓄电池，且所述控制模块（42）的外壳上设有手动按钮。

3.根据权利要求1所述的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，其特征在于：所述梳齿杆（22）与所述第一支撑杆（27）的位置对应且数量相等，所述梳齿杆（22）、所述第一支撑杆（27）与所述定植孔（19）的行数相等，且所述塑料袋（28）分别位于每一行所述定植孔（19）的底侧。

4.根据权利要求 1所述的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，其特征在于：所述喷雾机构包括开设于所述底板（11）顶侧端面的集液槽（13），所述集液槽（13）底侧端面连通设有集液管（14），所述集液槽（13）底壁对称且固定设有第二支撑杆（38），每个所述第二支撑杆（38）上有两个固定环（39），所述底板（11）顶侧设有供液管（40），所述供液管（40）穿过所述固定环（39）且与所述固定环（39）固定，所述供液管（40）末端与所述集液槽（13）底壁贯穿，所述供液管（40）的水平部分均布设有雾化喷头（41）。

5.根据权利要求1所述的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，其特征在于：所述开合控制机构包括开设于所述移动杆（24）上的滑槽（29），所述滑槽（29）的开口朝向所述固定板（21）且朝向顶侧，所述滑槽（29）内滑动设有滑杆（30），所述滑杆（30）朝向所述固定板（21）的一侧端面固定设有支撑杆（31），所述支撑杆（31）穿过所述滑槽（29）的开口延伸至外，且两侧相互平行的所述支撑杆（31）之间均布且转动设有卷绕杆（32），所述卷绕杆（32）数量与所述梳齿杆（22）和所述第一支撑杆（27）的数量相等，所述塑料袋（28）的底侧与所述卷绕杆（32）固定粘接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，其特征在于：所述滑杆（30）的底侧与所述滑槽（29）的底壁之间固定连接有弹簧（44）。

7.根据权利要求5所述的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，其特征在于：所述卷绕杆（32）的两端分别贯穿所述支撑杆（31）且末端固定设有带轮（33），位于同一所述支撑杆（31）上的所述带轮（33）之间绕设有传动带（34），所述支撑杆（31）朝向所述透明观察板（20）的一侧端面上等距且转动设有转轴（35），每个所述转轴（35）均处于两个卷绕杆（32）之间的位置，所述转轴（35）上固定设有压紧轮（36），所述压紧轮（36）与所述传动带（34）的外侧紧紧相抵。

8.根据权利要求7所述的一种适用于蔬菜和牧草的立体循环式气态水培栽培系统，其特征在于：所述支撑杆（31）上且位于任意一个所述转轴（35）邻近处固定设有电机座（43），所述电机座（43）上固定安装有第二电机（37），所述第二电机（37）的电机轴与该所述转轴（35）固定连接。

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