CN212696854U - 植物种植箱 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种植物种植箱，包括：箱体，所述箱体内划分为种植区和设备区；植物生长架，设置在所述种植区内；所述植物生长架具有沿垂向分布的多层种植空间；照明装置，设置在每一层种植空间的上方；供暖盘管，盘设在所述植物生长架下方；供热装置，设置在所述设备区内，与所述供暖盘管连通，向供暖盘管输送液体介质；热泵系统，设置在所述设备区内，用于调节供热装置的温度；用于对种植区进行通风或输送冷气的通风管路，设置在植物生长架的上方；太阳能供电系统，设置在箱体的顶部。本申请实施例提供的植物种植箱具有较低的能耗，适用高寒高原地区。

Description

植物种植箱

技术领域

本申请涉及植物种植技术，尤其涉及一种植物种植箱。

背景技术

植物种植箱是一种在封闭环境中种植植物，通过人为控制植物生长所需的光照、温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度等环境条件，进而获得较高产量和较优品质的植物生长装置，适用于野外作业、海上作业等场景，也适用于耕种土地面积较小的地区或国家。

而对于高原地区，由于其具有气压较低，日照时间长、干湿分明、多夜雨、年温差小日温差大、多冰雹、多雷电等多种复杂的自然条件，现有的植物种植箱在高原气候下会出现耗能较高、寿命较短且易损坏等问题，尤其是在气温较低的情况下容易出现功能丧失的问题。主要原因有如下几点：

1、现有的植物种植箱的箱体主要采用钢板加内保温结构，密封性不足且易产生建筑冷热桥，进而使得箱内温度达不到植物生长所需的温度。

2、现有的植物种植箱大多采用空调进行温度调控。但在高原地区的积温较少，全年平均温度较低，且随着海拔每升高100米，年均温降低0.57℃。普通的空调在低温环境中的制暖能力非常有限，且耗能较高。

3、现有的一些植物种植箱采用太阳能供电，但由于箱体顶面面积有限，收集到的太阳能的发电量极其有限，远不能满足种植箱的用电需求。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种植物种植箱。

本申请第一方面实施例提供一种植物种植箱，包括：

箱体，所述箱体内划分为种植区和设备区；

植物生长架，设置在所述种植区内；所述植物生长架具有沿垂向分布的多层种植空间；

照明装置，设置在每一层种植空间的上方；

供暖盘管，盘设在所述植物生长架下方；

供热装置，设置在所述设备区内，与所述供暖盘管连通，向供暖盘管输送液体介质；

热泵系统，设置在所述设备区内，用于调节供热装置的温度；

用于对种植区进行通风或输送冷气的通风管路，设置在所述植物生长架的上方；

太阳能供电系统，设置在所述箱体的顶部。

如上所述的植物种植箱，还包括：用于控制箱体内氧气和/或二氧化碳浓度的气体浓度控制系统，设置在所述箱体内。

如上所述的植物种植箱，还包括：用于控制箱体内湿度的湿度控制系统，设置在所述箱体内。

如上所述的植物种植箱，还包括：用于提供植物生长所需养料的水肥混合循环系统，设置在所述箱体内，与所述植物生长架连接。

如上所述的植物种植箱，还包括：内保温板，在所述箱体内侧围成封闭结构，所述内保温板与箱体内壁之间填充密封材料；所述设备区与种植区用内保温板隔开。

如上所述的植物种植箱，所述内保温板为聚氨酯板，所述密封材料为聚氨酯泡沫。

如上所述的植物种植箱，还包括：安装底板，设置在所述箱体底部的四个顶角处，与地面固定连接。

如上所述的植物种植箱，所述供热装置包括：

保温水箱，设置在所述设备区内；所述保温水箱与所述供暖盘管连通；

辅热装置，插设在所述保温水箱内，用于对保温水箱内的液体介质进行辅助加热。

如上所述的植物种植箱，所述植物生长架包括：

沿垂向方向延伸的多个竖杆，在种植区内间隔排布；所述竖杆固定在所述箱体内；

沿水平方向延伸的多个横杆，连接在多个竖杆之间，垂向排布的横杆之间形成种植空间；

苗盘，连接在两个相对的横杆之间；所述苗盘内设有水肥槽，所述水肥槽与所述水肥混合循环系统相连；所述苗盘顶部设有多个供植物生长的种植孔。

如上所述的植物种植箱，所述水肥混合循环系统包括：

水肥混合箱，盛装有营养液；

水肥液体管路，连接在水肥混合箱与水肥槽之间；

循环泵，设置在所述液体管路上；

pH检测器件，设置在所述苗盘或水肥液体管路上，对应检测所述营养液的pH值；

盐度检测器件，设置在所述苗盘或水肥液体管路上，对应检测所述营养液的盐度值。

如上所述的植物种植箱，还包括：过滤装置，设置在所述水肥混合箱的入口处。

如上所述的植物种植箱，所述通风管路设在所述植物生长架的上方；

所述植物种植箱还包括：风机盘管；风机盘管包括：风机和盘管；

盘管与热泵系统相连，热泵系统向盘管输送液体介质；

风机盘管的出风口与通风管路相连；所述风机驱动空气依序流过盘管和通风管路。

如上所述的植物种植箱，所述照明装置包括：发光二极管LED灯条，多个LED灯条设置在每个种植空间的上方。

如上所述的植物种植箱，所述气体浓度控制系统包括：

用于检测箱体内氧气浓度的氧气浓度传感器；

用于检测箱体内二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器；

氧气罐，其输出端设置有开关阀；

二氧化碳气体罐，其输出端设置有开关阀。

如上所述的植物种植箱，所述太阳能供电系统包括：

太阳能供电装置，设置在所述箱体的顶部；

蓄电池，与所述太阳能供电装置电连接；

逆变器，连接在所述太阳能供电装置与蓄电池之间。

如上所述的植物种植箱，所述太阳能供电装置包括：至少两组太阳能供电组；各太阳能供电组可在第一状态和第二状态之间切换；

在第一状态时，各太阳能供电组沿垂向方向层叠收纳于箱体的顶部；

在第二状态时，至少一组太阳能供电组展开在箱体顶部的外围。

如上所述的植物种植箱，所述太阳能供电组包括：

第一滑轨，固定在所述箱体的顶部；

滑动框架，与所述第一滑轨滑动连接；所述滑动框架可相对于所述第一滑轨滑动至箱体的顶部，或滑动至箱体顶部的外围；

太阳能电池板，设置在所述滑动框架上。

如上所述的植物种植箱，所述太阳能供电组还包括：

翻转组件，连接在所述滑动框架和太阳能电池板之间；所述太阳能电池板的一端与所述滑动框架转动连接，另一端与所述翻转组件配合以使太阳能电池板相对于所述滑动框架转动。

本申请实施例所提供的技术方案，将植物生长架设置在箱体内，提供垂向多层的种植空间，能够提高单位土地面积的产出量；采用照明装置设置在每一层植物空间的上方，以提供植物生长所需的光照；采用通风管路设置在植物生长架的上方，以对箱体内进行通风；采用太阳能供电系统设置在箱体的顶部，利用太阳能进行发电，供给箱体内的各用电设备使用，采用供热装置向供暖盘管输送液体介质进行供热，供暖盘管盘设在植物生长架的下方，以提高箱体内的温度而且进行均匀供热；还采用热泵系统调节供热装置内的温度，以满足植物生长的需要，不但能够降低能耗，还能够保证供热量满足要求，以使箱体内的温度保持在合适的温度，提高植物产量，且保证各设备正常运行，降低损坏率，因此，本实施例提供的方案适用于野外作业、海上作业等用电不方便的情况，更适用于具有多种复杂自然条件的高原地区。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例一提供的植物种植箱的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的植物种植箱中的植物生长架的结构示意图；

图3为图2中A区域的放大视图；

图4为本申请实施例三提供的植物种植箱中太阳能供电组收回的结构示意图；

图5为本申请实施例三提供的植物种植箱中太阳能供电组展开的结构示意图；

图6为本申请实施例三提供的植物种植箱中太阳能供电组的结构示意图；

图7为图6中B区域的放大视图；

图8为图5中C区域的放大视图。

附图标记：

1-箱体；11-内保温板；

2-植物生长架；21-竖杆；22-横杆；23-苗盘；231-种植孔；

5-通风管路；

6-太阳能供电组；61-第一滑轨；611-第一纵向滑轨；612-第一横向滑轨；62-第二滑轨；63-第三滑轨；64-电池板支架；65-太阳能电池板；66-翻转固定件；67-翻转连接件。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本申请实施例一提供的植物种植箱的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的植物种植箱，包括：箱体、植物生长架、照明装置、供暖盘管、供热装置、热泵系统、通风管路和太阳能供电系统。图1中示出了箱体1、植物生长架2、供暖盘管、热泵系统和通风管路5。

其中，箱体1可以设置为密闭的结构，其内部区域被划分为种植区和设备区，种植区用于种植植物，设备区用于放置各设备。箱体1可以为透明、半透明或不透明的玻璃箱体，也可以为集装箱，或者还可以为由钢板围成的箱体等。箱体1的侧面设有门，供设备搬运及人员进出。

植物生长架2设置在种植区内，具有沿垂向分布的多层种植空间，每层种植空间均可种植植物，提高了空间利用率，相当于增大了单位土地面积上的产出量。本实施例中提到的垂向方向即为竖直方向，下面内容中提到的横向方向和纵向方向均是沿水平方向延伸的，横向方向与纵向方向垂直。

照明装置，设置在每一层种植空间的上方，用于提高植物生长所需的光照。图1未示出照明装置。

供暖盘管盘设在植物生长架2的下方。供热装置设置在设备区内，与供暖盘管连通以向供暖盘管输送液体介质进行供热。液体介质在供热装置和供暖盘管之间循环流动，液体介质经过供热装置吸热，经过供暖盘管散热。采用供暖盘管均匀盘设在植物生长架2的下方，能够对植物生长架2进行均匀供热，确保各区域的植物的周围温度都能够达到预设温度。

热泵系统设置在设备区内，用于调节供热装置内的温度，进而调节液体介质的温度。与传统方案相比，采用热泵系统能够大幅度降低能耗，在发电量相同的情况下，能够保证制热量满足植物种植的要求，能够解决高原高寒条件下制暖困难且耗能较高的问题。

通风管路5设置在植物生长架2的上方，通风管路5的端部可以连接有风机，用于驱动空气在通风管路5中有序流动，以对箱体1内进行通风，进而调节箱体1内的气体浓度，并达到散热的效果。

太阳能供电系统设置在箱体1的顶部，将太阳能转换为电能，供给上述热泵系统、风机、照明装置等用电设备使用。采用太阳能供电系统进行发电，能够脱离电网使用，更适用于野外作业、海上作业等用电不方便的情况。

本实施例所提供的技术方案，将植物生长架设置在箱体内，提供垂向多层的种植空间，能够提高单位土地面积的产出量；采用照明装置设置在每一层植物空间的上方，以提供植物生长所需的光照；采用通风管路设置在植物生长架的上方，以对箱体内进行通风；采用太阳能供电系统设置在箱体的顶部，利用太阳能进行发电，供给箱体内的各用电设备使用，采用供热装置向供暖盘管输送液体介质进行供热，供暖盘管盘设在植物生长架的下方，以提高箱体内的温度而且进行均匀供热；还采用热泵系统调节供热装置的温度，以满足植物生长的需要，不但能够降低能耗，还能够保证供热量满足要求，以使箱体内的温度保持在合适的温度，提高植物产量，且保证各设备正常运行，降低损坏率，因此，本实施例提供的方案适用于野外作业、海上作业等用电不方便的情况，更适用于具有多种复杂自然条件的高原地区。

在上述技术方案的基础上，植物种植箱除了包括上述实施例中的箱体1、植物生长架2、照明装置、供暖盘管、供热装置、热泵系统和通风管路5之外，还可以包括：气体浓度控制系统，设置在箱体1内，用于对箱体1内的空气成分含量进行控制，例如对箱体1内的氧气浓度进行检测和控制，对箱体1内的二氧化碳浓度进行检测和控制，以满足植物生长的需求，提高产量。

箱体1内还设置有湿度控制系统，用于对箱体1内的湿度进行检测和控制，以满足植物生长的需求，提高产量。

箱体1内还设置有水肥混合循环系统，用于提供植物生长所需养料。水肥混合循环系统可以与植物生长架相连，将包含有养料的营养液输送至植物生长架供植物根系吸收。

实施例二

本实施例是在上述实施例的基础上，对植物种植箱中各部分的实施方式就进行举例说明：

箱体1可以为玻璃箱体、集装箱体、钢板箱体或其他材料制成的箱体。本实施例中，箱体1采用集装箱改造而成，对箱体1的表面进行处理：首先对箱体1的表面进行打磨，使其表面光滑无焊渣，无飞溅物，转角处圆滑过渡。然后采用干式喷砂除锈，采用石英砂作为磨料对箱体1的表面进行打磨，例如采用干燥洁净、无油污、无杂物、含水量小于1％的石英砂，必要时可对石英砂进行烘烤干燥。之后在箱体1的表面喷涂防水涂层，达到防水的效果，例如：在箱体1的表面喷涂聚脲涂层作为防水涂层，喷涂厚度为2mm-3mm，并对箱体1的节点、拐角、异质材连接处进行聚脲涂层加厚处理。

箱体1的制作材料中可包含保温材料，或者，也可以在箱体1的内侧设置保温结构。如图1所示，本实施例中，箱体1内设置有内保温板11。具体的，箱体1呈长方体，具有六个表面，其垂向高度小于底面长度。采用六块内保温板11在箱体1内围成封闭结构，以使内保温板11围成一个封闭空间，减少箱体1外的环境温度对该封闭空间内温度的影响。内保温板11可采用泡沫板，例如：硬质聚氨酯板。保温层11的厚度可以为50mm-100mm。设备区与种植区通过内保温板11隔开。

另外，在内保温板11与箱体1内壁之间还可以填充有密封材料，例如：聚氨酯发泡材料。采用聚氨酯发泡技术对固定在箱体1上的各部件与箱体1之间填充聚氨酯泡沫，在箱体1与内保温板11之间也填充聚氨酯泡沫，填充二者之间的间隙，减少内外进行热量交换。

上述方案中，对箱体1的表面进行涂层处理，并在箱体1内设置内保温板11，减少箱体1的冷热桥，提高其耐寒性，使之适应大温差、多冰雹、多雷电、多夜雨的高原气候，解决了高原高寒地区的种植箱易失效的问题。

箱体1采用集装箱进行改造而成，便于移动和吊装。在箱体1吊装到位后，可将箱体1固定在地面上，例如：可通过地脚螺栓进行固定。或者，也可以采用如下方式：

采用安装底板设置在箱体1的下方，安装底板与箱体1之间通过螺栓连接，安装底板与地面通过地脚螺栓连接，使其能够抵抗大风天气，保证植物种植箱的稳定性。

具体的，安装底板为直角连接板，其数量为四个，分别设置在箱体1底部的四个顶角处。直角连接板与箱体1之间通过螺栓连接，直角连接板与地面之间通过地脚螺栓连接。如地面可参照地脚螺栓的常用连接方式进行基础处理，也可通过地面开孔然后通过螺栓连接。通过调整四个直角连接板的高度及倾斜角度，保证箱体1的安装水平度。

箱体1内设置有环境控制系统，具有温度控制功能、湿度控制功能、气体浓度控制功能和通风功能。为适应高原高寒地区气温低、积温少的情况，温度控制模块主要以制热为主，制冷为辅。

温度控制功能是通过上述供暖盘管、供热装置和热泵系统来实现的。其中，供暖盘管盘设在箱体1内种植区的下方，能够增大供热面积，进而提高供热量。供暖盘管可以为聚丁二烯PB管或高密度聚乙烯材料PEX管，在箱体1内呈连续U型布局，提高供热均匀性。

供热装置包括：保温水箱和辅热装置。保温水箱设置在设备区内，与供暖盘管通过管路连通，管路上设置有液体泵，以驱动保温水箱内的液体介质在供暖盘管和保温水箱之间循环流动。辅热装置设置在保温水箱内，用于对液体介质进行加热。经过加热后且温度达标的液体介质流至供暖盘管进行散热，以提高种植区的温度。

辅热装置可以为电加热装置，例如：电热管、电热盘等，电热管可以直管，也可以为盘管。

另外，设置有用于控制温度的控制器，该控制器分别与设置在箱体1内的温度传感器和辅热装置相连，根据温度传感器检测到的温度数据控制辅热装置工作，以调节箱体1内的温度达到要求。

热泵系统包括：热泵机组和与之相连的管路，管路内循环流动有工作液体。当热泵系统处于制热状态时，工作液体在热泵系统内吸热，向供暖盘管供热。

通风管路5为两排直管，设置在植物生长架2的上方，具体可在箱体1内的上方通过吊顶固定。通风管路5包括至少两条管道，每一个植物生长架2的上方布设一条通风管路5，保证送风均匀。箱体1上设置有风机，与通风管路5相连，以使空气在风机的驱动作用下在通风管路内有序流动，并向植物生长架2送风。在种植箱处于制热的模式下，风机不工作。当需要对种植箱进行降温时，开启风机，通风管路5内的气体有序流动，向种植箱输送冷气，降低种植箱内的温度。

或者，采用风机盘管与热泵系统相连，通过热泵系统进行制冷并将冷空气从风机盘管输送至植物生长架的上方。具体的，风机盘管包括：风机和盘管，其中，盘管与热泵系统相连，盘管内设有液体介质能够在盘管与热泵系统之间循环流动。当热泵系统处于制冷模式时，向盘管提供温度较低的液体介质。风机启动时，驱动空气流过盘管，其热量被液体介质吸收，温度降低，之后再进入通风管路5，吹向植物生长架，达到降温的效果。

通风管路5可工作在内循环模式或外循环模式，当工作于内循环模式时，箱体1内的空气循环流动，而与箱体1外部没有空气流动，能够使得箱体1内的气体分布均匀，促使植物均匀生长。当工作于外循环模式时，例如：当箱体1内的温度过高，可通过通风管路5与箱体1外的冷空气进行交换，以降低箱体1内的温度。

或者，也可以在箱体1上设置排气扇，实现内外空气流通及散热。

另外，植物种植箱还设置有新风设备，与通风管路5连通。当新风设备打开时，可与外部环境进行气体交换。

可采用用于控制通风的控制器，该控制器分别与温度传感器与风机相连，用于根据温度传感器检测到的温度数据控制风机工作，或者该控制器还与设置在箱体内的操作开关相连，以根据操作开关控制风机工作，或者，该控制器还可以与远程上位机相连，根据远程上位机发送的指令控制风机工作。

湿度控制系统包括：湿度传感器、控制器和加湿器。其中，湿度传感器用于检测箱体1内的湿度，控制器用于根据湿度传感器检测到的湿度控制加湿器工作，以调节箱体1内的湿度满足植物生长的要求。加湿器可以为超声波加湿器、蒸发加湿器等。

气体浓度控制系统包括：氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、氧气罐和二氧化碳气体罐。其中，氧气浓度传感器用于检测箱体1内氧气的浓度，二氧化碳浓度传感器用于检测箱体1内二氧化碳的浓度。氧气罐和二氧化碳气体罐的输出端设有开关阀。采用控制器获取传感器检测到的数据，并据此控制相应气体罐上的开关阀打开或关闭，以调节箱体1内氧气、二氧化碳的浓度。

以上用于控制温度、湿度、通风、气体浓度的控制器可以集成为一个控制器，例如为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)。PLC根据各传感器的检测结果控制各加热、通风等设备工作，以调节箱体内的环境满足植物生长的要求。

箱体1内可设置有触摸屏，与PLC相连，用于显示当前各设备的运行状态，也可以显示箱体1内的温度、湿度、气体浓度数据，触摸屏还可以接收用户输入指令控制PLC。

箱体1内设置有栽培系统，包括植物生长架2、水肥混合循环系统及过滤消毒系统。水肥混合循环系统用于提供植物生长所需的营养液，过滤消毒系统用于对营养液进行过滤，并能够对箱体内进行消毒杀菌。

图2为本申请实施例二提供的植物种植箱中的植物生长架的结构示意图，图3为图2中A区域的放大视图。如图1和图3所示，植物生长架2包括：多根沿垂向方向延伸的竖杆21、水平设置在竖杆21之间的横杆22以及搭设在横杆22上的苗盘23。

其中，如图1和图2所示，多个竖杆21在种植区内间隔排布，其顶端和底端均与箱体1固定。横杆22沿水平方向连接在多个竖杆21之间，与竖杆21搭接呈框架结构。沿垂向排布的横杆22之间的区域形成种植空间。通过多个横杆22将竖杆21围成的区域分割为多个种植空间。每个种植区域都能够种植植物，本实施例中，横杆22框出了四个种植空间，能种植五层植物。竖杆21和横杆22均为可拆卸连接，竖杆21提供多个安装位置，可调节横杆22的安装高度。

苗盘23为长条状，搭接在相对两个横杆22之间。苗盘23上开设有水肥槽，水肥槽用于容纳营养液。每个苗盘23上可开设多排水肥槽，以种植多排植物。水肥槽与水肥混合循环系统连通，通过水肥混合循环系统向水肥槽内提供营养液。苗盘23的顶部设有多个种植孔231，用于固定植物，供植物生长。植物从种植孔231穿过，其根系伸入水肥槽的营养液中。

苗盘23可以为带盖的整体结构，苗盘23内可以设置有多排水肥槽，对应在水肥槽的上方设置多个种植孔231。或者，苗盘23内设置一个容积较大的水肥槽，在水肥槽的上方开设多排种植孔231，各排种植孔231相互错开。或者，苗盘23为窄条结构，多个苗盘23并排布设在同一高度的两个横杆22之间。每个苗盘23的顶部开设多个与水肥槽对应的种植孔231。

或者，苗盘23可以为分体结构，包括敞口的盘体和穴盘盖，盘体内开设水肥槽。穴盘盖盖设在盘体上方，其上开设种植孔231对应在水肥槽的上方。

水肥混合循环系统包括：水肥混合箱、水肥液体管路、循环泵、pH检测器件和盐度检测器件。其中，水肥混合箱内盛装有营养液。水肥液体管路连接在水肥混合箱与水肥槽之间，循环泵设置在水肥液体管路上，用于将水肥混合箱内的营养液泵送至水肥槽内。

pH检测器件可设置在苗盘23或水肥液体管路上，用于检测营养液的pH值。盐度检测器件可设置在苗盘23或水肥液体管路上，用于检测营养液的盐度值(可溶性盐浓度)。当pH值或盐度值不满足要求时，通过控制器控制循环泵启动，向水肥槽内输送营养液。

水肥混合箱内的营养液可以为根据待种植植物的需要预先配置好的，也可以根据不同植物的需要自动调配。

上述过滤消毒系统包括两部分：过滤装置和消毒装置。其中过滤装置设置在水肥混合箱的入口处。当营养液在水肥混合箱和水肥槽之间循环流动时，采用过滤装置对即将进入水肥混合箱的营养液进行过滤，避免水肥槽中的固体杂质、落叶等进入水肥混合箱内而污染水肥混合箱内的营养液。

消毒装置可采用紫外线消毒装置，设置在箱体1内，通过发射紫外线进行消毒。消毒装置也可以采用其他消毒方式，例如：喷射消毒液、喷射消毒气体等，本实施例不做限定。

照明装置包括多个发光二极管(Light Emitting Diode，简称：LED)灯条，多个LED灯条设置在每个种植空间的上方。LED灯条与苗盘23表面之间的距离为300mm-400mm。

实施例三

在上述技术方案的基础上，本实施例还提供一种太阳能供电系统的实现方式：

太阳能供电系统包括：太阳能供电装置、蓄电池和逆变器。其中，太阳能供电装置设置在箱体1的顶部，用于吸收太阳能并转换为电能。逆变器连接在太阳能供电系统和蓄电池之间，用于将太阳能供电装置产生的电能进行逆变后提供给蓄电池进行存储。

图4为本申请实施例三提供的植物种植箱中太阳能供电组收回的结构示意图，图5为本申请实施例三提供的植物种植箱中太阳能供电组展开的结构示意图。如图4和图5所示，太阳能供电装置包括：太阳能供电装置包括：至少两组太阳能供电组6，各太阳能供电组6可在第一状态和第二状态之间切换：在第一状态时，各太阳能供电组6沿垂向方向层叠收纳于箱体1的顶部；在第二状态时，至少一组太阳能供电组6展开在箱体1顶部的外围。

上述太阳能供电组6上设置有太阳能电池板，能够吸收太阳能并转换为电能提供给植物箱内的照明、通风、空调等设备使用。

在白天，有一组太阳能供电组6位于箱体1的顶部，其余至少一组太阳能供电组6展开在箱体1顶部的外围，各太阳能供电组6水平摊开，在垂向方向上互相不遮挡，各供电组都能够利用太阳能进行发电，增大了发电量。在晚上或者在吊运植物种植箱的过程中，将太阳能供电组6收回至层叠在箱体1的顶部，能够避免太阳能供电组6遭到破坏。

上述技术方案，采用箱体以及设置在箱体顶部的至少两组太阳能供电组，在需要满足较大的电能需求时，至少一组太阳能供电组向外展开至箱体顶部的外围，使各太阳能供电组互不遮挡，都能利用太阳能进行发电，相当于增大了发电量；在不需要工作时将各太阳能供电组收回并层叠设置在箱体的顶部，以对供电组进行保护，该方案提高了箱体顶部的利用率，也能够满足植物种植所需的用电量。

太阳能供电组6展开和收回的方式可以有很多种，例如：滑动展开与滑动收回、折叠展开与折叠收回、翻转打开与翻转收回等。

在上述技术方案的基础上，本实施例提供一种太阳能供电组的实现方式，采用滑动展开与滑动收回的方式：太阳能供电组6包括：第一滑轨、滑动框架和太阳能电池板。其中，第一滑轨固定在箱体1的顶部。滑动框架与第一滑轨滑动连接，可相对于第一滑轨滑动至箱体顶部的外围，呈展开状态；或者相对于第一滑轨滑动至箱体顶部，呈收回状态。太阳能电池板设置在滑动框架上，一个滑动框架上可设置有至少一个太阳能电池板。

一种实现方式：滑动框架包括：第二滑轨和电池板支架。其中，第二滑轨与第一滑轨滑动连接，可沿第一滑轨的长度方向滑动。电池板支架与第二滑轨相连，与第二滑轨一起移动。上述太阳能电池板设置在电池板支架上。当电池板支架与第二滑轨相对于第一滑轨向外移动至极限时，到达太阳能供电组的展开状态。

图6为本申请实施例三提供的植物种植箱中太阳能供电组的结构示意图，图7为图6中B区域的放大视图。如图6和图7所示，本实施例提供一种具体的太阳能供电组的实现方式：

太阳能供电组6包括：第一滑轨61、第二滑轨62、第三滑轨63、电池板支架64和太阳能电池板65。其中，第一滑轨61固定在箱体1的顶部，沿第一方向延伸，第二滑轨62可相对于第一滑轨61沿第一方向滑动，第三滑轨63可相对于第二滑轨62沿第一方向滑动。电池板支架64与第三滑轨63相连，与第三滑轨63一起移动。太阳能电池板65设置在电池板支架64上，与电池板支架64一起移动。

具体的，电池板支架64的两侧各设置有第一滑轨61、第二滑轨62和第三滑轨63，两侧的对应滑轨同步动作。第一滑轨61中朝向太阳能电池板65的内侧面向内凹陷形成有沿第一滑轨61长度方向延伸的第一滑槽，第二滑轨62插设在第一滑槽内，可在第一滑槽内滑动。第二滑轨62的内面向内凹陷形成有沿第二滑轨62长度方向延伸的第二滑槽，第三滑轨63插设在第二滑槽内，可在第二滑槽内滑动。

在太阳能供电组6展开的过程中，可先将第三滑轨63向外滑动。第三滑轨的尾端和第二滑轨的首端之间可对应设置限位结构，以使第三滑轨不能从第二滑轨内脱出，且当第三滑轨向外滑动至极限时带动第二滑轨相对于第一滑轨开始滑动。第二滑轨的尾端与第一滑轨的首端之间对应设置限位结构，以使第二滑轨不能从第一滑轨内脱出。当第二滑轨向外滑动至极限时，到达太阳能供电组6全部展开的位置。

在太阳能供电组6收回的过程中，可先将第三滑轨63向内滑动至隐藏于第二滑轨62的第二滑槽内，然后将第二滑轨62向内滑动至隐藏于第一滑轨61的第一滑槽内，到达太阳能供电组6收回的状态。

上述方案中，采用第一滑轨61、第二滑轨62和第三滑轨63配合滑动的方式，且在收回的状态下，第三滑轨63隐藏于第二滑轨62内，第二滑轨62隐藏于第一滑轨61内，能够增大电池板支架64的移动距离，使其能够展开到较远的位置，而且提高了箱体顶部空间的利用率。

箱体1顶部设置的可展开的太阳能供电组6可朝向不同的方向展开。若箱体1的水平截面为矩形，则将矩形长边方向(也即：箱体1的长度方向)定义为纵向，将矩形短边方向定义为横向。

例如：采用两组第一滑轨61均沿纵向方向延伸，则两个太阳能供电组6对应朝向纵向两端滑动展开；或者，采用两组第一滑轨61均沿横向方向延伸，则两个太阳能供电组6对应朝向横向两端滑动展开。

本实施例提供的方案中，箱体1的顶部设置有五组太阳能供电组6，其中四组分别朝向四个方向展开。五组太阳能供电组6分别为第一供电组、第二供电组、第三供电组、第四供电组和第五供电组。其中，第一供电组和第二供电组沿纵向方向展开，且二者朝向相反方向展开；第三供电组和第四供电组沿横向方向展开，且二者朝向相反方向展开；第五供电组固定在箱体1的顶部。

图8为图5中C区域的放大视图。如图5和图8所示，本实施例提供一种具体的实现方式：第一滑轨61包括：第一纵向滑轨611和第一横向滑轨612。第一纵向滑轨611固定在箱体1的顶部且沿纵向方向延伸，第一横向滑轨612固定在箱体1的顶部且沿横向方向延伸。第一供电组和第二供电组中的滑动框架可沿第一纵向滑轨611滑动，第三供电组和第四供电组中的滑动框架可沿第一横向滑轨612滑动。

第一供电组中的第一纵向滑轨611和第二供电组中的第一纵向滑轨611沿垂向依次布设。第三供电组中的第一横向滑轨612和第四供电组中的第一横向滑轨612沿垂向依次布设。第一纵向滑轨611和第一横向滑轨612交替布置，合理布局第一纵向滑轨与第一横向滑轨之间的位置和高度，以使四个可展开的太阳能供电组6不会相互干涉。

上述电池板支架64是水平设置的，太阳能电池板65是嵌入电池板支架64内，也是沿水平方向延伸的。

在上述技术方案的基础上，本实施例还提供一种太阳能供电组6的实现方式：太阳能供电组6还包括：翻转组件，连接在滑动框架和太阳能电池板之间。太阳能电池板的一端与滑动框架转动连接，另一端与翻转组件配合以使太阳能电池板相对于滑动框架转动。

当太阳处于种植箱的正上方时，太阳能电池板65沿水平方向延伸具有最大的光接收面积。当太阳斜射时，将太阳能电池板65翻转至朝向太阳，也使其具有较大的光接收面积。

一种实现方式为：如图8所示，翻转组件包括：翻转固定件66和翻转连接件67。其中，翻转固定件66固定设置在太阳能电池板65的一端。翻转连接件67的一端与翻转固定件66转动连接，另一端与滑动框架转动连接，具体是与电池板支架64相连。则当太阳能电池板65相对于电池板支架64翻转到位后，翻转组件能够对太阳能电池板65进行支撑，防止其掉落。

太阳能电池板65的翻转过程可通过驱动电机、气缸或液压缸进行驱动。以驱动电机为例，驱动电机的输出端直接与太阳能电池板65相连，驱动其转动；或者，驱动电机的输出端与翻转固定件66相连，用于通过翻转固定件66驱动太阳能电池板65转动。

一种具体的实现方式：所述翻转固定件66采用角钢，其一边固定在太阳能电池板65的底部，具体为与第三滑轨63平行的边沿底面。角钢的长度方向与第三滑轨63平行。角钢的另一边与太阳能电池板65的表面垂直，其上设置有多个轴孔，多个轴孔沿其长度方向依次布设。翻转连接件67为一连接杆，其一端设置有转轴，可插入某一轴孔内，以使连接杆能够相对于角钢转动。连接杆的另一端与电池板支架64的内侧面转动连接。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种植物种植箱，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内划分为种植区和设备区；

植物生长架，设置在所述种植区内；所述植物生长架具有沿垂向分布的多层种植空间；

照明装置，设置在每一层种植空间的上方；

供暖盘管，盘设在所述植物生长架下方；

供热装置，设置在所述设备区内，与所述供暖盘管连通，向供暖盘管输送液体介质；

热泵系统，设置在所述设备区内，用于调节供热装置的温度；

用于对种植区进行通风或输送冷气的通风管路，设置在所述植物生长架的上方；

太阳能供电系统，设置在所述箱体的顶部。

2.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，还包括：用于控制箱体内氧气和/或二氧化碳浓度的气体浓度控制系统，设置在所述箱体内。

3.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，还包括：用于控制箱体内湿度的湿度控制系统，设置在所述箱体内。

4.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，还包括：用于提供植物生长所需养料的水肥混合循环系统，设置在所述箱体内，与所述植物生长架连接。

5.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，还包括：内保温板，在所述箱体内侧围成封闭结构，所述内保温板与箱体内壁之间填充密封材料；所述设备区与种植区用内保温板隔开。

6.根据权利要求5所述的植物种植箱，其特征在于，所述内保温板为聚氨酯板，所述密封材料为聚氨酯泡沫。

7.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，还包括：安装底板，设置在所述箱体底部的四个顶角处，与地面固定连接。

8.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，所述供热装置包括：

保温水箱，设置在所述设备区内；所述保温水箱与所述供暖盘管连通；

辅热装置，插设在所述保温水箱内，用于对保温水箱内的液体介质进行辅助加热。

9.根据权利要求4所述的植物种植箱，其特征在于，所述植物生长架包括：

沿垂向方向延伸的多个竖杆，在种植区内间隔排布；所述竖杆固定在所述箱体内；

沿水平方向延伸的多个横杆，连接在多个竖杆之间，垂向排布的横杆之间形成种植空间；

苗盘，连接在两个相对的横杆之间；所述苗盘内设有水肥槽，所述水肥槽与所述水肥混合循环系统相连；所述苗盘顶部设有多个供植物生长的种植孔。

10.根据权利要求9所述的植物种植箱，其特征在于，所述水肥混合循环系统包括：

水肥混合箱，盛装有营养液；

水肥液体管路，连接在水肥混合箱与水肥槽之间；

循环泵，设置在所述液体管路上；

pH检测器件，设置在所述苗盘或水肥液体管路上，对应检测所述营养液的pH值；

盐度检测器件，设置在所述苗盘或水肥液体管路上，对应检测所述营养液的盐度值。

11.根据权利要求10所述的植物种植箱，其特征在于，还包括：过滤装置，设置在所述水肥混合箱的入口处。

12.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，所述通风管路设在所述植物生长架的上方；

所述植物种植箱还包括：风机盘管；风机盘管包括：风机和盘管；

盘管与热泵系统相连，热泵系统向盘管输送液体介质；

风机盘管的出风口与通风管路相连；所述风机驱动空气依序流过盘管和通风管路。

13.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，所述照明装置包括：发光二极管LED灯条，多个LED灯条设置在每个种植空间的上方。

14.根据权利要求2所述的植物种植箱，其特征在于，所述气体浓度控制系统包括：

用于检测箱体内氧气浓度的氧气浓度传感器；

用于检测箱体内二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器；

氧气罐，其输出端设置有开关阀；

二氧化碳气体罐，其输出端设置有开关阀。

15.根据权利要求1所述的植物种植箱，其特征在于，所述太阳能供电系统包括：

太阳能供电装置，设置在所述箱体的顶部；

蓄电池，与所述太阳能供电装置电连接；

逆变器，连接在所述太阳能供电装置与蓄电池之间。

16.根据权利要求15所述的植物种植箱，其特征在于，所述太阳能供电装置包括：至少两组太阳能供电组；各太阳能供电组可在第一状态和第二状态之间切换；

在第一状态时，各太阳能供电组沿垂向方向层叠收纳于箱体的顶部；

在第二状态时，至少一组太阳能供电组展开在箱体顶部的外围。

17.根据权利要求16所述的植物种植箱，其特征在于，所述太阳能供电组包括：

第一滑轨，固定在所述箱体的顶部；

滑动框架，与所述第一滑轨滑动连接；所述滑动框架可相对于所述第一滑轨滑动至箱体的顶部，或滑动至箱体顶部的外围；

太阳能电池板，设置在所述滑动框架上。

18.根据权利要求17所述的植物种植箱，其特征在于，所述太阳能供电组还包括：

翻转组件，连接在所述滑动框架和太阳能电池板之间；所述太阳能电池板的一端与所述滑动框架转动连接，另一端与所述翻转组件配合以使太阳能电池板相对于所述滑动框架转动。

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