CN212970921U - 一种适用于农业工厂式种植的种植单元结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，种植单元包括布置在地板上的种植床，所述种植床包括一个矩形体的种植土框，种植土框下方两侧各具有一个长条形的支撑钢架，支撑钢架长度方向顺每排种植单元长度方向安装布置在地板上；种植土框搁置在支撑钢架上，种植土框内盛有种植土。本实用新型具有结构简单、方便实施，利于位置调整，适应于工业化生产等优点。

Description

一种适用于农业工厂式种植的种植单元结构

技术领域

本实用新型属于农业种植技术领域，具体涉及一种适用于农业工厂式种植的种植单元结构。

背景技术

我国是以水稻大米为主食的国家，水稻种植在我国传统农业中占据非常重要的地位。我国传统水稻种植均是以家庭为单位，在农田中实现水稻耕种，这种方式劳动强度较大，生产效率较为低下，水稻产能受天气灾害方面影响较大。在一些农场或者农业合作社经营模式中，会有集中大量土地资源，实现机械化生产的水稻种植方式，可以提高劳动效率，但仍然很难控制天气灾害等方面因素带来的影响。

另外目前，在农业生产过程中，随着各种农药和激素的泛滥，粮食安全问题成为人们比较关注的方向。而水稻种植时，为了除虫、防病等原因，也经常会在稻株生长过程中使用大量的农药。这样在最后出产的大米中容易产生农药有害物质残留，影响食用健康。

CN102498990B的专利曾公开了一种水稻工厂化生产工艺及其生产车间，该实用新型中公开的水稻工厂化生产工艺，是将水稻将从发芽到成熟以及收割、脱粒、烘干和制米都在人为控制的工厂内生产,实现了水稻生产的工厂化和流水化，在解决粮食安全受自然条件影响的同时，能解决水稻生产占用土地多和单位土地生产效率低等问题。但该专利中是将水稻种植的各个生长环节移动运送往不同的生产车间中实现控制，这样移动水稻不利于水稻自身的生长，同时这种方式需要占据大量的种植空间，会浪费大量的土地资源，明显不适宜于目前寸土寸金的社会环境下实施。

为了解决上述问题，申请人设计了一种工厂式农业种植方法，在工厂式种植厂房中实现农业种植，种植厂房设计为多层式楼房，每层楼房的地板上成排地排列设置有多排种植单元，每个种植单元包括布置在地板上的种植床，还包括设置在种植床上方的照明装置和喷灌装置。将农业作物种植在种植床内，依靠控制照明装置定时照明，依靠控制喷灌装置定时喷水和施肥，直至作物成熟后收割。这样具有利于控制，安全无害，生产效率高，占用土地少的特点。

但其中种植单元结构具体怎样设置，才具有结构简单，方便实施，利于位置调整等特点，使其适应于工业化生产，成为有待考虑的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单、方便实施，利于位置调整，适应于工业化生产的适用于农业工厂式种植的种植单元结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，种植单元包括布置在地板上的种植床，所述种植床包括一个矩形体的种植土框，种植土框下方两侧各具有一个长条形的支撑钢架，支撑钢架长度方向顺每排种植单元长度方向安装布置在地板上；种植土框搁置在支撑钢架上，种植土框内盛有种植土。

这样种植床具有结构简单，方便实施，利于位置调整等优点。

进一步地，种植土框四周还具有竖直向上设置的维护格栅板。

这样，用于水稻种植时可以对种植土框边缘侧的水稻起到一定的向上约束作用，方便水稻成长，也方便相邻两排种植单元之间留出供工人行走的空间。

进一步地，维护格栅板为透明的钢化玻璃板材料制得。

这样方便光线透过维护格栅板，使其不影响种植土框植株的光合作用。

进一步地，每层楼房的地板上还设置有托举机器人，托举机器人宽度小于每排种植单元下方两条支撑钢架之间宽度，托举机器人高度小于支撑钢架高度，托举机器人包括一个位于下部的座体，座体下方设置有滚轮行走系统，滚轮行走系统包括滚轮以及和滚轮相连的转向控制机构，转向控制机构和位于座体内的控制器相连，座体上方还设置有水平的托板，托板和座体之间设置有托举装置，托举装置和控制器相连，托举装置能够将托板向上托起至超出支撑钢架高度；每层楼房的地板上位于各排支撑钢架长度方向的两端还留有供托举机器人及其托举住的种植土框行走换位的空余区域；空余区域外端还设置有竖向连通至各层楼房的电梯井，电梯井中安装有电梯，电梯门大于种植土框宽度。

这样，托举机器人可以在每排种植单元下方的两条支撑钢架之间行走，并可以依靠托举装置将种植土框举起带走，可以灵活地依靠托举机器人自动实现各种植土框的移动换位和排布，并能够依靠电梯在各楼层之间调动种植土框。这样就使得在生产和收割等各个环节能够更好地实现自动化控制，减少人工的参与，极大地提高了工厂化和自动化程度。其中所述滚轮行走系统、举托装置、电梯和控制器等装置部件自身均为成熟现有技术，不在此详细介绍，本申请对现有技术做出贡献的地方也不在于这些部件自身结构，而是在于巧妙地将这些技术集成在一起，提高种植过程的可控性，实现种植的工厂化和自动化。

进一步地，种植床上方还设置有喷灌装置和照明装置。这样，可以方便控制实现喷灌和照明。

进一步地，所述喷灌装置包括竖向设置在种植床上方的喷灌竖管，喷灌竖管下端设置有雾化喷头，喷灌竖管上安装有电控阀，喷灌竖管上端和一根沿种植床所在该排种植单元长度方向排布设置的喷灌支管相连通，各排种植单元上方的喷灌支管和喷灌总管连通，喷灌总管上连接有喷灌水容器作为水源，喷灌水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀。

这样，可以事先将喷灌水装入喷灌水容器内储存好，然后定时控制电控阀开启，实现对种植床喷灌的自动控制。能够精确控制对种植植株的供水需求，保证其健康生长，同时达到节约水资源的效果。

进一步地，种植床上方还设置有摄像头。

这样，可以方便工人远程监控种植情况。

进一步地，每排种植单元上方对应固定设置有一根摄像头安装用滑轨，摄像头安装用滑轨上可滑动地配合有一个摄像头安装座，摄像头安装固定在摄像头安装座上，摄像头安装用滑轨一侧还固定设置有齿条，摄像头安装座上还固定设置有一个摄像头行走电机，摄像头行走电机还连接安装有电机遥控模块，摄像头行走电机输出轴上安装有一个摄像头行走齿轮，摄像头行走齿轮和齿条啮合。

这样，可以遥控摄像头行走电机开闭，通过摄像头行走齿轮和齿条的啮合，带动摄像头安装座沿摄像头安装用滑轨滑动行走，进而实现对该排种植单元中各种植床情况的摄像监控。

进一步地，摄像头安装座上还设置有一个感应支臂， 所述摄像头安装在感应支臂上，所述喷灌竖管上还设置有接近开关，接近开关安装在电控阀的控制电路中并用于控制电控阀的开闭， 所述感应支臂沿滑轨的行进路径位于接近开关感应范围内。

这样，可以通过遥控指挥摄像头行走电机控制摄像头安装座行走，带动感应支臂进入对应喷灌竖管上接近开关感应范围，进而控制该喷灌竖管上的雾化喷头开启，实现对下方种植床的喷灌。这样使得雾化喷头整个喷灌过程都直接处于摄像头监控下进行，操作人员可以更加直观的把控到每个种植床的喷灌实时情况，更加利于操作人员遥控实现喷灌监管。

进一步地，喷灌装置中的喷灌总管上还连通设置有中药水容器，中药水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀。

这样，可以在植株生长期间，定期采用中药水对植株进行喷洒，更好地利用中药实现驱虫、防虫，保护植株，控制虫害。其中所述中药水为中药草榨汁后兑水得到，中药草可以采用野菊花、艾蒿草、青蒿草、黄连、益母草、紫苏子等具有驱虫效果的草药。这样，喷洒的药水和土壤中的中药成分一起作用，能够加强中药防虫、控虫、治虫的效果，保证植株是正常健康生长。同时无需使用农药，实现了纯绿色的无公害种植栽培。

进一步地，喷灌装置中的喷灌总管上还连通设置有有机肥料水容器，有机肥料水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀；有机肥料水为有机饲养的牛羊的粪便处理得到。

这样，定期用有机肥料水施肥，补充土壤肥力，保证植株正常生长所需营养。同时有机肥料水能够保证绿色无害，提高水稻品质。另外实施时，种植土配方中的干牛羊粪，同样为有机饲养的牛羊的粪便脱水处理得到。

综上所述，本实用新型具有结构简单、方便实施，利于位置调整，适应于工业化生产等优点。

附图说明

图1为一种采用了本实用新型结构的种植厂房的结构示意图。

图2为图1中去掉外墙板和自动卷帘门后显示内部结构的示意图。

图3为图2中单独一个种植单元放大后的结构示意图。

图4为图3中单独喷灌竖管和摄像头部分放大后的结构示意图。

图5为图4的立体结构示意图。

图6为种植厂房中显示整体骨架为钢架结构的示意图。

图7为种植厂房中，显示单层地板和其上支撑钢架结构的示意图。

图8为种植厂房中，单独种植土框和下方托举机器人的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合一种采用了本实用新型的种植厂房及其附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图8所示。

一种工厂式种植厂房结构，参见图1-3，种植厂房1为多层式楼房，每层楼房的地板上成排地排列设置有多排种植单元，每个种植单元包括布置在地板上的种植床2，还包括设置在种植床2上方的照明装置3和喷灌装置。使用时，以水稻种植为例，水稻育种发芽后种植在种植床2内，依靠控制照明装置定时照明，依靠控制喷灌装置定时喷水和施肥，直至稻株成熟后收割。

这样，本方案中，采用多层式楼房作为种植厂房，人工照明控制光照，故颠覆了传统的依靠土地耕种的模式，极大地提高了土地的空间利用效率。同时在种植厂房内利于实现精确的种植管理和控制，能够更好地保证种植效果和稻株质量。实现完全的无公害种植，获得最优品质的农业产品，如水稻和大米。

其中，参见图6，种植厂房1整体骨架为钢架结构，钢架结构由工字钢4采用螺栓连接得到，钢架结构中每层楼各具有一个水平钢框架5，水平钢框架5上铺设钢板构成该层楼房的地板6。

这样，种植厂房结构强度可靠稳定，利于安装。进一步地，工字钢优选采用304号工字钢，能够保证足够的强度。

其中，参见图1，种植厂房的房顶铺设有太阳能电池板7，太阳能电池板7和种植厂房内的蓄电池相连，蓄电池和照明装置和喷灌装置以及各用电设备相连。

这样，能够更好地吸收利用太阳能，达到节省能源的效果。实施时种植厂房的房顶和外墙也可以采用透明材质的钢化玻璃板制得，利用其透光效果，提高内部植物光合作用，更加有利于植物生长。

其中，参见图1，种植厂房底楼设置有自动卷帘门8。这样方便自动控制开关门，关门后在种植厂房内形成相对封闭空间，方便控制其内温度，产生温室效应，有利于植物生长。

其中，参见图2-图3，种植厂房内布置有通风系统，通风系统包括位于种植厂房顶部位置的空气交换设备9，空气交换设备9连接有新风换气管道10，新风换气管10道连接布置到各层楼房的各排种植单元上方，种植单元上方的新风换气管道下表面开设有换气窗口。

这样，可以根据通风系统控制种植厂房内换气，并能够进一步依靠通风系统换气控制厂房内温度为适宜植物生长温度，提高植物生长效果。

其中，新风换气管道10包括排气管道和进气管道，每排种植单元上方均并列设置有一个排气管道和一个进气管道。

这样，可以更好地通过新风换气管道，直接控制种植单元上方区域的换气和温度。

其中，空气交换设备中设置有温控系统（图中未显示）。

这样能够调整进风的温度，有利于实现对种植厂房内的温度控制。

其中，参见图3每个种植单元上方的新风换气管道10下表面均对应安装有照明装置3。

这样，可以更好地针对每个种植单元，单独控制所需光照，精确控制每个种植单元的植物生长。

其中，参见图7-8，所述种植床2包括一个矩形体的种植土框11，种植土框下方两侧各具有一个长条形的支撑钢架12，支撑钢架12长度方向顺每排种植单元长度方向安装布置在地板6上；种植土框11搁置在支撑钢架12上，种植土框11内盛有种植土。

这样种植床具有结构简单，方便实施，利于位置调整等优点。

其中，种植土框11四周还具有竖直向上设置的维护格栅板13。

这样，用于水稻种植时可以对种植土框边缘侧的水稻起到一定的向上约束作用，方便水稻成长，也方便相邻两排种植单元之间留出供工人行走的空间。

其中，维护格栅板13为透明的钢化玻璃板材料制得。

这样方便光线透过维护格栅板，使其不影响种植土框植株的光合作用。

其中，参见图8，每层楼房的地板上还设置有托举机器人14，托举机器人宽度小于每排种植单元下方两条支撑钢架之间宽度，托举机器人14高度小于支撑钢架高度，托举机器人包括一个位于下部的座体15，座体15下方设置有滚轮行走系统（图中未显示），滚轮行走系统包括滚轮以及和滚轮相连的转向控制机构，转向控制机构和位于座体内的控制器（图中未显示）相连，座体15上方还设置有水平的托板16，托板16和座体15之间设置有托举装置（图中未显示），托举装置和控制器相连，托举装置能够将托板向上托起至超出支撑钢架高度；每层楼房的地板6上位于各排支撑钢架长度方向的两端还留有供托举机器人及其托举住的种植土框行走换位的空余区域；空余区域外端还设置有竖向连通至各层楼房的电梯井（图中未显示），电梯井中安装有电梯，电梯门大于种植土框宽度。

这样，托举机器人可以在每排种植单元下方的两条支撑钢架之间行走，并可以依靠托举装置将种植土框举起带走，可以灵活地依靠托举机器人自动实现各种植土框的移动换位和排布，并能够依靠电梯在各楼层之间调动种植土框。这样就使得在生产和收割等各个环节能够更好地实现自动化控制，减少人工的参与，极大地提高了工厂化和自动化程度。其中所述滚轮行走系统、举托装置、电梯和控制器等装置部件自身均为成熟现有技术，不在此详细介绍，本申请对现有技术做出贡献的地方也不在于这些部件自身结构，而是在于巧妙地将这些技术集成在一起，提高种植过程的可控性，实现种植的工厂化和自动化。

其中，参见图3-图5，所述喷灌装置包括竖向设置在种植床上方的喷灌竖管17，喷灌竖管17下端设置有雾化喷头18，喷灌竖管17上安装有电控阀19，喷灌竖管17上端和一根沿种植床所在该排种植单元长度方向排布设置的喷灌支管20相连通，各排种植单元上方的喷灌支管20和喷灌总管（图中未显示）连通，喷灌总管上连接有喷灌水容器（图中未显示）作为水源，喷灌水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀（图中未显示）。

这样，可以事先将喷灌水装入喷灌水容器内储存好，然后定时控制电控阀开启，实现对种植床喷灌的自动控制。能够精确控制对种植植株的供水需求，保证其健康生长，同时达到节约水资源的效果。

其中，种植床上方还设置有摄像头21。

这样，可以方便工人远程监控种植情况。

其中，每排种植单元上方对应固定设置有一根摄像头安装用滑轨22，摄像头安装用滑轨22上可滑动地配合有一个摄像头安装座23，摄像头21安装固定在摄像头安装座23上，摄像头安装用滑轨22一侧还固定设置有齿条24，摄像头安装座上还固定设置有一个摄像头行走电机25，摄像头行走电机25还连接安装有电机遥控模块，摄像头行走电机输出轴上安装有一个摄像头行走齿轮26，摄像头行走齿轮26和齿条24啮合。

这样，可以遥控摄像头行走电机开闭，通过摄像头行走齿轮和齿条的啮合，带动摄像头安装座沿摄像头安装用滑轨滑动行走，进而实现对该排种植单元中各种植床情况的摄像监控。

其中，摄像头安装座上还设置有一个感应支臂27，所述摄像头21安装在感应支臂27上，所述喷灌竖管上还设置有接近开关28，接近开关安装在电控阀的控制电路中并用于控制电控阀的开闭， 所述感应支臂27沿滑轨的行进路径位于接近开关28感应范围内。

这样，可以通过遥控指挥摄像头行走电机控制摄像头安装座行走，带动感应支臂进入对应喷灌竖管上接近开关感应范围，进而控制该喷灌竖管上的雾化喷头开启，实现对下方种植床的喷灌。这样使得雾化喷头整个喷灌过程都直接处于摄像头监控下进行，操作人员可以更加直观的把控到每个种植床的喷灌实时情况，更加利于操作人员遥控实现喷灌监管。

其中，喷灌装置中的喷灌总管上还连通设置有中药水容器（图中未显示），中药水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀。

这样，可以在植株生长期间，定期采用中药水对植株进行喷洒，更好地利用中药实现驱虫、防虫，保护植株，控制虫害。其中所述中药水为中药草榨汁后兑水得到，中药草可以采用野菊花、艾蒿草、青蒿草、黄连、益母草、紫苏子等具有驱虫效果的草药。这样，喷洒的药水和土壤中的中药成分一起作用，能够加强中药防虫、控虫、治虫的效果，保证植株是正常健康生长。同时无需使用农药，实现了纯绿色的无公害种植栽培。

其中，喷灌装置中的喷灌总管上还连通设置有有机肥料水容器（图中未显示），有机肥料水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀；有机肥料水为有机饲养的牛羊的粪便处理得到。

这样，定期用有机肥料水施肥，补充土壤肥力，保证植株正常生长所需营养。同时有机肥料水能够保证绿色无害，提高水稻品质。另外实施时，种植土配方中的干牛羊粪，同样为有机饲养的牛羊的粪便脱水处理得到。

另外，具体实施时，种植工厂最好是要有几点要求的前提下，才考虑建设厂房。1、水质要无环境污染，地方条件有长流溪水，大江水是最佳选择地。全年平均温度要求在18-22度最好，人户稀少最好，地方能保证交通倡通。 2、土质能适合种植水稻，最佳是黄油沙土是最好种植水稻的标准。3、厂房建设平原之地，方变建设厂房运输，运输道路要6-8米，种养殖的草小山坡均可可以搭建大栅的条件才能程租。水稻种植厂房建设，是由钢结构螺栓快速连接组装，并拆卸方变，也可以搬运其他地方搭建拼装及可。厂房控制是5G网络操控所有智慧能设备。设备有智能高层上下传输货梯，平衡车短途传输。有室内新风控制设备，有温度控制，有实实监控设备，有自动喷水功能。有播种设备，有收割机加烘干机，由机房全能观察数据。

Claims (10)

1.一种适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，种植单元包括布置在地板上的种植床，所述种植床包括一个矩形体的种植土框，种植土框下方两侧各具有一个长条形的支撑钢架，支撑钢架长度方向顺每排种植单元长度方向安装布置在地板上；种植土框搁置在支撑钢架上，种植土框内盛有种植土。

2.如权利要求1所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，种植土框四周还具有竖直向上设置的维护格栅板。

3.如权利要求2所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，维护格栅板为透明的钢化玻璃板材料制得。

4.如权利要求1所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，每层楼房的地板上还设置有托举机器人，托举机器人宽度小于每排种植单元下方两条支撑钢架之间宽度，托举机器人高度小于支撑钢架高度，托举机器人包括一个位于下部的座体，座体下方设置有滚轮行走系统，滚轮行走系统包括滚轮以及和滚轮相连的转向控制机构，转向控制机构和位于座体内的控制器相连，座体上方还设置有水平的托板，托板和座体之间设置有托举装置，托举装置和控制器相连，托举装置能够将托板向上托起至超出支撑钢架高度；每层楼房的地板上位于各排支撑钢架长度方向的两端还留有供托举机器人及其托举住的种植土框行走换位的空余区域；空余区域外端还设置有竖向连通至各层楼房的电梯井，电梯井中安装有电梯，电梯门大于种植土框宽度。

5.如权利要求1所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，种植床上方还设置有喷灌装置和照明装置。

6.如权利要求5所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，所述喷灌装置包括竖向设置在种植床上方的喷灌竖管，喷灌竖管下端设置有雾化喷头，喷灌竖管上安装有电控阀，喷灌竖管上端和一根沿种植床所在该排种植单元长度方向排布设置的喷灌支管相连通，各排种植单元上方的喷灌支管和喷灌总管连通，喷灌总管上连接有喷灌水容器作为水源，喷灌水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀。

7.如权利要求6所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，种植床上方还设置有摄像头。

8.如权利要求7所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，每排种植单元上方对应固定设置有一根摄像头安装用滑轨，摄像头安装用滑轨上可滑动地配合有一个摄像头安装座，摄像头安装固定在摄像头安装座上，摄像头安装用滑轨一侧还固定设置有齿条，摄像头安装座上还固定设置有一个摄像头行走电机，摄像头行走电机还连接安装有电机遥控模块，摄像头行走电机输出轴上安装有一个摄像头行走齿轮，摄像头行走齿轮和齿条啮合。

9.如权利要求8所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，摄像头安装座上还设置有一个感应支臂， 所述摄像头安装在感应支臂上，所述喷灌竖管上还设置有接近开关，接近开关安装在电控阀的控制电路中并用于控制电控阀的开闭， 所述感应支臂沿滑轨的行进路径位于接近开关感应范围内。

10.如权利要求6所述的适用于农业工厂式种植的种植单元结构，其特征在于，喷灌装置中的喷灌总管上还连通设置有中药水容器，中药水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀；

喷灌装置中的喷灌总管上还连通设置有有机肥料水容器，有机肥料水容器和喷灌总管之间设置有增压泵和开关阀。

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