一種新型氣動自動收放型無土栽培系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型氣動自動收放型無土栽培系統，包括柜體，所述柜體內層疊設置有若干組無土栽培單元，所述各組無土栽培單元中均包括一無土栽培盒，所述無土栽培單元的下方設置有氣動驅動裝置，所述氣動驅動裝置包括氣缸、氣源、控制閥及管路，且無土栽培單元的兩側設置有滑動軌道，其特征在于：所述滑動軌道包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應設置于柜體的內壁和無土栽培單元的相鄰外壁上，定軌和動軌之間對應設置有相互匹配嵌置的凹凸結構，所述凹凸結構包括矩形凹凸結構和燕尾狀凹凸結構。
【專利說明】
一種新型氣動自動收放型無土栽培系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無土栽培技術，特別是涉及一種新型的利用氣動驅動無土栽培單元自動收放的無土栽培系統

【背景技術】
[0002]無土栽培與常規栽培的根本區別，就是可以不用土壤，直接用營養液來栽培植物。目前的無土栽培技術中，為了固定植物，增加空氣含量，大多采用礫、沙、泥炭、蛭石、珍珠巖、巖棉、鋸木屑等作為固定基質，以有效控制作物在生長發育過程中對溫度、水分、光照、養分和空氣的要求。無土栽培與常規栽培相比具有不依賴土壤，可擴大種植范圍，有效控制和加速作物生長，提高作物質量，適于進行工廠化、規模化、定制化農業發展，能夠減低人工操作，降低農作物的勞動成本。
[0003]作為一種極為寶貴的、不可再生的資源，隨著工業發展和人們生活品質要求的提高，可用于人們耕作的土地越來越少，已經嚴重威脅到了人類的生存和發展。無土栽培技術恰恰可以用于那些不適于耕作的廣大的閑散土地上進行開發利用，使得不能再生的耕地資源得到了擴展和補充，這對于緩和及解決地球上日益嚴重的耕地問題，有著深遠的意義。
[0004]水資源也是世界上日益嚴重地威脅人類的生存發展的大問題。不僅在干旱地區，就是在發達的人口稠密的大城市，水資源緊缺也越來越突出。隨著人口的不斷增長，各種水資源被超量開采，某些地區已近枯竭，控制農業用水是節水的措施之一，而無土栽培恰恰可以避免水分大量的滲漏和流失，使得難以再生的水資源得到補償。
[0005]從另一個角度分析，現代的科技和商業發展，化肥和各種添加劑的無度濫用，已經在各種蔬菜商品上顯現出了嚴重后果，如何保證人們的日常飲食的安全，一方面需要依靠國家的各種監管政策和措施，另一方面，人們也急切需要一種可以利用居家閑余空間進行科技種植的技術和設備，這種家居式種植技術，既可以使得人們在緊張工作之余，利用種植來陶冶性情、放松疲憊的身心，又可以自娛自樂、自種自收，體會一份城市家居生活中難得體會的收獲的喜悅，同時還可以為居家提供一定數量的安心菜蔬。
[0006]但是，現有的無土栽培技術大多屬于大型的科技型農業設施，對于廣大的居民來說，既不可能也無必要為了一家數口的日常飲食去投資、維護一個大型的無土栽培場地，因此，如何能夠提供一種小型化的、便攜的、能夠滿足人們日常生活和娛樂的無土栽培裝置，具有現實的意義和價值。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在于提供一種小型化的無土栽培系統，利用柜體內層疊設置的無土栽培單元，結合氣動驅動裝置和滑軌裝置，實現無土栽培單元自動收放的目的。
[0008]本實用新型的技術方案如下:
[0009]一種新型氣動自動收放型無土栽培系統，包括柜體，所述柜體內層疊設置有若干組無土栽培單元，所述各組無土栽培單元中均包括一無土栽培盒，所述無土栽培單元的下方設置有氣動驅動裝置，所述氣動驅動裝置包括氣缸、氣源、控制閥及管路，且無土栽培單元的兩側設置有滑動軌道，其特征在于:所述滑動軌道包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應設置于柜體的內壁和無土栽培單元的相鄰外壁上，定軌和動軌之間對應設置有相互匹配嵌置的凹凸結構，所述凹凸結構包括矩形凹凸結構和燕尾狀凹凸結構。
[0010]可選的，所述無土栽培單元的氣動驅動裝置中，氣缸為單氣缸結構或雙氣缸結構或多氣缸結構，所述雙氣缸結構或多氣缸結構為并列設置，且其通過連接件首尾銜接串聯驅動。
[0011]可選的，所述無土栽培單元前端面板與柜體的連接處設置有密封膠條或磁條。
[0012]可選的，所述無土栽培單元包括一托架，所述托架為上方開口的框架結構，所述無土栽培盒設置于托架中。
[0013]可選的，所述各無土栽培盒包括翻轉式面板，所述翻轉式面板包括上下兩部分面板組成，上方面板為活動面板，下方面板為固定面板，所述固定面板與盒體的相鄰板壁固定連接，所述上方的活動面板通過翻轉裝置與下方的固定面板連接，所述翻轉的面板的側邊設置有密封保溫膠條或磁條。
[0014]可選的，所述層疊設置的無土栽培單元中，位于最底部的無土栽培單元的抽出端下部設置有支撐裝置，所述支撐裝置在該無土栽培單元抽出后與柜體底面處于同一承載平面上。
[0015]可選的，所述無土栽培系統包括設置于柜體內的通風裝置，包括設置柜體一側上部的通風口，通風口處設置有一風機和一個貫通柜體兩側的除塵風袋，柜體下部的一側或兩側設置有出風口，所述風機的進氣端設置有可開閉的風機蓋。
[0016]可選的，所述無土栽培系統包括光照補償系統，所述光照補償系統包括一組設置于柜體或是聯體框架內壁上的促進植物生長的補償光源，所述補償光源包括金屬鹵化物燈或鈉燈或LED燈光源。
[0017]可選的，所述無土栽培系統包括溫度控制裝置和濕度控制裝置，所述溫度控制裝置包括加熱器和溫度探頭，所述加熱器為電加熱器或板式加熱器或管式加熱器或板管式加熱器，所述濕度控制裝置包括噴霧器和濕度探頭。
[0018]可選的，所述無土栽培系統還包括用于控制各無土栽培單元動作順序的電氣互鎖裝置，所述電氣互鎖裝置包括一組限位開關或電磁式限制單元以及控制裝置，所述電磁式限制單元包括電磁吸合裝置和一鐵磁性銷體，所述銷體對應位置設置有銷孔，電磁吸合裝置通過吸合鐵磁性銷體控制其與銷孔的鎖閉狀態，所述控制裝置為一可編程控制器。
[0019]本實用新型的技術效果在于:
[0020]本實用新型的氣動自動收放型無土栽培系統中，通過在各無土栽培單元中設置氣動驅動裝置和滑軌裝置，這種凹凸嵌置的滑軌，不但可以實現滑動的目的，而且相互嵌置的凹凸結構，具有良好的結構鋼性，可以兼具防墜的效果，同時結合配置的氣缸雙向驅動無土栽培單元，實現本實用新型的自動收放的技術目的。
[0021]其次，由于氣動氣缸本身具有一定的長度，如果在無土栽培單兀下方設置單氣缸進行驅動，勢必受到氣缸本身行程的限制，導致無土栽培單元行程較短，長度將受到限制，各無土栽培單元的使用面積縮小，降低了本實用新型的無土栽培系統的利用效率。本實用新型針對這種情況，設計了雙氣缸或多氣缸并列設置、串聯驅動的驅動方式，即將2個或多個氣缸并列設置于無土栽培單元下方，各氣缸通過連接件依次將氣缸的首尾相連，使用時，位于最后位置的氣缸通過連接件將與其相連的氣缸連同無土栽培單元一起驅動，當該氣缸到達自身最大行程時，其它氣缸再次驅動，各氣缸依次傳遞驅動，可以克服單氣缸結構帶來的無土栽培單元行程不足的缺陷。
[0022]為了提高本實用新型的保溫保濕性能，本實用新型在無土栽培單元和柜體的連接處設置有密封膠條或磁條。當無土栽培單元收回柜體內后，提高柜內的密封性能。
[0023]本實用新型的無土栽培系統采用氣缸作為驅動動力源，其具有結構尺寸緊湊，動作靈敏的特點，使用時，既可以將氣源、控制閥等氣動元件設置于柜體內，也可以將氣源、控制閥等氣動元件遠程設置，僅僅通過氣路管路相連，可以簡化柜體內的結構設置，進一步提高系統的工作可靠性。
[0024]本實用新型的無土栽培系統中，各無土栽培單元的面板均設置為可翻轉的面板，通過活動面板的翻轉，降低了由于面板遮蔽導致盒體內植物的采光不足或減少的弊端。為了進一步提高整個裝置的保溫特性，本實用新型的翻轉的面板的側邊均設置有密封保溫的膠條或磁條，所述密封保溫膠條或磁條分別設置于固定面板和活動面板的接觸邊緣。
[0025]本實用新型的無土栽培系統中，還包括在最底層的無土栽培單元的抽出端的下部設置支撐裝置，可以提高無土栽培系統的穩定性，特別是針對各無土栽培單元抽出柜體后柜體易于發生傾覆的缺陷，克服了現有的柜式無土栽培系統易于發生柜體傾覆的弊端。
[0026]本實用新型的無土栽培系統中，還包括設置于柜體內的通風裝置，通過在柜體一側上部設置通風口，在通風口處設置一風機，風機的出風口端設置一個貫通柜體兩側的除塵風袋，并在柜體下部的一側或兩側設置出風口，通過風機進入柜體的空氣經除塵風袋過濾后進入柜體，并通過出風口導出。為了保證風機停機時外部灰塵不會經風機氣道進入，本實用新型在風機的進氣端還設置有可開閉的風機蓋，風機蓋通過鉸鏈與風機進風口端鉸接。
[0027]本實用新型的無土栽培系統中，柜體內設置有光照補償系統，光照補償系統包括補償光源，針對植物生長的特點，補償光源采用金屬鹵化物燈或鈉燈或LED燈光源，這些光源所產生的光波中，其所產生的光波分別位于420nm?500nm (藍)和620nm?750nm (紅)，所產生的光照對植物的光合作用促進作用最強。
[0028]本實用新型的無土栽培系統中，柜體內設置有溫度控制裝置，包括溫度感應探頭、加熱器和控制裝置，加熱器采用電加熱或是板式換熱器，或是管式換熱器，或是板管式換熱器，通過設于柜體內的感溫探頭實時監測柜體溫度，并通過控制裝置自動調節。
[0029]為了避免柜體熱量散失，降低能耗，可以在柜體的壁板設置有保溫層。
[0030]本實用新型的無土栽培系統中，柜體內設置有濕度控制裝置，包括濕度感應探頭、噴霧器和控制裝置，噴霧器可以采用噴水霧的方式調節柜內的濕度，也可以采用直接將營養液霧化噴淋的方式，兼具加濕及促進植物生長的作用和效果。濕度感應探頭能實時監測柜體內的濕度，并通過控制裝置自動控制噴霧器啟動，保持柜體內濕度恒定。
[0031]本實用新型的無土栽培系統中，各層無土栽培單元均設置相互鎖閉的電氣互鎖裝置，實現了盒體抽出或推進時，最底層盒體始終優先抽出柜體和最后推回柜體，進一步提升了無土栽培系統的使用穩定性，避免了由于盒體抽出或推回柜體時，由于次序混亂造成柜體傾覆的危險。
[0032]為了便于移動搬運，柜體的底端設置有滾輪，柜體的頂板上部設置有吊環等。
[0033]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1所示為本實用新型的結構示意圖。
[0035]圖2所示為圖1的側向結構示意圖。
[0036]圖3所示為雙氣缸的結構示意圖。
[0037]圖4所示為翻轉式面板的結構示意圖。
[0038]圖5所示為電氣互鎖裝置的結構示意圖。
[0039]圖6所示為圖5中的局部放大示意圖。
[0040]

【具體實施方式】
[0041]以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0042]如圖1、2所示，本實用新型的無土栽培系統包括柜體1，柜體I包括前梁4和后梁
5,柜體I內設置有若干用于無土栽培的抽屜式盒體2，各抽屜式盒體2在柜體I內層疊設置。
[0043]做為一種實施例，本實用新型的各盒體2均可以設置于一上端開口的托架中，盒體2與托架為分體式結構，盒體2可在托架中自由取放。托架和盒體2共同組成一個無土栽培單元。
[0044]盒體2的下方設置有氣動氣缸3,氣缸3缸體后端固定在柜體I的后梁5上,活塞桿前端與盒體2底部相連。
[0045]盒體2的兩側設置有滑軌裝置，包括定軌9和動軌8，定軌9固定在柜體I的內壁，動軌8設置于盒體2的側壁，圖示中，動軌8作為凸部與定軌9的凹部相匹配，實際中，動軌8也可以選擇凹部結構而定軌9選擇凸部結構與其相匹配。
[0046]這種凹凸嵌置的滑軌結構，不但可以實現盒體移動進出柜體I的目的，而且定軌和動軌之間相互嵌置的凹凸結構，具有良好的結構鋼性，可以兼具防墜的效果，確保盒體2在氣缸3的驅動下，沿滑軌裝置自如推出柜體I或收回柜體I。
[0047]但是，實際應用中，由于氣缸本身具有一定的長度，如圖1所示的設置單氣缸進行驅動，將導致無土栽培單元行程較短，移動長度將受到限制，盒體2的實際使用面積縮小，降低無土栽培系統的利用效率。
[0048]針對這種情況，本實用新型設計了雙氣缸或多氣缸并列設置、串聯驅動的驅動方式，即將2個或多個氣缸并列設置于無土栽培單元下方，如圖3所示為雙氣缸的結構示意圖，氣缸31通過連接件33與氣缸32首尾相連，使用時，氣缸31通過連接件33將氣缸32連同盒體2 —起驅動，當氣缸31達到自身最大行程時，氣缸32再次驅動盒體2移動，盒體2的移動行程為氣缸31和32之和。
[0049]本實施例中，還可以具有如包括供液軟管、出液軟管、液壓泵、儲液盒等附屬的向無土栽培單元提供營養液的供液管路，均未在本實用新型附圖中示出，但這并不影響這些功能裝置在本實用新型的應用和實施。
[0050]各無土栽培盒體2的前端面板和柜體的連接處設置有密封膠條或磁條。當無土栽培單元收回柜體內后，可以提高柜內的密封性能。
[0051]本實用新型的無土栽培系統中，各盒體2的面板上還可以設置有翻轉式面板。
[0052]如圖4所示，面板分為上下兩部分，分別為活動面板43和固定面板44，活動面板43和固定面板44之間通過翻轉裝置45相連接，翻轉裝置45包括鉸鏈或合頁，以及拉簧、磁條、橡膠拉條或塑膠拉條、折疊設置的橡膠或塑膠板、氣動拉桿或挺桿等。
[0053]為了進一步提高整個系統的保溫特性，本實用新型的翻轉的面板的側邊均設置有密封保溫的膠條或磁條。
[0054]所述密封保溫膠條或磁條分別設置于固定面板和活動面板的接觸邊緣。
[0055]與該密封保溫膠條或磁條相對應的，在柜體的的貼合面處，設置有相應的吸合膠條或磁條，當抽屜型盒體收回柜體時，相應的膠條或磁條相互吸合，達到密封保溫的效果。
[0056]本實用新型的無土栽培系統中，還可以在位于柜體最底端的盒體2的前端設置防止柜體1傾覆的支撐裝置(圖中未示出)，該支撐裝置與柜體的支撐滾輪7位于同一平面，支撐裝置包括滑輪等。
[0057]本實用新型的無土栽培系統中，還可以設置控制各無土栽培單元抽出或推進順序的互鎖裝置，如圖5所示，互鎖裝置包括設置于各盒體或框架底部的電磁吸合裝置和鐵磁性銷體及銷孔，保證抽出時，位于最底端的盒體或框架優先抽出，回退時，位于最底端的盒體或框架最后退回柜體1。
[0058]如圖6所示，凹槽53的下方設置有電磁鐵54，凹槽53下部設置有彈簧55，彈簧55上設置有銷軸51，當電磁鐵54吸合時，銷軸51受磁力作用向下壓縮彈簧55，脫離凹槽52，此時，盒體或框架為自由抽出和回退狀態；當電磁鐵54斷電，磁力消失，銷軸51在彈簧55的作用下，向上彈出嵌于凹槽52中，此時，盒體或框架為限制狀態，不能向外抽出。
[0059]還包括一控制裝置，控制裝置可以采用可編程控制器控制各限制單元的動作順序，或者采用其它的控制電路進行控制。
[0060]為了保證柜體1內具有適宜的作物生長環境，對植物而言，光照、溫度、水份和空氣都是其生長的極其重要的要素，本實用新型針對這些要素分別設置了光照補償系統、溫度控制裝置、濕度控制裝置、通風裝置。
[0061]光照補償系統包括補償光源，補償光源優選金屬鹵化物燈或鈉燈或LED燈光源，這些光源所產生的光波中，其所產生的光波分別位于420nm?500nm (藍)和620nm?750nm (紅)，試驗證明，植物對光波波長為420nm?500nm (藍)和620nm?750nm (紅)的光照所產生的光合作用促進作用最強。補償光源既可以設置于柜體1的內壁上。
[0062]溫度控制裝置包括溫度感應探頭、加熱器和控制裝置，加熱器采用電加熱或是板式換熱器，或是管式換熱器，或是板管式換熱器，通過設于柜體1內的感溫探頭實時監測柜體1內溫度，并通過控制裝置自動調節。
[0063]為了避免柜體1內熱量散失，降低能耗，柜體1的壁板設置有保溫層。
[0064]濕度控制裝置包括濕度感應探頭、噴霧器和控制裝置，噴霧器可以采用噴水霧的方式調節柜體1內的濕度，也可以采用直接將營養液霧化噴淋的方式，兼具加濕及促進植物生長的作用和效果。濕度感應探頭能實時監測柜體1內的濕度，并通過控制裝置自動控制噴霧器啟動，保持柜體1內濕度恒定。
[0065]本實用新型的無土栽培系統中，還包括設置于柜體內的通風裝置，通過在柜體一側上部設置通風口，在通風口處設置一風機，風機的出風口端設置一個貫通柜體兩側的除塵風袋，并在柜體1下部的一側或兩側設置出風口，通過風機進入柜體1的空氣經除塵風袋過濾后進入柜體1，并通過出風口導出。為了保證風機停機時外部灰塵不會經風機氣道進入，本實用新型在風機的進氣端還設置有可開閉的風機蓋，風機蓋通過鉸鏈與風機進風口端鉸接。
[0066]為了便于移動搬運，可以在柜體I的底端設置有滾輪7，在柜體I的頂板上部設置有吊環等。
[0067]以上所述僅為本實用新型的優選的實施方式，對于本領域的技術人員而言，依據本實用新型的說明和解釋，還可以衍生變化其結構和形式，應當指出，任何不脫離本實用新型精神和實質的變形和變化，均將包含在本實用新型的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種新型氣動自動收放型無土栽培系統，包括柜體，所述柜體內層疊設置有若干組無土栽培單元，所述各組無土栽培單元中均包括一無土栽培盒，所述無土栽培單元的下方設置有氣動驅動裝置，所述氣動驅動裝置包括氣缸、氣源、控制閥及管路，且無土栽培單元的兩側設置有滑動軌道，其特征在于:所述滑動軌道包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應設置于柜體的內壁和無土栽培單元的相鄰外壁上，定軌和動軌之間對應設置有相互匹配嵌置的凹凸結構，所述凹凸結構包括矩形凹凸結構和燕尾狀凹凸結構。
2.如權利要求1所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述無土栽培單元的氣動驅動裝置中，氣缸為單氣缸結構或雙氣缸結構或多氣缸結構，所述雙氣缸結構或多氣缸結構為并列設置，且其通過連接件首尾銜接串聯驅動。
3.如權利要求1所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述無土栽培單元前端面板與柜體的連接處設置有密封膠條或磁條。
4.如權利要求3所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述無土栽培單元包括一托架，所述托架為上方開口的框架結構，所述無土栽培盒設置于托架中。
5.如權利要求1所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述各無土栽培盒包括翻轉式面板，所述翻轉式面板包括上下兩部分面板組成，上方面板為活動面板，下方面板為固定面板，所述固定面板與盒體的相鄰板壁固定連接，所述上方的活動面板通過翻轉裝置與下方的固定面板連接，所述翻轉的面板的側邊設置有密封保溫膠條或磁條。
6.如權利要求1所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述層疊設置的無土栽培單元中，位于最底部的無土栽培單元的抽出端下部設置有支撐裝置，所述支撐裝置在該無土栽培單元抽出后與柜體底面處于同一承載平面上。
7.如權利要求1所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述無土栽培系統包括設置于柜體內的通風裝置，包括設置柜體一側上部的通風口，通風口處設置有一風機和一個貫通柜體兩側的除塵風袋，柜體下部的一側或兩側設置有出風口，所述風機的進氣端設置有可開閉的風機蓋。
8.如權利要求1所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述無土栽培系統包括光照補償系統，所述光照補償系統包括一組設置于柜體或是聯體框架內壁上的促進植物生長的補償光源，所述補償光源包括金屬齒化物燈或鈉燈或LED燈光源。
9.如權利要求1所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述無土栽培系統包括溫度控制裝置和濕度控制裝置，所述溫度控制裝置包括加熱器和溫度探頭，所述加熱器為電加熱器或板式加熱器或管式加熱器或板管式加熱器，所述濕度控制裝置包括噴霧器和濕度探頭。
10.如權利要求1所述的新型氣動自動收放型無土栽培系統，其特征在于:所述無土栽培系統還包括用于控制各無土栽培單元動作順序的電氣互鎖裝置，所述電氣互鎖裝置包括一組限位開關或電磁式限制單元以及控制裝置，所述電磁式限制單元包括電磁吸合裝置和一鐵磁性銷體，所述銷體對應位置設置有銷孔，電磁吸合裝置通過吸合鐵磁性銷體控制其與銷孔的鎖閉狀態，所述控制裝置為一可編程控制器。
【文檔編號】A01G31/02GK204090687SQ201420343310
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】魏延恕 申請人:魏延恕