一種具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，包括臥式柜柜體，所述柜體內設置有一聯體框架，所述聯體框架為一無蓋的多層的框架結構，所述聯體框架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，其特征在于：所述聯體框架的一側或對應兩側與相鄰的柜體內壁之間設置有滑軌裝置，所述聯體框架下方與柜體底板之間依次設置有步進電機系統和螺桿驅動升降裝置，所述聯體框架中設置有與該螺桿適配的通透套管，且聯體框架的底板相應設置有通孔，所述通孔與通透套管組成一供螺桿通行的通道。
【專利說明】一種具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無土栽培【技術領域】，特別是涉及一種具有套管結構的采用步進電機驅動單螺套升降的臥式無土栽培系統。

【背景技術】
[0002]步進電機是一種感應電機，其工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的多相時序控制電流，并用這種電流為步進電機供電，驅動器就是為步進電機分時供電的多相時序控制器，驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(即步進角)。可以通過控制脈中個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。
[0003]步進電機按輸出運動形式分為轉動式步進電機和直線式步進電機，步進電機的優點是沒有累積誤差，結構簡單，使用維修方便，制造成本低，步進電動機帶動負載慣量的能力大。
[0004]無土栽培可以不占用土地資源，直接在人工制造的容器內用營養液來栽培植物。與傳統的栽培技術相比，無土栽培技術可以簡單有效的控制作物在生長發育過程中的溫度、水分、光照、養分和空氣的要素參數，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，降低農作物的生產成本。
[0005]無土栽培技術可以進一步解脫農作物生產對土地的依賴，使得不能再生的耕地資源得到了擴展和補充，特別是對于我國這樣的人口眾多、人均耕地資源匱乏的國家來說，更是具有不可估量的前景和價值。
[0006]無土栽培技術由于采用精細化的生產控制，其對水資源的利用程度極高，與傳統農業的消耗水資源的數量相比，可以節約大量的農業用水，改善目前水資源的緊張程度。
[0007]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。
[0008]因此，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，對于人們的家居生活來說具有深刻的現實意義和經濟和社會價值。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的在于提供一種具有套管結構的采用步進電機驅動單螺套機構升降的臥式無土栽培系統。
[0010]本實用新型的技術方案如下:
[0011]一種具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，包括臥式柜柜體，所述柜體內設置有一聯體框架，所述聯體框架為一無蓋的多層的框架結構，所述聯體框架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，其特征在于:所述聯體框架的一側或對應兩側與相鄰的柜體內壁之間設置有滑軌裝置，所述聯體框架下方與柜體底板之間依次設置有步進電機系統和螺桿驅動升降裝置，所述聯體框架中設置有與該螺桿適配的通透套管，且聯體框架的底板相應設置有通孔，所述通孔與通透套管組成一供螺桿通行的通道。
[0012]可選的，所述通透套管為一貫通聯體框架各無土栽培單元的管體，或者為由分別設置于各無土栽培單元中的管體段組合而成。
[0013]可選的，所述螺桿驅動升降裝置包括與螺桿相匹配的螺套，所述螺套通過一連接板與聯體框架底板相連。
[0014]可選的，所述步進電機系統包括步進電機、步進電機驅動器和控制器，且所述步進電機設置于一防潮的保護罩內。
[0015]可選的，所述滑軌裝置包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應設置于柜體的內壁和聯體框架的相鄰外壁上，所述滑軌裝置的定軌和動軌之間對應設置有相互匹配的凹凸結構，所述凹凸結構包括矩形凹凸結構和燕尾狀凹凸結構。
[0016]可選的，所述無土栽培單元與框架架體之間通過防墜型軌道結構相連，并可沿該軌道移動。
[0017]可選的，所述各無土栽培單元還包括一托架，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。
[0018]可選的，所述柜體的上端設置有柜蓋，柜蓋通過氣壓頂桿與柜體上端相連并啟閉，所述柜蓋和柜體的結合處設置有密封膠條或磁條。
[0019]可選的，所述柜蓋與聯體框架之間通過一控制裝置進行聯動，當柜蓋開啟時，聯體框架隨之上升，當聯體框架收回柜內時，柜蓋也隨之關閉。
[0020]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。
[0021]本實用新型的技術效果在于:
[0022]本實用新型的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統通過在柜體內設置步進電機驅動螺桿升降裝置和聯體框架，通過步進電機驅動螺桿升降裝置實現聯體框架的進出柜體，為了克服螺桿升降裝置占用柜內空間導致柜體高度尺寸過大，提高空間的利用效率，本實用新型在聯體框架和其內設置的各無土栽培單元中均對應設置有上下通透的套管，螺桿可以容納至該套管中，從而有效的降低了柜體的高度，盡可能的提高了空間的利用效率。
[0023]步進電機具有轉速小、力矩大、平穩可調的特點，非常適用于本實用新型的無土栽培系統，與傳統電機相比，可以直接通過驅動電流調節轉速，無需配置減速器，既降低了設備的成本，又可以減少設備占用的空間體積，且噪音小，適于家居環境應用。
[0024]為了消除柜內潮濕的環境對步進電機的侵蝕，本實用新型在步進電機外設置有防潮的保護罩。
[0025]本實用新型的滑軌裝置通過分別設置于柜體內壁和與其相鄰的聯體框架的外壁上的定軌和動軌，其采用相互匹配的凹凸式嵌置結構，使得本實用新型的聯體框架升降更為平穩，且由于定軌和動軌的凹凸嵌置結構，可以提供更大的結構強度和剛性，運行更為可
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[0026]這樣的滑軌結構不但結構緊湊，占用柜內空間小，而且還能起到支撐和穩固聯體框架的效果。
[0027]由于滑軌可以設在聯體框架的一側或兩側，相對來說，聯體框架內的托架或盒體就至少具有2個方向的自由度，使用時，托架或盒體既可以采用單向進出，也可以采用雙向交叉移動，與現有的柜式無土栽培系統相比，無土栽培盒內的植物具有更好的光照和通風。
[0028]本實用新型的無土栽培系統采用聯體框架結構，該結構便于內置多個托架及無土栽培盒體，各托架及盒體層疊設置其中，并通過防墜型軌道結構與框架架體相連，各托架及盒體沿該軌道滑動進出框架，這樣的結構，當各托架及盒體滑出框架后，可以擴大整個無土栽培系統的種植面積，滑入框架后，各托架及盒體依次疊放，占用的空間面積最小，因此，本實用新型的無土栽培系統可以最大限度的利用有限的空間面積。
[0029]本實用新型的無土栽培系統中，柜體設置有柜蓋，柜蓋通過氣壓桿與柜體相連并翻啟。同時，為了保溫和密封，柜蓋與柜體的結合處設置有密封膠條或磁條。
[0030]本實用新型的無土栽培系統中，柜蓋與聯體框架之間通過一控制裝置進行聯動，當開啟柜蓋時，聯體框架隨柜蓋開啟而啟動上升，當聯體框架收回柜內時，柜蓋隨之關閉。
[0031]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。
[0032]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。
[0033]為了便于移動搬運，柜體的底端設置有滾輪，柜體的側板上部側邊設置有吊環等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1所示為本實用新型的一種實施例的結構示意圖。
[0035]圖2所示為防墜型軌道的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0036]以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0037]如圖1所示為本實用新型的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統的實施例，包括柜體4,柜體4設置有柜蓋，附圖中未出，柜蓋以氣壓桿與柜體4上端相連接，柜蓋可通過氣壓桿進行翻啟，柜蓋與柜體4的閉合連接處設置有密封膠條或磁條進行密封和保溫。
[0038]柜體4內設置有聯體框架I，聯體框架I的兩側對應設置有滑軌裝置，滑軌裝置包括定軌6和動軌5，圖示中，定軌6設置于柜體4的內壁，動軌5對應設置于聯體框架I的外壁，實際使用中，動軌5也可以設置于柜體的內壁上，定軌6設置于聯體框架I的外壁。定軌6和動軌5之間為相互匹配的矩形凹凸結構，且相互嵌套使用，實際使用中，凹凸結構也可以采用燕尾槽結構或是其它的嵌套結構，如弧形或是其它的曲面凹凸結構。
[0039]在聯體框架I下方和柜體4之間依次設置有步進電機和驅動裝置，包括步進電機
3、螺桿12和螺套11，螺套11通過連接板13與聯體框架I底部相連。步進電機3的配套設備如步進電機驅動器和控制器等未在圖中示出。當步進電機3驅動螺桿12轉動時，相應驅動螺套11及聯體框架I隨之做上下直線移動，從而實現聯體框架I進出柜體4的目的。
[0040]聯體框架I為多層框架結構，每層框架中對應設置有一無土栽培單元，無土栽培單元包括一托架16，托架16上端開口，并內置一可分離的無土栽培盒2，各無土栽培盒2中均對應設置有上下通透的套管131，且在聯體框架I的底板上也對應設置有相適配的通孔，該通孔與各套管131組成一通路，可以容納螺桿12通過。
[0041]做為另一種實施方式，聯體框架I中可以采用設置一貫通的一體式套管，該套管與聯體框架底板上的通孔組成一通路，可以容納螺桿12通過，本實施方式中，各無土栽培單元中對應設置有嵌置套管的槽道，該槽道既可以設置于無土栽培單元內，也可以將無土栽培單元分離成相互獨立的兩個分單元。
[0042]無土栽培盒2內置有網格狀植株保持架，所栽培作物分別設置于保持架的網格中，以保持植株向上直立的生長姿態。
[0043]網格的大小可隨作物的根、莖的尺寸而定。
[0044]其中一托架16上可以設置為育苗箱。
[0045]本實用新型的無土栽培系統中，還具有如包括供液軟管、出液軟管、液壓泵、電磁閥、儲液盒等附屬的用以提供營養液的管路，以及用以推拉無土栽培盒體的電動或液壓推拉裝置等，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。
[0046]托架16兩側通過防墜型軌道15與聯體框架I的內壁相連，防墜型軌道15的結構如圖2所示。包括設置于聯體框架內壁上的倒置的U形槽軌道8，下方對應設置有一滾輪7，滾輪上部嵌于軌道8中，下部通過軸10固定在一 U形槽9中，U形槽9與托架16相連。
[0047]當然，也可以采用常用的其它現有軌道結構。
[0048]為了保證柜體4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。
[0049]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4的內壁上，也可以設置于聯體框架I的內壁上。
[0050]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4內的感溫探頭實時監測柜體4內溫度，并通過控制裝置自動調節。
[0051]為了避免柜體4內熱量散失，降低能耗，柜體4的壁板設置有保溫層。
[0052]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4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4內的濕度，并通過控制裝置自動控制噴霧器啟動，保持柜體4內濕度恒定。
[0053]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4下部的一側或兩側設置出風口，通過風機進入柜體4的空氣經除塵風袋過濾后進入柜體4，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。
[0054]為了便于移動搬運，可以在柜體4的底端設置有滾輪，在柜體4的側板上部設置有吊環等。
[0055]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】
1.一種具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，包括臥式柜柜體，所述柜體內設置有一聯體框架，所述聯體框架為一無蓋的多層的框架結構，所述聯體框架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，其特征在于:所述聯體框架的一側或對應兩側與相鄰的柜體內壁之間設置有滑軌裝置，所述聯體框架下方與柜體底板之間依次設置有步進電機系統和螺桿驅動升降裝置，所述聯體框架中設置有與該螺桿適配的通透套管，且聯體框架的底板相應設置有通孔，所述通孔與通透套管組成一供螺桿通行的通道。
2.如權利要求1所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，其特征在于:所述通透套管為一貫通聯體框架各無土栽培單元的管體，或者為由分別設置于各無土栽培單元中的管體段組合而成。
3.如權利要求2所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，其特征在于:所述螺桿驅動升降裝置包括一螺桿及與之相匹配的螺套，所述螺套通過一連接板與聯體框架底板相連。
4.如權利要求3所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，其特征在于:所述步進電機系統包括步進電機、步進電機驅動器和控制器，且所述步進電機設置于一防潮的保護罩內。
5.如權利要求4所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，其特征在于:所述滑軌裝置包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應設置于柜體的內壁和聯體框架的相鄰外壁上，所述滑軌裝置的定軌和動軌之間對應設置有相互匹配的凹凸結構，所述凹凸結構包括矩形凹凸結構和燕尾狀凹凸結構。
6.如權利要求1所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，其特征在于:所述無土栽培單元與框架架體之間通過防墜型軌道結構相連，并可沿該軌道進行單向或雙向移動。
7.如權利要求1所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，其特征在于:所述各無土栽培單元還包括一托架，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。
8.如權利要求1所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，其特征在于:所述柜體的上端設置有柜蓋，柜蓋通過氣壓頂桿與柜體上端相連并啟閉，所述柜蓋和柜體的結合處設置有密封膠條或磁條。
9.如權利要求8所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，其特征在于:所述柜蓋與聯體框架之間通過一控制裝置進行聯動，當柜蓋開啟時，聯體框架隨之上升，當聯體框架收回柜內時，柜蓋也隨之關閉。
10.如權利要求1所述的具有套管結構的步進電機驅動螺套升降的臥式無土栽培系統，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。
【文檔編號】A01G31/06GK204014694SQ201420513865
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月1日 優先權日:2014年9月1日
【發明者】魏延恕 申請人:魏延恕