发明：一种自动调节光照分配的立体栽培装置.pdf

19 国家知识产权局 12 发明 专利申请 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请 号 202110482519 8 22 申请日 2021 04 30 71 申请人 潍 坊科技学院 地址 262700 山 东省潍 坊市寿光市金光 街 1299号 72 发明人 苏建民 李强 翟彦春 74 专利代理 机构 重庆萃智邦成专利代理事务 所 普通 合 伙 5 0231 专利代理师 许攀 51 Int Cl A01G 31 06 2006 01 A01G 31 02 2006 01 A01G 7 04 2006 01 54 发明名称 一种自动调节光照分配的立体栽培装置 57 摘要 本发 明涉及蔬菜种植领域 具体是一种自动 调节光照分配的立体栽培装置 包括有栽培蔬菜 的栽培器 以及密封栽培器的透光薄膜和固定 栽 培器的底座 所述栽培器安装在底座上 所述透 光薄膜上设有多个排气孔 所述栽培器上设有多 个通孔 所述通孔上设有栽培筒 所述栽培器底 部设有多个自动旋转机构 所述底 座上设有与自 动旋转机构配合的棘轮齿盘 所述栽培器和透光 薄膜上方贯穿有空气导管 所述空气导管上设有 空气导管支气口和空气导管喷头 所述空气导管 支气口上连接有营养液导管 所述营养液导管从 栽培器和底 座穿出 该发明在 有光照时能自动旋 转调节光照分配 使栽培器上的蔬菜受到的光照 均匀 蔬菜的生长情况相近 便于蔬菜的周期性 一次性采摘 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114617061 A 2022 06 14 CN 114617061 A 1 一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 包括有栽培蔬菜的栽培器 以 及密封栽培器的透光薄膜和固定栽培器的底座 所述栽培器安装在底座上 所述透光薄膜 上设有多个排气孔 所述栽培器上设有多个通孔 所述通孔上设有栽培筒 所述栽培器的上 方设有多个上部进气孔 所述栽培器下方设有下部出气孔 所述栽培器底部设有多个 自动 旋转机构 所述底座上设有与自动旋转机构配合的棘轮齿盘 所述栽培器和透光薄膜上方 贯穿有空气导管 所述空气导管上设有空气导管支气口和空气导管喷头 所述空气导管支 气口上 连接有营养液导管 所述营养液导管从栽培器和底座 穿出 所述自动旋转机构包括有伸缩气杆和棘轮 所述伸缩气杆铰接在栽培器底部 所述伸 缩气杆 的伸出端与棘轮固定连接 所述伸缩气杆伸长时 棘轮与棘轮齿盘锁死推动栽培器 的单 方向旋转 2 根据权利要求1所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述栽 培器为圆柱筒状 并固定有封闭的上 下底盖 3 根据权利要求1所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述栽 培筒向上倾 斜设置 4 根据权利要求1所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述栽 培筒内壁的最低点高于栽培器通孔的最低点 所述栽培筒内壁的直径大于栽培器通孔的直 径 5 根据权利要求1所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述底 座的水平截面呈 工 字形 所述底座 工 字形的竖端为中空圆筒 所述 工 字形的顶部设 有连接栽培器凸起的圆环部 6 根据权利要求5所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述营 养液导管从底座的中空圆筒穿出 7 根据权利要求1所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述伸 缩气杆向下倾 斜设置 且与伸缩气杆转动的切速度方向呈钝角 8 根据权利要求1所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述伸 缩气杆内装有乙醚 所述伸缩气杆外 部 涂有吸热涂料 9 根据权利要求1所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述栽 培器内部最下端设有收集槽 所述收集槽的边缘与栽培器内壁设有密封橡胶 圈 所述收集 槽的最高点低于下部出气孔 10 根据权利要求1所述的一种自动调节光照分配的立体栽培装置 其特征在于 所述 栽培器与底座之间设有滚动轴承 权 利 要 求 书 1 1 页 2 CN 114617061 A 一种自动调节光照分配的立 体栽培装 置 技术领域 0001 本发明涉及蔬菜种植领域 具体涉及一种自动调节光照分配的立体栽培装置 背景技术 0002 水雾栽培是将植物的根系悬挂生长在封闭 不透光的容器内 营养液经处理后形 成水雾状 营养液弥漫至根系 各个部位 提供植物生长所需的水分和养分的一种 无土栽培 技术 水雾 栽培的植物 根系生长在相对湿度100 环 境中 植物 根系能够均匀吸收养 分和水 分 极大 的提高植物根系对水雾的利用率 而且水雾栽培的节约用水 空间利用率高 蔬菜 根系活力较好 相比于大棚种植产量得到了大幅提升 相比于水上种植 蔬菜的根部不会存 在缺氧 导 致 根部容 易腐烂的情况发生 所以水雾栽培适用于大规模推广种植 0003 但现有的水雾栽培培育蔬菜时 由于蔬菜不会 随着光源的光照移动而移动 导致 向光侧和背光侧的蔬菜受到的光照时长和光照强度相差较大 严重影响背光侧蔬菜的正常 生长 使向光侧 和背光侧的蔬菜生长 速度相差较大 不便 于蔬菜的周期性 一次性采摘 发明内容 0004 本发明目的是提供一种自动调节光照分配的立体栽培装置 以解决现有的栽培蔬 菜的装置不能跟随光照移动调节光照分配 背光侧蔬菜受到的光照少无法正常生长的问 题 使向光侧 和背光侧的蔬菜生长 速度相近 便 于蔬菜的周期性 一次性采摘 0005 为解决上述技术问题 本发明采用的一种自动调节光照分配的立体栽培装置技术 手段如下 包括有栽培蔬菜的栽培器 以及密封栽培器的透光薄膜和固定 栽培器的底座 所 述栽培器安装在底 座上 所述透光薄膜上设有多个排气孔 所述栽培器上设有多个通孔 所 述通孔上设有栽培筒 所述栽培器的上方设有多个上部进气孔 所述栽培器下方设有下部 出气孔 所述栽培器底部设有多个 自动旋转机构 所述底座上设有与自动旋转机构配合的 棘轮齿盘 所述栽培器和透光薄膜上方贯穿有空气导管 位于栽培器内部的所述空气导管 上设有空气导管支气口和空气导管喷头 所述空气导管支气口上连接有营养液导管 所述 营养液导管从栽培器和底座穿出 所述自动旋转机构包括有伸缩气杆和 棘轮 所述伸缩气 杆铰接在栽培器底部 所述伸缩气杆的伸出端与棘轮固定连接 所述伸缩气杆伸长时 棘轮 与棘轮齿盘锁死推动栽培器的单 方向旋转 0006 上述技术方案的一种自动调节光照分配的立体栽培装置具有如下的技术优点 本 发明内部空气 中的氧气和二氧化碳可以良性循环 可以充分利用输入二氧化碳和氧气 提 高了二氧化碳和氧气的利用率 栽培器可以在有光照的情况下 自动实现栽培器的转动 使 栽培器上位于背光侧或者向光侧的蔬菜都能受到光照时长和光照强度相近的光照 使栽培 器上所有的蔬菜生长更加均匀 使向光侧和背光侧的蔬菜生长速度相 近 便于蔬菜的周期 性 一次性采摘 采用立体种植的方式 不但节约了种植蔬菜的面积 而且提高了空间利用 率 增高了蔬菜的产量 整个栽培生产 蔬菜过程不产生任何废物 栽培生产洁净化 水是以 喷雾的方式供给蔬菜的根系 蔬菜的根系能充分吸收用于水雾 提高蔬菜根系吸收营养的 说 明 书 1 4 页 3 CN 114617061 A 效率 而且经过雾化集流的营养液又回流收集进 行循环利用 几乎没有 营养液的损耗 节省 营养液 0007 作为优选方案 所述栽培器为圆柱筒状 并固定有封闭的上下底盖 圆柱状的栽培 器便 于生产制造 节约成本 而且圆柱筒状的栽培器容积率高 可以栽培较多的蔬菜 0008 作为优选方案 所述栽培筒向上倾斜设置 使栽培在栽培筒上的蔬菜斜向上面向 阳光获得较大的光 合作用面积 0009 作为优选方案 所述栽培筒内壁的最低点高于栽培器通孔的最低点 所述栽培筒 内壁的直径大于栽培器通孔的直径 将蔬菜栽培在栽培筒内 将蔬菜根部放置于栽培器通 孔内 方便蔬菜的固定 在营养液水雾在栽培筒内壁冷凝汇 集成液滴以后 还能使 营养液回 流到栽培器内 0010 作为优选方案 所述底座的水平截面呈 工 字形 所述 工 字形的顶部设有连接 栽培器凸起的圆环部 有利于将栽培器固定在底座上 所述营养液导管从底座的中空圆筒 穿出 所述底座 工 字形的竖端为中空 圆筒 将营养液导管从底 座中穿出 不会影响栽培器 的转动 0011 作为优选方案 所述伸缩气杆内装有乙醚 所述伸缩气杆外部涂有吸热涂料 吸热 涂料把照射在伸缩气杆外部的光转化为更多的热量 并依次通过热传递给气杆和内部的乙 醚 使伸缩器杆的伸缩反应更加灵敏 0012 作为优选方案 所述栽培器内部最下端设有收集槽 所述收集槽的边缘与栽培器 内壁设有密封橡胶 圈 所述收集槽的最高点低于下部出气孔 可以收集栽培器内部汇 聚成 液滴的营养液 并将其收集在收集槽中 通过下部出气孔还可以把营养液抽出回收利用 减 少营养液的浪费 0013 作为优选方案 所述栽培器与底座之间设有滚动轴承 在栽培器在底座上转动时 大 大减小了栽培器与底座之间的摩擦力 使栽培器自动旋转时更加顺畅 附图说明 0014 图1为本发明的整体结构示 意图 0015 图2为本发明 中的局部放大图A 0016 图3为本发明 中的A A剖视图 0017 图4 为本发明 中的局部放大图B 0018 图中主 要元件符号说明如下 0019 1 蔬菜 2 透光薄膜 3 栽培器 4 栽培筒 6 营养液导管 0020 5 空气导管 51 空气导管支气口 2 空气导管喷头 0021 7 自动旋转机构 71 伸缩气杆 2 棘轮 0022 8 下部出气孔 9 上部进气孔 10 底座 1 棘轮齿盘 具体实施方式 0023 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述 所举实例只用于解释本发明 并 非用于限定 本发明的范围 0024 如图1所示 自动调节光照分配的立体栽培装置包括有栽培蔬菜1的栽培器3 以及 说 明 书 2 4 页 4 CN 114617061 A 密封 栽培器3的透光薄膜2和固定栽培器3的底座 栽培器 安装在底 座上 栽培器3为带有 上 下盖的圆柱筒状 底 座 10的水平截面呈 工 字形 底 座10的 工 字形竖端为中空 圆筒 工 字形的顶部设有连接栽培器3凸起的圆环部 栽培器3与底座10之间设有滚动轴承 透光薄 膜2上设有多个排气孔 排气孔均布在透光薄膜2的上方外围一圈 排气孔的总面积优选为 上部进气孔8总面积的0 5倍 在栽培器3的圆柱筒壁上均匀设有多个通孔 在通孔上固定有 栽培筒4 栽培筒 向上倾斜设置 栽培筒 为斜截的圆柱筒 栽培筒 内壁的最低点高于 栽培 器3通孔的最低点 栽培筒4内壁的直径大于栽培器3通孔的直径 栽培筒4内壁的直径优选 为栽培器3通 孔 直径的2倍 0025 栽培器3的上方设有多个上部进气 孔9 栽培器3下方设有下部出气孔8 栽培器3底 部设有多个自动旋转机构7 底 座 10上设有与自动旋转机构7配合的棘轮齿盘11 栽培器3和 透光薄膜2上方贯穿有空气导管5 位于栽培器3内部的空气导管5上设有空气导管5支气口 和空气导管喷头52 空气导管支气口51上连接有 营养液导管6 营养液导管 从栽培器3和底 座 10穿出 营养液导管6从底座的中空 圆筒穿出 栽培器3内部最下端设有收集槽 该收集槽 的边 缘与栽培器3内壁设有密封 橡胶圈 收集槽的最高点低于下部出气孔8 0026 如图2和3所示 自动旋转机构7包括有伸缩气杆71和棘轮72 伸缩气杆71铰接在栽 培器3底部 伸缩气杆71的伸出端与棘轮72 固定连接 伸缩气杆71向下倾斜设置 且与伸缩 气杆71转动的切速度方向呈钝角 伸缩气杆71内装有乙醚 沸点34 5 伸缩气杆71外部 涂有吸热涂料 在伸缩气杆71伸长时 棘轮72与棘轮齿盘11锁死推动栽培器3的单方向旋 转 0027 如图2和4所示 如图2中 下部出气孔8为水平通孔 均匀分布在栽培器3的圆周壁 上 如图4中 上部出气孔9为竖直 通 孔 均匀分布在栽培器3的上 方的 0028 氧气和二氧化碳在装置内的流动原理 1 空气导管喷头52喷出空气和营养液水 雾 空气流入产生文丘里管效应 将位于栽培器3上方的氧气吸入 2 空气中的二氧化碳和 参与蔬菜根部氧气反应的二氧化碳下沉 同时从栽培器3内部流向栽培器3外部 流动到 栽培器3外部的二氧化碳由下向上运动经过蔬菜叶片的光合作用生成氧气 生成的氧气一 部分流动到栽培器3上方从透光薄膜2上的排气孔流出 一部分氧气流动到上部进气孔8附 近 4 空气导管喷头52喷出 空气和营养液水雾 栽培器3上方的氧气被吸入栽培器3内 从而 形成氧气和二氧化 碳的良性循环 0029 栽培器3的转动原理 当向光侧的自动旋转机构7受到光照时 位于伸缩气杆71内 的液体缓慢受热并蒸发成气体 伸缩气杆71内压强增大推动伸缩气杆71伸长 使棘轮72与 棘轮齿盘11接触 因为棘轮72与棘轮齿盘11之间只能单向运动 故棘轮72在伸缩气杆71伸 缩的方向上无法转动 于是伸缩气杆71不断伸长只能推动栽培器3绕着底 座 10旋转 此时伸 缩气杆71与栽培器3的倾斜角度逐渐增大 栽培器3在底座10上缓慢转动时 空气导管5和 营养液导管6固定不动 栽培器3相当于安装在底座 10上的滚筒 在背光侧的栽培器3缓慢 转 动到光照直射的一侧 使背光侧的蔬菜也能受到阳光照射 当向光侧的伸缩气杆71运动到 背光侧以后 伸缩气杆71在失去光照后会收缩 并带动棘轮72旋转移动 使伸缩气杆71回到 与栽培器3的初始倾斜角度 伸缩气杆71再次受到光照又会缓慢伸长推动栽培器3旋转 实 现栽培器3上背光和向光侧蔬菜都能受到光照照射 在一天中 栽培器 的向光侧与背光侧 切换转动三次左右效果较好 说 明 书 3 4 页 5 CN 114617061 A 0030 为了更好的解释说明整个装置和原理 本实施例中空气导管5通入的气体为氧气 和二氧化 碳的混合气体 具体氧气和二氧化 碳的比例根据实际的蔬菜种类需要确定 0031 综上所述 本发明能跟随光照移动调节光照分配 使向光侧和背光侧的蔬菜生长 速度相近 便于蔬菜的周期性 一次性采摘 本发明内部空气中的氧气和二氧化碳可以良性 循环 提高输入二氧化碳和氧气的利用率 减少营养液的损耗 节省营养液 同时充分利用 营养液 水雾 0032 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已 并不用以限制本发明 凡在本发明的精 神 和原则之内 所做的任何修改 等同替换 改进等 均应包 含在本发明保护的范围之内 说 明 书 4 4 页 6 CN 114617061 A 图1 说 明 书 附 图 1 3 页 7 CN 114617061 A 图2 图3 说 明 书 附 图 2 3 页 8 CN 114617061 A 图4 说 明 书 附 图 3 3 页 9 CN 114617061 A