一種用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)，該裝置包括若干栽培架、多組用于所述栽培架移動的地面軌道、用于裝載營養(yǎng)液的營養(yǎng)液池、地面排水渠以及計算機控制系統(tǒng)；本實用新型的用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培裝置，不僅采用人工光源，在密閉式人工光植物工廠內(nèi)可實現(xiàn)多層立體栽培，增加單位面積產(chǎn)量；還可進行可移動式栽培，使得植物工廠內(nèi)各栽培架之間不必再專門留出人行道，增加植物工廠的可種植面積，提高土地利用率，降低單位產(chǎn)品的成本。
【專利說明】
一種用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及人工光型植物工廠內(nèi)的無土栽培技術(shù)，特別是涉及一種用于人工光植物工廠的可移動式的立體多層氣霧栽培系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的栽培架是不可移動的。因此，每個栽培架之間必需留出種植、收獲與管理的人行道。尤其是在植物工廠內(nèi)，多層立體栽培的情況下，相鄰的栽培架間需預(yù)留更大通道用于升降采收裝置作業(yè)。植物工廠內(nèi)大量的人行通道存在，導(dǎo)致其實際利用的栽培面積大大減少，降低土地利用率，造成產(chǎn)量少而帶來單位產(chǎn)品成本的增加。
[0003]溫室普遍是單層的栽培，目前通過檢索發(fā)現(xiàn)已有為數(shù)不多的移動栽培架裝置方面的技術(shù)報道，這些專利文件確實一定程度上提高了溫室空間利用率，但仍存在一定的局限性。如申請?zhí)枮?01320084456.1的專利文件中，公開了一種移動式氣霧栽培裝置，采用在栽培裝置底部設(shè)置多個滾輪，通過人為推動裝置并促使?jié)L輪滾動，達到移動裝置的目的，其可作為家庭中種植蔬菜之用，不能滿足目前植物工廠內(nèi)多組栽培架裝置聯(lián)動作業(yè)的狀況；申請?zhí)枮?01220181856.X的專利文件中，公開了一種可移動的平鋪式栽培管架，通過在栽培種植架的移動支架底部按照定向輪，使得各栽培架可定向移動，但此裝置只適用于基質(zhì)栽培，且是平面栽培方式，節(jié)省的溫室空間有限。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可發(fā)現(xiàn)，所述現(xiàn)有技術(shù)的整體結(jié)構(gòu)及操作使用上滿足不了現(xiàn)代植物工廠規(guī)模化和智能化生產(chǎn)管理的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅采用人工光源，在密閉式人工光植物工廠內(nèi)可實現(xiàn)多層立體栽培，增加單位面積產(chǎn)量;還可進行可移動式栽培，使得植物工廠內(nèi)各栽培架之間不必再專門留出人行道，增加植物工廠的可種植面積，提高土地利用率，降低單位產(chǎn)品的成本。
[0005]本實用新型用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)，包括若干栽培架、多組用于所述栽培架移動的地面軌道、用于裝載營養(yǎng)液的營養(yǎng)液池、地面排水渠以及計算機控制系統(tǒng)；
[0006]所述的栽培架包括由上至下間隔布置的多層栽培槽，在各層栽培槽內(nèi)放置種植板，種植板上開有用于裝載植物苗的種植孔，在種植板上方分布有供水管分支架，在供水管分支架上設(shè)置有若干霧化噴頭用于向植物噴灑營養(yǎng)液;所述的種植孔應(yīng)貫穿種植板，種植板可單獨取下操作，實際種植時，植物苗育好后，用海綿包裹于所述植物苗的根部，然后插于種植板上的種植孔內(nèi)，根系則懸于栽培槽內(nèi)，接受來自霧化噴頭提供的霧化營養(yǎng)液;在栽培槽底部開有排水口，在每層栽培槽上方均設(shè)置有用于植物生長照明用的LED燈管;栽培架還包括供水管和排水管，各層栽培槽上的供水管分支架均與供水管連通，各層栽培槽上的排水口均與排水管連通，排水管將出水導(dǎo)入排水渠中；
[0007]所述營養(yǎng)液池分隔為出水池和回水池兩部分，兩池通過設(shè)于隔板底部的過濾口相通，出水池內(nèi)盛裝營養(yǎng)液，內(nèi)置水栗，水栗的出水端與各栽培架的供水管連接，排水渠末端接入回水池，回水池底部設(shè)有過濾層;這樣設(shè)計使得營養(yǎng)液經(jīng)水栗栗入進水管，到栽培架上分流至各層的供水管分支架中，所述供水管分支架末端封堵，計算機控制系統(tǒng)控制霧化噴頭開啟，則將營養(yǎng)液以氣霧式噴向種植孔內(nèi)的植物苗，多余的霧化營養(yǎng)液經(jīng)各層栽培槽內(nèi)底部的配水口(也稱回流孔)進入排水管，然后經(jīng)過地面的排水渠回到營養(yǎng)液池內(nèi)的回水池部分，回水池的營養(yǎng)液經(jīng)過過濾，再回到營養(yǎng)液池的出水池部分內(nèi)，經(jīng)過水栗重新供應(yīng)到栽培架，實現(xiàn)營養(yǎng)液的循環(huán)利用；
[0008]在每個栽培架底部均設(shè)有滾輪及用于驅(qū)動滾輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機，滾輪嵌入地面軌道內(nèi)，一組地面軌道由至少兩條平行軌道構(gòu)成，在每組地面軌道上依次設(shè)置多個栽培架，僅留出至少I個栽培架寬度作為工人作業(yè)的預(yù)留空間；
[0009]所述的計算機控制系統(tǒng)用于控制各栽培架上霧化噴頭、LED燈管、驅(qū)動電機以及營養(yǎng)液池內(nèi)水栗的開啟和關(guān)閉。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述營養(yǎng)液應(yīng)當貯存在黑暗的環(huán)境下，同時供水管和排水管最好采用軟管，且長度應(yīng)盡量長一些以能夠滿足栽培架移動的需要。
[0011 ]所述的回水池底部過濾層包括竹炭過濾層，在竹炭過濾層上還有碎石過濾層，回流的多余營養(yǎng)液先經(jīng)過上層碎石過濾層把大的雜質(zhì)如根系等過濾，然后經(jīng)過下層竹炭過濾層的二次過濾，通過滲透作用達到徹底凈化營養(yǎng)液的目的。
[0012]在地面排水渠左右邊沿可以各安裝一條扶梯裙板刷，這樣既能保證營養(yǎng)液排水管道內(nèi)營養(yǎng)液順利引入排水渠，且栽培架移動時可帶動排水管在排水渠內(nèi)靈活移動，同時保證排水渠內(nèi)的營養(yǎng)液不見光，防止綠藻生成、灰塵掉落，污染營養(yǎng)液。
[0013]本實用新型的有益效果在于:
[0014]本實用新型所提供的可移動式氣霧栽培系統(tǒng)具有多層式、立體栽培，占用空間小，種植面積大的優(yōu)點，該系統(tǒng)通過設(shè)置智能移動式栽培架系統(tǒng)，避免人工移動栽培架，且僅需在軌道上預(yù)留一個栽培架寬度的空間，能夠逐個平移栽培種進行植架，平時正常種植時，使各栽培架緊密相接，可最大限度地利用植物工廠種植空間，省時省力，且可以大幅提高產(chǎn)量，降低成本。采用人工光源LED和氣霧栽培，擺脫傳統(tǒng)自然條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的束縛，可以運用于閑置的大樓地下室、廢棄倉庫等空間進行種植，從而形成嶄新的現(xiàn)代“都會農(nóng)業(yè)”生態(tài)，賦予這些廢棄建筑更高的附加價值。
【附圖說明】
[0015]圖1本實用新型的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)的主要組成示意圖；
[0016]圖2栽培架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3栽培槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4種植板的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖5營養(yǎng)液池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖6栽培架底部及一組地面軌道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖中:I栽培架，2計算機控制系統(tǒng)，3營養(yǎng)液池，4移動軌道，5排水渠，6栽培植物，7栽培槽，8人工光源，9架子底座，10進水管，11排水管，12排水口，13霧化噴頭，14供水管分支架，15種植孔，16種植板，17碎石過濾層，18竹炭過濾層，19過濾口，20水栗，21營養(yǎng)液，22鋼板，23滾輪，24短軸，25混凝土基礎(chǔ)26電機，27鏈條，28長軸。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0023]如圖1和圖2示出了本實例的可移動栽培裝置的主要組成示意圖，參照圖示，本實施例的栽培系統(tǒng)包括栽培架I，與所述栽培架通過供水管10連接以實現(xiàn)營養(yǎng)液輸運的用于貯存營養(yǎng)液的營養(yǎng)液池3，與所述栽培架上排水管11連接的地面排水渠5，用于所述栽培架移動的地面軌道4，以及通過電線與所述栽培架I相連的用于控制燈光、噴霧、栽培架移動的計算機控制系統(tǒng)2。
[0024]具體地，如圖2示出的栽培架結(jié)構(gòu)示意圖。所述的栽培架I包括由上至下間隔布置的多層栽培槽7，在栽培槽7內(nèi)放置種植板16，種植板16上開有用于裝載植物苗的種植孔15，在種植板16上方分布有供水管分支架14，在供水管分支架14上設(shè)置有若干霧化噴頭13用于向植物噴灑營養(yǎng)液;從栽培架I上方向下設(shè)置供水管10，供水管與各層的供水管分支架連通，栽培架側(cè)邊設(shè)有連接各層栽培槽7底部排水口 12的排水管11，排水管11的末端插入地面排水渠5，排水渠5沿地面軌道4的走向設(shè)置，排水渠左右兩側(cè)邊沿各安裝扶梯裙板刷I條，排水渠5末端連接到營養(yǎng)液池3內(nèi)的回水池部分。栽培槽7頂部安裝植物生長所用的LED燈管8，滿足植物苗進行光合作用所需。植物苗6用海綿包裹莖部，插于種植孔15內(nèi)。
[0025]如圖3，氣霧式營養(yǎng)液供水管道包括一端連接營養(yǎng)液池3內(nèi)水栗20出水端的供水管10，以及分布于各栽培槽上的供水管分支架14，供水管分支架14與供水管10貫通連接，在供水管分支架14的尾端設(shè)置有可將營養(yǎng)液21形成氣霧狀的霧化噴頭13，且其噴灑方向朝向植物孔15內(nèi)植物苗6的根部，以供植物苗6的生長。營養(yǎng)液21部分被植物苗根系吸收、未吸收部分經(jīng)由栽培槽7內(nèi)的排水口 12接入排水管11。霧化噴頭均勻排布在供水分支架14上，目的是使噴出的霧化營養(yǎng)液均勻地噴到根系上，但其個數(shù)不限于本實施例圖3示所標的14個，可根據(jù)實際情況調(diào)整。
[0026]如圖4，種植板擱置在栽培槽上。種植板16是帶有種植孔15的泡沫板，種植板的大小根據(jù)栽培槽設(shè)置，種植孔的分布也安裝槽內(nèi)的霧化噴頭均勻分布。實際種植時，將植物苗6用海綿包裹于根部，然后插在種植孔15內(nèi)，讓根系懸于栽培槽7內(nèi)。海綿起到固定植物苗的作用。通過栽培槽7內(nèi)的霧化噴頭向植物苗6的根系噴灑營養(yǎng)液，提供植物苗生長所需的養(yǎng)分。相鄰種植孔15為直徑約2厘米的圓形通孔，相鄰種植孔的間距和個數(shù)設(shè)定，目的是使得種植板16上的植物苗6能充分且均勻地接受LED人工光8照射，但個數(shù)不限于本實施例圖4所示的23個，可根據(jù)實際種植的植物苗類型進行調(diào)整。
[0027]如圖5，所述營養(yǎng)液池3分隔成出水池和回水池兩部分，兩部分下部中間設(shè)有過濾口 19，營養(yǎng)液相通。出水池內(nèi)設(shè)置有與所述計算機系統(tǒng)2通過線體進行電連接的水栗20，由計算機系統(tǒng)控制水栗20的運行。水栗20的出水端與氣霧式營養(yǎng)液供水管10貫通連接。回水池內(nèi)上層鋪設(shè)有碎石過濾層17，下層為竹炭過濾層18，竹炭過濾層靠底部有過濾口 19，與出水池相通。栽培架上營養(yǎng)液從排水渠5回流到營養(yǎng)液池內(nèi)的回水池部分時，先經(jīng)過上層碎石過濾層17把大的雜志如根系過濾，然后經(jīng)過下層竹炭過濾層18的二次過濾，通過滲透作用，干凈的營養(yǎng)液從過濾口 19進入到出水池中，然后經(jīng)過水栗20再輸送到栽培架I上，如此循環(huán)。所述的計算機控制系統(tǒng)2用于控制各栽培架上霧化噴頭13、LED燈管8、驅(qū)動電機26以及營養(yǎng)液池內(nèi)水栗20的開啟和關(guān)閉。
[0028]如圖6，一組地面軌道4設(shè)在混凝土基礎(chǔ)25內(nèi)，由3條平行的軌道構(gòu)成，栽培架底座9上左中右共設(shè)有3組滾輪23，每組為前后2只嵌于同一條軌道中，前側(cè)的3只滾輪通過長軸28貫穿固連在一起，底座上安裝有驅(qū)動電機26，驅(qū)動電機通過鏈條27驅(qū)動長軸28帶動滾輪轉(zhuǎn)動，后側(cè)的3只滾輪分別設(shè)于用兩側(cè)鋼板22固定的短軸24上，作為從動輪。實際移動栽培架時，電機通過鏈條帶動中間的滾輪和長軸轉(zhuǎn)動，兩側(cè)滾輪隨著短軸的轉(zhuǎn)動而滾動，從而實現(xiàn)移動整個栽培裝置的目的。
[0029]本實施例中，可以根據(jù)植物工廠內(nèi)的布局設(shè)置多組地面軌道4，在每組軌道4上依次設(shè)置多個栽培架1、每組軌道4上所設(shè)置的栽培架I的數(shù)目，需保證氣霧栽培架I設(shè)置在軌道上以后，能夠預(yù)留出至少一個氣霧栽培架寬度的空間供人工操作，以滿足后續(xù)移動氣霧栽培架的需要。優(yōu)選將每組軌道4上的多個栽培種植架I依次相接觸設(shè)置，在每組軌道上預(yù)留出1-2個氣霧栽培架I的寬度的空間。
[0030]在人工光植物工廠實際種植過程中，將各個栽培架I緊貼放置，需要管理、收貨時，逐個將栽培架I定向平移一個栽培架的位置，使原來緊密相接的栽培架I間形成人行通道，進行操作。因此能夠避免管架間設(shè)置大量的人行道而浪費栽培面積。
[0031]綜上，本實用新型可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)，通過在栽培槽內(nèi)設(shè)置可分別向多個植物孔內(nèi)植物苗根部噴灑營養(yǎng)液的氣霧式營養(yǎng)液供水管道分支架，并通過水栗與氣霧式營養(yǎng)液供水管道主架，為其輸送營養(yǎng)液，通過計算機系統(tǒng)控制光照時間、噴霧時間以及移動，通過人工光源提供植物光合作用所需的光照，并且在該裝置底部設(shè)置可用于移動本裝置的電機和滾輪。上述結(jié)構(gòu)的可移動式栽培裝置，在種植時，保持多個栽培架緊密相連，需要進行管理、收獲時逐個平移栽培架位置，進行操作。該移動時氣霧栽培裝置結(jié)構(gòu)簡單合理、適合于現(xiàn)代化植物工廠的工廠化生產(chǎn)。
【主權(quán)項】
1.一種用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)，其特征在于，其包括若干栽培架(I)、多組用于所述栽培架(I)移動的地面軌道(4)、用于裝載營養(yǎng)液的營養(yǎng)液池(3)、地面排水渠(5)以及計算機控制系統(tǒng)(2); 所述的栽培架(I)包括由上至下間隔布置的多層栽培槽(7)，在栽培槽(7)內(nèi)放置種植板(16)，種植板(16)上開有用于裝載植物苗的種植孔(15)，在種植板(16)上方分布有供水管分支架(14)，在供水管分支架(14)上設(shè)置有若干霧化噴頭(13)用于向植物噴灑營養(yǎng)液，在栽培槽(7)底部開有排水口(12)，在每層栽培槽(7)上方均設(shè)置有用于植物生長照明用的LED燈管(8);栽培架(I)還包括供水管(1)和排水管(11)，各層栽培槽(7)上的供水管分支架(14)均與供水管(10)連通，各層栽培槽⑴上的排水口(12)均與排水管(11)連通，排水管(11)將出水導(dǎo)入排水渠(5)中； 所述營養(yǎng)液池(3)分隔為出水池和回水池兩部分，兩池通過設(shè)于隔板底部的過濾口(19)相通，出水池內(nèi)盛裝營養(yǎng)液，內(nèi)置水栗(20)，水栗的出水端與各栽培架(I)的供水管(1)連接，排水渠(5)末端接入回水池，回水池底部設(shè)有過濾層； 在每個栽培架(I)底部均設(shè)有滾輪(23)及用于驅(qū)動滾輪(23)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機(26)，滾輪(23)嵌入地面軌道(4)內(nèi)，一組地面軌道由至少兩條平行軌道構(gòu)成，在每組地面軌道上依次設(shè)置多個栽培架，僅留出至少I個栽培架寬度作為工人作業(yè)的預(yù)留空間； 所述的計算機控制系統(tǒng)(2)用于控制各栽培架上霧化噴頭(13)、LED燈管(8)、驅(qū)動電機(26)以及營養(yǎng)液池內(nèi)水栗(20)的開啟和關(guān)閉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的回水池底部過濾層包括竹炭過濾層(18)，在竹炭過濾層(18)上還有碎石過濾層(17)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人工光植物工廠的可移動式立體多層氣霧栽培系統(tǒng)，其特征在于，每組地面軌道上依次設(shè)置多個栽培架，留出1-2個栽培架寬度作為工人作業(yè)的預(yù)留空間。
【文檔編號】A01G31/06GK205431408SQ201620183507
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】丁文雅, 吳小恒, 林咸永, 鄔小撐, 駱衛(wèi)東, 舒旭云, 吳正輝, 毛學斌
【申請人】浙江大學