CN109662024A - 一种滑板式立体多层水培装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种滑板式立体多层水培装置，包括多层架、营养水槽、定植滑板，滑板定位取放车和输送带，所述多层架底部一层为操作区，二层以上为蔬菜生长层，每层上布置有营养液槽，液槽的底部设置有多条凸垄，凸垄上安装有滑块以便滑板滑动，另外，还可以利用滑板定位取放车取放滑板，采收蔬菜。本发明具有占用面积小，空间利用率高，单位面积产量大，自动化程度高等优点，不但可以建在城市，也可以建在具有一定规模的小区。
Description
技术领域
本发明涉及一种蔬菜的水培生产的装置，尤其是可以多层立体生产，底层用于操作，二层以上用于生产，且上盘、取盘和输送自动化，属于现代农业智能装备。
背景技术
水培蔬菜由于产量高、口感好，生产周期短，安全绿色，农艺技术成熟被广泛认可。水培技术大体可分为管道水培技术、浮板式水培技术、雾培技术几种。管道水培和雾培有一个致命的缺点是蔬菜生长在管道壁上固定的位置，如果采用自动化定植或采收，设备需要来回穿梭，不仅投资很大，要求精度很高，空间高度也受到限制；浮板式水培的浮板可以移动，定植和采收可实现机械化作业，但营养槽内营养液较多，无形中增加了整体重量，所以一般为单层种植，另外为了实现浮板的漂浮移动，营养槽内的营养液在采收是保持一定的量，拿出浮板后蔬菜的根部保留有大量的营养液，不仅造成营养液的浪费，营养液会到处流撒。以上技术由于没有成熟的设备和统一的标准，生产空间受限，目前以单层种植，人工作业为主。水培蔬菜一般选择种植在玻璃大棚内，投资过高，再加上人工成本，虽然水培蔬菜售价很高，还是投入产出较低，严重影响了水培蔬菜的推广和发展，为了降低投入，减少土地支出，一般生产场地都建在农村或者郊区。
发明内容
为了克服以上不足，本发明提供一种一种滑板式立体多层水培装置，包括立柱、纵梁、横梁、营养液槽、上滑道、定位取放车、定位取放车轨道、输送带、滑块和滑板；
所述立柱固定在预制的地桩上，纵梁利用螺栓固定在立柱上，横梁搭放在纵梁上并用螺栓固定；营养液槽纵向放置在横梁上；所述纵梁、横梁形成多层框架，底部第一层为操作间，是用于点播、育苗、定植、机械采收和包装的工作区域，同时也是水处理、营养液配置、滑板清洗的作业区域；第二层以上为蔬菜生长层，每一层上部的横梁上固定有LED补光灯；所述滑板上用于定植培育蔬菜。
优选的，营养液槽前堵板和营养液槽后堵板，分别位于所述营养液槽两端；
营养液槽的底部纵向设置有凸垄，凸垄之间以及凸垄两侧形成凹槽，凹槽两端分别与营养液槽前堵板和营养液槽后堵板固定并密封连接；
凹槽内有营养液，与定植的行相对应，蔬菜的根放置于凹槽内吸收水分与营养。
优选的，在营养液槽前堵板设置有两个紧绳轮支架，所述紧绳轮支架上设置有轴，紧绳轮和齿轮通过所述轴连接，紧绳轮与内前移推板之间由两根拉绳连接。
优选的，所述凸垄上方设置有多个滑块，所述内前移推板放置在滑块上，置于营养液槽的最后方，所述滑板放置在滑块上方，置于营养液槽内前移推板的前方。
优选的，定位取放车，所述定位取放车包括升降电机、卷扬机、稳定滑轮、升降带、升降带齿、车架、提升链、上机械手、拉绳电机、拉绳齿轮、下机械手、横向移动电机、横向移动轮；
优选的，所述车架高度高于框架，两个横向移动轮通过轴和轴承安装在车架的下方，且通过传动机构与横向移动电机连接；
优选的，所述上机械手安装在拉绳电机的下方，当上下移动平台按照取放坐标定位后，安装在拉绳电机上的拉绳齿轮再与齿轮齿合。
优选的，升降电机和卷扬机安装在车架的上方，缠绕在卷扬机上的提升链下端与上下移动平台连接，升降电机转动，通过卷扬机和提升链带动上下移动平台在车架上滑动。
优选的，所述下机械手固定在车架的下方；左右两侧的升降带上下分别通过带轮和轴安装在车架两侧，升降带的外侧设置有升降带齿，左右两侧的升降带的带齿节距一致并同步，转动方向相反。
优选的，所述滑块为矩形长条状，所述滑块包括滚轮、轴销、滑块支架，且所述滚轮通过轴销安装在滑块支架上。
优选的，定位取放车下部有横向移动轮，通过横向移动电机的驱动在定位取放车的轨道上横向行走；定位取放车上部相应的位置安装有两个稳定滑轮套接在滑道上，保证定位取放车在行走过程中的安全。
优选的，上机械手在电机的控制下按照坐标取放滑板；输送带安装在定位取放车的下部，用于根据需求输送定植后的滑板，或输送准备采收的滑板。
本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：
1、多层架底部一层具有预定高度的空间，为操作区，是用于点播、育苗、定植、机械采收和包装的工作区域，同时也是水处理、营养液配置、滑板清洗等的作业区域。
2、营养液槽底部有多个凹槽，凹槽之间形成凸垄，凹槽对应水培的定植行，所述凹槽是用于蔬菜的根部生长空间，所述凸垄可缩小凹槽的空间，减少营养液总量，减轻多层架的负担。
3、凸垄上部固定有滑轮，滑板可在滑轮上按照水槽的方向前后滑动，蔬菜定植在滑板上，定植后的滑板通过输送带、定位取放车放置在指定的营养液槽内，当蔬菜成熟，需要采收时，滑板带着成熟后的蔬菜通过拉绳自动拉拽到指定位置，所述定位取放车利用机械手将长满成熟蔬菜的滑板从营养液槽中取出，并放到输送带上，通过传输带输送到指定位置。蔬菜采收前，提前将营养液放出，防止取出滑板时，营养液到处飘洒，造成浪费。
4、为了实现定植后的滑板和蔬菜成熟后的滑板自动取放，本发明配有定位取放车，包括行走轮，上下两个机械手，以及安装上机械手的上下移动平台，两条带有齿的传送带的上下输送机构、升降机构和横向行走机构，上机械手在电动机的控制下可准确按照坐标取放滑板，将滑板放置在营养液槽上方，或从营养液槽取出到输送带。
5、输送带安装在行走车的下部，可根据需求输送定植后的滑板，也可输送准备采收的滑板。
6、本发明具有占用面积小，空间利用率高，单位面积产量大，自动化程度高等优点，由于高度集成化，大大降低了投资成本。不但可以建在城市，也可以建在具有一定规模的小区，减少蔬菜在运输过程和中间环节，不仅给广大用户提供新鲜的蔬菜，还可给国家节约大量的土地。
附图说明
图1是本发明装置的总体结构图
为了清晰，图中的立柱，横梁和纵梁采用线条代替，营养液等在本图中没有展示。其中：
1-滑道、2-定位取放车、3-立柱、4-机械手上下移动平台、5-输送带、6-定位取放车轨道、7-操作间、8-蔬菜生长层、9-横梁、10-纵梁。
图2是营养槽结构与框架的示意图
其中：3-立柱、9-横梁、10-纵梁、11-营养液槽、12-凸垄、13-滑板、14-滑块、15-补光灯。
图3是营养液槽内滑板取出机构示意图
其中：
12-凸垄、13-滑板(被拉绳拉紧后倾斜)、14-滑块、16-营养液槽后堵板、17-前移推板、18-拉绳、19-营养液前堵板、20-紧绳轮、21-紧绳轮支架、22-齿轮。
图4是定位取放车的结构示意图
其中：
23-升降电机、24-卷扬机、25-稳定滑轮、26-升降带、27-升降带齿、28-车架、29推升链、30-上机械手、31-拉绳电机、32-拉绳齿轮、33-下机械手、34-横向移动电机、35-横向移动轮。
图5是滑块结构示意图
其中36-销轴、37-滚轮、38-滑块支架
具体实施方式
下面结合说明书附图1-5对本发明做详细说明，各附图中相同的部件采用相同的标记，现进行详细说明如下：
本发明所述的一种滑板式立体多层水培装置，其主体为框架式结构，优选的，所述框架结构为钢结构。立柱(3)固定在预制的地桩上，纵梁(10)根据空间高度利用螺栓固定在立柱(3)上，横梁(9)搭放在纵梁(10)上并用螺栓固定。营养液槽(11)纵向放置在横梁(9)上(本申请中所称的纵向，即沿着纵梁10的方向)。具有多层所述营养液槽(11)，形成多层结构，在所述框架式结构的底部第一层为操作间(7)，所述操作间(7)是用于点播、育苗、定植、机械采收和包装的工作区域，同时也是水处理、营养液配置、滑板清洗等作业区域。第二层及以上为蔬菜生长层(8)，每一层上部的横梁上固定有LED补光灯(15)，补光灯的数量根据补光灯的功率确定，用于提供蔬菜培育照明。
滑道(1)固定在最外一排立柱(3)的外侧顶部，优选的，在框架式结构的高度大于预定高度时，可在中间部位增加滑道，利用多个滑道增加强度以保证定位取放车(2)的安全，定位取放车(2)下部有横向移动轮(35)，通过横向移动电机(34)的驱动在定位取放车轨道(6)上横向行走。定位取放车(2)上部相应的位置安装有两个稳定滑轮(25)套接在滑道(1)上，保证定位取放车(2)在行走过程中的安全。
所述营养液槽(11)的底部纵向设置有凸垄(12)，凸垄(12)之间以及和两侧形成了凹槽，前后分别与营养液槽前堵板(19)和营养液槽后堵板(16)固定并密封。凹槽内有营养液，与定植的行相对应，蔬菜的根在凹槽内吸收水份与营养。凸垄上面设置有多个滑块(14)，前移推板(17)放在滑块上，置于营养液槽(11)的最后方，滑板(13)也放在滑块(14)上方，与前移推板(17)相邻，置于营养液槽(11)内前移推板(17)的前方。在营养液槽前堵板(19)设置有两个紧绳轮支架(21)，用滚轴与两个紧绳轮(20)和齿轮(22)连接，紧绳轮(20)与内前移推板(17)之间有两根拉绳(18)连接。
定位取放车(2)的车架(28)整体高度高于框架，两个横向移动轮(35)通过轴和轴承安装在车架(28)的下方，通过传动机构与横向移动电机(34)连接。上机械手(30)安装在拉绳电机(31)的下方，当上下移动平台(4)按照取放坐标定位后，安装在拉绳电机(31)上的拉绳齿轮(32)再和齿轮(22)齿合。升降电机(23)和卷扬机(24)安装在车架(28)的上方，缠绕在卷扬机上的提升链(29)下端与下移动平台(4)连接，升降电机(23)转动，通过卷扬机和提升链(29)带动下移动平台(4)在车架(28)上滑动。下机械手固定在车架(28)的下方。左右两侧的升降带(26)上下分别通过带轮和轴安装在车架(28)两侧，升降带(26)的外侧有升降带齿(27)，左右两条带的带齿节距一致并同步，转动方向相反。
所述滑块(14)优选的为矩形长条状，如附图5所示，滚轮(37)通过轴销(36)安装在滑块支架(38)上。
本发明中提到的滑板类似于浮板，只需要材料比浮板材料坚硬，方便滑动。另外，定植孔可根据蔬菜的品种确定间距。
以上实施例，仅仅为本发明的优选方式，不是对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种滑板式立体多层水培装置，包括立柱(3)、纵梁(10)、横梁(9)、营养液槽(11)、滑道(1)、定位取放车(2)、定位取放车轨道(6)、输送带(5)、滑块(14)和滑板(13)；其特征在于：
所述立柱(3)固定在预制的地桩上，纵梁(10)利用螺栓固定在立柱(3)上，横梁(9)搭放在纵梁(10)上并用螺栓固定；营养液槽(11)纵向放置在横梁(9)上；所述纵梁(10)、横梁(9)形成多层框架，底部第一层为操作间(7)，是用于点播、育苗、定植、机械采收和包装的工作区域，同时也是水处理、营养液配置、滑板清洗的作业区域；第二层以上为蔬菜生长层(8)，每一层上部的横梁上固定有LED补光灯(15)；所述滑板(13)上用于定植培育蔬菜。
2.根据权利要求1所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：营养液槽前堵板(19)和营养液槽后堵板(16)，分别位于所述营养液槽(11)两端；
营养液槽(11)的底部纵向设置有凸垄(12)，凸垄(12)之间以及凸垄(12)两侧形成凹槽，凹槽两端分别与营养液槽前堵板(19)和营养液槽后堵板(16)固定并密封连接；
凹槽内有营养液，与定植的行相对应，蔬菜的根放置于凹槽内吸收水分与营养。
3.根据权利要求1所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：
在营养液槽前堵板(19)设置有两个紧绳轮支架(21)，所述紧绳轮支架(21)上设置有轴，紧绳轮(20)和齿轮(22)通过所述轴连接，紧绳轮(20)与内前移推板(17)之间由两根拉绳(18)连接。
4.根据权利要求1所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：
所述凸垄(12)上方设置有多个滑块(14)，所述内前移推板(17)放置在滑块(14)上，置于营养液槽(11)的最后方，所述滑板(13)放置在滑块(14)上方，置于营养液槽(11)内前移推板(17)的前方。
5.根据权利要求1所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：定位取放车(2)，所述定位取放车(2)包括升降电机(23)、卷扬机(24)、稳定滑轮(25)、升降带(26)、升降带齿(27)、车架(28)、提升链(29)、上机械手(30)、拉绳电机(31)、拉绳齿轮(32)、下机械手(33)、横向移动电机(34)、横向移动轮(35)；
所述车架(28)高度高于框架，两个横向移动轮(35)通过轴和轴承安装在车架(28)的下方，且通过传动机构与横向移动电机(34)连接；
所述上机械手(30)安装在拉绳电机(31)的下方，当上下移动平台(4)按照取放坐标定位后，安装在拉绳电机(31)上的拉绳齿轮(32)再与齿轮(22)齿合。
6.根据权利要求5所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：升降电机(23)和卷扬机(24)安装在车架(28)的上方，缠绕在卷扬机上的提升链(29)下端与上下移动平台(4)连接，升降电机(23)转动，通过卷扬机(24)和提升链(29)带动上下移动平台(4)在车架(28)上滑动。
7.根据权利要求6所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：所述下机械手(33)固定在车架(28)的下方；左右两侧的升降带(26)上下分别通过带轮和轴安装在车架(28)两侧，升降带(26)的外侧设置有升降带齿(27)，左右两侧的升降带的带齿节距一致并同步，转动方向相反。
8.根据权利要求1所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：
所述滑块(14)为矩形长条状，所述滑块(14)包括滚轮(37)、轴销(36)、滑块支架(38)，且所述滚轮(37)通过轴销(36)安装在滑块支架(38)上。
9.根据权利要求1所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：
定位取放车(2)下部有横向移动轮(35)，通过横向移动电机(34)的驱动在定位取放车的轨道(6)上横向行走；定位取放车(2)上部相应的位置安装有两个稳定滑轮(25)套接在滑道(1)上，保证定位取放车(2)在行走过程中的安全。
10.根据权利要求5所述一种滑板式立体多层水培装置，其特征在于还包括：
上机械手(30)在电机的控制下按照坐标取放滑板；输送带安装在定位取放车的下部，用于根据需求输送定植后的滑板，或输送准备采收的滑板。
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