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，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、用于裝載營養液的營養液池、地面排水渠以及計算機控制系統；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可實現多層立體栽培，增加單位面積產量；還可進行可移動式栽培，使得植物工廠內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
技術領域
[0001]本實用新型涉及人工光型植物工廠內的無土栽培技術，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。
【背景技術】
[0002]常規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，多層立體栽培的情況下，相鄰的栽培架間需預留更大通道用于升降采收裝置作業。植物工廠內大量的人行通道存在，導致其實際利用的栽培面積大大減少，降低土地利用率，造成產量少而帶來單位產品成本的增加。
[0003]溫室普遍是單層的栽培，目前通過檢索發現已有為數不多的移動栽培架裝置方面的技術報道，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。如申請號為201320084456.1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置多個滾輪，通過人為推動裝置并促使滾輪滾動，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多組栽培架裝置聯動作業的狀況；申請號為201220181856.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栽培，且是平面栽培方式，節省的溫室空間有限。本領域的技術人員可發現，所述現有技術的整體結構及操作使用上滿足不了現代植物工廠規模化和智能化生產管理的需求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，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，該系統不僅采用人工光源，在密閉式人工光植物工廠內可實現多層立體栽培，增加單位面積產量;還可進行可移動式栽培，使得植物工廠內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，包括若干栽培架、多組用于所述栽培架移動的地面軌道、用于裝載營養液的營養液池、地面排水渠以及計算機控制系統；
[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置有若干霧化噴頭用于向植物噴灑營養液;所述的種植孔應貫穿種植板，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，根系則懸于栽培槽內，接受來自霧化噴頭提供的霧化營養液;在栽培槽底部開有排水口，在每層栽培槽上方均設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，排水管將出水導入排水渠中；
[0007]所述營養液池分隔為出水池和回水池兩部分，兩池通過設于隔板底部的過濾口相通，出水池內盛裝營養液，內置水栗，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，回水池底部設有過濾層;這樣設計使得營養液經水栗栗入進水管，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，計算機控制系統控制霧化噴頭開啟，則將營養液以氣霧式噴向種植孔內的植物苗，多余的霧化營養液經各層栽培槽內底部的配水口(也稱回流孔)進入排水管，然后經過地面的排水渠回到營養液池內的回水池部分，回水池的營養液經過過濾，再回到營養液池的出水池部分內，經過水栗重新供應到栽培架，實現營養液的循環利用；
[0008]在每個栽培架底部均設有滾輪及用于驅動滾輪轉動的驅動電機，滾輪嵌入地面軌道內，一組地面軌道由至少兩條平行軌道構成，在每組地面軌道上依次設置多個栽培架，僅留出至少I個栽培架寬度作為工人作業的預留空間；
[0009]所述的計算機控制系統用于控制各栽培架上霧化噴頭、LED燈管、驅動電機以及營養液池內水栗的開啟和關閉。
[0010]上述技術方案中，所述營養液應當貯存在黑暗的環境下，同時供水管和排水管最好采用軟管，且長度應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，回流的多余營養液先經過上層碎石過濾層把大的雜質如根系等過濾，然后經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，這樣既能保證營養液排水管道內營養液順利引入排水渠，且栽培架移動時可帶動排水管在排水渠內靈活移動，同時保證排水渠內的營養液不見光，防止綠藻生成、灰塵掉落，污染營養液。
[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具有多層式、立體栽培，占用空間小，種植面積大的優點，該系統通過設置智能移動式栽培架系統，避免人工移動栽培架，且僅需在軌道上預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，且可以大幅提高產量，降低成本。采用人工光源LED和氣霧栽培，擺脫傳統自然條件對農業生產的束縛，可以運用于閑置的大樓地下室、廢棄倉庫等空間進行種植，從而形成嶄新的現代“都會農業”生態，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的主要組成示意圖；
[0016]圖2栽培架的結構示意圖；
[0017]圖3栽培槽的結構示意圖；
[0018]圖4種植板的結構不意圖；
[0019]圖5營養液池的內部結構不意圖；
[0020]圖6栽培架底部及一組地面軌道結構示意圖；
[0021 ]圖中:I栽培架，2計算機控制系統，3營養液池，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營養液，22鋼板，23滾輪，24短軸，25混凝土基礎26電機，27鏈條，28長軸。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例，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包括栽培架I，與所述栽培架通過供水管10連接以實現營養液輸運的用于貯存營養液的營養液池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2。
[0024]具體地，如圖2示出的栽培架結構示意圖。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上設置有若干霧化噴頭13用于向植物噴灑營養液;從栽培架I上方向下設置供水管10，供水管與各層的供水管分支架連通，栽培架側邊設有連接各層栽培槽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的走向設置，排水渠左右兩側邊沿各安裝扶梯裙板刷I條，排水渠5末端連接到營養液池3內的回水池部分。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。
[0025]如圖3，氣霧式營養液供水管道包括一端連接營養液池3內水栗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的尾端設置有可將營養液21形成氣霧狀的霧化噴頭13，且其噴灑方向朝向植物孔15內植物苗6的根部，以供植物苗6的生長。營養液21部分被植物苗根系吸收、未吸收部分經由栽培槽7內的排水口 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液均勻地噴到根系上，但其個數不限于本實施例圖3示所標的14個，可根據實際情況調整。
[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，種植板的大小根據栽培槽設置，種植孔的分布也安裝槽內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，讓根系懸于栽培槽7內。海綿起到固定植物苗的作用。通過栽培槽7內的霧化噴頭向植物苗6的根系噴灑營養液，提供植物苗生長所需的養分。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設定，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，但個數不限于本實施例圖4所示的23個，可根據實際種植的植物苗類型進行調整。
[0027]如圖5，所述營養液池3分隔成出水池和回水池兩部分，兩部分下部中間設有過濾口 19，營養液相通。出水池內設置有與所述計算機系統2通過線體進行電連接的水栗20，由計算機系統控制水栗20的運行。水栗20的出水端與氣霧式營養液供水管10貫通連接。回水池內上層鋪設有碎石過濾層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。栽培架上營養液從排水渠5回流到營養液池內的回水池部分時，先經過上層碎石過濾層17把大的雜志如根系過濾，然后經過下層竹炭過濾層18的二次過濾，通過滲透作用，干凈的營養液從過濾口 19進入到出水池中，然后經過水栗20再輸送到栽培架I上，如此循環。所述的計算機控制系統2用于控制各栽培架上霧化噴頭13、LED燈管8、驅動電機26以及營養液池內水栗20的開啟和關閉。
[0028]如圖6，一組地面軌道4設在混凝土基礎25內，由3條平行的軌道構成，栽培架底座9上左中右共設有3組滾輪23，每組為前后2只嵌于同一條軌道中，前側的3只滾輪通過長軸28貫穿固連在一起，底座上安裝有驅動電機26，驅動電機通過鏈條27驅動長軸28帶動滾輪轉動，后側的3只滾輪分別設于用兩側鋼板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動，兩側滾輪隨著短軸的轉動而滾動，從而實現移動整個栽培裝置的目的。
[0029]本實施例中，可以根據植物工廠內的布局設置多組地面軌道4，在每組軌道4上依次設置多個栽培架1、每組軌道4上所設置的栽培架I的數目，需保證氣霧栽培架I設置在軌道上以后，能夠預留出至少一個氣霧栽培架寬度的空間供人工操作，以滿足后續移動氣霧栽培架的需要。優選將每組軌道4上的多個栽培種植架I依次相接觸設置，在每組軌道上預留出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，通過在栽培槽內設置可分別向多個植物孔內植物苗根部噴灑營養液的氣霧式營養液供水管道分支架，并通過水栗與氣霧式營養液供水管道主架，為其輸送營養液，通過計算機系統控制光照時間、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置可用于移動本裝置的電機和滾輪。上述結構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構簡單合理、適合于現代化植物工廠的工廠化生產。
【主權項】
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，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)、用于裝載營養液的營養液池(3)、地面排水渠(5)以及計算機控制系統(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)上設置有若干霧化噴頭(13)用于向植物噴灑營養液，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)將出水導入排水渠(5)中； 所述營養液池(3)分隔為出水池和回水池兩部分，兩池通過設于隔板底部的過濾口(19)相通，出水池內盛裝營養液，內置水栗(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，回水池底部設有過濾層； 在每個栽培架(I)底部均設有滾輪(23)及用于驅動滾輪(23)轉動的驅動電機(26)，滾輪(23)嵌入地面軌道(4)內，一組地面軌道由至少兩條平行軌道構成，在每組地面軌道上依次設置多個栽培架，僅留出至少I個栽培架寬度作為工人作業的預留空間； 所述的計算機控制系統(2)用于控制各栽培架上霧化噴頭(13)、LED燈管(8)、驅動電機(26)以及營養液池內水栗(20)的開啟和關閉。2.根據權利要求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，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.根據權利要求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，其特征在于，每組地面軌道上依次設置多個栽培架，留出1-2個栽培架寬度作為工人作業的預留空間。
【文檔編號】A01G31/06GK205431408SQ201620183507
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月10日
【發明人】丁文雅, 吳小恒, 林咸永, 鄔小撐, 駱衛東, 舒旭云, 吳正輝, 毛學斌
【申請人】浙江大學