一种直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，包括卧式柜柜体，所述柜体内设置有一联体框架，所述联体框架为一无盖的多层的框架结构，所述联体框架内层叠设置有若干组无土栽培单元，所述各组无土栽培单元中均包括一无土栽培盒，其特征在于：所述联体框架的两侧设置有限位式滑动轨道，且联体框架的一侧或两侧设置有驱动装置，所述驱动装置包括直线电机，所述直线电机的定子和动子分别对应固定在联体框架和柜体相邻侧板上。
【专利说明】一种直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及无土栽培技术，特别是涉及一种利用直线电机驱动无土栽培单元自动收放的卧式柜无土栽培系统。
【背景技术】
[0002]通常，电动机是旋转型的。定子包围着圆筒形的转子，定子形成磁场，在转子中流过电流，使转子产生旋转力矩。而直线电机则是将两个圆筒形部件展开成平板状，面对面，定子在相应于转子移动的长度方向上延长，转子通过一定的方式被支承起来，并保持稳定，形成转子和定子之间的空隙。
[0003]在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级。
[0004]直线电机类型是平板式和V型槽式，和管式。
[0005]直线电机与旋转电机相比，主要有如下几个特点:一是结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积大大地下降；二是定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定位精度；三是反应速度快、灵敏度高，随动性好。直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触，这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性；四是工作安全可靠、寿命长。直线电机可以实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、寿命长。
[0006]无土栽培与常规栽培的根本区别，就是可以不用土壤，直接用营养液来栽培植物。目前的无土栽培技术中，为了固定植物，增加空气含量，大多采用砾、沙、泥炭、蛭石、珍珠岩、岩棉、锯木屑等作为固定基质，以有效控制作物在生长发育过程中对温度、水分、光照、养分和空气的要求。无土栽培与常规栽培相比具有不依赖土壤，可扩大种植范围，有效控制和加速作物生长，提高作物质量，适于进行工厂化、规模化、定制化农业发展，能够减低人工操作，降低农作物的劳动成本。
[0007]作为一种极为宝贵的、不可再生的资源，随着工业发展和人们生活品质要求的提高，可用于人们耕作的土地越来越少，已经严重威胁到了人类的生存和发展。无土栽培技术恰恰可以用于那些不适于耕作的广大的闲散土地上进行开发利用，使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。
[0008]水资源也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区，就是在发达的人口稠密的大城市，水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长，各种水资源被超量开采，某些地区已近枯竭，控制农业用水是节水的措施之一，而无土栽培恰恰可以避免水分大量的渗漏和流失，使得难以再生的水资源得到补偿。
[0009]从另一个角度分析，现代的科技和商业发展，化肥和各种添加剂的无度滥用，已经在各种蔬菜商品上显现出了严重后果，如何保证人们的日常饮食的安全，一方面需要依靠国家的各种监管政策和措施，另一方面，人们也急切需要一种可以利用居家闲余空间进行科技种植的技术和设备，这种家居式种植技术，既可以使得人们在紧张工作之余，利用种植来陶冶性情、放松疲惫的身心，又可以自娱自乐、自种自收，体会一份城市家居生活中难得体会的收获的喜悦，同时还可以为居家提供一定数量的安心菜蔬。
[0010]但是，现有的无土栽培技术大多属于大型的科技型农业设施，对于广大的居民来说，既不可能也无必要为了一家数口的日常饮食去投资、维护一个大型的无土栽培场地，因此，如何能够提供一种小型化的、便携的、能够满足人们日常生活和娱乐的无土栽培装置，具有现实的意义和价值。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于提供一种小型化的无土栽培系统，利用柜体内层叠设置的无土栽培单元，结合直线电机驱动装置和滑轨装置，实现无土栽培单元自动收放的目的。
[0012]本发明的技术方案如下:
[0013]一种直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，包括卧式柜柜体，所述柜体内设置有一联体框架，所述联体框架为一无盖的多层的框架结构，所述联体框架内层叠设置有若干组无土栽培单元，所述各组无土栽培单元中均包括一无土栽培盒，其特征在于:所述联体框架的两侧设置有限位式滑动轨道，且联体框架的一侧或两侧设置有驱动装置，所述驱动装置包括直线电机，所述直线电机的定子和动子分别对应固定在联体框架和柜体相邻侧板上。
[0014]可选的，所述限位式滑动轨道包括定轨和动轨，定轨和动轨之间对应设置有相互匹配嵌置的凹凸结构，所述凹凸结构包括矩形凹凸结构和燕尾状凹凸结构。
[0015]可选的，所述直线电机为管式直线电机或平板式直线电机或V型槽式直线电机。
[0016]可选的，所述直线电机为定子上设置有控制动子行程的限位装置，所述限位装置包括触碰式或光电式限位开关或直线编码器。
[0017]可选的，所述无土栽培单元与框架架体之间通过防坠型轨道结构相连，并可沿该轨道移动。
[0018]可选的，所述柜体的上端设置有柜盖，柜盖通过气压顶杆与柜体上端相连并启闭，所述柜盖和柜体的结合处设置有密封胶条或磁条。
[0019]可选的，所述无土栽培单元包括一托架，所述托架为上方开口的框架结构，所述无土栽培盒设置于托架中。
[0020]可选的，所述卧式柜的下部独立设置有一无土栽培单元，所述无土栽培单元中包括托架和育苗箱，且设置有营养液循环系统，所述营养液循环系统包括进液管路和出液管路，以及储液箱、液压泵及液压阀。
[0021]可选的，所述无土栽培系统包括设置于柜体内的通风装置，包括设置于柜体一侧上部的通风口，通风口处设置有一风机和一个贯通柜体两侧的除尘风袋，柜体下部的一侧或两侧设置有出风口，所述风机的进气端设置有可开闭的风机盖。
[0022]可选的，所述无土栽培系统包括光照系统和温度控制装置，所述温度控制装置包括加热器和温度探头。
[0023]本发明的技术效果在于:
[0024]本发明的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统中，通过在联体框架和柜体之间设置直线电机驱动装置和限位滑轨装置，利用直线电机驱动联体框架进出柜体。
[0025]与传统旋转电机驱动结构相比，直线电机具有响应快、移动平稳、速度快、力矩大的特点，且无需减速器、齿轮组或丝杠螺母等传动机构，结构简单，动子定子间基本上无摩擦，阻力小，效率高，寿命长，非常适用于本发明的无土栽培系统，可以减少设备占用的空间体积，噪音小，适于家居环境应用，同时结合凹凸嵌置的限位式滑动轨道，一方面实现定向滑动的目的，另一方面可以确保动子和定子之间的间隙稳定，这种相互嵌置的凹凸结构，具有良好的结构钢性，可以兼具防坠的效果。
[0026]本发明的直线电机包括平板式直线电机、管式直线电机和V型槽式直线电机。
[0027]本发明的直线电机采用触碰式限位开关或光电式限位开关或直线编码器作为限位装置。
[0028]由于直线电机和限位滑轨可以同时设在联体框架的一侧或相对应的两侧，相对来说，联体框架内的托架或盒体就至少具有2个方向的自由度，使用时，托架或盒体可以采用双向交叉移动，与现有的柜式无土栽培系统相比，本发明的技术方案具有更好的光照和通风。
[0029]本发明的无土栽培系统采用联体框架结构，该结构便于内置多个托架及无土栽培盒体，各托架及盒体层叠设置其中，并通过防坠型轨道结构与框架架体相连，各托架及盒体沿该轨道滑动进出框架，这样的结构，当各托架及盒体滑出框架后，可以扩大整个无土栽培系统的种植面积，滑入框架后，各托架及盒体依次叠放，占用的空间面积最小，因此，本发明的无土栽培系统可以最大限度的利用有限的空间面积。
[0030]本发明的无土栽培系统中，柜体设置有柜盖，柜盖通过气压顶杆与柜体相连并翻启。同时，为了保温和密封，柜盖与柜体的结合处设置有密封胶条或磁条。
[0031]本发明的无土栽培系统中，柜体下部还可以设置有独立的无土栽培单元，内置有育苗箱及营养液循环系统，营养液循环系统包括进液管路和出液管路，以及储液箱、液压泵及液压阀等液压元件和管路。
[0032]本发明的无土栽培系统中，还包括设置于柜体内的通风装置，通过在柜体一侧上部设置通风口，在通风口处设置一风机，风机的出风口端设置一个贯通柜体两侧的除尘风袋，并在柜体下部的一侧或两侧设置出风口，通过风机进入柜体的空气经除尘风袋过滤后进入柜体，并通过出风口导出。为了保证风机停机时外部灰尘不会经风机气道进入，本发明在风机的进气端还设置有可开闭的风机盖，风机盖通过铰链与风机进风口端铰接。
[0033]本发明的无土栽培系统中，柜体内设置有光照装置。
[0034]本发明的无土栽培系统中，柜体内设置有温度控制装置，包括温度感应探头、加热器和控制装置，加热器采用电加热或是板式换热器，或是管式换热器，或是板管式换热器，通过设于柜体内的感温探头实时监测柜体温度，并通过控制装置自动调节。
[0035]为了避免柜体热量散失，降低能耗，可以在柜体的壁板设置有保温层。
[0036]为了便于移动搬运，柜体的底端设置有滚轮，柜体的顶板上部设置有吊环等。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1所示为本发明的结构示意图。 图2所示为防坠型轨道的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]以下结合附图对本发明做进一步说明。
[0039]如图1所示，本发明的无土栽培系统包括卧式柜体4，柜体4设置有柜盖，附图中未示出，柜盖以气压顶杆与柜体4上端相连接，柜盖可通过气压顶杆进行翻启，柜盖与柜体4的闭合连接处设置有密封胶条或磁条进行密封和保温。
[0040]柜体4内设置有联体框架1，联体框架1的一侧或对应的两侧设置有直线电机驱动装置，其中，定子18固定在柜体4的内壁上，动子17通过连接板19固定于联体框架1的相应侧壁上，并保持一间隙。
[0041]当定子18通以电流时，动子17绕组感应出电动势并产生电磁推力，并驱动联体框架1随之移动，在定子18的两端设置有触碰式或光电式限位开关，确保无土栽培单元在设定的位置停止，也可以采用直线编码器作为限位装置。
[0042]联体框架1的两侧对应设置有限位滑轨装置，包括定轨6和动轨5，定轨6固定在柜体1的内壁，动轨5设置于联体框架1的侧壁，如图示中，动轨5作为凸部与定轨6的凹部相匹配，实际中，动轨5也可以选择凹部结构而定轨6选择凸部结构与其相匹配。
[0043]这种凹凸嵌置的限位滑轨结构，不但可以实现联体框架1移动进出柜体4的目的，而且定轨6和动轨5之间相互嵌置的凹凸结构，具有良好的结构钢性，可以兼具防坠的效果，同时，可以兼具定位功能，可以保证动子17和定子18之间的间隙。
[0044]联体框架1为多层框架结构，每层框架中对应设置有一无土栽培单元，无土栽培单元包括托架16，托架16上端开口，并内置一可分离的无土栽培盒21，无土栽培盒21内置有网格状植株保持架，所栽培作物分别设置于保持架的网格中，以保持植株向上直立的生长姿态。
[0045]网格的大小可随作物的根、茎的尺寸而定。
[0046]托架16两侧通过防坠型轨道15与联体框架1的内壁相连，防坠型轨道15的结构如图2所示。包括设置于联体框架内壁上的倒置的V形槽轨道8，下方对应设置有一滚轮7，滚轮上部嵌于轨道8中，下部通过轴10固定在一 I形槽9中，I形槽9与托架16相连。
[0047]当然，也可以采用常用的其它现有轨道结构。
[0048]作为一种实施例，本发明还可以在柜体4的下部设置独立的空间，内置一无土栽培单元，该无土栽培单元包括托架16和设置托架上的育苗箱22，同时，该空间内还可以容置营养液循环系统，营养液循环系统包括进液管路和出液管路，以及储液箱、液压泵及液压阀等液压元件和管路。
[0049]本发明的无土栽培系统中，还包括温度控制装置，包括温度感应探头、加热器和控制装置，加热器采用电加热或是板式换热器，或是管式换热器，或是板管式换热器，通过设于柜体4内的感温探头实时监测柜体4内温度，并通过控制装置自动调节。
[0050]为了避免柜体4内热量散失，降低能耗，柜体4的壁板设置有保温层。
[0051]本发明的无土栽培系统中，还包括设置于柜体内的通风装置，通过在柜体一侧上部设置通风口，在通风口处设置一风机，风机的出风口端设置一个贯通柜体两侧的除尘风袋，并在柜体4下部的一侧或两侧设置出风口，通过风机进入柜体4的空气经除尘风袋过滤后进入柜体4，并通过出风口导出。为了保证风机停机时外部灰尘不会经风机气道进入，本发明在风机的进气端还设置有可开闭的风机盖，风机盖通过铰链与风机进风口端铰接。
[0052]为了便于移动搬运，可以在柜体4的底端设置有滚轮7，在柜体4的顶部侧边设置有吊环等。
[0053]以上所述仅为本发明的优选的实施方式，对于本领域的技术人员而言，依据本发明的说明和解释，还可以衍生变化其结构和形式，应当指出，任何不脱离本发明精神和实质的变形和变化，均将包含在本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，包括卧式柜柜体，所述柜体内设置有一联体框架，所述联体框架为一无盖的多层的框架结构，所述联体框架内层叠设置有若干组无土栽培单元，所述各组无土栽培单元中均包括一无土栽培盒，其特征在于:所述联体框架的两侧设置有限位式滑动轨道，且联体框架的一侧或两侧设置有驱动装置，所述驱动装置包括直线电机，所述直线电机的定子和动子分别对应固定在联体框架和柜体相邻侧板上。
2.如权利要求1所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述限位式滑动轨道包括定轨和动轨，定轨和动轨之间对应设置有相互匹配嵌置的凹凸结构，所述凹凸结构包括矩形凹凸结构和燕尾状凹凸结构。
3.如权利要求2所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述直线电机为管式直线电机或平板式直线电机或U型槽式直线电机。
4.如权利要求3所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述直线电机为定子上设置有控制动子行程的限位装置，所述限位装置包括触碰式或光电式限位开关或直线编码器。
5.如权利要求1所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述无土栽培单元与框架架体之间通过防坠型轨道结构相连，并可沿该轨道移动。
6.如权利要求1所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述柜体的上端设置有柜盖，柜盖通过气压顶杆与柜体上端相连并启闭，所述柜盖和柜体的结合处设置有密封胶条或磁条。
7.如权利要求1所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述无土栽培单元包括一托架，所述托架为上方开口的框架结构，所述无土栽培盒设置于托架中。
8.如权利要求1所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述卧式柜的下部独立设置有一无土栽培单元，所述无土栽培单元中包括托架和育苗箱，且设置有营养液循环系统，所述营养液循环系统包括进液管路和出液管路，以及储液箱、液压泵及液压阀。
9.如权利要求1所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述无土栽培系统包括设置于柜体内的通风装置，包括设置于柜体一侧上部的通风口，通风口处设置有一风机和一个贯通柜体两侧的除尘风袋，柜体下部的一侧或两侧设置有出风口，所述风机的进气端设置有可开闭的风机盖。
10.如权利要求1所述的直线电机驱动的自动收放型卧式柜无土栽培系统，其特征在于:所述无土栽培系统包括光照系统和温度控制装置，所述温度控制装置包括加热器和温度探头。
【文档编号】A01G31/06GK104365466SQ201410401012
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】魏延恕, 栾世森 申请人:魏延恕