本发明涉及立体种植技术领域，具体为一种智能化立体栽培机。
背景技术：
农业是人类文明的基石，也是人类赖以生存的基础，随着世界人口的不断增加，城市面积也随之扩张，导致农业用地的面积不断减少，因此农业技术面临着需要在有限的土地资源上进一步提高农作物产量的问题，以目前的技术水平来看，立体种植技术是最能够有效解决上述问题的一种农业种植技术。
发明专利cn106954488a公布了一种立体种植机和立体种植系统，涉及立体种植技术领域，以缓解现有的立体种植架，在植物排列的密集程度不变的情况下，由于阳光照射角度会随时间变化而改变，植物之间存在相互遮光，导致植物无法高效利用太阳光的技术问题。该技术方案所述的立体种植机包括：多个与地面平行设置的种植架，设置在种植架上的种植槽，与多个种植架分别连接的传动装置，通过传动装置驱动种植架运动的驱动装置，以及用于将多个种植架架离地面的支撑装置；多个种植架两两平行设置，驱动装置用于驱动多个种植架在竖直平面内沿封闭环形运动。该技术方案提高太阳光的利用率，但是因为多个种植架两两平行设置，驱动装置用于驱动多个种植架在竖直平面内沿封闭环形运动，在同一列的种植架之间仍存在很大程序的遮挡，对太阳光的利用率仍偏低，同时该技术方案的整体自动化程度不高。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种智能化立体栽培机，立体化模式下种植托盘相互之间基本无遮挡，可自主循环运动，高效利用太阳光，提高植株产量和质量。同时具备基质参数传感系统、水肥供应系统、自动喷淋系统、补光系统，自主完成植株生长的全过程控制，基本无需人工参与，极大的提高生产管理效率和减少人力成本。同时辅助以rfid标签定位和数据记录系统，可完整记录每株植株的品种、生长过程、周期、光照时间和水肥记录等，真正实现农产品全程溯源。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种智能化立体栽培机，包括：主支撑支架、设置于所述主支撑支架上的轨道、设于所述轨道中的输送链、驱动所述输送链沿着所述轨道运动的驱动系统、安装在所述输送链上随所述输送链运动的种植托盘和设置于主支撑支架上用于控制所述智能化立体栽培机工作的主控制器；所述轨道包括倾斜向上的上坡轨道、倾斜向下的下坡轨道和水平轨道，所述上坡轨道和所述下坡轨道间隔连接于所述水平轨道上方，所述上坡轨道与所述下坡轨道连接，所述上坡轨道、所述下坡轨道分别和所述水平轨道连接，共同形成闭合的所述轨道。
作为优选，所述驱动系统包括驱动机构和张紧机构；
所述驱动机构包括变频器和三相电机，所述主控制器与所述变频器连接，所述变频器与所述三相电机连接；
所述张紧机构与所述输送链相连控制张紧所述输送链。
作为优选，所述张紧机构包括支架、设置于所述支架一侧与所述输送链一侧咬合的驱动链轮和分布在所述输送链另一侧的张紧轴承组。
作为优选，所述支架的另一侧上设置有用于调节所述驱动链轮的平衡构件和设置于所述平衡构件上对所述平衡构件调节的预紧螺杆。
作为优选，还包括水肥供应系统；
所述水肥供应系统包括用于盛放营养液的浸水槽；
所述水平轨道包括朝向所述浸水槽设置的凹部。
作为优选，沿所述水平轨道中的所述输送链的运动方向，在所述浸水槽的上游设置有用于回收营养液的回收槽。
作为优选，所述水肥供应系统还包括水肥控制器和用于检测回收营养液的回收过滤检测罐；
所述浸水槽设有用于导入所述营养液的导入管，所述导入管与所述水肥控制器相通；
所述回收槽设有用于导出所述营养液的导出管，所述导出管与所述回收过滤检测罐相通。
作为优选，所述水肥控制器设置有水肥控制电磁阀，所述水肥控制电磁阀与所述主控制器连通。
作为优选，所述种植托盘包括用于容纳穴盘的容纳部和所述穴盘，所述容纳部上设置有营养液流通孔，所述穴盘底部设置有营养液导流口和透气槽。
作为优选，所述种植托盘还包括悬挂件；
所述输送链还包括多个用于安装所述种植托盘的固定件；
所述种植托盘通过所述悬挂件安装在所述固定件上。
作为优选，所述悬挂件包括在所述种植托盘的两侧相对设置的两个固定槽；
所述固定件包括分别与所述固定槽对应的两个柱体；两个所述柱体相对设置在所述种植托盘的外侧并且朝向与其对应的所述固定槽凸出；
所述悬挂件安装在所述柱体上时，使得所述种植托盘被限位于两个所述固定槽之间。
作为优选，所述固定槽包括第一限位部和第二限位部；
所述第一限位部，水平设置在所述柱体的上表面；
所述第二限位部，竖直倾斜设置在所述柱体的侧表面，所述侧表面为所述柱体的朝向与其相对的另一柱体的表面。
作为优选，所述固定件包括首固定件和尾固定件；
所述首固定件和所述尾固定件相邻设置并且所述首固定件和所述尾固定件之间的输送链长度大于所述凹部的长度；
当所述输送链停止运动时，所述首固定件和所述尾固定件分别停靠在所述浸水槽的两侧。
作为优选，还包括运动位置控制系统，所述运动位置控制包括红外发射装器、红外接收器、红外反光片；
所述红外发射器和所述红外接收器设于所述凹部；所述红外反光片设于所述输送链上，所述红外发射器和所述红外接收器与所述主控制器连接；
所述运动位置控制系统，使得所述输送链停止运动时，所述首固定件和所述尾固定件分别停靠在所述浸水槽的两侧。
作为优选，除所述首固定件和所述尾固定件外，其余所述固定件之间的输送链长度均小于所述凹部的长度。
作为优选，除所述首固定件和所述尾固定件的所述固定件，沿所述输送链均匀设置。
作为优选，多个所述固定件沿所述输送链均匀设置。
作为优选，所述主支撑支架上设置有与用于装卸蔬菜的自动装卸车连接固定的定位机构，所述定位机构位于主支撑支架的一端；所述定位机构包括用于与自动装卸车的装卸机构对接的凹轨。
作为优选，还包括用于记录所述输送链运动的运动记录系统，所述运动记录系统包括rfid标签和读取所述rfid标签运动的电子标签读写器；
所述rfid标签设于所述种植托盘上；
所述电子标签读写器设于主支撑支架上。
所述电子标签读写器与所述主控制器连接。
作为优选，还包括自动喷淋系统；
所述自动喷淋系统包括设于所述主支撑支架上的设置有用于浇水的喷淋装置，所述喷淋装置位于所述水平轨道上方；
所述自动喷淋系统由电磁阀控制，所述电磁阀与所述主控制器连接。
作为优选，还包括补光系统；
所述补光系统包括设于主支撑架上可拆卸的补光装置和与所述主控制器5相连的灯光控制器。
作为优选，所述补光系统还包括设于主支撑架上的安装轨，所述补光装置设置于所述安装轨上。
本发明的有益效果：
设备是可以整体移动的，设备可配备轮式移动装置，可牵引移动。配备标准化的水肥管理接头和电气通信接口，即插即用。
1.轨道由上坡轨道、下坡轨道和水平轨道组织，上坡轨道和下坡轨道相接，水平轨道分别和上坡轨道、下坡轨道相接，三者共同构成一个或多个山字型的轨道，种植托盘在轨道上悬挂，相同空间大小的条件提升了植物的有效受光面积，使植物能更好的光合作用，提升产量。
2.具有驱动系统，使种植托盘能随着传输链沿轨道进行运动，在时间层面上，通过运动，获得更多的光照，同时使植株受光照均匀，提升种植质量。
3.驱动系统中，主控制器控制变频器变频，变频器控制三项电机驱动传输链，同时传输链受张紧机构张紧。
4.具有一个主控制器，专用控制器通过rs485总线进行数据采集和控制，通过控制变频器来间接调节电机工作状态，通过总线来进行led补光灯的控制和调光，控制电磁阀来进行水肥调节。
5.主控制器具有rj45标准以太网接口和wifi接口，可以和后台管理系统进行通信，上传种植过程数据，接受管理系统参数和指令，优化种植控制方法。
6.可根据栽培需要，在种植托盘的基质中使用温度、含水量、ph值和盐度等传感器，主控制器通过rs485通信总线获取传感器数据。
7.具有水肥系统，包括浸水槽、回收槽、水肥控制器、回收过滤检测罐，实现自动化施肥，同时回收过剩的营养液，提高肥料利用率。
8.水平轨道具有朝向所述浸水槽设置的凹部，当种植托盘经过凹部时会浸入浸水槽，植株主动吸收营养液。
9.种植托盘具有容纳部，容纳部上设置有营养液流通孔，容纳部上放置有穴盘，穴盘底部设置有营养液导流口和透气槽，方便植株在浸入浸水槽时主动吸收营养液，自动完成施肥，同时保障植株不会因为过多吸收营养液不能排出而死亡。
10.可根据种植品质和类型选配不同的穴盘大小和种植密度，植株将采用网格化小型单元容器栽培，植株在移栽和其他操作过程中，始终保证根系不离开土壤或培养基质，可确保植株的高成活率和健壮性。
11.种植托盘受固定件固定限位，使种植托盘随传输链在运动时保持稳定，保护植株的根系安全不受影响。
12.具有运动位置控制系统，包括红外发射装器、红外接收器、红外反光片，使得所述输送链停止运动时，没有种植托盘会浸入浸水槽的营养液中，确保每一个种植托盘中的植株不会因长时间浸在营养液中吸收肥料过多烧死。
13.主支撑支架上设置有与用于装卸蔬菜的自动装卸车连接固定的定位机构，可进行机械自动化的装卸植株，节省人力成本。
14.具有用于记录输送链运动的rfid运动记录系统，通过对输送链运动以及植株的品种参数来计算输送链合理的运动速度，以达到科学的施肥。
15.具有自动喷淋系统和补光系统，科学合理的进行灌溉和补光，led补光灯是可调的，设备可以通过与后台管理系统通信来获当前太阳光照强度，进而调整led的开启和强度，提高植株的质量和产量。
附图说明
图1是本发明一种智能化立体栽培机的整体结构示意图；
图2是图1的a处的细节结构图；
图3是图1的b处的细节结构图；
图4是图1的c处的细节结构图；
图5是图1的d处的细节结构图；
图6是本发明一种智能化立体栽培机中种植托盘和穴盘装载在一起时的细节结构图；
图7是本发明一种智能化立体栽培机中种植托盘的细节结构图；
图8是本发明一种智能化立体栽培机中穴盘的细节结构图；
图9是本发明一种智能化立体栽培机中悬挂件和固定件的细节结构图；
图10是本发明一种智能化立体栽培机中张紧机构的细节结构图；
图11是本发明一种智能化立体栽培机的电气拓扑图。
图中：1、主支撑支架，11、定位机构，111、凹轨，2、轨道，21、上坡轨道，22、下坡轨道，23、水平轨道，231、凹部，3、输送链，31、固定件，31a、首固定件，31b、尾固定件，311、柱体，4、种植托盘，41、容纳部，411、营养液流通孔，42、穴盘，421、营养液导流口，422、透气槽，43、悬挂件，431、固定槽，431a、第一限位部，431b、第二限位部，5、主控制器，100、驱动系统，101、驱动机构，1011、变频器，1012、三相电机，102、张紧机构，1021、支架，1021a、平衡构件，1021b、预紧螺杆，1022、驱动链轮，1023、张紧轴承组，200、水肥供应系统，201、浸水槽，202、浸水槽，2011、导入管，202、回收槽，2021、导出管，203、水肥控制器，2031、水肥控制电磁阀，204、回收过滤检测罐，300、运动位置控制系统，301、红外发射装器，302、红外接收器，303、红外反光片，400、运动记录系统，401、rfid标签，402、电子标签读写器，500、自动喷淋系统，501、喷淋装置，502、电磁阀控制，600、补光系统，601、补光装置，602、灯光控制器，603、安装轨。
具体实施方式
以下具体实施例仅仅是解释，其并不是限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1，如图1、图6、图7、图10和图11所示，一种智能化立体栽培机，包括：主支撑支架1、设置于所述主支撑支架1上的轨道2、设于所述轨道2中的输送链3、驱动所述输送链3沿着所述轨道2运动的驱动系统100，所述驱动系统100中的变频器1011接收主控制器5命令并控制三相电机1012工作，三相电机工作为所述输送链3提供动力使所述输送链3能够沿着所述轨道2运动。
所述驱动系统100还包括用于使所述传输链3张紧并正常运行的张紧机构102，所述传输链3设置于支架1021的一侧，所述传输链3一侧与驱动链轮1022的齿咬合，所述传输链3另一侧受张紧轴承组1023支撑张紧。支架1021的另一侧具有用于调节所述驱动链轮1022的平衡构件1021a，所述平衡构件1021a上设置有预紧螺杆1022b，对所述平衡构件1021a进行调节。
安装在所述输送链3上随所述输送链3运动的种植托盘4。所述种植托盘4上设置有用于容纳穴盘42的容纳部41和所述穴盘42；所述轨道2包括倾斜向上的上坡轨道21、倾斜向下的下坡轨道22和水平轨道23，所述上坡轨道21和所述下坡轨道22间隔连接于所述水平轨道23上方，所述上坡轨道21与所述下坡轨道22连接，所述上坡轨道21、所述下坡轨道22分别和所述水平轨道23连接，共同形成闭合的所述轨道2，三者共同构成一个或多个山体型的轨道形态，所述种植托盘4悬挂在所述输送链3上沿所述轨道2分布，在相同空间大小的条件下提升了植物的有效受光面积，使植物能更好的光合作用，提升产量。
设置于主支撑支架1上用于控制所述智能化立体栽培机工作的主控制器5。
实施例2，如图6、图7、图8和图9所示，所述种植托盘4还包括悬挂件43；所述输送链3还包括多个用于安装所述种植托盘4的固定件31；所述种植托盘4通过所述悬挂件43安装在所述固定件31上。所述悬挂件43包括在所述种植托盘4的两侧相对设置的两个固定槽431；所述固定件31包括分别与所述固定槽431对应的两个柱体311；两个所述柱体311相对设置在所述种植托盘4的外侧并且朝向与其对应的所述固定槽431凸出；所述悬挂件43安装在所述柱体311上时，。所述固定槽431包括第一限位部431a和第二限位部431b；所述第一限位部431a，水平设置在所述柱体311的上表面；所述第二限位部431b，竖直倾斜设置在所述柱体311的侧表面，所述侧表面为所述柱体311的朝向与其相对的另一柱体的表面。所述第一限位部431a和所述第二限位部431b构成向所述柱体311的朝向方向的凹进部，所述柱体311插入凹进部并与所述第一限位部431a和所述第二限位部431b贴合并互相施力，所述种植托盘4收所述柱体311限位，使所述种植托盘4在随所述输送链3运动的过程中平稳运行。
实施例3，如图1、图2、图5、图6、图7和图11所示，与之前实施例不同之处在于，还包括水肥供应系统200，包括用于盛放营养液的浸水槽201，所述水平轨道23包括朝向所述浸水槽201设置的凹部231，当所述种植托盘4随所述传输链3沿所述轨道2进行运动，通过所述凹部231时，由水平运动轨迹变为向下沿所述凹部231的运动轨迹，所述种植托盘4的水平高度逐渐低于所述浸水槽201中营养液的水平高低，所述种植托盘4浸入营养液中，并在到达所述凹部231最低点时浸入营养液最深。在这个过程中，植株主动吸收营养液，自动完成施肥动作。所述种植托盘4包括用于容纳穴盘42的容纳部41和所述穴盘42，所述容纳部41上设置有营养液流通孔411，方便植株在浸入所述浸水槽201时主动吸收营养液，自动完成施肥，所述穴盘42底部设置有营养液导流口421和透气槽422，同时保障植株不会因为过多吸收营养液不能排出而死亡。
所述浸水槽201的上游设置有用于回收营养液的回收槽202，所述浸水槽201设有用于导入所述营养液的导入管2011，所述导入管2011与所述水肥控制器203相通；所述回收槽202设有用于导出所述营养液的导出管2021，所述导出管2021与所述回收过滤检测罐204相通，当所述回收槽202中营养液不足时，所述水肥控制器203控制通过所述导入管2011向所述浸水槽201导入补充的营养液；植株吸收营养液后运动可能会有多余的营养液滴下，此时所述回收槽202进行收集植株不能吸收的营养液，同时通过所述导出管2021导入所述回收过滤检测罐204，所述回收过滤检测罐204对回收的营养液进行检测，若营养成分不足则补充需要的营养成分后导入所述水肥控制器20最后输送给所述浸水槽201。所述水肥控制器203设置有水肥控制电磁阀203，所述水分控制电磁阀2031受所述主控制器5控制。
进一步的，可根据种植品质和类型选配不同的穴盘42大小和种植密度，可适应高密度的种子育苗，也可适应较低密度的种植生产。植株将采用网格化小型单元容器栽培，植株在移栽和其他操作过程中，始终保证根系不离开土壤或培养基质，可确保植株的高成活率和健壮性。
实施例4，如图1、图2、图6和图11所示，与之前实施例不同之处在于，还包括运动记录系统400，所述运动记录系统400包括rfid标签401和读取所述rfid标签401运动的电子标签读写器402；所述rfid标签401设于所述种植托盘4上；所述电子标签读写器402设于主支撑支架1上，所述电子标签读写器402与所述主控制器5连接。设备可根据种植品质和类型选配不同的穴盘42大小和种植密度，通过预设参数以及所述运动记录系统400记录的运动参数计算出科学合理的运动速度以及运动周期，来辅助更好的施肥灌溉及光合作用。
还包括运动位置控制系统300，所述运动位置控制系统300包括红外发射装器301、红外接收器302、红外反光片303；所述红外发射器301和所述红外接收器302设于所述凹部231；所述红外反光片303设于所述输送链3上；所述定位系统300，使得所述输送链3停止运动时，所述首固定件31a和所述尾固定件31b分别停靠在所述浸水槽201的两侧。在实际生产时，当中午太阳十分充足时，不需要通过所述种植托盘4进行运动来增大有效光照接收面积时，此时可以让所述输送链3进行停止，所述运动位置控制系统300进行工作，所述红外发射装器301发射红外线，当所述红外反光片303运动到红外线所在的直线上，对接收到的红外线进行反射，所述红外接收器302接收到所述红外反光片303反射过来的红外线，触发所述运动位置控制系统300进行定位，使所述输送链3停止运动。
进一步的，所述首固定件31a和所述尾固定件31b相邻设置并且所述首固定件31a和所述尾固定件31b之间的输送链长度大于所述凹部231的长度，保证所述输送链3停止运动时，没有所述种植托盘4会浸入所述浸水槽201的营养液中，确保每一个种植托盘中的植株不会因长时间浸在营养液中而死亡。
进一步的，除所述首固定件31a和所述尾固定件31b的所述固定件31，沿所述输送链3均匀设置。
实施例5，如图1、图2和图6所示，与之前实施例4不同之处在于，多个所述固定件31沿所述输送链3均匀设置。在种植面积富足的情况下,也可以所有的固定件之间的间距都和所述首固定件31a和所述尾固定件31b之间的间距相同,以更好的进行光合作用，更进一步的减少所述种植托盘4之间相互的遮挡面积。
实施例6，如图1、图3、图4和图11所示，与之前实施例不同之处在于，还包括自动喷淋系统500和补光系统600。
所述自动喷淋系统500包括设于所述主支撑支架1上的设置有用于浇水的喷淋装置501，所述喷淋装置501位于所述水平轨道33上方。
所述补光系统600包括设于主支撑架上1可拆卸的补光装置601和与所述主控制器5相连的灯光控制器602。
所述补光系统600还包括设于主支撑架上1的安装轨603，所述补光装置601设置于所述安装轨603上。所述安装轨603上具有安装孔，所述补光装置601可通过安装孔限位安装在所述主支撑架上1。所述补光装置601可为led补光灯。
进一步的，还包括基质参数传感系统，可根据栽培需要，在穴盘42的基质中使用温度、含水量、ph值和盐度等传感器，主控制器通过rs485通信总线获取传感器数据。
通过各种参数来进行科学的喷淋灌溉、补光以及对通风情况和空气情况进行调节。
实施例7，与之前实施例不同之处在于，所述主控制器5通过rs485总线进行数据采集和控制，通过控制变频器1011来间接调节三相电机1012工作状态，通过总线来进行led补光灯的控制和调光，控制电磁阀来进行水肥调节。主控制器具有rj45标准以太网接口和wifi接口，可以和后台管理系统进行通信，上传种植过程数据，接受管理系统参数和指令，优化种植控制方法。