一种气雾培装置及气雾培培植方法

1.本发明涉及气雾培培植领域，具体涉及一种气雾培培植装置及气雾培培植方法。


背景技术：

2.气雾培，即气雾栽培，是一种新型的无土栽培技术，其栽培原理是通过喷雾装置将营养液(含有植物所必须营养成分的水溶液，其中大部分为水)雾化为小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和营养成分的一种无土栽培技术。气雾培技术可以使作物产量快速增长，生长效率可以成倍提升，气雾培技术以人工创造作物根系环境取代了土壤环境，是一种避免了传统栽培技术使用土壤或基质来栽培植物的高新农业技术；可以有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分供应的矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件下，从而发挥作物的增长潜力，使植物生长量、生物量得到大大提高。
3.然而，现有的气雾培技术根据气雾培培植植物的多少或培植箱(桶)的多少相应的布置数排数列的喷雾装置，这样就会需要大量的喷雾装置，并且对水泵的功率要求也会相应增加；而喷雾装置只是在特定时间段内进行喷雾，喷雾时间非常有限，这样就会造成水泵、喷雾装置在一天内短时间工作，长时间处于闲置状态，造成很大浪费。
4.为了解决上述问题，亟需发明一种气雾培装置及气雾培方法，减少喷雾装置的数量，提高喷雾装置的使用频率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种气雾培装置及气雾培方法，减少气雾培装置中的雾化装置数量，降低水泵的功率，提高气雾培装置的使用效率。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种气雾培装置，包括轨道小车、轨道以及至少一组培植桶单元和控制系统；
8.所述培植桶单元包括第一培植桶单元、第二培植桶单元、第三培植桶单元和第四培植桶单元，所述第一培植桶单元和第三培植桶单元位于轨道的一侧，所述第二培植桶单元和第四培植桶单元位于轨道的另一侧；
9.所述第一培植桶单元、第二培植桶单元、第三培植桶单元和第四培植桶单元均包括至少一个培植桶；
10.所述轨道小车上设置与培植桶单元相对应的气雾培雾化单元，所述气雾培雾化单元包括与培植桶数量相同的雾化装置，并且雾化装置与培植桶一一对应；
11.所述雾化装置包括雾化喷头、带动雾化喷头上下移动的喷头电机，所述雾化喷头通过喷头电机的带动可以通过设置在培植桶顶部的出入口自由进出培植桶进行雾化喷水。
12.本发明在上述技术方案的基础上，还可以做以下进一步的优化：
13.进一步的，气雾培装置还包括与培植桶一一对应的旋转装置，所述旋转装置包括培植桶夹具、驱动培植桶夹具自由打开和夹紧的夹具电机、以及带动培植桶夹具旋转的旋转电机；
14.进一步的，所述喷头电机和旋转电机设置在轨道小车的安装支架上。
15.进一步的，所述培植桶夹具由两个夹具杆组成，并且夹具杆底部设置夹持部，两个所述夹具杆在夹具电机的带动下做相向或相背运动。
16.所述夹具电机通过丝杠带动夹具杆运动，并且所述丝杠由以中心为分界点的正旋螺纹和反旋螺纹组成；
17.所述丝杠和夹具电机安装在旋转底座上，所述旋转电机通过带动旋转底座的旋转带动培植桶夹具旋转。
18.本发明在上述技术方案的基础上，还可以做以下进一步的优化：
19.进一步的，所述雾化喷头通过供水管由水泵进行雾化供水；
20.所述水泵固定在轨道小车上，并且所述水泵从装有营养液的条状营养液供给池中抽取营养液；
21.所述条状营养液供给池的左上部和右上部均设置有集液槽，所述培植桶底部通过回流管将培植桶内的营养液回流到集液槽内，所述条状营养液供给池设置在轨道中间，并且所述并且所述水泵从条状营养液供给池吸取营养液；
22.所述集液槽的槽底通过回流孔将营养液回流到条状营养液供给池内，所述液槽的槽底设置有过滤层。
23.进一步的，所述雾化喷头通过上滑轮组和滑轮绳由喷头电机带动上下运动；所述喷水管通过下滑轮组跟随雾化喷头的上下运动进行自由收放。
24.进一步的，所述轨道轨道两端均设置有限位开关用以轨道小车的识别限位，所述轨道小车靠近第一培植桶单元的一侧设置有u型光电开关，所述第一培植桶单元和第三培植桶单元靠近轨道小车的培植桶上均设置有感应u型光电开关光线的挡片；
25.所述轨道小车由行走电机带动行走。
26.本发明在上述技术方案的基础上，还可以做以下进一步的优化：
27.进一步的，所述雾化喷头包括呈十字形状的四个喷嘴和设置在喷嘴下方的导向重物球，
28.所述导向重物球的直径小于出入口的直径。
29.进一步的，所述雾化喷头设置在喷头安装架底部，并且所述喷头安装架中心设置导向护管，所述供水管穿过导向护管为雾化喷头供水；
30.所述喷头安装架四周均匀设置多个u型光电传感器；
31.所述培植桶顶部设置用于遮挡u型光电传感器u型部的圆环形遮光板，所述u型光电传感器与圆环形遮光板相匹配；
32.多个所述u型光电传感器底部通过固定圆环将多个u型光电传感器固定在一起，并且多个u型光电传感器的最低部处于同一水平面。
33.本发明还提供了一种气雾培培植方法，使用以上所述的气雾培装置进行植物的气雾培培植，其气雾培培植方法包括：
34.s1：启动行走电机，轨道小车开始行走，当轨道小车行走到第一培植桶单元一侧时，第一培植桶单元中的培植桶上的挡片挡住轨道小车上的u型光电开关的光线，此时控制系统控制行走电机停止运转，雾化装置正好悬在培植桶的出入口的正上方；
35.s2：控制系统控制喷头电机开始运转，喷头电机带动雾化喷头向下运动，喷头电机
旋转n1圈后，如果圆环形遮光板(14)遮挡住所有u型光电传感器(13)u型部位发出的光线时，喷头电机继续带动雾化喷头向下运动，喷头电机继续旋转n3圈后，雾化喷头刚进入到培植桶内时，控制系统控制水泵打开进行雾化喷水；
36.s3：喷头电机和水泵继续工作，当喷涂电机继续旋转n2圈后，雾化喷头中的导向重物球接触到培植桶底部时，控制系统控制喷头电机反向运行带动雾化喷头向上运动；
37.s4：喷头电机反向运行n2圈后，停止水泵工作，喷头电机继续反向运行n1圈，雾化喷头回到s2中的初始位置，喷头电机停止运行；
38.s5：启动夹具电机，两个夹具杆做相向运动，夹持部将培植桶夹紧后停止夹具电机运行；
39.s6：启动旋转电机，旋转电机旋转30
°
～80
°
后(旋转电机带动培植桶进行旋转可以使培植桶内的所有植物均可以接受阳光的照耀，利于培植桶内的所有植物的生长)，停止运行旋转电机；此时反向运行夹具电机，两个夹具杆做相背运动回到s5中的初始位置后夹具电机停止运行；
40.s7：启动行走电机，轨道小车开始行走，当轨道小车行走到第三培植桶单元一侧时，第三培植桶单元中的培植桶上的挡片挡住轨道小车上的u型光电开关的光线，此时控制系统控制行走电机停止运转，雾化装置正好悬在培植桶的出入口的正上方；
41.s8：重复s2～s6；
42.s9：启动行走电机，轨道小车开始行走，当轨道小车触碰到设置在轨道尾端的限位开关时，停止运行行走电机；
43.s10：控制系统控制行走电机反向运转，轨道小车反向运行；
44.s11：重复s7、s8、s1、s2、s3、s4、s5、s6；
45.s12：重复s9；
46.s13：重复s1～s4；
47.s14：重复s7；s13；
48.s15：重复s9、s13和s14；
49.s16：气雾培雾化喷水完毕。
50.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
51.1、本发明提供的一种气雾培装置，采用移动小车携带雾化装置进行气雾培培植，可以对大面积、数量众多的培植桶内的植物根系进行雾化培植，减少了目前气雾培雾化装置的数量；同时雾化装置数量的大幅度减少也大大的降低了水泵的功率和扬程需求，这就避免了传统的气雾培装置需要大功率甚至超大功率的水泵，由此可以避免大功率水泵等设备需要较大功率的供电设备(由于大功率或超大功率水泵需求的电流过大，则需要要求更高的变压器等供电设备)，降低了气雾培培植技术中所需气雾培培植装置的制造成本。
52.2、本发明提供的一种气雾培培植方法，采用移动小车携带雾化装置对数量众多的培植桶装置进行逐步雾化喷水培植，整个装置的运行时间较为宽泛，所需电量在长时间内较为平稳。比如，对数量一定的培植桶来说，传统气雾培装置在短时间内需要的电量会很高，而其余时间段(不进行气雾培雾化喷水时)内需要的电量则会很低，这就会造成供电电网的瞬时电流增大，影响电网的运行安全；本发明很好的解决了这一问题，本发明的气雾培培植方法是移动小车带动雾化装置进行长时间的雾化喷水，不会造成短时间内的电量需求
过高。
53.本发明提供的气雾培装置及气雾培培植方法，采用移动小车对数量众多的培植桶内的植物根系进行雾化喷水培植，降低了水泵的功率要求，降低了气雾培培植装置的制造成本，同时避免了短时间内耗电量过高对供电电网造成巨大压力，对供电电网的平稳运行具有十分重要的现实意义。
54.显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
55.以下通过具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明；但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例；凡基于本发明的构思所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
56.图1为本发明一种气雾培装置整体结构示意图；
57.图2为本发明一种气雾培装置分体结构(未包括培植桶单元)示意图；
58.图3为本发明一种气雾培装置旋转装置结构示意图；
59.图4为本发明一种气雾培装置雾化喷头工作示意图；
60.图5为本发明一种气雾培装置u型定位板安装结构示意图；
61.图6为本发明一种气雾培装置雾化喷头结构示意图；
62.图7为本发明一种气雾培装置培植桶结构示意图；
63.图8为本发明一种气雾培装置截面剖视结构示意图；
64.图9为本发明一种气雾培装置多组培植桶单元示意图；
65.图中：
[0066]1‑
轨道小车；2
‑
轨道；3
‑
控制系统；4
‑
回流孔；5
‑
条状营养液供给池；6
‑
集液槽；7
‑
行走电机；8
‑
回流管；9
‑
喷嘴；10
‑
导向重物球；11
‑
喷头安装架；12
‑
导向护管；13
‑
u型光电传感器；14
‑
圆环形遮光板；15
‑
固定圆环；16
‑
安装支架；31
‑
第一培植桶单元；32
‑
第二培植桶单元；33
‑
第三培植桶单元；34
‑
第四培植桶单元；301
‑
培植桶；302
‑
出入口；41
‑
雾化装置；42
‑
旋转装置；401
‑
雾化喷头；402
‑
喷头电机；403
‑
培植桶夹具；404
‑
夹具电机；405
‑
旋转电机；406
‑
夹具杆；407夹持部；408
‑
丝杠；409
‑
旋转底座；501
‑
供水管；502
‑
水泵；503
‑
上滑轮组；504
‑
滑轮绳；505
‑
下滑轮组。
具体实施方式
[0067]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明作进一步详细说明。
[0068]
实施例1
[0069]
如图1～9所示(附图9中的移动小车在轨道尾端)，一种气雾培装置，包括轨道小车1、轨道2以及至少一组培植桶单元和控制系统3；
[0070]
所述培植桶单元包括第一培植桶单元31、第二培植桶单元32、第三培植桶单元33和第四培植桶单元34，所述第一培植桶单元31和第三培植桶单元33位于轨道2的一侧，所述第二培植桶单元32和第四培植桶单元34位于轨道2的另一侧；
[0071]
所述第一培植桶单元31、第二培植桶单元32、第三培植桶单元33和第四培植桶单元34均包括至少一个培植桶301；
[0072]
如图1所示，第一培植桶单元31、第二培植桶单元32、第三培植桶单元33和第四培植桶单元34均包括多个培植桶，并且第一培植桶单元31、第二培植桶单元32、第三培植桶单元33和第四培植桶单元34的培植桶至少分为两列，并且列与列之间的培植桶间隔设置；
[0073]
所述轨道小车1上设置与培植桶单元相对应的气雾培雾化单元，所述气雾培雾化单元包括与培植桶301数量相同的雾化装置41，并且雾化装置41与培植桶301一一对应；
[0074]
所述雾化装置41包括雾化喷头401、带动雾化喷头上下移动的喷头电机402，所述雾化喷头401通过喷头电机402的带动可以通过设置在培植桶301顶部的出入口302自由进出培植桶301进行雾化喷水。
[0075]
本发明在上述技术方案的基础上，还可以做以下进一步的优化：
[0076]
进一步的，气雾培装置还包括与培植桶301一一对应的旋转装置42，所述旋转装置42包括培植桶夹具403、驱动培植桶夹具403自由打开和夹紧的夹具电机404、以及带动培植桶夹具403旋转的旋转电机405；
[0077]
进一步的，所述喷头电机402和旋转电机405设置在轨道小车1的安装支架16上。
[0078]
进一步的，所述培植桶夹具403由两个夹具杆406组成，并且夹具杆406底部设置夹持部407，两个所述夹具杆406在夹具电机404的带动下做相向或相背运动。
[0079]
所述夹具电机404通过丝杠408带动夹具杆406运动，并且所述丝杠408由以中心为分界点的正旋螺纹和反旋螺纹组成；
[0080]
所述丝杠408和夹具电机404安装在旋转底座409上，所述旋转电机405通过带动旋转底座409的旋转带动培植桶夹具403旋转。
[0081]
本发明在上述技术方案的基础上，还可以做以下进一步的优化：
[0082]
进一步的，所述雾化喷头401通过供水管501由水泵502进行雾化供水；
[0083]
所述水泵502固定在轨道小车1上，并且所述水泵502从装有营养液的条状营养液供给池5中抽取营养液；
[0084]
所述条状营养液供给池5的左上部和右上部均设置有集液槽6，所述培植桶301底部通过回流管8将培植桶301内的营养液回流到集液槽6内，所述条状营养液供给池5设置在轨道2中间，并且所述并且所述水泵502从条状营养液供给池5吸取营养液；
[0085]
所述集液槽6的槽底通过回流孔4将营养液回流到条状营养液供给池5内，所述液槽6的槽底设置有过滤层。
[0086]
进一步的，所述雾化喷头401通过上滑轮组503和滑轮绳504由喷头电机402带动上下运动；所述喷水管501通过下滑轮组505跟随雾化喷头401的上下运动进行自由收放。
[0087]
进一步的，所述轨道2轨道两端均设置有限位开关用以轨道小车1的识别限位，所述轨道小车1靠近第一培植桶单元31的一侧设置有u型光电开关，所述第一培植桶单元31和第三培植桶单元33靠近轨道小车的培植桶301上均设置有感应u型光电开关光线的挡片；
[0088]
所述轨道小车1由行走电机7带动行走。
[0089]
本发明在上述技术方案的基础上，还可以做以下进一步的优化：
[0090]
进一步的，所述雾化喷头401包括呈十字形状的四个喷嘴9和设置在喷嘴下方的导向重物球10，
[0091]
所述导向重物球10的直径小于出入口302的直径。
[0092]
进一步的，所述雾化喷头401设置在喷头安装架11底部，并且所述喷头安装架(11)中心设置导向护管(12)，所述供水管501穿过导向护管12为雾化喷头(401)供水；
[0093]
所述喷头安装架11四周均匀设置多个u型光电传感器13；
[0094]
所述培植桶301顶部设置用于遮挡u型光电传感器13u型部的圆环形遮光板14，所述u型光电传感器13与圆环形遮光板14相匹配；
[0095]
多个所述u型光电传感器13底部通过固定圆环15将多个u型光电传感器13固定在一起，并且多个u型光电传感器13的最低部处于同一水平面，并且固定圆环15、圆环形遮光板14和出入口302同心。
[0096]
实施例2
[0097]
一种气雾培培植方法，使用实施例1中气雾培装置进行植物的气雾培培植，其气雾培培植方法包括：
[0098]
s1：启动行走电机，轨道小车开始行走，当轨道小车行走到第一培植桶单元一侧时，第一培植桶单元中的培植桶上的挡片挡住轨道小车上的u型光电开关的光线，此时控制系统控制行走电机停止运转，雾化装置正好悬在培植桶的出入口的正上方；
[0099]
s2：控制系统控制喷头电机开始运转，喷头电机带动雾化喷头向下运动，喷头电机旋转n1圈后，如果圆环形遮光板(14)遮挡住所有u型光电传感器(13)u型部位发出的光线时，喷头电机继续带动雾化喷头向下运动，喷头电机继续旋转n3圈后，雾化喷头刚进入到培植桶内时，控制系统控制水泵打开进行雾化喷水；在s2中，如果圆环形遮光板(14)没有遮挡住所有u型光电传感器(13)u型部位发出的光线时，控制系统则会控制喷头电机停止运动，这样做是为了保证雾化喷头进入到培植桶内才打开水泵进行雾化喷水；
[0100]
s3：喷头电机和水泵继续工作，当喷涂电机继续旋转n2圈后，雾化喷头中的导向重物球接触到培植桶底部时，控制系统控制喷头电机反向运行带动雾化喷头向上运动；
[0101]
s4：喷头电机反向运行n2圈后，停止水泵工作，喷头电机继续反向运行n1圈，雾化喷头回到s2中的初始位置，喷头电机停止运行；
[0102]
s5：启动夹具电机，两个夹具杆做相向运动，夹持部将培植桶夹紧后停止夹具电机运行；
[0103]
s6：启动旋转电机，旋转电机旋转60
°
后，停止运行旋转电机；此时反向运行夹具电机，两个夹具杆做相背运动回到s5中的初始位置后夹具电机停止运行；
[0104]
s7：启动行走电机，轨道小车开始行走，当轨道小车行走到第三培植桶单元一侧时，第三培植桶单元中的培植桶上的挡片挡住轨道小车上的u型光电开关的光线，此时控制系统控制行走电机停止运转，雾化装置正好悬在培植桶的出入口的正上方；
[0105]
s8：重复s2～s6；
[0106]
s9：启动行走电机，轨道小车开始行走，当轨道小车触碰到设置在轨道尾端的限位开关时，停止运行行走电机；
[0107]
s10：控制系统控制行走电机反向运转，轨道小车反向运行；
[0108]
s11：重复s7、s8、s1、s2、s3、s4、s5、s6；
[0109]
s12：重复s9；
[0110]
s13：重复s1～s4；
[0111]
s14：重复s7；s13；
[0112]
s15：重复s9、s13和s14；
[0113]
s16：气雾培雾化喷水完毕。
[0114]
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。