一种智慧农业新型水培管理系统的制作方法

1.本发明涉及农业新型水培技术领域，具体为一种智慧农业新型水培管理系统。


背景技术：

2.水培(hydroponics)是一种新型的植物无土栽培方式，又名营养液培，其核心是将植物的根系直接浸润于营养液中，这种营养液能替代土壤，向植物提供水分、养分、氧气等生长因子，使植物能够正常生长；采用水培法以后，植物可以通过根部直接吸收营养液中的养分与水分，人们可以手工调配营养均衡的溶液，实现植物均衡的“饮食”，这显然要比寻找土壤容易得多；随着水培技术越来越方便，越来越多普通家庭开始进行水培种植，但是大面积的水培种植装置和技术也不适用，从而需要进行小型化，便捷化灵活管理。
3.水培箱内营养液随着时间的变化，通常具有一定的挥发性，但是现有的水培箱通常采用水培植物高度固定的种植方式，营养液蒸发后液面高度下降，人们长时间地忙于工作，通常容易忘记添加营养液，使得水培植物根茎露出水面，导致水培植物出现缺水生长缓慢甚至死亡的问题；其次现有少量的水培箱，可以进行植株间距调节，但是只能进行系统性固定调节方式，无法根据植物生长情况进行自动调节，从而造成了植物相互挤压，从而出现水培植物出现缺少光照，导致出现生长缓慢甚至死亡的问题。
4.基于此，本发明设计了一种智慧农业新型水培管理系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种智慧农业新型水培管理系统，以解决上述背景技术中提出的水培箱内营养液随着时间的变化，通常具有一定的挥发性，但是现有的水培箱通常采用水培植物高度固定的种植方式，营养液蒸发后液面高度下降，人们长时间地忙于工作，通常容易忘记添加营养液，使得水培植物根茎露出水面，导致水培植物出现缺水生长缓慢甚至死亡的问题；其次现有少量的水培箱，可以进行植株间距调节，但是只能进行系统性固定调节方式，无法根据植物生长情况进行自动调节，从而造成了植物相互挤压，从而出现水培植物出现缺少光照，导致出现生长缓慢甚至死亡的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧农业新型水培管理系统，包括水培箱，所述水培箱对称内壁上开设有多个竖向的长圆孔，所述长圆孔内竖向滑动设置有水平的平衡杆，同一侧的所述平衡杆位于水培箱内侧一端固定设置有浮板，同一侧的所述平衡杆位于水培箱外侧一端固定设置有弹簧横板，所述弹簧横板中央竖向滑动设置有导向杆，开设有长圆孔的所述水培箱外壁固定设置有用于防止营养液外流的密封外壳，所述导向杆下端固定设置在密封外壳底端内壁，位于弹簧横板和密封外壳之间的所述导向杆外壁套设有平衡弹簧，两个对称的所述浮板上端接触有多个等间距的种植板，每块所述种植板上等间距开设有多个用于放置种植篮的种植孔，所述种植板侧壁上还设置有根据农作物重量自动控制种植板间距的间隔装置。
7.作为本发明的进一步方案，所述间隔装置包括两个与浮板边线平行的引导杆，每
个所述引导杆穿过所有种植板且与种植板滑动连接，每块所述种植板两端固定设置有浮动台，两个相邻的所述浮动台之间转动连接有v型铰链，所述v型铰链中间相交点铰接，所述v型铰链自铰点接触在水培箱侧边缘上端。
8.作为本发明的进一步方案，同侧最外侧的所述v型铰链中间相交点销轴上转动设置有倒v提手，所述倒v提手自相交点转动连接，两侧的所述倒v提手上自相交点侧壁转动设置有提杆。
9.作为本发明的进一步方案，所述v型铰链和倒v提手铰接点均采用减摩材料。
10.作为本发明的进一步方案，所述导向杆采用空心管，所述导向杆侧壁开设有多个循环孔，两个所述导向杆下端连接有穿过密封外壳下端面的循环软管，所述循环软管外侧设置有用于挤压循环软管蠕动的蠕动泵，所述蠕动泵固定设置在水培箱底端面。
11.作为本发明的进一步方案，每个所述引导杆两端固定设置有限位环板，所述限位环板竖向滑动接触设置在水培箱侧壁竖向开设的竖滑槽内。
12.作为本发明的进一步方案，所述种水培箱底端开设有放水孔，所述放水孔内卡接有放水塞。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.1.本装置通过浮板在水培箱侧壁随着营养液的液面高度滑动，从而使得上端种植板的种植篮内的植株根茎始终保持最佳的浸泡深度，避免了植株高度固定的水培箱在进行水培时无法根据液面高度自动调节，根茎露出营养液从而造成植株生长缓慢甚至死亡的问题；其次通过导向杆外侧的平衡弹簧间接对浮板的弹力，限制浮板下降的最大限度，从而避免了种植篮出现过近接触水培箱底部甚至触底，从而导致植株根茎出现挤压断裂，出现营养液污染的同时还可能导致植株死亡或者生长缓慢的问题。
15.2.本发明通过v型铰链自身铰接点高度不变，当其两端与相邻浮动台铰接点高度出现变化时，使得v型铰链自身锐角增大，使得其两端点横向进行拉升，从而将种植板在营养液液面降低时进行扩散间距，从而使得种植板上植株进行扩散，从而达到植株分散作用，即使在营养液液面降低流动性差的情况下，仍然不影响植株对营养流动性差的营养液内部的营养汲取，从而保证植株的稳定生长。
16.3.本发明通过提动提杆使得v提手上升同时，使得v提手自身锐角减小的同时，两端与同侧最外边的v型铰链中央铰接点发生转动，使得两端四角的v型铰链由尖角向下在变成尖角向上，从而使得各种植板进行靠近，使得水培箱内的各植板一次性被提起转运，从而方便了对于水培箱内部植株的打理转运，特别是幼苗培养和植株成熟时采摘，同时也方便对水培箱内部清理，避免水培箱种植不同植株内部出现污染。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明总体结构示意图；
19.图2为本发明侧俯视局部剖视结构示意图；
20.图3为本发明图2中a处放大结构示意图；
21.图4为本发明图2中b处放大结构示意图；
22.图5为本发明图2中c处放大结构示意图；
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.水培箱10，长圆孔11，平衡杆12，浮板13，弹簧横板14，导向杆15，密封外壳16，平衡弹簧17，种植板18，种植篮19，种植孔20，引导杆21，浮动台22，v型铰链23，倒v提手24，提杆25，循环孔26，循环软管27，蠕动泵28，限位环板29，竖滑槽30，放水孔31，放水塞32。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1
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5，本发明提供一种技术方案：一种智慧农业新型水培管理系统，包括水培箱10，水培箱10对称内壁上开设有多个竖向的长圆孔11，长圆孔11内竖向滑动设置有水平的平衡杆12，同一侧的平衡杆12位于水培箱10内侧一端固定设置有浮板13，同一侧的平衡杆12位于水培箱10外侧一端固定设置有弹簧横板14，弹簧横板14中央竖向滑动设置有导向杆15，开设有长圆孔11的水培箱10外壁固定设置有用于防止营养液外流的密封外壳16，导向杆15下端固定设置在密封外壳16底端内壁，位于弹簧横板14和密封外壳16之间的导向杆15外壁套设有平衡弹簧17，两个对称的浮板13上端接触有多个等间距的种植板18，每块种植板18上等间距开设有多个用于放置种植篮19的种植孔20，种植板18侧壁上还设置有根据农作物重量自动控制种植板18间距的间隔装置；
27.为了解决水培箱内营养液随着时间的变化，通常具有一定的挥发性，但是现有的水培箱通常采用水培植物高度固定的种植方式，营养液蒸发后液面高度下降，人们长时间地忙于工作，通常容易忘记添加营养液，使得水培植物根茎露出水面，导致水培植物出现缺水生长缓慢甚至死亡的问题；其次现有少量的水培箱，可以进行植株间距调节，但是只能进行系统性固定调节方式，无法根据植物生长情况进行自动调节，从而造成了植物相互挤压，从而出现水培植物出现缺少光照，导致出现生长缓慢甚至死亡的问题；
28.本发明使用前；先将本装置组装完毕(如图1所示，图中为本装置逆时针转动九十度，本装置处于左右高度对称状态，其中图中从左向右看为本装置的上端，其中水培箱10长边侧壁为本装置的左右端，其次本装置属于小型水培装置，适合于普通家用)；
29.本装置使用时，将水培植物栽种到种植篮19中，再将种植篮19安装到种植板18上的种植孔20上，其中植株的横向间距固定，向水培箱10中加入培养液，浮板13随着培养液的注入开设升高(浮板13的浮力默认为植物成熟时期的浮板13上端所受的最大重力)，浮板13上升到工作高度后静止，随着植物的生长，当没有及时添加营养液时，营养液的液面高度随着空气对其水分的蒸发开始降低或者植物的消耗自身消耗，使得营养液液面下降，浮板13受到上端植株和种植板18的重力随着培养液开始下降，浮板13下降从而使得上端的种植板18开始随着浮板13开始下降(如图1和2所示)，种植板18下降从而带动种植篮19下降，种植篮19下降使得内部的植株下降，从而保证了植株的根茎始终处于营养液中，避免了植株高
度固定，植株根茎脱离营养液，造成植株出现生长缓慢甚至死亡的问题，同时的浮板13下降通过平衡杆12带动外侧的弹簧横板14下降(如图2和3所示，其中，浮板13通过侧壁的滑动设置在长圆孔11内的平衡杆12作用，使得浮板13只能紧贴水培箱10侧壁进行上下滑动，植株的生长具有不均匀性，会使得各个种植板18上的重心分布不均匀，从而使得浮板13受到的压力出现不均匀且压力点不确定性，避免了浮板13在水培箱10内部无序飘动，从而导致上端的种植板18掉落到水培箱10内部，从而导致植株沉入种植板18内，一方面植株容易腐烂污染营养液，其次植株浸入营养液中吸收不到外界空气容易产生死亡的现象)，弹簧横板14下降从而在中央导向杆15的引导下，在导向杆15外壁向下滑动，从而开始挤压导向杆15外侧的平衡弹簧17，弹簧横板14克服平衡弹簧17的弹力下降(如图4所示，将平衡弹簧17等部件设置在水培箱10外侧，从而使得水培箱10内侧创造更大适合植株生长的环境，避免植株受到外界干扰，个植株生长不均匀的问题出现)，随着植株的缓慢生长，根茎一直在伸长，其根茎会穿过种植篮19延伸到种植篮19下降，随着营养液的减少，且为了缩小生产成本，水培箱10内部高度不可能无限深，且不同植物根茎长度不同，从而使得水培箱10内的营养液高度一定，种植篮19下降到一定高度可能会出现种植篮19底端越来越靠近水培箱10底面甚至于水培箱10底面接触，从而可能会出现植株根茎受力折断，从而导致植株出现死亡或者生长出现缓慢的现象，平衡弹簧17的主要作用随着浮板13下降，从而对间接与浮板13接触的弹簧横板14进行一定的限制，其中平衡弹簧17的螺纹间距与高度根据水培箱10深度而定，当平衡弹簧17的螺纹间距为零时，此时为浮板13下降的最大高度，从而避免了植株根茎触底折断造成植株死亡的问题，当平衡弹簧17压缩到最大限度，这时为本装置的自动调节极限，这时需要对水培箱10进行加注营养液，避免了水培调节过程超过本装置极限位置，从而导致了植株缺少营养液出现死亡的问题出现(其中密封外壳16作用使得从长圆孔11外溢的营养液不至于流淌到水培箱10外侧)；
30.本装置通过浮板13在水培箱10侧壁随着营养液的液面高度滑动，从而使得上端种植板18的种植篮19内的植株根茎始终保持最佳的浸泡深度，避免了植株高度固定的水培箱在进行水培时无法根据液面高度自动调节，根茎露出营养液从而造成植株生长缓慢甚至死亡的问题；其次通过导向杆15外侧的平衡弹簧17间接对浮板13的弹力，限制浮板13下降的最大限度，从而避免了种植篮19出现过近接触水培箱10底部甚至触底，从而导致植株根茎出现挤压断裂，出现营养液污染的同时还可能导致植株死亡或者生长缓慢的问题。
31.作为本发明的进一步方案，间隔装置包括两个与浮板13边线平行的引导杆21，每个引导杆21穿过所有种植板18且与种植板18滑动连接，每块种植板18两端固定设置有浮动台22，两个相邻的浮动台22之间转动连接有v型铰链23，v型铰链23中间相交点铰接，v型铰链自铰点接触在水培箱10侧边缘上端；
32.本装置使用时，浮板13下降时种植板18也下降，种植板18下降时带动两端的浮动台22下降，浮动台22下降带动外侧的v型铰链23下降(如图1所示，v型铰链23在种植之处就要将形成尖端设置向下，接触在水培箱10上端)，v型铰链23自身铰接点接触在水培箱10上端，当v型铰链23与浮动台22铰接点下降时，使得v型铰链23自身锐角缓慢增大，从而使得v型铰链23两端与浮动台22铰接点横向距离开设增大，从而将相邻的浮动台22向设置前后端推动，浮动台22移动带动种植板18在引导杆21上滑动同时在浮板13上进行前后方向滑动(引导杆21的作用避免了种植板18在水培箱10内横移出现点对角线卡死的问题)，从而将种
植板18的间距增大，将种植板18上的种植篮19内的植株进行分散，随着营养液液面降低，营养液的流动性更差，小面积内的营养无法供给更多的植株，从而造成植株出现生长缓慢的问题，(由于种植板18自身宽度大，及时种植板18相互靠近也不会影响植株生长，使得种植板18相互靠近只是方便进行人工打理及后期的采摘，其次同一个水培箱10也能在植株小的时候进行多组合育苗种植，在植株长大时即可进行植株转移，从而使得空间进行最大化利用；其次营养液液面降低时将种植板18扩散开，使得植株获得更大的光照同时也能减缓营养液的蒸发)；
33.本发明通过v型铰链23自身铰接点高度不变，当其两端与相邻浮动台22铰接点高度出现变化时，使得v型铰链23自身锐角增大，使得其两端点横向进行拉升，从而将种植板18在营养液液面降低时进行扩散间距，从而使得种植板18上植株进行扩散，从而达到植株分散作用，即使在营养液液面降低流动性差的情况下，仍然不影响植株对营养流动性差的营养液内部的营养汲取，从而保证植株的稳定生长。
34.作为本发明的进一步方案，同侧最外侧的v型铰链23中间相交点销轴上转动设置有倒v提手24，倒v提手24自相交点转动连接，两侧的倒v提手24上自相交点侧壁转动设置有提杆25；
35.本发明使用时，提动提杆25使得v提手24上升同时，使得v提手24自身锐角减小的同时，两端与同侧最外边的v型铰链23中央铰接点发生转动，使得两端四角的v型铰链23由尖角向下在变成尖角向上，从而使得各种植板18进行靠近，使得水培箱10内的各种植板18一次性被提起转运，从而方便了对于水培箱10内部植株的打理转运，特别是幼苗培养和植株成熟时采摘，同时也方便对水培箱10内部清理，避免水培箱10种植不同植株内部出现污染。
36.作为本发明的进一步方案，v型铰链23和倒v提手24铰接点均采用减摩材料；使得设备减少摩擦延长设备使用寿命。
37.作为本发明的进一步方案，导向杆15采用空心管，导向杆15侧壁开设有多个循环孔26，两个导向杆15下端连接有穿过密封外壳16下端面的循环软管27，循环软管27外侧设置有用于挤压循环软管27蠕动的蠕动泵28，蠕动泵28固定设置在水培箱10底端面；
38.本发明是同时，启动蠕动泵28，使得蠕动泵28按照一定方向挤压循环软管27，使得循环软管27内部营养液进行移动，从而对水培箱10的营养液进行循环起来(如图2所示，使用现有的蠕动泵28，从而避免了营养液出现被机械设备污染的问题)，使得营养液流动起来，使得植株生长更加均匀，同时再将营养液注入到导向杆15中，从导向杆15侧壁的循环孔26喷出，从而使得营养液中融入氧气，从而避免了植株根茎长时间泡在营养液中出现腐烂的问题；其次带有循环孔26的导向杆15进行进液，具有一定的过滤效果，避免营养液中杂质堵塞循环软管27，再通过蠕动泵28转向定时改变，从而将进水端的导向杆15侧壁的循环孔26进行冲刷，从而避免了导向杆15侧壁的循环孔26堵塞问题，当弹簧横板14在导向杆15上来回滑动，也可以对导向杆15外壁进行一定清理，从而避免了导向杆15侧壁的循环孔26堵塞问题。
39.作为本发明的进一步方案，每个引导杆21两端固定设置有限位环板29，限位环板29竖向滑动接触设置在水培箱10侧壁竖向开设的竖滑槽30内；使得引导杆21竖向滑动稳定，避免了引导杆21卡死在水培箱10侧壁的问题出现。
40.作为本发明的进一步方案，种水培箱10底端开设有放水孔31，放水孔31内卡接有放水塞32，方便对水培箱10进行清理。