本發(fā)明涉及無土栽培領(lǐng)域，具體的說是一種藤蔓類作物專用智能種植機(jī)。

背景技術(shù)：

無土栽培是使用非土壤的基質(zhì)配合營養(yǎng)液或者完全利用營養(yǎng)液的栽培技術(shù)。無土栽培技術(shù)廣泛應(yīng)用于大型規(guī)?；N植和育苗領(lǐng)域，通過合理調(diào)配營養(yǎng)液，能大幅增加作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。小型化的無土栽培尤其適用于家庭用戶，通過無土栽培可在陽臺或窗前種植綠植、花卉或蔬菜等作物，潔凈且環(huán)保。

目前的小型無土種植一般是先將作物所需的營養(yǎng)液溶解在水中形成水肥液，然后將水肥液倒入種植槽或種植盆內(nèi)，再將開設(shè)有育苗孔的育苗盤蓋在槽口或盆口上，在育苗孔內(nèi)種植作物?，F(xiàn)有的小型無土栽培存在如下問題：1）栽培裝置簡陋，可種植作物株數(shù)有限，對于藤蔓類的作物，由于作物頸部細(xì)長，很難打理且影響美觀；2）水肥液中的營養(yǎng)質(zhì)容易沉積，導(dǎo)致作物根系吸收營養(yǎng)質(zhì)障礙，影響作物正常生長；3）不同作物對水肥液的酸堿度、可溶性鹽濃度以及光照強(qiáng)度的要求不同，家庭種植中沒有專業(yè)技術(shù)人員照看，水肥液的配制比例不易掌握，容易出現(xiàn)缺肥或燒苗現(xiàn)象，另外，家庭種植中一般直接使用自然光，容易出現(xiàn)采光不足的問題，如果使用日光燈直接照射，則照射時間和光照強(qiáng)度不易控制，影響作物正常生長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于管理、種植效果好的藤蔓類作物專用智能種植機(jī)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的藤蔓類作物專用智能種植機(jī)包括底架和通過多根支撐桿安裝在底架正上方的頂架，底架的上部分層安裝多個種植槽，底架的下部設(shè)置水箱和控制箱；水箱的底部開設(shè)有箱體出水口、頂部開設(shè)有箱體回水口，箱體出水口上連接有輸送管，箱體回水口上連接有回水管；種植槽其中一端的上部設(shè)置槽體進(jìn)水口、另一端的底壁上開設(shè)槽體出水口，各個種植槽的進(jìn)、出水口通過多根中間連接管依次串接；輸送管的另一端向上延伸并連接到最上方種植槽的槽體進(jìn)水口上，回水管的另一端與最下方種植槽的槽體出水口連接，輸送管上安裝有輸送泵；水箱上連接有多根肥料管，每根肥料管上均安裝一個肥料泵，肥料管的另一端與營養(yǎng)液瓶連接；頂架上可升降式的安裝有補(bǔ)光燈，頂架的側(cè)部間隔安裝多個掛環(huán)；底架的頂端安裝有光照強(qiáng)度傳感器，水箱內(nèi)安裝有ph值傳感器和ec值傳感器，控制箱內(nèi)設(shè)置單片機(jī)，補(bǔ)光燈和各泵的控制端以及各傳感器的信號輸出端均與單片機(jī)電連接。

采用上述結(jié)構(gòu)，水箱用于存儲水肥液，利用輸送泵將水箱內(nèi)的水肥液輸送到最頂端的種植槽內(nèi)，通過控制泵送流量的大小可調(diào)節(jié)種植槽內(nèi)的液位高度，在種植槽的另一端，借助槽體出水口可將水肥液輸送到下一層種植槽內(nèi)，以此類推，由上至下一直流到最底層的種植槽，最后通過回水管流回水箱內(nèi)，可見，借助該種水肥輸送方式，形成了水肥液輸送的循環(huán)通路，每個種植槽內(nèi)的水肥液均為流動狀態(tài)，避免了營養(yǎng)質(zhì)沉積，方便了對水肥液的濃度進(jìn)行調(diào)整；營養(yǎng)液瓶用于存儲作物生長所需的營養(yǎng)質(zhì)，通過ph值傳感器和ec值傳感器可實時檢測水箱內(nèi)的酸堿度和可溶性鹽濃度，每種作物對應(yīng)一個酸堿度范圍和可溶性鹽濃度范圍，該范圍對應(yīng)著水肥液的濃度配比范圍，在單片機(jī)中預(yù)存上述范圍數(shù)據(jù)，在初期設(shè)置作物種類，利用傳感器實時檢測數(shù)據(jù)，通過肥料泵控制各營養(yǎng)質(zhì)的輸送量，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)，直至達(dá)與作物對應(yīng)的水肥液濃度配比范圍，整個調(diào)節(jié)過程無需人工參與，自動化程度高，通過定量的濃度自動調(diào)整，可保證作物在最佳水肥環(huán)境下生長，保證了作物的生長效果。針對藤蔓類作物，單獨(dú)設(shè)計頂架，在頂架上設(shè)置掛環(huán)，掛環(huán)上可通過掛鉤連接立桿以供作物藤蔓依附，或者在掛鉤上連接拉繩，利用拉繩底端將作物莖部綁縛住，兩種方式均有助于作物藤蔓依附，操作簡單，外形美觀。頂架上安裝補(bǔ)光燈，通過光照強(qiáng)度傳感器檢測光照強(qiáng)度，單片機(jī)內(nèi)預(yù)存與作物對應(yīng)的光照強(qiáng)度范圍，當(dāng)光照強(qiáng)度不足時，單片機(jī)控制打開補(bǔ)光燈，當(dāng)光照強(qiáng)度過大時，單片機(jī)控制關(guān)閉補(bǔ)光燈。補(bǔ)光燈采用可升降式的安裝結(jié)構(gòu)，從而可以根據(jù)作物的生長高度適應(yīng)性的調(diào)整光照的高度和強(qiáng)度，操作更靈活方便，更有助于作物生長。

對于補(bǔ)光燈的可升降式安裝，可采用手動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)也可采用自動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)選后者，具體的：所述頂架的下方轉(zhuǎn)動安裝有由電機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上間隔安裝有兩個卷揚(yáng)輥，每個卷揚(yáng)輥上均纏繞卷揚(yáng)繩索，兩根卷揚(yáng)繩索的底端分別連接在補(bǔ)光燈的兩端，電機(jī)的控制端與單片機(jī)電連接。電機(jī)通過鏈條鏈輪或皮帶皮帶輪等傳動機(jī)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸帶動兩卷揚(yáng)輥轉(zhuǎn)動，通過卷揚(yáng)繩索可拉動補(bǔ)光燈使其高度上升，當(dāng)需要降低補(bǔ)光燈的高度時，卷揚(yáng)輥反轉(zhuǎn)，在重力作用下，補(bǔ)光燈的高度下降。電機(jī)由單片機(jī)依據(jù)光照強(qiáng)度自動控制，從而能自動調(diào)整補(bǔ)光燈的高度，操作更簡單，使用更方便。

所述頂架的兩個側(cè)部各設(shè)置一根滑軌，滑軌的底部滑動安裝有滑塊，掛環(huán)固接在滑塊的底端。掛環(huán)采用滑動安裝的結(jié)構(gòu)，使得掛環(huán)的位置可以調(diào)節(jié)，從而能相應(yīng)調(diào)整作物藤蔓依附的位置，使用更加靈活方便。

為了方便人機(jī)互動，所述單片機(jī)上連接有顯示屏和鍵盤電路。借助顯示屏可實時觀察水肥液的ph值和ec值，利用鍵盤電路可對數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。

由于整個裝置不需人工參與，通過與單片機(jī)通信即可對裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，通信方式可采用有線或無線的方式，當(dāng)采用無線的方式時，單片機(jī)上連接有無線數(shù)據(jù)通信模塊，利用無線數(shù)據(jù)通信模塊可連接到移動網(wǎng)絡(luò)或internet網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)采用有線的方式時，單片機(jī)上連接有rj45接口，借助rj45接口，利用網(wǎng)線即可將裝置連接到internet網(wǎng)絡(luò)。利用遠(yuǎn)程通信，通過手機(jī)或遠(yuǎn)程操作平臺即可對裝置進(jìn)行實時監(jiān)控和管理。

所述水箱內(nèi)安裝有攪拌泵，攪拌泵的控制端與單片機(jī)電連接。設(shè)置攪拌泵可對水箱內(nèi)的水肥混合液進(jìn)行攪拌，避免箱體內(nèi)營養(yǎng)質(zhì)沉積。

各種植槽形成上下循環(huán)的水肥通路，每個種植槽內(nèi)均會積存一定量的水肥液，為了檢測種植槽內(nèi)的水肥液量，其中一個種植槽內(nèi)安裝有槽體液位傳感器，槽體液位傳感器的信號輸出端與單片機(jī)電連接。當(dāng)種植槽內(nèi)水肥液量過少時，單片機(jī)控制增加輸送泵的功率，以增加水肥液的輸送量，提升槽內(nèi)液位，相反的，當(dāng)種植槽內(nèi)水肥液量過多時，單片機(jī)控制降低輸送泵的功能，從而降低槽內(nèi)液位。

所述水箱的上部連接有箱體進(jìn)水管，箱體進(jìn)水管上安裝有電控進(jìn)水閥，水箱內(nèi)安裝有箱體液位傳感器，箱體液位傳感器的信號輸出端和電控進(jìn)水閥的控制端均與單片機(jī)電連接。箱體進(jìn)水管可連接自來水管或帶水泵的儲水箱，利用箱體液位傳感器，并通過控制電控進(jìn)水閥，可對水箱進(jìn)行定量補(bǔ)水操作，以補(bǔ)充水循環(huán)系統(tǒng)中的水分流失，增加系統(tǒng)的自動運(yùn)行時間。在具體使用中，只需定期更換營養(yǎng)液瓶即可，不需要對裝置進(jìn)行其他任何操作，更方便管理。

所述水箱內(nèi)部的頂端設(shè)置溢流槽，箱體回水口開設(shè)在溢流槽上方，溢流槽的溢流口與水箱內(nèi)腔連通，溢流槽內(nèi)設(shè)有臭氧發(fā)生器，臭氧發(fā)生器的控制端與單片機(jī)電連接。溢流槽用于暫存回水，單獨(dú)設(shè)置臭氧發(fā)生器對回水進(jìn)行殺菌，避免有害菌污染水箱內(nèi)的水肥液，保證作物安全生長。

所述控制箱的底部開設(shè)用于放置營養(yǎng)液瓶的儲物艙，儲物艙的開口上鉸裝有艙門。裝置使用中，除了在初期設(shè)置好作物種類之后，后期只需定期更換營養(yǎng)液瓶即可，因此，單獨(dú)設(shè)置儲物艙來存儲營養(yǎng)液瓶，并設(shè)置艙門，方便對營養(yǎng)液瓶進(jìn)行更換。

綜上所述，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于管理、種植效果好的優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1為本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中沿a-a方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中b部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖2中沿c-c方向的剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的電路控制原理示意框圖。

具體實施方式

參照附圖，本發(fā)明的藤蔓類作物專用智能種植機(jī)包括底架1和通過多根支撐桿2安裝在底架1正上方的頂架3，底架1的上部分層安裝多個種植槽4，種植槽4上安裝有育苗盤44，育苗盤44上開設(shè)育苗孔43。種植槽4的數(shù)量一般設(shè)置2-3個，附圖中種植槽4為兩個，當(dāng)然，根據(jù)具體需要，種植槽4也可設(shè)置一個。底架1的下部設(shè)置水箱5和控制箱6。水箱5的底部開設(shè)有箱體出水口51、頂部開設(shè)有箱體回水口52，箱體出水口51上連接有輸送管7，箱體回水口52上連接有回水管8。種植槽4其中一端的上部設(shè)置槽體進(jìn)水口41、另一端的底壁上開設(shè)槽體出水口42，各個種植槽4的進(jìn)、出水口通過多根中間連接管9依次串接。輸送管7的另一端向上延伸并連接到最上方種植槽4的槽體進(jìn)水口41上，回水管8的另一端與最下方種植槽4的槽體出水口42連接，輸送管7上安裝有輸送泵10，輸送泵10可安裝在水箱5內(nèi)部或安裝在水箱5外部，圖中示出的輸送泵10為潛水泵，設(shè)置在水箱5內(nèi)部。水箱5上連接有多根肥料管53，每根肥料管53上均安裝一個肥料泵11，肥料管53的另一端與營養(yǎng)液瓶12連接。頂架3上可升降式的安裝有補(bǔ)光燈13，頂架3的側(cè)部間隔安裝多個掛環(huán)14。底架1的頂端安裝有光照強(qiáng)度傳感器15，水箱4內(nèi)安裝有ph值傳感器16和ec值傳感器17，控制箱6內(nèi)設(shè)置單片機(jī)61，補(bǔ)光燈和各泵的控制端以及各傳感器的信號輸出端均與單片機(jī)61電連接。

上述結(jié)構(gòu)中，水箱5用于存儲水肥液，利用輸送泵10將水箱5內(nèi)的水肥液輸送到最頂端的種植槽4內(nèi)，通過控制泵送流量的大小可調(diào)節(jié)種植槽4內(nèi)的液位高度，在種植槽4的另一端，借助槽體出水口42可將水肥液輸送到下一層種植槽4內(nèi)，以此類推，由上至下一直流到最底層的種植槽4，最后通過回水管8流回水箱5內(nèi)，可見，借助該種水肥輸送方式，形成了水肥液輸送的循環(huán)通路，每個種植槽4內(nèi)的水肥液均為流動狀態(tài)，避免了營養(yǎng)質(zhì)沉積，方便了對水肥液的濃度進(jìn)行調(diào)整。營養(yǎng)液瓶12用于存儲作物生長所需的營養(yǎng)質(zhì)，通過ph值傳感器16和ec值傳感器17可實時檢測水箱5內(nèi)的酸堿度和可溶性鹽濃度，每種作物對應(yīng)一個酸堿度范圍和可溶性鹽濃度范圍，該范圍對應(yīng)著水肥液的濃度配比范圍，在單片機(jī)61中預(yù)存上述范圍數(shù)據(jù)，在初期設(shè)置作物種類，利用傳感器實時檢測數(shù)據(jù)，通過肥料泵11控制各營養(yǎng)質(zhì)的輸送量，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)，直至達(dá)與作物對應(yīng)的水肥液濃度配比范圍，整個調(diào)節(jié)過程無需人工參與，自動化程度高，通過定量的濃度自動調(diào)整，可保證作物在最佳水肥環(huán)境下生長，保證了作物的生長效果。針對藤蔓類作物，單獨(dú)設(shè)計頂架3，在頂架3上設(shè)置掛環(huán)14，掛環(huán)14上可通過掛鉤連接立桿以供作物藤蔓依附，或者在掛鉤上連接拉繩，利用拉繩底端將作物莖部綁縛住，兩種方式均有助于作物藤蔓依附，操作簡單，外形美觀。頂架3上安裝補(bǔ)光燈13，通過光照強(qiáng)度傳感器15檢測光照強(qiáng)度，單片機(jī)61內(nèi)預(yù)存與作物對應(yīng)的光照強(qiáng)度范圍，當(dāng)光照強(qiáng)度不足時，單片機(jī)61控制打開補(bǔ)光燈13，當(dāng)光照強(qiáng)度過大時，單片機(jī)61控制關(guān)閉補(bǔ)光燈13。補(bǔ)光燈13采用可升降式的安裝結(jié)構(gòu)，從而可以根據(jù)作物的生長高度適應(yīng)性的調(diào)整光照的高度和強(qiáng)度，操作更靈活方便，更有助于作物生長。

對于補(bǔ)光燈13的可升降式安裝，可采用手動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)也可采用自動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)選后者，如圖所示，頂架3的下方轉(zhuǎn)動安裝有由電機(jī)18驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸19，轉(zhuǎn)軸19上間隔安裝有兩個卷揚(yáng)輥20，每個卷揚(yáng)輥20上均纏繞卷揚(yáng)繩索21，兩根卷揚(yáng)繩索21的底端分別連接在補(bǔ)光燈13的兩端，電機(jī)18的控制端與單片機(jī)61電連接。電機(jī)18通過鏈條鏈輪或皮帶皮帶輪等傳動機(jī)構(gòu)帶動轉(zhuǎn)軸19轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸19帶動兩卷揚(yáng)輥20轉(zhuǎn)動，通過卷揚(yáng)繩索21可拉動補(bǔ)光燈13使其高度上升，當(dāng)需要降低補(bǔ)光燈13的高度時，卷揚(yáng)輥20反轉(zhuǎn)，在重力作用下，補(bǔ)光燈13的高度下降。電機(jī)18由單片機(jī)61依據(jù)光照強(qiáng)度自動控制，從而能自動調(diào)整補(bǔ)光燈的高度，操作更簡單，使用更方便。

參照附圖，頂架3的兩個側(cè)部各設(shè)置一根滑軌22，滑軌22的底部滑動安裝有滑塊，掛環(huán)14固接在滑塊的底端。掛環(huán)14采用滑動安裝的結(jié)構(gòu)，使得掛環(huán)14的位置可以調(diào)節(jié)，從而能相應(yīng)調(diào)整作物藤蔓依附的位置，使用更加靈活方便。

參照附圖，為了方便人機(jī)互動，單片機(jī)61上連接有顯示屏62和鍵盤電路63。借助顯示屏62可實時觀察水肥液的ph值和ec值，利用鍵盤電路63可對數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。

由于整個裝置不需人工參與，通過與單片機(jī)61通信即可對裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，通信方式可采用有線或無線的方式，當(dāng)采用無線的方式時，單片機(jī)61上連接有無線數(shù)據(jù)通信模塊61，利用無線數(shù)據(jù)通信模塊可連接到移動網(wǎng)絡(luò)或internet網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)采用有線的方式時，單片機(jī)61上連接有rj45接口65，借助rj45接口，利用網(wǎng)線即可將裝置連接到internet網(wǎng)絡(luò)。利用遠(yuǎn)程通信，通過手機(jī)或遠(yuǎn)程操作平臺即可對裝置進(jìn)行實時監(jiān)控和管理。

參照附圖，水箱5內(nèi)安裝有攪拌泵23，攪拌泵23的控制端與單片機(jī)61電連接。設(shè)置攪拌泵23可對水箱5內(nèi)的水肥混合液進(jìn)行攪拌，避免箱體內(nèi)營養(yǎng)質(zhì)沉積。

各種植槽4形成上下循環(huán)的水肥通路，每個種植槽內(nèi)4均會積存一定量的水肥液，為了檢測種植槽4內(nèi)的水肥液量，其中一個種植槽4內(nèi)安裝有槽體液位傳感器24，槽體液位傳感器24的信號輸出端與單片機(jī)61電連接。當(dāng)種植槽4內(nèi)水肥液量過少時，單片機(jī)61控制增加輸送泵10的功率，以增加水肥液的輸送量，提升槽內(nèi)液位，相反的，當(dāng)種植槽4內(nèi)水肥液量過多時，單片機(jī)61控制降低輸送泵10的功率，從而降低槽內(nèi)液位。

參照附圖，水箱5的上部連接有箱體進(jìn)水管54，箱體進(jìn)水管54上安裝有電控進(jìn)水閥25，水箱5內(nèi)安裝有箱體液位傳感器26，箱體液位傳感器26的信號輸出端和電控進(jìn)水閥25的控制端均與單片機(jī)61電連接。箱體進(jìn)水管54可連接自來水管或帶水泵的儲水箱，利用箱體液位傳感器26，并通過控制電控進(jìn)水閥25，可對水箱5進(jìn)行定量補(bǔ)水操作，以補(bǔ)充水循環(huán)系統(tǒng)中的水分流失，增加系統(tǒng)的自動運(yùn)行時間。在具體使用中，只需定期更換營養(yǎng)液瓶12即可，不需要對裝置進(jìn)行其他任何操作，更方便管理。

參照附圖，水箱5內(nèi)部的頂端設(shè)置溢流槽55，箱體回水口52開設(shè)在溢流槽55上方，溢流槽55的溢流口與水箱內(nèi)腔連通，溢流槽55內(nèi)設(shè)有臭氧發(fā)生器27，臭氧發(fā)生器27的控制端與單片機(jī)61電連接。溢流槽55用于暫存回水，單獨(dú)設(shè)置臭氧發(fā)生器27對回水進(jìn)行殺菌，避免有害菌污染水箱內(nèi)的水肥液，保證作物安全生長。

參照附圖，控制箱6的底部開設(shè)用于放置營養(yǎng)液瓶12的儲物艙28，儲物艙28的開口上鉸裝有艙門29。裝置使用中，除了在初期設(shè)置好作物種類之后，后期只需定期更換營養(yǎng)液瓶12即可，因此，單獨(dú)設(shè)置儲物艙28來存儲營養(yǎng)液瓶12，并設(shè)置艙門21，方便對營養(yǎng)液瓶12進(jìn)行更換。

綜上所述，本發(fā)明不限于上述具體實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可做若干的更改或修飾。上述更改或修飾均落入本本發(fā)明的保護(hù)范圍。