一種具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)，包括臥式柜柜體，所述柜體內(nèi)設置有一聯(lián)體框架，所述聯(lián)體框架為一無蓋的多層的框架結(jié)構，所述聯(lián)體框架內(nèi)層疊設置有若干組無土栽培單元，所述各組無土栽培單元中均包括一無土栽培盒，其特征在于：所述聯(lián)體框架的一側(cè)或?qū)獌蓚?cè)與相鄰的柜體內(nèi)壁之間設置有滑軌裝置，所述聯(lián)體框架下方與柜體底板之間依次設置有步進電機系統(tǒng)和螺桿驅(qū)動升降裝置，所述聯(lián)體框架中設置有與該螺桿適配的通透套管，且聯(lián)體框架的底板相應設置有通孔，所述通孔與通透套管組成一供螺桿通行的通道。
【專利說明】一種具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽 培系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及無土栽培【技術領域】，特別是涉及一種具有套管結(jié)構的采用步進電機驅(qū) 動單螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 步進電機是一種感應電機，其工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電 的多相時序控制電流，并用這種電流為步進電機供電，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的 多相時序控制器，驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進角）?？梢酝ㄟ^ 控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來 控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。
[0003] 步進電機按輸出運動形式分為轉(zhuǎn)動式步進電機和直線式步進電機，步進電機的優(yōu) 點是沒有累積誤差，結(jié)構簡單，使用維修方便，制造成本低，步進電動機帶動負載慣量的能 力大。
[0004] 無土栽培可以不占用土地資源，直接在人工制造的容器內(nèi)用營養(yǎng)液來栽培植物。 與傳統(tǒng)的栽培技術相比，無土栽培技術可以簡單有效的控制作物在生長發(fā)育過程中的溫 度、水分、光照、養(yǎng)分和空氣的要素參數(shù)，有效控制和加速作物生長，提高作物質(zhì)量，適于進 行工廠化、規(guī)模化、定制化農(nóng)業(yè)發(fā)展，能夠減低人工操作，降低農(nóng)作物的生產(chǎn)成本。
[0005] 無土栽培技術可以進一步解脫農(nóng)作物生產(chǎn)對土地的依賴，使得不能再生的耕地資 源得到了擴展和補充，特別是對于我國這樣的人口眾多、人均耕地資源匱乏的國家來說，更 是具有不可估量的前景和價值。
[0006] 無土栽培技術由于采用精細化的生產(chǎn)控制，其對水資源的利用程度極高，與傳統(tǒng) 農(nóng)業(yè)的消耗水資源的數(shù)量相比，可以節(jié)約大量的農(nóng)業(yè)用水，改善目前水資源的緊張程度。
[0007] 從另一個角度分析，現(xiàn)代的科技和商業(yè)發(fā)展，化肥和各種添加劑的無度濫用，已經(jīng) 在各種蔬菜商品上顯現(xiàn)出了嚴重后果，如何保證人們的日常飲食的安全，一方面需要依靠 國家的各種監(jiān)管政策和措施，另一方面，人們也急切需要一種可以利用居家閑余空間進行 科技種植的技術和設備，這種家居式種植技術，既可以使得人們在緊張工作之余，利用種植 來陶冶性情、放松疲憊的身心，又可以自娛自樂、自種自收，體會一份城市家居生活中難得 體會的收獲的喜悅，同時還可以為居家提供一定數(shù)量的安心菜蔬。
[0008] 因此，一種小型化的、便攜的、能夠滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蛫蕵返臒o土栽培裝置，對 于人們的家居生活來說具有深刻的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟和社會價值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有套管結(jié)構的采用步進電機驅(qū)動單螺套機構升降 的臥式無土栽培系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明的技術方案如下： toon] 一種具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)，包括臥式柜柜 體，所述柜體內(nèi)設置有一聯(lián)體框架，所述聯(lián)體框架為一無蓋的多層的框架結(jié)構，所述聯(lián)體框 架內(nèi)層疊設置有若干組無土栽培單元，所述各組無土栽培單元中均包括一無土栽培盒，其 特征在于：所述聯(lián)體框架的一側(cè)或?qū)獌蓚?cè)與相鄰的柜體內(nèi)壁之間設置有滑軌裝置，所述 聯(lián)體框架下方與柜體底板之間依次設置有步進電機系統(tǒng)和螺桿驅(qū)動升降裝置，所述聯(lián)體框 架中設置有與該螺桿適配的通透套管，且聯(lián)體框架的底板相應設置有通孔，所述通孔與通 透套管組成一供螺桿通行的通道。
[0012] 可選的，所述通透套管為一貫通聯(lián)體框架各無土栽培單元的管體，或者為由分別 設置于各無土栽培單元中的管體段組合而成。
[0013] 可選的，所述螺桿驅(qū)動升降裝置包括與螺桿相匹配的螺套，所述螺套通過一連接 板與聯(lián)體框架底板相連。
[0014] 可選的，所述步進電機系統(tǒng)包括步進電機、步進電機驅(qū)動器和控制器，且所述步進 電機設置于一防潮的保護罩內(nèi)。
[0015] 可選的，所述滑軌裝置包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應設置于柜體的 內(nèi)壁和聯(lián)體框架的相鄰外壁上，所述滑軌裝置的定軌和動軌之間對應設置有相互匹配的凹 凸結(jié)構，所述凹凸結(jié)構包括矩形凹凸結(jié)構和燕尾狀凹凸結(jié)構。
[0016] 可選的，所述無土栽培單元與框架架體之間通過防墜型軌道結(jié)構相連，并可沿該 軌道進行單向或雙向移動。
[0017] 可選的，所述各無土栽培單元還包括一托架，所述托架為上方開口的框架結(jié)構，所 述無土栽培盒設置于托架中。
[0018] 可選的，所述柜體的上端設置有柜蓋，柜蓋通過氣壓頂桿與柜體上端相連并啟閉， 所述柜蓋和柜體的結(jié)合處設置有密封膠條或磁條。
[0019] 可選的，所述柜蓋與聯(lián)體框架之間通過一控制裝置進行聯(lián)動，當柜蓋開啟時，聯(lián)體 框架隨之上升，當聯(lián)體框架收回柜內(nèi)時，柜蓋也隨之關閉。
[0020] 可選的，所述無土栽培系統(tǒng)包括設置于柜體內(nèi)的通風裝置，包括設置柜體一側(cè)上 部的通風口，通風口處設置有一風機和一個貫通柜體兩側(cè)的除塵風袋，柜體下部的一側(cè)或 兩側(cè)設置有出風口，所述風機的進氣端設置有可開閉的風機蓋。
[0021] 本發(fā)明的技術效果在于：
[0022] 本發(fā)明的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)通過在柜 體內(nèi)設置步進電機驅(qū)動螺桿升降裝置和聯(lián)體框架，通過步進電機驅(qū)動螺桿升降裝置實現(xiàn)聯(lián) 體框架的進出柜體，為了克服螺桿升降裝置占用柜內(nèi)空間導致柜體高度尺寸過大，提高空 間的利用效率，本發(fā)明在聯(lián)體框架和其內(nèi)設置的各無土栽培單元中均對應設置有上下通透 的套管，螺桿可以容納至該套管中，從而有效的降低了柜體的高度，盡可能的提高了空間的 利用效率。
[0023] 步進電機具有轉(zhuǎn)速小、力矩大、平穩(wěn)可調(diào)的特點，非常適用于本發(fā)明的無土栽培系 統(tǒng)，與傳統(tǒng)電機相比，可以直接通過驅(qū)動電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，無需配置減速器，既降低了設備的 成本，又可以減少設備占用的空間體積，且噪音小，適于家居環(huán)境應用。
[0024] 為了消除柜內(nèi)潮濕的環(huán)境對步進電機的侵蝕，本發(fā)明在步進電機外設置有防潮的 保護罩。
[0025] 本發(fā)明的滑軌裝置通過分別設置于柜體內(nèi)壁和與其相鄰的聯(lián)體框架的外壁上的 定軌和動軌，其采用相互匹配的凹凸式嵌置結(jié)構，使得本發(fā)明的聯(lián)體框架升降更為平穩(wěn)，且 由于定軌和動軌的凹凸嵌置結(jié)構，可以提供更大的結(jié)構強度和剛性，運行更為可靠。
[0026] 這樣的滑軌結(jié)構不但結(jié)構緊湊，占用柜內(nèi)空間小，而且還能起到支撐和穩(wěn)固聯(lián)體 框架的效果。
[0027] 由于滑軌可以設在聯(lián)體框架的一側(cè)或兩側(cè)，相對來說，聯(lián)體框架內(nèi)的托架或盒體 就至少具有2個方向的自由度，使用時，托架或盒體既可以采用單向進出，也可以采用雙向 交叉移動，與現(xiàn)有的柜式無土栽培系統(tǒng)相比，無土栽培盒內(nèi)的植物具有更好的光照和通風。
[0028] 本發(fā)明的無土栽培系統(tǒng)采用聯(lián)體框架結(jié)構，該結(jié)構便于內(nèi)置多個托架及無土栽培 盒體，各托架及盒體層疊設置其中，并通過防墜型軌道結(jié)構與框架架體相連，各托架及盒體 沿該軌道滑動進出框架，這樣的結(jié)構，當各托架及盒體滑出框架后，可以擴大整個無土栽培 系統(tǒng)的種植面積，滑入框架后，各托架及盒體依次疊放，占用的空間面積最小，因此，本發(fā)明 的無土栽培系統(tǒng)可以最大限度的利用有限的空間面積。
[0029] 本發(fā)明的無土栽培系統(tǒng)中，柜體設置有柜蓋，柜蓋通過氣壓桿與柜體相連并翻啟。 同時，為了保溫和密封，柜蓋與柜體的結(jié)合處設置有密封膠條或磁條。
[0030] 本發(fā)明的無土栽培系統(tǒng)中，柜蓋與聯(lián)體框架之間通過一控制裝置進行聯(lián)動，當開 啟柜蓋時，聯(lián)體框架隨柜蓋開啟而啟動上升，當聯(lián)體框架收回柜內(nèi)時，柜蓋隨之關閉。
[0031] 為了避免柜體熱量散失，降低能耗，可以在柜體的壁板設置有保溫層。
[0032] 本發(fā)明的無土栽培系統(tǒng)中，還包括設置于柜體內(nèi)的通風裝置，通過在柜體一側(cè)上 部設置通風口，在通風口處設置一風機，風機的出風口端設置一個貫通柜體兩側(cè)的除塵風 袋，并在柜體下部的一側(cè)或兩側(cè)設置出風口，通過風機進入柜體的空氣經(jīng)除塵風袋過濾后 進入柜體，并通過出風口導出。為了保證風機停機時外部灰塵不會經(jīng)風機氣道進入，本發(fā)明 在風機的進氣端還設置有可開閉的風機蓋，風機蓋通過鉸鏈與風機進風口端鉸接。
[0033] 為了便于移動搬運，柜體的底端設置有滾輪，柜體的側(cè)板上部側(cè)邊設置有吊環(huán)等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1所示為本發(fā)明的一種實施例的結(jié)構示意圖。
[0035] 圖2所示為防墜型軌道的結(jié)構示意圖。

【具體實施方式】
[0036] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0037] 如圖1所示為本發(fā)明的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培 系統(tǒng)的實施例，包括柜體4,柜體4設置有柜蓋，附圖中未示出，柜蓋以氣壓桿與柜體4上端 相連接，柜蓋可通過氣壓桿進行翻啟，柜蓋與柜體4的閉合連接處設置有密封膠條或磁條 進行密封和保溫。
[0038] 柜體4內(nèi)設置有聯(lián)體框架1，聯(lián)體框架1的兩側(cè)對應設置有滑軌裝置，滑軌裝置包 括定軌6和動軌5,圖示中，定軌6設置于柜體4的內(nèi)壁，動軌5對應設置于聯(lián)體框架1的外 壁，實際使用中，動軌5也可以設置于柜體的內(nèi)壁上，定軌6設置于聯(lián)體框架1的外壁。定 軌6和動軌5之間為相互匹配的矩形凹凸結(jié)構，且相互嵌套使用，實際使用中，凹凸結(jié)構也 可以采用燕尾槽結(jié)構或是其它的嵌套結(jié)構，如弧形或是其它的曲面凹凸結(jié)構。
[0039] 在聯(lián)體框架1下方和柜體4之間依次設置有步進電機和驅(qū)動裝置，包括步進電機 3、螺桿12和螺套11，螺套11通過連接板13與聯(lián)體框架1底部相連。步進電機3的配套設 備如步進電機驅(qū)動器和控制器等未在圖中示出。當步進電機3驅(qū)動螺桿12轉(zhuǎn)動時，相應驅(qū) 動螺套11及聯(lián)體框架1隨之做上下直線移動，從而實現(xiàn)聯(lián)體框架1進出柜體4的目的。
[0040] 聯(lián)體框架1為多層框架結(jié)構，每層框架中對應設置有一無土栽培單元，無土栽培 單元包括一托架16，托架16上端開口，并內(nèi)置一可分離的無土栽培盒2，各無土栽培盒2中 均對應設置有上下通透的套管131，且在聯(lián)體框架1的底板上也對應設置有相適配的通孔， 該通孔與各套管131組成一通路，可以容納螺桿12通過。
[0041] 做為另一種實施方式，聯(lián)體框架1中可以采用設置一貫通的一體式套管，該套管 與聯(lián)體框架底板上的通孔組成一通路，可以容納螺桿12通過，本實施方式中，各無土栽培 單元中對應設置有嵌置套管的槽道，該槽道既可以設置于無土栽培單元內(nèi)，也可以將無土 栽培單元分離成相互獨立的兩個分單元。
[0042] 無土栽培盒2內(nèi)置有網(wǎng)格狀植株保持架，所栽培作物分別設置于保持架的網(wǎng)格 中，以保持植株向上直立的生長姿態(tài)。
[0043] 網(wǎng)格的大小可隨作物的根、莖的尺寸而定。
[0044] 其中一托架16上可以設置為育苗箱。
[0045] 本發(fā)明的無土栽培系統(tǒng)中，還具有如包括供液軟管、出液軟管、液壓泵、電磁閥、儲 液盒等附屬的用以提供營養(yǎng)液的管路，以及用以推拉無土栽培盒體的電動或液壓推拉裝置 等，均未在本發(fā)明附圖中示出，但這并不影響這些功能裝置在本發(fā)明的應用和實施。
[0046] 托架16兩側(cè)通過防墜型軌道15與聯(lián)體框架1的內(nèi)壁相連，防墜型軌道15的結(jié)構 如圖2所示。包括設置于聯(lián)體框架內(nèi)壁上的倒置的U形槽軌道8,下方對應設置有一滾輪 7,滾輪上部嵌于軌道8中，下部通過軸10固定在一 U形槽9中，U形槽9與托架16相連。
[0047] 當然，也可以采用常用的其它現(xiàn)有軌道結(jié)構。
[0048] 為了保證柜體4內(nèi)具有適宜的作物生長環(huán)境，對植物而言，光照、溫度、水份和空 氣都是其生長的極其重要的要素，本發(fā)明針對這些要素分別設置了光照補償系統(tǒng)、溫度控 制裝置、濕度控制裝置、通風裝置。
[0049] 光照補償系統(tǒng)包括補償光源，補償光源優(yōu)選金屬鹵化物燈或鈉燈或LED燈光源， 這些光源所產(chǎn)生的光波中，其所產(chǎn)生的光波分別位于420nm?500nm (藍）和620nm? 750nm (紅），試驗證明，植物對光波波長為420nm?500nm (藍）和620nm?750nm (紅）的 光照所產(chǎn)生的光合作用促進作用最強。補償光源既可以設置于柜體4的內(nèi)壁上，也可以設 置于聯(lián)體框架1的內(nèi)壁上。
[0050] 溫度控制裝置包括溫度感應探頭、加熱器和控制裝置，加熱器采用電加熱或是板 式換熱器，或是管式換熱器，或是板管式換熱器，通過設于柜體4內(nèi)的感溫探頭實時監(jiān)測柜 體4內(nèi)溫度，并通過控制裝置自動調(diào)節(jié)。
[0051] 為了避免柜體4內(nèi)熱量散失，降低能耗，柜體4的壁板設置有保溫層。
[0052] 濕度控制裝置包括濕度感應探頭、噴霧器和控制裝置，噴霧器可以采用噴水霧的 方式調(diào)節(jié)柜體4內(nèi)的濕度，也可以采用直接將營養(yǎng)液霧化噴淋的方式，兼具加濕及促進植 物生長的作用和效果。濕度感應探頭能實時監(jiān)測柜體4內(nèi)的濕度，并通過控制裝置自動控 制噴霧器啟動，保持柜體4內(nèi)濕度恒定。
[0053] 本發(fā)明的無土栽培系統(tǒng)中，還包括設置于柜體內(nèi)的通風裝置，通過在柜體一側(cè)上 部設置通風口，在通風口處設置一風機，風機的出風口端設置一個貫通柜體兩側(cè)的除塵風 袋，并在柜體4下部的一側(cè)或兩側(cè)設置出風口，通過風機進入柜體4的空氣經(jīng)除塵風袋過濾 后進入柜體4,并通過出風口導出。為了保證風機停機時外部灰塵不會經(jīng)風機氣道進入，本 發(fā)明在風機的進氣端還設置有可開閉的風機蓋，風機蓋通過鉸鏈與風機進風口端鉸接。
[0054] 為了便于移動搬運，可以在柜體4的底端設置有滾輪，在柜體4的側(cè)板上部設置有 吊環(huán)等。
[0055] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，對于本領域的技術人員而言，依據(jù)本發(fā) 明的說明和解釋，還可以衍生變化其結(jié)構和形式，應當指出，任何不脫離本發(fā)明精神和實質(zhì) 的變形和變化，均將包含在本發(fā)明的保護范圍之中。
【權利要求】
1. 一種具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)，包括臥式柜柜 體，所述柜體內(nèi)設置有一聯(lián)體框架，所述聯(lián)體框架為一無蓋的多層的框架結(jié)構，所述聯(lián)體框 架內(nèi)層疊設置有若干組無土栽培單元，所述各組無土栽培單元中均包括一無土栽培盒，其 特征在于：所述聯(lián)體框架的一側(cè)或?qū)獌蓚?cè)與相鄰的柜體內(nèi)壁之間設置有滑軌裝置，所述 聯(lián)體框架下方與柜體底板之間依次設置有步進電機系統(tǒng)和螺桿驅(qū)動升降裝置，所述聯(lián)體框 架中設置有與該螺桿適配的通透套管，且聯(lián)體框架的底板相應設置有通孔，所述通孔與通 透套管組成一供螺桿通行的通道。
2. 如權利要求1所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)， 其特征在于：所述通透套管為一貫通聯(lián)體框架各無土栽培單元的管體，或者為由分別設置 于各無土栽培單元中的管體段組合而成。
3. 如權利要求2所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)， 其特征在于：所述螺桿驅(qū)動升降裝置包括一螺桿及與之相匹配的螺套，所述螺套通過一連 接板與聯(lián)體框架底板相連。
4. 如權利要求3所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)， 其特征在于：所述步進電機系統(tǒng)包括步進電機、步進電機驅(qū)動器和控制器，且所述步進電機 設置于一防潮的保護罩內(nèi)。
5. 如權利要求4所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)， 其特征在于：所述滑軌裝置包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應設置于柜體的內(nèi)壁 和聯(lián)體框架的相鄰外壁上，所述滑軌裝置的定軌和動軌之間對應設置有相互匹配的凹凸結(jié) 構，所述凹凸結(jié)構包括矩形凹凸結(jié)構和燕尾狀凹凸結(jié)構。
6. 如權利要求1所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)， 其特征在于：所述無土栽培單元與框架架體之間通過防墜型軌道結(jié)構相連，并可沿該軌道 進行單向或雙向移動。
7. 如權利要求1所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)， 其特征在于：所述各無土栽培單元還包括一托架，所述托架為上方開口的框架結(jié)構，所述無 土栽培盒設置于托架中。
8. 如權利要求1所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)， 其特征在于：所述柜體的上端設置有柜蓋，柜蓋通過氣壓頂桿與柜體上端相連并啟閉，所述 柜蓋和柜體的結(jié)合處設置有密封膠條或磁條。
9. 如權利要求8所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系統(tǒng)， 其特征在于：所述柜蓋與聯(lián)體框架之間通過一控制裝置進行聯(lián)動，當柜蓋開啟時，聯(lián)體框架 隨之上升，當聯(lián)體框架收回柜內(nèi)時，柜蓋也隨之關閉。
10. 如權利要求1所述的具有套管結(jié)構的步進電機驅(qū)動螺套升降的臥式無土栽培系 統(tǒng)，其特征在于：所述無土栽培系統(tǒng)包括設置于柜體內(nèi)的通風裝置，包括設置柜體一側(cè)上部 的通風口，通風口處設置有一風機和一個貫通柜體兩側(cè)的除塵風袋，柜體下部的一側(cè)或兩 側(cè)設置有出風口，所述風機的進氣端設置有可開閉的風機蓋。
【文檔編號】A01G31/06GK104206259SQ201410448806
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權日:2014年9月1日
【發(fā)明者】魏延恕 申請人:魏延恕