一種步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，包括柜體，所述柜體內(nèi)層疊設(shè)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，所述無土栽培單元的下方設(shè)置有驅(qū)動裝置，無土栽培單元的兩側(cè)設(shè)置有滑動軌道，其特征在于：所述無土栽培單元的驅(qū)動裝置包括步進電機、步進電機驅(qū)動器和控制器。
【專利說明】—種步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無土栽培技術(shù)，特別是涉及一種利用步進電機驅(qū)動無土栽培單元自動收放的無土栽培系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002]步進電機是一種感應(yīng)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(shè)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(gòu)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]無土栽培與常規(guī)栽培的根本區(qū)別，就是可以不用土壤，直接用營養(yǎng)液來栽培植物。目前的無土栽培技術(shù)中，為了固定植物，增加空氣含量，大多采用礫、沙、泥炭、蛭石、珍珠巖、巖棉、鋸木屑等作為固定基質(zhì)，以有效控制作物在生長發(fā)育過程中對溫度、水分、光照、養(yǎng)分和空氣的要求。無土栽培與常規(guī)栽培相比具有不依賴土壤，可擴大種植范圍，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)作物的勞動成本。
[0005]作為一種極為寶貴的、不可再生的資源，隨著工業(yè)發(fā)展和人們生活品質(zhì)要求的提高，可用于人們耕作的土地越來越少，已經(jīng)嚴重威脅到了人類的生存和發(fā)展。無土栽培技術(shù)恰恰可以用于那些不適于耕作的廣大的閑散土地上進行開發(fā)利用，使得不能再生的耕地資源得到了擴展和補充，這對于緩和及解決地球上日益嚴重的耕地問題，有著深遠的意義。
[0006]水資源也是世界上日益嚴重地威脅人類的生存發(fā)展的大問題。不僅在干旱地區(qū)，就是在發(fā)達的人口稠密的大城市，水資源緊缺也越來越突出。隨著人口的不斷增長，各種水資源被超量開采，某些地區(qū)已近枯竭，控制農(nóng)業(yè)用水是節(jié)水的措施之一，而無土栽培恰恰可以避免水分大量的滲漏和流失，使得難以再生的水資源得到補償。
[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(shù)和設(shè)備，這種家居式種植技術(shù)，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]但是，現(xiàn)有的無土栽培技術(shù)大多屬于大型的科技型農(nóng)業(yè)設(shè)施，對于廣大的居民來說，既不可能也無必要為了一家數(shù)口的日常飲食去投資、維護一個大型的無土栽培場地，因此，如何能夠提供一種小型化的、便攜的、能夠滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蛫蕵返臒o土栽培裝置，具有現(xiàn)實的意義和價值。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的在于提供一種小型化的無土栽培系統(tǒng)，利用柜體內(nèi)層疊設(shè)置的無土栽培單元，結(jié)合步進電機驅(qū)動裝置和滑軌裝置，實現(xiàn)無土栽培單元自動收放的目的。
[0010]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0011]一種步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，包括柜體，所述柜體內(nèi)層疊設(shè)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，所述無土栽培單元的下方設(shè)置有驅(qū)動裝置，無土栽培單元的兩側(cè)設(shè)置有滑動軌道，其特征在于:所述無土栽培單元的驅(qū)動裝置包括步進電機、步進電機驅(qū)動器和控制器。
[0012]可選的，所述步進電機設(shè)置于一防潮的保護罩內(nèi)。
[0013]可選的，所述驅(qū)動裝置還包括絲杠和螺母，所述步進電機固定于柜體的橫梁上，且其輸出端與絲杠一端相連，絲杠另一端通過軸套與柜體另一側(cè)的橫梁相連，與絲杠相匹配的絲杠螺母套裝在絲杠上，且與其上方的無土栽培單元的底板相連。
[0014]可選的，所述步進電機輸出端與絲杠之間設(shè)置有阻尼減震器，所述阻尼減震器兩端分別與步進電機輸出端和絲杠相連。
[0015]可選的，所述驅(qū)動裝置包括直線式步進電機，所述直線式步進電機包括永磁體導(dǎo)軌和嵌置或套裝于該永磁體導(dǎo)軌上的動子，所述動子內(nèi)設(shè)置有通電線圈，且動子直接與無土栽培單元底部相連，動子內(nèi)線圈通電后在電磁作用下，驅(qū)動動子及無土栽培單元沿永磁體導(dǎo)軌移動。
[0016]可選的，所述滑動軌道包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應(yīng)設(shè)置于柜體的內(nèi)壁和無土栽培單元的相鄰?fù)獗谏希ㄜ壓蛣榆壷g對應(yīng)設(shè)置有相互匹配嵌置的凹凸結(jié)構(gòu)，所述凹凸結(jié)構(gòu)包括矩形凹凸結(jié)構(gòu)和燕尾狀凹凸結(jié)構(gòu)。
[0017]可選的，所述無土栽培單元包括一托架，所述托架為上方開口的框架結(jié)構(gòu)，所述無土栽培盒設(shè)置于托架中。
[0018]可選的，所述層疊設(shè)置的無土栽培單元中，位于最底部的無土栽培單元的抽出端下部設(shè)置有支撐裝置，所述支撐裝置在該無土栽培單元抽出后與柜體底面處于同一承載平面上。
[0019]可選的，所述無土栽培系統(tǒng)包括設(shè)置于柜體內(nèi)的通風(fēng)裝置，包括設(shè)置柜體一側(cè)上部的通風(fēng)口，通風(fēng)口處設(shè)置有一風(fēng)機和一個貫通柜體兩側(cè)的除塵風(fēng)袋，柜體下部的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置有出風(fēng)口，所述風(fēng)機的進氣端設(shè)置有可開閉的風(fēng)機蓋。
[0020]可選的，所述無土栽培系統(tǒng)包括光照系統(tǒng)和溫度控制裝置，所述溫度控制裝置包括加熱器和溫度探頭。
[0021]本實用新型的技術(shù)效果在于:
[0022]本實用新型的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)中，通過在各無土栽培單元中設(shè)置步進電機驅(qū)動裝置和滑軌裝置，利用步進電機結(jié)合絲杠螺母驅(qū)動無土栽培單元進行收放，步進電機具有轉(zhuǎn)速小、力矩大、平穩(wěn)可調(diào)的特點，非常適用于本實用新型的無土栽培系統(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(shè)備的成本，又可以減少設(shè)備占用的空間體積，且噪音小，適于家居環(huán)境應(yīng)用，同時結(jié)合凹凸嵌置的滑軌，可以實現(xiàn)滑動的目的，而且相互嵌置的凹凸結(jié)構(gòu)，具有良好的結(jié)構(gòu)鋼性，可以兼具防墜的效果。
[0023]為了消除柜內(nèi)潮濕的環(huán)境對步進電機的侵蝕，本實用新型在步進電機外設(shè)置有防潮的保護罩。
[0024]本實用新型的步進電機與絲杠之間還設(shè)置有阻尼減震器，可以有效消除步進電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動。
[0025]為了提高本實用新型的保溫保濕性能，本實用新型在無土栽培單元的面板和柜體的連接處設(shè)置有密封膠條或磁條。當無土栽培單元收回柜體內(nèi)后，提高柜內(nèi)的密封性能。
[0026]本實用新型的無土栽培系統(tǒng)中，還包括在最底層的無土栽培單元的抽出端的下部設(shè)置支撐裝置，可以提高無土栽培系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是針對各無土栽培單元抽出柜體后柜體易于發(fā)生傾覆的缺陷，克服了現(xiàn)有的柜式無土栽培系統(tǒng)易于發(fā)生柜體傾覆的弊端。
[0027]本實用新型的無土栽培系統(tǒng)中，還包括設(shè)置于柜體內(nèi)的通風(fēng)裝置，通過在柜體一側(cè)上部設(shè)置通風(fēng)口，在通風(fēng)口處設(shè)置一風(fēng)機，風(fēng)機的出風(fēng)口端設(shè)置一個貫通柜體兩側(cè)的除塵風(fēng)袋，并在柜體下部的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置出風(fēng)口，通過風(fēng)機進入柜體的空氣經(jīng)除塵風(fēng)袋過濾后進入柜體，并通過出風(fēng)口導(dǎo)出。為了保證風(fēng)機停機時外部灰塵不會經(jīng)風(fēng)機氣道進入，本實用新型在風(fēng)機的進氣端還設(shè)置有可開閉的風(fēng)機蓋，風(fēng)機蓋通過鉸鏈與風(fēng)機進風(fēng)口端鉸接。
[0028]本實用新型的無土栽培系統(tǒng)中，柜體內(nèi)設(shè)置有光照裝置。
[0029]本實用新型的無土栽培系統(tǒng)中，柜體內(nèi)設(shè)置有溫度控制裝置，包括溫度感應(yīng)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(shè)于柜體內(nèi)的感溫探頭實時監(jiān)測柜體溫度，并通過控制裝置自動調(diào)節(jié)。
[0030]為了避免柜體熱量散失，降低能耗，可以在柜體的壁板設(shè)置有保溫層。
[0031]為了便于移動搬運，柜體的底端設(shè)置有滾輪，柜體的頂板上部設(shè)置有吊環(huán)等。
[0032]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2所示為圖1的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]

【具體實施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0037]如圖1、2所示，本實用新型的無土栽培系統(tǒng)包括柜體1，柜體I包括前梁4和后梁5,柜體I內(nèi)設(shè)置有若干用于無土栽培的抽屜式盒體2，各抽屜式盒體2在柜體I內(nèi)層疊設(shè)置。
[0038]做為一種實施例，本實用新型的各盒體2均可以設(shè)置于一上端開口的托架中，盒體2與托架為分體式結(jié)構(gòu)，盒體2可在托架中自由取放。托架和盒體2共同組成一個無土栽培單元。
[0039]盒體2的下方設(shè)直有步進電機3,步進電機3固定在柜體I的后梁5上,步進電機3的輸出軸端與絲杠6相連，并驅(qū)動絲杠6轉(zhuǎn)動，盒體2底部與一絲杠螺母61相連，絲杠螺母61與絲杠6相匹配并套裝在絲杠6上，絲杠6另一端通過軸62、軸套63固定于前梁4上。
[0040]步進電機3還適配有步進電機驅(qū)動器(圖中未示出)及控制器，步進電機驅(qū)動器及控制器設(shè)置于柜體外側(cè)，用以輸入電機參數(shù)。
[0041]當步進電機3在步進電機驅(qū)動器的驅(qū)動下，驅(qū)動絲杠3轉(zhuǎn)動，絲杠3通過絲杠螺母61驅(qū)動盒體2進行移動。
[0042]盒體2的兩側(cè)設(shè)置有滑軌裝置，包括定軌9和動軌8，定軌9固定在柜體I的內(nèi)壁，動軌8設(shè)置于盒體2的側(cè)壁，如圖示中，動軌8作為凸部與定軌9的凹部相匹配，實際中，動軌8也可以選擇凹部結(jié)構(gòu)而定軌9選擇凸部結(jié)構(gòu)與其相匹配。
[0043]這種凹凸嵌置的滑軌結(jié)構(gòu)，不但可以實現(xiàn)盒體移動進出柜體I的目的，而且定軌和動軌之間相互嵌置的凹凸結(jié)構(gòu)，具有良好的結(jié)構(gòu)鋼性，可以兼具防墜的效果，確保盒體2在步進電機3的驅(qū)動下，沿滑軌裝置自如推出柜體I或收回柜體I。
[0044]本實施例中，還可以具有如包括供液軟管、出液軟管、液壓泵、儲液盒等附屬的向無土栽培單元提供營養(yǎng)液的供液管路，均未在本實用新型附圖中示出，但這并不影響這些功能裝置在本實用新型的應(yīng)用和實施。
[0045]各無土栽培盒體2的前端面板和柜體的連接處設(shè)置有密封膠條或磁條。當無土栽培單元收回柜體內(nèi)后，可以提高柜內(nèi)的密封性能。
[0046]與該密封膠條或磁條相對應(yīng)的，在柜體的的貼合面處，設(shè)置有相應(yīng)的吸合膠條或磁條，當抽屜型盒體收回柜體時，相應(yīng)的膠條或磁條相互吸合，達到密封保溫的效果。
[0047]本實用新型的無土栽培系統(tǒng)中，還可以在位于柜體最底端的盒體2的前端設(shè)置防止柜體I傾覆的支撐裝置(圖中未示出)，該支撐裝置與柜體的支撐滾輪7位于同一平面，支撐裝置包括滑輪等。
[0048]各無土栽培單元對應(yīng)的步進電機、驅(qū)動器及控制器均可以設(shè)定為:當無土栽培單元推出柜體時，位于最底端的無土栽培單元先行推出，然后其它無土栽培單元再同時推出柜體；當無土栽培單元收回柜體時，其它無土栽培單元先行同時收回柜體，最后將最底端的無土栽培單元收回柜體。
[0049]這樣設(shè)定無土栽培單元的運動順序，結(jié)合其前端設(shè)置的支撐裝置，可以確保最底端的無土栽培單元先于其它無土栽培單元出柜，并晚于其它無土栽培單元收柜，可以保證整個無土栽培系統(tǒng)不會由于重心變化導(dǎo)致傾覆。
[0050]溫度控制裝置包括溫度感應(yīng)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(shè)于柜體I內(nèi)的感溫探頭實時監(jiān)測柜體I內(nèi)溫度，并通過控制裝置自動調(diào)節(jié)。
[0051]為了避免柜體I內(nèi)熱量散失，降低能耗，柜體I的壁板設(shè)置有保溫層。
[0052]本實用新型的無土栽培系統(tǒng)中，還包括設(shè)置于柜體內(nèi)的通風(fēng)裝置，通過在柜體一側(cè)上部設(shè)置通風(fēng)口，在通風(fēng)口處設(shè)置一風(fēng)機，風(fēng)機的出風(fēng)口端設(shè)置一個貫通柜體兩側(cè)的除塵風(fēng)袋，并在柜體I下部的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置出風(fēng)口，通過風(fēng)機進入柜體I的空氣經(jīng)除塵風(fēng)袋過濾后進入柜體1，并通過出風(fēng)口導(dǎo)出。為了保證風(fēng)機停機時外部灰塵不會經(jīng)風(fēng)機氣道進入，本實用新型在風(fēng)機的進氣端還設(shè)置有可開閉的風(fēng)機蓋，風(fēng)機蓋通過鉸鏈與風(fēng)機進風(fēng)口端鉸接。
[0053]為了便于移動搬運，可以在柜體I的底端設(shè)置有滾輪7，在柜體I的頂板上部設(shè)置有吊環(huán)等。
[0054]本實用新型的步進電機還可以采用直線式步進電機，在盒體2的下方設(shè)置永磁體導(dǎo)軌，并相應(yīng)的在永磁體導(dǎo)軌上設(shè)置套裝或嵌裝的動子，動子內(nèi)置通電線圈，動子直接與盒體2底板相連，當線圈通電后，其在永磁體導(dǎo)軌的磁場內(nèi)受電磁力作用，驅(qū)動動子和盒體2沿導(dǎo)軌直線移動。
[0055]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選的實施方式，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，依據(jù)本實用新型的說明和解釋，還可以衍生變化其結(jié)構(gòu)和形式，應(yīng)當指出，任何不脫離本實用新型精神和實質(zhì)的變形和變化，均將包含在本實用新型的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，包括柜體，所述柜體內(nèi)層疊設(shè)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，所述無土栽培單元的下方設(shè)置有驅(qū)動裝置，無土栽培單元的兩側(cè)設(shè)置有滑動軌道，其特征在于:所述無土栽培單元的驅(qū)動裝置包括步進電機、步進電機驅(qū)動器和控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述步進電機設(shè)置于一防潮的保護罩內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動裝置還包括絲杠和螺母，所述步進電機固定于柜體的橫梁上，且其輸出端與絲杠一端相連，絲杠另一端通過軸套與柜體另一側(cè)的橫梁相連，與絲杠相匹配的絲杠螺母套裝在絲杠上，且與其上方的無土栽培單元的底板相連。
4.如權(quán)利要求3所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述步進電機輸出端與絲杠之間設(shè)置有阻尼減震器，所述阻尼減震器兩端分別與步進電機輸出端和絲杠相連。
5.如權(quán)利要求2所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動裝置包括直線式步進電機，所述直線式步進電機包括永磁體導(dǎo)軌和嵌置或套裝于該永磁體導(dǎo)軌上的動子，所述動子內(nèi)設(shè)置有通電線圈，且動子直接與無土栽培單元底部相連，動子內(nèi)線圈通電后在電磁作用下，驅(qū)動動子及無土栽培單元沿永磁體導(dǎo)軌移動。
6.如權(quán)利要求1所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述滑動軌道包括定軌和動軌，所述定軌和動軌分別對應(yīng)設(shè)置于柜體的內(nèi)壁和無土栽培單元的相鄰?fù)獗谏希ㄜ壓蛣榆壷g對應(yīng)設(shè)置有相互匹配嵌置的凹凸結(jié)構(gòu)，所述凹凸結(jié)構(gòu)包括矩形凹凸結(jié)構(gòu)和燕尾狀凹凸結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述無土栽培單元包括一托架，所述托架為上方開口的框架結(jié)構(gòu)，所述無土栽培盒設(shè)置于托架中。
8.如權(quán)利要求1所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述層疊設(shè)置的無土栽培單元中，位于最底部的無土栽培單元的抽出端下部設(shè)置有支撐裝置，所述支撐裝置在該無土栽培單元抽出后與柜體底面處于同一承載平面上。
9.如權(quán)利要求1所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述無土栽培系統(tǒng)包括設(shè)置于柜體內(nèi)的通風(fēng)裝置，包括設(shè)置柜體一側(cè)上部的通風(fēng)口，通風(fēng)口處設(shè)置有一風(fēng)機和一個貫通柜體兩側(cè)的除塵風(fēng)袋，柜體下部的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置有出風(fēng)口，所述風(fēng)機的進氣端設(shè)置有可開閉的風(fēng)機蓋。
10.如權(quán)利要求1所述的步進電機驅(qū)動的自動收放型無土栽培系統(tǒng)，其特征在于:所述無土栽培系統(tǒng)包括光照系統(tǒng)和溫度控制裝置，所述溫度控制裝置包括加熱器和溫度探頭。
【文檔編號】A01G31/02GK204090686SQ201420343306
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】魏延恕 申請人:魏延恕