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草莓种植系统有效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明属于植物种植技术领域,更具体地说,是涉及一种草莓种植系统。

相关背景技术

[0002] 草莓,多年生草本植物,一种红色的花果,又名红莓、洋莓、地莓等,外观呈心形,鲜美红嫩,果肉多针,含有特殊的浓郁水果芳香。草莓是大家都喜爱的水果,一般都会在大棚、温室内进行种植和培植,一年四季都能满足消费者的生活需求。
[0003] 而在现有的大棚中,往往采用地面种植的方式进行草莓的栽培,生产效率低下,空间利用率低,草莓的光照不均匀,草莓的浇水都是通过人工挨个进行浇水,故对草莓的浇水操作也费力;草莓的肥料一般都需要经过搅拌后再添加至土壤中,或使肥料与土壤均匀搅拌混合,才能起到施肥的作用,这样会造成对草莓施肥前的搅拌操作费时费力,劳动强度大,而且草莓在长出果实后往往接触到地面土壤,加重了采摘后的清洗工作,不利于生产成本的控制。

具体实施方式

[0033] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0034] 请一并参阅图1至图7,现对本发明提供的草莓种植系统进行说明。所述草莓种植系统,包括车体1、搅拌机构2、种植机构3、浇水机构4和控制机构5,车体1可移动,内部为中空腔室,车体1上端转动设有第一支撑架6和第二支撑架7;搅拌机构2置于车体1上端,用于搅拌混合土壤和肥料,土壤和肥料经搅拌后形成混合物,搅拌机构2可倾倒混合物至车体1上;种植机构3置于车体1上端,设有用于盛装混合物的种植箱31,可在种植箱31内种植草莓,种植箱31可随太阳光照射方向转动;浇水机构4位于第一支撑架6上,用于向种植机构3的混合物上浇水,浇水机构4可沿第一支撑架6水平方向滑动;控制机构5用于分别控制搅拌机构2、控制种植机构3和控制浇水机构4的动作。
[0035] 本发明提供的草莓种植系统,与现有技术相比,将用于种植草莓的土壤和肥料放置到搅拌机构2中进行搅拌,搅拌好的混合物添加至种植机构3的种植箱31内,在混合物上种植草莓,通过浇水机构4对每个种植机构3的混合物进行浇水,通过控制机构5控制搅拌机构2的搅拌速度、控制种植机构3能随太阳光的照射方向转动和浇水机构4的浇水量,便于均匀吸收光照,通过移动车体1可在不同位置进行种植草莓,对草莓土壤和肥料的搅拌效果好,利于草莓生长,解决了草莓种植时光照不均匀,浇水和施肥搅拌费时费力的技术问题,具有对草莓种植的浇水和施肥搅拌可控,省去人工操作,对草莓种植光照均匀,利于实现自动化控制的技术效果。
[0036] 本实施例中,本发明的草莓种植系统可以在室外使用,也可以在室内使用。第一支撑架6和第二支撑架7分别转动连接在车体1上端,在第一支撑架6和第二支撑架7连接端设有轴承,则第一支撑架6和第二支撑架7能够在车体1水平面上转动,且第二支撑架7的高度大于第一支撑架6的高度。为保证太阳光能充分照射草莓,则需要使用第一支撑架6和第二支撑架7时,将两者分别转动并移开草莓的光照范围,或可以将第一支撑架6和第二支撑架7由玻璃材质制成。控制机构5设置在第二支撑架7上,第一支撑架6和第二支撑架7均呈L型,分别置于车体1的两端。
[0037] 具体的,控制机构5包括PLC可编程控制器、控制操作面板、用于控制搅拌机构2的搅拌速度的搅拌速度控制单元、用于控制种植机构3的旋转角度和速度的旋转速度控制单元和用于控制浇水机构4对草莓浇水量的水量控制单元,浇水机构4的水平滑动是通过人工来控制的,由于草莓的种植位置不同,则通过自动控制后,还可能造成水量的浪费,故对浇水机构4的滑动的控制是通过人工来实现的。
[0038] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,草莓种植系统还包括设于第二支撑架7上方的供电机构8,供电机构8用于分别向搅拌机构2、种植机构3和浇水机构4供电。当将车体1推移至远离电源的地方后,则浇水机构4、搅拌机构2和种植机构3就处于失电状态,就不再运行;为了使浇水机构4、搅拌机构2和种植机构3始终处于有电状态,则设置供电机构8,能够持续供电,不影响对草莓的种植使用。
[0039] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,草莓种植系统还包括设于第二支撑架7上方的围挡机构9,围挡机构9用于遮蔽种植机构3并形成封闭式腔室。围挡机构9就是将草莓封闭起来,使草莓处于保温状态,类似于我们日常生活中见到的蔬菜大棚,两者同属于一个原理,通过围挡机构9将草莓或种植机构3封闭后,则腔室内的空气就处于静止状态,腔室内的温度就会处于保温状态。由于本实施例中的围挡机构9不能完全密封种植机构3,则在实际应用中,当使用围挡机构9将种植机构3封闭后,再通过人工用塑料制品将该腔室的外周包裹严实即可,能够起到密封保温的作用。
[0040] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,种植机构3包括旋转台32和升降台33,旋转台32设于车体1上端,可在车体1水平面内旋转,旋转台32的旋转角度受控于控制机构5;升降台33设于旋转台32上端,种植箱31置于升降台33上端,种植箱31的放置高度借助于升降台33调节,种植箱31借助于旋转台32随太阳光照射方向转动。升降台33可以满足对草莓不同种植高度,种植箱31内用于容纳混合物,将草莓种植在混合物内,种植箱31可为多个且均布设置,旋转台32驱动升降台33在车体1平面上转动,进而驱动种植箱31的自转,旋转台32的旋转参数可调,可使种植箱31同步转动,使种植箱31内的草莓与太阳光照射方向一致,有利于得到太阳光的充分照射。
[0041] 在本实施例中,升降台33包括升降柱331和平台332,升降柱331为多个,均竖向设置在旋转台32上端面,多个升降柱331同时运行(升降),能够均匀推顶平台332升降,种植箱31是设置在平台332上的,平台332上设有用于限位种植箱31的限位台,则种植箱31位于平台332上后,不会从平台332上掉落,保证对草莓的种植效果,另外,种植箱31可从平台332上拆卸下来,便于搬移。升降柱331的升降高度可调节,升降台33可为电动升降台33,可与供电机构8连接,供电机构8向升降台33供电。升降台33的同步运行和旋转台32的同步运行都是通过PLC控制器34进行控制的,升降台33和旋转台32均与供电机构8电性连接,PLC控制器34位于供电机构8与升降台33或旋转台32之间的控制电路上。另外,可在PLC控制器34上设定对旋转台32的旋转参数、对升降台33的升降高度等。
[0042] 具体的,在我们日常生活中,早上的时候,太阳光的照射方向位于东方,那么就要使旋转台32对种植箱31的旋转角度处于东方,与太阳光照射方向一致,这样能够充分吸收太阳光照,或使草莓正对着太阳光。当过一段时间后,太阳上升,阳光照射的方向发生变化,那就使旋转台32也同步发生旋转,跟着太阳的移动速度,则能够使草莓充分跟随太阳光照,这样的草莓在生产过程中,不会以为缺少光照而影响草莓的生长进度。通过在控制机构5上设置旋转台32的转动速度,或设定一个小时或半个小时旋转一定角度,这样也能够充分得到光照。
[0043] 具体的,在控制机构5上设置有用于控制旋转台32旋转的时间控制开关,即多久时间启动旋转台32转动一次,转动一次的角度也是可以设定的,这样就能够充分利用光照。旋转台32为电动旋转台32,为一种现有技术产品,可从市面上购买到。
[0044] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,浇水机构4包括水箱41、喷淋头42和水泵43,水箱41固设于第一支撑架6上端,水箱41的出水端连接出水管;喷淋头42设于出水管的另一端,水平滑接在第一支撑架6上,喷淋头42用于向种植机构3的混合物上浇水,喷淋头42的高度和水平位置可调;水泵43设于出水管上,用于向喷淋头42泵送水,喷淋头42的喷淋水量受控于水泵43,水泵43的启停受控于控制机构5。水泵43的出水端设有三通阀或四通阀或五通阀,每一个阀门的出水口连接一个水管,通过水泵
43向喷淋头42供水,其中水泵43的流量可以调节,喷淋头42朝向种植箱31,一个喷淋头42对应一个种植箱31,两个相邻喷淋头42的间距与两个相邻种植箱31的间距相等,则一次浇水能够同时浇灌多个种植箱31。
[0045] 在本实施例中,在第一支撑架6上水平设置有滑轨44,在滑轨44上滑接有浇水伸缩杆45,浇水伸缩杆45竖向设置并竖向伸缩,浇水伸缩杆45的下端设有支撑板46,喷淋头42设置在支撑板46上,在第一支撑架6上设有浇水驱动器47,浇水驱动器47能在第一支撑架6上传动,可以单独进行控制,或通过人工控制,在浇水驱动器47传动过程中,能够驱动浇水伸缩杆45在滑轨44上滑行,浇水伸缩杆45带动支撑板46在水平面内平移,进而可使喷淋头42在水平面内平移,以便对种植箱31进行浇水。浇水驱动器47对浇水伸缩杆45的移动位置可调,以便对不同位置的种植箱31进行浇水。
[0046] 具体的,浇水伸缩杆45的底端设有套筒451,支撑板46的一端插接在套筒451内部且可拆卸,实现了支撑板46与浇水伸缩杆45的连接,且喷淋头42被固定在支撑板46上。优选的,喷淋头42的喷淋的角度可以调节。
[0047] 浇水驱动器47包括驱动电机、减速器、主动轮、从动轮和传送带,驱动电机驱动减速器转动,减速器带动主动轮转动,传送带包绕在主动轮和从动轮之间,主动轮转动后,则通过传送带的传动,可以带动从动轮转动,由于浇水伸缩杆45按的一端与传送带固定连接,则在传送带转动过程中,能够驱动浇水伸缩杆45在滑轨44上滑动,进而可以驱动喷淋头42在水平面内平移,利于对种植箱31进行浇水操作。滑轨44是设置在第一支撑架6底端,浇水驱动器47设在第一支撑架6的侧部或底端。
[0048] 其中,水箱41为金属制品制成,水箱41上的外圆周上缠绕有加热管48,加热管48的电源连接端与供电机构8连接,通过供电机构8能够向加热管48供电,加热管48通电后产生热量,可以对水箱41加热,进而可以加热水箱41内的水。此对水箱41的加热可以在冬季或冷天使用,当水箱41内的水温较低时,可以通过加热水箱41,使水温升高,进而可以再次操作浇水机构4,对草莓进行浇水。
[0049] 具体的,在水箱41的内部设有水位探测器411,通过探测水箱41内的水位高度,进而可以判断水箱41内的剩余水量,以便进行及时的加注水,能够防止水断流,影响浇水操作。水位探测器411还电性连接有报警器412,当水量低于某一水位后(该水位值可在水位探测器411上进行设置),则报警器412会发出报警信号,以便操作人员对水箱41进行及时加注水。其中,水位探测器411和报警器412的连接方式和报警方式均为现有技术,故在此不再赘述。报警器412为声光报警器。
[0050] 水位探测器411也可选用水浸式水位探测器411,水位探测器411还电性连接有水位显示器413,在水位显示器413上设有显示屏,可以在通过水位探测器411探测到的水位数值,可在水位显示器413上显示出来,这样便于操作人员进行观察和控制(向水箱41内加水等)。
[0051] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,搅拌机构2包括搅拌箱21、搅拌器22、旋转器23和倾倒器24,搅拌箱21置于车体1上端,用于盛放土壤和肥料,搅拌箱21的侧部设有卸料口25;搅拌器22设于搅拌箱21内部,用于搅拌混合土壤和肥料,搅拌器22受控于控制机构5;旋转器23设于车体1上并位于搅拌箱21底部,用于驱动搅拌箱21自转,旋转器23底部的一端与车体1上端铰接、另一端与车体1可拆卸连接;倾倒器24设于车体1内部,可沿车体1竖向伸缩,倾倒器24的推顶端与旋转器23的另一端铰接,搅拌箱21借助于倾倒器24向旋转器23的铰接端翻转,混合物沿卸料口25流出。卸料口25处设有塞子,能将卸料口25密封封堵。倾倒器24的翻转动作是在搅拌器22搅动混合完成后进行的,在搅拌向的上端设有开口,能够向搅拌箱21内添加土壤和肥料。在车体1上设有用于盛放被倾倒器24倾倒后的混合物的存放槽26,将混合物倾倒至存放槽26内。当需要将混合物添加至种植箱31内时,通过人工挖取位于存放槽26内的混合物,再次添加至种植箱31内,即可完成对草莓种植的填土的操作。
[0052] 在搅拌箱21的底部设有旋转器23,旋转器23驱动搅拌箱21自转,可以起到辅助搅动土壤和肥料的作用,旋转器23包括旋转电机231、设置在旋转电机231动力输出端的小齿轮232、水平设置在车体1上且能转动的大齿轮233,小齿轮232与大齿轮233相互啮合传动连接,搅拌箱21置于大齿轮233上,大齿轮233旋转后可以带动搅拌箱21旋转,大齿轮233的外部套接有套环234,套环234内部设有轴承,可以使大齿轮233在套环234内自由转动,旋转电机231竖向设置在车体1的内部,一端伸出车体1的上端,并驱动小齿轮232转动。在大齿轮233上设有限位环235,搅拌箱21卡接在限位环235内且保证在翻转时不滑脱,其中套环234的一端是与车体1上端铰接的、另一端与车体1可拆卸连接,当倾倒器24推顶套环234翻转时,则套环234推动大齿轮233翻转,大齿轮233带动搅拌箱21翻转,将混合物从搅拌箱21内倒出。具体的,套环234的翻转角度一般为0-30°,其受控于倾倒器24的推顶高度。由于大齿轮233与小齿轮232均为直齿轮,故在大齿轮233翻转过程中,也容易与小齿轮232之间发生滑动,从而脱离小齿轮232,实现翻转。
[0053] 具体的,倾倒器24设置在车体1内部,上端伸出车体1上端,为一种电动推杆,倾倒器24的推顶端与套环234的拆卸端铰接,通过倾倒器24推顶套环234上升,则套环234整体发生翻转,同时倾倒器24也在车体1内部水平移动。在倾倒器24的底部设有滑槽27,倾倒器24下端滑接在滑槽27内,当推顶套环234上升过程中,倾倒器24也在滑槽27上水平滑动。
[0054] 在本实施例中,搅拌器22包括搅拌电机221、搅拌轴222和搅拌叶片223,搅拌电机221置于搅拌箱21的顶部,搅拌轴222的一端与搅拌电机221动力输出端连接、另一端穿过搅拌箱21并伸入至搅拌箱21内部,搅拌轴222与搅拌箱21之间为转动连接关系,搅拌叶片223设置在搅拌轴222上且位于搅拌箱21内,能够在搅拌轴222转动后,搅拌叶片223搅动土壤和肥料,以使充分混合。
[0055] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,搅拌箱21内壁上设有多个辅助搅拌件28,辅助搅拌件28可与搅拌器22抵接,搅拌器22搅拌中触碰辅助搅拌件28后,辅助搅拌件28晃动并可搅动土壤和肥料。
[0056] 在本实施例中,辅助搅拌件28包括弹簧281和拨片282,弹簧281的一端固定连接在搅拌箱21内壁上、另一端为自由端,弹簧281可以在被拨动后,自身发生弹性形变,且还能自由恢复原位;拨片282的一端固定连接在弹簧281的自由端上、拨片282的另一端为自由端,当搅拌器22接触拨片282后,则拨片282在弹簧281的作用下发生自由摆动,则在拨片282摆动的过程中,也能对土壤和肥料进行搅拌,起到了辅助搅拌的作用。
[0057] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,搅拌器22为中空结构,搅拌器22的搅拌端上设有多个出风口224,搅拌箱21上端设有鼓风机29,鼓风机29的出风端连接有鼓风软管,鼓风软管插接在搅拌器22的中空结构内,鼓风机29用于向被搅拌器22搅拌中的混合物上鼓风。其中搅拌轴222和搅拌叶片223的内部均为中空结构,在搅拌叶片223上设有出风口224,通过鼓风机29向鼓风软管吹气,鼓风软管向搅拌轴
222内输气,搅拌轴222内的空气向出风口224输气,则通过鼓风机29的鼓风能够依次通过鼓风软管、搅拌轴222、搅拌叶片223、出风口224,并在搅拌叶片223搅动过程中,气体吹向被搅动中的土壤和肥料,便于能够加快干燥。当不需要使用干燥或吹风时,即停止鼓风机29。
[0058] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,围挡机构9包括卷筒91、遮挡布92和围挡驱动器93,卷筒91为多个,均沿第二支撑架7的边缘依次设置;遮挡布92卷绕在卷筒91上,遮挡布92用于遮挡种植机构3且遮挡高度可调,卷筒91用于收卷遮挡布92,多块遮挡布92、第二支撑板46和车体1共围成用于保温种植机构3的封闭式腔室;围挡驱动器93用于驱动卷筒91旋转,遮挡布92借助于卷筒91升降。卷筒91沿着第二支撑架7的边缘依次设置,使遮挡布92降落后能够遮挡种植机构3,在本实施例中,遮挡布92的底端位于车体1下部后,在竖向方向上就起到了遮挡种植机构3或草莓的作用;当所有遮挡布92被下放后,能够在横向上遮挡种植机构3或草莓,即相邻两块遮挡布92之间可不留空隙,在横向上遮挡,则由多块遮挡布92、第二支撑架7和车体1之间就能够围成三维空间的立方体结构,将种植机构3或草莓包围,形成温室环境,利于草莓的保温操作,尤其适用于在冬季种植草莓时。遮挡布92的放置高度都可以通过收卷卷筒91来控制。多块遮挡布92之间若存在空隙或缝隙,则通过人工用胶带或其它连接件,将相邻两个遮挡布92连接的一起,则就可实现封闭式腔室的作用。
[0059] 具体的,围挡驱动器93为一种减速电机,能够驱动卷筒91旋转,通过控制卷筒91的旋转,就可控制遮挡布92的下放高度,控制灵活,操作方便。遮挡布92可采用塑料制品的柔性软塑料布,收卷方便,又成本较低。
[0060] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,请参阅图1至图7,供电机构8包括太阳能电池板81、控制器82、蓄电池83和逆变器84,太阳能电池板81为多个,均设于第二支撑架7上端面,用于吸收太阳能热量;控制器82的输入端连接太阳能电池板81的输出端,用于将太阳能转变为电能;蓄电池83的输入端连接控制器82的输出端,用于储存电能;逆变器84的输入端连接蓄电池83的输出端,用于将直流电能转变为交流电能,逆变器84还用于向搅拌机构2、种植机构3和浇水机构4供电。太阳能电池板81为多个,均设置在第二支撑架7上端,控制器82为一种能够将太阳光能转变为电能的设备,该控制器82也现有技术中的一种控制器82。蓄电池83可以为光电池,直接将光能转化为电能。
[0061] 本发明实施例中的控制电源输出220V交流电,输出功率为50W。逆变器84能提供交流电源,蓄电池83把太阳能电池板81转化的多余的电能储存起来,由蓄电池83向负载供电。
[0062] 作为本发明提供的草莓种植系统的一种具体实施方式,在第一支撑架6的内侧顶部设有多个照明灯,照明灯可朝向种植箱31照射,便于种植箱31内的草莓能够吸收更多的光照,照明灯与蓄电池83连接,也可与逆变器84连接,在照明灯上可设置计时器,在计时器上可预设对草莓的照射时间,时间长短可根据草莓的具体种植参数进行设置,可灵活掌握和控制。
[0063] 具体的,在第一支撑架6的内部设有负离子发生器和臭氧消毒器,且均与供电机构8电性连接,用于对种植机构3内的草莓或草莓周围的空气进行消毒和杀菌处理。其中,负离子发生器和臭氧消毒器的开启和停止时间都可以控制(人工控制和电子控制)。
[0064] 在本实施例中,车体1的两端分别设有相互挂接的挂接组件11,挂接组件11用于使两个相邻的车体1的端部挂接,使两个车体1之间连接在一起,车体1一端的挂接组件11用于连接另一个车体1另一端的挂接组件11,即通过挂接组件11,能将多个车体1首尾相接连接的一起,形成链式连接。以上适用于需要种植大量草莓时使用,推移一个车体1,则其他车体1也随着移动,为便于理解,可认为类似于一种火车式的组成方式。车体1的底部设有多个行走轮12,通过推移车体1,就可以移动车体1。车体1底部设有支腿,支腿的底部设有行走轮
12,支腿为伸缩式,支腿对车体1的支撑高度可调。
[0065] 具体的,挂接组件11包括螺栓和螺母,螺栓和螺母分别设于车体1的两端,当相邻两个车体1抵接在一起后,通过螺栓与螺母的连接,就可使两个车体1连接在一起,连接方式简单又方便,拆卸也比较方便。
[0066] 太阳能资源为清洁能源,无噪声,无污染,而且光伏发电系统全部采用电子元器件构成,不存在机械转动与磨损的情况,操作维护简单,运行稳定可靠。同时具有体积小、重量轻、方便灵活、建设周期短、安全可靠和维护成本低的特点。
[0067] 具体的,太阳能电池板81为多晶硅材料。多晶硅材料是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料,在太阳能发电领域具有很大的作用,可以提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本。蓄电池83为锂离子蓄电池83,采用锂离子蓄电池83将多余的电源积存起来,向搅拌机构2、种植机构3和浇水机构4供电,使用时间较长,使用方便。
[0068] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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