一种无土栽培装置
技术领域
本实用新型涉及无土种植领域，具体为一种无土栽培装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对于健康的关注度更高，在作物的选择上更倾向于食用绿色的、无公害的作物。但是采用土壤种植无法避免的就是土壤对于作物的污染，其可控性较低。因此出现无土栽培的种植方式，在栽种时，不使用土壤，使用营养液供给作物所需的养分。随着自动化的普及，一些专门做无土蔬菜的企业，采用现代机械化的手段实现蔬菜的无土栽种，其通常采用的方式是，使用自动化的机械完成栽种、育苗、生长、收割、包装。
在作物生长过程中，为节约相应的水资源或营养液资源，现有技术中提供一种灌溉、育苗一体化的育苗栽培床架，其包括固定平台、固定在固定平台上的育苗栽培架、沿育苗栽培架侧边设置的中空架，中空架上设有输水管道、喷灌支架，喷灌支架上设有与输水管道连通的喷头；育苗栽培架倾斜设置，育苗栽培架的低端设有回收管道，用于回收育苗栽培床架上汇集的多余水分，回收管道的另一端连接储水罐，储水罐的底部设置有排污阀。储水罐通过过滤装置与育苗栽培床架的输水管道连通，对回收的水分循环再利用。
但是上述方案存在以下问题：一是育苗栽培架倾斜设置，放置在育苗栽培架上的作物，会有向育苗栽培架低端运动的趋势，会出现作物从育苗栽培架滑落的情况；二是在作物生长状态达到收割状态时，对于位于育苗栽培架中部的作物，工人不易取下，需要工人不断的往返育苗栽培架中部和作物收割点，造成工人大量的重复劳动，浪费人力资源。
实用新型内容
本实用新型意在提供一种无土栽培装置，能够减少收割作物时工人往复运动造成的重复劳动，避免人力资源的浪费。
本实用新型提供基础方案是：一种无土栽培装置，包括培育床，所述培育床上设有用于供水流通的培育道，所述培育道的两侧均设有滑轮机构，所述培育道上设有育苗盘，所述育苗盘的两端分别与培育道两侧的滑轮机构滑动连接；所述培育道沿水流方向的末端转动连接有用于阻挡育苗盘的挡板；所述培育床沿水流方向的末端上设有用于检测作物生长状态的传感器，所述培育床上设有控制器和报警器，所述传感器、报警器均与控制器电连接。
基础方案的工作原理及有益效果是：控制器用于根据传感器检测到的信号启动报警器，传感器的高度与作物相关，不同作物成熟期的高度不同，根据作物成熟时的高度设置传感器。培育道供水或营养液在其中流动，由此供给作物所需的养分。滑轮机构的设置，与育苗盘的两端滑动连接，由此育苗盘可沿水流方向在滑轮机构上滑动。挡板的设置，能阻挡育苗盘从培育道上掉落，且使得育苗盘能够在培育道上彼此相邻放置，从而实现育苗盘上的作物在培育道上进行生长。传感器的设置，用于检测作物的生长状态是否达到成熟状态，若达到，则传感器检测到信号，控制器根据传感器检测到的信号启动报警器，从而根据报警器提醒工人对成熟状态的作物进行收割。
培育作物时，为保持各时期均能收割作物，分批次培育作物，例如将作物在培育床上的生长分为早期、中期、末期三个阶段，将第一批作物放置在培育床上，此时第一批作物位于培育道沿水流方向的首端；当第一批作物达到中期时，将第二批作物放置在培育床上，此时第一批作物位于培育道的中端，第二批作物位于培育道沿水流方向的首端；当第二批作物达到达到中期时，将第三批作物放置在培育床上，此时第一批作物、第二批作物和第三批作物沿水流方向的末端至首端依次放置在培育床上。因此当传感器检测到位于培育床沿水流方向的末端的作物达到成熟状态时，可认为第一批作物均达到成熟状态，对第一批作物进行收割。
滑轮机构的设置，使得育苗盘能够沿水流方向的首端向末端移动，使用时，工人在首端上将育苗盘放置在培育道上，并向末端推动育苗盘，挡板的设置能避免第一个放入培育道的育苗盘从培育床上掉落，由此工人可在培育床的一端将所有的育苗盘放置到培育道上，从而实现作物的生长。由于传感器设置在培育床沿水流方向的末端上，当传感器检测到信号，即说明育苗盘上的作物已生长至成熟状态，由此工人可在培育床的另一端将所有的育苗盘从培育道上取下，从而对作物进行收割，进而减少收割作物时工人需往复培育床和收割点所造成的重复劳动，避免人力资源的浪费。
进一步，所述滑轮机构包括滑道，所述滑道的顶部开设有容纳通槽，所述容纳通槽内设有若干转轴，所述转轴的轴向均垂直于水流方向，所述转轴上均套设有滑轮，所述滑轮的周面与育苗盘的底部相抵。有益效果：容纳通槽的设置，为滑轮提供容纳空间。转轴的设置，用于定位滑轮，避免滑轮在滑道上的位置发生移动，同时也是为了实现滑轮的转动，由此实现育苗盘在滑轮上滑动，从而实现育苗盘在滑轮机构上沿水流方向移动。
进一步，所述滑轮的直径沿水流方向依次增大。有益效果：随着作物的生长，作物在不同阶段时，其根系的面积以及对氧气的需求不同，滑轮的直径沿水流方向依次增大，即滑轮的直径沿培育道的首端至末端逐渐增大，位于滑轮上的育苗盘至培育道之间的间隙逐渐增大，由此随作物的生长增大作物根系的容纳空间，以及增加作物的气根，增加根系所吸收的氧气。
进一步，所述传感器通过伸缩机构与培育床固定连接。有益效果：不同作物成熟状态下的高度不定，通过伸缩机构调节传感器的高度，从而可适用不同作物，进而实现对不同作物是否生长至成熟状态进行检测。
进一步，所述伸缩机构包括伸缩套筒和伸缩套杆，所述伸缩套杆的一端位于伸缩套筒内，且与伸缩套筒的内壁滑动连接，所述伸缩套杆的另一端与传感器固定连接，所述伸缩套筒上开设有固定孔，所述固定孔螺纹连接有固定件，所述固定件的一端伸入伸缩套筒内，且与伸缩套杆相抵。有益效果：使用时，使固定件的一端与伸缩套杆分离，此时，伸缩套杆的一端可在伸缩套筒内自由移动，从而改变传感器的高度。当传感器位于指定高度时，旋紧固定件，使得固定件的一端与伸缩套杆相抵，由此固定伸缩套杆，进而固定传感器的位置。
进一步，所述挡板通过定位铰链与培育道转动连接，所述挡板能够以定位铰链为轴心线摆动，所述轴心线与水流方向垂直。有益效果：在作物生长过程中，挡板位于育苗盘所在平面的上方，此时挡板阻挡育苗盘，在作物收割过程中，挡板以定位铰链为轴心线摆动，使得挡板位于育苗盘所在平面的下方，此时挡板不再阻挡育苗盘，由此将育苗盘从培育床上取下。
进一步，所述培育床包括伸缩支脚，所述伸缩支脚的顶部与培育道的底部铰接。有益效果：通过伸缩支脚对培育床的高度进行调节，还可使培育床呈现不同的倾斜度，由此控制水流速度。
进一步，还包括回水装置，所述回水装置包括依次连通的进水管道、储水池和出水管道，所述出水管道连接在培育道沿水流方向的首端，所述进水管道连接在培育道沿水流方向的末端。有益效果：回水装置的设置，能够对供给作物养分的水或营养液进行收集，并循环利用，减少水资源的浪费，同时也能增加水或营养液中氧气的含量，为作物供给氧气。
进一步，所述回水装置还包括过滤机构，所述过滤机构包括过滤网，所述过滤网固定连接在进水管道远离储水池的一端。有益效果：过滤网的设置，能过滤水或营养液在培育道上带来的杂质，避免杂质堵塞进水管道和出水管道。过滤网设置在进水管道的一端，便于对过滤网上的杂质进行清理。
进一步，所述培育道上铺设有防水膜，所述防水膜的两侧向上弯曲。有益效果：防水膜的设置，能够隔绝培育道和水，或者隔绝培育道和营养液，从而减少水和营养液的损耗，充分利用资源。
附图说明
图1为本实用新型一种无土栽培装置实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型一种无土栽培装置实施例一的左视剖视图；
图3为本实用新型一种无土栽培装置实施例二的中间支脚的局部剖视图；
图4为本实用新型一种无土栽培装置实施例三的伸缩机构的剖视图；
图5为本实用新型一种无土栽培装置实施例四的右视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：培育床1、培育道2、滑轮机构3、挡板4、传感器5、中间支脚601、中间滑块602、压簧603、伸缩套筒701、伸缩套杆702、固定件703、储水池801、进水管道802、出水管道803。
实施例一
一种无土栽培装置，如附图1、附图2所示，包括培育床1，培育床1上设有若干用于供水流通的培育道2(在本实施例中，以供给作物水分进行说明)，培育道2的两侧均设有滑轮机构3，培育道2上设有育苗盘，育苗盘的两端分别与培育道2两侧的滑轮机构3滑动连接。滑轮机构3包括滑道，滑道的顶部开设有容纳通槽，容纳通槽的长度方向平行于水流方向，容纳通槽内固定连接有若干转轴，在本实施例中，转轴的两端与容纳通槽通过螺钉固定连接。转轴的轴向均垂直于水流方向，转轴上均套设有滑轮，滑轮顶部的周面高于滑道的顶部，且滑轮的周面与育苗盘的底部相抵(即滑轮的最高处高于滑道的顶部，且滑轮的最高处与育苗盘的底部相抵)。转轴至容纳通槽底部的竖直距离均相等，滑轮的直径沿水流方向依次增大，即滑轮顶部的周面至培育道2的竖直距离逐渐增大(即滑轮最高处至培育道2底部的竖直距离逐渐增大)。滑道的底部与培育道2粘接，培育道2上铺设有防水膜，防水膜的两侧向上弯曲，即防水膜的两侧分别与滑道的侧壁连接，在本实施例中，防水膜的底面与培育道2、滑道侧壁粘接。
培育道2沿水流方向的末端转动连接有用于阻挡育苗盘的挡板4，在本实施例中，挡板4通过转动轴与培育道2转动连接，挡板4与培育道2之间设有门窗钩，门窗钩为现有技术，门窗钩包括挂钩和固定环，挂钩通过螺钉固定在挡板4上，固定环通过螺钉固定在培育道2上。作物生长过程时，挂钩勾在固定环上，使得挡板4位于育苗盘所在平面的上方，此时挡板4阻挡育苗盘，作物收割过程时，将挂钩从固定环上取下，挡板4以转动轴为轴心转动，使得挡板4位于育苗盘所在平面的下方，此时挡板4不再阻挡育苗盘，将育苗盘从培育床1上取下进行作物收割。在其他实施例中，挡板4通过定位铰链与培育道2转动连接，定位铰链选用180度的定位合页铰，挡板4能够以定位铰链为轴心线摆动，轴心线与水流方向垂直。在作物生长过程中，挡板4位于育苗盘所在平面的上方，且挡板4所在平面与育苗盘所在平面垂直，此时挡板4阻挡育苗盘，在作物收割过程中，挡板4以定位铰链为轴心线摆动180度，使得挡板4位于育苗盘所在平面的下方，此时挡板4不再阻挡育苗盘，由此将育苗盘从培育床1上取下进行作物收割。
培育床1沿水流方向的末端上设有用于检测作物生长状态的传感器5，培育床1上设有控制器和报警器，传感器5、报警器均与控制器电连接。在本实施例中，传感器5选用型号为E3F-20C120L的光电开关，报警器选用型号为ND16-22FS的带灯蜂鸣器，控制器选用型号为STM32F103C8T6的单片机。光电开关包括发射器和接收器，具体的将发射器和接收器分别设置在培育床1的两侧，接收器能够接收发射器发出的激光。传感器5与控制器的输入端电连接，控制器的输出端与报警器电连接，控制器用于根据传感器5检测到的信号控制报警器启动。在其他实施例中，为避免传感器5发出的激光刚好从相邻两颗作物之间穿过，无法识别到作物达到成熟状态，可设置多个传感器5进行检测。
使用时，从培育道2沿水流方向的首端放入育苗盘，并向培育道2沿水流方向的末端推动育苗盘，后放置的育苗盘对先放置的育苗盘施加作用力，直到最先放置的育苗盘与挡板4相抵，由此培育道2上放置有彼此相邻的多个育苗盘。在作物生长过程中，传感器5不断对作物的高度进行检测，通过作物高度反映作物生长状态，当作物达到成熟状态时，传感器5的发射器发出的激光被遮挡，传感器5检测到信号，控制器根据传感器5的信号控制报警器启动，从而提醒工人对作物进行收割。收割作物时，将挡板4摆动至育苗盘所在平面饿下方，在培育道2沿水流方向的末端依次取下育苗盘，从而对作物进行收割。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于：培育床1还包括若干伸缩支脚，伸缩支脚矩形分布设置，为便于说明，将位于沿水流方向末端的伸缩支脚定义为末端支脚，将位于水流方向首端的伸缩支脚定义为首端支脚，其余伸缩支脚定义为中间支脚601。末端支脚的顶部与培育道2的底部通过铰链铰接；如附图3所示，中间支脚601的顶部设有中间滑块602，中间滑块602的底部开设有滑槽，滑槽的内壁与中间支脚601的侧壁滑动连接，滑槽的槽底与中间支脚601的顶部之间固定连接有压簧603，培育道2的底部开设有与中间滑块602滑动连接的中间滑槽；首端支脚为电动气缸，首端支脚的顶部焊接有首端滑块，培育道2的底部开设有与首端滑块滑动连接的首端滑槽。
实施例三
本实施例与实施例一的不同之处在于：传感器5通过伸缩机构与培育床1固定连接。
如附图4所示，伸缩机构包括伸缩套筒701和伸缩套杆702，伸缩套杆702的底端位于伸缩套筒701内，且与伸缩套筒701的内壁滑动连接，伸缩套杆702的顶端与传感器5固定连接，在本实施例中，传感器5通过螺钉与伸缩套杆702固定连接。伸缩套筒701的侧壁上开设有固定孔，固定孔螺纹连接有固定件703，在本实施例中，固定件703为蝶形螺栓。固定件703的一端伸入伸缩套筒701内，且与伸缩套杆702相抵。
实施例四
本实施例与实施例一的不同之处在于：一种无土栽培装置，还包括回水装置。
如附图5所示，回水装置包括依次连通的进水管道802、储水池801和出水管道803，以及抽水泵和过滤机构，在本实施例中过滤机构为过滤网。进水管道802远离储水池801的一端连接有导向管，导向管的管径逐渐增大，导向管管径较大的一端连接在培育道2沿水流方向的末端，用于收集水资源，导向管管径较小的一端与进水管道802连接，过滤网固定连接在导向管与进水管道802的连接处。储水池801与出水管道803通过抽水泵连通，出水管道803远离储水池801的一端通过管卡固定在培育道2沿水流方向的首端。
以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
