CN105104158A - 智能水培蔬菜种植柜 - Google Patents

Abstract

智能水培蔬菜种植柜，包括多个种植层、水循环系统、风循环系统以及控制系统，所述控制系统分别与水循环系统、风循环系统相连，实现自动水循环和自动风循环。每个种植层，包括种植盒和种植空间，种植空间顶部安装有照明灯管，相邻的上层种植盒与下层照明灯管间用保温棉隔开。水循环系统包括带水位传感器的封闭式水箱，水箱与一自动加营养液装置连接，并且通过压缩制冷机和加热装置对水温的调控，维持水温恒定。所述控制系统集中在一个控制盒内。本发明可实现自动水循环和风循环，并对蔬菜生长所需的环境进行自动化控制，同时创新了水冷和水热系统，维持水温恒定，可达到快速生产出绿色、环保、安全、有机的各种水培蔬菜的目的。

Description

智能水培蔬菜种植柜

技术领域

本发明属于家用智能领域的水培蔬菜种植装置领域，具体涉及一种智能水培蔬菜种植柜。

背景技术

随着城市化程度越多越高，农业土地和水资源越来越少，土地和水资源污染越来越严重，以及农药的过度使用，导致市面上出现很多的不健康蔬菜。

城市家庭用户想种植却没有场地，也没有时间管理，且受天气和气候的影响，无法体验到种植的乐趣和吃到绿色健康的蔬菜，因此设计一款可以放在室内或阳台上，无需阳光，无需打理的自动化室内种菜装置很有必要。

目前市面上已经出现不少类型的种菜装置：

(1)有土栽培的种菜装置，其占用空间大且不卫生，也不方便打理，而且不能实现自动施肥，自动控温，自动补水等功能。

(2)对于无土栽培的水培蔬菜种植装置，例如：

CN104255428A公开了一种家庭用水培养蔬菜装置，为解决现有的家庭培养蔬菜的主要方式存在营养不足、产生大量真菌而阻碍蔬菜成长，种植的蔬菜不便搬运，影响家庭卫生环境的问题而设计，不能自动化控制。

CN101558733B公开了一种水栽培植物蔬菜的种植系统，仅解决了分段控制营养水液，方便更换营养水液的问题。

CN203167691U公开了一种家庭快速种菜机，包括主机、多个分体机、保温进风管、多个LED照明管及保温回风管，该种家庭快速种菜机的分体机内能随时都保持蔬菜生长所需的湿度、温度、光度和营养。该种家庭快速种菜机不能实现水温恒定，也不能实现营养液的自动添加，且管道内的水未经过净化，易引起细菌和病毒的入侵。

CN103931433A公开了一种家用全自动蔬菜生产箱，包括可设定品种的生长按钮，每个按钮植入自动控制程序，包含温度，光照时间，生长周期，水肥周期等参数。该种家庭快速种菜机亦不能实现水温恒定，同样水管道容易堵塞。

CN103229707A公开了一种家用种菜机，由壳体、门、控制层、储水层、隔板、抽屉、显示屏和操作面板构成。该种家用种菜机不能自动补给营养液和自动维持水温恒定等功能，影响种菜机内植物的生长，且水循环系统同样容易堵塞，难于维修，影响种菜机的使用寿命。

CN203840882U公开了一种家用可自动进行营养液生产的立体蔬菜种植机，包括程序控制器和营养液自动生产系统，支撑部分，基质储存槽，营养液储存槽，进排水系统和循环浇灌系统，LED种植灯，温度传感器，二氧化碳传感器，湿度传感器，升降天窗、机侧壁观察窗和正面观察门。该种家庭快速种菜机亦不能实现水温恒定，且水循环系统容易堵塞，未经净化消毒的水也将给种菜机内的植物造成污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能为水培蔬菜的生长提供一个相对独立的空间，减少外界空气对蔬菜的污染；并通过实现自动水循环和风循环，达到蔬菜生长所需的最佳温度，营养，光照，水分等，营造一个最适合蔬菜生长的环境，且占地面积小的智能水培蔬菜种植柜。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案如下：

智能水培蔬菜种植柜，包括多个种植层、水循环系统、风循环系统以及控制系统，所述控制系统分别与水循环系统、风循环系统相连，实现自动水循环和自动风循环；其中：

所述每个种植层，包括一个种植盒，和位于种植盒上方便于植物生长的密闭种植空间；所述种植盒放置在种植柜的骨架上，种植空间顶部安装有照明灯管；所述照明灯管与控制系统相连，以控制种植层内的光照时间。在相邻的上层种植盒与下层照明灯管间用保温棉隔开，保温棉有利于水的恒温，并且可以隔离灯光的热量。每个种植盒内安装有水位控制堵头；每个种植层设有电路控制器并统一接入控制盒。

所述水循环系统包括带水位传感器的封闭式水箱、水泵以及连接到各个种植层的循环水路，当水箱的水位传感器处于低水位时，水箱进水阀打开，水泵启动，自动进水；当水位传感器处于高水位时，进水阀关闭，水泵停止进水，水循环系统与控制系统相连，实现对每个种植层的定时水循环；所述水箱与一自动加营养液装置连接。

所述水箱的进水口连接一用于制冷用的压缩制冷机，当水温高于设定值，则利用压缩制冷机制冷；所述水箱内还设有加热装置(例如电热棒)，当水温低于设定值，则利用所述加热装置加热，实现对水温的调控，维持水温恒定。

所述风循环系统包括一组风扇，所述风扇安装在每层种植空间的背板上，风扇与控制系统相连。

所述控制系统集中在一个控制盒内。

进一步地，所述自动加营养液装置包括液位感应模块、控制板、营养液瓶、用于放置营养液瓶的营养液底座和蠕动泵；所述蠕动泵通过管道连接水箱和营养液瓶，营养液底座的出口处设有液位感应模块，当液位感应模块检测到无营养液时，发出信号至控制板，控制板连接一个闪灯，用于提醒用户更换营养液瓶。

进一步地，所述营养液底座内部设有一尖刺部，所述营养液瓶的瓶盖使用环保软胶材料，所述尖刺部能将瓶盖刺破，使营养液流入营养液底座的出口。

进一步地，所述种植空间的顶部为一透光板，所述透光板通过磁吸柱以磁吸的方式安装在相邻上层的种植盒下方，方便照明灯管损坏时更换。最上面种植层的透光板安装在种植柜的顶层。所述透光板只有照明灯管安装处透光，其他部分反光，能增加光的利用率。

进一步地，所述种植盒的面部为设有合理珠距种植孔的种植面板，其表面光滑，不吸水，保温，易清洗，珠距设计合理，可以最大化利用面积，节省空间。

进一步地，所述水循环系统还包括可以对水进行消毒的消毒装置，例如在水箱内设置紫外线灯，避免细菌和病毒的侵入，造成植物的感染。

进一步地，在所述水箱的面上装有一层过滤棉，可以过滤掉水中的菜叶、根、污物，防止水循环堵塞。

进一步地，所述智能水培蔬菜种植柜还设有一排水泵，实现对种植盒的清洗。当种植柜长使用时间，或需要搬移，或停止使用时，可以启动排水泵自动排水，然后拔下出水水位堵头，排干水并自动再抽水冲洗几分钟，再次排干，完成自动清洗功能。

进一步地，所述照明灯管为具有更全面光谱的LED灯管，所述LED灯管发出的灯光是植物生长所需要的光谱。

进一步地，所述智能水培蔬菜种植柜的背面为镜面不锈钢背板，可以增加光照利用率。

本发明的水循环原理：种植柜最顶层种植盒的进水口与水箱出水口通过水管连接，最顶层种植盒的出水口与下一层的进水口通过水管相连；依次连接到最底层的种植盒，最底层种植盒的进水口与相邻上层的出水口相连，最底层种植盒的出水口与水箱相连，形成一个循环水路。水循环系统与控制系统相连，定时进行水循环：控制系统定时控制水泵将水箱内的水抽至最顶层种植盒内，当最顶层种植盒内的水位达到设定的水位时，水会自动注入下一层，直至最底层，最后由最底层种植盒流入水箱，形成一个循环。每个种植盒内装有水位控制堵头，自动水循环可以使每个种植盒内的水位保持在固定深度，及良好的流动性，有利于植物更好地生长。

本发明的风循环原理：种植柜每层种植空间的背板上都设有风扇，所述风扇与控制系统相连，使每个种植层内实现自动风循环，风循环可带走照明灯管散发的热量，及让植物生长的空气流动，避免植物叶片堆叠坏死和二氧化碳浓度过高。

本发明的电路控制：每个种植层都设有电路控制器，通过电线统一接入控制盒，实现种植柜的电路控制。

本发明水循环系统的水路和控制电路的电线都布设在种植柜的背面；但水电路分离，高压部分做防水，安全性高。

本发明的有益效果如下：

1、本发明整机采用骨架受力的方式，稳定可靠，安装方便；所述控制系统集中在一个控制盒内，方便检测和维护；所述水箱采用封闭式结构，可保温和避免液体外溅带来危害。

2、本发明创新了水热系统和水冷系统，可以通过压缩制冷机制冷，通过加热装置加热，从而实现对水温的调节，实现水温自动恒温，保持植物的根际温度正常，以达到植物的最佳生长条件。

3、本发明可以实现自动水循环，水循环系统增加了过滤棉以及消毒装置，过滤棉可以避免堵塞情况的发生；由于水中配有营养液，很容易生长绿藻和细菌，植物易生病，消毒装置可以避免植物感染细菌和病毒，增加植物的成活率。

4、本发明可以实现自动风循环，风循环系统能增加空气流通，带走灯光的热量，避免植物叶片堆叠坏死和二氧化碳浓度过高，以达到均衡氧气浓度、调节温度的目的。

5、本发明的自动加营养液装置的营养液瓶采用环保软胶材料，一次性使用，无需开盖，直接插入营养液底座，自动刺破盖子，即可使用，使用方便且环保。

6、本发明还可以根据植物的生长要求，更换设计有相应合理株距的种植面板，从而达到快速生产出绿色、环保、安全、有机的各种水培蔬菜目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的拆分结构示意图；

图3为本发明种植盒的结构示意图；

图4为本发明的自动加营养液装置的结构示意图；

图5为本发明的底层控制区的内部结构示意图；

图6为本发明的水循环系统水循环原理示意图；

附图标注说明：

顶层1；种植盒2-1；种植空间2-2；控制区3；骨架4；照明灯管5；保温棉6；水位控制堵头7；电路控制器8；水位传感器9；水箱10；水泵11；进水阀12；液位感应模块13-1；控制板13-2；营养液瓶13-3；营养液底座13-4；蠕动泵13-5；压缩制冷机14；电热棒15；透光板16；磁吸柱16-1；种植面板17；过滤棉18；排水泵19；控制盒20；控制系统21；风扇22；紫外线灯23。

具体实施方式

以下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述：

如图1所示，本实施例智能水培蔬菜种植柜为一立式柜体，分为顶层1、中间的种植层和底层的控制区3。具体包括四个种植层、水循环系统、风循环系统以及控制系统21，所述控制系统21分别与水循环系统、风循环系统相连，实现自动水循环和自动风循环。所述风循环系统包括一组风扇22，风扇22安装在每层种植空间的背板上，并与控制系统21相连。所述控制系统21集中在一个控制盒20内。

如图2和图3所示，每个种植层，包括一个种植盒2-1，和位于种植盒2-1上方便于植物生长的密闭种植空间2-2；种植盒2-1放置在种植柜的骨架4上，种植空间2-2顶部安装有照明灯管5，照明灯管5为具有更全面光谱的LED灯管，其发出的灯光是植物生长所需要的光谱。照明灯管5与控制系统相连，实现光照时间的控制。在相邻的上层种植盒2-1与下层照明灯管5间用保温棉6隔开，保温棉6有利于水的恒温，并且可以隔离灯光的热量。每个种植盒2-1内安装有水位控制堵头7；每个种植层设有电路控制器8，并统一接入控制盒20。种植柜的背面为镜面不锈钢背板23，可以增加光照利用率。

水循环系统包括带水位传感器9的封闭式水箱10、水泵11以及连接到各个种植层的循环水路，当水箱的水位传感器9处于低水位时，水箱进水阀12打开，水泵11启动，自动进水；当水位传感器9处于高水位时，进水阀12关闭，水泵11停止进水，水循环系统与控制系统22相连，实现定时水循环。

水箱10与一自动加营养液装置13连接。水箱10的进水口连接一用于制冷用的压缩制冷机14，当水温高于设定值，则利用压缩制冷机14制冷；所述水箱10内还设有电热棒15，当水温低于设定值，则利用电热棒15加热，实现对水温的调控，维持水温恒定。

如图4所示，所述自动加营养液装置包括液位感应模块13-1、控制板13-2、营养液瓶13-3、用于放置营养液瓶13-3的营养液底座13-4和蠕动泵13-5；所述蠕动泵13-5通过管道连接水箱10和营养液瓶13-3，营养液底座13-4的出口处设有液位感应模块13-1，当液位感应模块13-1检测到无营养液时，发出信号至控制板13-2，控制板13-2连接一个闪灯，用于提醒用户更换营养液瓶。所述营养液底座13-4内部设有一尖刺部，所述营养液瓶13-3的瓶盖使用环保软胶材料，所述尖刺部能将瓶盖刺破，使营养液流入营养液底座13-4的出口。

如图3所示，所述种植空间2-2的顶部为一透光板16，所述透光板16通过磁吸柱16-1以磁吸的方式安装在相邻上层的种植盒2-1下方，方便照明灯管5损坏时更换。第四层种植层的透光板安装在种植柜的顶层1。所述透光板16只有照明灯管安装处透光，其他部分反光，能增加光的利用率。

如图3所示，所述种植盒2-1的面部为设有合理珠距种植孔的种植面板17，可以最大化利用面积，节省空间。种植面板17可以根据不同蔬菜的生长需求进行更换。

如图4所示，所述水循环系统还包括设置在水箱10内的紫外线灯23，可以对水进行消毒，让水中不滋生细菌和生长藻类，避免细菌和病毒的侵入，造成植物的感染，提高植物成活率。

如图5所示，在所述水箱10的面上装有一层过滤棉18，可以过滤掉水中的菜叶、根、污物，防止水循环堵塞。

所述智能水培蔬菜种植柜还设有一排水泵19，实现对种植盒2-1的清洗。当种植柜长使用时间，或需要搬移，或停止使用时，可以启动排水泵19自动排水，然后拔下出水水位堵头7，排干水并自动再抽水冲洗几分钟，再次排干，完成自动清洗功能。

如图6所示，本实施例的水循环原理如下：种植柜第四层种植盒的进水口与水箱10出水口通过水管连接，第四层种植盒的出水口与第三层的进水口通过水管相连；依次连接到第一层的种植盒，第一层种植盒的进水口与第二层的出水口相连，第一层种植盒的出水口与水箱相连，形成一个循环水路。控制系统22定时控制水泵11将水箱10内的水抽至第四层种植盒内，当第四层种植盒内的水位达到设定的水位时，水自动注入第三层，依次注入第二层直至第一层，最后由第一层种植盒流入水箱10，形成一个循环。每个种植盒2-1内装有水位控制堵头7，自动水循环可以使每个种植盒内的水位保持在固定深度，及良好的流动性，有利于植物更好地生长。

本实施例的风循环原理如下：种植柜的每层种植空间2-2的背板上都设有风扇22，所述风扇22与控制系统21相连，使每个种植层内实现自动风循环，风循环可带走照明灯管5散发的热量，及让植物生长的空气流动，避免植物叶片堆叠坏死和二氧化碳浓度过高。

每个种植层都设有电路控制器8，通过电线统一接入控制盒20，实现种植柜的电路控制。

本实施例整机采用骨架受力的方式，稳定可靠，安装方便；所述控制系统集中在一个控制盒内，方便检测和维护；所述水箱采用封闭式结构，可保温和避免液体外溅带来危害。本实施例创新了水热系统和水冷系统，可以通过压缩制冷机制冷，通过加热装置加热，从而实现对水温的调节，实现水温自动恒温，保持植物的根际温度正常，以达到植物的最佳生长条件。本实施例可以实现自动水循环，水循环系统增加了过滤棉以及消毒装置，过滤棉可以避免堵塞情况的发生，消毒装置可以避免植物感染细菌和病毒，增加植物的成活率。本实施例可以实现自动风循环，风循环系统能增加空气流通，带走灯光的热量，避免植物叶片堆叠坏死和二氧化碳浓度过高，以达到均衡氧气浓度、调节温度的目的。本实施例的自动加营养液装置的营养液瓶采用环保软胶材料，一次性使用，无需开盖，直接插入营养液底座，自动刺破盖子，即可使用，使用方便且环保。本实施例还可以根据植物的生长要求更换合理株距的种植面板，从而达到快速生产出绿色、环保、安全、有机的各种水培蔬菜目的。

上述实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。不脱离本发明的整个技术范围，可进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，包括多个种植层、水循环系统、风循环系统以及控制系统，所述控制系统分别与水循环系统、风循环系统相连，实现自动水循环和自动风循环，其中，

所述每个种植层，包括一个种植盒，和位于种植盒上方便于植物生长的密闭种植空间；所述种植盒放置在种植柜的骨架上，种植空间顶部安装有照明灯管；所述照明灯管与控制系统相连，以控制种植层内的光照时间；在相邻的上层种植盒与下层照明灯管间用保温棉隔开；每个种植盒内安装有水位控制堵头；每个种植层设有电路控制器并统一接入控制盒；

所述水循环系统包括带水位传感器的封闭式水箱、水泵以及连接到各个种植层的循环水路，当水箱的水位传感器处于低水位时，水箱进水阀打开，水泵启动，自动进水；当水位传感器处于高水位时，进水阀关闭，水泵停止进水，水循环系统与控制系统相连，实现对每个种植层的定时水循环；所述水箱与一自动加营养液装置连接；

所述水箱的进水口连接一用于制冷用的压缩制冷机，当水温高于设定值，则利用压缩制冷机制冷；所述水箱内还设有加热装置，当水温低于设定值，则利用所述加热装置加热，实现对水温的调控，维持水温恒定；

所述风循环系统包括一组风扇，所述风扇安装在每层种植空间的背板上，所述风扇与控制系统相连；

所述控制系统集中在一个控制盒内。

2.根据权利要求1所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，所述自动加营养液装置包括液位感应模块、控制板、营养液瓶、用于放置营养液瓶的营养液底座和蠕动泵；所述蠕动泵通过管道连接水箱和营养液瓶，营养液底座的出口处设有液位感应模块，当液位感应模块检测到无营养液时，发出信号至控制板，控制板连接一个闪灯，用于提醒用户更换营养液瓶。

3.根据权利要求2任意一项所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，所述营养液底座内部设有一尖刺部，所述营养液瓶的瓶盖使用环保软胶材料，所述尖刺部能将瓶盖刺破，使营养液流入营养液底座的出口。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，所述种植空间的顶部为一透光板，所述透光板通过磁吸柱以磁吸的方式安装在相邻上层的种植盒下方，最上面种植层的透光板安装在种植柜的顶层；所述透光板只有照明灯管安装处透光，其他部分反光。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，所述种植盒的面部为设有合理珠距种植孔的种植面板。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，所述水循环系统还包括对水进行消毒的消毒装置，避免细菌和病毒的侵入，造成植物的感染。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，在所述水箱的面上装有一层过滤棉，过滤水中的菜叶、根、污物，防止水循环堵塞。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，所述智能水培蔬菜种植柜还设有一排水泵，实现对种植盒的清洗。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，所述照明灯管为具有更全面光谱的LED灯管，所述LED灯管发出的灯光是植物生长所需要的光谱。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的智能水培蔬菜种植柜，其特征在于，所述智能水培蔬菜种植柜的背面为镜面不锈钢背板。