專利名稱：可調式螺旋立柱栽培試驗系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及農業裝備領域，特別涉及一種可調式螺旋立柱栽培試驗系統。
背景技術：
立柱栽培通過豎立的栽培柱使栽培由平面向空間擴展，可以充分利用溫室空間和太陽能，從而大大提高土地和溫室設施利用效率，具有廣闊的發展前景。李止正、付紅敏、汪曉云等提出了疊盆式栽培立柱結構(李止正等.立柱式無土栽培裝置.專利號97234413. 6 ;付紅敏.立體無土栽培體.專利號02219790. 7 ;汪曉云等.一種立柱立體無土栽培裝置.專利號ZL03275638. O),即多個栽培缽由柱串為一體，營養液于上部澆灌，并通過各栽培缽底部的小孔流入下一栽培缽，并回流入集液容器，實現營養液循環利用。傳統疊盆式立柱由于通過栽培缽底部的小孔進行營養液灌溉，存在上部栽培缽水肥過多，而底部栽培缽水肥不足的問題。李萍萍等提出了螺旋立柱栽培結構(李萍萍，劉繼展.可動式螺、旋立體花卉栽培系統.專利號ZL03279436. 3)，使作物栽培在連續螺旋槽內實現，營養液不必澆透上部基質而沿螺旋槽流動回收，從而為解決營養液循環灌溉問題建立了基礎。但對于螺旋栽培的槽型、螺旋角等結構參數的優化和相應螺旋立柱生產模式的建立，急需對上述參數與作物品種、基質類型、營養液配方、循環灌溉流量和頻次等之間的關系進行試驗研究，并對立柱均勻采光與營養液溫度等對產量的影響、槽型對自動采/收作業的影響等展開試驗研究。但目前尚未見相關的試驗研究平臺。
發明內容
為了實現螺旋立柱栽培的優化試驗研究，本發明提供一種可調式螺旋立柱栽培試驗系統，可以實現螺旋立柱栽培的多參數測定與設定，從而滿足開展螺旋立柱栽培各項試驗研究的要求。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是包括弾性可調螺旋栽培立柱、營養液自動循環灌溉系統和營養液自動調配系統，由弾性可調螺旋栽培立柱實現螺旋栽培槽截面型式、螺旋角的調整，由立柱自動/手動轉動裝置實現彈性可調螺旋栽培立柱方位的自動或手動調整，通過營養液自動調配系統實現營養液溫度、PH值、EC值、含氧量的測定與調節，通過營養液自動循環灌溉系統實現營養液的自動循環灌溉。弾性可調螺旋栽培立柱包括立柱、緊定螺釘和彈性螺旋栽培槽；弾性螺旋栽培槽為螺旋結構，弾性螺旋栽培槽的截面為槽狀，弾性螺旋栽培槽的上部具有圓柱形固定頭，固定頭上開有螺紋通孔；立柱上端設有標尺；所述營養液自動調配系統包括熱電阻、PH計、EC計、溶氧計、繼電器、加熱棒、電磁閥、原液罐和控制系統；熱電阻、pH計、EC計、溶氧計、加熱棒均安裝于儲液箱內部；熱電阻、PH計、EC計、溶氧計的信號線均接入控制系統的輸入口，加熱棒的電源線經繼電器接入控制系統的輸出口，每個電磁閥分別安裝于每個原液罐的出ロ，每個電磁閥的電源線接入控制系統的輸出口。本發明的有益效果是，僅通過彈性螺旋栽培槽的拉/壓即可進行螺旋角的調節與設定，通過萬向輪與電機驅動滾輪的搭配實現立柱方位的自動/手動調整，結構簡單；通過弾性可調螺旋栽培立柱、立柱自動/手動轉動裝置、營養液自動循環灌溉系統、營養液自動調配系統的配合，建立螺旋立柱栽培的綜合試驗研究平臺，功能完備。
圖I為可調式螺旋立柱栽培裝置組成結構示意圖。圖2為垂直弾性螺旋栽培槽結構示意圖。圖3為彈性螺旋栽培槽的截面結構示意圖。圖4為立柱自動/手動轉動結構示意圖。圖5為螺旋栽培營養液檢測與循環灌溉系統組成結構框圖。
圖中I.立柱，2.噴淋頭，3.標尺，4.緊定螺釘，5.弾性螺旋栽培槽，6.箱蓋，7.滾輪，8.儲液箱，9.內側板，10.固定頭，11.螺紋通孔，12.底板，13.外側板，14.萬向輪，
15.帶座軸承，16.電機，17.微型潛水泵，18.流量計，19.熱電阻，20.pH計，21. EC計，22.溶氧計，23.控制系統，24.流量控制閥，25.繼電器，26.加熱棒，27.電磁閥，28.原液罐。
具體實施例方式如圖I 圖5所示，該可調式螺旋立柱栽培試驗系統由彈性可調螺旋栽培立柱、立柱自動/手動轉動裝置、營養液自動循環灌溉系統、營養液自動調配系統所組成。其中弾性可調螺旋栽培立柱包括立柱I、緊定螺釘4和弾性螺旋栽培槽5。如圖2、圖3所示，彈性螺旋栽培槽5為螺旋結構，弾性螺旋栽培槽5的截面分別具有外側板13為垂直、斜120°夾角或斜135°夾角等不同型式。弾性螺旋栽培槽5的上部具有圓柱形固定頭10，固定頭10上開有螺紋通孔11。立柱I通過箱蓋6中央通孔伸入儲液箱8，立柱上端具有標尺3。彈性螺旋栽培槽5套在立柱I上，弾性螺旋栽培槽5的底部由箱蓋6支承。如圖4所示,立柱自動/手動轉動裝置包括萬向輪14、滾輪7、帶座軸承15和電機
16。兩萬向輪14對稱安裝于儲液箱8的底板上，兩個電機16對稱安裝于儲液箱8底板上，并在兩個電機16伸出軸上對稱安裝滾輪7，兩滾輪7與兩萬向輪14繞儲液箱8的底板中心對稱分布。在電機16伸出軸由ー帶座軸承15支撐，帶座軸承15通過螺釘安裝于儲液箱8的底板上。如圖5所示，營養液自動循環灌溉系統包括噴淋頭2、箱蓋6、儲液箱8、微型潛水泵
17、流量計18、流量控制閥24、控制系統23。噴淋頭2安裝于立柱I的上端，微型潛水泵17置于儲液箱8內，流量計18和流量控制閥24安裝于微型潛水泵17和噴淋頭2之間。如圖5所示，營養液自動調配系統包括熱電阻19、pH計20、EC計21、溶氧計22、繼電器25、加熱棒26、電磁閥27、原液罐28、控制系統23。熱電阻19、pH計20、EC計21、溶氧計22、加熱棒26均安裝于儲液箱8內部。熱電阻19、pH計20、EC計21、溶氧計22、加熱棒26均安裝于儲液箱8內部；熱電阻19、pH計20、EC計21、溶氧計22的信號線均接入控制系統23的輸入ロ，加熱棒26的電源線經繼電器25接入控制系統23的輸出ロ，多個電磁閥27分別安裝于多個原液罐28的出口，多個電磁閥27的電源線接入控制系統23的輸出口。上述可調式螺旋立柱栽培試驗系統可完成以下參數的測定。
(I)通過立柱I上的標尺3，可以測定弾性螺旋栽培槽4的高度，進而計算得到彈性螺旋栽培槽4的螺旋角。(2)通過流量計18，可以測定營養液灌溉的流量。(3)通過熱電阻19、pH計20、EC計21、溶氧計22，可以分別測定儲液箱8內營養
液的溫度、pH值、EC值和含氧量。 上述可調式螺旋立柱栽培試驗系統可完成以下參數設定和調節。(I)通過取下噴淋頭I和松開鎖緊螺釘4，更換安裝外側板13為垂直、斜30°、斜
45°等不同型式的弾性螺旋栽培槽5。(2)松開鎖緊螺釘4，通過拉/壓彈性螺旋栽培槽5改變其長度，并通過緊定螺釘4將彈性螺旋栽培槽5的固定頭10鎖緊于立柱I上，從而設定彈性螺旋栽培槽5的不同螺旋角。(3)推動儲液箱8，可實現彈性可調螺旋栽培立柱的方位手動調節與設定；由控制系統23控制兩個電機16的轉動方向與轉速，從而實現彈性可調螺旋栽培立柱的方位自動調節與設定。(4)儲液箱8內的營養液由微型潛水泵17提升送至噴淋頭2，由流量計18監測營養液的流量；并反饋給控制系統23，控制系統23根據需要對流量控制閥24發出指令，進行營養液流量的設定和調節。(5)由熱電阻19監測營養液的溫度并反饋給控制系統23，由控制系統23通過繼電器25對加熱棒26發出指令，進行營養液溫度的調節。(6)分別由pH計20監測營養液的pH值并反饋給控制系統23、由EC計21監測營養液的EC值并反饋給控制系統23、由溶氧計22監測營養液的含氧量并反饋給控制系統23，由控制系統23做出決策并對多個電磁閥27發出指令，打開多個原液罐28進行營養液的自動調配，使之達到所需的PH值、EC值、含氧量與養分含量。上述可調式螺旋立柱栽培試驗系統可完成螺旋栽培槽的不同截面型式對作物生長的影響、螺旋栽培槽外側板13的不同傾角對自動種/收作業的影響、均勻采光對作物產量的影響、螺旋栽培槽的不同螺旋角對作物生長的影響、螺旋栽培槽的不同螺旋角與營養液灌溉流量的關系等研究，為螺旋立柱栽培的結構與控制優化，以及栽培與營養液灌溉制度優化等提供技術基礎。
權利要求
1.一種可調式螺旋立柱栽培試驗系統，其特征在于，包括弾性可調螺旋栽培立柱、營養液自動循環灌溉系統和營養液自動調配系統；所述彈性可調螺旋栽培立柱包括立柱(I)、緊定螺釘(4)和弾性螺旋栽培槽(5);所述彈性螺旋栽培槽(5)為螺旋結構，所述彈性螺旋栽培槽(5)的截面為槽狀，弾性螺旋栽培槽(5)的上部具有圓柱形固定頭(10)，固定頭(10)上開有螺紋通孔(11);立柱上端設有標尺(3);所述營養液自動調配系統包括熱電阻(19)、pH計(20)、EC計(21)、溶氧計(22)、繼電器(25)、加熱棒(26)、電磁閥(27)、原液罐(28)和控制系統(23);熱電阻(19)、pH計(20)、EC計(21)、溶氧計(22)、加熱棒(26)均安裝于儲液箱(8)內部；熱電阻(19)、pH計(20)、EC計(21)、溶氧計(22)的信號線均接入控制系統(23 )的輸入ロ，加熱棒(26 )的電源線經繼電器(25 )接入控制系統(23 )的輸出口，每個電磁閥(27)分別安裝于每個原液罐(28)的出口，每個電磁閥(27)的電源線接入控制系統(23)的輸出口。
2.根據權利要求I所述的可調式螺旋立柱栽培試驗系統，其特征在于還包括立柱自動/手動轉動裝置，所述立柱自動/手動轉動裝置包括萬向輪(14)、滾輪(7)、帶座軸承(15)和電機(16);所述兩萬向輪(14)對稱安裝于儲液箱(8)的底板上，兩個電機(16)對稱安裝于儲液箱(8)底板上，并在兩個電機(16)伸出軸上對稱安裝滾輪(7)，兩滾輪(7)與兩萬向輪(14)繞儲液箱(8)的底板中心對稱分布；在電機(16)伸出軸由ー帶座軸承(15)支撐，帶座軸承(15)通過螺釘安裝于儲液箱(8)的底板上。
3.根據權利要求I所述的可調式螺旋立柱栽培試驗系統，其特征在于所述彈性螺旋栽培槽(5)的外側板(13)與槽狀底面之間為垂直、斜120°夾角或斜135°夾角。
全文摘要
一種可調式螺旋立柱栽培試驗系統，屬于農業裝備領域。本發明可調式螺旋立柱栽培試驗系統由彈性可調螺旋栽培立柱、立柱自動/手動轉動裝置、營養液自動循環灌溉系統、營養液自動調配系統所組成，由彈性可調螺旋栽培立柱實現螺旋栽培槽截面型式、螺旋角的調整，由立柱自動/手動轉動裝置實現彈性可調螺旋栽培立柱方位的自動或手動調整。通過彈性可調螺旋栽培立柱、立柱自動/手動轉動裝置、營養液自動循環灌溉系統、營養液自動調配系統的配合，建立螺旋立柱栽培的綜合試驗研究平臺，功能完備。
文檔編號A01G31/02GK102696468SQ20121018132
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者劉繼展, 李萍萍 申請人:江蘇大學