技术领域
[0001] 本
发明涉及一种蔬菜的种植设备，特别涉及一种用于家庭的垂直农场种植柜及其控制方法。
背景技术
[0002] 随着人们生活
水平的逐步提高及对食物需求的改变，健康、绿色、环保、便捷的生活方式越来越受重视，卫生、营养、健康的食物愈来愈受到人们的喜爱，其中绿色无公害、新鲜洁净的蔬菜产品对人们的现代生活尤为重要。而如何快捷的生产这种蔬菜成为人们关注的重要话题。
现有技术中，家庭蔬菜的种植基本都是采用带有托盘的容器进行培育，存在如下问题：1、现有的种植系统下只能种植一种模式，即种植光合作用或呼吸作用的蔬菜中的一种，如：由于豆芽与豆苗、叶菜的光合作用是相反的，豆芽吸收
氧气释放二氧化
碳，而豆苗、叶菜在光合作用时吸收二氧化碳释放氧气，而现有的设备无法实现在同一
箱体内腔空间同时种植需要光合作用的蔬菜和需要呼吸作用的蔬菜。2、由于培育过程中需要的水量较大，每天都需要人工喷壶喷洒浇水2-3次，劳动强度大，浇水量的控制不精确，而且无法循环利用水资源。而且由于是采用人工洒水，水不能均匀的分布在整个托盘上，并且水不流动容易形成死水，对
植物的生长非常不利。
发明内容
[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的是为了提供一种用于家庭的垂直农场种植柜及其控制方法，首先它能够实现同时种植需要光合作用的蔬菜(如叶菜)和需要呼吸作用的蔬菜(如豆芽)，而且能够实现对需要光合作用的蔬菜(如叶菜)的各个生长阶段在同一柜体内进行分别控制。进一步地，它还具有
温度、湿度、
水循环及灯光的自动控制功能。更进一步地，它能够保证水在系统中均匀地循环流动从而形成活水，有利于植物的生长，同时还节约了水资源；另外，它能够实现自动浇水，降低了工人的劳动强度，而且浇水量的控制更加精确。更进一步，本发明实现了箱内的二氧化碳含量高于所摆放室内的二氧化碳含量水平，且水中溶解氧的含量能保证植物生长所需。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 一种用于家庭的垂直农场种植柜，包括柜体和柜
门，其特征在于：
[0006] 所述柜体的内腔包括豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜
幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区；所述的豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区之间设有供空气相互流通的气道；
[0007] 所述豆芽/豆苗生长区中设有一个带有第一水
泵的第一种植装置和位于第一种植装置上方的LED植物生长灯；
[0008] 所述叶菜育苗区中设有至少一个育苗盒；
[0009] 所述叶菜幼苗生长区中设有一个带有第二水泵的第二种植装置和位于该第二种植装置上方的LED植物生长灯；
[0010] 所述叶菜幼苗成熟区中设有一个带有第二水泵的第二种植装置和位于该第二种植装置上方的LED植物生长灯。
[0011] 实现发明的一种实施方式是：所述叶菜育苗区安装有一个横断面呈”几”字形的安装架，所述育苗盒的数量为两个，所述的两个育苗盒分别设置在所述安装架的两侧。
[0012] 实现发明的一种实施方式是：所述柜体的内腔中还设有温度
传感器、
湿度传感器、温度调节器和湿度调节器；所述柜体的内部还设有处理器；所述柜体的外部还设有
显示面板及控制按键面板；所述温度传感器的
信号输出端与处理器的第一信号输入端连接，所述湿度传感器的信号输出端与处理器的第二信号输入端连接；所述处理器的信号输出端与显示面板的信号输入端连接；所述控制按键面板的信号输出端与处理器的第三信号输入端连接；所述处理器的信号输出端还分别与温度调节器、湿度调节器、第一水泵、第二水泵、以及LED植物生长灯的信号输入端连接。
[0013] 实现发明的一种实施方式是：所述第一种植装置包括顶部开口的第一储水容器、第一种植托盘、第一洒水托盘、第一水泵和第一水泵罩；
[0014] 所述第一种植托盘包括第一种植托盘本体，所述第一种植托盘本体的中部设有第一通孔，所述第一种植托盘本体安装在第一储水容器的顶部开口处，所述第一种植托盘本体与第一储水容器的内壁之间留有间隙；
[0015] 所述第一洒水托盘包括第一洒水托盘本体，所述第一洒水托盘本体的中部设有第二通孔，所述第一洒水托盘本体设置在第一种植托盘本体的上方，第一洒水托盘本体与第一种植托盘本体之间通过若干个
螺柱固定连接，使得第一洒水托盘本体与第一种植托盘本体之间在竖直方向形成间隔；所述第一洒水托盘本体上还设有若干个均匀分布的洒水通孔；
[0016] 所述第一水泵固定安装于所述第一储水容器的内腔中，所述第一水泵设有第一进水管和第一出水管；所述第一水泵的第一进水管位于第一储水容器的内腔中，所述第一水泵的第一出水管依次穿过所述的第一通孔和第二通孔向上伸出；
[0017] 所述第一水泵罩设置在所述第二通孔的上方并遮盖住所述第一水泵的第一出水管；所述第一水泵罩的
侧壁设有供水流出的缺口。
[0018] 实现发明的一种实施方式是：所述第一种植托盘本体的上表面还设有第一凹槽，所述第一种植托盘本体上还设有若干个均匀分布于第一凹槽底壁上的滤水通孔；所述第一种植托盘本体上位于第一凹槽的外侧还设有至少一个注水孔，所述注水孔中设有孔塞。
[0019] 实现发明的一种实施方式是：所述洒水托盘本体的上表面还设有第二凹槽，所述的若干个洒水通孔分布于第二凹槽的底壁上。
[0020] 实现发明的一种实施方式是：所述第二种植装置包括顶部开口的第二储水容器、第二种植托盘、第二水泵和第二水泵罩；
[0021] 所述第二种植托盘包括第二种植托盘本体，所述第二种植托盘本体的中部设有第三通孔，所述第三通孔的周缘向下延伸设置有一容纳腔，所述容纳腔设有进水孔；所述第二种植托盘本体上还设有若干个育苗杯安装孔，所述第二种植托盘本体的上表面还设有第三凹槽；所述第二种植托盘本体中部的第三通孔通过所述第三凹槽分别与所述的若干个育苗杯安装孔连通；所述第二种植托盘本体安装在第二储水容器的顶部开口处，所述第二种植托盘本体与第二储水容器的内壁之间留有间隙；
[0022] 所述第二水泵安装于所述容纳腔中，所述第二水泵设有第二进水管和第二出水管；所述第二水泵的第二进水管从所述进水孔向外伸出，所述第二水泵的第二出水管穿过所述第二种植托盘本体中部的第三通孔向上伸出；
[0023] 所述第二水泵罩设置在所述第三通孔的上方并遮盖住所述第二水泵的第二出水管；所述第二水泵罩的侧壁设有供水流出的缺口。
[0024] 实现发明的一种实施方式是：所述第三凹槽为网状凹槽，它包括等间距地分布的多条横向凹槽以及多条与横向凹槽相交的竖向凹槽；其中，所述的若干个育苗杯安装孔均匀分布于横向凹槽或竖向凹槽中，所述第二种植托盘本体中部的第三通孔与横向凹槽或竖向凹槽连通。
[0025] 实现发明的一种实施方式是：所述柜体上还设有与柜体内腔连通的换气扇。
[0026] 一种根据
权利要求1所述的用于家庭的垂直农场种植柜的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0027] 1)在豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区中分别放置相应的待培育植物；
[0028] 2)分别对豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区的开灯时间、水循环时间、温度、湿度进行控制，可以在控制面板中一键式简单操作，包括如下：
[0029] 1.叶菜生长固定模式
[0030] 2.豆苗生长固定模式
[0031] 3.豆芽生长固定模式
[0032] 4.可调模式。消费者可以根据植物生长的需求，任意对开灯时间、水循环时间、温度、湿度进行调节。
[0033] 本发明的有益效果在于：
[0034] 1、本发明的柜体的内腔包括豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区；所述的豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区之间设有供空气相互流通的气道；它能够实现同时种植需要光合作用的蔬菜(如叶菜)和需要呼吸作用的蔬菜(如豆芽)，而且能够实现对需要光合作用的蔬菜(如叶菜)的各个生长阶段在同一柜体内进行分别控制。在豆芽/豆苗生长区中设置LED植物生长灯，可以通过控制灯的
开关和淋水的次数和时间，实现在同一个生长区内可以任意种植豆芽或者芽苗。豆芽/豆苗生长区中设有第一种植装置和LED植物生长灯，从控制系统可以选择不同模式，种豆芽时LED植物灯不亮，种豆苗时LED植物灯按程序在特定的时间内点亮。
[0035] 2、本发明的柜体的内腔中还设有温度传感器、湿度传感器、温度调节器和湿度调节器，所述柜体的外表面上还设有处理器、显示面板及控制按键面板，具有温度、湿度及灯光的自动控制功能。
[0036] 3、本发明的第一种植装置在实际使用过程中，由第一水泵的第一进水管将第一储水容器中的水抽入第一水泵中，再经过第一出水管输出。从第一出水管出来的水在第一水泵罩的阻挡下，回流到第一水泵罩中，水从第一水泵罩侧壁的缺口流入洒水托盘本体的第一凹槽中，水均匀的流向每一个洒水通孔，并经过洒水通孔流入第一种植托盘上，这样的做法会使水的含氧量提高，并且水会从第一种植托盘本体与第一储水容器的内壁之间的间隙回流到第一储水容器中，能够保证水在系统中均匀地循环流动从而形成活水，有利于植物的生长，同时还节约了水资源；另外，它能够通过第一水泵实现自动浇水，降低了工人的劳动强度，而且浇水量的控制更加精确。同时，本发明的洒水托盘本体设置在第一种植托盘本体的上方，洒水托盘本体与第一种植托盘本体之间通过若干个螺柱固定连接，使得洒水托盘本体与第一种植托盘本体之间在竖直方向形成间隔，具有同时供豆芽发芽和供芽苗生长的双用功能。
[0037] 4、本发明的第二种植装置在实际使用过程中，由第二水泵的第二进水管将第二储水容器中的水抽入第二水泵中，再经过第二出水管输出。从第二出水管出来的水在第二水泵罩的阻挡下，回流到容纳腔中。当容纳腔中被注满水后，水从第二水泵罩侧壁的缺口流入第二种植托盘本体的网状凹槽中，水均匀的流向每一个育苗杯中，这样的做法会使水的含氧量提高，并且水会从育苗杯的滤水孔及第二种植托盘本体与第二储水容器的内壁之间的间隙回流到第二储水容器中，能够保证水在系统中均匀地循环流动从而形成活水，有利于植物的生长，同时还节约了水资源；另外，它能够通过水泵实现自动浇水，降低了工人的劳动强度，而且浇水量的控制更加精确。
[0038] 5、本发明通过换气扇控制内外气体交换，并且系统内部含有内部循环系统，两种不通模式的植物自行进行气体循环。本发明采用
活性炭装置过滤粉尘，
吸附异味。本发明可以控制温度调节器进行升温和降温(种植面广)。本发明柜门上对应豆芽/豆苗生长区的部分先通过茶色玻璃滤光再经行表面遮光处理，使得豆芽/豆苗生长区不见光，豆苗生长时可以通过LED植物生长灯作为
光源。本发明采用的
输出电压是DC12V，增加安全性。本发明柜体的底部设有儿童
锁，有效防止儿童拔掉蔬菜。本发明采用傻瓜式控制。
[0039] 6、本发明在蔬菜种植过程中，不需喷洒
农药，也无需施加
肥料，具有健康环保的优点。
附图说明
[0041] 图2为实施例1的柜体的主视图。
[0042] 图3为实施例1的第一储水容器、第一种植托盘、洒水托盘的爆炸图。
[0043] 图4为实施例1的第一储水容器、第一种植托盘、洒水托盘的装配结构示意图。
[0044] 图5为实施例1的第一水泵及第一水泵罩的装配结构示意图。
[0045] 图6为实施例1的第二水循环系统的立体图。
[0046] 图7为实施例1的第二托盘的立体图。
[0047] 图8为实施例1的第二储水容器的立体图。
[0048] 图9为实施例1的第二水泵及第二水泵罩的装配结构示意图。
[0049] 图10为实施例1的育苗杯的结构示意图。
[0050] 其中，1、柜体；11、豆芽/豆苗生长区；12、叶菜育苗区；13、叶菜幼苗生长区；14、叶菜幼苗成熟区；3、隔板；4、第一种植装置；41、第一储水容器；411、第一
凸块；42、第一种植托盘；421、第一种植托盘本体；422、第一通孔；423、第一凹槽；424、滤水通孔；425、注水孔；426、孔塞；43、洒水托盘；431、洒水托盘本体；432、第二通孔；433、第二凹槽；434、洒水通孔；
435、溢流孔；44、第一水泵；441、第一进水管；442、第一出水管；45、第一水泵罩；46、螺柱；5、第二种植装置；51、第二储水容器；511、第二凸块；52、第二种植托盘；521、第二种植托盘本体；522、第三通孔；523、容纳腔；524、进水孔；525、育苗杯安装孔；526、第三凹槽；5261、横向凹槽；5262、竖向凹槽；53、第二水泵；531、第二进水管；532、第二出水管；54、第二水泵罩；6、LED植物生长灯；7、换气扇；8、育苗盒；9、安装架；10、育苗杯。
具体实施方式
[0051] 下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
[0052] 实施例1：
[0053] 参照图1-10，本实施例所述的一种用于家庭的垂直农场种植柜，包括柜体1和柜门，所述柜体1的内腔包括由隔板3分隔成的一个豆芽/豆苗生长区11、一个叶菜育苗区12、一个叶菜幼苗生长区13和两个叶菜幼苗成熟区14；所述的豆芽/豆苗生长区11、叶菜育苗区12、叶菜幼苗生长区13和叶菜幼苗成熟区14之间设有供空气相互流通的气道；
[0054] 所述豆芽/豆苗生长区11中设有一个第一种植装置4和位于第一种植装置4上方的LED植物生长灯6；
[0055] 所述叶菜育苗区12中设有至少一个育苗盒8；所述叶菜育苗区12安装有一个横断面呈”几”字形的安装架9，所述育苗盒8的数量为两个，所述的两个育苗盒8分别设置在所述安装架9的两侧；
[0056] 所述叶菜幼苗生长区13中设有一个第二种植装置5和位于该第二种植装置5上方的LED植物生长灯6；
[0057] 所述叶菜幼苗成熟区14中设有一个第二种植装置和位于该第二种植装置5上方的LED植物生长灯6。
[0058] 参照图3-5，所述第一种植装置4包括顶部开口的第一储水容器41、第一种植托盘42、洒水托盘43、第一水泵44和第一水泵罩45；
[0059] 所述第一种植托盘42包括种第一种植托盘本体421，所述第一种植托盘本体421的中部设有第一通孔422，所述第一种植托盘本体421安装在第一储水容器41的顶部开口处，所述第一种植托盘本体421与第一储水容器41的内壁之间留有间隙；
[0060] 所述洒水托盘43包括洒水托盘本体431，所述洒水托盘本体431的中部设有第二通孔432，所述洒水托盘本体431设置在第一种植托盘本体421的上方，洒水托盘本体431与第一种植托盘本体421之间通过四个螺柱46固定连接，使得洒水托盘本体431与第一种植托盘本体421之间在竖直方向形成间隔；所述洒水托盘本体431上还设有若干个均匀分布的洒水通孔434；
[0061] 所述第一水泵44固定安装于所述第一储水容器41的内腔中，所述第一水泵44设有第一进水管441和第一出水管442；所述第一水泵44的第一进水管441位于第一储水容器41的内腔中，所述第一水泵44的第一出水管442依次穿过所述的第一通孔422和第二通孔432向上伸出；
[0062] 所述第一水泵罩45设置在所述第二通孔432的上方并遮盖住所述第一水泵44的第一出水管442；所述第一水泵罩45的侧壁设有供水流出的缺口。
[0063] 所述第一种植托盘本体421的上表面还设有第一凹槽423，所述第一种植托盘本体421上还设有若干个均匀分布于第一凹槽423底壁上的滤水通孔424。
[0064] 所述洒水托盘本体431的上表面还设有第二凹槽433。所述第二凹槽433为方形凹槽，所述第二通孔432位于所述的凹槽433中间
位置。所述洒水通孔434分布在所述第二凹槽433的底壁上。所述第一储水容器41的开口处的内侧壁上设有若干个顶面平齐的第一凸块
411，所述第一种植托盘本体421放置在所述的若干个第一凸块411的顶面。所述第一储水容器41的形状为长方形，与之对应，所述第一种植托盘本体421的形状为长方形。所述螺柱46的数量为四个，它们分别分布在洒水托盘本体431与第一种植托盘本体421之间的四个
角上。所述洒水托盘本体431上位于第二凹槽的外侧还设有至少一个溢流孔435。所述第一种植托盘本体421上位于第一凹槽423的外侧还设有至少一个注水孔425，所述注水孔425中设有孔塞426。
[0065] 参照图6-9，所述第二种植装置5包括顶部开口的第二储水容器51、第二种植托盘52、第二水泵53和第二水泵罩54；
[0066] 所述第二种植托盘52包括第二种植托盘本体521，所述第二种植托盘本体521的中部设有第三通孔522，所述第三通孔522的周缘向下延伸设置有一容纳腔523，所述容纳腔523由环形侧壁以及封闭该环形侧壁的底部开口的底壁构成。所述容纳腔523的侧壁上设有进水孔524；所述第二种植托盘本体521上还设有十六个育苗杯安装孔525，所述第二种植托盘本体521的上表面还设有第三凹槽526；所述第二种植托盘本体521中部的第三通孔522通过所述第三凹槽526分别与所述的十六个育苗杯安装孔525连通；所述第三凹槽526为网状凹槽，它包括等间距地分布的三条横向凹槽5261以及四条与横向凹槽5261相交的竖向凹槽
5262；其中，所述的十六个育苗杯安装孔525均匀分布于四条竖向凹槽5262中，所述第二种植托盘本体521中部的第三通孔522与横向凹槽5261连通。所述第二种植托盘本体521安装在第二储水容器51的顶部开口处，所述第二种植托盘本体521与第二储水容器51的内壁之间留有间隙；
[0067] 所述第二水泵53安装于所述容纳腔523中，所述第二水泵53设有第二进水管531和第二出水管532；所述第二水泵53的第二进水管531从所述进水孔524向外伸出，所述第二水泵53的第二出水管532穿过所述第二种植托盘本体521中部的第三通孔522向上伸出；
[0068] 所述第二水泵罩54设置在所述第三通孔522的上方并遮盖住所述第二水泵53的第二出水管532；所述第二水泵罩54的侧壁设有供水流出的缺口。
[0069] 所述第二储水容器51的开口处的内侧壁上设有若干个顶面平齐的第二凸块511，所述第二种植托盘52放置在所述的若干个第二凸块511的顶面。所述第二储水容器51的形状为长方形、与之对应，所述第二种植托盘本体521的形状为长方形。所述育苗杯安装孔525为阶梯孔。在每个育苗杯安装孔525中设置一个带有滤水孔的育苗杯10。
[0070] 所述柜体1上还设有与柜体内腔连通的换气扇7。换气扇7用于内外气体交换，并且系统内部含有供空气相互流通的气道，两种不通模式的植物自行进行气体循环。所述柜体1的内腔中还是有活性炭安装装置。
[0071] 所述柜体1的内腔中还设有温度传感器、湿度传感器、温度调节器和湿度调节器；所述柜体的内部设有处理器；所述柜体的外部设有显示面板及控制按键面板；所述温度传感器的信号输出端与处理器的第一信号输入端连接，所述湿度传感器的信号输出端与处理器的第二信号输入端连接；所述处理器的信号输出端与显示面板的信号输入端连接；所述控制按键面板的信号输出端与处理器的第三信号输入端连接；所述处理器的信号输出端还分别与温度调节器、湿度调节器、第一水泵44、第二水泵53、以及LED植物生长灯6、换气扇7的信号输入端连接。
[0072] 一种根据权利要求1所述的用于家庭的垂直农场种植柜的控制方法，包括以下步骤：
[0073] 1)在豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区中分别放置相应的待培育植物；
[0074] 2)分别对豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区的开灯时间、水循环时间、温度、湿度进行控制，可以在控制面板中一键式简单操作，包括如下：
[0075] 1.叶菜生长固定模式
[0076] 2.豆苗生长固定模式
[0077] 3.豆芽生长固定模式
[0078] 4.可调模式。消费者可以根据植物生长的需求，任意对开灯时间、水循环时间、温度、湿度进行调节。
[0079] 实施例2：
[0080] 本实施例的特点是：
[0081] 一种根据权利要求1所述的用于家庭的垂直农场种植柜的控制方法，包括以下步骤：
[0082] 1)在豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区中分别放置相应的待培育植物；
[0083] 2)分别对豆芽/豆苗生长区、叶菜育苗区、叶菜幼苗生长区和叶菜幼苗成熟区的开灯时间、水循环时间、温度、湿度进行控制，可以在控制面板中一键式简单操作，包括如下：
[0084] 1.叶菜生长固定模式
[0085] 2.豆苗生长固定模式
[0086] 3.豆芽生长固定模式
[0087] 4.可调模式。消费者可以根据植物生长的需求，任意对开灯时间、水循环时间、温度、湿度进行调节。
[0088] 用于家庭的垂直农场种植柜的结构与实施例1相同。
[0089] 实施例3：
[0090] 本实施例的特点是：在第一种植托盘本体的边缘还设有一个水位计。可以实时知道水位的情况。在第二种植托盘本体的边缘还设有一个水位计。可以实时知道水位的情况。其他与实施例1相同。
[0091] 其他实施例：
[0092] 所述第一储水容器的形状为正方形、圆形或椭圆形，与之对应，所述第一种植托盘本体的形状为正方形、圆形或椭圆形。当然，所述第一储水容器的形状也可以是三角形、多边形或其他不规则的形状。所述螺柱的数量为八个，它们以两个为一组分别分布在洒水托盘本体与第一种植托盘本体之间的四个角上。可以通过增加或减少螺柱来提高或降低洒水托盘本体与第一种植托盘本体之间的间隔高度。
[0093] 所述第二储水容器的形状为正方形、圆形或椭圆形，与之对应，所述第二种植托盘本体的形状为正方形、圆形或椭圆形。当然，所述第二储水容器的形状也可以是三角形、多边形或其他不规则的形状。所述的育苗杯安装孔的数量为2-40个或更多，优选16个、36个。所述第三凹槽为网状凹槽，它包括等间距地分布的多条横向凹槽以及多条与横向凹槽相交的竖向凹槽；其中，所述的若干个育苗杯安装孔均匀分布于竖向凹槽中，所述第二种植托盘本体中部的第三通孔与竖向凹槽连通。
[0094] 对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及
变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
