一种大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备及其操作方法与流程

1.本发明属于牧草领域，具体涉及一种大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备及其操作方法。


背景技术：

2.牧草，一般指供饲养的牲畜食用的草或其他草本植物。牧草再生力强，一年可收割多次，富含各种微量元素和维生素，因此成为饲养家畜的首选。牧草品种的优劣直接影响到畜牧业经济效益的高低，需加以重视。
3.牧草是发展畜禽生产，特别是草食家畜生产的基础。牧草中不仅含有家畜必需的各种营养物质，还含有对维持反刍家畜健康特别重要的粗纤维，这是粮食与其它饲料所不能替代的。优质的饲草完全可以满足一般家畜的营养需求，如果不是在生产或育肥期，一般不必再补充精料。许多试验表明，如果饲草的质量过低，无论补充多少精料，牛的奶产量都呈下降趋势；可是精料在占日粮20％不变的情况下，用高质量的开花前的苜蓿干草替代低质牧草如麦草秸、稻秸等，牛奶日产量可从23.5kg提高到36.2kg。对于育肥期的牛和羊，在精料比例不变的情况下，提高干草质量，家畜增重效果显著。牧草是家畜最廉价的饲料来源。
4.在培育大叶牧草时需要进行模拟实验栽培，在特定的环境中监测大叶牧草的生长数据，而模拟实验设备则是用于栽培牧草的实验场所，现有技术中模拟实验设备需要通过人工进行操作，普遍存在效率低，精准度差，最后导致得到的实验数据误差较大，无法作为大规模种植的依据。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备及其操作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备，包括棚体，所述棚体包括载体板、两个侧墙、两个封堵墙以及顶棚，两个所述侧墙与两个所述封堵墙依次固定连接，所述顶棚固定连接在两个所述侧墙和两个所述封堵墙的顶部，其中一个所述封堵墙的端面设置有防护门，所述载体板的顶部均匀设置有若干栽培箱，还包括：
8.集水机构，所述集水机构设置在两个所述侧墙的顶端，用于收集雨水，所述集水机构包括用于输送水流的第一水泵；
9.除杂机构，所述除杂机构设置在所述集水机构上，用于消除雨水中夹带的杂质；
10.喷雾机构，所述喷雾机构设置在所述栽培箱的内部，用于对大叶牧草的根部进行营养液喷雾；
11.换气机构，所述换气机构设置在其中一个所述侧墙上，用于改变所述栽培箱的气体浓度；
12.过滤机构，所述过滤机构设置在所述换气机构内部，用于滤除外界杂质；
13.遮阳机构，所述遮阳机构设置在所述棚体的顶部，用于调节阳光照射强度；
14.控制系统，所述控制系统用于调控影响大叶牧草生长的因素值。
15.优选的，所述集水机构包括固定连接在两个所述侧墙顶端的接水槽，所述接水槽的一端连通固定有排水管，所述棚体远离所述防护门的一端设置有集水池，两个所述排水管的底端均延伸至所述集水池内，所述集水池内设置有净化单元，所述第一水泵的进水口与所述集水池连通。
16.优选的，所述除杂机构包括开设在所述接水槽一端的矩形开口，所述矩形开口靠近所述排水管，所述接水槽的底部连通固定有漏水管，所述漏水管内滑动连接有封堵板，所述漏水管的端面安装固定有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端与所述封堵板的一端固定连接。
17.优选的，所述喷雾机构包括设置在所述棚体一侧的存水池，所述存水池的一侧设置有第二水泵，所述第二水泵的进水口与所述存水池连通，所述第二水泵的出水口处连通固定有连接管，所述连接管的一端延伸至所述棚体内部并连通固定有分液管。
18.优选的，所述分液管的两侧分别连通固定有若干喷雾管，所述喷雾管上安装有若干气雾喷头，所述栽培箱的端口设置有封盖，所述封盖上开设有若干栽培孔，若干所述栽培孔与所述喷雾管错位分布。
19.优选的，所述换气机构包括开设在其中一个所述侧墙上的两个通风口，所述通风口处连通固定有第一换气管，所述第一换气管的一侧设置有第二换气管，所述第一换气管与所述第二换气管之间连通固定有矩形板，所述矩形板的中心处滑动连接有封闭板，所述封闭板的顶部固定连接有l型板，所述侧墙的外壁安装固定有用于推动所述l型板升降的伺服电缸。
20.优选的，所述第二换气管的内壁固定连接有安装环，所述安装环内安装固定有第一伺服电机，所述第一伺服电机的电机轴端部固定连接有若干扇叶，所述过滤机构包括两个过滤网罩，两个所述过滤网罩分别设置在所述通风口的端部、所述第二换气管的端口，所述矩形板的端部固定连接有用于防护所述第二换气管的防护罩。
21.优选的，所述遮阳机构包括固定连接在所述棚体顶部的放置壳，所述放置壳的内腔中转动连接有两个收卷辊，所述收卷辊上设置有遮阳布，所述放置壳上安装有两个用于驱动所述收卷辊转动的第三伺服电机，所述遮阳布的一端贯穿所述放置壳并固定连接有收卷杆，所述顶棚的顶部固定连接有若干引导块，所述收卷杆的两端分别固定连接有牵引绳，所述引导块上开设有引导槽，所述牵引绳的一端穿过所述引导槽并固定连接有配重块。
22.优选的，所述控制系统包括控制模块、调控模块以及养分监测模块；
23.所述控制模块用于控制所述调控模块以及所述养分监测模块运行，所述控制模块包括智能芯片控制器；
24.所述调控模块包括温度传感单元与湿度传感单元，当所述温度传感单元与所述湿度传感单元监测到所述棚体内部的温度与湿度大于或低于设定阈值时，则进行自动调控直至温度与湿度在设定阈值区间内；
25.所述养分监测模块包括用于监测所述栽培箱内土壤ph值的ph值监测单元、用于监测所述栽培箱内土壤导电率的导电率监测单元以及用于监测土壤中微量元素的元素监测
单元。
26.本发明还提供了一种大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备操作方法，包括以下步骤：
27.步骤一：首先将大叶牧草的种子栽培在若干栽培箱内，然后启动第二水泵抽取存水池内部的水源，再依次通过连接管、分液管、喷雾管至气雾喷头处，最后形成气雾均匀的喷洒在栽培箱内，对大叶牧草的根部进行精准营养液喷雾；
28.步骤二：随后启动伺服电缸推动封闭板升起，使第一换气管与第二换气管连通，再启动第一伺服电机带动若干扇叶旋转，产生负压对棚体内部进行换气，当棚体内部的氧气浓度、二氧化碳以及温度达到最佳值时关闭第一伺服电机，启动伺服电缸带动封闭板封闭通风口；
29.步骤三：下雨时，雨水通过顶棚滑落至接水槽内，在雨水收集前启动电动伸缩杆，推动封堵板脱离漏水管，前期雨水夹带顶棚上的杂质通过矩形开口与漏水管排出，待雨水中无杂质时再次启动电动伸缩杆带动封堵板封闭漏水管，雨水则通过排水管存入集水池内，经过净化单元净化后使用第一水泵输送至存水池内备用。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
31.本大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备，通过集水机构的设置可以实现雨水的再利用，达到节约水资源的目的；通过除杂机构的设置可以防止杂质堵塞排水管，进而降低集水的效率；通过喷雾机构的设置，可以实现对大叶牧草根部进行均匀、精准营养液喷雾的目的；通过换气机构的设置可以实现快速改变棚体内部温度以及二氧化碳含量的目的，进行可以有效实现科学化栽培；通过遮阳机构的设置，可以根据大叶牧草所需阳光强度，进行自由放卷，提高了对阳光照射的可控性；本发明各项操作均通过自动化进行，无需人工辅助，可以有效降低劳动力的使用，使喷雾、变温以及改变气体浓度更加均匀、精准，使得得出的实验数据更加精确，使得实验数据可以作为大规模种植的依据。
附图说明
32.图1为本发明的一种实施例的结构示意图；
33.图2为本发明的一种实施例的局部结构示意图之一；
34.图3为本发明的一种实施例的局部结构示意图之二；
35.图4为本发明的一种实施例的局部结构示意图之三；
36.图5为本发明的一种实施例的剖视示意图；
37.图6为本发明的一种实施例的局部结构示意图；
38.图7为本发明的图3中c处结构放大图；
39.图8为本发明的一种实施例的换气机构处结构示意图；
40.图9为本发明的一种实施例的除杂机构处结构示意图；
41.图10为本发明的图1中a处结构放大图；
42.图11为本发明的图1中b处结构放大图；
43.图12为本发明的喷雾机构处结构示意图之一；
44.图13为本发明的喷雾机构处结构示意图之二；
45.图14为本发明的另一种实施例的控制系统的结构框图。
46.图中：1、棚体；2、载体板；3、侧墙；4、封堵墙；5、顶棚；6、防护门；7、栽培箱；8、配重块；9、集水机构；10、第一水泵；11、除杂机构；12、喷雾机构；13、换气机构；14、过滤机构；15、接水槽；16、排水管；17、集水池；18、净化单元；19、矩形开口；20、漏水管；21、封堵板；22、电动伸缩杆；23、搅拌叶；24、存水池；25、第二水泵；26、连接管；27、分液管；28、喷雾管；29、气雾喷头；30、封盖；31、栽培孔；32、第三伺服电机；33、通风口；34、第一换气管；35、第二换气管；36、矩形板；37、封闭板；38、l型板；39、伺服电缸；40、安装环；41、第一伺服电机；42、扇叶；43、过滤网罩；44、防护罩；45、转动杆；46、第二伺服电机；47、加注管；48、遮阳机构；49、放置壳；50、收卷辊；51、遮阳布；52、收卷杆；53、引导块；54、牵引绳。
具体实施方式
47.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.实施例1
49.请参阅图1
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13，一种大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备，包括棚体1，棚体1包括载体板2、两个侧墙3、两个封堵墙4以及顶棚5，两个侧墙3与两个封堵墙4依次固定连接，顶棚5固定连接在两个侧墙3和两个封堵墙4的顶部，其中一个封堵墙4的端面设置有防护门6，载体板2的顶部均匀设置有若干栽培箱7，还包括：
50.集水机构9，集水机构9设置在两个侧墙3的顶端，用于收集雨水，集水机构9包括用于输送水流的第一水泵10；
51.除杂机构11，除杂机构11设置在集水机构9上，用于消除雨水中夹带的杂质；
52.喷雾机构12，喷雾机构12设置在栽培箱7的内部，用于对大叶牧草的根部进行营养液喷雾；
53.换气机构13，换气机构13设置在其中一个侧墙3上，用于改变栽培箱7的气体浓度；
54.过滤机构14，过滤机构14设置在换气机构13内部，用于滤除外界杂质；
55.遮阳机构48，遮阳机构48设置在棚体1的顶部，用于调节阳光照射强度。
56.本实施例中，优选的，集水机构9包括固定连接在两个侧墙3顶端的接水槽15，接水槽15的一端连通固定有排水管16，棚体1远离防护门6的一端设置有集水池17，两个排水管16的底端均延伸至集水池17内，集水池17内设置有净化单元18，净化单元18包括砂砾层与活性炭层，第一水泵10的进水口与集水池17连通。
57.本实施例中，优选的，除杂机构11包括开设在接水槽15一端的矩形开口19，矩形开口19靠近排水管16，接水槽15的底部连通固定有漏水管20，漏水管20内滑动连接有封堵板21，漏水管20的端面安装固定有电动伸缩杆22，电动伸缩杆22的输出端与封堵板21的一端固定连接。
58.本实施例中，优选的，喷雾机构12包括设置在棚体1一侧的存水池24，存水池24的一侧设置有第二水泵25，第二水泵25的进水口与存水池24连通，第二水泵25的出水口处连通固定有连接管26，连接管26的一端延伸至棚体1内部并连通固定有分液管27；
59.存水池24的顶部连通固定有加注管47，存水池24的顶部安装固定有第二伺服电机
46，第二伺服电机46的电机轴固定连接有转动杆45，转动杆45的一端延伸至存水池24的内腔底部，且与存水池24内腔底部转动连接，转动杆45上固定连接有两个搅拌叶23，搅拌叶23上开设有若干圆形孔；在使用时可以将营养液通过加注管47注入存水池24内，然后启动第二伺服电机46带动转动杆45进行转动，进而带动两个搅拌叶23旋转对水流与营养液进行混合，当营养液与水流充分混合后，即可启动第二水泵25抽取混合营养液对大叶牧草进行喷雾，即可实现对大叶牧草根部进行精准营养液喷雾补充营养的目的。
60.本实施例中，优选的，分液管27的两侧分别连通固定有若干喷雾管28，喷雾管28上安装有若干气雾喷头29，栽培箱7的端口设置有封盖30，封盖30上开设有若干栽培孔31，若干栽培孔31与喷雾管28错位分布；使用时通过第二水泵25抽取存水池24内的营养液，再通过分液管27、喷雾管28以及若干气雾喷头29将营养液均匀的喷雾在大叶牧草的根部，实现精准营养液喷雾的目的。
61.本实施例中，优选的，换气机构13包括开设在其中一个侧墙3上的两个通风口33，通风口33处连通固定有第一换气管34，第一换气管34的一侧设置有第二换气管35，第一换气管34与第二换气管35之间连通固定有矩形板36，矩形板36的中心处滑动连接有封闭板37，封闭板37的顶部固定连接有l型板38，侧墙3的外壁安装固定有用于推动l型板38升降的伺服电缸39。
62.本实施例中，优选的，第二换气管35的内壁固定连接有安装环40，安装环40内安装固定有第一伺服电机41，第一伺服电机41的电机轴端部固定连接有若干扇叶42，过滤机构14包括两个过滤网罩43，两个过滤网罩43分别设置在通风口33的端部、第二换气管35的端口，矩形板36的端部固定连接有用于防护第二换气管35的防护罩44。
63.本实施例中，优选的，遮阳机构48包括固定连接在棚体1顶部的放置壳49，放置壳49的内腔中转动连接有两个收卷辊50，收卷辊50上设置有遮阳布51，放置壳49上安装有两个用于驱动收卷辊50转动的第三伺服电机32，遮阳布51的一端贯穿放置壳49并固定连接有收卷杆52，顶棚5的顶部固定连接有若干引导块53，收卷杆52的两端分别固定连接有牵引绳54，引导块53上开设有引导槽，牵引绳54的一端穿过引导槽并固定连接有配重块8；使用时启动第三伺服电机32带动收卷辊50转动，进而带动遮阳布51进行收卷，最终将顶棚5两侧的遮阳布51收卷至放置壳49内，当要铺开遮阳布51时，再次启动第三伺服电机32带动收卷辊50转动，放卷遮阳布51，然后再牵引绳54与配重块8的作用下拉动遮阳布51进行铺设，同时还可提高遮阳布51与顶棚5的贴合性。
64.本发明还提供了一种大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备操作方法，包括以下步骤：
65.步骤一：首先将大叶牧草的种子栽培在若干栽培箱7内，然后启动第二水泵25抽取存水池24内部的水源，再依次通过连接管26、分液管27、喷雾管28至气雾喷头29处，最后形成气雾均匀的喷洒在栽培箱7内，对大叶牧草的根部进行精准营养液喷雾；
66.步骤二：随后启动伺服电缸39推动封闭板37升起，使第一换气管34与第二换气管35连通，再启动第一伺服电机41带动若干扇叶42旋转，产生负压对棚体1内部进行换气，当棚体1内部的氧气浓度、二氧化碳以及温度达到最佳值时关闭第一伺服电机41，启动伺服电缸39带动封闭板37封闭通风口33；
67.步骤三：下雨时，雨水通过顶棚5滑落至接水槽15内，在雨水收集前启动电动伸缩
杆22，推动封堵板21脱离漏水管20，前期雨水夹带顶棚5上的杂质通过矩形开口19与漏水管20排出，待雨水中无杂质时再次启动电动伸缩杆22带动封堵板21封闭漏水管20，雨水则通过排水管16存入集水池17内，经过净化单元18净化后使用第一水泵10输送至存水池24内备用。
68.本发明的工作原理及使用流程：
69.本大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备，通过集水机构9的设置可以实现雨水的再利用，达到节约水资源的目的；通过除杂机构11的设置可以防止杂质堵塞排水管16，进而降低集水的效率；通过喷雾机构12的设置，可以实现对大叶牧草根部进行均匀、精准营养液喷雾的目的；通过换气机构13的设置可以实现快速改变棚体1内部温度以及二氧化碳含量的目的，进行可以有效实现科学化栽培；通过遮阳机构48的设置，可以根据大叶牧草所需阳光强度，进行自由放卷，提高了对阳光照射的可控性；本发明各项操作均通过自动化进行，无需人工辅助，可以有效降低劳动力的使用，使喷雾、变温以及改变气体浓度更加均匀、精准，使得得出的实验数据更加精确，使得实验数据可以作为大规模种植的依据。
70.实施例2
71.请参阅图14，与实施例1的不同之处在于：
72.该大叶牧草气雾栽培的模拟实验设备还包括控制系统，控制系统用于调控影响大叶牧草生长的因素值。
73.控制系统包括控制模块、调控模块以及养分监测模块；
74.控制模块用于控制调控模块以及养分监测模块运行，控制模块包括智能芯片控制器；
75.调控模块包括温度传感单元与湿度传感单元，当温度传感单元与湿度传感单元监测到棚体1内部的温度与湿度大于或低于设定阈值时，则进行自动调控直至温度与湿度在设定阈值区间内；
76.养分监测模块包括用于监测栽培箱7内土壤ph值的ph值监测单元、用于监测栽培箱7内土壤导电率的导电率监测单元以及用于监测土壤中微量元素的元素监测单元；
77.通过控制模块、调控模块以及养分监测模块的设置，可以及时的监测到大叶牧草的生长情况，使影响大叶牧草生长的因素值均控制在最佳值内，还可以保障大叶牧草的养分，提高自动化与智能化操作，使培育数据更加精确。
78.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。