果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置

摘要

本发明提出一种果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，包括金属框架，金属框架上表面的两端均设有调高支架，两个调高支架之间由上至下依次设有多个种植箱，种植箱的顶端设有补光组件，种植箱的内部设有堆肥组件，种植箱的底端安装有隔水板；补光组件包括安装于两个调高支架相互靠近的一侧表面的尼龙梯绳，安装于两个尼龙梯绳底端之间的LED植物补光灯，以及安装于种植箱一侧的太阳能光伏板；堆肥组件包括卡接于种植箱内部的投食机构，以及安装于投食机构底端的隔土机构。本发明将蚯蚓堆肥这种新型环保生物处理技术与有机蔬菜种植结合起来，把技术带进家庭，满足了实际应用需求。

权利要求

1.一种果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，包括金属框架(10)，其特征在于，所述金属框架(10)上表面的两端均设有调高支架(20)，两个所述调高支架(20)之间由上至下依次设有多个种植箱(30)，所述种植箱(30)的顶端设有补光组件(40)，所述种植箱(30)的内部设有堆肥组件(50)，所述种植箱(30)的底端安装有隔水板(80)；

所述补光组件(40)包括安装于两个所述调高支架(20)相互靠近的一侧表面的尼龙梯绳(41)，安装于两个所述尼龙梯绳(41)底端之间的LED植物补光灯(42)，以及安装于所述种植箱(30)一侧的太阳能光伏板(43)；

所述堆肥组件(50)包括卡接于所述种植箱(30)内部的投食机构(51)，以及安装于所述投食机构(51)底端的隔土机构(52)，所述投食机构(51)包括卡接于所述种植箱(30)两侧的限位振打部件(511)，以及设于两个所述限位振打部件(511)之间的承料柱体(512)，所述承料柱体(512)的外表面安装有转动把手(513)；

所述限位振打部件(511)包括卡接于所述种植箱(30)一侧的挂接钩(5111)，固定于所述挂接钩(5111)远离种植箱(30)一侧的中空支撑盘(5112)，以及通过轴承与所述中空支撑盘(5112)远离挂接钩(5111)的一端转动连接的旋转轴(5113)，所述旋转轴(5113)远离中空支撑盘(5112)的一端安装于所述承料柱体(512)的一端；

述限位振打部件(511)还包括固定于所述旋转轴(5113)延伸至中空支撑盘(5112)内部一端的盘簧(5114)，所述盘簧(5114)远离中空支撑盘(5112)的一端安装于所述中空支撑盘(5112)的内表面；

所述限位振打部件(511)还包括安装于所述旋转轴(5113)延伸至中空支撑盘(5112)内部一端的外表面的卡柱(5115)，套设于所述卡柱(5115)远离旋转轴(5113)一端外表面的弹簧(5116)，以及套设于所述弹簧(5116)远离旋转轴(5113)一端外表面的振打锤(5117)，所述振打锤(5117)远离弹簧(5116)的一端与齿环(5119)的内表面相抵接，所述齿环(5119)安装于所述中空支撑盘(5112)内表面。

2.根据权利要求1所述的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，其特征在于，所述果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置还包括安装于所述调高支架(20)一侧表面的控制器(60)，以及设于靠近所述控制器(60)的所述种植箱(30)内部的粉碎组件(70)，所述控制器(60)通过导线与多个所述LED植物补光灯(42)相连接。

3.根据权利要求2所述的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，其特征在于，所述粉碎组件(70)包括插接于所述种植箱(30)内部土壤中的滤液斗(71)，安装于所述滤液斗(71)上表面的装料筒(72)，以及套设于所述装料筒(72)顶端的手拉式破碎器(73)。

4.根据权利要求1所述的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，其特征在于，所述调高支架(20)包括安装于所述金属框架(10)上表面的支撑杆(21)，由上至下依次套设于所述支撑杆(21)外表面且依次安装于所述种植箱(30)下表面的支撑架(22)。

5.根据权利要求4所述的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，其特征在于，所述调高支架(20)还包括设于所述支撑架(22)外表面、且供所述尼龙梯绳(41)挂接的挂钩(23)，由上至下依次穿插于所述支撑架(22)壳体上的多个螺栓，以及由上至下依次设于所述支撑杆(21)的壳体上、且供所述螺栓穿插的定位孔(24)。

6.根据权利要求1所述的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，其特征在于，所述挂接钩(5111)靠近中空支撑盘(5112)一端的下表面固定有卡勾(5118)。

7.根据权利要求6所述的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，其特征在于，所述隔土机构(52)包括卡接于所述卡勾(5118)底端的第一隔板(521)，以及安装于所述第一隔板(521)两侧的第二隔板(522)，所述第一隔板(521)的底端设有供所述卡勾(5118)穿插的卡槽(523)。

说明书

果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置

技术领域

[0001] 本发明涉及种植设备技术领域，特别涉及一种果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置。

背景技术

[0002] 近年来，完全的无害化处理生活垃圾已无法满足社会发展要求，相关技术研发正朝着最大程度上实现减量化和资源化的方向上发展。其中，堆肥作为一种优良的有机固体垃圾处理方式，无害化水平和减量化程度高，且堆肥产物可作为肥料以实现资源化利用。蚯蚓作为一种杂食性动物，体内含有大量微生物，利用蚯蚓将有机固体废物进行分解并转换成植物可直接吸收利用的腐殖质，是对传统堆肥处理工艺的创新。

[0003] 基于上述的问题，更有必要大力推动蚯蚓堆肥“变废为宝”的工艺发展。目前，现有的生物蚯蚓堆肥反应器，多数集中在污泥、牛粪、园林绿化以及厨余等处理方法上。通过一些破碎、翻料、喷雾以及添加改良剂等物理化学手段，以提高有机肥转换效率。然而，上述大部分的操作都需要配套电动机来驱动，这在一定程度上增加社会耗电量。

[0004] 因此，有必要提出一种果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，以最大程度上实现对资源的再利用。

发明内容

[0005] 基于此，本发明的目的在于提出一种果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

[0006] 本发明提出一种果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，包括金属框架，所述金属框架上表面的两端均设有调高支架，两个所述调高支架之间由上至下依次设有多个种植箱，所述种植箱的顶端设有补光组件，所述种植箱的内部设有堆肥组件，所述种植箱的底端安装有隔水板；

[0007] 所述补光组件包括安装于两个所述调高支架相互靠近的一侧表面的尼龙梯绳，安装于两个所述尼龙梯绳底端之间的LED植物补光灯，以及安装于所述种植箱一侧的太阳能光伏板；

[0008] 所述堆肥组件包括卡接于所述种植箱内部的投食机构，以及安装于所述投食机构底端的隔土机构，所述投食机构包括卡接于所述种植箱两侧的限位振打部件，以及设于两个所述限位振打部件之间的承料柱体，所述承料柱体的外表面安装有转动把手。

[0009] 进一步的，还包括安装于所述调高支架一侧表面的控制器，以及设于靠近所述控制器的所述种植箱内部的粉碎组件，所述控制器通过导线与多个所述LED植物补光灯相连接，由于控制器通过导线与多个LED植物补光灯的光控开关相连接，使得菜农通过控制器调控LED植物补光灯光照射时间，高效模仿太阳光线，延长植物光照时间。

[0010] 进一步的，所述粉碎组件包括插接于所述种植箱内部土壤中的滤液斗，安装于所述滤液斗上表面的装料筒，以及套设于所述装料筒顶端的手拉式破碎器，通过拉动手拉式破碎器顶端的拉环前后运动带动刀柱旋转实现果蔬垃圾的破碎，颗粒状果蔬垃圾在带有滤孔的装料筒实现滤液分离。

[0011] 进一步的，所述调高支架包括安装于所述金属框架上表面的支撑杆，由上至下依次套设于所述支撑杆外表面、且依次安装于所述种植箱下表面的支撑架。在本实施例中，通过将支撑架固定在支撑杆上，再通过支撑架为种植箱提供支撑。

[0012] 进一步的，所述调高支架还包括设于所述支撑架外表面、且供所述尼龙梯绳挂接的挂钩，由上至下依次穿插于所述支撑架壳体上的多个螺栓，以及由上至下依次设于所述支撑杆的壳体上且供所述螺栓穿插的定位孔。在本实施例中，尼龙梯绳为两头带有钢钩的结构，其中尼龙梯绳的一端挂于支撑杆上的挂钩上，另一端挂于不同位置的横梯上，以便于调节LED植物补光灯的高度进而控制照射光强，防止蔬菜灼伤。

[0013] 进一步的，所述限位振打部件包括卡接于所述种植箱一侧的挂接钩，固定于所述挂接钩远离种植箱一侧的中空支撑盘，以及通过轴承与所述中空支撑盘远离挂接钩的一端转动连接的旋转轴，所述旋转轴远离中空支撑盘的一端安装于所述承料柱体的一端。在本实施例中，承料柱体在两个中空支撑盘之间进行转动，中空支撑盘通过挂接钩得以卡接在种植箱上，完成自身的固定。

[0014] 进一步的，所述限位振打部件还包括固定于所述旋转轴延伸至中空支撑盘内部一端的盘簧，所述盘簧远离中空支撑盘的一端安装于所述中空支撑盘的内表面。在本实施例中，菜农松开转动把手后，承料柱体借助盘簧的蓄能返回原来的工作位置。

[0015] 进一步的，所述限位振打部件还包括安装于所述旋转轴延伸至中空支撑盘内部一端的外表面的卡柱，套设于所述卡柱远离旋转轴一端外表面的弹簧，以及套设于所述弹簧远离旋转轴一端外表面的振打锤，所述振打锤远离弹簧的一端与齿环的内表面相抵接，所述齿环安装于所述中空支撑盘内表面。在本实施例中，弹簧上的振打锤得以借助弹簧的蓄能不断撞击齿环，以便于承料柱体内的果蔬碎渣能够快速抖落至隔土机构中。

[0016] 进一步的，所述挂接钩靠近中空支撑盘一端的下表面固定有卡勾。在本实施例中，由于第二隔板与第一隔板固定连接，第二隔板与第一隔板同步移动，第一隔板推动卡勾，使得卡勾抵在种植箱的内壁上，从而利用种植箱为隔土机构提供支撑。

[0017] 进一步的，所述隔土机构包括卡接于所述卡勾底端的第一隔板，以及安装于所述第一隔板两侧的第二隔板，所述第一隔板的底端设有供所述卡勾穿插的卡槽。在本实施例中，第二隔板下端留有两排圆孔，且距种植区底部留有一定的距离，最大程度上便于蚯蚓堆肥活动。

[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0019] 其一，本发明将蚯蚓堆肥这种新型环保生物处理技术与有机蔬菜种植结合起来，把技术带进家庭，在回收运输的起点解决果蔬垃圾回收工作，化为有机肥及时利用，同时还结合了当下人民对有机蔬菜需求，使人民易于接受此种新型环保技术；

[0020] 其二，本发明堆肥操作简单，无需依靠电力驱动，将果蔬垃圾中的有机碳转换为植物可吸收的有机肥，促进有机蔬菜生长。与此同时，光伏发电板吸收太阳能供给LED植物补光灯用电，延长光照时间，以实现装置整体零耗能堆肥，并可最大程度上减少碳排放，适合推广，符合碳达峰和碳中和目标。

[0021] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。

[0022] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0023] 图1为本发明提出的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置的整体结构示意图；

[0024] 图2为本发明提出的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置中调高支架的结构示意图；

[0025] 图3为本发明提出的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置中粉碎组件的结构示意图；

[0026] 图4为本发明提出的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置中堆肥组件的结构示意图；

[0027] 图5为本发明提出的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置中堆肥组件的结构分解图；

[0028] 图6为本发明提出的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置中种植箱的结构剖视图；

[0029] 图7为本发明提出的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置中控制器的结构原理示意图；

[0030] 图8为本发明提出的果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置中补光组件的结构示意图。

[0031] 主要符号说明：

[0032] 金属框架 10 卡柱 5115调高支架 20 弹簧 5116
支撑杆 21 振打锤 5117
支撑架 22 卡勾 5118
挂钩 23 齿环 5119
定位孔 24 承料柱体 512
种植箱 30 转动把手 513
补光组件 40 隔土机构 52
尼龙梯绳 41 第一隔板 521
LED植物补光灯 42 第二隔板 522
太阳能光伏板 43 卡槽 523
堆肥组件 50 控制器 60
投食机构 51 粉碎组件 70
限位振打部件 511 滤液斗 71
挂接钩 5111 装料筒 72
中空支撑盘 5112 手拉式破碎器 73
旋转轴 5113 隔水板 80
盘簧 5114    

具体实施方式

[0033] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

[0034] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0035] 请参阅图1至图8，本发明提出一种果蔬垃圾堆肥与光伏补光种植一体化阶梯式装置，包括金属框架10，在金属框架10上表面的两端均设有调高支架20。在两个调高支架20之间由上至下依次设有多个种植箱30，种植箱30的顶端设有补光组件40，种植箱30的内部设有堆肥组件50，种植箱30的底端安装有隔水板80。

[0036] 其中，上述的补光组件40包括安装于两个调高支架20相互靠近的一侧表面的尼龙梯绳41，安装于两个尼龙梯绳41底端之间的LED植物补光灯42，以及安装于种植箱30一侧的太阳能光伏板43。

[0037] 上述的堆肥组件50包括卡接于种植箱30内部的投食机构51，以及安装于投食机构51底端的隔土机构52。投食机构51包括卡接于种植箱30两侧的限位振打部件511，以及设于两个限位振打部件511之间的承料柱体512，承料柱体512的外表面安装有转动把手513。

[0038] 需要说明的是，在本实施例中，在太阳能光伏板43与种植箱30之间配有一对可伸缩脚柱，可调整接收太阳光线角度，最大程度上吸收太阳能，从而通过直流交流转换器将太阳能光伏板43所产电能转变为可供LED植物补光灯42使用的电能后，实现装置能源消耗上的自给自足。

[0039] 进一步的，隔水板80为带有台柱空孔的网格塑料板，以防种植箱30塌陷，置于每层种植箱30底部，与种植箱30底部通风排水道相结合，使种植箱30底部具有良好的通风排水功效。其中，隔水板80有助于泥土底部排水，通风排水道出口处挂有一可视水位的透明水盒，可查看土层积水情况并及时予以处理，防止积水外溢污染下方蔬菜。

[0040] 具体的，请参阅图1与图2，上述装置还包括安装于调高支架20一侧表面的控制器60，以及设于靠近控制器60的且位于种植箱30内部的粉碎组件70。其中，控制器60通过导线与多个LED植物补光灯42相连接。

[0041] 上述的粉碎组件70包括插接于种植箱30内部土壤中的滤液斗71，安装于滤液斗71上表面的装料筒72，以及套设于装料筒72顶端的手拉式破碎器73。

[0042] 需要说明的是，在本实施例中，由于控制器60通过导线与多个LED植物补光灯42的光控开关相连接，使得菜农通过控制器60调控LED植物补光灯42光照射时间和高度，高效模仿太阳光线，延长植物光照时间。

[0043] 进一步的，通过拉动手拉式破碎器73顶端的拉环前后运动带动刀柱旋转实现果蔬垃圾的破碎，颗粒状果蔬垃圾在带有滤孔的装料筒72实现滤液分离，分离出的滤液收集在下方滤液斗71中，装料筒72与滤液斗71之间通过螺纹可拆卸连接。

[0044] 具体的，请参阅图1与图2，调高支架20包括安装于金属框架10上表面的支撑杆21，由上至下依次套设于支撑杆21外表面且依次安装于种植箱30下表面的支撑架22。此外，调高支架20还包括设于支撑架22外表面且供尼龙梯绳41挂接的挂钩23，由上至下依次穿插于所述支撑架22壳体上的多个螺栓，以及由上至下依次设于所述支撑杆21的壳体上且供螺栓穿插的定位孔24。

[0045] 需要说明的是，在本实施例中，通过将支撑架22固定在支撑杆21上，再通过支撑架22为种植箱30提供支撑，种植箱30底部有通向其侧面的通风排水道；通风排水道出口处挂有一可视水位的水盒，可查看土层的积水情况，同时可防止积水外溢影响下方LED植物补光灯42的使用，提高装置安全性，靠近控制器60的种植箱30左侧有一用于查看装料筒72内破碎情况的窗口。

[0046] 进一步的，尼龙梯绳41为两头带有钢钩的结构，可自由选择支撑杆21上的不同挂钩23，以调节LED植物补光灯42的高度进而控制照射光强，防止蔬菜灼伤。

[0047] 具体的，请参阅图1、图4以及图5，上述的限位振打部件511包括卡接于种植箱30一侧的挂接钩5111，固定于挂接钩5111远离种植箱30一侧的中空支撑盘5112，以及通过轴承与中空支撑盘5112远离挂接钩5111的一端转动连接的旋转轴5113。

[0048] 其中，旋转轴5113远离中空支撑盘5112的一端安装于承料柱体512的一端。限位振打部件511还包括固定于旋转轴5113并延伸至中空支撑盘5112内部一端的盘簧5114，盘簧5114远离中空支撑盘5112的一端安装于所述中空支撑盘5112的内表面。

[0049] 此外，限位振打部件511还包括安装于旋转轴5113延伸至中空支撑盘5112内部一端的外表面的卡柱5115，套设于卡柱5115远离旋转轴5113一端外表面的弹簧5116，以及套设于弹簧5116远离旋转轴5113一端外表面的振打锤5117。其中，振打锤5117远离弹簧5116的一端与齿环5119的内表面相抵接，齿环5119安装于所述中空支撑盘5112内表面，挂接钩5111靠近中空支撑盘5112一端的下表面固定有卡勾5118。

[0050] 隔土机构52包括卡接于卡勾5118底端的第一隔板521，以及安装于第一隔板521两侧的第二隔板522，所述第一隔板521的底端设有供所述卡勾5118穿插的卡槽523。

[0051] 需要说明的是，在本实施例中，菜农通过转动把手513转动承料柱体512时，承料柱体512带动旋转轴5113进行旋转，由于旋转轴5113与中空支撑盘5112转动连接，使得承料柱体512在两个中空支撑盘5112之间进行转动，中空支撑盘5112通过挂接钩5111得以卡接在种植箱30上，完成自身的固定；

[0052] 进一步的，菜农通过转动把手513转动承料柱体512时，承料柱体512带动旋转轴5113进行旋转，由于旋转轴5113与中空支撑盘5112内壁之间连接有盘簧5114，使得菜农松开转动把手513后，承料柱体512借助盘簧5114的蓄能返回原来的工作位置；

[0053] 进一步的，菜农通过转动把手513转动承料柱体512时，承料柱体512带动旋转轴5113进行旋转，通过旋转轴5113带动卡柱5115进行转动，通过卡柱5115带动弹簧5116围绕旋转轴5113进行公转；

[0054] 此时，弹簧5116上的振打锤5117得以借助弹簧5116的蓄能不断撞击齿环5119，齿环5119将该振动力传递给中空支撑盘5112，中空支撑盘5112将该振动力传递给承料柱体512，以便于承料柱体512内的果蔬碎渣能够快速抖落至隔土机构52中；

[0055] 进一步的，挂接钩5111通过卡勾5118勾住第一隔板521，且在安装隔土机构52时，通过第二隔板522推动第一隔板521，第一隔板521推动卡勾5118，使得卡勾5118抵在种植箱30的内壁上，从而利用种植箱30为隔土机构52提供支撑；

[0056] 进一步的，第二隔板522和第一隔板521的顶部紧贴承料柱体512侧壁，进而于承料柱体512下方组成一阴暗环境的空腔堆肥区，两侧第一隔板521上分别有一条形的卡槽523，卡于卡勾5118上，第二隔板522高16cm，空腔堆肥区长为各层种植区宽度，宽为8cm，高约3
12cm，平均空间约为3800cm ，第二隔板522下端留有两排圆孔，且距种植区底部留有13cm高度距离，最大程度上便于蚯蚓堆肥活动。

[0057] 本发明的具体操作方式如下：

[0058] 果蔬垃圾通过粉碎组件70破碎成1～3cm适宜粒径的颗粒物后，置于承料柱体512盛料柱体上，通过转动把手513带动承料柱体512开口朝下由第二隔板522和第一隔板521围成的空腔堆肥区投入果蔬垃圾；随后，为了保证堆肥环境阴暗，转回承料柱体512，防止在太阳光线射入堆肥区以及堆肥气味散出影响空气质量；

[0059] 随着果蔬腐化气味加重，蚯蚓受气味引诱聚集到第二隔板522和第一隔板521围成的空腔附近，通过第二隔板522下端两排圆孔或下端13cm高度距离绕过第二隔板522和第一隔板521进入堆肥区，吞食空腔内的果蔬垃圾，部分蚯蚓吞食完毕后离开堆肥区在整个种植箱30的泥土内活动，一段时间后进行排泄，蚯蚓粪便留在种植箱30泥土中，即蔬菜所需的有机肥，从而借蚯蚓自身活动实现搬运，将果蔬垃圾中的营养从堆肥区运输到了种植箱30的土壤中；

[0060] 为了提高蚯蚓活动力度，对每层投食装置进行轮流式投食，在种植下一批蔬菜时改变承料柱体512位置，进而改变空腔堆肥区位置，以解决第二隔板522和第一隔板521围成的空腔附近土壤肥力远大于种植区其他部分的问题。

[0061] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。