【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤灌溉，尤其涉及一种实验室用土壤灌溉及翻土装置。
技术介绍
1、植物在种植之前，了解其特性是至关重要的，因为这有助于为植物提供最佳的生长环境，确保其健康生长并达到预期的产量和质量。植物特性中的生长状态与湿度之间的关系，对于决定耕作方式和灌溉方式具有决定性的意义，在植物栽培实验中，可以通过设置不同湿度的环境，观察植物的生长情况，可以通过控制灌溉量来实现，在实验过程中，记录植物的生长速度、叶片颜色、根系发育等指标，以便评估湿度对植物生长的影响，对于农业生产、园艺设计以及生态保护具有重要的指导意义。
2、现有技术中，植物栽培试验的常用灌溉方式包括滴灌、喷灌和浇灌，水流浇在土壤表面，通过土壤间隙下渗到植株根部，由于土壤对水流具有较大的缓冲效果，在水流下渗的同时，也会向周边辐射，实际的浇灌量不能很好地体现作用在植株根系的水分量，并且由于土壤地往往上层土壤含水量较大，底层土壤却保持干燥的状态，难以实现精准灌溉，影响实验数据的准确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中灌溉时水分不能精准控制在植株根系，影响实验数据准确性的问题，而提出的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，包括培育箱，所述培育箱内设置有分隔板，在所述分隔板上方形成土壤腔，所述培育箱内设有：
4、多组弹簧管组件，均匀分布在土壤腔内，所述弹簧管组件可进行周向和轴向的变形
5、安装板，设置于分隔板下方，所述安装板上设置有用于驱动弹簧管组件轴向变形的抵接结构；
6、灌溉组件，包括固定安装于安装板上的储水箱和定位环，还包括多个设置于弹簧管组件上的喷头结构，在定位环内壁开设有环槽，所述环槽内设置有多组抽水皮管，所述抽水皮管数量与弹簧管组件数量一致，所述抽水皮管输出端向外延伸并与喷头结构连通，所述抽水皮管输入端延伸至储水箱的底部并设置有电磁阀；
7、所述储水箱内贯穿设置有转动轴，所述转动轴外壁固定设置有多个搅拌杆，所述转动轴上固定安装有用于驱动抽水皮管进行抽水的挤压件；
8、驱动组件，包括用于间歇驱动弹簧管组件转动的驱动环，所述培育箱底部设置有用于驱动转动轴和驱动环转动的电机。
9、优选地，所述弹簧管组件包括：
10、安装环，多个所述安装环相互连接并与培育箱内壁固定连接形成刚性整体结构；
11、驱动柱，贯穿分隔板和安装板，所述驱动柱活动设置于分隔板，在驱动柱顶端设置有湿度传感器，所述湿度传感器与相对应的抽水皮管上安装的电磁阀电性连接；
12、弹簧管，固定连接在安装环和驱动柱之间，所述抽水皮管输出端连接在驱动柱外壁并与弹簧管内部空腔连通。
13、优选地，所述弹簧管为上宽下窄的锥形螺旋状管。
14、优选地，所述喷头结构等距分布于弹簧管内侧，所述喷头结构包括固定安装于弹簧管内侧壁并与弹簧管内部空腔连通的套管，所述套管内滑动设置有封堵管，所述封堵管与套管侧壁均开设有多个喷孔，所述封堵管与套管之间设置有弹簧，通过所述封堵管轴向滑动，使所述封堵管与套管上的喷孔重合时形成排水通路、错位时实现封堵。
15、优选地，所述电机的输出端固定设置有驱动齿轮，所述转动轴外壁固定设置有从动齿轮，所述驱动环内侧壁设置有从动齿环，所述驱动齿轮分别与从动齿轮和从动齿环相啮合。
16、优选地，所述培育箱底部垂直设置有多根导向柱，多根所述导向柱滑动连接有同一个固定板，所述固定板与培育箱底部之间设置有气缸，所述电机安装于固定板上，所述从动齿轮与从动齿环在垂直方向上错位设置，通过所述气缸改变电机高度，可改变驱动齿轮与从动齿轮以及从动齿环的啮合状态。
17、优选地，所述驱动齿轮的厚度为从动齿轮与从动齿环厚度之和，并且所述驱动齿轮的齿牙边缘做倒角处理。
18、优选地，所述挤压件包括固定安装在转动轴上的安装盘，所述安装盘外周面等距设置有多个安装杆，所述安装杆远离安装盘一端转动设置有挤压轮，所述挤压轮与环槽相适配对抽水皮管进行挤压；
19、所述安装杆数量多于抽水皮管数量，相邻两个安装杆的安装夹角小于抽水皮管水平部分的间隔夹角。
20、优选地，所述驱动环外壁间隔设置有多个弧形齿条，所述驱动柱底端设置有齿柱，所述弧形齿条与齿柱的有效齿数一致，在驱动环转动时，所述弧形齿条可与齿柱间歇啮合，并且所述齿柱高度大于弧形齿条。
21、优选地，所述抵接结构包括固定设置于安装板上的楔形环，所述楔形环与驱动柱同轴设置，在所述驱动柱外固定套设有抵接管，所述抵接管与楔形环相向的一端面均为斜面。
22、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
23、精准灌溉：通过旋转状设计弹簧管，环绕植株根系分布，通过内侧设置喷头结构，确保水流直接均匀地到达根系周围，实现精准灌溉，实现了根部水分均匀供给，避免了根部水分不均匀的问题，同时能够减少水的浪费，提高水资源利用效率，有助于节约水资源，降低灌溉成本。
24、自动化控制：弹簧管组件底部设置湿度传感器，可实时监测植株根系部分的湿度，配合抽水皮管上的电磁阀，在达到预设湿度后实现自动断停功能，自动化程度高，减少人工干预，并且由于多个抽水皮管和湿度传感器独立控制，可以对不同植株设置不同的施水量，记录不同湿度的环境，观察植物的生长情况，以便评估湿度对植物生长的影响。
25、水肥混合搅拌：在抽排水的过程中，通过转动轴带动搅拌杆转动，实现对储水箱内水肥混合物的搅拌，确保植物获得均衡的水肥供给。
26、土壤结构改善：通过驱动环转动，控制弹簧管进行轴向变形和周向收卷，在弹簧管轴向变形时，对根系周围的土壤进行纵向的松动，通过喷头结构自身长度的延伸，在弹簧管周向收卷时，对土壤进行周向松动，改善土壤结构，有利于根系生长和土壤通气排水，并且由于弹簧管进行轴向变形和周向收卷过程，均在小范围内进行，并配合复位，减少翻土过程对植株根须的损伤。
27、灌溉和松土功能结合：通过气缸伸缩，可控制驱动齿轮的位置，切换驱动齿轮与转动轴和驱动环的传动连接状态，既可以同时进行灌溉和松土，也可以单独进行灌溉或松土其中一项，提高了装置的灵活性和多功能性。
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1.一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，包括培育箱（1），所述培育箱（1）内设置有分隔板（2），在所述分隔板（2）上方形成土壤腔，其特征在于，所述培育箱（1）内设有：
2.根据权利要求1所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述弹簧管组件（4）包括：
3.根据权利要求2所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述弹簧管（42）为上宽下窄的锥形螺旋状管。
4.根据权利要求2所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述喷头结构（56）等距分布于弹簧管（42）内侧，所述喷头结构（56）包括固定安装于弹簧管（42）内侧壁并与弹簧管（42）内部空腔连通的套管（561），所述套管（561）内滑动设置有封堵管（562），所述封堵管（562）与套管（561）侧壁均开设有多个喷孔（563），所述封堵管（562）与套管（561）之间设置有弹簧，通过所述封堵管（562）轴向滑动，使所述封堵管（562）与套管（561）上的喷孔（563）重合时形成排水通路、错位时实现封堵。
5.根据权利要求2所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，
6.根据权利要求5所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述培育箱（1）底部垂直设置有多根导向柱，多根所述导向柱滑动连接有同一个固定板，所述固定板与培育箱（1）底部之间设置有气缸（63），所述电机（62）安装于固定板上，所述从动齿轮（541）与从动齿环（611）在垂直方向上错位设置，通过所述气缸（63）改变电机（62）高度，可改变驱动齿轮（621）与从动齿轮（541）与从动齿环（611）的啮合状态。
7.根据权利要求6所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述驱动齿轮（621）的厚度为从动齿轮（541）与从动齿环（611）厚度之和，并且所述驱动齿轮（621）的齿牙边缘做倒角处理。
8.根据权利要求1所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述挤压件（55）包括固定安装在转动轴（54）上的安装盘（551），所述安装盘（551）外周面等距设置有多个安装杆（552），所述安装杆（552）远离安装盘（551）一端转动设置有挤压轮（553），所述挤压轮（553）与环槽（521）相适配对抽水皮管（53）进行挤压；
9.根据权利要求5所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述驱动环（61）外壁间隔设置有多个弧形齿条（612），所述驱动柱（43）底端设置有齿柱（431），所述弧形齿条（612）与齿柱（431）的有效齿数一致，在驱动环（61）转动时，所述弧形齿条（612）可与齿柱（431）间歇啮合，并且所述齿柱（431）高度大于弧形齿条（612）。
10.根据权利要求1所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述抵接结构包括固定设置于安装板（3）上的楔形环（31），所述楔形环（31）与驱动柱（43）同轴设置，在所述驱动柱（43）外固定套设有抵接管（432），所述抵接管（432）与楔形环（31）相向的一端面均为斜面。
...【技术特征摘要】
1.一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，包括培育箱（1），所述培育箱（1）内设置有分隔板（2），在所述分隔板（2）上方形成土壤腔，其特征在于，所述培育箱（1）内设有：
2.根据权利要求1所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述弹簧管组件（4）包括：
3.根据权利要求2所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述弹簧管（42）为上宽下窄的锥形螺旋状管。
4.根据权利要求2所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述喷头结构（56）等距分布于弹簧管（42）内侧，所述喷头结构（56）包括固定安装于弹簧管（42）内侧壁并与弹簧管（42）内部空腔连通的套管（561），所述套管（561）内滑动设置有封堵管（562），所述封堵管（562）与套管（561）侧壁均开设有多个喷孔（563），所述封堵管（562）与套管（561）之间设置有弹簧，通过所述封堵管（562）轴向滑动，使所述封堵管（562）与套管（561）上的喷孔（563）重合时形成排水通路、错位时实现封堵。
5.根据权利要求2所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述电机（62）的输出端固定设置有驱动齿轮（621），所述转动轴（54）外壁固定设置有从动齿轮（541），所述驱动环（61）内侧壁设置有从动齿环（611），所述驱动齿轮（621）分别与从动齿轮（541）和从动齿环（611）相啮合。
6.根据权利要求5所述的一种实验室用土壤灌溉及翻土装置，其特征在于，所述培育箱（1）底部垂直设置有多根导向柱，多根所述导向柱滑动连接有同一个固定板，所述固定板与培育箱（1）底部之间设置有气...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏佳，张志芳，桂文君，颜鲁春，徐帆，吕振力，
申请(专利权)人：甘肃农业大学，
类型：发明
国别省市：
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