[发明专利]一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置及方法

权利要求书

1.一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于包括主体框架、盛土箱机构、水平传送机构和竖直传送机构；

其中主体框架是由多个长方体框架并排固定在一起构成，其中长方体框架的长边为主体框架的纵向支架(2)，长方体框架的宽边依次固定连接构成主体框架的横向支架(1)，长方体框架的高为主体框架的竖向立柱(3)，横向支架(1)上设有水平传动齿条(8)，位于主体框架左右两端端部的竖向立柱(3)上设有竖直传动齿条(9)，其余竖向立柱(3)上设有环形齿条(18)，横向支架(1)一端端部设有水平传送机构(4)，水平传送机构(4)与横向支架(1)上的水平传动齿条(8)齿合，纵向支架(2)一端端部设有竖直传动机构(5)，其中位于主体框架左右两端端部的纵向支架(2)上的竖直传动机构(5)与对应的竖向立柱(3)上的竖直传动齿条(9)齿合，其余的竖直传动机构(5)与对应的竖向立柱(3)上的环形齿条(18)齿合，每个长方体框架的顶面和底面上分别设有一个盛土箱机构；

盛土箱机构包括盛土箱箱体(11)、箱体传动杆(10)和箱体传动齿轮(15)，其中盛土箱箱体(11)左右两端分别固定有箱体传动杆(10)，箱体传动杆(10)前后两端分别固定有箱体传动齿轮(15)，盛土箱箱体(11)一端箱体传动杆(10)上的箱体传动齿轮(15)同时齿合在水平传动齿条(8)和竖直传动齿条(9)上，盛土箱箱体(11)另一端箱体传动杆(10)上的箱体传动齿轮(15)同时齿合在水平传动齿条(8)和环形齿条(18)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于所述水平传动齿条(8)通过导轨连接在横向支架(1)上，其中导轨固定在横向支架(1)上，水平传动齿条(8)滑动连接在导轨上。

3.根据权利要求2所述的一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于所述竖直传动齿条(9)通过导轨连接在竖向立柱(3)上，其中导轨固定在竖向立柱(3)上，竖直传动齿条(9)滑动连接在导轨上。

4.根据权利要求3所述的一种用于设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于所述的水平传动机构(4)包括水平传动电机(16)、水平传动杆(18)和水平齿轮(17)，其中水平传动杆(18)与水平传动电机(16)的转动轴连接，水平齿轮(17)套置在水平传动杆(18)外侧，水平齿轮(17)与水平传动齿条(8)连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于所述的竖直传动机构(5)包括竖直传动电机、竖直传动杆和竖直齿轮，其中竖直传动杆与竖直传动电机的转动轴连接，竖直齿轮套置在竖直传动杆外侧。

6.根据权利要求5所述的一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于所述的位于主体框架左右两端端部纵向支架(2)上的竖直传动机构(5)的竖直齿轮与对应的竖向立柱(3)上的竖直传动齿条(9)齿合，其余竖直传动机构(5)的竖直齿轮与对应的竖向立柱(3)上的环形齿条(18)齿合。

7.根据权利要求6所述的一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于所述的盛土箱机构还包括排水管(6)，其中盛土箱箱体(11)分为上下两层，上层为盛土层，且其底部为透水网，下层为积水层(13)，且其底部设有排水口(14)，排水管(6)通过溢水软管(7)与排水口(14)连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于所述盛土箱箱体(11)的盛土层为上方开口的长方体箱体，且其底部为透水网。

9.根据权利要求8所述的一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置，其特征在于所述横向支架(1)与立柱(3)交接处的横向支架(1)下方和立柱(3)右端均设有防撞击橡胶条(12)。

10.一种应用权利要求1所述的一种用于解决设施栽培下作物连作障碍的换土装置进行换土的方法，包括如下内容：

步骤一，每个长方体框架的顶面和底面均设有一个盛土箱机构，定义盛土箱机构位于长方体框架的顶面或底面上时盛土箱箱体(11)位于初始位置，此时将盛土箱箱体(11)的盛土层内盛满土壤或基质；

步骤二，打开电源，在主体框架左端端部和中间的竖直传动机构(5)工作时，分别带动主体框架前端最左面的竖直传动齿条(9)以及主体框架前端中部的环形齿条(18)工作，使得位于左侧主体框架底面上的盛土箱箱体(11)开始向上运输，同时主体框架前端最右面的竖直传动机构(5)也开始工作，使得主体框架前端最右面的竖直传动齿条(9)以及主体框架前端中部的环形齿条(18)带动右侧主体框架顶面上的盛土箱箱体(11)向下运输，此时主体框架前后两端底部的两个水平传动机构(4)工作，使得右侧主体框架底面上的盛土箱箱体(11)在主体框架前后两端底部的水平传动齿条(8)带动下开始向左侧运输，同时主体框架前后两端顶部的水平传动机构(4)工作，使得左侧主体框架顶面上的盛土箱箱体(11)在主体框架前后两端顶部的水平传动齿条(8)带动下开始向右侧运输，如此往复循环，当原来左侧主体框架底面上的盛土箱箱体(11)到达右侧主体框架顶面的位置、当原来左侧主体框架顶面上盛土箱箱体(11)到达右侧主体框架底面上的位置、当原来右侧主体框架顶面上的盛土箱箱体(11)到达左侧主体框架底面上的位置，同时当原来右侧主体框架底面上的盛土箱箱体(11)到达左侧主体框架顶面上的位置时，所有电机停止工作；

步骤三，对位于上层的盛土箱箱体(11)内土壤或基质进行当年或当季的栽培种植活动，下层的盛土箱箱体(11)内的土壤则处于休耕期，当上层种植的作物收获后，进行一次同样的换土操作，对位于下层的前一年或前一季耕种过的土壤可以将其从盛土箱箱体(11)取出对土壤进行消毒、施肥处理，或引入土壤动物和微生物进行保肥，此时一次换土工作完成；

步骤四，以重复步骤一至步骤三的方式进行第一层土壤和第二层土壤的更换，达到用于解决设施栽培下作物连作障碍的目的。