植物速生装置的制造方法
【专利说明】
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技术领域
[0001]植物速生装置是为植物生长提供优化人造环境，达到缩短植物生长周期、提高产量的目的，采用调气、调湿、调光、调肥、调温及滴灌技术设计的植物工厂。其技术属于现代农业生产领域。
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【背景技术】
[0002]植物生长离不开光照、水分、肥料、和气体;为植物提供适宜的光照和温度、充足的水分和均衡的养分及气体组分，有利于加速植物生长必需的生化反应和光合作用，达到缩短植物生长周期、提高产量的目的。适宜的光照和温度是植物生长进行生化反应和光合作用的能量来源；当植物进行吸热生化反应时，升温利于促进生长；当植物进行放热生化反应时，降温利于促进生长。充足的水分和均衡的养分及均衡的气体组分是植物生长进行生化反应和光合作用的基本反应物，增加反应物浓度减小生成物浓度可以提高反应速度。因此，调气、调湿、调光、调肥，调温是促进植物生长的有效手段，已成为现代农业的重要技术特征。此外，因为封闭式人造环境可以不受自然环境制约，所以采用调气、调湿、调光、调肥、调温及滴灌技术设计的植物工厂适合在恶劣环境或在太空中生产植物。
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【发明内容】
[0003]植物速生装置由调光系统、调气系统、调湿系统、调温系统、调肥系统、种植系统六部分构成。调光系统解决植物生长的光照问题，可以根据植物生长需要提供适宜波段的光照强度和光照量，还可以模拟昼夜变化，缩短昼夜变化周期，增加人造光照天数，促进植物以超常速度生长或早熟。调气系统解决植物生长的气体控制问题，可以根据植物生长需要提供适宜组分的气相养分(即气肥)。调湿系统解决植物生长所需的气态水分控制问题。调温系统解决植物生长不同阶段的温度控制问题。调肥系统解决植物生长所需的养分溶液种类与定量控制问题。种植系统可以解决植物生长的基地和垂直光照问题。
[0004]种植系统由圆柱形密封仓(15)、直立圆柱形螺旋种植田(16)，海绵体填充物(17)构成。除各系统的控制柜外，装置的其余部分均安置在圆柱形密封仓(15)内。圆柱形螺旋种植田(16)由圆柱形外壳(20)内填装海绵体填充物(17)构成。在圆柱形外壳(20)表面环绕有螺旋形凹槽(21)，凹槽(21)的环形平台有用于插入植物根系的种植孔(22)。在圆柱形螺旋种植田(16)轴线方向可以插入滴灌装置(14)供给水肥溶液。圆柱形螺旋种植田(16)垂直固定于执行齿轮(4)之上，可以与执行齿轮(4)同步转动，并且处于圆柱形密封仓(15)内与外界隔离的人造环境之中。
[0005]调光系统由光源控制柜(1)、圆柱形光源(2)、中央齿轮(3)、执行齿轮(4)、电动机
(5)构成。光源控制柜(1)通过调制圆柱形光源(2)的光谱和光强，并通过电动机(5)驱动中央齿轮(3)控制对植物的光照角度和光照周期。圆柱形光源(2)位于圆柱形密封仓(15)对称轴位置，并与圆柱形种植田(16)保持平行；中央齿轮(3)与执行齿轮(4)位于圆柱形密封仓
(15)底部；电动机(5)驱动中央齿轮(3)转动时，中央齿轮(3)带动周边的执行齿轮(4)转动；固定于执行齿轮(4)之上的圆柱形种植田(16)与执行齿轮(4)同步转动，利于种植于圆柱形种植田(16)侧面的植物都能够获得垂直光照，还可以借助自转模拟昼夜交替的自然环境。
[0006]调气系统由气源控制柜(6)、气体循环导气管(7)、气源(8)构成。气源(8)由分别充装各种气体的若干高压储罐构成。气源控制柜(6)按照植物生长不同阶段所需的气体比例调制混合气体，并通过气体循环导气管(7)充入密封仓(15)中循环，满足植物对气肥的需求。
[0007]调湿系统由湿度控制器(9)、加湿器(10)、湿度传感器(24)、储水罐(19)构成。加湿器(10)将储水罐(19)中的液态水转换为水蒸汽，通过湿度传感器(17)和湿度控制器(9)调节密封仓(15)中的气相湿度，以满足植物生长需要。
[0008]调温系统由温度控制器(11)、地面加热器(12)、温度传感器(18)构成。位于密封仓
[15]内部地面的加热器(12)通过温度传感器(18)和温度控制器(11)调节密封仓(15)内气温，以满足植物生长对温度的要求。
[0009]调肥系统由液态肥料控制器(13)、肥料仓(23)、滴灌装置(14)构成。肥料控制器
(13)将肥料仓(23)中的不同组分根据植物生长需要调配成复合肥料溶液，通过滴灌装置
(14)充入构成圆柱形种植田(16)内部的海绵体填充物(17)中，供给植物根系吸收利用。
[0010]肥料仓(23)、储水罐(19)、气源(8)、电动机(5)均安置在圆柱形密封仓(15)底部。
[0011]各系统的控制柜均安置在圆柱形密封仓(15)外部，便于人工操作。
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【附图说明】
[0012]图1是植物速生装置结构示意图。
[0013]植物速生装置由调光系统、调气系统、调湿系统、调温系统、调肥系统、种植系统六部分构成。调光系统由光源控制柜(1)、圆柱形光源(2)、中央齿轮(3)、执行齿轮(4)、电动机
(5)构成。调气系统由气源控制柜(6)、气体循环导气管(7)、及由充装各种气体的高压储罐组成的气源(8)构成。调湿系统由湿度控制柜(9)、加湿器(10)、湿度传感器(24)、储水罐
(19)构成。调温系统由温度控制柜(11)、地面加热器(12)、温度传感器(18)构成。调肥系统由液态肥料控制柜(13)、肥料仓(13)、滴灌装置(14)构成。种植系统由圆柱形密封仓(15)、直立圆柱形螺旋种植田(16)，海绵体填充物(17)构成。各系统的控制柜均安置在圆柱形密封仓(15)外部，便于人工操作。
[0014]图2是植物速生装置垂直剖面结构图。
[0015]圆柱形光源(2)位于圆柱形密封仓(15)对称轴位置，并与直立的圆柱形种植田
[16]保持平行;肥料仓(23)、储水罐(19)、气源(8)、电动机(5)、中央齿轮(3)与执行齿轮(4)均位于圆柱形密封仓(15)底部；电动机(5)驱动中央齿轮(3)转动时，中央齿轮(3)带动周边的执行齿轮(4)转动；垂直固定于执行齿轮(4)之上的圆柱形种植田(16)与执行齿轮(4)同步转动，既利于种植于圆柱形种植田(16)侧面的植物都能够获得垂直光照，还可以借助自转模拟昼夜交替的环境。圆柱形光源(2)、气体循环导气管(7)、加湿器(10)、温度传感器
(18)、滴灌装置(14)及湿度传感器(24)均安装在圆柱形密封仓(15)内的顶部。
[0016]图3是圆柱形螺旋种植田(16)垂直剖面结构图与水平剖面结构图。
[0017]圆柱形螺旋种植田(16)由圆柱形螺旋外壳(20)内填装海绵体填充物(17)构成。在圆柱表面环绕有螺旋形凹槽(21)，凹槽(21)的环形平台有用于插入植物根系的种植孔(22)。在圆柱形螺旋种植田(16)轴线方向可以插入滴灌装置(14)供给水肥溶液。
[0018]图4是齿轮传动结构俯视图。
[0019 ]电动机(5)驱动中央齿轮(3)转动时，中央齿轮(3)带动周边的执行齿轮(4)转动。
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