一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統的製作方法

2023-05-30 00:34:26 3

專利名稱：一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種農業設備，具體地說涉及一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統。
背景技術：
光不僅提供高等植物光合作用所需的能量，同時也是調節植物光形態建成、光周期反應以及調節內在生物鐘節律等植物重要生命活動的信號。近年來，溫室栽培發展迅速， 植物生長的光環境調控已經引起廣泛重視。在南方長江流域地區，從每年的11月份到春節前的這段時間是溫室植物生長發育的關鍵時期，但是這個時段也正是該地區連續陰雨寡照頻發的時段，一般每年都會發生2 4次的連續陰雨寡照天氣，每次持續的時間一般在 10 15天，甚至達到20天以上，導致光照持續不足，對溫室植物造成嚴重影響。光照持續不足也是北方地區冬季溫室植物生產的主要制約因素。北方地區冬季寒冷，晚間保溫是北方溫室的首要問題，實際生產中，一般在下午4點鐘就必須加蓋草簾，至次日上午9點鐘以後才揭開草簾，這直接導致光照時數的縮短，每天光照僅有左右，不能滿足植物光合生長對光照時數的需求。為克服自然光照不足引起的問題和障礙，減少損失，溫室種植者主要依賴於激素和農藥等化學藥品的投入，但由此所造成的農產品品質下降和食品安全問題引起人們的關注和不安。因此，合理、科學地進行人工補光在溫室植物生長過程中顯得尤為重要。現有研究表明，對植物採用間歇性補光可促進植物生長，花芽分化，並提高了光合作用效率。因為在自然界中，植物接收光照並不是持續的，光照強度按不同時間也有相應的變化，所以在當今生產過程中，固定式、恆強度的補光並不是一種理想的、適宜植物本身生物學規律的方法。目前，採用電光源補光是溫室設施現代栽培的最新發展方向，但現有的補光系統都為傳統的固定式，即將電光源固定地安裝在溫室的上部對植物實施補光，這種做法其實並不能滿足植物對補光照明的生理和節律需求。關於植物生長補光裝置的專利申請較多，如中國專利「具有大功率發光二極體光源的植物生長控制裝置」(申請號200410051074.4)公開了一種以適宜波長的大功率 LED為光源、可監控環境溫度的植物生長控制裝置；又如美國專利「Lighting apparatus capable of adjusting light quality, duty ratio and frequency in a plant growth chamber using light emitting diodes"(申請日2011-04-13 ；公開號US20010047618) 公開了一種基於紅、藍LED光源的可調光密度的多層架植物生長裝置；中國專利「植物栽培方法、栽培設備和它的照明設備」(申請號CN01814349.0)公開了一種由栽培盆、栽培盆傳送設備以及位於傳送設備上方的LED照明設備構成的植物栽培裝置，但該專利強調的是裝置的結構及使用材料，並未針對大棚植物的補光需求進行相應說明。以上對比文件將LED 創造性的應用於植物栽培裝置，但仍然以固定式電光源進行補光，成本投入高，能源消耗高，也未涉及滿足植物對光照的間隙性和可變性的調控需求。

發明內容
發明目的本發明的目的是提供一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統，在節省成本和能耗的同時，滿足大棚內植物對光照的需求。技術方案為實現上述目的，本發明的一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統包括水平設於溫室內的導向梁和傳動裝置，以及懸吊於導向梁並通過行走輪移動的電光源裝置；所述傳動裝置包括電機、兩個滑輪，以及設於兩個滑輪之間並與電光源裝置相連的傳動索；所述導向梁兩端設有傳感器；所述傳感器、電機分別與微處理器通信連接，所述微處理器用於確定當前狀態並控制電機傳動電光源裝置步進往返進行補光。所述導向梁為設有凹槽的軌道，所述行走輪設於凹槽內通過懸掛杆與電光源裝置連接。作為本發明的進一步優化，所述行走輪有兩個，分別設置懸吊到電光源裝置的前面和後面；所述兩個行走輪各通過兩根懸掛杆與電光源裝置連接，這樣可使懸掛著的電光源裝置具有較好的穩定性。其中，所述懸掛杆可拉伸，從而調節電光源裝置的高度以適應植物生長高度的變化。作為本發明的替代方案，所述導向梁為一根導向索或一根導向杆，所述行走輪設有凹面，安裝在導向索或導向杆上運動。所述電光源裝置為金滷燈、螢光燈、鈉燈、LED植物生長燈的一種或多種，其中，LED 植物生長燈包括紅、藍LED植物生長燈。所述傳感器用於感測導向梁兩端的極限位置，並向控制器發出信號。所述電機為伺服電機，在微處理器的控制下控制滑輪以不同角速度旋轉，從而帶動兩個滑輪之間的傳動索，傳動索與電光源裝置連接，使電光源裝置移動，而電光源裝置通過行走輪懸掛在導向梁下可減小移動阻力，增加系統靈敏度。作為本發明的替代方案，所述滑輪為槽輪，所述傳動索為傳動鋼纜。本發明提供的一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統通過電機帶動電光源裝置移動進行補光，通過設於導向梁兩端的傳感器反饋電光源裝置的位移，當電光源裝置移動一端時，處於電光源裝置一端的傳感器向微處理器發出信號，微處理器再向電機發出反轉信號，從而使電光源裝置在導向梁上步進往返平移，實現對植物的間歇性、節律性補光。 當不需要補光時，電光源裝置在電機傳動下移動到溫室北坡屋面下，避免對植物遮光。這種補光方案極大節省了能量和資源的耗費，並更有利於植物生長。所述微處理器執行如下步驟(1)保存輸入的工作參數；(2)調用保存的工作參數和系統狀態並顯示；(3)採集傳感器發出的位置信號，並調用工作參數一起換算為控制參數θ ；(4)控制電機以一定的頻率輸出控制參數θ。其中，θ的單位為弧度，即伺服電機每次脈衝轉動的角度。通過變頻器調節脈衝頻率即可實現對伺服電機速度的控制。當電光源裝置移動到兩端時，微處理器採集到傳感器發出的信號使電機反轉，即可實現電光源裝置的往返補光。
權利要求
1.一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統，其特徵在於該系統包括水平設於溫室 ⑴內的導向梁⑵和傳動裝置，以及懸吊於導向梁⑵並通過行走輪⑶移動的電光源裝置；所述傳動裝置包括電機(5)、兩個滑輪(6)，以及設於兩個滑輪(6)之間並與電光源裝置⑷相連的傳動索(7)；所述導向梁⑵兩端設有傳感器⑶；所述傳感器(8)、電機( 分別與微處理器(9)通信連接，所述微處理器(9)用於確定當前狀態並控制電機( 傳動電光源裝置(4)步進往返進行補光。
2.根據權利要求1所述的一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統，其特徵在於所述導向梁( 為設有凹槽的軌道，所述行走輪C3)設於凹槽內通過懸掛杆(10)與電光源裝置⑷連接。
3.根據權利要求1所述的一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統，其特徵在於所述電光源裝置(4)為金滷燈、螢光燈、鈉燈、LED植物生長燈的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統，其特徵在於，所述微處理器執行如下步驟(1)保存輸入的工作參數；(2)調用保存的工作參數和系統狀態並顯示；(3)採集傳感器發出的位置信號，並調用工作參數一起換算為控制參數θ；(4)控制電機以一定的頻率輸出控制參數θ。
5.根據權利要求4所述的一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統，其特徵在於所述步驟(3)中，當電光源裝置移動到兩端時，微處理器採集到傳感器發出的信號使電機反轉。
6.根據權利要求4或5所述的一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統，其特徵在於所述控制參數
全文摘要
本發明公開了一種光源自動移行的溫室間歇性補光系統，屬於一種農業設備。該補光系統包括水平設於溫室內的導向梁和傳動裝置，以及懸吊於導向梁並通過行走輪移動的電光源裝置；傳動裝置包括電機、兩個滑輪，以及設於兩個滑輪之間並與電光源裝置相連的傳動索；導向梁兩端設有傳感器；傳感器、電機分別與微處理器通信連接。本發明保證溫室植物的綠色、安全生產，並提供適於植物需求的移動式間歇性補光系統，而且在不需要補光的時候可將電光源移動到北坡屋面下避免對植物遮光；本發明操作靈活，控制方便；系統結構簡潔，便於拆卸、移動和組裝，適用於不同地域、不同植物、不同溫室類型的植物種植。
文檔編號F21V14/02GK102318522SQ20111022610
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月8日 優先權日2011年8月8日
發明者徐志剛 申請人:南京農業大學