專利名稱：一種用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蔬菜栽培裝置，主要用于潛艇或空間站，為乘員長期連續(xù)提供新鮮蔬菜。裝置設計主要針對應用的特殊環(huán)境，充分考慮了抗震、抗晃、空間節(jié)省的特點。
背景技術：
蔬菜中含有人體所不可缺少的營養(yǎng)成分，如維生素、碳水化合物、礦物質都是維持機體正常生理活動所必要的。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國艦隊長期在海上執(zhí)行任務，士兵便由于吃不到新鮮蔬菜，許多人得了壞血病。因此，保證足夠數量的蔬菜攝入量，是機體健康的重要保障。
目前，對于潛艇遠航食品，大多采用罐頭食品與生鮮食品相結合的供應方式。其中包括短期儲備的新鮮蔬菜，經保鮮技術處理的蘿卜、冬瓜等“保鮮菜”，罐頭食品以及經速凍技術加工的“速凍菜”。這些食品都是在出發(fā)前一次性儲備的，除了重量的巨大，由于新鮮蔬菜儲存上的困難，在一次任務中只能實現開始階段短期(大約10天左右)的保障，之后潛艇官兵只能食用“保鮮菜”、“速凍菜”以及罐頭食品。另外，太空食品也基本上是已經加工好的貯存食品，主要包括復水食品、熱穩(wěn)定食品、中等濕度食品、以及冷凍、冷藏的蔬菜，具有同樣問題，。而且不管是潛艇還是空間站任務周期越長，這一缺點越顯明顯。
此外，長期儲存的蔬菜除了新鮮性差的缺點外，還有可能對人體健康產生一定危險。俄羅斯最新醫(yī)學研究成果表明，胡蘿卜、香蕉、南瓜、柑橘、茴香、蒜葉等一些富含貝塔胡蘿卜素的果蔬經過長期儲藏后會產生抗氧化劑，幫助有害細菌擊潰免疫系統(tǒng)細胞的進攻，甚至受到抗氧化劑保護的有害細菌會反過來摧毀人體免疫系統(tǒng)。
技術內容本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于提供一種用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，可以為潛艇或空間站乘員長期連續(xù)地提供新鮮蔬菜，它具有空間利用率高、抗震、自動化控制、操作簡單的特點。
為達到上述目的，采取的技術方案是本裝置殼體由不銹鋼制成，上層為光源室，中層為栽培室，下層為栽培基質室；光源室光源采用紅、藍光搭配的發(fā)光二極管，內有冷氣流通，用于光源的冷卻；栽培室設有多個進氣口，分環(huán)境空氣和冷氣兩種進口，各側面均設有出氣口，正面開有折疊式的雙層操作窗；栽培基質采用高分子吸水材料，與控釋肥混合后置于蓋板下面并固定；基質水分補充由濕度探頭和滴漏管聯(lián)合作用完成；基質下方設有網狀承托板和出水口，以用于水分滲瀝并收集排出。裝置固定采用支撐腳、底部固定腳、背面固定腳多種方式，靈活可選。
所述的光源室由具有透光和隔熱功能的透光板將其和栽培室隔離，光源室設有冷氣進氣管和出氣管，以帶走光源產生的熱量。
所述的發(fā)光二極管光源具有很好的抗震功能，紅藍光輻射通量比為9/1。其安裝和更換操作均打開裝置頂蓋進行，其打開方式為折疊式，以節(jié)省空間。
所述的栽培室進氣口為2-6個，包括1-3個將環(huán)境空氣吹入栽培室的風扇口，該氣體中CO2濃度相對較高，對蔬菜的生長有促進作用；1-3冷氣進口，將制冷后的空氣吹入栽培室，氣體流量可控，用于調節(jié)栽培室內溫度。
所述的栽培室冷氣進口處設有條狀折流板，用于緩沖進入的冷氣氣流，使冷氣均勻擴散。
所述的栽培室各側面均開有出氣口，使栽培室內的空氣流動均勻，避免死角。
所述的栽培室內壁具有強反光性，提高光源利用率。
所述的栽培室雙層操作窗，外層窗為內壁反光的金屬材料，內層窗為透明材料，且結構設計為折疊式，打開時無需不占用其它空間。
所述的栽培基質與控釋肥混合裝入裝置后，在蔬菜生長過程中無需再補充任何營養(yǎng)。
所述的基質蓋板用蝶形螺母固定于支撐板。支撐板每隔5-20mm開一個固定孔，蓋板寬度9-50mm，可拆卸，調節(jié)蓋板能調節(jié)不同蔬菜的栽培間距。在蓋板之間留有5-20mm的縫隙，用具有粘扣功能的材料連接。保證蔬菜發(fā)芽可從粘扣縫隙鉆出生長，晃動和震動也不會出現水和基質的外溢。
所述的網狀承托板用于栽培基質的承托和多余水分的滲瀝，并能保持栽培基質下部的透氣性，其下設有滲瀝液收集坡，將水收集至出水口排出。
所述的裝置箱體具有多種固定方式，2-4個可拆卸式金屬條作支撐腳，可裝可拆。支撐腳拆掉后，可通過底部4-6個固定腳固定于地板，或背面的2-6個固定腳結合撐托架固定于墻壁。這樣通過多種靈活固定方式，既可以避免晃動對穩(wěn)定性的影響，還可以多種形式充分利用潛艇或空間站內的狹小空間。
綜上，本發(fā)明裝置利用無土栽培基質固定、控釋肥提供營養(yǎng)、滴漏管補充水分，發(fā)光二極管提供光照，實現了蔬菜的栽培。其設計具有結構緊湊，空間利用效率高，能夠自動控制的優(yōu)點。另外箱體的固定、光源的選擇以及基質的固定具有抗晃、抗震的特點。


圖1為本栽培裝置的主視圖。
圖2為本栽培裝置的A-A位置的左視圖。
圖3為本栽培裝置B-B處光源設計說明圖。
圖4為本栽培裝置C-C處基質蓋板設計說明圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，如附圖1、2所示，其結構主要由光源19、栽培室17、冷氣進口1、風扇口2、出氣口15、蓋板4、支撐腳10組成。其中透光板20將光源室與栽培室分開；栽培室17通過冷氣進口1、風扇口2及出氣口15進行氣體交換，冷氣進口1處設有條狀折流板18；操作窗16內層裝有透明材料的內層窗口21；基質蓋板4通過蝶形螺母5固定于支撐板14；基質水分由濕度探頭7監(jiān)測，滴漏管6補充；基質室底部裝有承托網13，其下方為具有一定坡度的滲瀝液收集坡8，坡度最終傾向于出水口12；支撐腳10由螺栓11固定，同時背面固定腳3、底部固定腳9及支撐腳10具有同樣的固定作用，可相互替代使用。
如圖3所示，光源19由10組LED點陣模塊192組成，每組LED點陣模塊由高亮度紅、藍LED191搭配焊接于抗震材料上，LED點陣模塊通過緊固螺絲196固定在支撐板193上。光源室設有冷氣進氣管194和出氣管197，以帶走光源產生的熱量。
如圖4所示，蓋板4在9-50mm范圍內設計有多種不同寬度，可拆卸。某些特定蓋板用具有粘扣23的材料22連接。
使用本裝置時，首先根據環(huán)境需要，從背面固定、底部固定、支撐腳固定三種方式中選擇合適方式將箱體固定；之后打開操作窗口將已經混合有定量控釋肥的基質裝入基質層，加適量水，使基質吸水膨脹；然后將蓋板壓到栽培基質和滴漏管之上，利用蝶形螺絲固定于支撐板，在需要播種蔬菜的區(qū)域，兩邊裝連有粘扣材料的蓋板；之后打開裝置頂部折疊式窗口，將LED點陣模塊通過緊固螺絲固定于支撐板；整個裝置安裝完畢后，打開蓋板粘扣，按照標示的縫隙將蔬菜種子播種于栽培基質，使種子位置對準粘扣處，關閉粘扣；打開光源、冷氣、風扇及進水控制，裝置進入自動運行。蔬菜生長過程中，可通過打開外層窗口觀察。
當蔬菜成熟，打開操作窗口收獲，并播種下一批蔬菜。在應用中，可以設置幾個裝置，分不同階段播種，也可以在一個裝置內的不同區(qū)域分階段播種，如此可以實現蔬菜序批式連續(xù)收獲，從而滿足潛艇或空間站乘員的需求。
針對潛艇或空間站任務的長短，可以選擇不同有效期的控釋肥，從而保證任務中營養(yǎng)的充足，在任務完成返回后，進行基質肥料的更換補充。若任務特別長，也可攜帶一定量控釋肥用于任務中的補充。
該發(fā)明裝置體積緊湊、空間利用率高、可以實現播種后的自動化控制，同時針對潛艇的特殊任務，具有抗晃、抗震的特點。在潛艇遠航或空間站任務中，可以為乘員長期連續(xù)提供新鮮蔬菜，保證了更充足的營養(yǎng)，為任務執(zhí)行提供了保障，具有很大的利用價值。
權利要求
1.一種用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于由光源室、栽培室、栽培基質室、殼體及固定裝置組成，可實現蔬菜的自動化栽培和序批循環(huán)供給蔬菜。
2.根據權利要求1所述的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于用具有透光和隔熱功能的透光板將光源室和栽培室隔離，光源室設有冷氣進氣管和出氣管，以帶走光源產生的熱量。
3.根據權利要求1所述的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于栽培室設進氣口2-6個，包括1-3個將環(huán)境空氣吹入栽培室的風扇口，該氣體中CO2濃度相對較高，對蔬菜的生長有促進作用；1-3冷氣進口，將制冷后的空氣吹入栽培室，氣體流量可控，用于調節(jié)栽培室內溫度。
4.根據權利要求1所述的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于栽培室冷氣進口處設有條狀折流板，用于緩沖進入的冷氣氣流，使冷氣均勻擴散。
5.根據權利要求1所述的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于栽培室各側面均開有出氣口，使栽培室內的空氣流動均勻，避免死角。
6.根據權利要求1所述的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于栽培基質室由頂部的蓋板與培養(yǎng)室隔開，蓋板用蝶形螺母固定于支撐板。支撐板每隔5-20mm開一個固定孔，蓋板寬度9-50mm，可拆卸，調節(jié)蓋板能調節(jié)不同蔬菜的栽培間距。在蓋板之間留有5-20mm的縫隙，用具有粘扣功能的材料連接。保證蔬菜發(fā)芽可從粘扣縫隙鉆出生長，晃動和震動也不會出現水和基質的外溢。
7.根據權利要求1所述的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于栽培基質由網狀承托板承托，以防水分過多。多余水分可滲瀝排出，保持栽培基質下部的透氣性。
8.根據權利要求1所述的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于蔬菜播種和收獲的操作窗為兩層，外層窗為內壁反光的金屬材料，內層窗為透明材料，且結構為折疊式，打開時不占空間。
9.根據權利要求1所述的用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置，其特征在于裝置固定方式為多種2-4個可拆卸式金屬條作支撐腳，可裝可拆。支撐腳拆掉后，可通過底部4-6個固定腳固定于地板，或背面的2-6個固定腳結合撐托架固定于墻壁。這樣通過多種靈活固定方式，既可以避免晃動對穩(wěn)定性的影響，還可以多種形式充分利用潛艇或空間站內的狹小空間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于潛艇或空間站的蔬菜栽培裝置。該裝置主要由光源室、栽培室、栽培基質室、殼體及固定裝置組成。主要特征是光源室設有冷氣流以帶走熱量；栽培室設有環(huán)境空氣和冷氣兩種進氣口，各側面均設有出氣口，設有折疊式雙層操作窗；栽培基質由寬度不同的蓋板固定，蔬菜栽培區(qū)的蓋板間留有縫隙，用具有粘扣功能的材料連接；裝置固定采用支撐腳、底部固定腳、背面固定腳多種形式結合。整個裝置裝配靈活、操作簡單，菜種栽種后至收獲無需再進行任何人工操作，為潛艇工作人員新鮮蔬菜的長久連續(xù)供應提供了便利途徑。
文檔編號A01G9/18GK101032209SQ200610161918
公開日2007年9月12日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權日2006年12月8日
發(fā)明者劉紅, 于承迎, 楊晨亮 申請人:北京航空航天大學