基于日光追蹤式的智能光照立體種植系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及種植設(shè)施，尤其涉及一種基于日光追蹤式的智能光照立體種植系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂設(shè)施農(nóng)業(yè)，是指具有一定的設(shè)施，能在局部范圍內(nèi)創(chuàng)造出適宜的氣象環(huán)境因素，為動(dòng)植物生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件而進(jìn)行的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。設(shè)施農(nóng)業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，在我國廣大農(nóng)村已推廣應(yīng)用多年，它的發(fā)展給我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)注入了新鮮血液，解決了大部分人的溫飽問題。發(fā)達(dá)國家的設(shè)施農(nóng)業(yè)，已形成成套技術(shù)、完備的設(shè)施設(shè)備、生產(chǎn)規(guī)范、產(chǎn)量穩(wěn)定、在這些國家，設(shè)施建設(shè)規(guī)模大，生產(chǎn)效率高，始終堅(jiān)持高新技術(shù)的示范、推廣和應(yīng)用，獲得了客觀的效益。以荷蘭為例，全國有玻璃溫室13000座，且均為大型現(xiàn)代化連棟溫室，自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高，溫室內(nèi)溫、光、水、氣、肥等實(shí)現(xiàn)了智能化控制。從品種選擇、栽培管理到采收包裝形成了一整套完整規(guī)范的技術(shù)體系，番茄、黃瓜等實(shí)現(xiàn)了一年多茬的無土長季節(jié)栽培，采收期長達(dá)9-10個(gè)月，黃瓜平均每株采收80條，番茄平均每株采收35穗果，平均產(chǎn)量60KG/m2，創(chuàng)造了當(dāng)今世界最高產(chǎn)量和效益水平。
[0003]同時(shí)，溫室節(jié)能技術(shù)也是溫室研宄工作的重點(diǎn)，隨著《京都協(xié)議書》的執(zhí)行，荷蘭作為協(xié)議書的協(xié)議國，規(guī)定所有行業(yè)的能源效率到2010年降至1980年的35%，相當(dāng)于減少65%的化石燃料的使用。而溫室行業(yè)分擔(dān)了全國20%左右的義務(wù)。目前，他們采取的主要措施包括:提高覆蓋材料透光率，增加溫室太陽能入射量，在此方面他們主要開發(fā)了溫室屋頂清洗機(jī)械和Zigzag板材的開發(fā)，熱能多用途利用和余熱回收；溫室淺層地能節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用；保溫隔熱技術(shù)的研宄，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，一是內(nèi)保溫幕簾的廣泛使用，二是天溝的保溫，三是增加溫室的氣密性和外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫；新型節(jié)能新技術(shù)的研宄和開發(fā)，比如改造溫室結(jié)構(gòu)，充分利用太陽能，培養(yǎng)耐低溫作物等等。
[0004]另外，智能化和聯(lián)網(wǎng)化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)另外重要的研宄領(lǐng)域和推廣渠道。在以色列現(xiàn)代化溫室可根據(jù)作物對(duì)環(huán)境的不同要求，通過計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)部環(huán)境如光、溫、水、氣、肥等因子進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)控，實(shí)現(xiàn)溫室作物全天候、周年性的高效生產(chǎn)。該國的工業(yè)化農(nóng)業(yè)，黃瓜、西紅柿的產(chǎn)量達(dá)50KG/m2，玫瑰產(chǎn)量達(dá)32枝/m2，是露地栽培的10-20倍。美國、日本等國還推出了代表當(dāng)今世界最先進(jìn)水平的全封閉式生長體系，即人工補(bǔ)充光照、全部采用計(jì)算機(jī)控制、由機(jī)器人或機(jī)械手進(jìn)行移栽作業(yè)的“植物工廠”，全年收獲產(chǎn)品20茬以上，蔬菜年產(chǎn)量是露地栽培的數(shù)十倍，這些國家的設(shè)施農(nóng)業(yè)的共同性是已實(shí)現(xiàn)了集約化、規(guī)?；蛯I(yè)生產(chǎn)化，溫室及配套設(shè)施的生產(chǎn)高度社會(huì)化。
[0005]最后，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中最值得一提的是有機(jī)農(nóng)業(yè)，它是完全不用化學(xué)合成的肥料、農(nóng)藥、生長調(diào)節(jié)劑、畜禽飼料添加劑等物質(zhì)，也不使用基因工程生物及其產(chǎn)物的生產(chǎn)體系，其核心是建立和恢復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和良性循環(huán)，以維持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系中，作物秸桿、畜禽糞肥、豆科作物、綠肥和有機(jī)廢棄物是土壤肥力的主要來源；作物輪作以及各種物理、生物和生態(tài)措施是控制雜草和病蟲害的主要手段。
[0006]目前，很多現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)手段是在生產(chǎn)車間內(nèi)完全采用人工補(bǔ)光光源照明的方式來提高產(chǎn)量，這樣的方式會(huì)導(dǎo)致較大的電能消耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于日光追蹤式的智能光照立體種植系統(tǒng)，能夠有效利用日光光照以降低電能消耗，可以滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智能化自動(dòng)種植的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于日光追蹤式的智能光照立體種植系統(tǒng)，包括:
[0009]多層支架，其中每一層支架上設(shè)置有推動(dòng)導(dǎo)軌，所述推動(dòng)導(dǎo)軌上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)種植平臺(tái)，所述推動(dòng)導(dǎo)軌用于將所述種植平臺(tái)推出所述多層支架或收回，并且每一層支架上的推動(dòng)導(dǎo)軌推出所述多層支架的距離不同；
[0010]多個(gè)伸縮承重桿，安裝在每一種植平臺(tái)上，用于調(diào)節(jié)所述種植平臺(tái)的傾斜仰角；
[0011]光照度計(jì)組，包含多個(gè)光照度計(jì)；
[0012]與所述推動(dòng)導(dǎo)軌、伸縮承重桿和光照度計(jì)組相連的控制器，用于控制所述光照度計(jì)組追蹤最強(qiáng)陽光照射角度并驅(qū)動(dòng)所述伸縮承重桿伸縮，以使所述種植平臺(tái)的傾斜仰角與所述最強(qiáng)陽光照射角度一致。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述光照度計(jì)組還包括:
[0014]光照度計(jì)組合盤，該光照度計(jì)組合盤具有曲面，所述多個(gè)光照度計(jì)設(shè)置在所述曲面的不同位置處；
[0015]支撐所述光照度計(jì)組合盤的多個(gè)伸縮桿，在所述控制器的驅(qū)動(dòng)下調(diào)節(jié)所述光照度計(jì)組合盤的傾斜仰角，以使所述光照度計(jì)組合盤朝向具有最強(qiáng)照度檢測(cè)結(jié)果的光照度計(jì)所處的位置傾斜。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述種植系統(tǒng)還包括:多個(gè)補(bǔ)光照明光源，設(shè)置在所述多層支架的每一層支架內(nèi)，所述控制器根據(jù)所述光照度計(jì)組的照度檢測(cè)結(jié)果控制所述補(bǔ)光照明光源的開啟、關(guān)閉以及照明功率。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述種植系統(tǒng)還包括:反光器，所述補(bǔ)光照明光源安裝在所述反光器上，所述反光器在所述控制器的控制下改變傾斜角度，以使所述補(bǔ)光照明光源的光線直射至所述種植平臺(tái)。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述種植系統(tǒng)還包括:
[0019]卷簾式半透明透光膜，設(shè)置在所述多層支架的頂部；
[0020]與所述控制器相連的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在所述控制器的控制下驅(qū)動(dòng)所述卷簾式半透明透光膜張開或者卷回。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，每一推動(dòng)導(dǎo)軌的外邊沿設(shè)置有鎖扣，該鎖扣用于鎖定張開的卷簾式半透明透光膜，以形成傾斜的遮光面。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例的立體種植系統(tǒng)通過光照度計(jì)組來追蹤最強(qiáng)陽光照射角度，并相應(yīng)地控制支撐種植平臺(tái)的伸縮承重桿伸縮，以使得種植平臺(tái)的傾斜仰角與最強(qiáng)陽光照射角度一致，從而使得種植平臺(tái)能夠始終跟隨最強(qiáng)陽光角度。采用這樣的方案，能夠有效利用日光，有利于減少電能的消耗。
[0024]進(jìn)一步而言，本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)還包括補(bǔ)光照明光源和反光器，能夠在陽光不足時(shí)使用補(bǔ)光照明光源對(duì)種植平臺(tái)進(jìn)行補(bǔ)光。
[0025]此外，本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)還包括卷簾式半透明透光膜，能夠在陽光過強(qiáng)時(shí)對(duì)種植平臺(tái)進(jìn)行遮擋，以免影響產(chǎn)量。
【附圖說明】
[0026]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)的正視圖；
[0027]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0028]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)中的光照度計(jì)組的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)的一種操作流程示意圖；
[0030]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)在第一場(chǎng)景下的側(cè)視圖；
[0031]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)在第二場(chǎng)景下的側(cè)視圖；
[0032]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)在第三場(chǎng)景下的側(cè)視圖；
[0033]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的種植系統(tǒng)的控制器與伸縮承重桿的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合具體