專利名稱：一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)設(shè)備，具體地說(shuō)涉及一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光不僅提供高等植物光合作用所需的能量，同時(shí)也是調(diào)節(jié)植物光形態(tài)建成、光周期反應(yīng)以及調(diào)節(jié)內(nèi)在生物鐘節(jié)律等植物重要生命活動(dòng)的信號(hào)。近年來(lái)，溫室栽培發(fā)展迅速， 植物生長(zhǎng)的光環(huán)境調(diào)控已經(jīng)引起廣泛重視。在南方長(zhǎng)江流域地區(qū)，從每年的11月份到春節(jié)前的這段時(shí)間是溫室植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，但是這個(gè)時(shí)段也正是該地區(qū)連續(xù)陰雨寡照頻發(fā)的時(shí)段，一般每年都會(huì)發(fā)生2 4次的連續(xù)陰雨寡照天氣，每次持續(xù)的時(shí)間一般在 10 15天，甚至達(dá)到20天以上，導(dǎo)致光照持續(xù)不足，對(duì)溫室植物造成嚴(yán)重影響。光照持續(xù)不足也是北方地區(qū)冬季溫室植物生產(chǎn)的主要制約因素。北方地區(qū)冬季寒冷，晚間保溫是北方溫室的首要問(wèn)題，實(shí)際生產(chǎn)中，一般在下午4點(diǎn)鐘就必須加蓋草簾，至次日上午9點(diǎn)鐘以后才揭開(kāi)草簾，這直接導(dǎo)致光照時(shí)數(shù)的縮短，每天光照僅有左右，不能滿足植物光合生長(zhǎng)對(duì)光照時(shí)數(shù)的需求。為克服自然光照不足引起的問(wèn)題和障礙，減少損失，溫室種植者主要依賴于激素和農(nóng)藥等化學(xué)藥品的投入，但由此所造成的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降和食品安全問(wèn)題引起人們的關(guān)注和不安。因此，合理、科學(xué)地進(jìn)行人工補(bǔ)光在溫室植物生長(zhǎng)過(guò)程中顯得尤為重要?，F(xiàn)有研究表明，對(duì)植物采用間歇性補(bǔ)光可促進(jìn)植物生長(zhǎng)，花芽分化，并提高了光合作用效率。因?yàn)樵谧匀唤缰?，植物接收光照并不是持續(xù)的，光照強(qiáng)度按不同時(shí)間也有相應(yīng)的變化，所以在當(dāng)今生產(chǎn)過(guò)程中，固定式、恒強(qiáng)度的補(bǔ)光并不是一種理想的、適宜植物本身生物學(xué)規(guī)律的方法。目前，采用電光源補(bǔ)光是溫室設(shè)施現(xiàn)代栽培的最新發(fā)展方向，但現(xiàn)有的補(bǔ)光系統(tǒng)都為傳統(tǒng)的固定式，即將電光源固定地安裝在溫室的上部對(duì)植物實(shí)施補(bǔ)光，這種做法其實(shí)并不能滿足植物對(duì)補(bǔ)光照明的生理和節(jié)律需求。關(guān)于植物生長(zhǎng)補(bǔ)光裝置的專利申請(qǐng)較多，如中國(guó)專利“具有大功率發(fā)光二極管光源的植物生長(zhǎng)控制裝置”(申請(qǐng)?zhí)?00410051074.4)公開(kāi)了一種以適宜波長(zhǎng)的大功率 LED為光源、可監(jiān)控環(huán)境溫度的植物生長(zhǎng)控制裝置；又如美國(guó)專利“Lighting apparatus capable of adjusting light quality, duty ratio and frequency in a plant growth chamber using light emitting diodes"(申請(qǐng)日2011-04-13 ；公開(kāi)號(hào)US20010047618) 公開(kāi)了一種基于紅、藍(lán)LED光源的可調(diào)光密度的多層架植物生長(zhǎng)裝置；中國(guó)專利“植物栽培方法、栽培設(shè)備和它的照明設(shè)備”(申請(qǐng)?zhí)朇N01814349.0)公開(kāi)了一種由栽培盆、栽培盆傳送設(shè)備以及位于傳送設(shè)備上方的LED照明設(shè)備構(gòu)成的植物栽培裝置，但該專利強(qiáng)調(diào)的是裝置的結(jié)構(gòu)及使用材料，并未針對(duì)大棚植物的補(bǔ)光需求進(jìn)行相應(yīng)說(shuō)明。以上對(duì)比文件將LED 創(chuàng)造性的應(yīng)用于植物栽培裝置，但仍然以固定式電光源進(jìn)行補(bǔ)光，成本投入高，能源消耗高，也未涉及滿足植物對(duì)光照的間隙性和可變性的調(diào)控需求。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，在節(jié)省成本和能耗的同時(shí)，滿足大棚內(nèi)植物對(duì)光照的需求。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)包括水平設(shè)于溫室內(nèi)的導(dǎo)向梁和傳動(dòng)裝置，以及懸吊于導(dǎo)向梁并通過(guò)行走輪移動(dòng)的電光源裝置；所述傳動(dòng)裝置包括電機(jī)、兩個(gè)滑輪，以及設(shè)于兩個(gè)滑輪之間并與電光源裝置相連的傳動(dòng)索；所述導(dǎo)向梁兩端設(shè)有傳感器；所述傳感器、電機(jī)分別與微處理器通信連接，所述微處理器用于確定當(dāng)前狀態(tài)并控制電機(jī)傳動(dòng)電光源裝置步進(jìn)往返進(jìn)行補(bǔ)光。所述導(dǎo)向梁為設(shè)有凹槽的軌道，所述行走輪設(shè)于凹槽內(nèi)通過(guò)懸掛桿與電光源裝置連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述行走輪有兩個(gè)，分別設(shè)置懸吊到電光源裝置的前面和后面；所述兩個(gè)行走輪各通過(guò)兩根懸掛桿與電光源裝置連接，這樣可使懸掛著的電光源裝置具有較好的穩(wěn)定性。其中，所述懸掛桿可拉伸，從而調(diào)節(jié)電光源裝置的高度以適應(yīng)植物生長(zhǎng)高度的變化。作為本發(fā)明的替代方案，所述導(dǎo)向梁為一根導(dǎo)向索或一根導(dǎo)向桿，所述行走輪設(shè)有凹面，安裝在導(dǎo)向索或?qū)驐U上運(yùn)動(dòng)。所述電光源裝置為金鹵燈、熒光燈、鈉燈、LED植物生長(zhǎng)燈的一種或多種，其中，LED 植物生長(zhǎng)燈包括紅、藍(lán)LED植物生長(zhǎng)燈。所述傳感器用于感測(cè)導(dǎo)向梁兩端的極限位置，并向控制器發(fā)出信號(hào)。所述電機(jī)為伺服電機(jī)，在微處理器的控制下控制滑輪以不同角速度旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)兩個(gè)滑輪之間的傳動(dòng)索，傳動(dòng)索與電光源裝置連接，使電光源裝置移動(dòng)，而電光源裝置通過(guò)行走輪懸掛在導(dǎo)向梁下可減小移動(dòng)阻力，增加系統(tǒng)靈敏度。作為本發(fā)明的替代方案，所述滑輪為槽輪，所述傳動(dòng)索為傳動(dòng)鋼纜。本發(fā)明提供的一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)電光源裝置移動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)光，通過(guò)設(shè)于導(dǎo)向梁兩端的傳感器反饋電光源裝置的位移，當(dāng)電光源裝置移動(dòng)一端時(shí)，處于電光源裝置一端的傳感器向微處理器發(fā)出信號(hào)，微處理器再向電機(jī)發(fā)出反轉(zhuǎn)信號(hào)，從而使電光源裝置在導(dǎo)向梁上步進(jìn)往返平移，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物的間歇性、節(jié)律性補(bǔ)光。 當(dāng)不需要補(bǔ)光時(shí)，電光源裝置在電機(jī)傳動(dòng)下移動(dòng)到溫室北坡屋面下，避免對(duì)植物遮光。這種補(bǔ)光方案極大節(jié)省了能量和資源的耗費(fèi)，并更有利于植物生長(zhǎng)。所述微處理器執(zhí)行如下步驟(1)保存輸入的工作參數(shù)；(2)調(diào)用保存的工作參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)并顯示；(3)采集傳感器發(fā)出的位置信號(hào)，并調(diào)用工作參數(shù)一起換算為控制參數(shù)θ ；(4)控制電機(jī)以一定的頻率輸出控制參數(shù)θ。其中，θ的單位為弧度，即伺服電機(jī)每次脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)脈沖頻率即可實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)速度的控制。當(dāng)電光源裝置移動(dòng)到兩端時(shí)，微處理器采集到傳感器發(fā)出的信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)電光源裝置的往返補(bǔ)光。
權(quán)利要求
1.一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括水平設(shè)于溫室 ⑴內(nèi)的導(dǎo)向梁⑵和傳動(dòng)裝置，以及懸吊于導(dǎo)向梁⑵并通過(guò)行走輪⑶移動(dòng)的電光源裝置；所述傳動(dòng)裝置包括電機(jī)(5)、兩個(gè)滑輪(6)，以及設(shè)于兩個(gè)滑輪(6)之間并與電光源裝置⑷相連的傳動(dòng)索(7)；所述導(dǎo)向梁⑵兩端設(shè)有傳感器⑶；所述傳感器(8)、電機(jī)( 分別與微處理器(9)通信連接，所述微處理器(9)用于確定當(dāng)前狀態(tài)并控制電機(jī)( 傳動(dòng)電光源裝置(4)步進(jìn)往返進(jìn)行補(bǔ)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)向梁( 為設(shè)有凹槽的軌道，所述行走輪C3)設(shè)于凹槽內(nèi)通過(guò)懸掛桿(10)與電光源裝置⑷連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于所述電光源裝置(4)為金鹵燈、熒光燈、鈉燈、LED植物生長(zhǎng)燈的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器執(zhí)行如下步驟(1)保存輸入的工作參數(shù)；(2)調(diào)用保存的工作參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)并顯示；(3)采集傳感器發(fā)出的位置信號(hào)，并調(diào)用工作參數(shù)一起換算為控制參數(shù)θ；(4)控制電機(jī)以一定的頻率輸出控制參數(shù)θ。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于所述步驟(3)中，當(dāng)電光源裝置移動(dòng)到兩端時(shí)，微處理器采集到傳感器發(fā)出的信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，其特征在于所述控制參數(shù)
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光源自動(dòng)移行的溫室間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，屬于一種農(nóng)業(yè)設(shè)備。該補(bǔ)光系統(tǒng)包括水平設(shè)于溫室內(nèi)的導(dǎo)向梁和傳動(dòng)裝置，以及懸吊于導(dǎo)向梁并通過(guò)行走輪移動(dòng)的電光源裝置；傳動(dòng)裝置包括電機(jī)、兩個(gè)滑輪，以及設(shè)于兩個(gè)滑輪之間并與電光源裝置相連的傳動(dòng)索；導(dǎo)向梁兩端設(shè)有傳感器；傳感器、電機(jī)分別與微處理器通信連接。本發(fā)明保證溫室植物的綠色、安全生產(chǎn)，并提供適于植物需求的移動(dòng)式間歇性補(bǔ)光系統(tǒng)，而且在不需要補(bǔ)光的時(shí)候可將電光源移動(dòng)到北坡屋面下避免對(duì)植物遮光；本發(fā)明操作靈活，控制方便；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，便于拆卸、移動(dòng)和組裝，適用于不同地域、不同植物、不同溫室類型的植物種植。
文檔編號(hào)F21V14/02GK102318522SQ20111022610
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者徐志剛 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)