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一種光照種植箱型植物工廠的構建方法及人工光照種植箱.pdf

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一種 光照 種植 植物 工廠 構建 方法 人工
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摘要
申請專利號:

CN201711079354.X

申請日:

20171106

公開號:

CN107980434A

公開日:

20180504

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G9/18,A01G9/16,A01G9/24,A01G7/04 主分類號: A01G9/18,A01G9/16,A01G9/24,A01G7/04
申請人: 貴陽世紀天元科技有限公司
發明人: 張哲源,張繼強
地址: 550002 貴州省貴陽市市南路宏泰世家28D
優先權: CN201711079354A
專利代理機構: 杭州新源專利事務所(普通合伙) 代理人: 鄭雙根
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法律狀態
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CN201711079354.X

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法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種光照種植箱型植物工廠的構建方法及人工光照植物種植箱,其方法是在閑置空間排列人工光照種植箱,并給人工光照種植箱配備供水、供電、排水的種植基本輔助設施,實現光照種植箱型植物工廠的構建。本發明的方法對空間設施配置要求低,集約化程度更高,構建和運行成本也相對更低,可大大降低人工光照種植物的種植成本。

權利要求書

1.一種光照種植箱型植物工廠的構建方法,其特征在于:在閑置空間排列人工光照種植箱,并給人工光照種植箱配備供水、供電、排水的種植基本輔助設施,實現光照種植箱型植物工廠的構建。2.根據權利要求1所述的光照種植箱型植物工廠的構建方法,其特征在于:所述種植基本輔助設施還提供CO供給。3.根據權利要求2所述的光照種植箱型植物工廠的構建方法,其特征在于:所述人工光照種植箱中的種植環境參數可控,具體種植環境參數包括溫度、光照、水分、養分和氣體5類指標。4.根據權利要求3所述的光照種植箱型植物工廠的構建方法,其特征在于,所述光照的控制方式為:人工配置一組紅光為主藍光為輔的主光源,和紅光為主的輔助光源,根據β=P1R+P2P1B=P1(1+1δ)+P2P1(1+δ)分別調整主光源輸出功率P和輔助光源輸出功率P到得到紅藍光設定比β,實現不同的紅藍光譜比例,來滿足種植物對光譜的不同需求;再根據θ=η*λ(P+P),按光源功率調整步進系數λ,同時調整主光源和輔助光源的輸入功率,并通過光照傳感器實時檢測,改變整體的光照強度至需要設定的主輔光源總光強度θ;其中β-紅藍光設定比,δ-主光源紅藍光固定配比,P-主光源調整后輸出功率,P-主光源調整后紅光輸出功率,P-主光源調整后藍光輸出功率,P-輔助光源調整后輸出功率,θ-主輔光源總光強度,λ-光源功率調整步進系數,η-主輔光源光效。5.根據權利要求3所述的光照種植箱型植物工廠的構建方法,其特征在于,所述光照的周期控制方式為:提供大于10小時的光照時間、提供不同于自然光照的光照/閉光循環周期來提高種植物產量和品質,來提高種植物產量和品質。6.實現權利要求1至5任一權利要求所述方法的一種人工光照種植箱,其特征在于:包括設有一層或多層活動托盤裝配(2)的種植箱體(1);活動托盤裝配(2)包括活動托架(2.1),活動托架(2.1)上設有一個或多個用于種植植物的托盤(2.2),活動托架(2.1)下方設有一個或多個出光朝下且方便更換的電光源(2.3);其中設置在種植箱體(1)頂部的活動托盤裝配(2)不包含托盤(2.2),種植箱體(1)底部設有一個或多個托盤(2.2)。7.根據權利要求6所述的人工光照種植箱,其特征在于:所述種植箱體(1)前側為開放型開口,或前側設有的箱門(1.5);所述箱門(1.5)為單開門、雙開門或多開門。8.根據權利要求6所述的人工光照種植箱,其特征在于:所述種植箱體(1)前側開設有箱門(1.5),后側為透明的背板(1.4),或者種植箱體(1)前后側均設有箱門(1.5);所述箱門(1.5)為單開門、雙開門或多開門。9.根據權利要求6所述的人工光照種植箱,其特征在于,所述種植箱體(1)上設有:用于增加濕度的霧化模塊(4);用于對種植箱體(1)內濕度調整和空氣進行通風和過濾的通風過濾模塊(3),通風過濾模塊(3)包括固定在風扇支架(3.1)上的通風扇(3.2),通風扇(3.2)下端設有過濾網(3.3)、風扇支架(3.1)上下兩端分別設有扇蓋(3.2.1)和過濾網蓋(3.3.1);用于加熱或冷卻系統(5),包括加熱模塊和冷卻模塊,加熱模塊包括環繞種植箱體(1)內壁的硅橡膠螺旋電熱線(5.1),通過溫度控制接通硅橡膠螺旋電熱線(5.1)發熱使箱體內加熱;冷卻模塊包括制冷壓縮機(5.2),制冷壓縮機(5.2)連接有環繞種植箱體(1)內壁的制冷盤管(5.3),通過控制接通制冷壓縮機(5.2)使種植箱體(1)內冷卻;或者所述冷卻模塊包括半導體制冷原理的熱電制冷片;用于光照種植的光照種植控制模塊(6),具有開啟與關閉光照周期的控制、光照強度測量及控制、光譜調整、空氣溫度測量及控制、空氣濕度測量及控制、土壤濕度測量、CO濃度測量和控制、換氣周期控制、網絡數據上載、下載、視頻監控與APP控制,還包括多種特定種植物的對上述參數預設定優化運行和用戶自定義運行。10.根據權利要求9所述的人工光照種植箱,其特征在于,所述光照種植控制模塊(6)與網絡連接,種植業者可制定各類種植產品的品質標準,種植產品的品質標準是以種植物產品的產量、品質和外觀等制定的品質分數,種植物產品的種植過程中的各種種植環境參數通過網絡數據平臺與品質分數掛鉤,達到全球性的種植數據資源共享。

說明書

技術領域

本發明涉及一種光照種植箱型植物工廠的構建方法及人工光照種植箱,屬于人工光照種植技術領域。

背景技術

資源節約、環境友好,是農業綠色發展的基本特征和內在屬性。推進農業綠色發展,就是要大力推廣綠色生產技術,植物工廠是綠色農業生產技術的發展方向。但當前植物工廠主要還是以設施化模式的發展方式,即在廠房內建立適合多層種植的設施;采用噴霧,通風或空調系統來維持整個環境的溫度或濕度;采用過濾及風淋系統隔離蟲害和病毒感染。以至于整個工廠處于較高的精細化管理和較高的能耗中,建設成本和運行成本較高,當前植物工廠的單位面積每平米設施建設成本高達1~3萬人民幣不等,電費支出更是占了種植產品的主要成本,極大地制約了植物工廠化發展速度。

發明內容

本發明的目的在于,提供一種構建人工光照種植系統的方法及人工光照種植箱。本發明的方法對空間設施配置要求低,集約化程度更高,構建成本也相對更低,可大大降低植物的種植成本。本發明的人工光照種植箱能夠較好的提供植物生長所需的溫度、光照、水分、養分和氣(二氧化碳、氧氣)等5大環境因素,整體結構精簡、易于調整、控制和維護,且種植物產出率更高。

本發明的技術方案:一種光照種植箱型植物工廠的構建方法,其特點是:在閑置空間排列人工光照種植箱,并給人工光照種植箱配備供水、供電、排水的種植基本輔助設施,實現光照種植箱型植物工廠的構建。

上述的光照種植箱型植物工廠的構建方法中,所述種植基本輔助設施還提供CO2供給。

前述的光照種植箱型植物工廠的構建方法中,所述人工光照種植箱中的種植環境參數可控,具體種植環境參數包括溫度、光照、水分、養分、氣體(主要為CO2和氧氣)等5類指標。

前述的光照種植箱型植物工廠的構建方法中,所述光照的控制方式為:人工配置一組紅光為主藍光為輔的主光源,和紅光為主的輔助光源,根據

分別調整主光源輸出功率P1和輔助光源輸出功率P2到得到紅藍光設定比β,實現不同的紅藍光譜比例,來滿足種植物對光譜的不同需求;再根據θ=η*λ(P1+P2),按光源功率調整步進系數λ(調整外部供電電壓),同時調整主光源和輔助光源的輸入功率,并通過光照傳感器實時檢測,改變整體的光照強度至需要設定的主輔光源總光強度θ;其中β-紅藍光設定比,δ-主光源紅藍光固定配比,P1-主光源調整后輸出功率,P1R-主光源調整后紅光輸出功率,P1B-主光源調整后藍光輸出功率,P2-輔助光源調整后輸出功率,θ-主輔光源總光強度,λ-光源功率調整步進系數,η-主輔光源光效。

前述的光照種植箱型植物工廠的構建方法中,所述光照的周期控制方式為:提供大于10小時的光照時間、提供不同于自然光照的光照/閉光循環周期來提高種植物產量和品質,來提高種植物產量和品質。具體如光照10小時/閉光2小時(接近自然環境的2個光照循環周期)、光照7小時/閉光1小時(接近自然環境的3個光照循環周期)。而自然界中光照時間一般小于10小時,植物將停止光合作用達14小時以上,而根據植物品種實現多周期的照射有利于植物的生長。

實現前述方法的人工光照種植箱,其特點是:包括設有一層或多層活動托盤裝配的種植箱體;活動托盤裝配包括活動托架,活動托架上設有一個或多個用于種植植物的托盤,活動托架下方設有一個或多個出光朝下且方便更換的電光源;其中設置在種植箱體頂部的活動托盤裝配不包含托盤,種植箱體底部設有一個或多個托盤。

上述的人工光照種植箱中,所述種植箱體前側為開放型開口,或前側設有的箱門;所述箱門為單開門、雙開門或多開門。

前述的人工光照種植箱中,所述種植箱體前側開設有箱門,后側為透明的背板,或者種植箱體前后側均設有箱門;所述箱門為單開門、雙開門或多開門。

前述的人工光照種植箱中,所述種植箱體上設有:

用于增加濕度的霧化模塊;

用于對種植箱體內濕度調整和的空氣進行通風和過濾的通風過濾模塊,通風過濾模塊包括固定在風扇支架上的通風扇,通風扇下端設有過濾網、風扇支架上下兩端分別設有扇蓋和過濾網蓋。過濾網采用HEPA過濾,能夠有效避免霉菌進入箱體內,同時也能有效避免種植菌類時孢子溢出箱體外。

用于加熱或冷卻系統,包括加熱模塊和冷卻模塊,加熱模塊包括環繞種植箱體內壁的硅橡膠螺旋電熱線,通過溫度控制接通硅橡膠螺旋電熱線發熱使箱體內加熱;冷卻模塊包括制冷壓縮機,制冷壓縮機連接有環繞種植箱體內壁的制冷盤管,通過控制接通制冷壓縮機使種植箱體內冷卻;或者所述冷卻模塊包括半導體制冷原理的熱電制冷片;

用于光照種植的光照種植控制模塊,具有開啟與關閉光照周期的控制、光照強度測量及控制、光譜調整、空氣溫度測量及控制、空氣濕度測量及控制、土壤濕度測量、CO2濃度測量和控制、換氣周期控制、網絡數據上載、下載、視頻監控與APP控制,還包括多種特定種植物的對上述參數預設定優化運行和用戶自定義運行。

前述的人工光照種植箱中,所述光照種植控制模塊與網絡連接,種植業者可制定各類種植產品的品質標準,種植產品的品質標準是以種植物產品的產量、品質(包括口感、營養成分等)和外觀等制定的品質分數,種植物產品的種植過程中的各種種植環境參數通過網絡數據平臺與品質分數掛鉤,達到全球性的種植數據資源共享。

前述的人工光照種植箱中,所述種植箱體可以為全內膽型,它包括吸塑成型的內膽,內膽僅前側開口,后側包覆有鈑金背板,其它部分包覆在鈑金外殼內,內膽與鈑金外殼和鈑金背板之間填充有發泡塑料;或者,所述種植箱體可以為半內膽型,它包括吸塑成型的內膽,內膽前后兩側均開口,內膽所有外側面均包覆在的鈑金外殼內,內膽與鈑金外殼之間填充有發泡塑料;或者,所述種植箱體可以為帶透明背板的半內膽型,它包括吸塑成型的內膽,內膽前后兩側均開口,內膽所有外側面均包覆在的鈑金外殼內,內膽的后側面設有透明背板,內膽與鈑金外殼之間填充有發泡塑料。

前述的人工光照種植箱中,所述種植箱體內設有多層用于支撐活動托架的托盤裝配支撐處,支撐處可由帶多層隔板孔的鋁條和支撐卡替代,每層托盤裝配支撐處下設置帶保護罩的電氣接插件母頭、光照傳感器、溫濕度傳感器、CO2傳感器、土壤濕度傳感器。

前述的人工光照種植箱中,所述種植箱體最底部設置有接水盤,用于接收種植箱體內部露水,接水盤上方設置露水接出口,露水接出口為與連接水管的接管口結構,用于將露水排走。

前述的人工光照種植箱中,所述霧化模塊包括帶掛孔懸掛于種植箱體內的集水容器,集水容器內設有超聲波霧化頭、超聲波霧化頭上方設有霧水分離器;霧水分離器包括帶帶下水孔的霧水分離器集水環,霧水分離器集水環上側設有為半球形的霧水分離器集水罩,霧水分離器集水環下側連接有用于導水和支撐的霧水分離器導水管,霧水分離器導水管固定在霧水分離器底座上,集水延霧水分離器導水管空隙處回流到集水容器中,避免發出滴水或流水聲的出現;霧水分離器上部設置防水風扇,防水風扇也可由通風過濾模塊中風扇反轉替代。

前述的人工光照種植箱中,所述的活動托盤裝配還包含一根或多根電纜、一個或多個用于規范固定電纜的電纜規范套,所述電纜一端通過電氣接插件與種植箱體上設置的電氣插座連接,另一端與電光源相連;所述電纜規范套上設置規范套止口,使規范套固定在活動托架;所述的活動托架上設置有一個或多個用于安裝電光源的安裝定位孔。

前述的人工光照種植箱中,所述的托盤具有統一的尺寸規格,來標準化或協調不同生產企業、生產方式或配送企業的種植產品或種植包能放入統一規格的托盤中。具體規格可按如下設定,托盤外部規格:400x270x80mm(外形長x寬x高),托盤內部(種植包最大)規格:380x250x75mm(內空長x寬x高)。

前述的人工光照種植箱中,所述的箱門為可透視門;或為呈現綠色透明效果,當種植箱體內燈泡以紅藍光為主光譜時,箱門的綠色與燈泡紅藍光共同作用,讓人眼視覺呈現白光效果,可接近反映箱內真實色彩效果。

所述內膽與鈑金外殼連接接口結構為:內膽的邊緣在與鈑金外殼的連接處為L型邊,鈑金外殼邊緣則為帶一個夾槽的S型邊,L型邊夾固在S型邊的夾槽內,當向內膽與鈑金外殼間填充發泡塑料時,在發泡塑料的壓力下,鈑金外殼的S型邊將夾緊內膽的L型邊,使二者外觀整齊且形成緊密連接;

所述鈑金背板與鈑金外殼的連接接口結構為:鈑金背板的邊緣在與鈑金外殼的連接處為L型邊,鈑金外殼邊緣則為帶一個夾槽的S型邊,L型邊夾固在S型邊的夾槽內,當向內膽與鈑金外殼間填充發泡塑料時,在發泡塑料的壓力下,鈑金外殼的S型邊將夾緊內膽的L型邊,使二者外觀整齊且形成緊密連接。

所述透明背板與鈑金外殼和內膽的連接接口結構為:內膽后側邊緣為U型邊,U型邊的U型開口內設置加強筋,加固U型邊,鈑金外殼邊緣在與內膽的連接處為帶一個夾槽的S型邊,U型邊端部夾固在S型邊的夾槽內,當向內膽與鈑金外殼間填充發泡塑料時,在發泡塑料的壓力下,鈑金外殼的S型邊將夾緊內膽的U型邊的邊緣,透明背板的邊緣固定在U型邊外側,透明背板和U型邊之間還設有厚度調節墊,透明背板內側還設有透明內背板,透明內背板的邊緣固定在U型邊內側。

與現有技術相比,本發明的方法可利用閑置的廠房或房間,甚至空曠、閑置的露地等閑置空間,只需平整地面,疏通排水,再裝置一定規模的光照種植箱,即可建成植物工廠。由于光照種植箱集約化、自動化程度高,造價低,利用本發明申請方法建成的植物工廠,單位面積每平米設施建設成本僅為0.2萬人民幣左右。電力開支每市斤蔬菜僅為1度電左右,管理成本低,極大地降低了植物工廠的蔬菜種植成本,與現有的植物工廠,甚至與傳統的田間或大棚蔬菜種植方式相比也具有極大的競爭優勢。本發明的人工光照種植箱將電光源、作為種植載體的托盤集成到活動托盤裝配,并可根據不同植物的空間需求,調整活動托盤裝配在種植箱體中的層數和間距,營造了一個結構精簡緊湊、易于調整、控制和維護的封閉式人工生態環境,且植物產出率更高,人工光照種植箱基于成本和集約化優勢將未來農業模式提前在當下實現。

附圖說明

圖1為本發明的家用A1型右側正面立體圖;

圖2為本發明的家用A1型背面立體圖;

圖3為本發明的家用B1型右側正面立體圖;

圖4為本發明的家用B1型背面立體圖;

圖5為本發明的家用B1型箱體爆炸圖;

圖6為本發明的超市A1型右側正面立體圖;

圖7為本發明的超市A1型背面立體圖;

圖8為本發明的生產A1型右側正面立體圖;

圖9為本發明的生產或托管A1型背面立體圖;

圖10為本發明的托管A1型右側正面立體圖;

圖11為本發明的超市B1型右側正面立體圖;

圖12為本發明的超市B1型背面立體圖;

圖13為本發明的超市B1型箱體爆炸圖;

圖14為本發明的生產B1型右側正面立體圖;

圖15為本發明的生產B1型左側正面立體圖;

圖16為本發明的生產B1型背面立體圖;

圖17為本發明的生產B1型箱體爆炸圖;

圖18為本發明的托管B1型右側正面立體圖;

圖19為本發明的托管B1型背面立體圖;

圖20為本發明的4托盤活動托盤裝配立體圖;

圖21為本發明的4托盤型活動托盤裝配爆炸圖;

圖22為本發明的3托盤型活動托盤裝配爆炸圖;

圖23為本發明的2托盤型活動托盤裝配爆炸圖;

圖24為本發明的通風過濾模塊立體圖;

圖25為本發明的通風過濾模塊爆炸圖;

圖26為本發明的霧化模塊立體圖;

圖27為本發明的霧化模塊爆炸圖;

圖28為本發明的光照種植控制模塊立體圖;

圖29為本發明的CO2及溫濕度傳感器立體圖;

圖30為本發明的光照或土壤濕度傳感器度立體圖;

圖31為本發明的箱門上鉸鏈立體圖;

圖32為本發明的箱門下鉸鏈立體圖;

圖33為本發明的箱體內膽與鈑金外殼的連接接口圖;

圖34為本發明的箱體鈑金背板與鈑金外殼的連接接口圖;

圖35為本發明的箱體鈑金外殼與透明背板和內膽的連接接口圖;

圖36為本發明的用帶多層隔板孔的鋁條和支撐卡替代托盤裝配支撐處示例圖;

圖37是本發明的人工種植箱型建設的示意圖。

附圖中的標記:1-種植箱體,1.1-內膽,1.1.1-厚度調節墊,1.1.2-內膽加強筋,1.2-鈑金外殼,1.3-發泡塑料,1.4-背板,1.4.1-透明背板,1.4.2-透明內背板,1.5-門,1.51-門上鉸鏈,1.52-門下鉸鏈,1.6-接水盤,1.7-露水接出口,1.8-托盤裝配支撐處,1.8.1-帶多層隔板孔的鋁條,1.9-隔斷支撐處,1.10-透光隔斷,1.11-帶保護罩的電氣接插件母頭,1.12-接線盒,1.13-腳輪或支座,1.14-箱體加強筋,1.15-箱體底板,1.16-箱底加強托架,1.17-箱頂加強托架,1.18-插入隔斷架,2-活動托盤裝配,2.1-活動托架,2.1.1-燈泡固定支架,2.1.2-電纜勾,2.2-活動托盤,2.3-電光源,2.4-電纜,2.5-電纜規范套,2.5.1-規范套止口,2.6-燈泡固定環,2.7-燈泡保護罩,2.8-安裝定位孔,3-通風過濾模塊,3.1-風扇支架,3.2-通風扇,3.2.1-扇蓋,3.2.2-通風扇固定螺釘,3.3-過濾網,3.3.1-過濾網蓋,4-霧化模塊,4.1-集水容器,4.2-超聲波霧化頭,4.2.1-霧化頭電纜,4.3-霧水分離器,4.3.1-霧水分離器集水罩,4.3.2-霧水分離器集水環,4.3.3-霧水分離器導水管,4.3.4-霧水分離器底座,4.5-浮子液位閥,4.6-進水管,4.7-霧化模塊固定螺釘,5-加熱或冷卻系統,5.1-硅橡膠螺旋電熱線,5.2-制冷壓縮機,5.3-制冷盤管,6-光照種植控制模塊,6.1-光照傳感器,6.2-CO2及溫濕度傳感器,6.3-土壤濕度傳感器,6.4-電磁閥,6.5-控制屏,6.6-控制主機。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明,但并不作為對本發明限制的依據。

實施例。一種光照種植箱型植物工廠的構建方法,原來如圖37所示,在閑置空間排列人工光照種植箱,并給人工光照種植箱配備供水、供電、排水的種植基本輔助設施,實現光照種植箱型植物工廠的構建。所述種植基本輔助設施還提供CO2供給。所述人工光照種植箱中的種植環境參數可控,具體種植環境參數包括溫度、光照、水分、養分、氣體(主要為CO2和氧氣)等5類指標。

所述光照的控制方式為:人工配置一組紅光為主藍光為輔的主光源,和紅光為主的輔助光源,根據

分別調整主光源輸出功率P1和輔助光源輸出功率P2到得到紅藍光設定比β,實現不同的紅藍光譜比例,來滿足種植物對光譜的不同需求;再根據θ=η*λ(P1+P2),按光源功率調整步進系數λ(調整外部供電電壓),同時調整主光源和輔助光源的輸入功率,并通過光照傳感器實時檢測,改變整體的光照強度至需要設定的主輔光源總光強度θ;其中β-紅藍光設定比,δ-主光源紅藍光固定配比,P1-主光源調整后輸出功率,P1R-主光源調整后紅光輸出功率,P1B-主光源調整后藍光輸出功率,P2-輔助光源調整后輸出功率,θ-主輔光源總光強度,λ-光源功率調整步進系數,η-主輔光源光效。

所述光照的周期控制方式為:提供大于10小時的光照時間、提供不同于自然光照的光照/閉光循環周期來提高種植物產量和品質,來提高種植物產量和品質。

其中實現上述方法的人工光照種植箱可以為全內膽型和半內膽型。

1.一種人工光照種植箱(全內膽型),包括設有一層或多層活動托盤裝配2的種植箱體1;活動托盤裝配2包括活動托架2.1,活動托架2.1上設有一個或多個用于種植植物的托盤2.2,活動托架2.1下方設有一個或多個出光朝下且方便更換的電光源2.3;其中設置在種植箱體1頂部的活動托盤裝配2不包含托盤2.2,種植箱體1底部設有一個或多個托盤2.2。種植箱體1包括吸塑成型的內膽1.1,包覆在內膽1.1外的鈑金外殼1.2,內膽1.1與鈑金外殼1.2之間填充有發泡塑料1.3,內膽1.1包覆上下左右兩面并與鈑金背板1.4連接包覆背面,故為全內膽。

所述種植箱體1前側為開放型開口,如圖6和7所示,可用于超市,本實施例中以超市A1型為代號。超市A1型更方便于顧客自行選取帶植物的托盤。

種植箱體1前側可設有的箱門1.5,所述箱門1.5為單開門,如圖1和2所示,適用于家用,以家用A1型為代號。家用A1型占用空間較小。

種植箱體1前側可設有的箱門1.5,所述箱門1.5為雙開門,如圖3、4和5所示,適用于家用,以家用B1型為代號。家用B1型占用空間稍大于家用A1型,植物儲存或產出量更加充足。

種植箱體1可以前側開設有箱門1.5,所述箱門1.5為雙開門,如圖8和9所示,以生產A1型為代號。適用于作為室內種植物大規模生產。

種植箱體1前側的箱門1.5可為多開門,如圖9和10所示,適合托管管理,以托管A1型為代號,各個門帶網絡電控鎖,通過網絡對使用者識別來開啟相應的箱門1.5。

2.一種人工光照種植箱(半內膽形),包括設有一層或多層活動托盤裝配2的種植箱體1;活動托盤裝配2包括活動托架2.1,活動托架2.1上設有一個或多個用于種植植物的托盤2.2,活動托架2.1下方設有一個或多個出光朝下且方便更換的電光源2.3;其中設置在種植箱體1頂部的活動托盤裝配2不包含托盤2.2,種植箱體1底部設有一個或多個托盤2.2。種植箱體1包括吸塑成型的內膽1.1,包覆在內膽1.1外的鈑金外殼1.2,內膽1.1與鈑金外殼1.2之間填充有發泡塑料1.3,內膽1.1包覆上下左右兩面,不包覆背面,背面為透明或設置箱門,故為半內膽。

種植箱體1可以前后側均設有箱門1.5,箱門1.5為雙開門,適用于超市,以超市B1型為代號,結構如圖11、12和13所示。超市B1型方便于作為售貨柜顧客可兩面選取帶植物的托盤。

種植箱體1可以前側開設有箱門1.5,后側為透明的背板1.4,適用于在露地和大棚等透光場所大規模生產,以生產B1型為代號,結構如圖14、15、16和17所示。

種植箱體1還可以前后側均設有箱門1.5,箱門1.5為多開門,每層箱體內的內膽1.1設置隔斷支撐處1.9,每層支撐處設置插入透光隔斷1.10,在種植箱體內形成多個獨立的種植空間。如圖18和19所示,適合托管管理,以托管B1型為代號,各個門帶網絡電控鎖,通過網絡對使用者識別來開啟相應的箱門1.5。

全內膽型和半內膽型的人工光照種植箱體1上均設有:

用于增加濕度的霧化模塊4;所述霧化模塊4,如圖26和27所示,包括帶掛孔懸掛于種植箱體1內的集水容器4.1,集水容器4.1內設有超聲波霧化頭4.2、超聲波霧化頭4.2上方設有霧水分離器4.3;霧水分離器4.3包括帶帶下水孔的霧水分離器集水環4.3.2,霧水分離器集水環4.3.2上側設有為半球形的霧水分離器集水罩4.3.1,霧水分離器集水環4.3.2下側連接有用于導水和支撐的霧水分離器導水管4.3.3,霧水分離器導水管4.3.3固定在霧水分離器底座4.3.4上,集水延霧水分離器導水管4.3.3空隙處回流到集水容器4.1中,避免發出滴水或流水聲的出現;霧水分離器4.3上部設置防水風扇,防水風扇也可由通風過濾模塊3風扇反轉替代。

用于對種植箱體1內的濕度調整和空氣進行通風和過濾的通風過濾模塊3,通風過濾模塊3如圖24和25所示,包括固定在風扇支架3.1上的通風扇3.2,通風扇3.2下端設有過濾網3.3、風扇支架3.1上下兩端分別設有扇蓋3.2.1和過濾網蓋3.3.1。

用于加熱或冷卻系統5,包括加熱模塊和冷卻模塊,加熱模塊包括環繞種植箱體1內壁的硅橡膠螺旋電熱線5.1,通過溫度控制接通硅橡膠螺旋電熱線5.1發熱使箱體內加熱;冷卻模塊包括制冷壓縮機5.2,制冷壓縮機5.2連接有環繞種植箱體1內壁的制冷盤管5.3,通過控制接通制冷壓縮機5.2使種植箱體1內冷卻;或者所述冷卻模塊包括半導體制冷原理的熱電制冷片;

用于光照種植的光照種植控制模塊6,如圖28所示,具有開啟與關閉光照周期的控制、光照強度測量及控制、光譜調整、空氣溫度測量及控制、空氣濕度測量及控制、土壤濕度測量、CO2濃度測量和控制、換氣周期控制、網絡數據上載、下載、視頻監控與APP控制,還包括多種特定種植物的對上述參數預設定優化運行和用戶自定義運行。通過對電光源2.3的功率調整達到對箱體內光強度的控制。通過對不同光譜電光源2.3功率的調整,達到對箱體內光譜的控制。通過運行通風過濾模塊3或噴霧模塊4達到對濕度的控制。通過運行通風機3.2,或硅橡膠螺旋電熱線5.1,或制冷壓縮機5.2達到對溫度的控制。通過電磁閥6.5開閉調整CO2的輸入量達到對其濃度的控制。

所述光照種植控制模塊6與網絡連接,種植業者可制定各類種植產品的品質標準,種植產品的品質標準是以種植物產品的產量、品質(包括口感、營養成分等)和外觀等制定的品質分數,種植物產品的種植過程中的各種種植環境參數通過網絡數據平臺與品質分數掛鉤,達到全球性的種植數據資源共享。通過網絡對光照種植控制模塊實現遠程種植操作;在種植箱或附近合適位置設置視頻監控來配合遠程種植相關操作。

所述光照的周期控制方式為:提供不同于自然光照的光照/閉光循環周期來提高種植物產量和品質,來提高種植物產量和品質。如光照10小時/閉光2小時,接近自然環境的2個光照循環周期;光照7小時/閉光1小時,接近自然環境的3個光照循環周期。

所述電光源2.3為管型防護型定向LED燈泡,電光源2.3分為二組,一組紅光為主藍光為輔的主光源,和紅光為主的輔助光源,光照種植控制模塊根據

分別調整主光源輸出功率P1和輔助光源輸出功率P2到得到紅藍光設定比β,實現不同的紅藍光譜比例,來滿足種植物對光譜的不同需求;再根據θ=η*λ(P1+P2),按光源功率調整步進系數λ(調整外部供電電壓),同時調整主光源和輔助光源的輸入功率,并通過光照傳感器實時檢測,改變整體的光照強度至需要設定的主輔光源總光強度θ;其中β-紅藍光設定比,δ-主光源紅藍光固定配比,P1-主光源調整后輸出功率,P1R-主光源調整后紅光輸出功率,P1B-主光源調整后藍光輸出功率,P2-輔助光源調整后輸出功率,θ-主輔光源總光強度,λ-光源功率調整步進系數,η-主輔光源光效。

所述種植箱體1內設有多層用于支撐活動托架2.1的托盤裝配支撐處1.8,支撐處1.8可由帶多層隔板孔的鋁條1.8.1和支撐卡1.8.2替代,如圖5和圖36所示,每層托盤裝配支撐處1.8下設置帶保護罩的電氣接插件母頭1.11、光照傳感器6.1、溫濕度傳感器6.2、CO2傳感器6.3、土壤濕度傳感器6.4,如圖29和30所示。

所述種植箱體1最底部設置有接水盤1.6,用于接收種植箱體1內部露水,接水盤1.6上方設置露水接出口1.7,露水接出口1.7為與連接水管的接管口結構,用于將露水排走。

所述的活動托盤裝配2,如圖20至23所示,包括活動托架2.1,活動托架2.1上設有一個或多個用于種植植物的托盤2.2,托盤2.2數量可以是4個、3個或2個,具體結構分別如圖1至4所示,活動托架2.1下方設有一個或多個電光源2.3。所述活動托架2.1下方設有帶安裝定位孔2.8的燈泡固定支架2.1.1,所述電光源2.3通過安裝定位孔2.8固定安裝在安裝定位孔2.8上。所述電光源2.3外側設有燈泡保護罩2.7,燈泡保護罩2.7兩端分別連接在兩個相鄰的燈泡固定支架2.1.1上。還包括電纜2.4和用于規范固定電纜2.4的電纜規范套2.5,所述電纜2.4一端通過電氣接插件與人工光照植物種植箱上設置的電氣插座連接,另一端與電光源2.3相連;所述電纜規范套2.5上設置規范套止口2.5.1,使規范套2.5固定在活動托架2.1上,如圖5所示。所述電光源2.3外側還設燈泡固定環2.6,燈泡固定環2.6位于電光源2.3和燈泡保護罩2.7之間。所述的托盤2.2具有統一的尺寸規格,來標準化或協調不同生產企業、生產方式或配送企業的種植產品或種植包能放入統一規格的托盤2.2中。托盤2.2外部規格:400x270x80mm(外形長x寬x高),托盤內部(種植包最大)規格:380x250x75mm(內空長x寬x高)。

所述的箱門1.5為可透視門;或為呈現綠色透明效果,當種植箱體內燈泡以紅藍光為主光譜時,箱門(1.5)的綠色與燈泡紅藍光共同作用,讓人眼視覺呈現白光效果,可接近反映箱內真實色彩效果。

所述的內膽與鈑金外殼的連接接口:內膽1.1的邊緣與鈑金外殼1.2連接處形成L型邊,鈑金則為S型邊,夾住內膽1.1L邊并固定,向內膽1.1與鈑金外殼1.2間填充發泡塑料1.3,在發泡塑料1.3的壓力下,鈑金外殼1.2的S邊將夾緊內膽1.1L邊,使二者外觀整齊且形成緊密連接,參見圖33。

所述的鈑金背板1.4與鈑金外殼1.2的連接接口:鈑金背板1.4的邊緣與鈑金外殼1.2連接處形成L型邊,鈑金外殼1.2則為S型邊,夾住背板L型邊并固定,向鈑金背板1.4與鈑金外殼1.2間填充發泡塑料,在發泡塑料的壓力下,鈑金外殼1.2的S型邊將夾緊鈑金背板L型邊,使二者外觀整齊且形成緊密連接,參見圖34。

所述的鈑金外殼1.2與透明背板1.4.1,和內膽1.1與透明背板1.4.1的連接接口:在內膽后部U型處設置加強筋1.1.2,加固U型邊;透明背板1.4.1設置在內膽1.1內側;透明背板1.4.1設置在內膽1.1外側,透明背板1.4.1與內膽1.1外側間設置厚度調節墊1.1.1;內膽通過與透明背板的連接形成帶透明背板的內膽型式。鈑金外殼1.2則為S型邊,夾住帶透明背板的內膽U型邊并固定,向帶透明背板的內膽與鈑金外殼間填充發泡塑料,在發泡塑料的壓力下,鈑金外殼1.2S邊將夾緊內膽U型邊,使二者外觀整齊且形成緊密連接,參見圖35。

箱門1.5的上下鉸鏈結構可如圖31和32所示。

內膽1.1還可設置隔斷支撐處1.9,每層支撐處設置插入透光隔斷1.10,在種植箱體內形成多個獨立的種植空間,如圖18和19所示。

種植箱體外殼1.2可采用不銹鋼制造,制成的種植箱可直接放到平整露地,包括廢舊廠房、大棚等,形成性價比超高的光照植物工廠。

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本文標題:一種光照種植箱型植物工廠的構建方法及人工光照種植箱.pdf
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