CN101116416A - 二轴植物旋转栽培装置 - Google Patents

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杨有泉
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Abstract

本发明涉及一种二轴植物旋转栽培装置，包括设于机架上的密闭舱，所述密闭舱内设有旋转支架，所述旋转支架的横向旋转支轴与地面相平行，其两端穿出密闭舱两侧壁与机架上的轴承相连接，所述旋转支架内设有纵向转轴，所述纵向转轴两端与旋转支架纵向两侧的轴承相连接，其一侧部设有植物栽培盘，另一侧部设有用以向栽培盘提供光照的人工光源组件。该装置不仅可实现被栽培物处于空间微重力的模拟状态，而且结构简单。

Description

二轴植物旋转栽培装置
技术领域
本发明涉及一种二轴植物旋转栽培装置。
背景技术
微重力对生物系统的生长发育、遗传变异产生相当大的影响。微重力科学试验通常只能在空间实验室上进行，费用昂贵，机会难得。科学家们渴望在地面使用模拟微重力环境来研究重力对生物有机体的影响。但在空间的诸多环境因素中，微重力是在地球上最难以模拟的。国内外现有的模拟微重力的旋转式细胞培养装置仅应用于细胞组织培养，不适用于植物栽培，尤其是植物整个生育期的栽培，因为植物旋转栽培不同于细胞旋转培养，无法在旋转容器内的溶液中进行。而现有的植物旋转栽培盘仅仅是挠着一根固定的水平轴进行旋转的，属单轴式，它模拟空间微重力的效应，有较大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二轴植物旋转栽培装置，该装置不仅可实现被栽培物处于空间微重力的模拟状态，而且结构简单。
本发明的目的是这样实现的：这种二轴植物旋转栽培装置，包括设于机架上的密闭舱，所述密闭舱内设有旋转支架，所述旋转支架的旋转支轴与地面相平行，其两端穿出密闭舱两侧壁与机架上的轴承相连接，所述旋转支架内设有纵向转轴，所述纵向转轴两端与旋转支架纵向两侧的轴承相连接，其一侧部设有植物栽培盘，另一侧部设有用以向栽培盘提供光照的人工光源组件。
本发明的显著特点是植株同时绕着两根相互垂直的旋转轴进行旋转，植物细胞内部的重力感受器所受重力方向在连续改变，来不及做出反应，使之表现与空间微重力条件下相似，且两根旋转轴的回转半径和转速在一定范围内时，盘内植物细胞处于连续自由下落状态，接近悬浮状态，更接近了空间微重力状态。
附图说明
图1是本发明实施例一的构造示意图。
具体实施方式
本发明的二轴植物旋转栽培装置，包括设于机架1上的密闭舱2，所述密闭舱2内设有旋转支架3，所述旋转支架的横向旋转支轴4与地面相平行，其两端穿出密闭舱两侧壁与机架上的轴承5相连接，所述旋转支架3内设有纵向转轴6，所述纵向转轴两端与旋转支架纵向两侧的轴承7相连接，其一侧部设有植物栽培盘8，另一侧部设有用以向栽培盘提供光照的人工光源组件9。
为了实现两根旋转轴的转动，上述横向旋转支轴4由设于机架内的电动机构驱动，所述纵向转轴6由设于旋转支架内的电动机构驱动。
上述机架内的电动机构由电机10和皮带轮传动机构11组成，所述皮带轮传动机构的被动轮12设于横向旋转支轴4上，所述旋转支架内的电动机构由电机13和设于纵向转轴6与电机13之间的扇形齿轮传动副14组成。
为了向植物栽培盘提供植物生长所必须的营养液，上述横向旋转支轴4包括中空的横轴进水管段15和横轴出水管段16，所述纵向转轴6包括中空的纵轴进水管段17和纵轴出水管段18，所述旋转支架3上设有相互隔离的进水通道19和出水通道20，所述进水通道19进水端和出水端分别与横轴进水管段15和纵轴进水管段17相连接，所述出水通道20进水端和出水端分别与纵轴出水管段16和横轴出水管段18相连接，与循环水泵21相连接的供水管路22经旋转水接头装置23与横向旋转支轴的横轴进水管段15的进水端相连接，循环水泵21将植物培养液经横轴进水管段15、旋转支架进水通道19、纵轴进水管段17输送至植物栽培盘8，植物栽培盘上的废液经纵轴出水管段18、旋转支架出水通道20输送至横轴出水管段16，最后经与横轴出水管段相连接的回水管路24排出，所述机座下侧设有用于存放植物培养液的储液罐25，所述循环水泵21的进水口接至储液罐，所述回水管路的出水口接至储液罐的回水入口。
该二轴植物旋转栽培装置的植物栽培盘在绕着横向旋转支轴进行公转的同时，又绕着纵向转轴进行自转，因而，栽培盘上的植株同时绕着两根旋转轴进行旋转，且两根旋转轴相互垂直，可望在地面实现模拟空间微重力效应的植物三维培养。
此外，植物旋转栽培盘的自转和公转的转速是独立无极可调的，植物培养液补给状态可调，其调整操作按钮均设置在控制箱的前面板26。密闭舱内气体组分也可根据实验要求进行调控，从而该配置有利于研究不同植物，在不同生育期模拟空间微重力的效应。

Claims (4)

1.一种二轴植物旋转栽培装置，包括设于机架上的密闭舱，所述密闭舱内设有旋转支架，所述旋转支架的横向旋转支轴与地面相平行，其两端穿出密闭舱两侧壁与机架上的轴承相连接，所述旋转支架内设有纵向转轴，所述纵向转轴两端与旋转支架纵向两侧的轴承相连接，其一侧部设有植物栽培盘，另一侧部设有用以向栽培盘提供光照的人工光源组件。
2.根据权利要求1所述的二轴植物旋转栽培装置，其特征在于：所述横向旋转支轴由设于机架内的电动机构驱动，所述纵向转轴由设于旋转支架内的电动机构驱动。
3.根据权利要求2所述的二轴植物旋转栽培装置，其特征在于：所述机架内的电动机构由电机和皮带轮传动机构组成，所述皮带轮传动机构的被动轮设于横向旋转支轴上，所述旋转支架内的电动机构由电机和设于纵向转轴与电机之间的扇形齿轮传动副组成。
4.根据权利要求3所述的二轴植物旋转栽培装置，其特征在于：所述横向旋转支轴包括中空的横轴进水管段和横轴出水管段，所述纵向转轴包括中空的纵轴进水管段和纵轴出水管段，所述旋转支架上设有相互隔离的进水通道和出水通道，所述进水通道进水端和出水端分别与横轴进水管段和纵轴进水管段相连接，所述出水通道进水端和出水端分别与纵轴出水管段和横轴出水管段相连接，与循环水泵相连接的供水管路经旋转水接头装置与横向旋转支轴的横轴进水管段的进水端相连接，循环水泵将植物培养液经横轴进水管段、旋转支架进水通道、纵轴进水管段输送至植物栽培盘，植物栽培盘上的废液经纵轴出水管段、旋转支架出水通道输送至横轴出水管段，最后经与横轴出水管段相连接的回水管路排出，所述机座下侧设有用于存放植物培养液的储液罐，所述循环水泵的进水口接至储液罐，所述回水管路的出水口接至储液罐的回水入口。
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