CN105532319B - 一种面向闭锁式立体育秧平台的智能化气流调控系统 - Google Patents

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Abstract

一种面向闭锁式立体育秧平台的智能化气流调控系统。本发明涉及一种基于植物工厂的智能化气流调控系统。该系统由风力供给单元、风向调节单元、电控及驱动单元组成。该系统框架以钢制型材为材料，以电力为驱动能源。在管状风道上阵列多个出气板，通过风力传感器将植物工厂系统内的风力信息传给电控及驱动单元，电控及驱动单元控制风力供给单元，将不同湿度、温度、压力的气体充入管状风道，结合减速步进电机带动管状风道转动，以及气流的相互干涉作用，利用气流调控系统对水、气进行调节，达到模拟自然风的目的。该系统相对于传统植物工厂风力补给系统具有风力大小可调、补风均匀、操控简单的优势，具有广阔的发展前景。

Description

一种面向闭锁式立体育秧平台的智能化气流调控系统
技术领域
本发明涉及设施农业中的新型植物工厂化设备领域，具体涉及一种植物工厂系统模块，针对工厂化育秧过程，设计了一种具有自适应调控功能的气流调控系统。
背景技术
传统的农业工作方式，易受自然条件的限制，且生产效率较低，已无法满足农业向高度集约化发展的趋势。而植物工厂作为目前最高水平的设施农业生产方式，是继温室栽培之后发展起来的一种高度专业化、现代化的设施农业装备。由于其具有受自然条件影响小，作物生产计划性强，生长速度快、周期短，自动化程度高，无污染，多层立体栽培可节约大量土地的优势，使其已成为近年来研究的重点。然而，传统植物工厂的风力调控系统无法模拟自然风，导致植物工厂秧苗根系不发达，使得在植物工厂中培养的秧苗移栽后发育状况不佳。本发明针对存在的问题，研制了一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，可以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于植物工厂的智能化气流调控系统，该系统由风力供给单元、风向调节单元、电控及驱动单元组成。在开始使用时，根据需要设置风力传感器的监测阈值，电控及驱动单元控制风力供给单元向每个风向调节单元中充入不同湿度、温度、风力的气体，通过减速步进电机对每个风力调节单元进行不同角度的调整，使系统内部达到适合植物生长的水、气条件。综上所述，该智能装备能够在植物工厂中智能模拟自然界空气流动情况，是一种新型的针对植物工厂的智能化气流调控系统。
本发明涉及一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，该系统由风力供给单元、风向调节单元、电控及驱动单元组成；框架2由钢制型材搭建，在框架2前侧立柱和横梁上均安装风力传感器4，风力供给单元5和电控及驱动单元7安装在框架2左侧，风向调节单元管状风道9由轴承3连接在框架2的后侧，出气板12利用出气板接头13排列连接在风向调节单元管状风道9上，朝向框架2内部的那一侧，出气板12朝向框架2的另一侧，出气板前表面15上均布出气板出气嘴14，风向调节单元管状风道9右端连接减速步进电机10的动力输出轴，减速步进电机10通过减速步进电机固定座11固定在框架2上，风向调节单元1左侧的风向调节单元进气口8通过气管万能接头6与风力供给单元5连接。
在一些实施方式中，其中：每个气流调控系统中安装两个或多个风向调节单元1；每层风向调节单元1由独立的减速步进电机10提供动力，其有益效果是：每层可以单独控制，可以实现各层调节单元之间旋转不同的角度。
在一些实施方式中，其中：风向调节单元管状风道9是内孔边长为15～30mm的中空无缝方管，壁厚3～5mm，其有益效果是：风向调节单元管状风道9使用无缝方管，使用无缝方管便于与风向调节单元连接，而且能保证气体输送流畅。壁厚为3～5mm，能够承受供风时所产生的压力。
在一些实施方式中，其中：出气板12材质为不锈钢，截面为中空矩形，其有益效果是：出气板选用不锈钢材质可以防止因气体湿度大引起生锈，而且不锈钢材质不易变形。
在一些实施方式中，其中：出气板前表面15为镜面，出气板前表面15上均匀分布出气板出气嘴14，出气板出气嘴14材质为硅胶，突出高度为5mm，相邻出气板出气嘴14间距为15mm，出气板出气嘴14内孔直径0.5mm；其有益效果是：硅胶材质比较软，能够减弱风的强度，相邻出气板出气嘴14间距为15mm时，吹出的气体很均匀，不会出现局部风的强度过大及无风点。
在一些实施方式中，其中：出气板前表面15与竖直方向夹角变化范围为-60°。其有益效果是：可以调节室内温度、湿度，减小不同高度的温湿度差值，使温湿度均匀。
附图说明
图1是本发明的执行系统主视图；
图2是本发明的风向调节单元；
图3是本发明出气板外观图；
图1中，1、风向调节单元；2、框架；3、轴承；4、风力传感器；5、风力供给单元；6、气管万能接头；7、电控及驱动单元。
图2中，8、风向调节单元进气口；9、风向调节单元管状风道；10、步进减速电机；11、步进减速电机固定座；12、出气板。
图3中，13、出气板接头；14、出气板出气嘴；15、出气板前表面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明涉及一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，该系统由风力供给单元、风向调节单元、电控及驱动单元组成；该系统的框架2由钢制型材搭建而成，在框架2前侧立柱和横梁上均安装有风力传感器4，风力供给单元5和电控及驱动单元7安装在框架2左侧，风向调节单元1通过风向调节单元管状风道9由轴承3连接在框架2的后侧，出气板12利用出气板接头13排列连接在风向调节单元管状风道9朝向框架2内部的一侧，出气板12朝向框架2的一侧为出气板前表面15，出气板前表面15上均布出气板出气嘴14，风向调节单元管状风道9右端连接步进减速电机10的动力输出轴，步进减速电机10通过步进减速电机固定座11固定在框架2上，风向调节单元1左侧的风向调节单元进气口8通过气管万能接头6与风力供给单元5连接。
在不同的位置安装一个风力传感器4，各个风力传感器4将所检测到的风力值反馈给控制单元，当单排风力供给单元5所供给的风力小于系统设定的标准范围时，系统发送信号给电控及驱动单元7，电控系统将风力调大，当单排风力供给单元5所供给的风力最大值小于系统设定值时，电控及驱动单元7打开双排风力供给单元5，同时驱动风墙转动一定的角度，使两排供给单元5吹出的风合在一起，自动调节各层的风力，直到达到所需的风力。
当单排风力供给单元5所供给的风满足要求且温湿度不均匀时，另一排风力供给单元5往复摆动调节温湿度，使温湿度均匀。使该系统内部达到适合植物生长的水、气条件。

Claims (6)

1.一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，该系统由风力供给单元、风向调节单元、电控及驱动单元组成；该系统框架(2)由钢制型材搭建而成，在框架(2)前侧立柱和横梁上均安装风力传感器(4)，风力供给单元(5)和电控及驱动单元(7)安装在框架(2)左侧，风向调节单元(1)通过风向调节单元管状风道(9)由轴承(3)连接在框架(2)的后侧，出气板(12)利用出气板接头(13)排列连接在风向调节单元管状风道(9)朝向框架(2)内部的一侧，出气板(12)朝向框架(2)的一侧为出气板前表面(15)，出气板前表面(15)上均布出气板出气嘴(14)，风向调节单元管状风道(9)右端连接步进减速电机(10)的动力输出轴，步进减速电机(10)通过步进减速电机固定座(11)固定在框架(2)上，风向调节单元(1)左侧的风向调节单元进气口(8)通过气管万能接头(6)与风力供给单元(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，其特征在于：每个气流调控系统中安装多个风向调节单元(1)；每层风向调节单元(1)由独立的减速步进电机(10)提供动力。
3.根据权利要求1所述的一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，其特征在于：风向调节单元管状风道(9)是内孔边长为15～30mm的中空无缝方管，壁厚3～5mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，其特征在于，出气板(12)材质为不锈钢，截面为中空矩形。
5.根据权利要求1所述的一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，其特征在于：出气板出气嘴(14)材质为硅胶，突出高度为5mm，相邻出气板出气嘴(14)间距为15mm，出气板出气嘴(14)内孔直径0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于植物工厂技术的智能化气流调控系统，其特征在于，出气板前表面(15)与竖直方向夹角变化范围±60°。
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