CN110720391B - 一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业生产技术领域，且公开了一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，包括地面和齿条柱，所述地面的内部固定连接有支撑柱，支撑柱的顶部固定连接有支撑板，支撑板的底部固定连接有蓄电池，支撑板的底部固定连接有开关外壳，开关外壳的内部固定连接有电磁铁一，电磁铁一的内部固定连接有弹簧，弹簧远离电磁铁一的一端固定连接有电磁铁二，开关外壳的内部固定连接有极板；通过齿条柱、水培板、大棚薄膜之间的相互作用下，水培蔬菜可以保证有光照时可以有充足的阳光，而且由于蒸腾作用，水份雾化漂浮在大棚顶部，这样也可以保证水培蔬菜的水分吸收，夜晚大棚中的水份凝集落下也可以满足水培蔬菜的吸收。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产技术领域，具体为一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚。
背景技术
水培蔬菜，是指大部分根系生长在营养液层中，只通过营养液为其提供水分、养分、氧气的有别于传统土壤栽培形式下进行栽培的蔬菜。水培蔬菜生长周期短，富含多种人体所必需的维生素和矿物质。水培是无土栽培的一种，分类于无基质栽培，无基质栽培类型是指植物根系生长的环境中没有基质固定根系，根系生长在营养液或含有营养液的潮湿空气中，但育苗时可能使用某些基质，水培蔬菜以叶菜类最为常见，方便管理，除有些叶菜类蔬菜外，还有一些果菜类蔬菜也可以水培，如黄瓜、甜瓜、番茄等。
随着人们对蔬菜的需求增大，水培蔬菜因为周期短成为满足市场需求的新产品。然而以往的水培蔬菜种植大棚很少可以满足蔬菜全天候的阳光照射，产量也就得不到增加，无法增加种植者的收入，并且在提供水培蔬菜成长的过程中，需要大量的电力来提供水培蔬菜营养液的运转、大棚温湿度的调控等，并且有的大棚采用夜晚光照灯来加长蔬菜的光照时间，但是也会耗费大量的电力，增大种植者的成本，大棚的占地面积过大，只是用于蔬菜的种植，会浪费土地的使用率，无法使产业得到可持续发展。
所以针对这些问题，我们需要一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚来解决。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，具备实时调控光照时间、资源有效利用、降低成本、增加收入的优点，解决了以往的水培蔬菜种植大棚很少可以满足蔬菜全天候的阳光照射，产量也就得不到增加，无法增加种植者的收入，并且在提供水培蔬菜成长的过程中，需要大量的电力来提供水培蔬菜营养液的运转、大棚温湿度的调控等，并且有的大棚采用夜晚光照灯来加长蔬菜的光照时间，但是也会耗费大量的电力，增大种植者的成本，大棚的占地面积过大，只是用于蔬菜的种植，会浪费土地的使用率，无法使产业得到可持续发展的问题。
(二)技术方案
为实现上述实时调控光照时间、资源有效利用、降低成本、增加收入的目的，本发明提供如下技术方案：一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，包括地面和齿条柱，所述地面的内部固定连接有支撑柱，支撑柱的顶部固定连接有支撑板，支撑板的底部固定连接有蓄电池，支撑板的底部固定连接有开关外壳，开关外壳的内部固定连接有电磁铁一，电磁铁一的内部固定连接有弹簧，弹簧远离电磁铁一的一端固定连接有电磁铁二，开关外壳的内部固定连接有极板，支撑板的顶部固定连接有电机，电机的外部固定连接有锥齿轮，齿条柱的底部固定连接有水培板，水培板的顶部开设有蔬菜孔，齿条柱的外部啮合有齿轮，齿轮的内部固定连接有转杆，齿条柱的外部活动连接有大棚薄膜，齿条柱的顶部固定连接有保温层，保温层的顶部固定连接有支撑杆，支撑杆的顶部固定连接有光伏板，光伏板的顶部固定连接有保护外壳，保护外壳的表面开设有透光孔，保护外壳的内部固定连接有光敏电阻。
优选的，所述大棚薄膜上固定连接有胶粒，并且固定在大棚薄膜外部与齿条柱的活动连接的位置。
优选的，所述保护外壳内部与光敏电阻接触的地方采用防水设计。
优选的，所述水培板顶部也固定连接有保护外壳及其配套的透光孔和光敏电阻，并且保护外壳的位置靠近蔬菜孔，蔬菜孔的左右两侧各设置一个。
优选的，所述保温层底部是具有弧度，并且与对应的大棚薄膜的弧度相同。
优选的，所述转杆的外部也固定连接有锥齿轮，并且与电机外部固定的锥齿轮相啮合。
优选的，所述齿条柱、支撑柱、锥齿轮、齿轮、支撑杆均有两个且规格相同。
优选的，所述透光孔均匀分布在保护外壳的表面且规格相同，与光敏电阻接触的保护外壳不设置透光孔。
优选的，所述水培板顶部固定的保护外壳内部的光敏电阻与电机单向电连接，光伏板顶部固定的保护外壳内部的光敏电阻与电磁铁一单向电连接，极板与电机单向电连接。
优选的，所述电磁铁二活动连接在开关外壳的内部。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，具备以下有益效果：
1、该农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，通过蓄电池、开关外壳、电磁铁一、弹簧、电磁铁二、极板之间的相互作用下，可以使当电磁铁一和电磁铁二通电时，电磁铁二与电磁铁一结合，蓄电池蓄电，当电磁铁一断电，弹簧拉伸，电磁铁二与极板接触，形成回路，这样就可以通过电磁铁的极性和弹簧本身的特性来完成一个灵敏开关的作用，并且对于装置的控制更为精确，使得装置可以根据光照的因素更加灵活的变化，显示智能化控制。
2、该农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，通过齿条柱、电机、锥齿轮、齿轮、转杆、透光孔、光敏电阻之间的相互作用，可以使位于水培板上的光敏电阻感应不到光照时，电机转动，使得齿轮转动，齿条柱上升，光伏板上升，直至光敏电阻重新感应光照，由于随着时间的推移导致光照角度的变化，而装置根据实时光照角度的变化可以让蔬菜不会由于光伏板的阴影而无法进行光合反应，保证蔬菜受到充分的光照，也可以保证光伏板在不影响自身的蔬菜成长的情况下进行太阳能发电。
3、该农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，通过电磁铁一、弹簧、电磁铁二、极板、电机、光伏板、光伏板顶部的保护外壳、透光孔、光敏电阻的相互作用下，可以使当光敏电阻感应光照时就可以开始蓄电，当夜晚无光照时，即可使电磁铁二与极板接触，使电机运行，光伏板下降，保温层与大棚薄膜贴合，对大棚起到保温效果，同时也可以使蓄电池保证大棚夜晚的用电需求，这样降低了种植者的成本，增加收入。
4、该农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，通过齿条柱、水培板、大棚薄膜之间的相互作用下，水培蔬菜可以保证有光照时可以有充足的阳光，而且由于蒸腾作用，水份雾化漂浮在大棚顶部，这样也可以保证水培蔬菜的水分吸收，夜晚大棚中的水份凝集落下也可以满足水培蔬菜的吸收。
附图说明
图1为本发明结构剖视示意图；
图2为本发明齿条柱、齿轮、转杆连接关系及运动状态结构示意图；
图3为本发明图1中A处结构示意图；
图4为本发明图1中B处结构示意图；
图5为本发明图1中C处结构示意图；
图6为本发明弹簧、电磁铁二、极板连接关系及运动状态前后对比结构示意图。
图中：1、地面；2、齿条柱；3、支撑柱；4、支撑板；5、蓄电池；6、开关外壳；7、电磁铁一；8、弹簧；9、电磁铁二；10、极板；11、电机；12、锥齿轮；13、水培板；14、蔬菜孔；15、齿轮；16、转杆；17、大棚薄膜；18、保温层；19、支撑杆；20、光伏板；21、保护外壳；22、透光孔；23、光敏电阻。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，包括地面1和齿条柱2，地面1的内部固定连接有支撑柱3，支撑柱3的顶部固定连接有支撑板4，支撑板4的底部固定连接有蓄电池5，支撑板4的底部固定连接有开关外壳6，开关外壳6的内部固定连接有电磁铁一7，电磁铁一7的内部固定连接有弹簧8，弹簧8远离电磁铁一7的一端固定连接有电磁铁二9，电磁铁二9活动连接在开关外壳6的内部，开关外壳6的内部固定连接有极板10，通过蓄电池5、开关外壳6、电磁铁一7、弹簧8、电磁铁二9、极板10之间的相互作用下，可以使当电磁铁一7和电磁铁二9通电时，电磁铁二9与电磁铁一7结合，蓄电池5蓄电，当电磁铁一7断电，弹簧8拉伸，电磁铁二9与极板10接触，形成回路，这样就可以通过电磁铁的极性和弹簧8本身的特性来完成一个灵敏开关的作用，并且对于装置的控制更为精确，使得装置可以根据光照的因素更加灵活的变化，显示智能化控制。
支撑板4的顶部固定连接有电机11，电机11的外部固定连接有锥齿轮12，齿条柱2的底部固定连接有水培板13，水培板13的顶部开设有蔬菜孔14，齿条柱2的外部啮合有齿轮15，齿轮15的内部固定连接有转杆16，转杆16的外部也固定连接有锥齿轮12，并且与电机11外部固定的锥齿轮12相啮合，齿条柱2的外部活动连接有大棚薄膜17，通过齿条柱2、水培板13、大棚薄膜17之间的相互作用下，水培蔬菜可以保证有光照时可以有充足的阳光，而且由于蒸腾作用，水份雾化漂浮在大棚顶部，这样也可以保证水培蔬菜的水分吸收，夜晚大棚中的水份凝集落下也可以满足水培蔬菜的吸收。
大棚薄膜17上固定连接有胶粒，并且固定在大棚薄膜17外部与齿条柱2的活动连接的位置，齿条柱2的顶部固定连接有保温层18，保温层18底部是具有弧度，并且与对应的大棚薄膜17的弧度相同，保温层18的顶部固定连接有支撑杆19，齿条柱2、支撑柱3、锥齿轮12、齿轮15、支撑杆19均有两个且规格相同；支撑杆19的顶部固定连接有光伏板20，光伏板20的顶部固定连接有保护外壳21，保护外壳21的表面开设有透光孔22，保护外壳21的内部固定连接有光敏电阻23，保护外壳21内部与光敏电阻23接触的地方采用防水设计；水培板13顶部也固定连接有保护外壳21及其配套的透光孔22和光敏电阻23，并且保护外壳21的位置靠近蔬菜孔14，蔬菜孔14的左右两侧各设置一个；透光孔22均匀分布在保护外壳21的表面且规格相同，与光敏电阻23接触的保护外壳21不设置透光孔22；水培板13顶部固定的保护外壳21内部的光敏电阻23与电机11单向电连接，光伏板20顶部固定的保护外壳21内部的光敏电阻23与电磁铁一7单向电连接，极板10与电机11单向电连接。
通过齿条柱2、电机11、锥齿轮12、齿轮15、转杆16、透光孔22、光敏电阻23之间的相互作用，可以使位于水培板13上的光敏电阻23感应不到光照时，电机11转动，使得齿轮15转动，齿条柱2上升，光伏板20上升，直至光敏电阻23重新感应光照，由于随着时间的推移导致光照角度的变化，而装置根据实时光照角度的变化可以让蔬菜不会由于光伏板的阴影而无法进行光合反应，保证蔬菜受到充分的光照，也可以保证光伏板在不影响自身的蔬菜成长的情况下进行太阳能发电；通过电磁铁一7、弹簧8、电磁铁二9、极板10、电机11、光伏板20、光伏板20顶部的保护外壳21、透光孔22、光敏电阻23的相互作用下，可以使当光敏电阻23感应光照时就可以开始蓄电，当夜晚无光照时，即可使电磁铁二9与极板10接触，使电机11运行，光伏板20下降，保温层18与大棚薄膜17贴合，对大棚起到保温效果，同时也可以使蓄电池5保证大棚夜晚的用电需求，这样降低了种植者的成本，增加收入。
工作过程和原理:当有光照时的工作原理：
当阳光通过保护外壳21表面的透光孔22被光敏电阻23感应，开关外壳6内部固定的电磁铁一7和电磁铁二9吸附，固定在电磁铁一7内部的弹簧8收缩，光伏板20运行，蓄电池5开始蓄电；当水培板13顶部的光敏电阻23感应不到阳光时，电机11运行，锥齿轮12固定在电机11顶部，固定在转杆16上的锥齿轮12与其啮合，齿轮15与转杆16固定，电机11运行带动两个锥齿轮12转动，转杆16、齿轮15与杆上的锥齿轮12同向转动，齿轮15与齿条柱2啮合，齿条柱2上移，齿条柱2与保温层18固定连接，保温层18通过支撑杆19与光伏板20固定连接，齿条柱2上移带动保温层18和光伏板20上移，齿条柱2与水培板13固定，齿条柱2上移带动水培板13上移，直至光敏电阻23感应到阳光，电机11停转，此时水培蔬菜可以保证有光照时可以有充足的阳光，而且由于蒸腾作用，水份雾化漂浮在大棚顶部，这样也可以保证水培蔬菜的水分吸收。
以下为无光照时的工作原理：
当光伏板20上的光敏电阻23感应不到光照时，电磁铁一7断电失去磁性，电磁铁二9在开关外壳6内部活动连接，在固定在电磁铁一7内部的弹簧8弹力作用下，电磁铁二9与极板10接触，电机11反转，光伏板20、保温层18、水培板13下降直至保温层18有大棚薄膜17贴合，开始保温，电机11停止运行，同时蓄电池5向外放电，满足夜晚无光照情况下的温湿度控制以及光照灯等用电需求，夜晚大棚中的水份凝集落下也可以满足水培蔬菜的吸收，运行之间的传动原理与有光照时的传动原理相同。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，包括齿条柱（2），其特征在于：在地面（1）的内部固定连接有支撑柱（3），支撑柱（3）的顶部固定连接有支撑板（4），支撑板（4）的底部固定连接有蓄电池（5），支撑板（4）的底部固定连接有开关外壳（6），开关外壳（6）的内部固定连接有电磁铁一（7），电磁铁一（7）的内部固定连接有弹簧（8），弹簧（8）远离电磁铁一（7）的一端固定连接有电磁铁二（9），开关外壳（6）的内部固定连接有极板（10），支撑板（4）的顶部固定连接有电机（11），电机（11）的外部固定连接有锥齿轮（12），齿条柱（2）的底部固定连接有水培板（13），水培板（13）的顶部开设有蔬菜孔（14），齿条柱（2）的外部啮合有齿轮（15），齿轮（15）的内部固定连接有转杆（16），齿条柱（2）的外部活动连接有大棚薄膜（17），齿条柱（2）的顶部固定连接有保温层（18），保温层（18）的顶部固定连接有支撑杆（19），支撑杆（19）的顶部固定连接有光伏板（20），光伏板（20）的顶部固定连接有保护外壳（21），保护外壳（21）的表面开设有透光孔（22），保护外壳（21）的内部固定连接有光敏电阻（23）。
2.根据权利要求1所述的一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，其特征在于：所述大棚薄膜（17）上固定连接有胶粒，并且固定在大棚薄膜（17）外部与齿条柱（2）的活动连接的位置。
3.根据权利要求1所述的一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，其特征在于：所述保护外壳（21）内部与光敏电阻（23）接触的地方采用防水设计。
4.根据权利要求1所述的一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，其特征在于：所述水培板（13）顶部也固定连接有保护外壳（21）及其配套的透光孔（22）和光敏电阻（23），并且保护外壳（21）的位置靠近蔬菜孔（14），蔬菜孔（14）的左右两侧各设置一个。
5.根据权利要求1所述的一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，其特征在于：所述保温层（18）底部是具有弧度，并且与对应的大棚薄膜（17）的弧度相同。
6.根据权利要求1所述的一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，其特征在于：所述转杆（16）的外部也固定连接有锥齿轮（12），并且与电机（11）外部固定的锥齿轮（12）相啮合。
7.根据权利要求1所述的一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，其特征在于：所述齿条柱（2）、支撑柱（3）、锥齿轮（12）、齿轮（15）、支撑杆（19）均有两个且规格相同。
8.根据权利要求1所述的一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，其特征在于：所述透光孔（22）均匀分布在保护外壳（21）的表面且规格相同，与光敏电阻（23）接触的保护外壳（21）部分不设置透光孔（22）。
9.根据权利要求1所述的一种农业用自动光照调节的光伏水培蔬菜大棚，其特征在于：所述水培板（13）顶部固定的保护外壳（21）内部的光敏电阻（23）与电机（11）单向电连接，光伏板（20）顶部固定的保护外壳（21）内部的光敏电阻（23）与电磁铁一（7）单向电连接，极板（10）与电机（11）单向电连接。
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