CN111631050A - 一种季节性光敏式自调节新型农业大棚 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，属于农业大棚技术领域，一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，可以实现在现有的农业大棚上创新性引入光敏自调球，其依靠感知环境温度来针对性的进行自主调节合适的对光面，一面为吸光生热为大棚收集太阳能，另一面发射太阳光减少太阳照射带来的热辐射，同时可以吸光面可以感知太阳光的照射方向进行向光性调节，始终暴露最大的吸光面来吸收足够多的太阳能，并将太阳能有效转化为热能进行储存并向大棚提供，大幅提升太阳能的利用率，从而实现大棚自主感知环境变化针对性进行调整，通过对光照的反馈达到调节温度范围的作用，保障大棚内作物的高效生长，减少人为干预带来的各种成本。
Description
技术领域
本发明涉及农业大棚技术领域，更具体地说，涉及一种季节性光敏式自调节新型农业大棚。
背景技术
随着高分子聚合物－聚氯乙烯、聚乙烯的产生，塑料薄膜广泛应用于农业。日本及欧美国家于50年代初期应用温室薄膜覆盖温床获得成功，随后又覆盖小棚及温室也获得良好效果。我国于1955年秋引进聚氯乙烯农用薄膜，首先在北京用于小棚覆盖蔬菜，获得了早熟增产的效果。大棚原是蔬菜生产的专用设备，随着生产的发展大棚的应用越加广泛。当前大棚已用于盆花及切花栽培；果树生产用于栽培葡萄、草莓、西瓜、甜瓜、桃及柑桔等；林业生产用于林木育苗、观赏树木的培养等；养殖业用于养蚕、养鸡、养牛、养猪、鱼及鱼苗等。
但是现有的农业大棚本身不具有温度调节作用，在不同的季节中，由于光照的不同，大棚的温度也随之变化，尤其是夏天光照较为充足，导致大棚内温度过高，需要进行一定的降温冷却措施，而在冬天时光照不足，环境温度较低，又需要进行一定的保暖措施，即大棚本身难以将棚内环境始终维持在合适的温度范围内来供作物生长。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，它可以实现在现有的农业大棚上创新性引入光敏自调球，其依靠感知环境温度来针对性的进行自主调节合适的对光面，一面为吸光生热为大棚收集太阳能，另一面发射太阳光减少太阳照射带来的热辐射，同时可以吸光面可以感知太阳光的照射方向进行向光性调节，始终暴露最大的吸光面来吸收足够多的太阳能，并将太阳能有效转化为热能进行储存并向大棚提供，大幅提升太阳能的利用率，从而实现大棚自主感知环境变化针对性进行调整，通过对光照的反馈达到调节温度范围的作用，保障大棚内作物的高效生长，减少人为干预带来的各种成本。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，包括大棚本体，所述大棚本体上端固定连接有多个均匀分布的光敏自调球，所述光敏自调球内镶嵌有磁吸内芯，所述光敏自调球外表面开设有多个均匀分布的光敏槽，所述光敏槽内镶嵌有相匹配的对光反馈球，所述对光反馈球包括相对称的吸光球面和反光球面，所述吸光球面外表面镶嵌连接有多个均匀分布的向光式吸光棒，所述反光球面外表面镶嵌连接有多个均匀分布的导热丝，所述对光反馈球内中心处镶嵌连接有助动磁球，且助动磁球通过连动杆与对光反馈球内壁固定连接，所述助动磁球外表面转动连接有多个环形阵列分布的磁屏蔽壳，所述磁屏蔽壳与助动磁球之间固定连接有多个相对应的温感促转体。
进一步的，所述向光式吸光棒包括导热节，所述导热节远离对光反馈球一端固定连接有向光节，所述向光节远离导热节一端固定连接有光热球，光热球起到吸光的作用，并且将太阳能高效转化为热能，向光节具有感光特性，可以自主感知太阳光的照射方向进行向光弯曲，从而促使光热球始终以最大的吸光面正对太阳光，导热节起到传递热量的作用。
进一步的，所述光热球外侧套设有聚光套，所述光热球外表面固定连接有多根均匀分布的导光纤维，且导光纤维镶嵌于聚光套内，聚光套一方面降低光热球对环境的散热损失，起到隔热作用；另一方面保护集热板面，免受风霜雨雪和尘埃等的直接侵袭，导光纤维起到导光的作用，将光照引导至光热球更好的进行光热转化，从而提高光热转化效率。
进一步的，所述导光纤维上镶嵌连接有多个吸光颗粒，所述吸光微粒为氧化硅或者氧化锆，提高导光纤维的导光效果，进而间接促进光热转化效率。
进一步的，所述向光节包括与导热节连接的导热芯棒，所述导热芯棒外表面覆盖有隔热套，所述隔热套外表面镶嵌有多个环形阵列分布的感光热缩杆，一方面保证导热芯棒在隔热的环境下进行接近无损失的热传递，同时利用感光热缩杆的分散特性，响应光照角度进行不同程度的自主膨胀，进而实现向光节的向光弯曲动作。
进一步的，所述感光热缩杆采用热缩材料制成，面向光源的一面温度升高，随着材料受热收缩，迫使向光节朝光弯曲，而一旦向光节顶端与光束对齐，此时处于光影中的向光节下部开始冷却、膨胀并停止运动，向光节还可以持续随着光束转动，转向幅度非常广，相比固定方向的材料，向光节可吸收多达400％的太阳能。
进一步的，所述对光反馈球内镶嵌连接有导热网，且向光式吸光棒和导热丝与导热网之间连接，建立起导热通道，既可以在高温天气快速将热量散发至外界实现冷却降温，同时可以在低温天气下收集热量进行储存保温。
进一步的，所述吸光球面采用透光材料制成，所述反光球面采用反光材料制成，吸光球面透光可以吸收光照在对光反馈球内经过反光球面进行反射，从而可以二次被向光式吸光棒进行吸收转化，提高光热转化率，反光球面则起到直接反射太阳光的作用，避免太阳照射引起的热量聚集。
进一步的，所述磁屏蔽壳包括一对与助动磁球相匹配的磁屏蔽瓣，且其中一个磁屏蔽瓣向远离助动磁球四十五度角的方向倾斜，保证助动磁球始终有一面呈开放状态，可以被磁吸内芯的磁场进行吸附转动，从而实现对光反馈球在不同的温度下的自主转动调节。
进一步的，所述对光反馈球与光敏槽之间填充有流动性导热体，所述流动性导热体采用柔性导热材料制成，且内部填充有体积比为1:1的导热油和导热砂的混合物，既可以保证对光反馈球与光敏自调球之间的高效导热性，同时可以满足对光反馈球在调节转动后仍可以保持良好的接触性。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现在现有的农业大棚上创新性引入光敏自调球，其依靠感知环境温度来针对性的进行自主调节合适的对光面，一面为吸光生热为大棚收集太阳能，另一面发射太阳光减少太阳照射带来的热辐射，同时可以吸光面可以感知太阳光的照射方向进行向光性调节，始终暴露最大的吸光面来吸收足够多的太阳能，并将太阳能有效转化为热能进行储存并向大棚提供，大幅提升太阳能的利用率，从而实现大棚自主感知环境变化针对性进行调整，通过对光照的反馈达到调节温度范围的作用，保障大棚内作物的高效生长，减少人为干预带来的各种成本。
(2)向光式吸光棒包括导热节，导热节远离对光反馈球一端固定连接有向光节，向光节远离导热节一端固定连接有光热球，光热球起到吸光的作用，并且将太阳能高效转化为热能，向光节具有感光特性，可以自主感知太阳光的照射方向进行向光弯曲，从而促使光热球始终以最大的吸光面正对太阳光，导热节起到传递热量的作用。
(3)光热球外侧套设有聚光套，光热球外表面固定连接有多根均匀分布的导光纤维，且导光纤维镶嵌于聚光套内，聚光套一方面降低光热球对环境的散热损失，起到隔热作用；另一方面保护集热板面，免受风霜雨雪和尘埃等的直接侵袭，导光纤维起到导光的作用，将光照引导至光热球更好的进行光热转化，从而提高光热转化效率。
(4)导光纤维上镶嵌连接有多个吸光颗粒，吸光微粒为氧化硅或者氧化锆，提高导光纤维的导光效果，进而间接促进光热转化效率。
(5)向光节包括与导热节连接的导热芯棒，导热芯棒外表面覆盖有隔热套，隔热套外表面镶嵌有多个环形阵列分布的感光热缩杆，一方面保证导热芯棒在隔热的环境下进行接近无损失的热传递，同时利用感光热缩杆的分散特性，响应光照角度进行不同程度的自主膨胀，进而实现向光节的向光弯曲动作。
(6)感光热缩杆采用热缩材料制成，面向光源的一面温度升高，随着材料受热收缩，迫使向光节朝光弯曲，而一旦向光节顶端与光束对齐，此时处于光影中的向光节下部开始冷却、膨胀并停止运动，向光节还可以持续随着光束转动，转向幅度非常广，相比固定方向的材料，向光节可吸收多达400％的太阳能。
(7)对光反馈球内镶嵌连接有导热网，且向光式吸光棒和导热丝与导热网之间连接，建立起导热通道，既可以在高温天气快速将热量散发至外界实现冷却降温，同时可以在低温天气下收集热量进行储存保温。
(8)吸光球面采用透光材料制成，反光球面采用反光材料制成，吸光球面透光可以吸收光照在对光反馈球内经过反光球面进行反射，从而可以二次被向光式吸光棒进行吸收转化，提高光热转化率，反光球面则起到直接反射太阳光的作用，避免太阳照射引起的热量聚集。
(9)磁屏蔽壳包括一对与助动磁球相匹配的磁屏蔽瓣，且其中一个磁屏蔽瓣向远离助动磁球四十五度角的方向倾斜，保证助动磁球始终有一面呈开放状态，可以被磁吸内芯的磁场进行吸附转动，从而实现对光反馈球在不同的温度下的自主转动调节。
(10)对光反馈球与光敏槽之间填充有流动性导热体，流动性导热体采用柔性导热材料制成，且内部填充有体积比为1:1的导热油和导热砂的混合物，既可以保证对光反馈球与光敏自调球之间的高效导热性，同时可以满足对光反馈球在调节转动后仍可以保持良好的接触性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明光敏自调球的结构示意图；
图3为本发明对光反馈球的结构示意图；
图4为本发明向光式吸光棒部分的结构示意图；
图5为本发明向光节部分的结构示意图；
图6为本发明对光反馈球吸光球面向光状态下的结构示意图。
图中标号说明：
1大棚本体、2光敏自调球、3磁吸内芯、4对光反馈球、41吸光球面、42反光球面、43助动磁球、44磁屏蔽壳、45温感促转体、5向光式吸光棒、51导热节、52向光节、521导热芯棒、522隔热套、523感光热缩杆、53光热球、54聚光套、55导光纤维、6导热丝、7导热网。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，包括大棚本体1，大棚本体1上端固定连接有多个均匀分布的光敏自调球2，光敏自调球2内镶嵌有磁吸内芯3，光敏自调球2外表面开设有多个均匀分布的光敏槽，光敏槽内镶嵌有相匹配的对光反馈球4，对光反馈球4与光敏槽之间填充有流动性导热体，流动性导热体采用柔性导热材料制成，且内部填充有体积比为1:1的导热油和导热砂的混合物，既可以保证对光反馈球4与光敏自调球2之间的高效导热性，同时可以满足对光反馈球4在调节转动后仍可以保持良好的接触性。
请参阅图3，对光反馈球4包括相对称的吸光球面41和反光球面42，吸光球面41采用透光材料制成，反光球面42采用反光材料制成，吸光球面41透光可以吸收光照在对光反馈球4内经过反光球面42进行反射，从而可以二次被向光式吸光棒5进行吸收转化，提高光热转化率，反光球面42则起到直接反射太阳光的作用，避免太阳照射引起的热量聚集，吸光球面41外表面镶嵌连接有多个均匀分布的向光式吸光棒5，反光球面42外表面镶嵌连接有多个均匀分布的导热丝6，对光反馈球4内中心处镶嵌连接有助动磁球43，且助动磁球43通过连动杆与对光反馈球4内壁固定连接，助动磁球43外表面转动连接有多个环形阵列分布的磁屏蔽壳44，磁屏蔽壳44包括一对与助动磁球43相匹配的磁屏蔽瓣，且其中一个磁屏蔽瓣向远离助动磁球43四十五度角的方向倾斜，保证助动磁球43始终有一面呈开放状态，可以被磁吸内芯3的磁场进行吸附转动，从而实现对光反馈球4在不同的温度下的自主转动调节，磁屏蔽壳44与助动磁球43之间固定连接有多个相对应的温感促转体45，温感促转体45采用双程记忆效应的形状记忆合金制成，在高温下会展开促使磁屏蔽壳44相对助动磁球43发生转动，从而实现助动磁球43的换面开放，而在低温下会收缩恢复初始形状，温感促转体45形状不作限定，可以为弹簧型、叠片型或者简单球形均可，在超过平衡温度的条件下可以促使磁屏蔽壳44发生转动即可，对光反馈球4内镶嵌连接有导热网7，且向光式吸光棒5和导热丝6与导热网7之间连接，建立起导热通道，既可以在高温天气快速将热量散发至外界实现冷却降温，同时可以在低温天气下收集热量进行储存保温。
请参阅图4，向光式吸光棒5包括导热节51，导热节51远离对光反馈球4一端固定连接有向光节52，向光节52远离导热节51一端固定连接有光热球53，光热球53采用蓄热材料制成，且表面涂覆有黑色吸光涂层，光热球53起到吸光的作用，并且将太阳能高效转化为热能，向光节52具有感光特性，可以自主感知太阳光的照射方向进行向光弯曲，从而促使光热球53始终以最大的吸光面正对太阳光，导热节51起到传递热量的作用，光热球53外侧套设有聚光套54，光热球53外表面固定连接有多根均匀分布的导光纤维55，且导光纤维55镶嵌于聚光套54内，聚光套54一方面降低光热球53对环境的散热损失，起到隔热作用；另一方面保护集热板面，免受风霜雨雪和尘埃等的直接侵袭，导光纤维55起到导光的作用，将光照引导至光热球53更好的进行光热转化，从而提高光热转化效率，导光纤维55上镶嵌连接有多个吸光颗粒，吸光微粒为氧化硅或者氧化锆，提高导光纤维55的导光效果，进而间接促进光热转化效率。
请参阅图5，向光节52包括与导热节51连接的导热芯棒521，导热芯棒521外表面覆盖有隔热套522，隔热套522外表面镶嵌有多个环形阵列分布的感光热缩杆523，一方面保证导热芯棒521在隔热的环境下进行接近无损失的热传递，同时利用感光热缩杆523的分散特性，响应光照角度进行不同程度的自主膨胀，进而实现向光节52的向光弯曲动作，感光热缩杆523采用热缩材料制成，面向光源的一面温度升高，随着材料受热收缩，迫使向光节52朝光弯曲，而一旦向光节52顶端与光束对齐，此时处于光影中的向光节52下部开始冷却、膨胀并停止运动，向光节52还可以持续随着光束转动，转向幅度非常广，相比固定方向的材料，向光节52可吸收多达400％的太阳能。
使用时，在高温天气下环境温度较高，温感促转体45受热膨胀开始展开，并促使磁屏蔽壳44发生转动，磁屏蔽壳44靠近吸光球面41的一面展开，靠近反光球面42的一面被包裹屏蔽起来，然后在磁吸内芯3的磁吸作用下发生转动，吸光球面41转动进入光敏槽内，反光球面42转动暴露在外界，对外界的太阳光进行反射，减少太阳光引起的热量聚集，同时将大棚本体1上的热量进行传导散发至外界，对大棚本体1进行一定程度的降温冷却，在低温天气下环境温度较低，温感促转体45冷却收缩带动磁屏蔽壳44转动复位，磁屏蔽壳44靠近吸光球面41的一面被包裹屏蔽起来，靠近反光球面42的一面展开，在磁吸内芯3的磁吸作用下发生转动，反光球面42转动进入光敏槽内，吸光球面41转动暴露在外界，利用向光式吸光棒5吸收外界的光照，同时利用向光节52的热缩特性感知光照方向，从而实现针对性的调节始终与光照方向保持一致，最大限度的吸收光照并转化为热能进行传递，最终储存在对光反馈球4上对大棚本体1进行升温抵抗环境低温带来的干扰。
本发明可以实现在现有的农业大棚上创新性引入光敏自调球，其依靠感知环境温度来针对性的进行自主调节合适的对光面，一面为吸光生热为大棚收集太阳能，另一面发射太阳光减少太阳照射带来的热辐射，同时可以吸光面可以感知太阳光的照射方向进行向光性调节，始终暴露最大的吸光面来吸收足够多的太阳能，并将太阳能有效转化为热能进行储存并向大棚提供，大幅提升太阳能的利用率，从而实现大棚自主感知环境变化针对性进行调整，通过对光照的反馈达到调节温度范围的作用，保障大棚内作物的高效生长，减少人为干预带来的各种成本。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，包括大棚本体(1)，其特征在于：所述大棚本体(1)上端固定连接有多个均匀分布的光敏自调球(2)，所述光敏自调球(2)内镶嵌有磁吸内芯(3)，所述光敏自调球(2)外表面开设有多个均匀分布的光敏槽，所述光敏槽内镶嵌有相匹配的对光反馈球(4)，所述对光反馈球(4)包括相对称的吸光球面(41)和反光球面(42)，所述吸光球面(41)外表面镶嵌连接有多个均匀分布的向光式吸光棒(5)，所述反光球面(42)外表面镶嵌连接有多个均匀分布的导热丝(6)，所述对光反馈球(4)内中心处镶嵌连接有助动磁球(43)，且助动磁球(43)通过连动杆与对光反馈球(4)内壁固定连接，所述助动磁球(43)外表面转动连接有多个环形阵列分布的磁屏蔽壳(44)，所述磁屏蔽壳(44)与助动磁球(43)之间固定连接有多个相对应的温感促转体(45)。
2.根据权利要求1所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述向光式吸光棒(5)包括导热节(51)，所述导热节(51)远离对光反馈球(4)一端固定连接有向光节(52)，所述向光节(52)远离导热节(51)一端固定连接有光热球(53)。
3.根据权利要求2所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述光热球(53)外侧套设有聚光套(54)，所述光热球(53)外表面固定连接有多根均匀分布的导光纤维(55)，且导光纤维(55)镶嵌于聚光套(54)内。
4.根据权利要求3所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述导光纤维(55)上镶嵌连接有多个吸光颗粒，所述吸光微粒为氧化硅或者氧化锆。
5.根据权利要求2所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述向光节(52)包括与导热节(51)连接的导热芯棒(521)，所述导热芯棒(521)外表面覆盖有隔热套(522)，所述隔热套(522)外表面镶嵌有多个环形阵列分布的感光热缩杆(523)。
6.根据权利要求5所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述感光热缩杆(523)采用热缩材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述对光反馈球(4)内镶嵌连接有导热网(7)，且向光式吸光棒(5)和导热丝(6)与导热网(7)之间连接。
8.根据权利要求1所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述吸光球面(41)采用透光材料制成，所述反光球面(42)采用反光材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述磁屏蔽壳(44)包括一对与助动磁球(43)相匹配的磁屏蔽瓣，且其中一个磁屏蔽瓣向远离助动磁球(43)四十五度角的方向倾斜。
10.根据权利要求1所述的一种季节性光敏式自调节新型农业大棚，其特征在于：所述对光反馈球(4)与光敏槽之间填充有流动性导热体，所述流动性导热体采用柔性导热材料制成，且内部填充有体积比为1:1的导热油和导热砂的混合物。
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