CN113728827A - 一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，包括顶板，还包括：光照度传感器；控制器；第一壳体；第一驱动机构；角度调节机构；第二壳体，所述第二壳体设置在所述角度调节机构底部；第二驱动机构，所述第二驱动机构设置在所述第二壳体内；光照强度调节机构，所述光照强度调节机构设置在所述第二壳体底部；光合作用机构，所述光合作用机构设置在所述光照强度调节机构上。本发明中，通过光照度传感器检测外界环境的光照强度，然后根据需要通过光照强度调节机构中的挡板与光合作用机构中的LED植物生长灯进行配合进行光合作用装置光照强度的调节，对植物进行适宜的光合作用，避免植物生长达不到预期效果。

Description

一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统

技术领域

本发明涉及光合作用装置技术领域，尤其涉及一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统。

背景技术

光合作用，通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳氧平衡具有重要意义，进行农业棚栽种植时，在黑夜或者阴天时通常会用到光合作用装置。

但是现有的棚栽种植用光合作用装置大多不能根据外界环境条件的改变而对装置的光照强度进行相应的调节，对植物的光合作用促进有限，导致培育周期长，使植物生长达不到预期效果；其次为达到光照均匀的目的，常规手段往往是通过安装数量较多的生长灯来实现，势必会导致能耗变高，既不经济也不节能，为此我们需要设计合理结构来解决这些问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述提出的问题，而提出的一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，包括顶板，还包括：光照度传感器，所述光照度传感器设置在所述顶板底部；控制器，所述控制器设置在所述顶板底部；第一壳体，所述第一壳体设置在所述顶板底部；第一驱动机构，所述第一驱动机构设置在所述第一壳体内；角度调节机构，所述角度调节机构设置在所述第一壳体底部；第二壳体，所述第二壳体设置在所述角度调节机构底部；第二驱动机构，所述第二驱动机构设置在所述第二壳体内；光照强度调节机构，所述光照强度调节机构设置在所述第二壳体底部，所述光照强度调节机构设有若干个挡板，用于对光照强度进行调节；光合作用机构，所述光合作用机构设置在所述光照强度调节机构上。

进一步地，所述第一驱动机构设有转盘、若干个限位柱、传动齿轮，所述第一壳体顶部外表壁与所述顶板底部外表壁固定连接，所述转盘与所述第一壳体底部内表壁转动连接，若干个所述限位柱沿周向方向与所述转盘顶部外表壁固定连接，所述传动齿轮通过连接轴与所述第一壳体内表壁转动连接，所述传动齿轮与若干个所述限位柱相啮合，所述第一壳体内表壁上固定连接有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴通过皮带与所述连接轴传动连接。

进一步地，所述转盘底部外表壁上固定连接有连接杆，所述连接杆底端沿竖直方向贯穿所述第一壳体底部外表壁并固定连接有活动板，所述活动板与所述第一壳体转动连接，所述角度调节机构设有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一壳体底部外表壁上固定连接有固定杆，所述固定杆底端沿竖直方向贯穿所述连接杆和所述活动板并与所述第一锥齿轮固定连接，所述连接杆和所述活动板均与所述固定杆转动连接，所述活动板底部外表壁上固定连接有两个支板，所述第二锥齿轮通过活动轴与两个所述支板转动连接，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮相啮合，所述活动轴底端固定连接有活动杆，所述活动杆底端与所述第二壳体顶部外表壁固定连接。

进一步地，所述第二驱动机构设有第一齿轮、第二齿轮和旋转轴，所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合且均与所述第二壳体底部内表壁转动连接，所述第一齿轮底部外表壁上固定连接有套筒，所述套筒底端沿竖直方向贯穿所述第二壳体底部外表壁并与所述第二壳体转动连接，所述旋转轴顶端与所述第二壳体顶部内表壁转动连接，所述旋转轴底端沿竖直方向依次贯穿所述第一齿轮、所述第二壳体底部外表壁和所述套筒，所述旋转轴与所述第一齿轮、所述第二壳体和所述套筒均转动连接，所述第二壳体顶部内表壁上固定连接有第二伺服电机和第三伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴开放端与所述第二齿轮固定连接，所述第三伺服电机的输出轴通过皮带与所述旋转轴传动连接。

进一步地，所述第二壳体下方的所述套筒外表壁上固定连接有一个第一旋转板和若干个第二旋转板，所述第一旋转板和若干个所述第二旋转板沿所述套筒周向方向呈等间距分布，所述第一旋转板和若干个所述第二旋转板开放端顶部外表壁上分别通过旋转杆转动连接有第一旋转轮和第二旋转轮，所述第一旋转轮与若干个所述第二选转轮之间通过第一传动带传动连接，所述第一旋转板上的所述旋转杆底端沿竖直方向贯穿所述第一旋转板并固定连接有第三旋转轮，所述第二壳体下方的所述旋转轴底端固定连接有第四旋转轮，所述第三旋转轮与所述第四旋转轮通过第二传动带传动连接。

进一步地，所述光合作用机构设有若干个LED植物生长灯，所述LED植物生长灯固定连接在所述第一旋转板和所述第二旋转板底部，所述第三旋转轮上的所述旋转杆底端沿竖直方向贯穿所述第三旋转轮并与所述挡板固定连接，所述第二旋转板上的所述旋转杆底端沿竖直方向贯穿所述第二旋转板并与所述挡板固定连接，所述挡板与所述LED植物生长灯相匹配，所述光照度传感器与所述控制器、所述第一伺服电机、所述第二伺服电机和所述第三伺服电机之间电性连接，所述顶板顶部设有若干个安装板。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，通过光照度传感器检测外界环境的光照强度，然后根据需要通过光照强度调节机构中的挡板与光合作用机构中的LED植物生长灯进行配合进行光合作用装置光照强度的调节，对植物进行适宜的光合作用，避免植物生长达不到预期效果，通过角度调节机构的设置，可以实现对光合作用装置角度的调节，使每个地方的植物都能进行充分的光合作用，促进植物的生长，通过安装较少的LED植物生长灯与光照强度调节机构进行配合，对植物进行均匀的照射，在保证植物光合作用充足的同时降低了能耗，达到了经济、节能和环保的目的。

附图说明

图1为本发明中一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统主体结构示意图；

图2为本发明中一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统拆分结构示意图；

图3为本发明中光照强度调节机构拆分结构示意图；

图4为本发明中第一驱动机构结构示意图；

图5为本发明中第二驱动机构结构示意图；

图6为本发明中一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统框图示意图。

图例说明：

1、顶板；2、第一壳体；3、第二壳体；4、挡板；5、转盘；6、限位柱；7、传动齿轮；8、连接轴；9、第一伺服电机；10、活动板；11、第一锥齿轮；12、第二锥齿轮；13、支板；14、活动轴；15、活动杆；16、第一齿轮；17、第二齿轮；18、旋转轴；19、套筒；20、第二伺服电机；21、第三伺服电机；22、第一旋转板；23、第二旋转板；24、旋转杆；25、第一旋转轮；26、第二旋转轮；27、第一传动带；28、第三旋转轮；29、第四旋转轮；30、第二传动带；31、LED植物生长灯。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，包括顶板1，还包括：光照度传感器，光照度传感器设置在顶板1底部；控制器，控制器设置在顶板1底部；第一壳体2，第一壳体2设置在顶板1底部；第一驱动机构，第一驱动机构设置在第一壳体2内；角度调节机构，角度调节机构设置在第一壳体2底部；第二壳体3，第二壳体3设置在角度调节机构底部；第二驱动机构，第二驱动机构设置在第二壳体3内；光照强度调节机构，光照强度调节机构设置在第二壳体3底部，光照强度调节机构设有若干个挡板4，用于对光照强度进行调节；光合作用机构，光合作用机构设置在光照强度调节机构上，通过光照度传感器检测外界环境的光照强度，然后根据需要通过光照强度调节机构中的挡板4与光合作用机构中的LED植物生长灯31进行配合进行光合作用装置光照强度的调节，对植物进行适宜的光合作用，避免植物生长达不到预期效果，通过角度调节机构的设置，可以实现对光合作用装置角度的调节，使每个地方的植物都能进行充分的光合作用，促进植物的生长。

第一驱动机构设有转盘5、若干个限位柱6、传动齿轮7，第一壳体2顶部外表壁与顶板1底部外表壁固定连接，转盘5与第一壳体2底部内表壁转动连接，若干个限位柱6沿周向方向与转盘5顶部外表壁固定连接，传动齿轮7通过连接轴8与第一壳体2内表壁转动连接，传动齿轮7与若干个限位柱6相啮合，第一壳体2内表壁上固定连接有第一伺服电机9，第一伺服电机9的输出轴通过皮带与连接轴8传动连接，转盘5底部外表壁上固定连接有连接杆，连接杆底端沿竖直方向贯穿第一壳体2底部外表壁并固定连接有活动板10，活动板10与第一壳体2转动连接，角度调节机构设有第一锥齿轮11和第二锥齿轮12，第一壳体2底部外表壁上固定连接有固定杆，固定杆底端沿竖直方向贯穿连接杆和活动板10并与第一锥齿轮11固定连接，连接杆和活动板10均与固定杆转动连接，活动板10底部外表壁上固定连接有两个支板13，第二锥齿轮12通过活动轴 14与两个支板13转动连接，第一锥齿轮11与第二锥齿轮12相啮合，活动轴 14底端固定连接有活动杆15，活动杆15底端与第二壳体3顶部外表壁固定连接，第一伺服电机9控制连接轴8转动，进而带动传动齿轮7进行转动，因啮合作用，传动齿轮7通过限位柱6带动转盘5进行转动，转盘5通过连接杆带动活动板10转动，进而带动第二锥齿轮12转动，因第一锥齿轮11通过固定杆与第一壳体2固定连接，又因第二锥齿轮12与第一锥齿轮11啮合作用，故第二锥齿轮12在随着活动板10转动的同时又进行自转，第二锥齿轮12通过活动轴14带动活动杆15和第二壳体3进行转动，进而带动光照强度调节机构和光合作用机构进行转动，实现对光合作用装置角度的调节，使每个地方的植物都能进行充分的光合作用，促进植物生长，增强实用性。

第二驱动机构设有第一齿轮16、第二齿轮17和旋转轴18，第一齿轮16和第二齿轮17相啮合且均与第二壳体3底部内表壁转动连接，第一齿轮16底部外表壁上固定连接有套筒19，套筒19底端沿竖直方向贯穿第二壳体3底部外表壁并与第二壳体3转动连接，旋转轴18顶端与第二壳体3顶部内表壁转动连接，旋转轴18底端沿竖直方向依次贯穿第一齿轮16、第二壳体3底部外表壁和套筒19，旋转轴18与第一齿轮16、第二壳体3和套筒19均转动连接，第二壳体3顶部内表壁上固定连接有第二伺服电机20和第三伺服电机21，第二伺服电机20的输出轴开放端与第二齿轮17固定连接，第三伺服电机21的输出轴通过皮带与旋转轴18传动连接，第二壳体3下方的套筒19外表壁上固定连接有一个第一旋转板22和若干个第二旋转板23，第一旋转板22和若干个第二旋转板23沿套筒19周向方向呈等间距分布，第一旋转板22和若干个第二旋转板23开放端顶部外表壁上分别通过旋转杆24转动连接有第一旋转轮25和第二旋转轮26，第一旋转轮25与若干个第二旋转轮26之间通过第一传动带27传动连接，第一旋转板22上的旋转杆24底端沿竖直方向贯穿第一旋转板22并固定连接有第三旋转轮28，第二壳体3下方的旋转轴18底端固定连接有第四旋转轮29，第三旋转轮28与第四旋转轮29通过第二传动带30传动连接，第二伺服电机20控制第二齿轮17转动，因啮合作用，第一齿轮16进行转动，第一齿轮16通过套筒19带动第一旋转板22和若干个第二旋转板23进行转动，进而带动若干个LED植物生长灯31进行转动，对植物进行光合作用，当需要调节光合作用装置的光照强度时，启动第三伺服电机21，第三伺服电机21的输出轴通过皮带带动旋转轴18转动，旋转轴18带动第四旋转轮29转动，第四旋转轮29通过第二传动带30带动第三旋转轮28转动，第三旋转轮28通过第一旋转板22上的旋转杆24带动第一旋转轮25转动，第一旋转轮25通过第一传动带27带动若干个第二旋转轮26转动，第二旋转轮26通过第二旋转板23上的旋转杆24带动挡板4进行转动，对LED植物生长灯31进行遮挡，遮挡范围可根据旋转角度进行调节，进而实现对光合作用装置光照强度的调节。

光合作用机构设有若干个LED植物生长灯31，LED植物生长灯31固定连接在第一旋转板22和第二旋转板23底部，第三旋转轮28上的旋转杆24底端沿竖直方向贯穿第三旋转轮28并与挡板4固定连接，第二旋转板23上的旋转杆24底端沿竖直方向贯穿第二旋转板23并与挡板4固定连接，挡板4与LED植物生长灯31相匹配，光照度传感器与控制器、第一伺服电机9、第二伺服电机20和第三伺服电机21之间电性连接，光照度传感器将外界环境自然光的光照强度信号传给控制器，进而根据需要控制器对第一伺服电机9、第二伺服电机20和第三伺服电机21分别发出相应指令，顶板1顶部设有若干个安装板，通过安装板与大棚的棚顶或支架进行固定，完成对光合作用装置的安装固定。

以上所述，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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，包括顶板，其特征在于，还包括：

光照度传感器，所述光照度传感器设置在所述顶板底部；

控制器，所述控制器设置在所述顶板底部；

第一壳体，所述第一壳体设置在所述顶板底部，其内安设有第一驱动机构，其底部还设置有角度调节机构；

第二壳体，所述第二壳体设置在所述角度调节机构底部，所述第二壳体内还安装有第二驱动机构；

光照强度调节机构，所述光照强度调节机构设置在所述第二壳体底部，所述光照强度调节机构设有若干个挡板，用于对光照强度进行遮光调节；

光合作用机构，所述光合作用机构设置在所述光照强度调节机构上。

2.根据权利要求1所述的一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，其特征在于，所述第一驱动机构设有转盘、若干个限位柱、传动齿轮，所述第一壳体顶部外表壁与所述顶板底部外表壁固定连接，所述转盘与所述第一壳体底部内表壁转动连接，若干个所述限位柱沿周向方向与所述转盘顶部外表壁固定连接，所述传动齿轮通过连接轴与所述第一壳体内表壁转动连接，所述传动齿轮与若干个所述限位柱相啮合，所述第一壳体内表壁上固定连接有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴通过皮带与所述连接轴传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，其特征在于，所述转盘底部外表壁上固定连接有连接杆，所述连接杆底端沿竖直方向贯穿所述第一壳体底部外表壁并固定连接有活动板，所述活动板与所述第一壳体转动连接，所述角度调节机构设有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一壳体底部外表壁上固定连接有固定杆，所述固定杆底端沿竖直方向贯穿所述连接杆和所述活动板并与所述第一锥齿轮固定连接，所述连接杆和所述活动板均与所述固定杆转动连接，所述活动板底部外表壁上固定连接有两个支板，所述第二锥齿轮通过活动轴 与两个所述支板转动连接，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮相啮合，所述活动轴 底端固定连接有活动杆，所述活动杆底端与所述第二壳体顶部外表壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，其特征在于，所述第二驱动机构设有第一齿轮、第二齿轮和旋转轴，所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合且均与所述第二壳体底部内表壁转动连接，所述第一齿轮底部外表壁上固定连接有套筒，所述套筒底端沿竖直方向贯穿所述第二壳体底部外表壁并与所述第二壳体转动连接，所述旋转轴顶端与所述第二壳体顶部内表壁转动连接，所述旋转轴底端沿竖直方向依次贯穿所述第一齿轮、所述第二壳体底部外表壁和所述套筒，所述旋转轴与所述第一齿轮、所述第二壳体和所述套筒均转动连接，所述第二壳体顶部内表壁上固定连接有第二伺服电机和第三伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴开放端与所述第二齿轮固定连接，所述第三伺服电机的输出轴通过皮带与所述旋转轴传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，其特征在于，所述第二壳体下方的所述套筒外表壁上固定连接有一个第一旋转板和若干个第二旋转板，所述第一旋转板和若干个所述第二旋转板沿所述套筒周向方向呈等间距分布，所述第一旋转板和若干个所述第二旋转板开放端顶部外表壁上分别通过旋转杆转动连接有第一旋转轮和第二旋转轮，所述第一旋转轮与若干个所述第二旋转轮之间通过第一传动带传动连接，所述第一旋转板上的所述旋转杆底端沿竖直方向贯穿所述第一旋转板并固定连接有第三旋转轮，所述第二壳体下方的所述旋转轴底端固定连接有第四旋转轮，所述第三旋转轮与所述第四旋转轮通过第二传动带传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种应用于农业棚栽种植的光合作用系统，其特征在于，所述光合作用机构设有若干个LED植物生长灯，所述LED植物生长灯固定连接在所述第一旋转板和所述第二旋转板底部，所述第三旋转轮上的所述旋转杆底端沿竖直方向贯穿所述第三旋转轮并与所述挡板固定连接，所述第二旋转板上的所述旋转杆底端沿竖直方向贯穿所述第二旋转板并与所述挡板固定连接，所述挡板与所述LED植物生长灯相匹配，所述光照度传感器与所述控制器、所述第一伺服电机、所述第二伺服电机和所述第三伺服电机之间电性连接，所述顶板顶部设有若干个安装板。

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