CN114424720A - 一种苹果种植采光辅助装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及种植补光技术领域，本发明公开了一种苹果种植采光辅助装置及其使用方法，包括安装在果树下方的环形座、固定连接在所述移动座底部用于对冠底补光的硬质补光模块、位于所述硬质补光模块顶部根据不同地理位置的太阳光变化曲线随着所述移动座转动上升下降的软质补光模块，安装在所述软质补光模块顶部倾斜向上用于中下午对树冠补水降温的降温装置；整个装置针对地区的太阳变化，使移动座在转动时，软质补光模块在旋转时向下移动，对光反射的同时，避开了高温区间双重照射导致树冠产生休眠的情况，有效的保证了阳光反射作用的同时，保证了果树光合作用速率，解决了现有的追光反射造成的双重照射局部升温休眠的情况。

Description

一种苹果种植采光辅助装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及种植补光技术领域，具体是一种苹果种植采光辅助装置及其使用方法。

背景技术

光照对于苹果树的生长、果实挂色、内部糖分等各指标起到决定性的作用，光照使植物可以进行光合作用，但是植物会具有自保行为，一般光合作用最适宜的温度是25度-30度左右，实际数据根据不同的品种会有变化，在高温情况下，植物为了避免蒸腾作用导致水分蒸发，此时会闭合一些气孔，导致CO2吸收量减少，光合速率降低，此时就会影响到植物的生长。

由于不同的地区位于不同的经纬度同时在不同的季节太阳的方位在不停的变化，使实际上树冠受到的光照影响也在不停的变化，传统的采光辅助利用追光结构，使反光机构可以跟随光进行移动，但是在实际运动时，光照影响会不停的变化，反光机构为反射阳光的同时，也会将红外线反射出去，所以，将阳光反射照亮某一处时，同时反射的阳光中的红外线会使被照射处接受到红外线的热能而温度发生变化，而此时树冠的在早上到中午的面积变化逐渐往叶冠上移动，在中午到晚上的照射面积变化从叶冠顶向下方移动，而中午又是高温期，此时反射与太阳照射一旦出现重叠，此时就会造成局部温度增加，进而使该区域的植物容易出现高温提前诱发休眠现象，影响光合作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种苹果种植采光辅助装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种苹果种植采光辅助装置及其使用方法，包括安装在果树下方的环形座、沿着所述环形座边缘轨迹转动的移动座、固定连接在所述移动座底部用于对冠底补光的硬质补光模块、位于所述硬质补光模块顶部根据不同地理位置的太阳光变化曲线随着所述移动座转动上升下降的软质补光模块，安装在所述软质补光模块顶部倾斜向上用于中下午对树冠补水降温的降温装置。

作为本发明再进一步的方案：所述硬质补光模块包括两个固定连接在所述移动座顶部的导向套杆，两个所述导向套杆之间固定连接有补光板，所述软质补光模块包括两个U形连接杆，所述U形连接杆的形状呈“U”字形，所述U形连接杆滑动连接在所述导向套杆的内部，两个所述U形连接杆之间固定连接有树冠补光膜，所述树冠补光膜位于所述补光板的后方。

作为本发明再进一步的方案：所述环形座的顶部为开放结构，所述环形座的内壁侧面固定连接有自走齿环，所述移动座的顶部安装有自走驱动机构，所述自走驱动机构的输出端贯穿所述移动座，所述自走驱动机构的输出端固定连接有与所述自走齿环啮合的齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述移动座的底部转动连接有移动收卷辊，所述移动收卷辊的周侧均对称固定连接有牵引绳，所述牵引绳的另一端穿过所述导向套杆与所述U形连接杆底面固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述环形座的内壁顺时针依次固定连接有弧形收卷齿条和弧形释放齿条，所述弧形收卷齿条固定连接在所述环形座腔体的内侧壁，所述弧形释放齿条固定连接在所述环形座腔体的外侧壁，所述移动收卷辊的底面固定连接有与所述弧形收卷齿条、所述弧形释放齿条相配合的传动齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述移动收卷辊与所述移动座之间设置有阻尼转动机构。

作为本发明再进一步的方案：所述环形座的内壁固定连接有冠底补光膜，所述冠底补光膜位于树冠的正下方。

作为本发明再进一步的方案：所述移动座的外壁固定连接有用于对所述环形座顶部开放端进行封堵的封闭环板。

作为本发明再进一步的方案：

作为本发明再进一步的方案，一种苹果种植采光辅助装置及其使用方法的使用步骤如下：

A1：根据果树的地理位置、节气绘制出当前地区的太阳视运动图，判断太阳的起始运动点、结束运动点、太阳最高点，根据太阳的运动轨迹，判断太阳从起始运动点到太阳最高点的纵向水平变化以及横向水平变化，太阳从太阳最高点到太阳结束运动点的纵向水平变化以及横向水平变化。

A2：此时将环形座安装在果树的下方，使硬质补光模块与软质补光模块的面向为太阳起始点的相背处，此时软质补光模块滑动至极限高度，使树冠补光膜完全张开，此时太阳出来时，首先受到高度影响，使光照主要作用在国树的正前方，此时主要照射在树干以及以叶冠边缘为界限的枝叶处，随着，假设以太阳的起点照射面积为正方向，太阳的水平方向发生变化，此时果树受到的照射面积在水平方向沿着顺时针方向发生变化，同时受到高度变化影响，使照射边界从叶冠边缘向反方向叶冠处照射。

A3：随着太阳的变化，此时自走驱动机构通过电机驱动齿轮与自走齿环啮合，使移动座受到自走驱动机构的影响转动，进而使硬质补光模块与软质补光模块发生旋转，使果树始终位于硬质补光模块和太阳之间，但是随着自走驱动机构的转动变化，此时移动收卷辊底部的传动齿轮与弧形收卷齿条接触，此时传动齿轮受到移动座的转动影响发生顺时针转动，进而带动移动收卷辊对牵引绳收卷，此时U形连接杆受到牵引绳的拉扯影响，照射面积逐渐降低，果树的叶冠处受到的反射面积逐渐缩小，果树的叶冠受到太阳照射面积逐渐增加。

A4：当时间超过十二点以后，此时太阳的树冠受到的照射面积逐渐缩小，直至树冠边缘与太阳相反的一侧完全不受到的太阳的作用，此时随着移动座的转动，此时传动齿轮与弧形释放齿条接触，此时传动齿轮发生逆时针旋转，进而将牵引绳向外部释放，此时导向套杆内部的复位弹簧将U形连接杆向外部推出，使树冠补光膜达到完全释放的作用。

A5：当时间位于十二点左右时，根据地理位置、季节以及温度情况，可以通过外部的供水机构向降温装置供水，将水喷洒在叶冠处进行降温。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

整个装置针对地区的太阳变化，使移动座在转动时，软质补光模块在旋转时向下移动，对光反射的同时，避开了高温区间双重照射导致树冠产生休眠的情况，有效的保证了阳光反射作用的同时，保证了果树光合作用速率，解决了现有的追光反射造成的双重照射局部升温休眠的情况。

附图说明

图1为一种苹果种植采光辅助装置的立体示意图；

图2为一种苹果种植采光辅助装置的俯视示意图；

图3为一种苹果种植采光辅助装置的运动动态示意图；

图4为一种苹果种植采光辅助装置的另一个视角的立体示意图；

图5为40°N北京太阳视运动图；

图6为图5中太阳照射苹果树的覆盖示意图；

图中：1、环形座；11、自走齿环；12、冠底补光膜；13、弧形收卷齿条；14、弧形释放齿条；2、移动座；21、封闭环板；22、自走驱动机构；3、硬质补光模块；31、补光板；32、导向套杆；33、复位弹簧；4、软质补光模块；41、U形连接杆；42、树冠补光膜；5、降温装置；6、移动收卷辊；61、传动齿轮；62、牵引绳。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3，图4、图5、图6，本发明实施例中，由于不同地区、不同地形、不同品种的需求不一致，需要根据地理位置，绘制该地区的太阳视运动图，例如图5，图5为40°N北京太阳视运动图，由图可以观察出，太阳的冬至、春秋以及夏至的起点、最高点、落点的位置均不相同，因此在实际使用该装置时，需要根据地形情况进行使用，首先根据季节情况需要对硬质补光模块3和软质补光模块4的开启位置进行调整，例如夏季，此时太阳4点30开始升起，那么此时硬质补光模块3、软质补光模块4、树和太阳位于一条直线，此时树位于硬质补光模块3和软质补光模块4之间，太阳此时近似水平的照射在果树的正面，此时树冠、树干均受到照射影响，随着时间的变化，此时太阳的方位角发生变化，使照射在果树的覆盖面积沿着树木发生旋转，此时通过自走驱动机构22带动移动座2缓慢旋转，进而使果树始终位于硬质补光模块3、软质补光模块4和太阳之间，但是随着太阳方位角的变化，此时太阳的高度也在发生变化，此时太阳的照射面积由果树的正面转向侧上方，此时光照覆盖在树冠顶部的面积越来越大，而树冠底部受到的照射面积越来越小，同时移动座2在旋转时，首先会经过弧形收卷齿条13，此时随着自走驱动机构22与自走齿环11配合使移动座2在转动的同时，移动收卷辊6受到传动齿轮61与弧形收卷齿条13的传动配合使移动收卷辊6发生顺时针转动，由于两个牵引绳62分别固定在移动收卷辊6的对称周侧，此时两个传动齿轮61会收卷在移动收卷辊6上，进而拉动U形连接杆41向导向套杆32内滑动，此时树冠补光膜42的高度由上之下随着移动座2的转动慢慢降低，进而使对树冠处的反射面积慢慢缩小，此时太阳随着时间变化，照射在树冠上的面积越来越大，进而避免了出现光照与反射同时进行，造成反射的太阳光同步将红外线反射在枝叶上，由于此时的温度逐渐升高，而一天中最高的温度大概率出现在中午，因此很容易造成该区域枝叶局部温度增加，导致枝叶提前到达休眠温度，使树叶自保气孔关闭，导致光合速率降低，而当时间来到12点以后时，此时太阳的高度逐渐降低，此时树冠受到的照射面积逐渐缩小，直至树冠边缘与太阳相反的一侧完全不受到的太阳的作用，此时随着移动座2的转动，传动齿轮61与弧形释放齿条14接触，传动齿轮61发生逆时针旋转，将牵引绳62向外部释放，此时导向套杆32内部的复位弹簧33将U形连接杆41向外部推出，使树冠补光膜42完全释放，进而随着时间的变化，树冠补光膜42的高度慢慢的抬升，当太阳下降至最低点时，果树受到的面积和太阳升起时的面积接近一致，此时则可以有效的增加光照影响，整个装置针对地区的太阳变化，对光反射的同时，避开了高温区间双重照射导致树冠产生休眠的情况，保证了果树光合作用速率，解决了现有的追光反射造成的双重照射局部升温休眠的情况。

请参阅图1、图2、图3，图4本发明中软质补光模块的实施例中，U形连接杆41之所以设置为U形，是为了使U形连接杆41的其中一个杆体可以套设在导向套杆32内部，通过导向套杆32对U形连接杆41的导向作用，使U形连接杆41可以沿着导向套杆32的轨迹进行移动，此时牵引绳62位于导向套杆32的内部，牵引绳62一端将U形连接杆41向下拉伸，从而使复位弹簧33发生弹性形变，同时U形连接杆41上固定的树冠补光膜42可以向下方移动，进而移动至补光板31的背面，同时树冠补光膜42的重量要轻于补光板31的重量，此时使整个装置的重心位于底部，增加使用的稳定性，然而对于一些品种的果树过高的情况下，此时在树冠补光膜42上可以开设多个通风孔，目的为了防止高度过高，使风作用在树冠补光膜42上的阻力过大，对底部的移动座2、硬质补光模块3的使用稳定性降低。

请参阅图1、图2、图3、图4本发明应对低温气候的实施例中，在因对低温季节，例如春季、秋季时，当中午的最高温度在十几度时，此时软质补光模块4始终处于最高状态，此时在中午时，温度上升至最高，此时树冠处如果受到了软质补光模块4的双倍照射作用使局部升温，此时会将植物局部的温度进行升高，进而使温度上升至20多度，进而到达最适宜该品种的光合温度，此时光合速率最高，反而可以对光合速率的提升起到积极的作用。

请参阅图1、图2、图3、图4本发明应对高温气候的实施例中，在一些夏季温度过高时，就算是软质补光模块4不对阳光进行反射，此时温度依然会升高，因此在软质补光模块4的顶部设置两个倾斜向上的降温装置5，此时降温装置5为喷头，通过安装在U形连接杆41上的软管与外部供水机构相连通，在中午温度上升时，此时通过降温装置5将水喷洒在树冠上，进而对树冠进行降温，避免树冠顶部受到高温影响出现休眠的情况。

请参阅图1、图2、图3、图4本发明在实际使用的实施例中，环形座1的内部铺设冠底补光膜12，由于不论怎么照射，实际上果树叶冠底部依然很难受到阳光的影响，通过冠底补光膜12对光的反射，使树冠底部均可以受到阳光的反射影响，进而提高阳光的覆盖面积，由于环形座1的顶部为开放结构，因此在移动座2的四周设置了用于对环形座1进行封闭的封闭环板21，进而使移动座2的旋转时，始终对自走齿环11起到封闭作用，从而避免堆叠的杂质导致环形座1的开放端发生堵塞的情况，而移动座2的转速可以对自走驱动机构22的电机速度进行调整，或者在自走驱动机构22电机输出端的齿轮与自走齿环11进行改变，进而使移动座2的转动速度进行调整，当时间到达夜里时，可以通过调整自走驱动机构22的速度使移动座2快速复位至起始位置，等待第二天在进行启动。

本发明的工作原理：随着自走驱动机构22与自走齿环11配合使移动座2在转动的同时，移动座2在环形座1的顶部进行围绕太阳转动轨迹进行旋转，转动的同时，移动收卷辊6受到传动齿轮61与弧形收卷齿条13的传动配合使移动收卷辊6发生顺时针转动，两个传动齿轮61会收卷在移动收卷辊6上，进而拉动U形连接杆41向导向套杆32内滑动，此时树冠补光膜42的高度由上之下随着移动座2的转动慢慢降低，进而使对树冠处的反射面积慢慢缩小，此时太阳随着时间变化，照射在树冠上的面积越来越大，进而避免了出现光照与反射同时进行，避免树木提前进入休眠期，当时间来到12点以后时，此时太阳的高度逐渐降低，此时树冠受到的照射面积逐渐缩小，直至树冠边缘与太阳相反的一侧完全不受到的太阳的作用，此时随着移动座2的转动，传动齿轮61与弧形释放齿条14接触，传动齿轮61发生逆时针旋转，将牵引绳62向外部释放，此时导向套杆32内部的复位弹簧33将U形连接杆41向外部推出，使树冠补光膜42完全释放，进而随着时间的变化，树冠补光膜42的高度慢慢的抬升，当太阳下降至最低点时，果树受到的面积和太阳升起时的面积接近一致。

以上所述的，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 (9)

1.一种苹果种植采光辅助装置，其特征在于，包括安装在果树下方的环形座（1）、沿着所述环形座（1）边缘轨迹转动的移动座（2）、固定连接在所述移动座（2）底部用于对冠底补光的硬质补光模块（3）、位于所述硬质补光模块（3）顶部根据不同地理位置的太阳光变化曲线随着所述移动座（2）转动上升下降的软质补光模块（4），安装在所述软质补光模块（4）顶部倾斜向上用于中下午对树冠补水降温的降温装置（5）。

2.根据权利要求1所述的一种苹果种植采光辅助装置，其特征在于，所述硬质补光模块（3）包括两个固定连接在所述移动座（2）顶部的导向套杆（32），两个所述导向套杆（32）之间固定连接有补光板（31），所述软质补光模块（4）包括两个U形连接杆（41），所述U形连接杆（41）的形状呈“U”字形，所述U形连接杆（41）滑动连接在所述导向套杆（32）的内部，两个所述U形连接杆（41）之间固定连接有树冠补光膜（42），所述树冠补光膜（42）位于所述补光板（31）的后方。

3.根据权利要求1所述的一种苹果种植采光辅助装置，其特征在于，所述环形座（1）的顶部为开放结构，所述环形座（1）的内壁侧面固定连接有自走齿环（11），所述移动座（2）的顶部安装有自走驱动机构（22），所述自走驱动机构（22）的输出端贯穿所述移动座（2），所述自走驱动机构（22）的输出端固定连接有与所述自走齿环（11）啮合的齿轮。

4.根据权利要求2所述的一种苹果种植采光辅助装置，其特征在于，所述移动座（2）的底部转动连接有移动收卷辊（6），所述移动收卷辊（6）的周侧均对称固定连接有牵引绳（62），所述牵引绳（62）的另一端穿过所述导向套杆（32）与所述U形连接杆（41）底面固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种苹果种植采光辅助装置，其特征在于，所述环形座（1）的内壁顺时针依次固定连接有弧形收卷齿条（13）和弧形释放齿条（14），所述弧形收卷齿条（13）固定连接在所述环形座（1）腔体的内侧壁，所述弧形释放齿条（14）固定连接在所述环形座（1）腔体的外侧壁，所述移动收卷辊（6）的底面固定连接有与所述弧形收卷齿条（13）、所述弧形释放齿条（14）相配合的传动齿轮（61）。

6.根据权利要求4所述的一种苹果种植采光辅助装置，其特征在于，所述移动收卷辊（6）与所述移动座（2）之间设置有阻尼转动机构。

7.根据权利要求1所述的一种苹果种植采光辅助装置，其特征在于，所述环形座（1）的内壁固定连接有冠底补光膜（12），所述冠底补光膜（12）位于树冠的正下方。

8.根据权利要求1所述的一种苹果种植采光辅助装置，其特征在于，所述移动座（2）的外壁固定连接有用于对所述环形座（1）顶部开放端进行封堵的封闭环板（21）。

9.一种苹果种植采光辅助装置的使用方法，其特征在于，包括如下情况的使用方法：

A1：根据果树的地理位置、节气绘制出当前地区的太阳视运动图，判断太阳的起始运动点、结束运动点、太阳最高点，根据太阳的运动轨迹，判断太阳从起始运动点到太阳最高点的纵向水平变化以及横向水平变化，太阳从太阳最高点到太阳结束运动点的纵向水平变化以及横向水平变化；

A2：此时将环形座（1）安装在果树的下方，使硬质补光模块（3）与软质补光模块（4）的面向为太阳起始点的相背处，此时软质补光模块（4）滑动至极限高度，使树冠补光膜（42）完全张开，此时太阳出来时，首先受到高度影响，使光照主要作用在国树的正前方，此时主要照射在树干以及以叶冠边缘为界限的枝叶处，随着，假设以太阳的起点照射面积为正方向，太阳的水平方向发生变化，此时果树受到的照射面积在水平方向沿着顺时针方向发生变化，同时受到高度变化影响，使照射边界从叶冠边缘向反方向叶冠处照射；

A3：随着太阳的变化，此时自走驱动机构（22）通过电机驱动齿轮与自走齿环（11）啮合，使移动座（2）受到自走驱动机构（22）的影响转动，进而使硬质补光模块（3）与软质补光模块（4）发生旋转，使果树始终位于硬质补光模块（3）和太阳之间，但是随着自走驱动机构（22）的转动变化，此时移动收卷辊（6）底部的传动齿轮（61）与弧形收卷齿条（13）接触，此时传动齿轮（61）受到移动座（2）的转动影响发生顺时针转动，进而带动移动收卷辊（6）对牵引绳（62）收卷，此时U形连接杆（41）受到牵引绳（62）的拉扯影响，照射面积逐渐降低，果树的叶冠处受到的反射面积逐渐缩小，果树的叶冠受到太阳照射面积逐渐增加；

A4：当时间超过十二点以后，此时太阳的树冠受到的照射面积逐渐缩小，直至树冠边缘与太阳相反的一侧完全不受到的太阳的作用，此时随着移动座（2）的转动，此时传动齿轮（61）与弧形释放齿条（14）接触，此时传动齿轮（61）发生逆时针旋转，进而将牵引绳（62）向外部释放，此时导向套杆（32）内部的复位弹簧（33）将U形连接杆（41）向外部推出，使树冠补光膜（42）达到完全释放的作用；

A5：当时间位于十二点左右时，根据地理位置、季节以及温度情况，可以通过外部的供水机构向降温装置（5）供水，将水喷洒在叶冠处进行降温。

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