CN114793670B - 一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，属于果蔬种植领域，一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，包括安装在种植大棚顶部升降组件，升降组件下端连接有补光灯，升降组件右端固定连接有与其相配合的智慧补光控制器，补光灯下端固定连接有一对与智慧补光控制器信号连接的激光接收器，可以通过伴随式生长环、补光灯、升降组件和智慧补光控制器的配合，能够有效根据植株的生长状况自动对补光灯的光照高度进行调节，有效保持补光时植株叶面接触光线的面积，有效提高植株的光合作用效率，提高植株生长的效率，进而有效提高补光灯的适用性和光照精度，增加植株的收获率，提高了果蔬种植的经济效益。

Description

一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪

技术领域

本发明涉及果蔬种植领域，更具体地说，涉及一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪。

背景技术

光合作用，通常是指绿色植物(包括藻类)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。

随着生活水平的不断提高，人们杜宇瓜果蔬菜的需求也不断提高，故大棚种植技术被广泛地发展，在利用大棚种植这些瓜果蔬菜时，为了促进植株的生长，提高产值，会采用补光灯对植株进行辅助光照作用，依次促进植株进行光合作用，提高其能量转化效率。

在植株生长的过程中，光照的作用大概率会影响到植株的生长趋势，现有的补光装置大多为固定式，不能够伴随着植株的生长对补光高度进行调节，进而在植株生长后期，补光灯的光照范围会低于植株的高度，进而直接减低了后期植株生长的效率，影响植株收获率，降低了果蔬种植的经济效益。

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伴随式果蔬种植智慧化补光仪，可以通过伴随式生长环、补光灯、升降组件和智慧补光控制器的配合，能够有效根据植株的生长状况自动对补光灯的光照高度进行调节，有效保持补光时植株叶面接触光线的面积，有效提高植株的光合作用效率，提高植株生长的效率，进而有效提高补光灯的适用性和光照精度，增加植株的收获率，提高了果蔬种植的经济效益。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，包括安装在种植大棚顶部升降组件，所述升降组件下端连接有补光灯，所述升降组件右端固定连接有与其相配合的智慧补光控制器，所述补光灯下端固定连接有一对与智慧补光控制器信号连接的激光接收器，所述智慧补光控制器信号连接有伴随式生长环，所述伴随式生长环包括有一对生长弧片，两个所述生长弧片之间连接有柔性张力环，所述柔性张力环内壁固定连接有收缩弹性环，所述柔性张力环前后两端均连接有生长限位条，所述生长限位条上端固定连接有激光发生器，且激光发生器与激光接收器相配合，通过伴随式生长环、补光灯、升降组件和智慧补光控制器的配合，能够有效根据植株的生长状况自动对补光灯的光照高度进行调节，有效保持补光时植株叶面接触光线的面积，有效提高植株的光合作用效率，提高植株生长的效率，进而有效提高补光灯的适用性和光照精度，增加植株的收获率，提高了果蔬种植的经济效益。

进一步的，所述智慧补光控制器内设置有智慧补光调控系统，所述智慧补光调控系统包括有智慧数据处理单元，所述智慧数据处理单元的输入端连接有间距感应单元，所述间距感应单元的输入端与激光接收器信号连接，所述智慧数据处理单元的输出端连接有伴随生长单元，所述伴随生长单元的输出端与升降组件相连接，智慧补光调控系统的设置能够有效提高补光灯调控过程的自动化，提高其的智慧程度，使得补光灯能够根据植株的实际生长状况进行适用性调控，在有效保障补光效果，促进植株光合作用效率的同时，还有有效提高果蔬种植的自动化程度，减少人工的输入。

进一步的，所述智慧数据处理单元的输出端连接有补光强度调控单元，所述补光强度调控单元的输出端与补光灯相连接。

进一步的，所述生长弧片外端嵌接有氧气浓度感应片，所述智慧数据处理单元的输入端连接有氧气感应单元，所述氧气感应单元的输入端与氧气浓度感应片相连接。

进一步的，所述氧气浓度感应片内部设置有填充有氧气指示剂，所述氧气浓度感应片上端开设有进气孔，所述氧气浓度感应片内设置有色变感应器，所述色变感应器的输出端与氧气感应单元相配合，根据氧气浓度感应片对植株附近氧气浓度感应数据，便于补光灯及时对补光的光照强度进行控制，提高补光的精准度，提高补光灯的功能性，进而有效促进智慧化补光仪的适用范围。

进一步的，所述生长弧片和生长限位条靠近柔性张力环一端均固定连接有缓冲柔性片，所述缓冲柔性片另一端与柔性张力环固定连接，在植株生长过程中，柔性张力环和缓冲柔性片能够有效根据植株的生长产生胀大，不会对植株本体造成损伤，进而有效保证植株的正常生长，降低对植株正常的影响程度，提高植株的成活率。

进一步的，所述生长弧片和生长限位条相靠近一端固定连接有横向张力囊，所述横向张力囊内开设有张力感应腔，所述张力感应腔左右两内壁均固定连接相互配合的磁力吸附片，在植株生长初期，磁力吸附片和收缩弹性环的配合，能够有效提高伴随式生长环与植株的连接强度和稳定性，有效避免其在自主生长过程中出现掉落的状况，有效保持补光灯补光的稳定性。

进一步的，所述横向张力囊靠近柔性张力环一端固定连接有多个连通分管，且连通分管接通柔性张力环和张力感应腔，所述柔性张力环内填充有填充液，所述填充液为阻磁液体，在植株不断生长过程中，植株的茎秆逐渐变粗，会对柔性张力环产生挤压力，使得填充液能够不断流动至张力感应腔内，对磁力吸附片进行阻磁作用，解除其的锁紧力，降低伴随式生长环对植株茎秆的束缚力，有效避免伴随式生长环在植株生长过程中对植株茎秆造成损伤或者嵌入植株茎秆内，在有效保持伴随式状态的同时，还能够有效保证植株的正常生长。

进一步的，所述张力感应腔内设置有压力感应器，所述压力感应器输出端连接有张力感应单元，所述张力感应单元的输出端与智慧补光控制器相配合，压力感应器能够有效对植株茎秆的生长状况进行感应，便于在植株横向生长时对补光灯进行调节，有效提高智慧化补光仪的适用性，能够根据植株的长高或者横向生长时进行补光调节，尽可能大的增加植株接收光照的范围，促进植株的生长，提高果蔬种植的经济效益。

进一步的，所述升降组件包括有固定安装在种植大棚顶部的升降电机，且升降电机与智慧补光控制器相配合，所述升降电机的输出端连接有转动轴，所述转动轴上固定连接有绕索轮，所述绕索轮上连接有升降钢索，所述升降钢索下端与补光灯固定连接，通过升降组件对补光灯进行高度控制，在简化控制难度，便于改装的同时，有效降低制备成本，便于不同类型的大棚种植企业使用。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过伴随式生长环、补光灯、升降组件和智慧补光控制器的配合，能够有效根据植株的生长状况自动对补光灯的光照高度进行调节，有效保持补光时植株叶面接触光线的面积，有效提高植株的光合作用效率，提高植株生长的效率，进而有效提高补光灯的适用性和光照精度，增加植株的收获率，提高了果蔬种植的经济效益。

(2)智慧补光调控系统的设置能够有效提高补光灯调控过程的自动化，提高其的智慧程度，使得补光灯能够根据植株的实际生长状况进行适用性调控，在有效保障补光效果，促进植株光合作用效率的同时，还有有效提高果蔬种植的自动化程度，减少人工的输入。

(3)根据氧气浓度感应片对植株附近氧气浓度感应数据，便于补光灯及时对补光的光照强度进行控制，提高补光的精准度，提高补光灯的功能性，进而有效促进智慧化补光仪的适用范围。

(4)在植株生长过程中，柔性张力环和缓冲柔性片能够有效根据植株的生长产生胀大，不会对植株本体造成损伤，进而有效保证植株的正常生长，降低对植株正常的影响程度，提高植株的成活率。

(5)在植株生长初期，磁力吸附片和收缩弹性环的配合，能够有效提高伴随式生长环与植株的连接强度和稳定性，有效避免其在自主生长过程中出现掉落的状况，有效保持补光灯补光的稳定性。

(6)在植株不断生长过程中，植株的茎秆逐渐变粗，会对柔性张力环产生挤压力，使得填充液能够不断流动至张力感应腔内，对磁力吸附片进行阻磁作用，解除其的锁紧力，降低伴随式生长环对植株茎秆的束缚力，有效避免伴随式生长环在植株生长过程中对植株茎秆造成损伤或者嵌入植株茎秆内，在有效保持伴随式状态的同时，还能够有效保证植株的正常生长。

(7)压力感应器能够有效对植株茎秆的生长状况进行感应，便于在植株横向生长时对补光灯进行调节，有效提高智慧化补光仪的适用性，能够根据植株的长高或者横向生长时进行补光调节，尽可能大的增加植株接收光照的范围，促进植株的生长，提高果蔬种植的经济效益。

附图说明

图1为本发明的智慧化补光仪对植株进行智慧补光状态结构示意图；

图2为本发明的智慧补光调控系统控制流程结构示意图；

图3为本发明的植株生长初期伴随式生长环爆炸结构示意图；

图4为本发明的植株生长初期伴随式生长环俯视剖面结构示意图；

图5为本发明的图4中A处结构示意图；

图6为本发明的植株生长伴随式生长环变化状态轴测结构示意图；

图7为本发明的植株生长后期伴随式生长环爆炸结构示意图；

图8为本发明的植株生长后期伴随式生长环俯视剖面结构示意图；

图9为本发明的图8中B处结构示意图。

图中标号说明：

1伴随式生长环、101生长弧片、102生长限位条、103激光发生器、104缓冲柔性片、2柔性张力环、201填充液、3收缩弹性环、4横向张力囊、401连通分管、402磁力吸附片、5氧气浓度感应片、6补光灯、601激光接收器、7升降组件、8智慧补光控制器。

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1-9，一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，包括安装在种植大棚顶部升降组件7，升降组件7下端连接有补光灯6，补光灯6的光质为660nm：450nm为7：3，升降组件7右端固定连接有与其相配合的智慧补光控制器8，补光灯6下端固定连接有一对与智慧补光控制器8信号连接的激光接收器601，智慧补光控制器8信号连接有伴随式生长环1，伴随式生长环1包括有一对生长弧片101，两个生长弧片101之间连接有柔性张力环2，柔性张力环2内壁固定连接有收缩弹性环3，柔性张力环2前后两端均连接有生长限位条102，生长限位条102上端固定连接有激光发生器103，且激光发生器103与激光接收器601相配合，通过伴随式生长环1、补光灯6、升降组件7和智慧补光控制器8的配合，能够有效根据植株的生长状况自动对补光灯6的光照高度进行调节，有效保持补光时植株叶面接触光线的面积，有效提高植株的光合作用效率，提高植株生长的效率，进而有效提高补光灯6的适用性和光照精度，增加植株的收获率，提高了果蔬种植的经济效益。

请参阅图2，智慧补光控制器8内设置有智慧补光调控系统，智慧补光调控系统包括有智慧数据处理单元，智慧数据处理单元的输入端连接有间距感应单元，间距感应单元的输入端与激光接收器601信号连接，智慧数据处理单元的输出端连接有伴随生长单元，伴随生长单元的输出端与升降组件7相连接，智慧补光调控系统的设置能够有效提高补光灯6调控过程的自动化，提高其的智慧程度，使得补光灯6能够根据植株的实际生长状况进行适用性调控，在有效保障补光效果，促进植株光合作用效率的同时，还有有效提高果蔬种植的自动化程度，减少人工的输入。

请参阅图2，智慧数据处理单元的输出端连接有补光强度调控单元，补光强度调控单元的输出端与补光灯6相连接。

请参阅图1-4和图6、图7，生长弧片101外端嵌接有氧气浓度感应片5，智慧数据处理单元的输入端连接有氧气感应单元，氧气感应单元的输入端与氧气浓度感应片5相连接。

请参阅图3和图6，氧气浓度感应片5内部设置有填充有氧气指示剂，氧气浓度感应片5上端开设有进气孔，氧气浓度感应片5内设置有色变感应器，色变感应器的输出端与氧气感应单元相配合，根据氧气浓度感应片5对植株附近氧气浓度感应数据，便于补光灯6及时对补光的光照强度进行控制，提高补光的精准度，提高补光灯6的功能性，进而有效促进智慧化补光仪的适用范围。

请参阅图3-9，生长弧片101和生长限位条102靠近柔性张力环2一端均固定连接有缓冲柔性片104，缓冲柔性片104另一端与柔性张力环2固定连接，在植株生长过程中，柔性张力环2和缓冲柔性片104能够有效根据植株的生长产生胀大，不会对植株本体造成损伤，进而有效保证植株的正常生长，降低对植株正常的影响程度，提高植株的成活率。

请参阅图4、图5、图8和图9，生长弧片101和生长限位条102相靠近一端固定连接有横向张力囊4，横向张力囊4内开设有张力感应腔，张力感应腔左右两内壁均固定连接相互配合的磁力吸附片402，在植株生长初期，磁力吸附片402和收缩弹性环3的配合，能够有效提高伴随式生长环1与植株的连接强度和稳定性，有效避免其在自主生长过程中出现掉落的状况，有效保持补光灯6补光的稳定性。

请参阅图1-9，横向张力囊4靠近柔性张力环2一端固定连接有多个连通分管401，连通分管401为压力接通管，在一定压力下才能够接通，且连通分管401接通柔性张力环2和张力感应腔，柔性张力环2内填充有填充液201，填充液201为阻磁液体，在植株不断生长过程中，植株的茎秆逐渐变粗，会对柔性张力环2产生挤压力，使得填充液201能够不断流动至张力感应腔内，对磁力吸附片402进行阻磁作用，解除其的锁紧力，降低伴随式生长环1对植株茎秆的束缚力，有效避免伴随式生长环1在植株生长过程中对植株茎秆造成损伤或者嵌入植株茎秆内，在有效保持伴随式状态的同时，还能够有效保证植株的正常生长。

请参阅图2，张力感应腔内设置有压力感应器，压力感应器输出端连接有张力感应单元，张力感应单元的输出端与智慧补光控制器8相配合，张力感应单元的输出端与智慧数据处理单元相连接，压力感应器能够有效对植株茎秆的生长状况进行感应，便于在植株横向生长时对补光灯6进行调节，有效提高智慧化补光仪的适用性，能够根据植株的长高或者横向生长时进行补光调节，尽可能大的增加植株接收光照的范围，促进植株的生长，提高果蔬种植的经济效益。

请参阅图1和图2，升降组件7包括有固定安装在种植大棚顶部的升降电机，且升降电机与智慧补光控制器8相配合，升降电机的输出端连接有转动轴，转动轴上固定连接有绕索轮，绕索轮上连接有升降钢索，升降钢索下端与补光灯6固定连接，通过升降组件7对补光灯6进行高度控制，在简化控制难度，便于改装的同时，有效降低制备成本，便于不同类型的大棚种植企业使用。

请参阅图1-9，在种植初期，需要在种植大棚顶部安装升降组件7和智慧补光控制器8，再将补光灯6和升降钢索连接，补光灯6的分布位置安装种植大棚内植株种植地垄相对应，将伴随式生长环1用手拉扯开通过植株幼苗下端套装在植株幼苗茎秆上，并按压伴随式生长环1，使得磁力吸附片402产生吸附，收缩弹性环3对植株幼苗的茎秆进行收缩包裹，然后在种植地垄上种植果蔬植株幼苗；

在植株幼苗不断生长的过程中，为保证植株幼苗生长的状态，一般会插接生长引导杆，以有效避免植株幼苗出现长歪的情况；在植株幼苗不断长高的过程中会带动伴随式生长环1移动向上移动，此时激光发生器103定期向激光接收器601发出射线信号，激光接收器601在接收信号后，将信号传输至间距感应单元，间距感应单元根据射线信号对激光接收器601和激光发生器103之间的距离进行计算，然后将数据输送至智慧数据处理单元，智慧数据处理单元对间距数据进行判断，在数值小于设定范围后，智慧数据处理单元向伴随生长单元发出控制指定，使得伴随生长单元控制升降电机启动，带动转动轴和绕索轮转动，对升降钢索进行收绕，带动补光灯6进行一定高度的上升，有效保持激光接收器601和激光发生器103的间距，保持补光灯6对植株的光照效果；

在植株产生光合作用时，其产生的氧气会被氧气浓度感应片5吸收，根据其内部氧气指示剂根据不同氧气含量浓度显示不同的颜色变化，便于氧气感应单元对氧气浓度进行判断，并将判断数据输送至智慧数据处理单元，智慧数据处理单元向补光强度调控单元发出控制指令，使得补光强度调控单元对补光灯6的光照强度进行控制，满足植株的日照需求；

并且在植株不断生长过程中，植株的生长高度达到一定值后达到缓慢或者停止生长状态，此时植株会不断横向生长，增大植株的茎秆直径，生长产生的挤压力会对柔性张力环2进行加压，使得收缩弹性环3不断生拉伸形变，柔性张力环2内的填充液201通过连通分管401流动至张力感应腔内，填充液201对磁力吸附片402的吸附磁性进行阻断，解除磁力吸附片402的吸附性，解除其的锁紧力，降低伴随式生长环1对植株茎秆的束缚力，有效避免伴随式生长环1在植株生长过程中对植株茎秆造成损伤或者嵌入植株茎秆内，在有效保持伴随式状态的同时，还能够有效保证植株的正常生长；然后在不断挤压过程中，张力感应腔内的填充液201不断增多，压力不断增大，会使压力感应器感应到压力数据，并将数据传输至张力感应单元内，张力感应单元对数据进行处理后输送至智慧数据处理单元，智慧数据处理单元对数据进行处理后，对伴随生长单元进行控制，通过升降组件7继续调整补光灯6的高度，增大植株的光照范围；通过伴随式生长环1、补光灯6、升降组件7和智慧补光控制器8的配合，能够有效根据植株的生长状况自动对补光灯6的光照高度进行调节，有效保持补光时植株叶面接触光线的面积，有效提高植株的光合作用效率，提高植株生长的效率，进而有效提高补光灯6的适用性和光照精度，增加植株的收获率，提高了果蔬种植的经济效益。

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 (6)

1.一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，包括安装在种植大棚顶部升降组件（7），所述升降组件（7）下端连接有补光灯（6），其特征在于：所述升降组件（7）右端固定连接有与其相配合的智慧补光控制器（8），所述补光灯（6）下端固定连接有一对与智慧补光控制器（8）信号连接的激光接收器（601），所述智慧补光控制器（8）信号连接有伴随式生长环（1），所述伴随式生长环（1）包括有一对生长弧片（101），两个所述生长弧片（101）之间连接有柔性张力环（2），所述柔性张力环（2）内壁固定连接有收缩弹性环（3），所述柔性张力环（2）前后两端均连接有生长限位条（102），所述生长限位条（102）上端固定连接有激光发生器（103），且激光发生器（103）与激光接收器（601）相配合；

所述智慧补光控制器（8）内设置有智慧补光调控系统，所述智慧补光调控系统包括有智慧数据处理单元，所述智慧数据处理单元的输入端连接有间距感应单元，所述间距感应单元的输入端与激光接收器（601）信号连接，所述智慧数据处理单元的输出端连接有伴随生长单元，所述伴随生长单元的输出端与升降组件（7）相连接；

所述生长弧片（101）和生长限位条（102）相靠近一端固定连接有横向张力囊（4），所述横向张力囊（4）内开设有张力感应腔，所述张力感应腔左右两内壁均固定连接相互配合的磁力吸附片（402）；

所述张力感应腔内设置有压力感应器，所述压力感应器输出端连接有张力感应单元，所述张力感应单元的输出端与智慧补光控制器（8）相配合；

所述横向张力囊（4）靠近柔性张力环（2）一端固定连接有多个连通分管（401），且连通分管（401）接通柔性张力环（2）和张力感应腔，所述柔性张力环（2）内填充有填充液（201），所述填充液（201）为阻磁液体。

2.根据权利要求1所述的一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，其特征在于：所述智慧数据处理单元的输出端连接有补光强度调控单元，所述补光强度调控单元的输出端与补光灯（6）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，其特征在于：所述生长弧片（101）外端嵌接有氧气浓度感应片（5），所述智慧数据处理单元的输入端连接有氧气感应单元，所述氧气感应单元的输入端与氧气浓度感应片（5）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，其特征在于：所述氧气浓度感应片（5）内部填充有氧气指示剂，所述氧气浓度感应片（5）上端开设有进气孔，所述氧气浓度感应片（5）内设置有色变感应器，所述色变感应器的输出端与氧气感应单元相配合。

5.根据权利要求1所述的一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，其特征在于：所述生长弧片（101）和生长限位条（102）靠近柔性张力环（2）一端均固定连接有缓冲柔性片（104），所述缓冲柔性片（104）另一端与柔性张力环（2）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种伴随式果蔬种植智慧化补光仪，其特征在于：所述升降组件（7）包括有固定安装在种植大棚顶部的升降电机，且升降电机与智慧补光控制器（8）相配合，所述升降电机的输出端连接有转动轴，所述转动轴上固定连接有绕索轮，所述绕索轮上连接有升降钢索，所述升降钢索下端与补光灯（6）固定连接。

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