CN115428658A - 一种用于农业照明的移动设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于农业照明的移动设备，其包括：培育区域，其具有场地属性并用于植物培养，光照部，其用于对所述培育区域内的光照，移动部，其用于带动所述光照部在所述培育区域内进行移动，培育区域划分为微生物培育区域和种植区域，所述移动部和/或光照部根据微生物生长参数和/或种植物生长参数调整经过所述培育区域和/或种植区域的移动参数和/或光照参数，使得所述移动部带动所述光照部先后经过所述微生物培育区域和所述种植区域时所述光照部所照射的种植物所在的介质中微生物碳量总是随时间而逐渐增大的。

Description

一种用于农业照明的移动设备
技术领域
本发明涉及培育光源领域，尤其涉及一种用于农业照明的移动设备。
背景技术
目前，随着大规模智能培育种植工厂、室内种植工厂的大规模普及，种植商可以将以往传统的田间地头搬入大型的工厂或室内，随着对植物光照生理学的深入研究，多数此类工厂内采用了灯光对植物生长所需的光合作用进行辅助调整。
CN111771562A提供一种种植物补光机器人、系统及工作方法。该机器人包括水平移动组件、竖直移动组件、旋转组件和光源组件，竖直移动组件的第一端连接于水平移动组件的底部，竖直移动组件的第二端与旋转组件连接，光源组件安装于旋转组件上，光源组件包括反光镜面和补光灯。该系统包括种植盆装置、控制装置和上述的种植物补光机器人。该补光系统的工作方法，可以自动追踪光线位置和光线照射角度，并根据光线位置和照射角度调整反光镜面的位置和角度，确保在日间利用阳光反射始终能够提供精准的补光；在夜间提供人工光源补光。
然而，传统的现有技术虽然在光照、土壤等单个方面具有较多且较深的研究，但是对于光线与除植物之外的其它物种的影响的研究较少，尤其是对于植物的种植，光照只是影响其生长状态的条件之一，种植商往往需要多方面地调整植物种植的条件来使得植物品质的成倍提升。因此如何利用光线对微生物的影响来进一步提升植物光合作用时的生长状态以使其获得更好的生长品质成为一个值得研究的问题。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的至少一部分问题，本发明提供了一种用于农业照明的移动设备，其包括：培育区域，其具有场地属性并用于植物培养，光照部，其用于对所述培育区域内的光照，移动部，其用于带动所述光照部在所述培育区域内进行移动，培育区域划分为微生物培育区域和种植区域，所述移动部和/或光照部根据微生物生长参数和/或种植物生长参数调整经过所述培育区域和/或种植区域的移动参数和/或光照参数，使得所述移动部带动所述光照部先后经过所述微生物培育区域和所述种植区域时所述光照部所照射的种植物所在的介质中微生物碳量总是随时间而逐渐增大的。
本发明提供的移动光源，在针对培育场所内的不同培育区域，尤其是针对微生物培育区和种植物培育区的所培育的对象不同而设计了至少两个部分的移动参数和光照参数，使得微生物以及种植物的生长状态能够在不同的条件下获得较佳或最佳的生长态势。另外本发明通过利用细菌类微生物的向光性，将大量对调整植物生长介质肥力活性状态的有益微生物通过光线引导至同时利用光线进行光合作用的植物上，配合植物光合作用所伴随的生理活动增加，光照区域的植物所在的介质同时被大量的微生物碳量包围，改善了介质状态，更加有利于植物吸收有益的生长元素。相较于普通的光照或者仅使用普通施肥的方案，本发明采用的动态的介质状态改善与光合作用相结合的培育方案，使得种植物生长状态大幅提升，种植物品质大量升高。
优选地，所述种植区域设置为周向环绕在所述微生物培育区域旁，所述种植区域与所述微生物培育区域接壤，且所述移动部带动所述光照部移动时至少满足先在所述微生物培育区域内照射第一时间，然后再由所述接壤区域过渡至对所述种植区域照射第二时间。
优选地，所述移动部带动所述光照部移动时其内部光源的光线发射原点所走过的路径配置为以所述微生物培育区域中心的基准点为中心呈螺旋式向外环绕并穿过至少所有外部种植区域的路线走向。
优选地，在所述移动部带动的光照部的光照影响下，所述种植区域内的介质被高水平微生物碳量所覆盖的面是随光照部的螺旋式向外运动而伴随地呈螺旋式向外扩张的。
优选地，限定所述移动部所走过路径是由轨迹实现的，所述移动部移动地连接至预先确定好形状的轨迹上，并且能够跟随轨迹所限定的路径进行移动。
优选地，所述轨迹设置于所述培育区域上方，其包括第一横梁、竖梁和第二横梁，其中，所述第一横梁以平行于水平面的方向设置在远端，所述第二横梁以平行于水平面的方向设置在近端，所述竖梁两端分别连接至所述第一横梁和第二横梁。
优选地，所述轨迹还包括安装槽，所述安装槽的横截面呈面向地面的一侧局部地开设有开口的中空腔体结构，所述开口大小按照配合轨迹的竖梁的横向宽度的方式设置。
优选地，所述安装槽腔体尺寸设置为至少能够容纳所述第一横梁，并且在所述安装槽、第一横梁上开设有对应的安装孔，利用安装螺丝穿过所述安装孔将所述安装槽和所述第一横梁固定至所述培育场所的顶部。
优选地，所述移动部还包括滚轮，所述滚轮接触至所述第二横梁远离地面的一侧面上，数个所述滚轮关于所述竖梁对称分布在所述第二横梁两端，所述支架连接至所有滚轮上。
优选地，所述第二横梁两端沿远离地面的方向凸起而形成侧挡，所述侧挡距离同侧的所述竖梁侧壁之间的距离按照配合所述滚轮的轴向宽度的方式设置。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明轨迹螺旋式排布的两种类型示意图；
图3为本发明滚轮部分放大图；
图4为本发明驱动部的示意图；
图中：100、轨迹；110、第一横梁；120、竖梁；130、第二横梁；131、侧挡；140、安装槽；141、安装螺丝；150、第一段落；160、第二段落；170、第一端；180、第二端；200、移动部；210、滚轮；220、支架；221、横段；222、第一竖直段；223、斜行段；224、第二竖直段；230、伸缩组件；231、伸缩电机；300、光照部；310、光源；320、照明台；400、驱动部；410、传动带；420、驱动电机；430、驱动轴；500、培育场所；510、微生物培育区域；520、种植区域。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，在未进行其他特殊说明或者限定的情况下，说明书中提及的术语“安装”“相连”以及“连接”等词汇应该作广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接或者一体式的连接；可以是机械连接或者电连接，也可以是机械连接与电连接的结合；可以是直接连接，也可以通过中间转接部件进行间接连接，对于电子元器件部件，可以是利用导线的电路安装，也可以是利用集成等方式进行精简化电路板设计。对于本领域的技术人员而言，可根据具体应用情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1提供一种用于农业照明的移动设备，其用于满足一些在相对固定结构的场地内的间歇性或变化性的照明或提供光线的需求，优选地，其可以看做是一种可以移动的光线来源。相对固定结构的场地可以是某些房屋、厂棚、建筑物、大型场所的室内环境，也可以是某些由围栏、半墙、支撑架所搭建或围绕的半开放场地，或者，在一些特殊实施例中场地也可以是完全开放的场合，例如野外、田地、广场等地点，特别重要的，相对固定结构还可以是太空中或空间站内搭建的用于培养植物的场地。
本发明一种优选的用法是用于对种植或养殖场地的移动式照明，该类场地通常具有预先划分好的培育区域，例如田地中的地块划分、室内种植厂的培育架或培育室的划分，这些培育的植物或者动物有可能需要长时间的光照，尤其是大部分具有经济价值的培育植物，都需要进行光合作用才能够更快地育成并收获。突破由太阳东升西落所带来的近乎一天中接近三分之一时间的黑暗的夜晚导致的植物几乎接收不到光照的问题，市面上已经具有成熟的给予动植物持续足够的光照的设备，例如种植箱、培育栏中长时间开启的日光灯、培育灯等设备，但是，此类设备安装固定，并且为保证光线的照射范围以及照射强度，培育场所500内通常会在每个培育架或每块种植地块上设置环绕式的灯具组合，对于较大的培育厂商，其灯光的建设投入以及后续的电费、维护费支出是相当庞大的数额。因此本发明提出的动态光源310装置，其可以移动往返穿梭于培育场所500内的各个位置，并且将其自身发散的光线均匀照射至培育场所500内的所有培育物，可以有效地减少照射灯具的建设成本。
本发明另一种优选的用法是用于太空种植技术。在太空中太阳光的辐射没有经过大气层过滤，如果直接在太空中利用太阳光对植物进行照射，根据天体生物学家戴维·特普弗(David Tepfer)和悉尼·利奇(Sydney Leach)的Expose-R实验，在将种植从太空中进行辐射照射后带回地面进行地面试验中，研究人员发现辐射损伤与剂量有关-种子接受的辐射越多，其发芽率就越差。因此，在太空种植技术领域，一般采取自制光源。本发明的动态光源310装置可以为太空中的植物培养基地提供均匀的光照，本发明的培育场所500内还包括微生物培育区域510和种植区域520，微生物对于植物的生长具有一定的促进作用，但在太空中微生物不便于利用或者掌控，因此配备微生物培育区域510可对植物培育产生积极作用。
本发明至少包括移动部200、光照部300、驱动部400和轨迹100。光照部300设置或连接在移动部200上并跟随移动部200在轨迹100上进行运动，驱动部400用于驱动移动部200并带动光照部300在轨迹100上进行运动。轨迹100规定了驱动部400在培育场所500内的运动轨迹，在本实施例中轨迹100采用吊设于培育场所500顶部的轨道所限定，此时的移动部200利用夹设在培育物上方的轨道做固定线路的移动，但是在另一些可能的实施例中，轨道也可以是设置在培育场所500地面的道路或传感器可识别的边线装置所划分出来的虚拟路线，此时移动部200可以设置在地面上移动，例如可以采用自动巡线机器人实现类似的移动需求。移动部200还可以是依靠卫星定位系统设置既定的路线作为轨迹100并利用例如自动驾驶等技术实现类似的移动需求的装置。
本实施例中，轨迹100假设设置在培育场所500顶部并且，优选地，轨迹100根据培育场所500的户型结构以及培育区域的划分而具有蜿蜒曲折的路径设置。为实现对移动部200的固定，优选地，轨迹100设置为具有分布方向与培育场所500所在的平面垂直的至少两个平行于培育场所500的平面的横梁以及一个夹设连接于上述两个横梁之间的竖梁120，为方便描述，将远离培育场所500所在平面的位置称为远端，将靠近培育场所500所在平面的位置称为近端，则将设置在远端的一段横梁称为第一横梁110，将设置在靠近端的一段横梁称为第二横梁130，上述竖梁120的起始点与结束点分别设置在第一横梁110和第二横梁130的路径点上，并且优选地，通过调整竖梁120的起始与结束点使得竖梁120被设置为垂直于培育场所500所在平面的走向，另外优选地，竖梁120的起始点与结束点分别位于第一横梁110与第二横梁130的路径中间点，使得由穿过竖梁120形状中心并且沿其首尾延伸方向所限定的直线恰好能够平分第一横梁110或第二横梁130的路径长度。优选地，竖梁120的起始点与结束点可以是以可拆卸的方式分别连接至第一横梁110和第二横梁130，也可以是固定焊接的方式分别连接至第一横梁110和第二横梁130。
为将轨迹100固定在培育场所500的顶部，在培育场所500顶部根据培育场所500内的微生物培育区域510和种植区域520的分布预设的轨迹100路线固定有与轨迹100路线相同走向的安装槽140，安装槽140可以是靠近培育场所500的一侧局部设有开口的且在路径上的随机截取的横截面大致相同的中空腔体结构，其可以是中空矩形的结构。优选地，安装槽140的开口大小按照配合轨迹100的竖梁120的横向宽度的方式设置，使得设置在远端的第一横梁110的两端可以支撑于开口附近的安装槽140内侧面上，而竖梁120从该开口连接至第一横梁110的中点，该连接点即为竖梁120的起始点，从而竖梁120可以径向的悬挂于安装槽140上。优选地，安装槽140在水平方向的宽度按照配合第一横梁110的在同方向上的长度的方式设置，即第一横梁110的水平两端外侧与安装槽140的水平两端内侧彼此抵靠，第一横梁110的水平两端外侧与安装槽140的水平两端内侧可以具有一定的膨胀间隙，使得第一横梁110的侧面能够较好地被安装槽140限位而不至于在水平方向上左右晃动。在第一横梁110设置于安装槽140后，利用安装螺丝141通过在安装槽140和第一横梁110相对应的位置开设的安装孔穿过并且固定至培育场所500的顶部。
在轨迹100上移动的移动部200至少包括支架220和滚轮210。至少两个或偶数个滚轮210的滚动面对称地接触至轨迹100的远离培育场所500所在平面的一侧的并分布于竖梁120的结束点两侧的第二横梁130的表面，则滚轮210在第二横梁130的两侧面上进行运动，优选地，滚轮210轴向宽度完全包含于第二横梁130的延伸范围内，使得滚轮210的全部滚动面落在第二横梁130上，以防止滚轮210脱出，优选地，第二横梁130的沿水平方向的两端分别沿远离培育场所500所在平面的方向向上延伸至少一段距离以形成用于防止滚轮210由第二横梁130侧边脱出的侧挡131。优选地，每个侧挡131距离同侧的竖梁120侧壁之间的距离按照配合滚轮210的轴向宽度的方式设置，使得滚轮210的刚好可以轴向限位地设置在第二横梁130上而不影响其进行滚动。
所有滚轮210的沿轴心连接至支架220上。具体地，支架220的若干个横段221沿滚轮210的中心轴方向放置且一端连接至滚轮210的轴心，每个横段221远离滚轮210的一端径向上连接有垂直于横段221的且在远离横段221的一端连接有向竖梁120的延伸直线靠拢的斜行段223的第一竖直段222，所有斜行段223远离第一竖直段222的一端连接于至少一个与竖梁120同向放置并位于轨迹100下方的第二竖直段224上。上述各段之间的连接可以是可拆卸的连接，也可以是一体式的锻造设置。通过设置横段221的延伸长度使得其远离连接至滚轮210的另一端稍微超出第二横梁130的侧面，设置第一竖直段222和斜行段223的长度使得第二竖直段224远离培育场所500所在平面的顶端稍低于第二横梁130的底部。支架220整体可以视作是一种类似于雨伞骨架的一中心支撑杆、多点辅助骨架沿中心轴线散开的结构，与滚轮210连接的横段221以及向收缩至第二竖直段224中心的结构使得整个支架220在滚轮210的支撑下形成重心保持在第二竖直段224的稳定结构。
光照部300连接在第二竖直段224的靠近培育场所500所在平面的近端上。光照部300大致呈块状结构，其包括照明台320和光源310，光源310设置在照明台320上，其可以按照多组排列的方式设置在照明台320表面，也可以设置在照明台320内部，不同之处在于如果光源310设置在照明台320内部，则照明台320本身的壁或者实体填充将会采用透明或散光材料制作，类似于市面上常见的日光灯结构设计；若光源310设置在照明台320的表面上，则照明台320仅提供固定光源310的功能。在此种设计下，优选地，光源310不仅排布在照明台320靠近培育场所500所在平面的一侧面上，还分布在其垂直于水平面的周侧面上，这样可以保证光照部300的无死角照明以及照明光线的无损失。
移动部200通过驱动部400设置的传动带410在驱动电机420的驱动下带动通过驱动轴430与传动带410连接的滚轮210运动的方式以在轨迹100设定的路线上运动。传动带410贴合地设置在轨迹100的竖梁120的侧壁上靠近连接至第二横梁130的位置，并且其中心位置按照对应滚轮210的中心轴线的水平位置的方式设置，传动带410的整个路径长度与走向均与轨迹100的相同。传动带410上连接有驱动轴430，驱动轴430大体呈杆状结构，其另一端连接至滚轮210的轴心上。传动带410在伴随轨迹100延伸的首尾两端连接在一起形成闭环结构，将该闭环的其中一部分套设在驱动电机420的驱动轴430上形成类似于皮带传动的结构。在驱动电机420的旋转驱动下，传动带410在轨迹100上进行移动，进而使得驱动轴430带动滚轮210滚动。优选地，滚轮210可在连接支架220的情况下沿轨迹100进行滚动，具体地，滚轮210远离传动带410的表面设置有固定的侧板壳，侧板壳靠近滚轮210的表面连接可随滚轮210一起运动的滚动轴承，滚动轴承即可视为驱动部400的驱动轴430，从而使驱动电机420带动滚轮210沿轨迹100的线路滚动，而与滚轮210连接的支架则在滚轮210的带动下沿轨迹100的线路进行平动或按照轨迹100的线路运动。
由此实现了驱动部400驱动移动部200进而带动光照部300在轨迹100上进行预设的移动，使得光照部300可以将光线均匀、全面的照射在培育场所500，根据预设的轨迹100路线，光线可以随运动时间的推进照射至每一个培育区域的种植物上，由此可以节省大量的固定照明建设成本以及电费维护费等消耗成本。
优选地，为实现对植物整个叶片尽量全方位的光线照射，在移动部200的支架220上还设置有伸缩组件230，伸缩组件230至少包括一个伸缩电机231和伸缩杆，在本实施例中伸缩杆可以利用第二竖直段224代替，伸缩电机231基本可以采用市面上已有的电机和轴承的结构设计，可以参考的一种实施例选择是IP1200电动推杆类似的结构。伸缩电机231的一端连接在各斜行段223上，另一端连接到第二竖直段224上。由此形成了对光照部300在垂直与地面方向上的移动自由度，当用户在用户需要或者是预设的自动控制下，伸缩组件230开启并将光照部300移动至靠近培育场所500所在平面的位置，优选地，此时可以在光照部300远离培育场所500所在平面的顶侧也设置有光源310，这样光源310可以照射到植物叶片的背部，进而达成全方位照射叶片的效果。
目前对于市面上常见的培育场所500，基本上是利用无土栽培或者是有土栽培的方式对植物进行培育。无土栽培通常是使用充当土壤的介质以及一定的营养液作为培养植物的基底，其中介质可以选择的种类多种多样，例如可以是木屑、草木灰、砂砾、棉花籽外壳、酒糟等固体内的粉末状或者压制后的砖块状固体材料，再例如其介质可以是谷壳、蛭石、陶粒、泥碳等，再例如无土栽培的介质还可以是以聚苯乙烯、尿甲醛、聚甲基甲酸酯等合成的材料泡沫或岩棉、聚丙烯腈絮状纤维等。这些材料基本上都具有保水性强、具有大量的疏松孔隙的特点，尽可能模拟了土壤的疏松多孔的结构。而有土栽培较为传统，即采用真实土壤或者从田中转移的土壤作为植物种植的基底。无论是传统的有土栽培还是新型的无土栽培的方式，其用于种植植物的基底内均含有数量不等、种类不同的微生物。例如，无土栽培的介质或者有土栽培的自然土壤中的微生物类群大部分情况下包括细菌、放线菌、真菌和原生动物，其中，该微生物类群以细菌为主，其主要包括G-的细菌、假单胞菌、黄杆菌、产碱杆菌、无色杆菌和色杆菌等，该微生物类群里的放线菌主要以链霉菌属中的种为主，真菌主要包括镰刀菌、曲霉菌、丝核菌、木霉及腐霉等，原生动物主要是根际线虫。不同的介质选择可能使得植物种植的环境中含有不同种类和数量的菌种，它们有些是在制作介质时就产生的，例如通过一些有机物腐化熟成后获得的介质，其本身就含有大量的微生物菌种，而另一些经过无菌处理后获得的介质则会由于种植、施肥和修剪等操作从外界带入植物的根系所在的环境当中。
目前已知根际微生物对植物的有益作用主要有以下几个方面：有效化营养元素，微生物的代谢作用加强了有机质的分解，促进植物营养元素的矿化，增强了对作物的营养供应；促进植物生长，根际微生物能够合成多种生长素例如硫胺素、生物素、维生素B12、泛酸、核黄素等，多种植物生长激素例如吲哚乙酸、赤霉素类等，从而加速种子萌发和根毛发育；根际微生物分泌的抗生素类物质有助于植物避免图助兴病原菌的侵染或杀死植物病原菌，却与其他根际微生物简历协作关系；产生铁载体(Siderophore)，改善植物的生长条件，促进植物生长；根际中的菌丝体可以转移植物中的放射线物质和重金属等有害物质；根际微生物产生二氧化碳，使钙增加可溶性，有利于植物吸收；根际中自生固氮菌可以固定大量的氮气，给植物提供有机和无机氮。
有研究表明微生物在植物吸收基底中营养物质的过程中扮演者重要的角色，通过微生物的代谢过程，可以将基底中对植物有益的化学元素，例如氮磷钾等离子转化为更容易被植物吸收的形式，微生物虽然占基底总质量的很少一部分占比，但是其提供的活跃能量以及对植物提供的有效肥力在基底提供的总肥力中的占比是相当大的部分。由此可以看出，基底中微生物的含量，或者所产生的对植物有利的肥力对整个植物的培育过程具有相当重要的作用，这里的微生物对植物有利的肥力可以通过微生物碳量表示。微生物碳量是介质中体积小于5000立方微米的活体和死亡微生物内碳的总和，其既是介质中有机物部分中的活性部分，也是介质中最为活跃，也是为植物提供大量有效肥力的来源，因此微生物碳量的数值的大小在其它条件相对固定的情况下对于种植在介质中的植物生长效果具有较大的影响。
介质中的微生物极易受基质环境因子的影响，如氮肥供应、EC(电导率)、pH、盐浓度、氧和二氧化碳含量、干湿交替、不同施肥制度、根系分泌物等都会对微生物的种类及其活力产生影响。上述环境因子的合理选择以及通过一些环境恒定的培育场所500或培育设备的选择可以做到相对的稳定状态。介质中的微生物也会收到种植物本身的影响，种植物的根系吸收作用越强，分泌物就越多，根据水分也就越充足，根际微生物发育量也就越大。在这些环境因子均处于相对稳定的情况下是，对微生物碳量具有一定影响的另一个环境因子是光照，一方面是由于在部分培育情况下，用户可以向介质中添加光合细菌作为辅助调节介质状态的工具，光合细菌的微生物碳量与光照情况具有较大的联系，另一方面，有研究表明，对植物生长有益的大部分非光合细菌，在光照的直接或间接的影响下其微生物碳量也具有正向相关的关系。因此，利用合适的光线对介质中的微生物的增值繁育进行正向引导以获得数量更多中微生物碳量更高的改良型介质成为一种优化介质活性物质组成、提升其内部种植物生长环境品质、保持种植物优良生长的较好手段。
但是此种手段存在几个问题，首先，常规的方案是将培育好的含有大量优质微生物的介质作为肥料定期投送到种植物所在的介质当中，这个过程首先需要大量的外界劳动力的输入，另外外来的肥料的填入也有可能会造成种植物原本所在的环境被突然改变，继而造成种植物不耐受而生长受损；其次，若按照常规的方案，在植物培育场所500内单独划分出微生物培育的场所，并且利用上述提出的移动部200带动光照部300移动照射的方式对微生物进行繁殖以及兼顾对植物的光照，则由于大部分情况下微生物生长和种植物生长所需的光照条件是不同的，以照度和时间条件为例，有实验表明在某些研究环境下，介质中微生物在1000勒克斯和10000勒克斯的照射持续1h下微生物碳量出现了较为显著的增加效果，但是对于种植物来说，即使是最短的光照周期的植物也需要数个小时的照射，另外对于不同光照耐心植物，例如阳性植物与阴性植物来说，它们所需要的光照照度多种多样，不同于上述微生物生长所需的1000或10000勒克斯的数值；最后，按照常规的方案，在微生物培育场所500培育的含有大量微生物如何迁移到种植有植物的介质中以达成对植物所在介质的改良优化也成为一个问题。
由此，本发明提出一种利用移动光源对微生物培育以及在照射植物的同时引导微生物均匀迁移至受照射的植物土壤以实现移动光照引导下的植物所在介质的基于微生物参与的优化改造的实施例。
本实施例中培育场所500划分为微生物培育区域510和种植区域520，其中，种植区域520是按照环绕的方式设置在微生物培育区域510周围。例如，微生物培育区域510和种植区域520均采用方形划分，则可以将培育场所500划分为类似九宫格的结构，微生物培育区处于中心的格子内，种植区域520处于外侧环绕中心格子的其它格子内。轨迹100按照顺序穿过环绕的种植区域520并且在径向上逐渐缩小环绕半径以向处在环绕中心的微生物培育区域510靠近的方式设置。反过来，也可以理解为轨迹100所限定的移动部200路径是以微生物培育区域510中心点为基准点而呈螺旋式向外环绕并穿过至少所有位于外部的种植区域520来设定的，如图2所示。其中螺旋式环绕的路径可以理解为标准的螺旋线形式的环绕形状，也可以包括一些非标准的螺旋类型，例如回字形结构，在轨迹100上的某一点沿轨迹100向远离且环绕基准点移动的过程中，能够使得其与基准点之间的连线长度呈连续地或者阶跃地增大的轨迹100均可以视作螺旋式环绕的路径。种植区域520与微生物培育区域510的介质处于接壤状态以方便微生物的迁移，在微生物培育区域510不种植种植物，在种植区域520种植有用户期望的种植物。将轨迹100靠近微生物培育区域510的一端头称为第一端170，处于某一种植区域520上或外部的另一端称为第二端180，则由上述结构可知，第一端170处于轨迹100的环绕中心，第二端180处于轨迹100的环绕外围。将轨迹100落在微生物培育区域510的部分称为第一段落150，相应地，将轨迹100落在外部环绕的种植区域520的部分称为第二段落160。将移动部200在轨迹100上移动的初始点设置在第一端170上，移动部200受驱动部的驱动带动下沿轨迹100做半径逐渐增大的环绕运动。其中，将其在第一段落150中运动时所经过的时间称为第一时间，将其在第二段落160中运动的时间称为第二时间，并且将其上所设置的光照部300在第一段落150中所采用的光照照度称为第一照度，在第二段落160中所采用的光照照度称为第二照度。由观察轨迹100的结构可知，当移动部200采用匀速运动时，由于第一段落150路径长度小于第二段落160路径长度，导致第一时间小于第二时间，对于上述短时间照射就能使得微生物碳量显著增长，轨迹100的结构设计完美契合了微生物培育区域510照射时间短，种植区域520照射时间长的需求。另外通过将第一照度和第二照度按照培育微生物和培育种植物的不同需求做不同的设定使得第一照度能够较好地促使微生物的繁育，第二照度能够较好地促使植物的生长。微生物培育区域510不种植种植物使得介质中的微生物能够最大限度地结构光线的照射而进行繁殖，在光照部300随着移动部200在轨迹100上逐渐由第一段落150向第二段落160进行环绕运动时，由于大部分微生物的趋光性，实现了将微生物按照环绕覆盖的方式引导迁移至种植区域520中。对于光合细菌类的微生物来说，其生长繁殖需要光照作为能量来源，对于部分非光合细菌也具有一定的趋光性，因为趋光性对于细菌来说是一种积极的选择特性，通过细菌内的感光蛋白能够趋势细菌进入光线条件充足的区域进行生长繁殖。而轨迹100的螺旋式环绕设置使得微生物能够跟随光线的移动而呈环形环绕的方式逐渐向外圈繁殖扩张，也即是说介质被高水平微生物碳量所覆盖的面积也是伴随性地呈螺旋式向外扩张的，这里的介质被高水平微生物碳量所覆盖是指总的种植区域520内的微生物碳量较低的介质面积中由于光线移动所带来的微生物碳量升高的区域逐渐增多而将原低水平微生物碳量的介质面积所覆盖的过程。相较于单向的引导，环向的光线引导使得微生物繁殖方向显著增加，可以达到全向的繁殖方向，光线引导下的微生物繁殖对种植区域520的覆盖效率也将提升。另外还具有的优势在于，光线照射下的种植区域520内的种植物所在的介质内刚好由于光线的引导而迁移进入大量的有益微生物，此时其介质中微生物碳量随时间流逝是逐渐升高的，微生物的代谢过程对该部分种植物所在的介质进行改造优化，刚好配合同时期进行的植物光合作用，使得植物生长条件进一步优化升级，通过对应动态地调节植物光合作用时所在介质的微生物碳量来进一步提升作物的品质。
优选地，通过调节驱动部400的驱动速度，可以调节移动部200在第一段落150中运动的第一时间和在第二段落160中运动的第二时间。进一步地，根据用户选择的不同微生物种类以及种植物的品种可以设置不同或相同的驱动速度来获得不同或相同的第一时间和第二时间，同时可以设置光照部300在两个段落中相同或不同的第一照度和第二照度以实现分别对微生物培育以及种植物培育的最佳光照时间和光照强度。也即，移动部200和/或光照部300根据微生物生长参数和/或种植物生长参数调整经过所述培育区域和/或种植区域520的移动参数和/或光照参数。微生物生长参数可以包括微生物的种类、对应该种类微生物所需要的最佳光照强度、光质、光照时间等参数，植物生长参数与微生物的大致类似，上述两种参数可以根据具体采用的微生物和种植物做进一步确定，确定参数的过程可以由有限次数的控制变量的实验完成。相应地，移动参数是指根据上述两种参数而分别设计的移动时间，例如包括上述的第一时间和第二时间，或者是移动速度、停滞时间等参数，光照参数指根据上述两种生长参数而变化的光质、光强甚至光谱等参数。其中驱动部400变速的依据可以是来自于移动部200穿过第一段落150进入第二段落160的时机所产生的传感信号，传感信号可以由设置在轨迹100上的传感器产生。该传感信号可以同时作为驱动速度和光照强度变换的依据。传感信号可以是压力传感器由于移动部200从第一段落150进入第二段落160时所带来的压力变化引发的信号，也可以是光照传感器由于光照部300在移动部200的带领下从第一段落150照射在微生物培育区域510进入到第二段落160照射在种植区域520时所带来的光学效应变化引起的传感信号等。
优选地，当光照部300跟随轨迹100进行移动时，由于从微生物培育区域510进入到了种植区域520中，大量生长且植株较高的种植物，其叶片将会遮挡部分从上方透过的光线，可能会稍微削弱对微生物的光线引导能力，因此本实施例还提供了一种利用高光强窄带光源配合使用以实现引导微生物移动同时实现高水平种植物光合作用生长的方案。具体地，本实施例采用的光照部300包括的光源310利用照射范围小且光强较高的发光部件构成，例如LED射灯等部件结构，数个可以单独或者共同工作的光源310可以按照直线串联排列的方式组成类似于灯条的结构，由于单个光源310的照射范围较小，整个灯条所形成的照射范围也大致呈条状，故而构成上述的窄带光源。有研究表明，相对于采用长时间大范围泛光源的照明模式，利用窄带高光强进行短时间的照射更加有利于被照射的种植物快速达到最佳光合水平，这个最佳光合水平在某些情况下可以视作最大光饱和点。另外，相较于泛光源，窄带高光强的照射范围虽然变小了，但是在其照射的范围内，其照射死角也因为高光强的缘故而相应地变少，有利于种植物平常接受不到光照的部分也能够提升光合作用水平。进一步地，从微观水平上来看，植物叶片上的覆盖的纤毛也对光线的照射造成了一定的影响，而采用窄带高光强的设计使得纤毛的遮挡影响也显著地降低，从叶片的背光面来看，其上的叶绿体能够接收到由叶片正面透射过来的光线从而也能够获得更多的光合作用的机会，有利于提升种植物叶片向光面和背光面的生长均匀性。采用可移动的窄带高强度光源还具有的一个优势在于，其将会产生大量且能够透过叶片遮挡的光线，这些光线透过叶片的遮挡，仍然能够在种植物所在的土壤或者基底上产生水平较高的光照，有利于提升对土壤中微生物的光驱引导，有利于处于光照下的种植物所在的环境中微生物的生长水平进一步提升，继而带动土壤中微生物碳量进一步提升。植物在进行光合作用时，其利用光能合成自身生长所需的有机物，在此过程中，其根部从土壤或基底中吸收无机物作为生长所必须的元素来源，一般比较重要的是氮磷钾元素，通过光合作用，植物将其内所含有的大量无机物转化为对生长有帮助的有机物，同时植物通过根部从土壤或者基底中吸收更多的无机物，有研究表明减弱光合作用会导致种植物从土壤中吸收的养分或无机物数量减低，这说明土壤中的无机物水平与光合作用水平呈明显的正相关性。因此，通过窄带短时间高光强的照射可以使得被照射的种植物所在的区域土壤或者基底中微生物碳量被微生物光导迁移而提升的同时使得种植物的光合水平被快速提升，有利于种植物从高水平无机物含量的土壤中吸收无机物作为原料促进光合作用产生有机物的过程，最终获得生长状态更好、产量更高的种植效果。
优选地，根据光线强度、种植物种类、微生物种类，可以按照常年实验、经验积累的方式建立微生物相关光照数据库，数据库可以按照虚拟形式储存在电子设备当中。具体地，不同的微生物种类其生长受光线强度、照射时间、光线波长等参数的影响不同，其对土壤或者基底的改造能力不同，其改造过程产生的植物所需无机物元素的配比不同，同时光线的强度对不同种植物的光合水平的影响不同，不同的光线参数对同一种植物的影响也不同，将这些不同的参数择一作为固定参数，另外的作为变量，通过实验、科学推导等方式将固定参数和变量组合后的结果放入微生物相关光照数据库中，在后续进行种植生产时，可以从上述数据库中查找相应的内容，可以很方便地获知当前所种植的物种的最佳微生物和光的组合配比。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于农业照明的移动设备，其包括：
培育场所(500)，其用于植物培养，
光照部(300)，其用于对所述培育区域内的光照，
移动部(200)，其用于带动所述光照部(300)在所述培育场所(500)内进行移动，
其特征在于，
培育场所(500)划分为微生物培育区域(510)和种植区域(520)，所述移动部(200)和/或光照部(300)根据微生物生长参数和/或种植物生长参数调整经过所述微生物培育区域(510)和/或种植区域(520)的移动参数和/或光照参数，使得所述移动部(200)带动所述光照部(300)先后经过所述微生物培育区域(510)和所述种植区域(520)时所述光照部(300)所照射的种植物所在的介质中微生物碳量总是随时间而逐渐增大的。
2.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述种植区域(520)设置为周向环绕在所述微生物培育区域(510)旁，所述种植区域(520)与所述微生物培育区域(510)接壤，且所述移动部(200)带动所述光照部(300)移动时至少满足先在所述微生物培育区域(510)内照射第一时间，然后再由所述接壤区域过渡至对所述种植区域(520)照射第二时间。
3.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述移动部(200)带动所述光照部(300)移动时其内部光源的光线发射原点所走过的路径配置为以所述微生物培育区域(510)中心的基准点为中心呈螺旋式向外环绕并穿过至少所有外部种植区域(520)的路线走向。
4.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，在所述移动部(200)带动的光照部(300)的光照影响下，所述种植区域(520)内的介质被高水平微生物碳量所覆盖的面是随光照部(300)的螺旋式向外运动而伴随地呈螺旋式向外扩张的。
5.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，限定所述移动部(200)所走过路径是由轨迹(100)实现的，所述移动部(200)移动地连接至预先确定好形状的轨迹(100)上，并且能够跟随轨迹(100)所限定的路径进行移动。
6.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述轨迹设置于所述培育区域上方，其包括第一横梁(110)、竖梁(120)和第二横梁(130)，其中，所述第一横梁(110)以平行于水平面的方向设置在远端，所述第二横梁(130)以平行于水平面的方向设置在近端，所述竖梁(120)两端分别连接至所述第一横梁(110)和第二横梁(130)。
7.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述轨迹(100)还包括安装槽(140)，所述安装槽(140)的横截面呈面向地面的一侧局部地开设有开口的中空腔体结构，所述开口大小按照配合轨迹(100)的竖梁(120)的横向宽度的方式设置。
8.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述安装槽(140)腔体尺寸设置为至少能够容纳所述第一横梁(110)，并且在所述安装槽(140)、第一横梁(110)上开设有对应的安装孔，利用安装螺丝(141)穿过所述安装孔将所述安装槽(140)和所述第一横梁(110)固定至所述培育场所(500)的顶部。
9.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述移动部(200)还包括滚轮(210)，所述滚轮(210)接触至所述第二横梁(130)远离地面的一侧面上，数个所述滚轮(210)关于所述竖梁(120)对称分布在所述第二横梁(130)两端，所述支架(220)连接至所有滚轮(210)上。
10.根据前述权利要求之一所述的照明设备，其特征在于，所述第二横梁(130)两端沿远离地面的方向凸起而形成侧挡(131)，所述侧挡(131)距离同侧的所述竖梁(120)侧壁之间的距离按照配合所述滚轮(210)的轴向宽度的方式设置。
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