CN207340867U - 一种用于空间搭载的动物生态系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于空间搭载的动物生态系统，包括：密封系统；热控自动恒温系统，固定在密封系统的内壁；以及照明系统，位于密封系统外部，并且用于为密封系统内的植物的光合作用提供光照。热控自动恒温系统通过温度开关感应环境水的温度，来控制开关的闭合和断开，提供精确无误的生物所需环境温度，不需要复杂的温度测控系统。本实用新型的装置还可以根据不同的小型动物种类，满足现阶段空间飞行器、空间站和基地等搭载的生态系统的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种生态系统，更具体地，涉及一种用于空间搭载的动物生态系统。
背景技术
天宫二号、神州十一号的成功发射，为中国建造载人空间站做了一定的准备，并且以光启‘旅行者’号为代表的临近空间载人飞行器研制卓有成效，载人飞行‘旅行者’号即将发射，因此，开展相应的生命保障系统研究意义重大。
目前，用于空间搭载的装置主要针对植物、微生物等单一物种，还未进行过生态系统的搭载和研究。此外，国内研究空间搭载的生物主要是针对植物，微生物等，很少有针对动物类的。目前，国内研制空间搭载生态系统都有复杂昂贵的温度测试、恒温控制系统、生物的营养供给系统。因此，提供一种简单、经济的动物生态系统实为必要。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种简单、经济的动物生态系统，通过植物的光合作用，供氧给小型动物，同时产生的二氧化碳又可以提供给植物进行光合作用，形成互补的生态循环，最终达到简单、经济的目的。该动物生态系统的研究为空间生命保障体系的研究提供了重要的依据，此外，本实用新型的生态系统能够美化空间环境，为空间飞行器带来生机和乐趣。
本实用新型提供了一种用于空间搭载的动物生态系统，其特征在于，包括：密封系统；热控自动恒温系统，固定在所述密封系统的内壁；以及照明系统，位于所述密封系统外部，并且用于为所述密封系统内的植物的 光合作用提供光照。
在上述动物生态系统中，其中，所述密封系统由容器和密封组件组成，所述密封组件用于密封所述容器。
在上述动物生态系统中，其中，所述容器是玻璃罐。
在上述动物生态系统中，其中，所述密封组件密封所述容器的顶部开口。
在上述动物生态系统中，其中，所述热控自动恒温系统包括：吸盘，用于将所述热控自动恒温系统固定在所述密封系统的内壁；加热片，与所述吸盘连接，通过所述吸盘固定在所述密封系统内；温度开关，与所述加热片连接，用于感应所述密封系统内的温度并且控制所述加热片是否接通电源；以及导线，连接至所述加热片，用于给所述热控自动恒温系统供电。
在上述动物生态系统中，其中，所需要的所述加热片的功率通过改变所述加热片的数量或者改变单个所述加热片的功率来实现。
在上述动物生态系统中，其中，所述导线从所述密封系统的密封组件穿出并且连接至电源。
在上述动物生态系统中，其中，所述照明系统是LED植物灯光源。
在上述动物生态系统中，其中，所述LED植物灯光源采用波长为640～660nm的红光和/或430～450nm的蓝光。
在上述动物生态系统中，其中，所述动物生态系统进一步包括设置于密封系统内的固态氧珠。
本实用新型组成了简单、经济适用的动物生态系统。该动物生态系统可以满足现阶段空间飞行器、空间站、基地等搭载的需要，也可以探测空间站上微重力、辐射等太空环境对动物、植物生长的影响，并且可以美化空间环境，给枯燥的空间生活带来生机和乐趣。
本实用新型中的热控自动恒温系统中通过温度开关感应环境的温度，并从而控制开关的闭合和断开，进而提供精确无误的生物所需环境温度，不需要复杂的温度测控系统。
本实用新型的照明系统中的植物灯，能发出适合植物生长的光，从而促进了植物生长，促进光合作用。本实用新型中植物光合作用产生氧气， 可以供给动物呼吸，同时动物呼吸产生的二氧化碳，又可以供给回植物产生光合作用，从而形成生态系统的循环。这种供氧方式配合固态氧珠一起提供给动物呼吸，避免了复杂昂贵的氧气供给系统。
附图说明
图1和图2是动物生态系统的整体结构图，其中，相似的标号表示相似的物质，1-密封系统，2-植物，3-小型动物，4-固体氧珠和食物，5-热控自动恒温系统，6-水，7-空气，8-照明系统。
图3是热控自动恒温系统结构图，其中，9-吸盘，10-加热片，11-温度开关，12-导线。
图4示出了生态系统的温度数据。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
本实用新型的装置考虑了压力、环境温度和供氧等的问题，为此、本实用新型的装置包括密封系统、生物系统、热控自动恒温系统、生命营养供给系统以及照明系统。
密封系统包括透明的、可承受高空低压的材料容器(比如玻璃罐)以及密封组件。密封组件可以由密封泥等常用的密封材料组成。密封组件对容器进行密封以维持所需要的压力。密封系统简单实用，不需要复杂的保压增压系统。
热控自动恒温系统是恒温加热片，包括：吸盘，用于将热控自动恒温系统固定在密封系统的容器内壁；加热片，功率可满足空间环境加热量；温度开关，用于通过开关的闭合维持生态系统的恒温；导线，用于给自动恒温系统供电。按照需要可以增加恒温加热片的个数或增加功率。
生命营养供给系统包括：固态氧珠、食物、水和空气，固态氧珠可以提供给生物氧气。食物应不容易坏水。
照明系统是LED植物生长灯，植物生长灯发出的光在适合植物生长的 波长范围之类，从而促进植物的生长。
例如，参见图1，本实用新型的装置包括密封系统1、生物系统(2、3)、热控自动恒温系统(5)、生命营养供给系统(包括固态氧珠4、水6和空气7)以及照明系统8。
密封系统1包括透明的、可承受高空低压的材料容器(比如玻璃罐)以及密封组件。密封组件可以由密封泥等常用的密封材料组成。密封组件对容器进行密封以维持所需要的压力。容器材料有一定厚度，可承受高空低压，简单适用，不需要复杂的保压增压系统。
结合参照图1和图3，热控自动恒温系统5是恒温加热片，包括：吸盘9，用于将热控自动恒温系统5固定在密封系统1的容器内壁；加热片10，功率可满足空间环境加热量；温度开关11，用于通过开关的闭合维持生态系统的恒温；导线12，用于给自动恒温系统5供电，用于加热片10的加热。按照需要可以增加恒温加热片10的个数或增加功率。热控自动恒温系统5很好地将水温控制在适宜动物生存的恒定温度。整个热控自动恒温系统5通过吸盘9固定在密封系统1的容器内壁，加热片10的功率可以通过改变加热片10的数量，或者改变单个加热片10的功率来实现需要的功率。启动加热后，当水温升到动物的适应温度T,在水中的温度开关11(如KSD9700)就会自动断开；当低于生物适应温度T后就闭合，重新启动加热片10的加热，如此循环，从而能精确的有效的控制水6的温度。导线12应该在满足电流要求下尽量细，以获得更好的密封系统1。
固态氧珠4在水中溶解释放氧气，固态氧珠便于携带储存。照明系统8产生光照，植物进行光合作用产生氧气，这两种方式双管齐下，提供给动物呼吸，避免了复杂昂贵的氧气供给系统。此外，照明系统采用波长为640～660nm的红光和430～450nm的蓝光的专用产生植物生长所需波长范围的光的植物灯，能够进一步促进光合作用。此外，动物呼出的二氧化碳又可以供回给植物进行光合作用，从而形成生态系统的循环。
本实用新型的的生态系统装置外可安装摄像头随时监控动物、植物状态以及记录视频。
因此，如上组成了简单、经济适用的动物生态系统。该动物生态系统 可以满足现阶段空间飞行器、空间站、基地等搭载的需要，也可以探测空间站上微重力、辐射等太空环境对动物、植物生长的影响，并且可以美化空间环境，给枯燥的空间生活带来生机和乐趣。
下面列举了若干实施例，在本实用新型的动物生态系统内培养几种动物，测量系统内的温度数据并且观测动物的生存状况。
实施例1
在低温低气压环境中的模拟临近空间采用乌龟生态系统试验。整套装置试验6个多小时，仓内环境温度从常温降到-60℃左右，生态系统水温度一直恒定在28℃～32℃(乌龟最佳生存温度)，乌龟一直活跃无异常。该生态系统的仓内环境温度和生态系统空气及水的温度测试结果见图4和表1。其中为了增加测量精确度，在两个不同位置的水处安装了温度测量仪，在下表1中采用它们的平均值。
实施例2
在低温低气压环境中的模拟临近空间采用鱼生态系统试验。整套装置试验6个小时，仓内环境温度从常温降到-60℃左右，生态系统水温度一直恒定在20℃～22℃(鱼的适宜生存温度)，鱼一直活跃无异常。该生态系统的仓内环境温度和生态系统空气及水的温度测试结果见下表1。
实施例3
在低温低气压环境中的模拟临近空间采用仓鼠生态系统试验。整套装置试验6个小时，仓内环境温度从常温降到-60℃左右，生态系统空气温度一直恒定在25℃～27℃(仓鼠的适宜生存温度)，仓鼠一直活跃无异常。该生态系统的仓内环境温度和生态系统空气及水的温度测试结果见下表1。
实施例4
在低温低气压环境中的模拟临近空间采用仓鼠生态系统试验。整套装置试验12个小时，仓内环境温度从常温降到-60℃左右，再从-60℃左右升 高到22℃左右，生态系统空气温度一直恒定在25℃～27℃(仓鼠的适宜生存温度)，仓鼠一直活跃无异常。该生态系统的仓内环境温度和生态系统空气及水的温度测试结果见下表1。
实施例5
在低温低气压环境中的模拟临近空间采用鱼生态系统试验。整套装置试验12个小时，仓内环境温度从常温降到-60℃左右，再从-60℃左右升高到22℃左右，生态系统空气温度一直恒定在20℃～22℃(鱼的适宜生存温度)，鱼一直活跃无异常。该生态系统的仓内环境温度和生态系统空气及水的温度测试结果见下表1。
实施例6
在低温低气压环境中的模拟临近空间采用白鼠生态系统试验。整套装置试验12个小时，仓内环境温度从常温降到-60℃左右，再从-60℃左右升高到22℃左右，生态系统空气温度一直恒定在21℃～23℃(白鼠的适宜生存温度)，白鼠一直活跃无异常。该生态系统的仓内环境温度和生态系统空气及水的温度测试结果见下表1。
上述实施例1至实施例6的生态系统的仓内环境温度和生态系统空气及水的温度的测试结果如下表1所示：
表1、测试结果：
-表示未测量
从上表1可以看出，不论仓内环境怎么变化，生态系统空气及水的温度变化较小，表明该生态系统可以适应临近空间的环境。
本实用新型中的热控自动恒温系统中通过温度开关感应空气的温度，并从而控制开关的闭合和断开，进而提供精确无误的生物所需环境温度，不需要复杂的温度测控系统。
本实用新型中的固态氧珠是一种固体，便于携带储存，可释放氧气。本实用新型的照明系统中的植物灯，能发出适合植物生长的光，从而促进了植物生长，促进光合作用。本实用新型中植物光合作用产生氧气，可以供给动物呼吸，同时动物呼吸产生的二氧化碳，又可以供给回植物产生光合作用，从而形成生态系统的循环。这两种供氧方式双管齐下，提供给动物呼吸，避免了复杂昂贵的氧气供给系统。
本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。
Claims (10)
1.一种用于空间搭载的动物生态系统，其特征在于，包括：
密封系统；
热控自动恒温系统，固定在所述密封系统的内壁；以及
照明系统，位于所述密封系统外部，并且用于为所述密封系统内的植物的光合作用提供光照。
2.根据权利要求1所述的动物生态系统，其特征在于，所述密封系统由容器和密封组件组成，所述密封组件用于密封所述容器。
3.根据权利要求2所述的动物生态系统，其特征在于，所述容器是玻璃罐。
4.根据权利要求3所述的动物生态系统，其特征在于，所述密封组件密封所述容器的顶部开口。
5.根据权利要求1所述的动物生态系统，其特征在于，所述热控自动恒温系统包括：
吸盘，用于将所述热控自动恒温系统固定在所述密封系统的内壁；
加热片，与所述吸盘连接，通过所述吸盘固定在所述密封系统内；
温度开关，与所述加热片连接，用于感应所述密封系统内的温度并且控制所述加热片是否接通电源；以及
导线，连接至所述加热片，用于给所述热控自动恒温系统供电。
6.根据权利要求5所述的动物生态系统，其特征在于，所需要的所述加热片的功率通过改变所述加热片的数量或者改变单个所述加热片的功率来实现。
7.根据权利要求5所述的动物生态系统，其特征在于，所述导线从所述密封系统的密封组件穿出并且连接至电源。
8.根据权利要求1所述的动物生态系统，其特征在于，所述照明系统是LED植物灯光源。
9.根据权利要求8所述的动物生态系统，其特征在于，所述LED植物灯光源采用波长为640～660nm的红光和/或430～450nm的蓝光。
10.根据权利要求1所述的动物生态系统，其特征在于，所述动物生态系统进一步包括设置于密封系统内的固态氧珠。
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| CN201720239318.4U CN207340867U (zh) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | 一种用于空间搭载的动物生态系统 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110077631A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-02 | 北京航空航天大学 | 一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置 |
| CN111077922A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-28 | 重庆大学 | 适用于地外空间的生物培养的自主温控系统 |
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2017
- 2017-03-13 CN CN201720239318.4U patent/CN207340867U/zh active Active
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