用于空間站自給養(yǎng)生命保障系統(tǒng)的智能化植物培養(yǎng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太空植物培養(yǎng)領(lǐng)域，特別是一種涉及航天員專用智能化植物培養(yǎng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航天技術(shù)的發(fā)展，使各國的生命保障技術(shù)和生物學(xué)專家清楚地認(rèn)識到，載人航天的目標(biāo)不只是近地軌道上的短期飛行，還有月球基地、火星基地和更加遙遠(yuǎn)的深空，要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，必須依靠生物再生生命保障系統(tǒng)技術(shù)。在科學(xué)家基于空間環(huán)境特點(diǎn)，人工設(shè)計(jì)建造的密閉微生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中，綠色植物，尤其是蔬菜，承擔(dān)了主要任務(wù)。在太空種植食材，將很好地解決未來長途太空旅行中的一大難題:新鮮食物的供給。而就短期而言，則能起到成本削減的作用，除了那些高熱量并能長期存放的食品外，新鮮食物尤其是蔬菜水果的儲存時間非常有限，不能夠保證航天員長時間的失重狀態(tài)下的植物蔬菜類營養(yǎng)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種能夠保證航天員長時間的失重狀態(tài)下的植物蔬菜類營養(yǎng)需求，適合在航天環(huán)境下使用，用于空間站自給養(yǎng)生命保障系統(tǒng)的智能化植物培養(yǎng)裝置。
[0004]本發(fā)明所采取的技術(shù)措施是:空間站自給養(yǎng)生命保障系統(tǒng)一一智能化植物培養(yǎng)裝置，包括微生物發(fā)電裝置、計(jì)算機(jī)、中央控制器、中央監(jiān)測裝置、盤式傳動裝置、中央調(diào)節(jié)裝置、培養(yǎng)箱及導(dǎo)線；所述微生物發(fā)電裝置與計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)與中央控制器連接，所述中央控制器通過導(dǎo)線與中央監(jiān)測裝置和盤式傳動裝置的電機(jī)連接，所述中央調(diào)節(jié)裝置通過導(dǎo)線與中央控制器連接，所述中央調(diào)節(jié)裝置通過兩根水管一與盤式傳動裝置連接，中央監(jiān)測裝置、中央調(diào)節(jié)裝置、盤式傳動裝置均設(shè)置在培養(yǎng)箱內(nèi)。
[0005]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明通過真空栗來克服航天微重力環(huán)境；
2、本發(fā)明可以保證航天員長時間的失重狀態(tài)下的植物蔬菜類營養(yǎng)需求，還能提供氧氣的供應(yīng)，適合在航天環(huán)境下使用；
3、本發(fā)明具有個性化選擇、植物種類多、克服航天微重力環(huán)境、智能化等特點(diǎn)，可用于空間站航天員、航空飛行員、野戰(zhàn)部隊(duì)、航海、潛艇等活動，還可用于地面的普通人群。
[0006]4、本發(fā)明的微生物發(fā)電裝置利用微生物的新陳代謝作用降解有機(jī)物質(zhì)，并將有機(jī)物質(zhì)中潛在的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)廢物處理與能源再生的同步進(jìn)行。在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，微生物燃料電池可以從有機(jī)物中提取90%以上的電能，電子傳遞效率足夠高的情況下，完全可以達(dá)到能源再生和自給自足，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和能量再利用，為本發(fā)明的長時間、持續(xù)使用提供了可靠的保證。
【附圖說明】
[0007]圖1:本發(fā)明的組織結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:盤式傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3:圖2之A部放大圖；
圖4:植物培養(yǎng)柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1_微生物發(fā)電裝置；2_計(jì)算機(jī)；3_中央控制器；4_中央監(jiān)測裝置；4-1_溫度傳感器；4-2_濕度傳感器；4-3_光照傳感器；4-4_氣體傳感器；4-5_基質(zhì)濕度傳感器；
4-6-營養(yǎng)情況傳感器；5_盤式傳動裝置；5-1_傳動盤上傳動盤；5-1-2_下傳動盤；
5-2-植物培養(yǎng)柱；5-2-1-中心滴灌管；5-2-2-單透內(nèi)襯；5_2_3-根系生長層；5_2_4-隔水膜；5-2-5_蜂窩狀支撐網(wǎng)；5-2-6_種植層；5-3_伸縮管；5_4_傳動軸；5_5_傳動齒輪；5-6-軸承；5-6-1_上軸承；5-6-2_下軸承；5_7_電機(jī)；5_8_電機(jī)齒輪；5_9_養(yǎng)料供給總管；
5-10-回水管道總管；6-中央調(diào)節(jié)裝置；6-1-空調(diào)機(jī)；6-2-加濕器；6-3-LED照明光源；
6-4-LVD照明光源；6-5_冷凝器；6-6_儲水罐；6_7_營養(yǎng)液罐；6_8_水處理罐；6_9_水回收罐；6_10_電磁真空栗；6_11_水管一 ；6_12_過濾器；6_13_水管二 ； 7-培養(yǎng)箱。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1?4所示，空間站自給養(yǎng)生命保障系統(tǒng)一一智能化植物培養(yǎng)裝置，包括微生物發(fā)電裝置1、計(jì)算機(jī)2、中央控制器3、中央監(jiān)測裝置4、盤式傳動裝置5、中央調(diào)節(jié)裝置6、培養(yǎng)箱7及導(dǎo)線；其特征在于:所述微生物發(fā)電裝置I與計(jì)算機(jī)2連接，所述計(jì)算機(jī)2與中央控制器3連接，所述中央控制器3通過導(dǎo)線與中央監(jiān)測裝置4和盤式傳動裝置5的電機(jī)5-7連接，所述中央調(diào)節(jié)裝置6通過導(dǎo)線與中央控制器3連接，所述中央調(diào)節(jié)裝置6通過兩根水管一 6-11與盤式傳動裝置5連接，中央監(jiān)測裝置4、中央調(diào)節(jié)裝置6、盤式傳動裝置5均設(shè)置在培養(yǎng)箱7內(nèi)。
[0009]所述盤式傳動裝置5包括兩個傳動盤5-1、多個植物培養(yǎng)柱5-2、多根伸縮管5_3、傳動軸5-4、傳動齒輪5-5、兩個軸承5-6、電機(jī)5-7、電機(jī)齒輪5_8、養(yǎng)料供給總管5_9及回水管道總管5-10，所述兩個傳動盤5-1為兩個外徑相等的圓盤，所述植物培養(yǎng)柱5-2與伸縮管5-3數(shù)量相同，所述兩個傳動盤5-1分別是上傳動盤5-1-1和下傳動盤5-1-2，所述兩個軸承5-6分別是上軸承5-6-1和下軸承5-6-2，所述上傳動盤5_1_1和下傳動盤5_1_2上下并列且同軸設(shè)置，所述多個植物培養(yǎng)柱5-2均豎向設(shè)置在上傳動盤5-1-1和下傳動盤5-1-2之間，且多個植物培養(yǎng)柱5-2的上下端與上傳動盤5-1-1和下傳動盤5-1-2固定連接，多個植物培養(yǎng)柱5-2沿上傳動盤5-1-1和下傳動盤5-1-2的外周邊均布設(shè)置，所述傳動軸5-4為空心軸，傳動軸5-4位于上傳動盤5-1-1和下傳動盤5-1-2中心處并與上傳動盤5-1-1和下傳動盤5-1-2固定連接，傳動軸5-4的上端通過上軸承5-6-1與養(yǎng)料供給總管5_9的一端固定連接，傳動軸5-4的下端通過下軸承5-6-2與回水管道總管5-10的一端固定連接，所述多根伸縮管5-3的一端均與傳動軸5-4側(cè)壁上部固定連接且與傳動軸5-4的內(nèi)腔相通，多根伸縮管5-3的另一端依次穿過上傳動盤5-1-1、多個植物培養(yǎng)柱5-2的中心滴灌管5-2-1及下傳動盤5-1-2與傳動軸5-4側(cè)壁下部固定連接并與傳動軸5_4內(nèi)腔相通，多根伸縮管5-3穿入多個植物培養(yǎng)柱5-2的中心滴灌管5-2-1內(nèi)的部分管壁上設(shè)有多個小孔，所述傳動齒輪5-5固定在傳動軸5-4上且位于上軸承5-6-1與多根伸縮管5-3之間，所述電機(jī)5-7固定在培養(yǎng)箱7上，所述電機(jī)齒輪5-8固定在電機(jī)5-7的輸出軸上，電機(jī)齒輪5_8與傳動齒輪5-5相互嗤合。
[0010]所述中央監(jiān)測裝置4包括溫度傳感器4-1、濕度傳感器4-2、光照傳感器4-3、氣體傳感器4-4、基質(zhì)濕度傳感器4-5、營養(yǎng)情況傳感器4-6 ;所述溫度傳感器4-1、濕度傳感器
4-2、光照傳感器4-3、氣體傳感器4-4、基質(zhì)濕度傳感器4-5、營養(yǎng)情況傳感器4_6均分別通過導(dǎo)線7與中央控制器3的端口連接，所述基質(zhì)濕度傳感器4-5設(shè)置在植物培養(yǎng)柱5-2的根系生長層5-2-3內(nèi)。所述溫度傳感器4-1感知實(shí)際溫度，實(shí)時傳輸給中央控制器3，根據(jù)監(jiān)測情況啟動空調(diào)6-1進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，可以擺脫植物生長晝夜節(jié)律這一生理特性。
[0011]所述濕度傳感器4-2可以準(zhǔn)確測定植物生長需要濕潤的環(huán)境和葉片也會因蒸騰作用向空氣中蒸發(fā)水分，實(shí)時傳輸給中央控制器3，根據(jù)監(jiān)測情況啟動加濕器6-2或冷凝器6-5，可以為植物生長提供適宜的外部濕度，且可以回收多余的水分，再加以有效利用，可以節(jié)約水資源。
[0012]所述光照傳感器4-3可以敏銳的感知光的強(qiáng)度，并通過中央控制器3對LED照明光源6-3和多個LVD照明光源6-4進(jìn)行明暗調(diào)節(jié)。
[0013]所述氣體傳感器4-4可以檢測CO2和O2的氣體濃度，實(shí)時傳輸給中央控制器3，再通過空調(diào)機(jī)6-1，根據(jù)植物生長需要進(jìn)行儲存和釋放。
[0014]所述基質(zhì)濕度傳感器4-5設(shè)置在植物培養(yǎng)柱5-2的根系生長層5-2-3內(nèi)，可以感知基質(zhì)是干旱缺水還是水分充足，再通過中央控制器3調(diào)配水和營養(yǎng)液進(jìn)行灌溉。
[0015]所述中央調(diào)節(jié)裝置6包括空調(diào)機(jī)6-1、加濕器6-2、兩個LED照明光源6_3、多個LVD照明光源6-4、冷凝器6-5、儲水罐6-6、營養(yǎng)液罐6-7、水處理罐6_8、水回收罐6_9、電磁真空栗6-10、兩根水管一 6-11、若干根水管二 6-13及過濾器6-12 ;所述空調(diào)機(jī)6_1、加濕器6-2、兩個LED照明光源6-3、多個LVD照明光源6_4、冷凝器6_5、儲水罐6_6、營養(yǎng)液罐6_7、水處理罐6-8、水回收罐6-9及電磁真空栗6-10均分別通過導(dǎo)線與中央控制器3的所對應(yīng)的端口連接，所述兩個LED照明光源6-3固定在培養(yǎng)箱7墻