一种层叠式蔬菜大楼太阳光照系统技术方案

本发明专利技术属于新型蔬菜大楼种植领域，尤其涉及一种层叠式蔬菜大楼太阳光照系统。层叠式蔬菜大楼太阳光照系统包括若干个太阳光照子系统，太阳光照子系统包括集光系统、导光系统和照明系统。本发明专利技术通过将蔬菜大口外边的太阳光经过球面聚光镜聚光至球面反射镜，然后被球面反射镜反射至导光管内传输到蔬菜大楼内，再经过分光板分光和毛面反射器散射，在蔬菜大楼内实现了均匀的太阳光辐照，为植物生长提供充足的阳光，解决了层叠式蔬菜大楼除顶层外，其余楼层无法获得太阳光照的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型蔬菜大楼种植领域，尤其涉及一种层叠式蔬菜大楼太阳光照系统。
技术介绍
目前，西方发达国家已经采用框架层叠式智能化蔬菜种植方法，这样框架层叠式蔬菜种植方法是由钢结构搭建蔬菜种植大楼，一般为5层结构，蔬菜种植大楼的长和宽一般为100m～200m不等，其中蔬菜大楼顶棚为有机玻璃，太阳辐射光能可以通过有机玻璃直接为蔬菜大楼5层种植的农作物提供光能，而对于1层～4层的农作物，则需要使用色温与太阳相近的植物生长灯作为光源，为蔬菜的光合作用提供光能。这种层叠式使用植物生长灯为植物提供光合作用的方法虽然可以在有限的占地面积上产出5倍甚至更高的农作物产量，但是植物生长灯灯的发光效率一般只有40％，而且植物生长灯所发出的光能并不是都适合于植物的光合作用，所以使用植物生长灯方案从在高耗电量的缺点，而且植物生长灯也有使用寿命，维护费用比较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种层叠式蔬菜大楼太阳光照系统，解决了层叠式蔬菜大楼除顶层外，其余楼层无法获得太阳光照的缺点。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种层叠式蔬菜大楼太阳光照系统，其特殊之处在于：所述层叠式蔬菜大楼太阳光照系统包括若干个太阳光照子系统，所述太阳光照子系统包括集光系统、导光系统和照明系统，所述若干光照子系统布置在蔬菜大楼各层的层顶下方；所述集光系统包括球面聚光镜、球面反射镜，所述球面聚光镜设置在蔬菜大楼的外侧，所述球面反射镜设置在球面聚光镜的焦点上；所述导光系统包括拐弯光导管和直线光导管，所述拐弯光导管设置在球面反射镜的斜下方用于接收球面反射镜传输来的太阳光，所述直线光导管与拐弯光导管连接；所述照明系统包括分光板和毛面散射器，所述分光板设置在直线光导管的内部，所述毛面反射器设置在分光板下方的直线光导管外部。所述分光板以45°斜下方向等间距安装在直线光导管内壁底部，直线光导管的内径高度为l，每条光导管内安装n个分光板，分光板的高度依次为所述集光系统还包括设置在拐弯光导管外端的防尘防雨罩。本专利技术的有益效果是：通过将蔬菜大口外边的太阳光经过球面聚光镜聚光至球面反射镜，然后被球面反射镜反射至导光管内传输到蔬菜大楼内，再经过分光板分光和毛面反射器散射，在蔬菜大楼内实现了均匀的太阳光辐照，为植物生长提供充足的阳光，解决了层叠式蔬菜大楼除顶层外，其余楼层无法获得太阳光照的缺点。附图说明图1是本专利技术太阳光照子系统的结构示意图；图2是本专利技术太阳光照子系统中光线的传输示意图；图3是本专利技术被辐照面辐照度和辐照度均匀性仿真效果图；图中，1-太阳光照子系统、2-球面聚光镜、3-球面反射镜、4-防尘防雨罩、5-拐弯光导管、6-直线光导管、7-分光板、8-毛面散射器、9-植物。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。提供一种层叠式蔬菜大楼太阳光照系统，所述层叠式蔬菜大楼太阳光照系统包括若干个太阳光照子系统；所述太阳光照子系统包括集光系统、导光系统和照明系统。所述集光系统包括球面聚光镜、球面反射镜、防尘防雨罩和拐弯光导管，所述球面聚光镜设置在整个蔬菜大楼的外侧，所述球面反射镜设置在球面聚光镜的焦点上，所述防尘防雨罩设置在拐弯光导管的外端；所述导光系统包括拐弯光导管和直线光导管，所述拐弯光导管设置在球面反射镜的斜下方，所述的直线光导管设置在蔬菜大楼的层顶下方；所述照明系统包括分光板和毛面散射器，所述分光板设置在直线光导管的内部，所述毛面反射器设置在分光板的下方，毛面反射器与直线导光管连接处开有通光孔。分光板7的具体分布规则为：分光板以45°斜下方向等间距安装在直线光导管内壁底部，若直线光导管的内径高度为l，每条光导管内安装n个分光板，则分光板的高度依次为分光板7的主要功能是将直线光导管6内的能量等份的反射出直线光导管6，用来为蔬菜体统太阳光照；毛面反射器8设置在分光板7的下方，与直线光导管6连接，毛面反射器8的功能是将分光板7反射出的光能散射为均匀的太阳光辐照，为蔬菜提供均匀的太阳能光照。本专利技术正是利用上述系统来为层叠式蔬菜大楼提供太阳光照的。本专利技术的工作原理如下：太阳光能辐照在地面上观察可以认为是平行光束，太阳光照能量辐射到球面聚光镜2上，经过球面聚光镜2的反射和聚焦入射到球面反射镜3上，球面聚光镜2的焦点位于球面反射镜3反光面附近，因此，球面聚光镜2收集到的大范围太阳光能可以被小口径的球面反射镜3全部反射至拐弯光导管5内，拐弯光导管5的开口朝上的另一个优点是可以直接接受太阳的光能辐照，为整个蔬菜大楼提供更多的太阳光照，收集到拐弯光导管5内的光能经过传输后入射到直线光导管6内，光能在直线光导管6内传输至蔬菜大楼内部，传输到蔬菜大楼内部的光能被直线光导光6内安装的分光板7等份的分光，被分光板7反射的光能向下传输，入射到毛面散射器8，经过毛面反射器8的散射，在蔬菜种植面上行程均匀的太阳光辐照度，为层叠式蔬菜种植大楼提供太阳光辐照。图3是本专利技术被辐照面辐照度和辐照度均匀性仿真效果图，由图3可以看出，本专利技术所提供的装置可以为室内植物提供3000lx以上的光照强度，并且在整个辐照面内，本专利技术所提供的光照系统光照均匀性优于70％，完全能够满足植物生长的需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠式蔬菜大楼太阳光照系统，其特征在于：所述层叠式蔬菜大楼太阳光照系统包括对应于每一层蔬菜大楼的若干个太阳光照子系统，每一太阳光照子系统均包括集光系统、导光系统和照明系统，所述若干光照子系统布置在蔬菜大楼各层的层顶下方；所述集光系统包括球面聚光镜、球面反射镜，所述球面聚光镜设置在蔬菜大楼的外侧，所述球面反射镜设置在球面聚光镜的焦点上；所述导光系统包括拐弯光导管和直线光导管，所述拐弯光导管设置在球面反射镜的斜下方用于接收球面反射镜传输来的太阳光，所述直线光导管位于蔬菜大楼的对应层的层顶下方，所述直线光导管与拐弯光导管连接；所述照明系统包括分光板和毛面散射器，所述分光板设置在直线光导管的内部，所述毛面反射器设置在分光板下方的直线光导管外部。

【技术特征摘要】
1.一种层叠式蔬菜大楼太阳光照系统，其特征在于：所述层叠式蔬菜大楼
太阳光照系统包括对应于每一层蔬菜大楼的若干个太阳光照子系统，每一太阳光
照子系统均包括集光系统、导光系统和照明系统，所述若干光照子系统布置在蔬
菜大楼各层的层顶下方；
所述集光系统包括球面聚光镜、球面反射镜，所述球面聚光镜设置在蔬菜大
楼的外侧，所述球面反射镜设置在球面聚光镜的焦点上；
所述导光系统包括拐弯光导管和直线光导管，所述拐弯光导管设置在球面反
射镜的斜下方用于接收球面反射镜传输来的太阳光，所述直线光导管位于蔬菜大
楼的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峰，赵建科，徐亮，郭毅，周艳，许丹，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61