适用于地外空间的生物培养的光导系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于地外空间的生物培养的光导系统，包括壳体、导光管和透光板，所述透光板以使壳体内外透光的方式固定在壳体的顶部盖板，导光管具有光导入端和光导出端，且以所述光导出端正对透光板的方式固定在壳体的顶部盖板；本发明专利技术在地外空间的复杂多变的外部环境中，能够在密闭的环境中创造出并模拟相对适应生物生长或者培育的光照环境，保证实验过程以及现实生长生存过程顺利进行；本发明专利技术的系统为初步实现人类在地球以外空间(包括星体)上生物试验提供光环境，对人类今后建立月球的其他星体基地提供研究基础和经验，具有重大理论和实践意义。

【技术实现步骤摘要】
适用于地外空间的生物培养的光导系统
本专利技术涉及一种实验设备，特别涉及一种适用于地外空间的生物培养的光导系统。
技术介绍
地球资源数量庞大，但由于社会的发展，人口绝对数量的增加，以及资源开发的进一步扩大，地球人均资源占有量则逐年下降。随着科学技术的进一步发展，人类登临其他星球的可能性也逐渐向现实演变，在地球资源由于过度的开发而逐渐匮乏的当今，研究如何利用除地球外星体培养生物(动植物)则是当今时代向科学研究提出的一个较为现实的问题。外太空中的其他星体所处环境与地球千差万别，并不适用于地球生物生长和繁殖，因此，需要研究一种环境，能够用于外太空除地球外星体上进行生物培育，以获取在除地球外星体上培养生物的数据，为利用除地球外星体上的资源提供理论依据。为了保证地外空间的生物生存生长实验的顺利进行，光是必备的环境条件，如何在地外空间能够保证光照度在设定的范围，是解决地外空间生物生存生长所亟待解决的问题。因此，需要一种适用于地外空间的生物培养的光导系统，在地外空间的复杂多变的外部环境中，能够在密闭环境中创造出并模拟相对适应生物生长或者培育的光照环境，保证实验过程以及现实生长生存过程顺利进行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种适用于地外空间的生物培养的光导系统，在地外空间的复杂多变的外部环境中，能够在密闭环境中创造出并模拟相对适应生物生长或者培育的光照环境，保证实验过程以及现实生长生存过程顺利进行。本专利技术的适用于地外空间的生物培养的光导系统，包括壳体、导光管和透光板，所述透光板以使壳体内外透光的方式固定在壳体的顶部盖板，导光管具有光导入端和光导出端，且以所述光导出端正对透光板的方式固定在壳体的顶部盖板。进一步，所述导光管为光导纤维管。进一步，所述壳体的顶部盖板上设有导光孔，透光板与导光孔相对应贴在壳体的顶部盖板内侧表面，且壳体的顶部盖板内侧一体设有用于横向约束导光板的安装槽，所述透光板通过螺纹配合于安装槽的筒形螺柱压在安装槽内形成固定和密封。进一步，所述导光管伸入导光孔并通过粘接等方式固定在导光孔上.进一步，所述导光孔周围布置隔热材料层并与壳体的顶部盖板的隔热材料层形成搭接。进一步，所述导光管和透光板均具有防尘防雾涂层。进一步，在所述壳体的顶部盖板上设有自动清洗装置，所述自动清洗装置为自动刷或自动喷水清洗装置。进一步，在所述透光板内侧设有用于清除污垢的自动刷。本专利技术的有益效果：本专利技术的适用于地外空间的生物培养的光导系统，在地外空间的复杂多变的外部环境中，能够在密闭的环境中创造出并模拟相对适应生物生长或者培育的光照环境，保证实验过程以及现实生长生存过程顺利进行；本专利技术的系统为初步实现人类在地球以外空间(包括星体)上生物试验提供光环境，对人类今后建立月球的其他星体基地提供研究基础和经验，具有重大理论和实践意义。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。图1为本专利技术应用的系统的外形结构示意图；图2为图1沿A-A的剖视图；图3为本专利技术应用的系统的立体图(去掉散热片)；图4为本专利技术应用的系统的立体图；图5为图1沿B-B的剖视图；图6为图5沿D处放大图；图7为导光管处保温布置图；图8为光导系统结构图；图9为隔热材料布置原理图；图10为生长基底结构原理图；图11为冻裂装置结构原理图；图12为水泵出口水管(管口位于生长基底)结构示意图；图13为系统的控制原理图。具体实施方式以下结合整个适用于地外空间的生物培养系统对本专利技术加以说明，如图所示：本实施例的适用于地外空间的生物培养的光导系统，包括壳体1、导光管4和透光板401，所述透光板401以使壳体1内外透光的方式固定在壳体1的顶部盖板5，导光管4具有光导入端和光导出端，且以所述光导出端正对透光板的方式固定在壳体的顶部盖板，如图所示，导光管4对不同角度的入射光进行反射、折射，本实施例示意了与壳体盖板成30°和60°的光线在壳体1内光路，光线通过折射、反射等途径到达生物生长基底上表面，形成近似于均匀的光照，使植物受到充分光照。生物培养系统包括生物舱、光管理系统(光导系统)、热管理系统、供水系统和监控系统；所述壳体1相对外界密封，本系统在离开地球去目标地外空间前，壳体1内密封与地球一致的气体环境，在此不再赘述；所述生物舱位于壳体1内，为生物的生存生长提供基础；提供基础指的是为植物、动物以及微生物提供生存生长的基础环境，比如土壤等；所述光导系统用于至少在生物舱(可以是整个壳体)形成适合于生物生存生长的光环境；光导系统提供光环境指的是通过引导外界自然光或者自身制造模拟自然光，用于使植物形成光合作用以及动物所需光照环境，针对不同的地外空间具有不同的光形成方案，比如月球，则可利用引导形成光照，而针对长久黑暗的地外空间，则需要发光拟合成近似于自然光的光环境，而拟合形成近似于自然光的光环境则属于现有技术，在此不再赘述；所述热管理系统用于至少在生物舱(一般为整个壳体)形成适合于生物生存生长的温度环境；为了保证生物舱内的生物(动植物及微生物)的正常生长和生存，需要在生物舱(或者整个壳体内)内形成适宜的温度(即近似于地球的环境温度)，在不同的地外空间则需要不同的热管理模式；比如，在月球上的月昼期间，则需要向外散热并适当制冷，保证温度相对月球温度较低，以适于生物的生存和生长，在月夜期间或者其他温度较低的星体或空间，如果需要保持温度，则需要对壳体内适当加热；当然，需要一定的保温结构设计，在此不再赘述；热管理系统可采用常规的空调结构，进行小型加工即可，也可采用加热片、致冷片结构，均能实现专利技术目的，加热片和致冷片结构由于是单纯的固体结构，方便运输以及适合于运抵地外空间的复杂过程；所述供水系统用于为生物舱的生物生存生长提供水分，供水系统的常规设计则是通过水舱以及水泵实现，并适当控制流量，保证生存生长所需水分；所述监控系统用于监测并控制调整生物生存生长所需的环境参数，比如，视频监测、传感器(温度、湿度、照度、氧等)监测，并通过一系列执行机构(热管理系统、供水系统等)执行以保证实施有效的监测和控制，达到适宜的环境；上述传感器(温度、湿度、照度、氧等)一般安装于生物舱内设定的位置，图中安装位11即可用于安装上述传感器。本实施例中，所述生物舱位于壳体1内的上部空间并相对独立且密封，设置有生物生长基底8，所述生物生长基底8包括盒体804、生长基底层803和固定层，所述生长基底层固定层包括网状覆盖固定层801和水溶性材料层802，所述水溶性材料层802和网状覆盖固定层801由下向上依次固定覆盖于生长基底层上用于将生长基底层固定于盒体804内，所述网状覆盖固定层801的网孔孔径大于生物生长所需孔径；当然，盒体804可根据壳体1的大小设定为较大的体积和底面积，在此不再赘述。如图所示，壳体1为密封结构，在地球上向设定星体发射时，壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于地外空间的生物培养的光导系统，其特征在于：包括壳体、导光管和透光板，所述透光板以使壳体内外透光的方式固定在壳体的顶部盖板，导光管具有光导入端和光导出端，且以所述光导出端正对透光板的方式固定在壳体的顶部盖板。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于地外空间的生物培养的光导系统，其特征在于：包括壳体、导光管和透光板，所述透光板以使壳体内外透光的方式固定在壳体的顶部盖板，导光管具有光导入端和光导出端，且以所述光导出端正对透光板的方式固定在壳体的顶部盖板。


2.根据权利要求1所述的适用于地外空间的生物培养的光导系统，其特征在于：所述导光管为光导纤维管。


3.根据权利要求2所述的适用于地外空间的生物培养的光导系统，其特征在于：所述壳体的顶部盖板上设有导光孔，透光板与导光孔相对应贴在壳体的顶部盖板内侧表面，且壳体的顶部盖板内侧一体设有用于横向约束导光板的安装槽，所述透光板通过螺纹配合于安装槽的筒形螺柱压在安装槽内形成固定和密封。


4.根据权利要求3所述的适用于地外空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元勋，谢更新，杨小俊，周璇，王磊，熊辉，肖龙，
申请(专利权)人：重庆大学，山东航天电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;50