本发明专利技术公开了一种集成化智能种植装置。种植装置包括主体结构和内部功能设施，主体结构内设有内部功能设施；所述主体结构，包括底部、墙体和顶部，底部和顶部间围设墙体；所述内部设施包括通风及空气循环过滤系统、水循环系统、太阳能发电及储能系统、巡行机器人、LED光谱补光系统和传感器网络。由多个集成种植装置组网，可形成分布式的植物工厂。本发明专利技术能自动化和智能化地实现能量自持的自主运行；作物生长全程利用光学杀虫除草，无农药、除草剂等化学污染，实现绿色种植；为封闭系统，减小环境的变化对粮食作物生长的影响。变化对粮食作物生长的影响。变化对粮食作物生长的影响。
【技术实现步骤摘要】
集成化智能种植装置
[0001]本专利技术涉及智能控制
的一个作物种植装置，是一种集成化智能种植装置。
技术介绍
[0002]作物的生长会受温度、湿度、光照、土壤条件等各种因素影响，在自然的条件下，由于气候、土壤分布不同，造成作物生长条件的不能满足，所以设想利用技术手段建立一个适合作物生长的局部环境，独立于外部环境或对外部环境变化实现缓冲，减小环境的变化对粮食作物的影响，在原来作物无法适应(不能耕种或不适合耕种)的自然空间中，构造出适合作物生长的局部环境。
技术实现思路
[0003]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术得目的在于提供一种智能种植装置，利用技术手段构造出适合作物生长的局部环境，减小环境的变化对粮食作物的影响，通过智能控制管理，调整温度、湿度、光照、养分等，为作物生长提供最佳的条件。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：
[0005]本专利技术包括墙体、保温层、隔板、种植层、防水盒体、太阳能电池、太阳能发电装置和传感器网络等；所述种植装置包括主体结构和内部功能设施，所述主体结构，包括底部、墙体和顶部，底部和顶部间围设墙体；所述内部功能设施包括通风及空气循环过滤系统、水循环系统、太阳能发电及储能系统、巡行机器人、LED光谱补光系统、传感器网络和中央处理单元。由多个集成种植装置组网，可形成分布式的植物工厂。
[0006]所述顶部设置为外层和内层的双层结构，外层设置外层玻璃，外层玻璃上安装太阳能发电装置；内层设置内层玻璃，内层玻璃的外表面为凹面结构且涂覆选择性光谱涂层，通过选择性光谱涂层进行分光，将植物生长所需光谱透过，将其他光谱反射至外层玻璃上的太阳能发电装置进行发电。所述的内层玻璃内表面布置百叶窗。
[0007]所述墙体内围成种植空间，所述墙体上具有内部设施的安装接口龙门框架导轨和外部功能机械输入接口导向导轨，外部功能机械输入接口导向导轨设置在墙体内壁，墙体外壁铺设太阳能电池。
[0008]所述底部为位于种植空间内的上下两层箱体结构，分别为结构层和种植层；结构层包含保温层和防水盒体，较底层为保温层，保温层之上为防水盒体，防水盒体上布置种植层，种植层种植植物，结构层和种植层之间设置有带有细孔的隔板。所述的防水盒体主要由碎石填埋并在碎石中铺设热力管道构成。所述的种植层铺设配方土壤。
[0009]所述通风及空气循环过滤系统包括空气滤网、紫外照明器和空气循环箱、空气缓冲室；空气循环箱的输入口设有空气滤网，空气循环箱内设置紫外照明器，空气循环箱的输出口连接到种植空间；种植空间的排气口和空气输出缓冲室连接，空气输出缓冲室内设有凝集器，空气输出缓冲室连通外界大气，同时空气输出缓冲室底部经水处理器和水循环系
统连接，空气输出缓冲室内经凝集器凝结空气中的水分经水质滤网流到水循环系统中。
[0010]所述水循环系统包含了配方容器、计量泵、混合罐、储水箱、水处理器、紫外照明器和水质滤网；配方容器出口经计量泵和混合罐连通，混合罐一端接喷灌接口，另一端接储水箱，储水箱和水处理器连通，水处理器侧方设有紫外照明器，水处理器底端为入口端，水处理器底端设有水质滤网。
[0011]所述巡行机器人又称多功能机械手，包含龙门框架导轨、机械手导轨和多功能机械手，龙门框架导轨横跨置于两侧的墙体上，机械手导轨竖直布置，机械手导轨上端固定于龙门框架导轨的滑块上，机械手导轨下端安装多功能机械手。所述巡行机器人，通过对种植空间的高密度的逐点坐标连续扫描，完成对种植空间的寻址和功能传达。
[0012]所述多功能机械手包含立体视频成像系统、同口径激光、uv头、液肥喷灌头和清扫机械手，分别进行视觉图像采集、辨识，激光除虫、除草、分蘖，作物疾病治疗，精确喷灌，清扫等操作，由立体视频成像系统寻找定位目标，由同口径激光完成杀虫、除草等工作，全程无农药、除草剂等化学污染，完成绿色种植。
[0013]所述的LED光谱补光系统包括了LED阵列，LED阵列布置在墙体内壁周围以及龙门框架导轨和百叶窗之间的顶层，LED阵列采用红蓝LED阵列。
[0014]所述太阳能电池、太阳能发电装置均经电能转换与电池堆连接到电源管理模块，太阳能电池、太阳能发电装置、电能转换与电池(储能)堆构成了太阳能发电及储能系统，通过电源管理模块实现外电输入和太阳能储能供电切换。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术每个种植单元由结构组成封闭空间，具有独立的内部环境和控制体系以及水气循环系统。由中央控制单元、通风及空气循环过滤系统、水循环系统完成内部环境的维护；由巡行机器人完成作物的日常管理；实现全程无农药、无除草剂等化学污染的绿色种植。由太阳能发电系统完成系统所需能量的收集。高度自动化和智能化，可实现(准)能量自持的自主运行。由中央控制室对各单元进行监控和整体控制。
附图说明
[0017]图1是本专利技术所述集成化智能种植装置整体布局图示意图。
[0018]图2是本专利技术分布式植物工厂整体布局图示意图。
[0019]图1中：1墙体，2箱体，3保温层，4隔板，5种植层(配方填充物)，6防水盒体(碎石填充物)，7导管，8导向导轨，9太阳能电池，10LED阵列，11龙门框架导轨，12内层玻璃，13外层玻璃，14太阳能发电装置，15机械手导轨，16多功能机械手，17空气滤网，18紫外照明器，19空气循环箱，20空气输出缓冲室，21水汽凝集器，22配方容器，23计量泵，24混合罐，25储水箱，26水处理器，27紫外照明器，28水质滤网，29中央处理单元，30电源管理模块，31电能转换与电池(储能)堆，32传感器网络。
具体实施方式
[0020]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和以一个作物生长周期种植单元系统工作过程实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0021]所述集成化智能种植装置包括主体结构和内部功能设施，主体结构包括底部、墙
体和顶部，底部和顶部间围设墙体；内部功能设施包括通风及空气循环过滤系统、水循环系统、太阳能发电及储能系统、巡行机器人、LED光谱补光系统和传感器网络32以及中央处理单元29。
[0022]各个种植装置根据环境而分散部署，联网组成集群，实现分布式的较大规模的植物工厂。由中央控制室对各种植单元进行监控和整体控制，高度自动化和智能化，可实现准能量自持的自主运行。
[0023]种植装置的主体结构为永备建筑或者是可实现运输、异地部署的集装箱结构，种植装置主体结构具有坚固、封闭、通光、绝热，具备抵御外部自然环境的灾害性变化能力，形成内部独立的空间，种植装置具有独立的空气循环、水循环系统，构造稳定的局部环境，保障植物的生长；种植装置具有能量收集和管理系统，种植单元具有独立的种植功能执行机构。
[0024]顶部为阳光通道，实现采光、隔热、发电，并对风雨温度隔绝。顶部设置为外层和内层的双层结构，外层设置外层玻璃13，外层玻璃13为三角拱形板或斜面，为提供支持、外部环境隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成化智能种植装置，其特征在于：包括主体结构和内部功能设施，所述主体结构，包括底部、墙体和顶部，底部和顶部间围设墙体；所述内部功能设施包括通风及空气循环过滤系统、水循环系统、太阳能发电及储能系统、巡行机器人、LED光谱补光系统、传感器网络(32)。2.根据权利要求1所述的一种集成化智能种植装置，其特征在于：所述顶部设置为外层和内层的双层结构，外层设置外层玻璃(13)，外层玻璃(13)内安装太阳能发电装置(14)；内层设置内层玻璃(12)，内层玻璃(12)的外表面凹面涂覆选择性光谱涂层，通过选择性光谱涂层进行分光，将植物生长所需光谱透过，将其他光谱反射至外层玻璃(13)上的太阳能发电装置(14)进行发电；所述墙体(1)内围成种植空间，所述墙体(1)上具有内部设施的安装接口和外部功能机械输入接口导向导轨(8)，外部机械功能输入接口导向导轨(8)设置在墙体(1)内壁，墙体(1)外壁铺设太阳能电池(9)；所述底部为位于种植空间内的上下两层箱体结构，分别为结构层和种植层；结构层包含保温层(3)和防水盒体(6)，结构层中的较底层为保温层(3)，保温层(3)之上为防水盒体(6)，防水盒体(6)上布置种植层(5)，种植层(5)种植植物，结构层和种植层(5)之间设置有带有细孔的隔板(4)；所述通风及空气循环过滤系统包括空气滤网(17)、紫外照明器(18)和空气循环箱(19)、空气缓冲室(20)；空气循环箱(19)的输入口设有空气滤网(17)，空气循环箱(19)内设置紫外照明器(18)，空气循环箱(19)的输出口连接到种植空间；种植空间的排气口和空气输出缓冲室(20)连接，空气输出缓冲室(20)内设有凝集器(21)，空气输出缓冲室(20)连通外界大气，同时空气输出缓冲室(20)底部经水处理器(26)和水循环系统连接，空气输出缓冲室(20)内经凝集器(21)凝结空气中的水分经水质滤网(28)流到水循环系统中；所述水循...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘承，刘晖，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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