农业种植垂直矩阵制造技术

本发明专利技术涉及未来农业革新的一种发展方向。农业种植垂直矩阵有着环境适应性强，特别是在极端气候地区能极大的保障农作物丰收，本发明专利技术充分利用太阳光收集设备及电子机械化设备发挥室内垂直种植的优势且同时能弥补能源消耗大的矛盾，其中能充分利用设备的散热和喷灌设施调节温度及土壤湿度，还可利用农业种植垂直矩阵内自带的电池储能在夜间或者光照不足的情况下依然能维持设备工作，本发明专利技术能做到农作物在有限的土地上成倍数的提升产量并节能、节水、节地，节省人工的特点。节省人工的特点。节省人工的特点。

【技术实现步骤摘要】
农业种植垂直矩阵


[0001]本专利技术涉及未来农业革新的一种发展思路及方向。农业种植垂直矩阵(图一)是用来室内农业垂直种植的承载体，它包括光导系统、电路管线集成系统、水利管线设施控制系统、中控设备等。

技术介绍

[0002]农业种植垂直矩阵的目的是为了面对即将到来的粮食危机，人地矛盾，疫情传播后面临的劳动力短缺问题，和极端自然条件设计的一条农业革新道路，传统的农业在生产中面临的多为亩产低受到外界影响因素多遇到极端气候还会导致减产，在不适宜种植的区域例如沙漠，荒漠，受污染土地，盐碱地等都只能选择性的种植农作物且产量不高。
[0003]传统的垂直农业虽受外界因素影响较小，但生产后期用电成本高，维护成本高，很多只能生产快速生长蔬菜类产品，且对日照要求低的农作物。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本设计专利技术提供了一种新的种植方式，该方式有利于在城市及农村开展规模化种植，且受到外部气候条件影响较小，比较传统的垂直农业优点有不消耗额外能源，设备维护简单，建造成本低。在大城市外沿建设矩阵生产蔬菜粮食有利于解决城市蔬菜和部分粮食供应问题，同时减少二氧化碳排放量；在农村建设可实现矩阵规模化，且可实现一季稻在温度调节下，部分地区可产二季稻以上，再累以四层以上矩阵可实现一亩占地产量达万斤以上，蔬菜亦可以完成几何倍数的产量。在恶劣环境下例如荒漠沙地或污染土地上农业种植垂直矩阵也可发挥作用，将极大的拓展农业种植范围。
[0005]1、本专利技术的目的是这样实现的：它包括光导系统、电路管线集成系统、水利管线设施控制系统、温度控制系统、中控设备等，(1)利用光导设备对太阳光进行集中(2)用分光设备进行逐层分光(3)分光设备在电机带动下可以多角度的改变照射角度并垂直上下移动(4)利用太阳能板收集电能供给电路管线集成系统并存储多余电能(5)利用光敏电阻连接远程控制继电器工作补充光照。(6)利用各种水利管线配合电机设备和温湿感应继电器工作实现自动化喷灌(7)利用各类换气及冷却及保温系统实现矩阵内温度冬暖夏凉。(8)利用土壤排水排气孔及顶部冷凝水收集管收集后净化后再次存储使用(9)利用中控设备及语音控制器编程带动继电器工作实现人机交互功能。
[0006]2、农业种植垂直矩阵的建造方式，包括以下步骤：
[0007]a、在已有地面上进行勘探测量，根据已有地形地势建设矩阵的主体结构，并在楼层中间预留光导孔。
[0008]b、在已建成的主体结构上建设围护墙体和保温防水层并做好门窗及通风口的预留。
[0009]c、在矩阵内及上下布设管线及水塔和水池。
[0010]d、安装中控台，安装各类电动阀门及电机，连接电力管线。完成控制台控制器编
程，连接控制线路，安装调试完成后试启动。
[0011]e、从楼层中间预留光导孔依次吊装导光通道、分光设备，在连接水平及竖直电机，最后在矩阵顶部建设聚光阵列并装入调试好的追光反射仪器。
[0012]f、设置底部排水排气管道，顶部冷凝水收集管道，顶部雨水收集管道。
[0013]g、在已预留的门窗及通风口安装预制构件，并连接电机。
[0014]h、在完成以上步骤后填入种植用土或在内设置无土栽培框架。
附图说明
[0015]图1是支撑围护系统内种植示意图
[0016]图2是光导系统示意图(伞状聚光)
[0017]图3是光导系统示意图(棱形聚光)
[0018]图4是水利管线设施控制系统示意图
[0019]图5是电路管线集成系统示意图
[0020]图6是作业入口开启示意图
[0021]图7是温度控制系统中排气口示意图
[0022]图8是光导系统分光镜片装配构件示意图
[0023]图9是光导系统分光镜片透光反光比例示意图
[0024]图10是光导系统分光镜片左侧截面分光导光示意图
[0025]图11是光导系统分光镜片右侧截面分光导光示意图
[0026]图12是支撑围护系统顶部结构和顶部蒸发液体冷却收集管及底部种植方格布设示意图
具体实施方式
[0027]1、分光仪阵列制作方法：先按照矩阵比例制作构件，分光仪镜片比矩阵平面面积不低于600m2：1m2，例如矩阵100平方需要0.1666m2的镜片，其分光比例按每层植物需要的光照进行镜片透反比分配。(例如透9反1，透8反1)，分配好镜片后再制作固定外壳，外壳内部镀一层高反光材料(例如电镀、镀膜、银镜反应等)，外壳分底部和顶部及四个支撑构成。分光阵列上部方向为由上至下并传导左右，下部由上至下并传导前后，能实现每层矩阵平面内四个方向的光源传导。(图8、9、10、11)
[0028]2、聚光阵列制作方法：按照矩阵顶部面积比聚光阵列投影面积按1:1.1的比例搭建，根据各地太阳纬度和北回归线确定阵列角度，阵列分为两类，圆顶矩阵和锥形矩阵；圆顶矩阵制作方式首先将菲涅尔透镜以正六边型以上正多边形的形状进行加工然后制作圆形顶盖骨架，制作好骨架后依次安装菲涅尔透镜，最后对多余的空隙填入加工好的pvc板，最后检查打胶。锥形矩阵制作方式，首先在地面预制四面框架，然后依次安装四边形菲涅尔透镜，然后在空隙处填入加工好的pvc板，检查构件并完成打胶，在胶干固定后开始用吊车吊装至顶部安装。在制作好圆顶矩阵或锥形矩阵后在其内部加装追光反射系统，使其能更加集中的反射太阳光至分光阵列光源收集器中。(图2、3)
[0029]3、水利管线设施控制系统制作方法如，利用中控远程继电器控制电机和感应器并配合电动阀门工作，要点在于对温度感应器的调试，不同农作物对温度及湿度的要求不同，
循环水根据要求不同在不同季节不同时间段，进行供水和热力的循环，当感应器感知外部温度低时将受热后的塔部水按矩阵内部散热循环至底部水池，感应器感知外部温度高时将受热后的塔部水按矩阵外部散热循环至底部水池。矩阵内部灌溉都采用全自动化喷灌，利用湿度感应器带动继电器工作并带动电机，每个矩阵都有单独的灌溉管道。若矩阵面积大管道布设成本高可采用单管供水，每层分管设置电动闸阀。
[0030]在种植层底部布设通气通水管道及收集口，可以防止植物烂根及其他疾病，收集渗水将通过底部管道排至外部净化器中可以二次利用，矩阵顶部蒸腾水在金属冷却管冷凝后进行二次收集至外部管道。外部净化器外部采取模块化制作内部采用河沙石子海绵和活性炭构成，具有快速更换的功能。(图4、5)
[0031]4、温度控制系统制作方法，每层矩阵内利用温度感应器带动直流风扇进行散热，再配合顶部蒸发室在温度过高时，电动阀门打开后排水散热风扇按温度高低依次打开，遇到极度高温时部分百叶窗在将依次打开散热，顶部的水塔也将隔离部分热量和吸收部分热量，底部水池同时也具有存水和吸收热量的功能。使得矩阵能在一定空间内取得相对稳定的温度，使得作物更好的生长。(图5、6、7)
[0032]5、电路管线集成系统配套制作方法，先配置控制器电源，再连接继电器并串联已完成编程语音控制器，再连接各个感应接头接通继本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.农业种植垂直矩阵，它包括光导系统、电路管线集成系统、水利管线设施控制系统、温度控制系统、中控设备等，(1)其特征在于利用光导设备对太阳光进行集中，(2)用分光设备进行逐层分光，(3)分光设备在电机带动下可以多角度的改变照射角度并垂直上下移动，(4)利用太阳能板收集电能供给电路管线集成系统并存储多余电能，(5)利用光敏电阻连接远程控制继电器工作补充光照，(6)利用各种水利管线配合电机设备和温湿感应继电器工作实现自动化喷灌，(7)利用各类换气及冷却及保温系统实现矩阵内温度冬暖夏凉，(8)利用土壤排水排气孔及顶部冷凝水收集管收集后净化后再次存储使用，(9)利用中控设备及语音控制器编程带动继电器工作实现人机交互功能。2.根据权利要求1所述的农业种植垂直矩阵，其特征在于建造方式包括以下步骤：a、在已有地面上进行勘探测量，根据已有地形地势建设矩阵的主体结构，并在楼层中间预留光导孔，b、在已建成的主体结构上建设围护墙体和保温防水层并做好门窗及通风口的预留，c、在矩阵内及上下布设管线及水塔和水池，d、安装中控台，安装各类电动阀门及电机，连接电力管线。完成控制台控制器编程，连接控制线路，安装调试完成后试启动，e、从楼层中间预留光导孔依次吊装导光通道、分光设备，在连接水平及竖直电机，最后在矩阵顶部建设聚光阵列并装入调试好的追光反射仪器，f、设置底部排水排气管道，顶部冷凝水收集管道，顶部雨水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铱，
申请(专利权)人：李铱，
类型：发明
国别省市：