[发明专利]一种可压缩折叠式蔬菜生长箱

说明书

一种可压缩折叠式蔬菜生长箱，包括三个部分，即LED光源、生长室和栽培床。LED光源主要采用新型LED为植物生长提供光照条件并适时通过风扇散热。生长室主要为蔬菜生长提供空间，并通过立杆和伸缩罩适时调整生长空间的高度，充分利用光源，减少能耗.同时，维持一定的蔬菜培养所需的温湿度条件。栽培床主要为蔬菜在微重力环境中生长提供栽培基质、水分和养分，并测量和调节基质水分和养分含量。本发明采用模块化、可压缩和折叠式的生长箱来培养蔬菜，便于组装、运输和储存，充分利用有限空间。伸缩罩结构能有效维持蔬菜生长的适宜温度和湿度条件，降低生长箱重量。蔬菜栽培操作简单，减少了园艺操作时长。适合空间密闭微重力环境中的蔬菜培养。

技术领域

本发明涉及一种可压缩、折叠式蔬菜生长箱，主要应用于空间站等地外密闭环境。属于长期载人航天环境控制与生命保障技术研究领域。

背景技术

植物是空间受控生态生保系统(Controlled Ecological Life Support System，CELSS)系统中非常关键的功能部件，通过植物的光合作用和蒸腾作用，可以为航天员提供食物、氧气和净水，同时去除二氧化碳和一些微量有害气体，并能缓解航天员的心理压力(Hoehn et al，1998)。

因此，在空间人工设施(如飞船、空间实验室、航天飞机或空间站)中，研究空间特殊环境条件下的植物栽培技术，对于理解植物的基础生物学特性，探索CELSS系统中植物功能部件的作用和功能，保证航天员的长期驻留(Poughon et al，2009)，延长深空探测的时间和距离都具有非常积极的意义(Rajapakse et al，2009)。

本发明设计并建立了一种可压缩折叠式蔬菜生长箱，主要针对空间微重力环境条件限制和蔬菜培养需求，创造了适合多类蔬菜生长的培养箱。该培养箱为小化轻量化设施，适合空间密闭微重力环境中的蔬菜培养。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，针对空间密闭微重力环境条件的特点，发明一种可压缩、折叠式蔬菜生长箱，降低蔬菜生长箱重量、能耗和空间占用率，适合多类叶菜类蔬菜植物培养。

本发明的技术解决方案是：一种可压缩折叠式蔬菜生长箱，包括三个部分，即LED光源、生长室和栽培床。LED光源主要采用新型LED为植物生长提供光照条件并适时通过风扇散热。生长室主要为蔬菜生长提供空间，并根据蔬菜生长过程，适时调整生长空间的高度，以充分利用光源，减少能耗。同时，维持一定的蔬菜培养的温湿度条件。栽培床主要为蔬菜在微重力环境中生长提供栽培基质、水分和养分，并测量和调节基质水分和养分含量。整个蔬菜生长箱采用模块化设计，可以快速拆卸和组装，可以充分利用有限空间开展蔬菜培养。

所述的LED光源采用红色和蓝色LED单色光，按一定比例(红色∶蓝色比值范围为7∶3～9∶1)形成两种颜色LED组合光源，主要用于为不同类蔬菜培养提供光能。LED光源主要由电源，调节旋钮，微型显示器，风扇、LED灯板和气体采样口组成。调节旋钮可以调节红蓝LED比例和光强，以满足不同植物的光能需要。通过风扇(风速：0.4～1.0m/s)可以实时将LED灯散发的热量散发到周围环境中，同时实时更新生长室中大气，维持一定的温湿度条件和二氧化碳浓度(～500ppm)。LED光源上方设置气体采样测量口，通过二氧化碳测量仪器可以测量蔬菜植株的光合速率。

所述的生长室由立杆和伸缩罩组成，主要为蔬菜生长提供空间，并适时调节其生长高度。立杆由多段连接杆组成，根据蔬菜生长高度，连接不同数量的连接杆。伸缩罩为半透明柔性材料，可以根据立杆高度进行自由拉伸(拉伸范围5cm～70cm)，为蔬菜生长创造密闭生长空间(最高可达70cm)，维持其生长所需的温湿度条件。