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一種用于空間搭載的動物生態系統.pdf

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一種 用于 空間 搭載 動物 生態系統
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摘要
申請專利號:

CN201720239318.4

申請日:

20170313

公開號:

CN207340867U

公開日:

20180511

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01G22/00,A01G9/16,A01G7/02,A01G7/04,A01K61/10,A01K67/02 主分類號: A01G22/00,A01G9/16,A01G7/02,A01G7/04,A01K61/10,A01K67/02
申請人: 海口未來技術研究院
發明人: 不公告發明人
地址: 570100 海南省海口市南海大道藥谷一路6號海口國家高新區創業孵化中心A棟
優先權: CN201720239318U
專利代理機構: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 代理人: 章社杲;盧軍峰
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201720239318.4

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法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型提供了一種用于空間搭載的動物生態系統,包括:密封系統;熱控自動恒溫系統,固定在密封系統的內壁;以及照明系統,位于密封系統外部,并且用于為密封系統內的植物的光合作用提供光照。熱控自動恒溫系統通過溫度開關感應環境水的溫度,來控制開關的閉合和斷開,提供精確無誤的生物所需環境溫度,不需要復雜的溫度測控系統。本實用新型的裝置還可以根據不同的小型動物種類,滿足現階段空間飛行器、空間站和基地等搭載的生態系統的需要。

權利要求書

1.一種用于空間搭載的動物生態系統,其特征在于,包括:密封系統;熱控自動恒溫系統,固定在所述密封系統的內壁;以及照明系統,位于所述密封系統外部,并且用于為所述密封系統內的植物的光合作用提供光照。2.根據權利要求1所述的動物生態系統,其特征在于,所述密封系統由容器和密封組件組成,所述密封組件用于密封所述容器。3.根據權利要求2所述的動物生態系統,其特征在于,所述容器是玻璃罐。4.根據權利要求3所述的動物生態系統,其特征在于,所述密封組件密封所述容器的頂部開口。5.根據權利要求1所述的動物生態系統,其特征在于,所述熱控自動恒溫系統包括:吸盤,用于將所述熱控自動恒溫系統固定在所述密封系統的內壁;加熱片,與所述吸盤連接,通過所述吸盤固定在所述密封系統內;溫度開關,與所述加熱片連接,用于感應所述密封系統內的溫度并且控制所述加熱片是否接通電源;以及導線,連接至所述加熱片,用于給所述熱控自動恒溫系統供電。6.根據權利要求5所述的動物生態系統,其特征在于,所需要的所述加熱片的功率通過改變所述加熱片的數量或者改變單個所述加熱片的功率來實現。7.根據權利要求5所述的動物生態系統,其特征在于,所述導線從所述密封系統的密封組件穿出并且連接至電源。8.根據權利要求1所述的動物生態系統,其特征在于,所述照明系統是LED植物燈光源。9.根據權利要求8所述的動物生態系統,其特征在于,所述LED植物燈光源采用波長為640~660nm的紅光和/或430~450nm的藍光。10.根據權利要求1所述的動物生態系統,其特征在于,所述動物生態系統進一步包括設置于密封系統內的固態氧珠。

說明書

技術領域

本實用新型涉及一種生態系統,更具體地,涉及一種用于空間搭載的動物生態系統。

背景技術

天宮二號、神州十一號的成功發射,為中國建造載人空間站做了一定的準備,并且以光啟‘旅行者’號為代表的臨近空間載人飛行器研制卓有成效,載人飛行‘旅行者’號即將發射,因此,開展相應的生命保障系統研究意義重大。

目前,用于空間搭載的裝置主要針對植物、微生物等單一物種,還未進行過生態系統的搭載和研究。此外,國內研究空間搭載的生物主要是針對植物,微生物等,很少有針對動物類的。目前,國內研制空間搭載生態系統都有復雜昂貴的溫度測試、恒溫控制系統、生物的營養供給系統。因此,提供一種簡單、經濟的動物生態系統實為必要。

實用新型內容

為了解決上述問題,本實用新型提供了一種簡單、經濟的動物生態系統,通過植物的光合作用,供氧給小型動物,同時產生的二氧化碳又可以提供給植物進行光合作用,形成互補的生態循環,最終達到簡單、經濟的目的。該動物生態系統的研究為空間生命保障體系的研究提供了重要的依據,此外,本實用新型的生態系統能夠美化空間環境,為空間飛行器帶來生機和樂趣。

本實用新型提供了一種用于空間搭載的動物生態系統,其特征在于,包括:密封系統;熱控自動恒溫系統,固定在所述密封系統的內壁;以及照明系統,位于所述密封系統外部,并且用于為所述密封系統內的植物的 光合作用提供光照。

在上述動物生態系統中,其中,所述密封系統由容器和密封組件組成,所述密封組件用于密封所述容器。

在上述動物生態系統中,其中,所述容器是玻璃罐。

在上述動物生態系統中,其中,所述密封組件密封所述容器的頂部開口。

在上述動物生態系統中,其中,所述熱控自動恒溫系統包括:吸盤,用于將所述熱控自動恒溫系統固定在所述密封系統的內壁;加熱片,與所述吸盤連接,通過所述吸盤固定在所述密封系統內;溫度開關,與所述加熱片連接,用于感應所述密封系統內的溫度并且控制所述加熱片是否接通電源;以及導線,連接至所述加熱片,用于給所述熱控自動恒溫系統供電。

在上述動物生態系統中,其中,所需要的所述加熱片的功率通過改變所述加熱片的數量或者改變單個所述加熱片的功率來實現。

在上述動物生態系統中,其中,所述導線從所述密封系統的密封組件穿出并且連接至電源。

在上述動物生態系統中,其中,所述照明系統是LED植物燈光源。

在上述動物生態系統中,其中,所述LED植物燈光源采用波長為640~660nm的紅光和/或430~450nm的藍光。

在上述動物生態系統中,其中,所述動物生態系統進一步包括設置于密封系統內的固態氧珠。

本實用新型組成了簡單、經濟適用的動物生態系統。該動物生態系統可以滿足現階段空間飛行器、空間站、基地等搭載的需要,也可以探測空間站上微重力、輻射等太空環境對動物、植物生長的影響,并且可以美化空間環境,給枯燥的空間生活帶來生機和樂趣。

本實用新型中的熱控自動恒溫系統中通過溫度開關感應環境的溫度,并從而控制開關的閉合和斷開,進而提供精確無誤的生物所需環境溫度,不需要復雜的溫度測控系統。

本實用新型的照明系統中的植物燈,能發出適合植物生長的光,從而促進了植物生長,促進光合作用。本實用新型中植物光合作用產生氧氣, 可以供給動物呼吸,同時動物呼吸產生的二氧化碳,又可以供給回植物產生光合作用,從而形成生態系統的循環。這種供氧方式配合固態氧珠一起提供給動物呼吸,避免了復雜昂貴的氧氣供給系統。

附圖說明

圖1和圖2是動物生態系統的整體結構圖,其中,相似的標號表示相似的物質,1-密封系統,2-植物,3-小型動物,4-固體氧珠和食物,5-熱控自動恒溫系統,6-水,7-空氣,8-照明系統。

圖3是熱控自動恒溫系統結構圖,其中,9-吸盤,10-加熱片,11-溫度開關,12-導線。

圖4示出了生態系統的溫度數據。

具體實施方式

下面的實施例可以使本領域技術人員更全面地理解本實用新型,但不以任何方式限制本實用新型。

本實用新型的裝置考慮了壓力、環境溫度和供氧等的問題,為此、本實用新型的裝置包括密封系統、生物系統、熱控自動恒溫系統、生命營養供給系統以及照明系統。

密封系統包括透明的、可承受高空低壓的材料容器(比如玻璃罐)以及密封組件。密封組件可以由密封泥等常用的密封材料組成。密封組件對容器進行密封以維持所需要的壓力。密封系統簡單實用,不需要復雜的保壓增壓系統。

熱控自動恒溫系統是恒溫加熱片,包括:吸盤,用于將熱控自動恒溫系統固定在密封系統的容器內壁;加熱片,功率可滿足空間環境加熱量;溫度開關,用于通過開關的閉合維持生態系統的恒溫;導線,用于給自動恒溫系統供電。按照需要可以增加恒溫加熱片的個數或增加功率。

生命營養供給系統包括:固態氧珠、食物、水和空氣,固態氧珠可以提供給生物氧氣。食物應不容易壞水。

照明系統是LED植物生長燈,植物生長燈發出的光在適合植物生長的 波長范圍之類,從而促進植物的生長。

例如,參見圖1,本實用新型的裝置包括密封系統1、生物系統(2、3)、熱控自動恒溫系統(5)、生命營養供給系統(包括固態氧珠4、水6和空氣7)以及照明系統8。

密封系統1包括透明的、可承受高空低壓的材料容器(比如玻璃罐)以及密封組件。密封組件可以由密封泥等常用的密封材料組成。密封組件對容器進行密封以維持所需要的壓力。容器材料有一定厚度,可承受高空低壓,簡單適用,不需要復雜的保壓增壓系統。

結合參照圖1和圖3,熱控自動恒溫系統5是恒溫加熱片,包括:吸盤9,用于將熱控自動恒溫系統5固定在密封系統1的容器內壁;加熱片10,功率可滿足空間環境加熱量;溫度開關11,用于通過開關的閉合維持生態系統的恒溫;導線12,用于給自動恒溫系統5供電,用于加熱片10的加熱。按照需要可以增加恒溫加熱片10的個數或增加功率。熱控自動恒溫系統5很好地將水溫控制在適宜動物生存的恒定溫度。整個熱控自動恒溫系統5通過吸盤9固定在密封系統1的容器內壁,加熱片10的功率可以通過改變加熱片10的數量,或者改變單個加熱片10的功率來實現需要的功率。啟動加熱后,當水溫升到動物的適應溫度T,在水中的溫度開關11(如KSD9700)就會自動斷開;當低于生物適應溫度T后就閉合,重新啟動加熱片10的加熱,如此循環,從而能精確的有效的控制水6的溫度。導線12應該在滿足電流要求下盡量細,以獲得更好的密封系統1。

固態氧珠4在水中溶解釋放氧氣,固態氧珠便于攜帶儲存。照明系統8產生光照,植物進行光合作用產生氧氣,這兩種方式雙管齊下,提供給動物呼吸,避免了復雜昂貴的氧氣供給系統。此外,照明系統采用波長為640~660nm的紅光和430~450nm的藍光的專用產生植物生長所需波長范圍的光的植物燈,能夠進一步促進光合作用。此外,動物呼出的二氧化碳又可以供回給植物進行光合作用,從而形成生態系統的循環。

本實用新型的的生態系統裝置外可安裝攝像頭隨時監控動物、植物狀態以及記錄視頻。

因此,如上組成了簡單、經濟適用的動物生態系統。該動物生態系統 可以滿足現階段空間飛行器、空間站、基地等搭載的需要,也可以探測空間站上微重力、輻射等太空環境對動物、植物生長的影響,并且可以美化空間環境,給枯燥的空間生活帶來生機和樂趣。

下面列舉了若干實施例,在本實用新型的動物生態系統內培養幾種動物,測量系統內的溫度數據并且觀測動物的生存狀況。

實施例1

在低溫低氣壓環境中的模擬臨近空間采用烏龜生態系統試驗。整套裝置試驗6個多小時,倉內環境溫度從常溫降到-60℃左右,生態系統水溫度一直恒定在28℃~32℃(烏龜最佳生存溫度),烏龜一直活躍無異常。該生態系統的倉內環境溫度和生態系統空氣及水的溫度測試結果見圖4和表1。其中為了增加測量精確度,在兩個不同位置的水處安裝了溫度測量儀,在下表1中采用它們的平均值。

實施例2

在低溫低氣壓環境中的模擬臨近空間采用魚生態系統試驗。整套裝置試驗6個小時,倉內環境溫度從常溫降到-60℃左右,生態系統水溫度一直恒定在20℃~22℃(魚的適宜生存溫度),魚一直活躍無異常。該生態系統的倉內環境溫度和生態系統空氣及水的溫度測試結果見下表1。

實施例3

在低溫低氣壓環境中的模擬臨近空間采用倉鼠生態系統試驗。整套裝置試驗6個小時,倉內環境溫度從常溫降到-60℃左右,生態系統空氣溫度一直恒定在25℃~27℃(倉鼠的適宜生存溫度),倉鼠一直活躍無異常。該生態系統的倉內環境溫度和生態系統空氣及水的溫度測試結果見下表1。

實施例4

在低溫低氣壓環境中的模擬臨近空間采用倉鼠生態系統試驗。整套裝置試驗12個小時,倉內環境溫度從常溫降到-60℃左右,再從-60℃左右升 高到22℃左右,生態系統空氣溫度一直恒定在25℃~27℃(倉鼠的適宜生存溫度),倉鼠一直活躍無異常。該生態系統的倉內環境溫度和生態系統空氣及水的溫度測試結果見下表1。

實施例5

在低溫低氣壓環境中的模擬臨近空間采用魚生態系統試驗。整套裝置試驗12個小時,倉內環境溫度從常溫降到-60℃左右,再從-60℃左右升高到22℃左右,生態系統空氣溫度一直恒定在20℃~22℃(魚的適宜生存溫度),魚一直活躍無異常。該生態系統的倉內環境溫度和生態系統空氣及水的溫度測試結果見下表1。

實施例6

在低溫低氣壓環境中的模擬臨近空間采用白鼠生態系統試驗。整套裝置試驗12個小時,倉內環境溫度從常溫降到-60℃左右,再從-60℃左右升高到22℃左右,生態系統空氣溫度一直恒定在21℃~23℃(白鼠的適宜生存溫度),白鼠一直活躍無異常。該生態系統的倉內環境溫度和生態系統空氣及水的溫度測試結果見下表1。

上述實施例1至實施例6的生態系統的倉內環境溫度和生態系統空氣及水的溫度的測試結果如下表1所示:

表1、測試結果:

-表示未測量

從上表1可以看出,不論倉內環境怎么變化,生態系統空氣及水的溫度變化較小,表明該生態系統可以適應臨近空間的環境。

本實用新型中的熱控自動恒溫系統中通過溫度開關感應空氣的溫度,并從而控制開關的閉合和斷開,進而提供精確無誤的生物所需環境溫度,不需要復雜的溫度測控系統。

本實用新型中的固態氧珠是一種固體,便于攜帶儲存,可釋放氧氣。本實用新型的照明系統中的植物燈,能發出適合植物生長的光,從而促進了植物生長,促進光合作用。本實用新型中植物光合作用產生氧氣,可以供給動物呼吸,同時動物呼吸產生的二氧化碳,又可以供給回植物產生光合作用,從而形成生態系統的循環。這兩種供氧方式雙管齊下,提供給動物呼吸,避免了復雜昂貴的氧氣供給系統。

本領域技術人員應理解,以上實施例僅是示例性實施例,在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下,可以進行多種變化、替換以及改變。

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