劉富海+沈?yàn)]+張定俊+胡昊+黃璐瀅

摘 要：針對(duì)都市高樓中種花困難及上班族沒(méi)有太多時(shí)間打理花草這一現(xiàn)狀，基于此，特設(shè)計(jì)了一套太陽(yáng)能戶(hù)外自動(dòng)花架用于對(duì)高樓家庭用戶(hù)中花草的有效管理。本系統(tǒng)主要包括機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)兩大部分，文章主要是從機(jī)械部分對(duì)本裝置進(jìn)行詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：執(zhí)行單元；花架；剪叉式伸縮架；澆水單元

中圖分類(lèi)號(hào)：TP23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）26-0112-02

引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市土地資源的高效開(kāi)發(fā)，使得種花種草越來(lái)越難以實(shí)現(xiàn)。在陽(yáng)臺(tái)上種花，首先會(huì)占用原本就不大的陽(yáng)臺(tái)空間，顯得擁擠雜亂[1]；其次，大部分植物的生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的要求較高，不能接受高溫的暴曬和雨淋；再者，繁忙的都市生活，可能會(huì)讓主人無(wú)暇打理花草，讓其被遺忘在角落里[2]；重要的是，高層建筑中在戶(hù)外種植盆栽，會(huì)有一定的掉落可能，特別是風(fēng)雨天，往往會(huì)加劇這一風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)目前遇到的問(wèn)題，特設(shè)計(jì)一款太陽(yáng)能戶(hù)外自動(dòng)花架，意在解決現(xiàn)代都市人種花難的問(wèn)題，降低高層建筑中戶(hù)外種植的風(fēng)險(xiǎn)；增加高層戶(hù)型的空間利用率；減少在高層建筑中種植綠色植物的時(shí)間支出，增加種花的樂(lè)趣，滿(mǎn)足現(xiàn)代都市人對(duì)綠色生活的追求。

本系統(tǒng)主要有兩大部分組成，本文主要從機(jī)械方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本太陽(yáng)能戶(hù)外自動(dòng)花架系統(tǒng)由五部分組成，主要包括花架、執(zhí)行單元、澆水單元、傳感單元和控制單元。其中花架為放置花盆的機(jī)構(gòu)；執(zhí)行單元主要功能為驅(qū)動(dòng)花架進(jìn)行伸縮；澆水單元主要是對(duì)花盆進(jìn)行澆水；傳感器單元主要為檢測(cè)溫度濕度光線等外界信息；控制單元讀取傳感器采集回來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理，并做出相應(yīng)的動(dòng)作控制執(zhí)行單元。

本系統(tǒng)能根據(jù)光線檢測(cè)單元和溫度檢測(cè)單元反饋數(shù)據(jù)，控制推桿運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)花架伸展，讓植物盡可能得到更多陽(yáng)光。而檢測(cè)到室外溫度過(guò)高時(shí)，可以通過(guò)控制單元發(fā)出指令控制推桿收縮。同時(shí)還能控制遮陽(yáng)網(wǎng)打開(kāi)，減少陽(yáng)光對(duì)植物的照射。還能根據(jù)濕度檢測(cè)單元反饋的數(shù)據(jù)，對(duì)植物實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆水。

2 系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)

系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，澆水單元結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，其中1-花架，2-伸縮架，3-推桿，4-集水單元，5-遮陽(yáng)網(wǎng)，6-太陽(yáng)能電池板，7-水箱，8-水泵，9-噴頭，10-管體，11-進(jìn)水板，12-進(jìn)水孔，13-進(jìn)水槽，14-U型管，15-阻擋沿，16-排污口，17-蓋體，18-過(guò)濾網(wǎng)，19-集水室。

本太陽(yáng)能戶(hù)外自動(dòng)花架包括放置花盆的花架1，驅(qū)動(dòng)花架進(jìn)行伸縮的執(zhí)行單元（2、3）、對(duì)花盆進(jìn)行澆水的澆水單元（7、8、9）、檢測(cè)溫度濕度光線的傳感器單元（不同傳感器放置的位置不同）、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有序控制的控制單元（需要進(jìn)行防水處理）。花架為一槽體，花瓶或者花盆設(shè)置在槽體內(nèi)，在槽體的外側(cè)設(shè)置有護(hù)欄。裝置還設(shè)置有在花架上方由電機(jī)控endprint