用于载人空间站中的球根类植物水培装置的制作方法

1.本实用新型涉及航天植物栽培技术领域，尤其涉及一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置。


背景技术：

2.随着航天事业的快速发展，空间站将成为中国空间科学和空间技术研究实验的重要基地，一般空间站在轨运营10年以上，宇航员在空间驻留时间长，对航天人员的身心健康存在负面影响。
3.球根类植物(例如中国水仙、郁金香等)的根茎特别肥大，可以储存养分供发叶、生长与开花，因此球根类植物只需提供充足的水分即可实现叶片生长和开花。球根类植物这一特性可满足载人空间站对植物生长环境洁净度高标准要求。以上球根类植物学特性表明，在载人空间站中球根类植物开花成为可能。
4.并且，微重力空间站环境对球根类植物的叶和花发育的影响，在球根类植物的生长发育中缺乏研究。
5.综上，为了探究微重力空间站环境对中国水仙叶和花发育的影响，同时为改善航天员在轨生活环境，因此本实用新型提出一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，用以解决目前宇航员在空间驻留时间长，对航天人员的身心健康存在负面影响；微重力空间站环境对球根类植物的叶和花发育的影响缺乏研究的问题。
7.本实用新型提供一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，包括：栽培箱、保持部件及注液装置；栽培箱设置有固定部件，所述固定部件适于与载人空间站的仓壁固定连接；保持部件设置于所述栽培箱，保持部件设置有栽培槽，所述栽培槽的底部填装栽培基质；注液装置与所述栽培槽连通，注液装置适于为所述栽培基质注液。
8.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述栽培箱外表面的边和角均为圆角。
9.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述栽培箱为透明箱体。
10.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述保持部件为树脂保持架。
11.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述固定部件为扣带。
12.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述栽培槽设置有多个，多个所述栽培槽沿所述保持部件的延伸方向均布。
13.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述注液
装置还包括注液管路；所述注液管路的一端伸入所述栽培槽，且位于所述栽培基质内，所述注液管路的另一端与所述注液装置连接。
14.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述注液管路的另一端设置有快接接口，所述快接接口适于与所述注液装置快接。
15.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述栽培箱包括盖体与箱体；所述盖体能够相对于所述箱体打开或闭合，所述保持部件设置于所述箱体。
16.根据本实用新型提供的一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述盖体设有工具仓，所述工具仓用于放置工具；和/或，所述盖体设置有光照模块，所述光照模块用于为栽培的植物提供补充光照。
17.本实用新型提供的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，通过设置具有固定部件的栽培箱，能够将水培装置固定于载人空间站的某一位置，通过设置保持部件与栽培基质，并将注液装置与栽培槽连通，能够保证植物的基本生长环境，从而实现球根类植物在载人空间站中的正常生长发育，一方面为探究微重力空间站环境对球根类植物的生长发育作出一定贡献；另一方面，球根类植物在载人空间站发叶、开花也可以改善航天员的在轨生活环境，一定程度上解决航天员的心理健康问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型一些实施例提供的用于载人空间站中的球根类植物水培装置的结构示意图之一；
20.图2是本实用新型一些实施例提供的用于载人空间站中的球根类植物水培装置的结构示意图之二。
21.附图标记：
22.110：栽培箱；111：盖体；112：箱体；120：保持部件；121：栽培槽；130：栽培基质；140：注液装置；141：注液管路；150：固定部件；160：种球。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化
描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
26.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
28.植物生长具有向地性和向光性，而植物的形态建成由自身遗传因子和环境因子共同决定，其中遗传物质(dna、rna)占主导作用，环境因子通过对遗传物质的表达调控来改变植物的发育进程。
29.球根类植物(例如中国水仙、郁金香等)的根茎特别肥大，可以储存养分供发叶、生长与开花，因此球根类植物只需提供充足的水分即可实现叶片生长和开花。球根类植物这一特性可满足载人空间站对植物生长环境洁净度高标准要求。以上球根类植物学特性表明，在载人空间站中球根类植物正常生长、开花成为可能。
30.为了探究微重力空间站环境对中国水仙叶和花发育的影响，同时为改善航天员在轨生活环境，因此本实用新型提出一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置。
31.下面结合图1和图2描述本实用新型的用于载人空间站中的球根类植物水培装置。
32.如图1所示，本实用新型的用于载人空间站中的球根类植物水培装置(以下简称：水培装置)，包括：栽培箱110、保持部件120及注液装置140；栽培箱110设置有固定部件150，固定部件150适于与载人空间站的仓壁连接；保持部件120设置于栽培箱110，保持部件120设置有栽培槽121，栽培槽121的底部填装栽培基质130；注液装置140与栽培槽121连通，注液装置140适于为栽培基质130注液。
33.其中，栽培箱110用于承载保持部件120、栽培植物等物质，并起到隔绝水分的作用。
34.其中，固定部件150可以为扣带、卡扣等装置，适于栽培箱110与载人空间站的仓壁
可拆卸连接，防止栽培箱110抖动影响栽培植物的生产，避免栽培箱110在失重环境下在载人空间站中移动。
35.其中，栽培基质130为根系生长介质，栽培的植物位于栽培槽121内，植物的根系与栽培基质130接触，保持部件120用来保持种球160的位置状态。
36.注液装置140内盛放水、营养液等植物生长需要的物质，注液装置140可以将水、营养液等注入栽培基质130内。
37.可以理解的是，由于外太空等微重力的情况下，无法保证水、营养液等液体的分布位置，设置与植物根系接触的栽培基质130，能够保证微重力下水分的传导，促进植物对周围物质的吸收。
38.本实用新型提供的水培装置，通过设置具有固定部件150的栽培箱110，能够将水培装置固定于载人空间站的某一位置，通过设置保持部件120与栽培基质130，并将注液装置140与栽培槽121连通，能够保证植物的基本生长环境，从而实现球根类植物在载人空间站中的正常生长发育，一方面为探究微重力空间站环境对球根类植物的生长发育作出一定贡献；另一方面，球根类植物在载人空间站发叶、开花也可以改善航天员的在轨生活环境，一定程度上解决航天员的心理健康问题。
39.进一步的，栽培箱110外表面的边和角均为圆角，防止栽培箱110与太空仓内其他物品或者航天员碰撞造成损伤。
40.进一步的，栽培箱110为透明箱体112，可以方便宇航员观赏水仙、郁金香等球根类植物的生根、发叶、开花，同时便于观察植物的生长过程，为为探究微重力空间站环境对球根类植物的生长发育留下数据基础。
41.其中，栽培箱110可以为透明亚克力板、玻璃等透明箱体112。
42.进一步的，栽培箱110包括盖体111与箱体112；盖体111能够相对于箱体112打开或闭合，保持部件120设置于箱体112。
43.在栽培箱110的运输过程中，盖体111相对于箱体112闭合，可以固定箱体112内的保持部件120、栽培基质130、栽培的植物等。
44.由于植物发叶、开花会造成植物的高度变化，在培养箱到达载人空间站中，固定部件150与载人空间站的仓壁连接后，盖体111相对于箱体112打开，避免影响植物生长发育。
45.其中，盖体111的一端与箱体112可以通过扣带、合页、卡扣等固定装置连接，盖体111相对于箱体112打开时，盖体111的一端与箱体112连接；或者，盖体111与箱体112可以插拔连接、旋扣连接，盖体111相对于箱体112打开时，盖体111的一端与箱体112分离。
46.在一些实施例中，盖体111设有工具仓，工具仓用于放置工具；和/或，盖体111设置有光照模块，光照模块用于为栽培的植物提供补充光照。
47.在本实施例中，若载人空间站生活环境的光照无法满足植物的正常生长，光照模块能够为植物提供生长所必须的补充光照，保证植物的健康生长。
48.进一步的，保持部件120为树脂保持架。
49.其中，保持部件120可以采用高吸水性和高导水性的树脂材料制作，树脂材料，能够储存足够的水分。
50.树脂材料具有干燥时为刚性，吸水后为柔性的特性，能够保证植物的种球160在飞行器输送时的固定，吸水后变柔性，有利于植物的生长。而且质轻，减少整个装置的重量。保
持材料可以根据不同种子做成不同尺寸形状，具有兼容性。
51.进一步的，栽培槽121设置有多个，多个栽培槽121沿保持部件120的延伸方向均布，以实现多个植物的种球160或多种植物的种球160的生长。
52.进一步的，注液装置140还包括注液管路141；注液管路141的一端伸入栽培槽121，且位于栽培基质130内，注液管路141的另一端与注液装置140连接。
53.在一些实施例中，注液管路141位于栽培箱110底部，注液管路141的出水端位于每个植物的种球160下面的栽培基质130内，另一端延伸至箱体112外侧。液体的传导路径为，注液装置140
→
注液管路141
→
栽培基质130
→
保持部件120
→
植物种球160。
54.其中，注液管路141可以为本领域所公知的软管，以灵活改变注液管路141的放置位置。
55.其中，注液管路141可以为软管加硬管的组合，以根据放置位置选择合适的管道种类。
56.进一步的，注液管路141的另一端设置有快接接口，快接接口适于与注液装置140快接，方便水的注入。
57.其中，快接接口可以为本领域所公知的快速接头，例如空气用快速接头、冷却水温油用快速接头、半导体快速接头等。
58.在具体种植中，可以将中国水仙栽培于用于本实用新型提供的水培装置。
59.中国水仙(narcissus tazetta l.var.chinensis roem.)为石蒜科水仙属多年生草本花卉，鳞茎卵圆形，乳白色肉质须根系，叶片扁平带状，1个主鳞茎2-4个花葶，每个花葶3-7朵黄白相间小花。作为中国传统十大名花之一，中国水仙是重要的年宵花卉，以其浓郁独特的花香而深受海内外花卉爱好者青睐。中国水仙商品品种有两种，单瓣的
‘
金盏银台’和重瓣的
‘
玉玲珑’。
60.中国水仙具有独特的香气，研究表明香气可能源于花托管上的蜜腺。由于中国水仙具有膨大的鳞茎，储存了大量的营养物质，因此中国水仙只需提供充足的水分即可实现叶片生长和开花。中国水仙这一特性可满足载人空间站对植物生长环境洁净度高标准要求。
61.以上所述的中国水仙生物学特性表明，在载人空间站中实现水仙开花成为可能。
62.中国水仙花芽于7月完成花芽分化，8月-9月完成各轮花器官的分化和初期发育，10月份之后温湿度和光照条件适宜情况下将鳞茎球浸入水中即可实现开花。区别于大多数洋水仙，中国水仙花期在中国的农历新年前后，中国水仙永远不会缺席每年的春节联欢晚会现场，为中国春节增添了喜庆的氛围。
63.因此，若将中国水仙成功种植于载人空间站，在新年来临前后可为载人空间站增加喜庆的氛围，更能人性化的起到慰藉航天员作用。
64.需要说明的是，本实用新型提供的水培装置，可以应用于载人空间站等微重力环境，定期为栽培的植物进行养分补充；也可以应用于地面植物栽培，实现无土栽培。
65.本实用新型提供的水培装置，通过设置具有固定部件150的栽培箱110，能够将水培装置固定于载人空间站的某一位置，通过设置保持部件120与栽培基质130，并将注液装置140与栽培槽121连通，能够保证植物的基本生长环境，从而实现球根类植物在载人空间站中的正常生长发育，一方面为探究微重力空间站环境对球根类植物的生长发育作出一定
贡献；另一方面，球根类植物在载人空间站生根、发叶、开花也可以改善航天员的在轨生活环境，一定程度上解决航天员的心理健康问题。
66.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，包括：栽培箱，设置有固定部件，所述固定部件适于与载人空间站的仓壁连接；保持部件，设置于所述栽培箱，设置有栽培槽，所述栽培槽的底部填装栽培基质；注液装置，与所述栽培槽连通，适于为所述栽培基质注液。2.根据权利要求1所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述栽培箱外表面的边和角均为圆角。3.根据权利要求1所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述栽培箱为透明箱体。4.根据权利要求1所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述保持部件为树脂保持架。5.根据权利要求1所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述固定部件为扣带。6.根据权利要求1所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述栽培槽设置有多个，多个所述栽培槽沿所述保持部件的延伸方向均布。7.根据权利要求1至6任一项所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述注液装置还包括注液管路；所述注液管路的一端伸入所述栽培槽，且位于所述栽培基质内，所述注液管路的另一端与所述注液装置连接。8.根据权利要求7所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述注液管路的另一端设置有快接接口，所述快接接口适于与所述注液装置快接。9.根据权利要求1至6任一项所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述栽培箱包括盖体与箱体；所述盖体能够相对于所述箱体打开或闭合，所述保持部件设置于所述箱体。10.根据权利要求9所述的用于载人空间站中的球根类植物水培装置，其特征在于，所述盖体设有工具仓，所述工具仓用于放置工具；和/或，所述盖体设置有光照模块，所述光照模块用于为栽培的植物提供补充光照。

技术总结
本实用新型涉及航天植物栽培技术领域，提供一种用于载人空间站中的球根类植物水培装置，所述用于载人空间站中的球根类植物水培装置包括：栽培箱、保持部件及注液装置；栽培箱设置有固定部件，所述固定部件适于与载人空间站的仓壁固定连接；保持部件设置于所述栽培箱，保持部件设置有栽培槽，所述栽培槽的底部填装栽培基质；注液装置与所述栽培槽连通，注液装置适于为所述栽培基质注液。本实用新型可以实现球根类植物在载人空间站中的正常生长发育，一方面为探究微重力空间站环境对球根类植物的生长发育作出一定贡献；另一方面，可以改善航天员的在轨生活环境，一定程度上解决航天员的心理健康问题。的心理健康问题。的心理健康问题。


技术研发人员：邓雅云 马艳军 胡陶 江泽慧 张娜
受保护的技术使用者：国际竹藤中心
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/9/1