一種太陽能戶外自動花架機械結構的設計

劉富海+沈瀅+張定俊+胡昊+黃璐瀅

摘 要：針對都市高樓中種花困難及上班族沒有太多時間打理花草這一現狀，基于此，特設計了一套太陽能戶外自動花架用于對高樓家庭用戶中花草的有效管理。本系統主要包括機械結構和控制系統兩大部分，文章主要是從機械部分對本裝置進行詳細闡述。

關鍵詞：執行單元；花架；剪叉式伸縮架；澆水單元

中圖分類號：TP23 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）26-0112-02

引言

隨著城市化進程的加快，城市土地資源的高效開發，使得種花種草越來越難以實現。在陽臺上種花，首先會占用原本就不大的陽臺空間，顯得擁擠雜亂[1]；其次，大部分植物的生長過程中對環境的要求較高，不能接受高溫的暴曬和雨淋；再者，繁忙的都市生活，可能會讓主人無暇打理花草，讓其被遺忘在角落里[2]；重要的是，高層建筑中在戶外種植盆栽，會有一定的掉落可能，特別是風雨天，往往會加劇這一風險。

針對目前遇到的問題，特設計一款太陽能戶外自動花架，意在解決現代都市人種花難的問題，降低高層建筑中戶外種植的風險；增加高層戶型的空間利用率；減少在高層建筑中種植綠色植物的時間支出，增加種花的樂趣，滿足現代都市人對綠色生活的追求。

本系統主要有兩大部分組成，本文主要從機械方面對系統進行詳細的闡述。

1 系統簡介

本太陽能戶外自動花架系統由五部分組成，主要包括花架、執行單元、澆水單元、傳感單元和控制單元。其中花架為放置花盆的機構；執行單元主要功能為驅動花架進行伸縮；澆水單元主要是對花盆進行澆水；傳感器單元主要為檢測溫度濕度光線等外界信息；控制單元讀取傳感器采集回來的數據，進行分析處理，并做出相應的動作控制執行單元。

本系統能根據光線檢測單元和溫度檢測單元反饋數據，控制推桿運動，帶動花架伸展，讓植物盡可能得到更多陽光。而檢測到室外溫度過高時，可以通過控制單元發出指令控制推桿收縮。同時還能控制遮陽網打開，減少陽光對植物的照射。還能根據濕度檢測單元反饋的數據，對植物實現自動澆水。

2 系統的機械設計

系統機械結構示意圖如圖1所示，澆水單元結構示意圖如圖2所示，其中1-花架，2-伸縮架，3-推桿，4-集水單元，5-遮陽網，6-太陽能電池板，7-水箱，8-水泵，9-噴頭，10-管體，11-進水板，12-進水孔，13-進水槽，14-U型管，15-阻擋沿，16-排污口，17-蓋體，18-過濾網，19-集水室。

本太陽能戶外自動花架包括放置花盆的花架1，驅動花架進行伸縮的執行單元（2、3）、對花盆進行澆水的澆水單元（7、8、9）、檢測溫度濕度光線的傳感器單元（不同傳感器放置的位置不同）、對整個系統進行有序控制的控制單元（需要進行防水處理）。花架為一槽體，花瓶或者花盆設置在槽體內，在槽體的外側設置有護欄。裝置還設置有在花架上方由電機控endprint