一种太阳能户外自动花架机械结构的设计

刘富海+沈滢+张定俊+胡昊+黄璐滢

摘 要：针对都市高楼中种花困难及上班族没有太多时间打理花草这一现状，基于此，特设计了一套太阳能户外自动花架用于对高楼家庭用户中花草的有效管理。本系统主要包括机械结构和控制系统两大部分，文章主要是从机械部分对本装置进行详细阐述。

關键词：执行单元；花架；剪叉式伸缩架；浇水单元

中图分类号：TP23 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）26-0112-02

引言

随着城市化进程的加快，城市土地资源的高效开发，使得种花种草越来越难以实现。在阳台上种花，首先会占用原本就不大的阳台空间，显得拥挤杂乱[1]；其次，大部分植物的生长过程中对环境的要求较高，不能接受高温的暴晒和雨淋；再者，繁忙的都市生活，可能会让主人无暇打理花草，让其被遗忘在角落里[2]；重要的是，高层建筑中在户外种植盆栽，会有一定的掉落可能，特别是风雨天，往往会加剧这一风险。

针对目前遇到的问题，特设计一款太阳能户外自动花架，意在解决现代都市人种花难的问题，降低高层建筑中户外种植的风险；增加高层户型的空间利用率；减少在高层建筑中种植绿色植物的时间支出，增加种花的乐趣，满足现代都市人对绿色生活的追求。

本系统主要有两大部分组成，本文主要从机械方面对系统进行详细的阐述。

1 系统简介

本太阳能户外自动花架系统由五部分组成，主要包括花架、执行单元、浇水单元、传感单元和控制单元。其中花架为放置花盆的机构；执行单元主要功能为驱动花架进行伸缩；浇水单元主要是对花盆进行浇水；传感器单元主要为检测温度湿度光线等外界信息；控制单元读取传感器采集回来的数据，进行分析处理，并做出相应的动作控制执行单元。

本系统能根据光线检测单元和温度检测单元反馈数据，控制推杆运动，带动花架伸展，让植物尽可能得到更多阳光。而检测到室外温度过高时，可以通过控制单元发出指令控制推杆收缩。同时还能控制遮阳网打开，减少阳光对植物的照射。还能根据湿度检测单元反馈的数据，对植物实现自动浇水。

2 系统的机械设计

系统机械结构示意图如图1所示，浇水单元结构示意图如图2所示，其中1-花架，2-伸缩架，3-推杆，4-集水单元，5-遮阳网，6-太阳能电池板，7-水箱，8-水泵，9-喷头，10-管体，11-进水板，12-进水孔，13-进水槽，14-U型管，15-阻挡沿，16-排污口，17-盖体，18-过滤网，19-集水室。

本太阳能户外自动花架包括放置花盆的花架1，驱动花架进行伸缩的执行单元（2、3）、对花盆进行浇水的浇水单元（7、8、9）、检测温度湿度光线的传感器单元（不同传感器放置的位置不同）、对整个系统进行有序控制的控制单元（需要进行防水处理）。花架为一槽体，花瓶或者花盆设置在槽体内，在槽体的外侧设置有护栏。装置还设置有在花架上方由电机控endprint