專利名稱：空間基地蠶培養裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一個空間基地蠶培養裝置，主要用于研究空間動物蛋白的生產，為生 命保障系統內動物培養單元的設計提供一定參考。
背景技術：
生物再生式生命保障系統已被各航天大國公認為建立永久月球、火星空間基地的 根本保障技術。從宇航員生理和心理需求角度考慮，在系統內培養動物能夠為宇航員提供 高質量動物蛋白，同時是宇航員保持心理健康的的消遣方式；另外，利用系統內植物的不可 食生物量對蠶進行培養可以提高系統內物質閉合度，所以有必要在其中生產動物蛋白。考慮到空間基地內特殊的環境條件，空間候選動物必須滿足以下要求1)不干擾 宇航員正常工作生活；2)動物的飼料應由空間基地內作物不可食部分提供；3)動物代謝產 物可作為植物生長肥料等回用于系統；4)其生長周期不宜過長，蛋白質組成充分合理，具 備一些本國特點；5)培養技術應相對簡單，易于加工和儲藏。遵循以上篩選原則，經過比較 不同動物物種的特點，我們認為蠶適合作為空間動物蛋白來源，因為1)蠶的蛋白質含量 遠大于雞、魚和豬肉，蠶富含人體所需的必需氨基酸、維生素及礦物質；2)生長周期較短， 長到食用期約需要二十五天左右；3)生長所需空間小，不制造噪聲；4)不產生廢水，代謝廢 物處理較簡單；5)飼養技術簡單，容易加工儲藏；6)在系統內可以利用植物不可食生物量 對其進行培養，同時實現了物質的循環利用；7)中國人自古便有食蠶的傳統。基于以上考慮，有必要設計蠶的高效培養裝置，在能源有限的條件下實現空間基 地內宇航員所需的高質量動物蛋白的自給自足。技術內容本發明所要解決的技術問題是，提供一種空間基地蠶培養裝置，主要用于解決長 時間、遠距離深空探測過程中所建立的空間基地內動物蛋白的供給問題。本裝置具備結構 相對簡單、易于觀察控制和便于操作等優點。為實現上述研究目的，采取的技術方案是本發明裝置由上培養區(1)、下培養區 (2)、環境條件控制區(3)、紫外燈區(4)、控制面板(5)、進氣窗(6)、排氣窗(7) XO2和O2傳 感器(8)、溫濕度傳感器(9)、帶閥門(10)的加濕水箱(11)等組成。此裝置左側下部設有進氣窗(6)，在上培養區(1)和下培養區(2)生長的蠶所需的 氣體由此進入，經過環境條件控制區(3)內的紫外燈消毒通道(13)后，進入上培養區(1) 和下培養區(2)，之后沿水平方向流過上培養區(1)和下培養區(2)，最后從排氣窗(7)流 出裝置。可在控制面板(3)上對上培養區(1)和下培養區(2)所需的溫濕度、光照制度、CO2 和O2的適宜濃度范圍等進行設定。CO2和O2傳感器⑶和溫濕度傳感器(9)實時監測裝置 內的CO2和O2濃度以及溫濕度，當其超過了設定范圍，控制面板(5)上的報警器發出警報， 提示宇航員進行檢修或為加濕器加水。紫外燈區(4)用于定期對此裝置進行消毒。上培養區(1)和下培養區(2)各包括五層，每層高8cm 10cm，每層放置高6cm的蠶培養盤(14)。蠶培養盤(14)上部留高2cm 4cm的空間用于每層的通風，風水平流動，為 蠶呼吸提供新鮮空氣的同時，有效防止蠶病在不同層內的蠶之間的傳播，風速控制在0. 5m/ s l.Om/s。蠶培養盤(14)四周設擋板(15)防止風直吹蠶，對蠶生長不利。擋板(15)上 方設折板(16)內側面光潔度Ra <0.01 μ m，折板(16)與擋板(15)間呈120-150度角，防 止蠶爬出。蠶培養盤(14)內四邊為圓弧形底部(17)，便于清理，防止蠶沙等廢物的堆積。 蠶培養盤(14)下部兩側設置有滑軌(18)，蠶培養盤(14)可通過滑軌(18)抽出。本發明能夠為空間基地內宇航員連續高效的提供高質量動物蛋白，確保宇航員生 理和心理健康。本裝置結構相對簡單、易于觀察控制而且便于操作。
圖1為本發明裝置的正視圖；圖2為本發明裝置的俯視圖；圖3為本發明裝置的左視圖；圖4為本發明裝置的右視圖；圖5為本發明裝置的A-A剖面圖。圖中1是上培養區；2是下培養區；3是環境條件控制區；4是紫外燈區；5是控制 面板；6是進氣窗；7是排氣窗；8是CO2和O2傳感器；9是溫濕度傳感器；10是閥門；11是 加濕水箱；12是熒光燈區；13是紫外燈消毒通道；14是蠶培養盤；15是擋板；16是折板；17 是圓弧形底部；18是滑軌；19是上推拉門；20是下推拉門。
具體實施例方式根據每名宇航員每天的蛋白質需要量、蠶的蛋白質含量、蠶的最適培養密度等參 數，設計的生物再生式生命保障系統內動物培養裝置的尺寸為總高160cm，底部輪高5cm， 環境條件控制區高50cm，培養區高100cm，上部紫外燈區高5cm ；總寬120cm，兩側燈區分別 寬IOcm;裝置深70cm。每層有效培養區域寬100cm，深64cm，可以連續為兩名宇航員提供每 日所需動物蛋白。本發明裝置由上培養區(1)、下培養區(2)、環境條件控制區(3)、紫外燈區⑷、控 制面板(5)、進氣窗(6)、排氣窗(7)、CO2和O2傳感器(8)、溫濕度傳感器(9)、帶閥門(10) 的加濕水箱(11)等組成，用于進行蠶的高效連續培養。在控制面板(5)上設定實驗所需的 環境條件，包括適宜的CO2和O2濃度、溫濕度等。箱體內的CO2和O2傳感器(8)和溫濕度傳 感器(9)實時監測箱體內的氣體濃度和溫濕度。當監測值偏離設定的最適范圍時，控制面 板(5)上的報警器發出報警信號，提醒宇航員檢查設備是否出現了故障需要維修或者需要 給加濕水箱補水。上培養區(1)和下培養區(2)各包括五層。在上培養區(1)內的五個蠶培養盤 (14)和下培養區(10)內的五個蠶培養盤(14)中依次放置處于五個不同齡期的蠶。每四天 收獲一次上培養區(1)和下培養區(2)中最大的一批蠶，同時分別放入新一批蠶種進行孵 化。需要對上培養區(2)的蠶進行喂食、除沙和收獲等操作時，將上推拉門(19)向下拉開， 沿滑軌(18)抽出某層蠶培養盤(14)實施操作。需要對下培養區(2)內的蠶進行喂食、除 沙和收獲等操作，將下推拉門(20)向上拉開，沿滑軌(18)抽出某層蠶培養盤(14)實施操作。每日向裝置內送入桑葉和萵筍葉分別飼喂其中一至三齡蠶和四五齡大蠶。 需要對裝置內部進行消毒時，打開控制面板(5)上紫外燈區⑷內紫外燈的開關，
對箱體照射一小時左右。
權利要求
一種空間基地蠶培養裝置，其特征在于該培養裝置由上培養區(1)、下培養區(2)、環境條件控制區(3)、紫外燈區(4)、控制面板(5)、進氣窗(6)、排氣窗(7)、CO2和O2傳感器(8)、溫濕度傳感器(9)、帶閥門(10)的加濕水箱(11)等組成，可進行空間候選動物蠶的高效培養。
2.根據權利要求1所述的空間基地蠶培養裝置，其特征在于環境條件控制區(3)對 蠶培養所需的溫濕度、光照制度等環境條件進行調控，包括控制熒光燈區(12)的光照制度。
3.根據權利要求1所述的空間基地蠶培養裝置，其特征在于此裝置左側下部設有百 葉式進氣窗(6)，蠶生長所需的氣體由此進入后經過環境條件控制區(3)中的紫外燈消毒 通道(13)后，進入上培養區(1)和下培養區(2)，之后沿水平方向流過上培養區(2)和下培 養區(2)，最后從排氣窗(7)流出裝置。
4.根據權利要求1所述的空間基地蠶培養裝置，其特征在于上培養區(1)和下培養 區(2)各5層，每層高8cm 15cm，每層放置高5-lOcm的蠶培養盤(14)，培養盤(14)上部 留高2cm 4cm的空間用于每層的通風，風水平流動，為蠶呼吸提供新鮮空氣的同時，有效 防止蠶病在不同層內的蠶之間的傳播，風速控制在0. 5m/s 1. Om/s。
5.根據權利要求1所述的空間基地蠶培養裝置，其特征在于蠶培養盤(14)四周設 擋板(15)防止風直吹蠶，對蠶生長不利。擋板(15)上方設折板(16)內側面光潔度Ra < 0.01 μ m，折板(16)與擋板(15)間呈120-150度角，防止蠶爬出。蠶培養盤(14)內四邊 為圓弧形底部(17)，便于清理，防止蠶沙等廢物的堆積。蠶培養盤(14)下部兩側設置有滑 軌(18)，在需要對蠶進行飼喂、除沙和收獲等收獲時，將蠶培養盤(14)通過滑軌(18)抽出 進行操作。
全文摘要
本發明公開了一種空間基地蠶培養裝置，主要用于解決長時間、遠距離深空探測過程中所建立的空間基地內動物蛋白的供給問題。本裝置主要由上培養區、下培養區、環境條件控制區、紫外燈區、控制面板、進氣窗、出氣窗、CO2和O2傳感器、溫濕度傳感器和帶閥門的加濕水箱等組成。利用此裝置可進行空間候選動物蠶的高效培養，從而為生物再生式生命保障系統內動物培養裝置的設計提供一定的依據，本裝置還具備結構相對簡單、易于觀察控制、便于操作等優點。
文檔編號A01K67/04GK101904321SQ20101023760
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月22日 優先權日2010年7月22日
發明者佟玲, 劉紅 申請人:北京航空航天大學