绿色植的物仿生学.ppt

向日葵向日原理及仿生学应用 所有绿色植物都有向光性(向日性) 原因: 利用更多的太阳光进行光合作用 其中,向日葵的向光性最强,最明显 一、向日葵向日现象 1、从发芽到花盘盛开之前,的确是向 日,其叶子和花盘在白天追随太阳 从东转上再向西。晚上,向日葵的 花盘又慢慢回复 2、花盘一日盛开后,逐渐形成子房 乃至瓜子,花盘较重,下垂比较厉 害,就不再向日转动,而是固定朝 向东南方。 向日葵向日原理 1、由花盘下面的茎部生长素决定 这种生长素有两个特点: 1)刺激细胞快速分裂、繁殖,促进向日葵的生长发育; 2)这类生长素的作用会受到光的抑制 所以向日葵背光的一面长得比向光的一面快,茎便 托着向日葵的花盘,朝太阳的方向弯曲,随着太阳 的空中的移动,感觉向日葵的花就好像老跟着太阳 转似的。 在太阳落山后,生长素重新分布,又使向日葵 慢慢地转回起始位置,也就是东方 但是此中生长素的成分至今未研究明白 2、由花盘下面的茎部生长素决定 1)向日葵的茎杄内部结构疏松,像塑料泡沬,充满水分。 茎秆下面部分粗壮,表皮厚实坚硬 上面部靠近顶端部分比较细小,表皮薄而细嫩。 向日葵向光面正对太阳,温度高,茎杆水分蒸发较快, 发生萎缩,向日葵则向太阳倾斜。太阳方位改变,向日葵 向光面随之改变,茎杆的萎缩面也跟着改变,向日葵的朝 向自然也就改变了。 2)花盘长大变重后,水分蒸发造成茎的萎缩 产生的力量不足以将花盘带动时,花盘就只能 朝一个方向了。 3)同时,东方(东南方)日照时间比西方长, 温度较高,向日葵茎杆上部向东一面水分蒸发 较多,萎缩程度较高,易于向东方弯曲,太阳 从东边出来时,花盘朝东边下垂,就只能始终 固定在一个方向了。 仿生应用 1、仿生向日葵-光太阳能发电 麻省理工学院研究人员发现,重 新排列太阳能发电的镜子或定日 镜,排列成类似螺旋形模式,就 像向日葵表面,他们可以使这种 模式的“阴影”减少20%,同时 提高潜在的发电量。这种向日葵 启发的模式,可以实现更紧凑的 布局,最大限度地减少定日镜相 邻镜面的遮光和挡光。 该论文发表于《太阳能》( Solar Energy)杂 志上,最近已经申请了专利 、仿生应用 2、一种基于向日葵向阳原理的仿生日光跟踪系统 本课题在现有跟踪技术的基础上,提出了 种新的跟踪思想——一向日葵式仿生太阳能跟 踪,即仿照向日葵的向阳原理,设计了一种 多平行轴的跟踪结构实现太阳能的跟踪。 3、仿生向日葵机器人 由四个光敏电阻、两个伺服马达和一个RCU为主要 部件组成。光敏电阻用来获取周围的光值,然后依靠 线路传输给RCU并进行控制判断。完成判断后,利 用充电电池提供动能,伺服马达提供动力,以马达的 转动带动花杆。 向日葵别名太阳花,因花序随太阳转的过程中,由于我们不了解光敏电阻的原规定的60度,转动6度之后又返回到原来 动而得名由于受到向日葵向光性的启发,理图,导致光敏电阻与RCU控制器连接顺的起始位置,然后把其他各个方向按上述 我们研究发明了仿生向日葵机器人我们设序错误,造成瞬间电流过大,烧坏光敏电的方法完成 想,如果能让向日葵在室内也能发生向光阻。经过反复试验,我们发现应该将RCU 仿生向日葵机器人的科学性:;1,驱动 性弯由现象,使其随着光线的强弱而发生的G端接口和光敏电阻的AO端口连接,这装置。我们使用的马达为可I80庋转动的 偏转,这会让室内多一道美景;如果太阳能样就可以正常使用了 侗服马达,可以接收由控制系统发出的电 热水器能随着太阳光的强弱而转动,吸收编程过程中,我们首先编写一个程序信号,从面使其在0-80度之间自由转动。 的太阳能将会给人们提供更多的能源 (用大焰传惑器来檢测光敏电阻返国的2.控制系统,我们使用的控制系统为集中 此仿生向日葵机器人是由四个光敏电模拟数据),发现在没有光照射时光敏电式RCU中央控削系统,这个系统的好处在 阻,两个何眼马达和个CU为主要部件阻返国的模拟倍号为70在右,当有光+3X大,可灵活运用,自由口连 组成。光敏电阻用来获取闢围的光值,然射时,返回的模拟信号数据在70左右。总接,可以同时接多达24个设备:备有8个 依靠线路传输绐RCU并进行控针判断。结得出光值越强,火焰传感器返回的模拟模拟读数端口,能更加细致地采集各种信 完成判断后,利用充电电池提供动能,伺信号数据小,并且大多信号小于100于息;马达端口无限压供电,满足不同使用 服马达提供动力以马达的转动带动花杆是,我们在主程序中,通过一个大的外循需求。3.光锻传感器与环境光检测所组成 和花朵转动,将RCU从光敏电阻所读取的环来循环检测四个光敏电阻感光情况,当的检测装置。可以将光敏传感器所收集并 最大值作为主方向,朝这个方向转动,便可东面有强光照射时,东面的光敏电阻返回转化成的电信号,与所处环境的光值进行 模拟向