一種植物生長燈具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種植物生長燈具，包括：燈具本體，其設(shè)置在植物的上方，為植物供給燈光照射，供植物生長；以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其與所述燈具本體連接，調(diào)節(jié)所述燈具本體上下移動，以調(diào)節(jié)燈具本體發(fā)出的燈光到被照射植物之間的距離。本實(shí)用新型的燈具能夠根據(jù)植物的高矮和不同生長周期調(diào)劑燈光高度，以此變化植物在不同階段接受到的光量，促進(jìn)植物的生長。
【專利說明】一種植物生長燈具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燈光刺激植物生長技術(shù)，尤其涉及一種在利用燈光全部或部分取代太陽光實(shí)現(xiàn)植物增長的條件下的植物生長燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]為使植物生長，綠色植物利用葉綠素等光合色素和某些細(xì)菌(如帶紫膜的嗜鹽古菌)利用其細(xì)胞本身，葉綠體在可見光的照射下，將二氧化碳和水(細(xì)菌為硫化氫和水)轉(zhuǎn)化為儲存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣(細(xì)菌釋放氫氣)的生化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者，是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^光合作用利用無機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量。通過食用，食物鏈的消費(fèi)者可以吸收到植物及細(xì)菌所貯存的能量，效率為10%?20%左右。對于生物界的幾乎所有生物來說，這個過程是它們賴以生存的關(guān)鍵。而地球上的碳氧循環(huán)，光合作用是必不可少的。
[0003]在促成葉綠素形成的太陽光中，在可視光線中，中心波長450nm附近的青色光與660nm附近的赤色光最為需要。
[0004]利用燈光促進(jìn)植物生長，是無土栽培中使用的重要技術(shù)。既可以作為太陽光的有益補(bǔ)充，也可以取代太陽光，而純利用燈光使植物生長。即便是有土栽培，也可以使用燈光。
[0005]由于利用燈光會耗費(fèi)能源，增加成本。如何有效地利用燈光，使得浪費(fèi)更少，植物生長更快，成為擺在每個相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員面前的課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種更加有效的植物生長燈具，在節(jié)約能源的同時，使得植物生長更快。
[0007]本發(fā)明的又一目的在于提供一種能夠隨著植物的生長周期不同，而自行調(diào)節(jié)的受光量的植物生長燈具。
[0008]為此，本發(fā)明提供了一種植物生長燈具，包括:
[0009]燈具本體，其設(shè)置在植物的上方，為植物供給燈光照射，供植物生長；以及
[0010]調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其與所述燈具本體連接，調(diào)節(jié)所述燈具本體上下移動，以調(diào)節(jié)燈具本體發(fā)出的燈光到被照射植物頂尖之間的距離。
[0011]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具還包括:探測裝置，其探測所述燈具本體與植物頂尖之間的距離。
[0012]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括:
[0013]鋼絲線，其一端連接至所述燈具本體；
[0014]卷輪，所述鋼絲線的另一端連接至所述卷輪，且鋼絲纏繞在卷輪上；以及
[0015]轉(zhuǎn)柄，其與卷輪連接，通過旋轉(zhuǎn)帶動卷輪轉(zhuǎn)動，以卷繞或釋放鋼絲繩。
[0016]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述轉(zhuǎn)柄為手動手柄。
[0017]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述轉(zhuǎn)柄與電機(jī)輸出軸連接，在電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)。
[0018]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述燈具本體包括多個平行排列的條狀結(jié)構(gòu)，每個條狀結(jié)構(gòu)上設(shè)置有多個均勻排列的LED燈泡。
[0019]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述LED燈泡包括兩種波長的燈泡，一種是發(fā)出波長在445nm?455nm范圍內(nèi)的青光的青色燈泡，另一種是發(fā)出波長在655nm?665nm范圍內(nèi)的紅光的紅色燈泡，且所述紅光燈泡和所述青光燈泡彼此間隔地設(shè)置。
[0020]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述青光燈泡發(fā)出的光線的波長為450nm，所述紅光燈泡發(fā)出的光線的波長為660nm。
[0021]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述LED燈泡還包括綠光燈泡，其發(fā)出波長在475?485nm范圍內(nèi)的綠光，且所述綠光燈泡、紅光燈泡和青光燈泡彼此間隔地設(shè)置。
[0022]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，還包括:時間控制器，其與所述燈具本體連接，用于控制燈具上燈泡的點(diǎn)亮?xí)r間。
[0023]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述青光燈泡與紅光燈泡的數(shù)量相同，且每個條狀結(jié)構(gòu)上的青光燈泡和紅光燈泡均各自分成多組獨(dú)立控制，以通過開啟/關(guān)閉部分青光燈泡或紅光燈泡，實(shí)現(xiàn)紅光量和青光量的所需配比。
[0024]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，燈具本體上設(shè)置有LED燈燈泡，所述燈泡發(fā)出脈沖式閃爍光進(jìn)行植物照射。
[0025]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述條狀結(jié)構(gòu)的與燈泡置放側(cè)相對的一側(cè)設(shè)置有散熱裝置，其為柵格狀的金屬材料。
[0026]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)燈具處于植物頂尖上方5?15cm處。
[0027]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與點(diǎn)亮燈泡的控制需滿足使得被照射植物接受到的光量不小于80 μ mole/m2/s0
[0028]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述獨(dú)立控制控制為青光量與紅光量的比值為 3:7。
[0029]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述探測裝置為觸碰棒，其從所述燈具本體向下方延伸，通過設(shè)置觸碰棒的長度，決定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)距離。
[0030]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，還包括:
[0031]控制器；
[0032]所述電機(jī)為伺服電機(jī)，受到所述控制器的控制；
[0033]其中，所述探測裝置為觸碰棒，其從所述燈具本體向下方延伸，觸碰棒的端部設(shè)置有與控制器通訊連接的觸碰傳感器，當(dāng)觸碰傳感器觸碰到植物頂尖時，發(fā)送觸碰信號給控制器，控制器根據(jù)該觸碰信號控制伺服電機(jī)的運(yùn)動。
[0034]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，還包括:
[0035]控制器；
[0036]所述電機(jī)為伺服電機(jī)，受到所述控制器的控制；
[0037]其中，所述探測裝置為激光測距儀，控制器根據(jù)激光測距儀測到的距離控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0038]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述LED燈泡的非發(fā)光面一側(cè)的條狀結(jié)構(gòu)上對應(yīng)有凹陷部，以利于散熱。
[0039]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，光合作用中葉綠素對于青色波長(青紫色435?450nm:葉綠素b)的吸收最快，并且對于植物(主要是葉子)的健康影響很大，而赤色波長(650?680nm:葉綠素a)對于植物的花、籽、果實(shí)的健康影響很大。并且根據(jù)植物種類的不太，青色光與赤色光的比率也不盡相同。
[0040]因此，LED植物燈系統(tǒng)，青色與赤色的比率為青色X赤色(1-x)設(shè)置。此時純青色的情況下X = I，純赤色的情況下X = 0.本發(fā)明目前設(shè)定X = 0.3.[0041]另外，植物的光合作用不僅取決于光的波長，也與光亮度有著非常重要的關(guān)聯(lián)。光的亮度(LUX)，單位時間內(nèi)光子(光粒子)數(shù)也是非常重要的。光亮的單位為PPDF，每株作物在系統(tǒng)中均以150皿1的高度約150 μ m0le/m2S的頻率進(jìn)行普照。
[0042]為使本LED植物燈的光均勻以及易于散熱，本發(fā)明采用0.2w的青色與赤色的LED燈泡。并且可以采用方形的LED燈泡。每個燈泡的功率只有0.2w，極大地降低了功耗。
[0043]并且，為了便于植物燈散熱，散熱板44 (包括散熱槽)的材料可以采用鋁制，散熱板44上還設(shè)置了多個條形槽。每個LED植物燈可以由6個LED條狀結(jié)構(gòu)33所組成，如果每個條狀結(jié)構(gòu)33上設(shè)置100個LED燈泡12或22，則可以采用工作電壓為DC24伏，這時消耗的電量為120瓦特。
[0044]為使LED植物燈能夠正常工作，可以將直流變壓器(SMPS)的輸入設(shè)定為ACllO?220伏，輸出為DC24伏，功率為150w。
[0045]同時，為了方便設(shè)定LED植物燈的開閉，還設(shè)置了一時間控制器，這個時間控制器可以控制LED植物燈的開啟時間，或其中部分LED植物燈的開啟時間。
[0046]另外，為使光源穩(wěn)定，本發(fā)明采用直流電流。并且可以采用光源脈沖波，就是閃爍型控制的LED植物燈。由于二極管燈泡具有頻繁開關(guān)不易損壞的特性，而本發(fā)明人通過研究又發(fā)現(xiàn)，閃爍的LED植物燈不但能夠節(jié)能，減輕LED植物燈的散熱壓力，而且還能夠更好地促進(jìn)植物的生長。
[0047]并且，根據(jù)植物的種類不同，光照量也不同，為了調(diào)節(jié)光照量，設(shè)置了光亮調(diào)節(jié)電路，設(shè)置了能夠調(diào)節(jié)青色，赤色，綠色LED燈中各種顏色燈的亮燈數(shù)量與波長比率的調(diào)節(jié)裝置。同時，在指定栽培對象的情況下，波長與光比率也可以是固定的。
[0048]并且，為了適應(yīng)適應(yīng)空間的大小，以及植物的種植規(guī)模，設(shè)置了 LED單元組，可根據(jù)需要自主增加數(shù)量。
[0049]采用本發(fā)明的技術(shù)不但節(jié)約了能源，而且極大地促進(jìn)了植物的生長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]圖1為本發(fā)明的植物生長燈具在植物生長盒中的設(shè)置示意圖，其中采用手動機(jī)構(gòu)調(diào)整燈具本體的上下運(yùn)動；
[0051]圖2為本發(fā)明的植物生長燈具在植物生長盒中的設(shè)置示意圖，其中采用電動機(jī)構(gòu)調(diào)整燈具本體的上下運(yùn)動；
[0052]圖3為本發(fā)明的植物生長燈具的條狀結(jié)構(gòu)與LED燈泡的排布示意圖；
[0053]圖4為本發(fā)明的條狀結(jié)構(gòu)中LED燈泡與散熱器之間的設(shè)置示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0054]以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0055]請參考圖1，本發(fā)明提供了一種植物生長燈具，包括:
[0056]燈具本體，其設(shè)置在植物15的上方，為植物供給燈光照射，供植物生長；以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1，其與所述燈具本體連接，調(diào)節(jié)所述燈具本體上下移動，以調(diào)節(jié)燈具本體發(fā)出的燈光到被照射植物頂尖之間的距離。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)I為手動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過搖動手柄，使得鋼絲帶動燈具本體上下移動。當(dāng)植物15剛開始生長的時候，位置較低，需要燈具本體向下運(yùn)動。而隨著植物的增高，向上調(diào)節(jié)燈具本體。
[0057]所述的植物生長燈具還包括:探測裝置24，其探測所述燈具本體與植物頂尖之間的距離。
[0058]優(yōu)選的是，所述的植物生長燈具中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括:
[0059]鋼絲線，其一端連接至所述燈具本體23 ；
[0060]卷輪21，所述鋼絲線的另一端連接至所述卷輪，且鋼絲纏繞在卷輪上；以及
[0061]轉(zhuǎn)柄，其與卷輪連接，通過旋轉(zhuǎn)帶動卷輪轉(zhuǎn)動，以卷繞或釋放鋼絲繩。
[0062]所述的植物生長燈具中，所述轉(zhuǎn)柄I為手動手柄。
[0063]所述的植物生長燈具中，所述轉(zhuǎn)柄2與電機(jī)輸出軸連接，在電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)。
[0064]所述的植物生長燈具中，所述燈具本體包括多個平行排列的條狀結(jié)構(gòu)，如圖3所示，每個條狀結(jié)構(gòu)上設(shè)置有多個均勻排列的LED燈泡12(22)。
[0065]所述的植物生長燈具中，所述LED燈泡包括兩種波長的燈泡，一種是發(fā)出波長在445nm?455nm范圍內(nèi)的青光的青色燈泡，另一種是發(fā)出波長在655nm?665nm范圍內(nèi)的紅光的紅色燈泡，且所述紅光燈泡和所述青光燈泡彼此間隔地設(shè)置。
[0066]所述的植物生長燈具中，所述青光燈泡發(fā)出的光線的波長為450nm，所述紅光燈泡發(fā)出的光線的波長為660nm。
[0067]所述的植物生長燈具中，所述LED燈泡還包括綠光燈泡，其發(fā)出波長在475?485nm范圍內(nèi)的綠光，且所述綠光燈泡、紅光燈泡和青光燈泡彼此間隔地設(shè)置。
[0068]所述的植物生長燈具中，還包括:時間控制器，其與所述燈具本體連接，用于控制燈具上燈泡的點(diǎn)亮?xí)r間。由于一些植物在生長過程中需要睡眠，而一些植物不需要。因此可以自動控制燈泡的點(diǎn)亮?xí)r間，以讓需要睡眠的植物得到休息。
[0069]所述的植物生長燈具中，所述青光燈泡與紅光燈泡的數(shù)量相同，且每個條狀結(jié)構(gòu)上的青光燈泡和紅光燈泡均各自分成多組獨(dú)立控制，以通過開啟/關(guān)閉部分青光燈泡或紅光燈泡，實(shí)現(xiàn)紅光量和青光量的所需配比。
[0070]所述的植物生長燈具中，燈具本體上設(shè)置有LED燈燈泡，所述燈泡發(fā)出脈沖式閃爍光進(jìn)行植物照射。
[0071]所述的植物生長燈具中，所述條狀結(jié)構(gòu)的與燈泡置放側(cè)相對的一側(cè)設(shè)置有散熱裝置，其為柵格狀的金屬材料。例如為鋁制材料，其散熱性能好。
[0072]所述的植物生長燈具中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)燈具處于植物頂尖上方5?15cm處。
[0073]所述的植物生長燈具中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與點(diǎn)亮燈泡的控制需滿足使得被照射植物接受到的光量不小于80 μ mole/m2/s。
[0074]所述的植物生長燈具中，所述獨(dú)立控制控制為青光量與紅光量的比值為3:7。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這種比值的情況下，植物生長迅速。
[0075]所述的植物生長燈具中，所述探測裝置為觸碰棒，其從所述燈具本體向下方延伸，通過設(shè)置觸碰棒的長度，決定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)距離。這是一種人工的方式，可以通過人眼觀
察來決定調(diào)整距離。
[0076]所述的植物生長燈具中，還包括:
[0077]控制器；
[0078]所述電機(jī)為伺服電機(jī)，受到所述控制器的控制；
[0079]其中，所述探測裝置為觸碰棒，其從所述燈具本體向下方延伸，觸碰棒的端部設(shè)置有與控制器通訊連接的觸碰傳感器，當(dāng)觸碰傳感器觸碰到植物頂尖時，發(fā)送觸碰信號給控制器，控制器根據(jù)該觸碰信號控制伺服電機(jī)的運(yùn)動。這是一種電動自動的方式。
[0080]所述的植物生長燈具中，還包括:
[0081]控制器；
[0082]所述電機(jī)為伺服電機(jī)，受到所述控制器的控制；
[0083]其中，所述探測裝置為激光測距儀，控制器根據(jù)激光測距儀測到的距離控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。激光測距儀可以探測LED燈泡14到植物頂尖的距離。
[0084]如圖4所示，所述的植物生長燈具中，所述LED燈泡14的非發(fā)光面一側(cè)的條狀結(jié)構(gòu)33上對應(yīng)有凹陷部46，以利于散熱。其中散熱片44用于及時散出LED燈泡14發(fā)光產(chǎn)生的熱量。
[0085]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種植物生長燈具，其特征在于，包括: 燈具本體，其設(shè)置在植物的上方，為植物供給燈光照射，供植物生長；以及 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其與所述燈具本體連接，調(diào)節(jié)所述燈具本體上下移動，以調(diào)節(jié)燈具本體發(fā)出的燈光到被照射植物頂尖之間的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的植物生長燈具，其特征在于，還包括: 探測裝置，其探測所述燈具本體與植物頂尖之間的距離。
3.如權(quán)利要求1或2所述的植物生長燈具，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括: 鋼絲線，其一端連接至所述燈具本體； 卷輪，所述鋼絲線的另一端連接至所述卷輪，且鋼絲纏繞在卷輪上；以及 轉(zhuǎn)柄，其與卷輪連接，通過旋轉(zhuǎn)帶動卷輪轉(zhuǎn)動，以卷繞或釋放鋼絲繩。
4.如權(quán)利要求3所述的植物生長燈具，其特征在于，所述轉(zhuǎn)柄為手動手柄。
5.如權(quán)利要求3所述的植物生長燈具，其特征在于，所述轉(zhuǎn)柄與電機(jī)輸出軸連接，在電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的植物生長燈具，其特征在于，所述燈具本體包括多個平行排列的條狀結(jié)構(gòu)，每個條狀結(jié)構(gòu)上設(shè)置有多個均勻排列的LED燈泡。
7.如權(quán)利要求6所述的植物生長燈具，其特征在于，所述LED燈泡包括兩種波長的燈泡，一種是發(fā)出波長在445nm~455nm范圍內(nèi)的青光的青色燈泡，另一種是發(fā)出波長在655nm~665nm范圍內(nèi)的紅光的紅色燈泡，且所述紅光燈泡和所述青光燈泡彼此間隔地設(shè)置。
8.如權(quán)利要求7所述的植物生長燈具，其特征在于，所述青光燈泡發(fā)出的光線的波長為450nm，所述紅光燈泡發(fā)出的光線的波長為660nm。
9.如權(quán)利要求7所述的植物生長燈具，其特征在于，所述LED燈泡還包括綠光燈泡，其發(fā)出波長在475~485nm范圍內(nèi)的綠光，且所述綠光燈泡、紅光燈泡和青光燈泡彼此間隔地設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1或7所述的植物生長燈具，其特征在于，還包括:時間控制器，其與所述燈具本體連接，用于控制燈具上燈泡的點(diǎn)亮?xí)r間。
11.如權(quán)利要求7所述的植物生長燈具，其特征在于，所述青光燈泡與紅光燈泡的數(shù)量相同，且每個條狀結(jié)構(gòu)上的青光燈泡和紅光燈泡均各自分成多組獨(dú)立控制，以通過開啟/關(guān)閉部分青光燈泡或紅光燈泡，實(shí)現(xiàn)紅光量和青光量的所需配比。
12.如權(quán)利要求1所述的植物生長燈具，其特征在于，燈具本體上設(shè)置有LED燈燈泡，所述燈泡發(fā)出脈沖式閃爍光進(jìn)行植物照射。
13.如權(quán)利要求6所述的植物生長燈具，其特征在于，所述條狀結(jié)構(gòu)的與燈泡置放側(cè)相對的一側(cè)設(shè)置有散熱裝置，其為柵格狀的金屬材料。
14.如權(quán)利要求1所述的植物生長燈具，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)燈具處于植物頂尖上方5~15cm處。
15.如權(quán)利要求11所述的植物生長燈具，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與點(diǎn)亮燈泡的控制需滿足使得被照射植物接受到的光量不小于80 μ mole/m2/S。
16.如權(quán)利要求11所述的植物生長燈具，其特征在于，所述獨(dú)立控制控制為青光量與紅光量的比值為3:7。
17.如權(quán)利要求4所述的植物生長燈具，其特征在于，所述探測裝置為觸碰棒，其從所述燈具本體向下方延伸，通過設(shè)置觸碰棒的長度，決定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)距離。
18.如權(quán)利要求5所述的植物生長燈具，其特征在于，還包括: 控制器； 所述電機(jī)為伺服電機(jī)，受到所述控制器的控制； 其中，所述探測裝置為觸碰棒，其從所述燈具本體向下方延伸，觸碰棒的端部設(shè)置有與控制器通訊連接的觸碰傳感器，當(dāng)觸碰傳感器觸碰到植物頂尖時，發(fā)送觸碰信號給控制器，控制器根據(jù)該觸碰信號控制伺服電機(jī)的運(yùn)動。
19.如權(quán)利要求5所述的植物生長燈具，其特征在于，還包括: 控制器； 所述電機(jī)為伺服電機(jī)，受到所述控制器的控制； 其中，所述探測裝置為激光測距儀，控制器根據(jù)激光測距儀測到的距離控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
20.如權(quán)利要求6所述的植物生長燈具，其特征在于，所述LED燈泡的非發(fā)光面一側(cè)的條狀結(jié)構(gòu)上對應(yīng)有凹陷 部，以利于散熱。
【文檔編號】F21Y101/02GK203605085SQ201320704776
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】金英鎬, 金相模 申請人:北京希睿思科技有限公司