CN101688340B - 与织物结构关联的照明机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及与织物结构关联的照明机构，包括与机器制造的织物结构(1)接合的电线系统(2)。电线系统包括：与电线系统电联接并且至少提供照明功能的电部件例如LED等，位于织物结构的纵向方向(s)和/或横向方向(p)，且彼此间隔一定距离，用于形成基本上网状的照明效果；及控制器和电源系统，用于操作电部件。在潮湿条件下特别有用的例如用于种植植物的照明机构的电线系统首先由基本上平的且基于所谓电路板技术的金属线元件(2a)组成，金属线元件例如为带子、线绳或电线等，在制造过程中已经向其提供电部件(2b)并且已经提供全面保护的包装元件(2c)。另外，金属线元件使用机器编织通过镶嵌技术一体形成在编织织物结构(1、1’)中。

Description

与织物结构关联的照明机构
技术领域
本发明涉及一种照明机构，所述照明机构包括设置成与机器制造的织物结构接合的电线系统，所述电线系统包括：与电线系统电联接并且至少提供照明功能的电部件，例如LED等，这些电部件位于织物结构的纵向方向和/或横向方向，彼此间隔一定距离，用于形成基本上为网状的照明效果；以及控制器和电源系统，该控制器和电源系统用于操作电部件。
背景技术
在上文提及的领域中，已知使用了例如公开于德国申请公开文献DE 102004050838A1中的类型的照明系统，其中纺织物结构设有导电纬纱或经纱，具有与纺织物结构联接的LED，用于借助于设置成与织物结构接合的电源系统来启动LED。这种照明织物结构的应用例如包括：衣服、家具、内部装饰以及广告业。照明系统中的LED能够预先连接到导电纬纱或经纱上，或能够在之后设置在完成的织物结构中。
与上文引用的方案的实施和预期应用类型一致，这种方案在以消除特别是由于湿气导致电流泄漏从而导致故障的出现的方式实施其中的电联接方面高度不便。因此，讨论的方案只适合于室内用于干燥条件下。
另一方面，芬兰专利No.108106公开了一种用于制造金属线元件的方法以及至少包括导电细长金属线构件的金属线元件，在金属线构件中插入多个纵向连续的电部件，这些电部件能够提供例如与金属线元件预期想要的应用一致的引导功能。另外，这里示出的包括金属线构件和部件的组件覆盖有保护性包装元件。金属线元件由基本上平的金属线构件例如带子、线绳等制造，在金属线元件中包括有导电层，导电层由所谓的电路板技术制造，导电层装配有电部件，例如传感器、LED、电阻和/或类似的电部件，通过使用连续制造过程例如挤压等而应用该导电层，以提供最优选的如在横截面看到的完整的组件，具有构成包装材料构件的包装材料。
上文描述的方案已经能够实现高度集成的、多功能的并且功能可靠的金属线元件，同样，该金属线元件能够用于潮湿的条件下。但是，这种类型的金属线元件同样不能使其应用于纺织。因为从纺织的角度看，金属线元件的结构刚度太大。
发明内容
根据本发明的照明机构能够用于与织物结构连接，具有对上述讨论的问题提供决定性改进的目的，并且从而极大增强本领域的现状特别是能够用于在潮湿条件下实施。为了实现此目的，根据本发明的照明机构主要特征在于：在例如用于种植植物的潮湿条件下特别有用的照明机构具有电线系统，该电线系统首先由基本上平的且基于所谓的电路板技术的金属线元件组成，在金属线元件的制造过程中已经向金属线元件提供所述电部件和包装元件，包装元件用于金属线元件的全面保护。另一方面，所述金属线元件使用机器编织借助于镶嵌技术与编织织物结构形成一体。
由根据本发明的在潮湿条件下有用的照明机构获得的最重要的益处至少包括：照明机构的结构、以及结构导致的操作和组装简单和操作可靠，在潮湿条件下尤为如此，这主要是借助于基于所谓的电路板技术的防潮金属线元件实现。另一方面，与照明机构一起使用的编织织物允许在编织织物中使用上文描述类型的本身刚性相当大的金属线元件作为镶嵌元件。此外，在本发明的照明机构中的金属线系统允许例如光、光调节、照明调节元件、湿度和温度检测和控制传感器以及生长监测传感器的使用容易，在植物生长应用中尤为如此，这是由于讨论的部件能够以完全防潮的方式与金属线元件在其制造过程中尽可能早联接。因此，根据本发明的照明机构能够用于例如生长的植物的人工照明、用于植物的自然光的调节、用于涉及生长条件和植物的生长的信息的收集、以及用于生长条件的控制。另一方面，本发明还能够应用于在大部分各种不同的其他相似的场所中的条件的照明和调节。本发明还能够通过使用对具体应用非常合适的编织织物而允许大部分各种的柔性特性的组件的实施。
用于能够与织物结构关联使用的本发明的照明机构的其他优选的实施方式在从属权利要求中示出。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中：
图1a和1b以横截面视图示出了与本发明的照明装置相容的一种优选的金属线元件，并以俯视图示出了金属线元件的内部构造，
图2示出了在标准的经编织物中的本发明的优选的照明机构，其中镶嵌金属线元件设置成纬镶嵌元件的形式，
图3示出了另一个替代实施例，其中镶嵌金属线元件在经编网状织物结构中呈现为经镶嵌部件，
图4示出了另一个优选的替代实施例，其中镶嵌金属线元件在与示于图3的经编网状织物结构不同的经编网状织物结构中呈现为经镶嵌部件，
图5示出了又一优选的替代实施例，其中镶嵌金属线元件在用两组针编织的经编织物结构中呈现为经镶嵌部件，
图6示出了一个优选的替代实施例，其中镶嵌金属线元件在双反面组织的纬编织物中呈现为经镶嵌部件，
图7示出了另一个优选的替代实施例，其中镶嵌金属线元件在1×1罗纹编织(纬编织物)中呈现为纬镶嵌部件，
图8示出了一个优选的替代实施例，其中镶嵌金属线元件在隔膜网格经编织物中呈现为经镶嵌部件，
图9示出了另一个优选的替代实施例，其中镶嵌金属线元件在多轴的经编织物中呈现为纬镶嵌部件和经镶嵌部件并且呈现为交叉镶嵌部件，以及
图10示出了用于本发明的照明机构的示例性控制器和/或电源系统的示例性视图。
具体实施方式
本发明涉及一种与织物结构关联的照明机构，所述照明机构包括设置成与机器制造的织物结构1接合的电线系统2。所述电线系统包括：与电线系统电联接并且至少提供照明功能的电部件，例如LED等，这些电部件位于织物结构的纵向方向s和/或横向方向p，彼此间隔一定距离，用于形成基本上为网状的照明效果；以及控制器和电源系统，该控制器和电源系统用于操作电部件。该照明机构在例如用于植物生长的潮湿条件下特别有用，该照明机构的电线系统首先由基本上平的且基于所谓的电路板技术的金属线元件2a例如带子、线绳或电线类似物组成，在金属线元件的制造过程中已经向金属线元件提供所述的电部件2b和包装元件2c，包装元件用于金属线元件的全面保护。另一方面，所述金属线元件使用机器编织借助于镶嵌技术一体形成在编织织物结构1、1’中。
具体参照图1a和图1b所示的优选实施例，所述电部件2b优选地通过表面安装技术安装在导电层2a2上，导电层2a2衬有塑料基的例如聚酰胺-、聚酯-等制造的金属线元件2a的基础材料2a1，其至少允许镶嵌操作，并且以连续的方式基本上在导电层2a2的长度上延伸，该组件完全由塑料的，例如聚氯乙烯-、基于烯烃的和/或类似物的包装材料2c通过使用连续制造工艺例如挤压等覆盖。另外，示于图1a和图1b所示的实施例设有覆盖金属线元件2a的上表面的表层2d。作为这里的优选的实施例，金属线元件2a与控制器和电源系统3例如一条或多条电导线3a和/或3b联接，并且借助于湿气保护卡口接头与编织织物结构1、1’接合，如图10所示。这能够确保在潮湿条件下照明机构的最佳操作，由此例如对单个金属线元件的更换的工序简单，例如，一旦待更换的金属线元件已经首先从控制器和供电线路中释放出来了，则通过将新的金属线元件插入待更换的金属线元件的后端，随后借助于待更换的金属线元件将新的金属线元件推入编织织物结构。在可能的故障的情况下，由于卡口接头，电导线可容易更换。
在本发明的一个优选实施例中，与照明机构关联的编织织物结构1、1’包括纬镶嵌织物1’a。一些这种织物以实例的方式示于图2和图7。在本发明的另一优选实施例中，与照明机构关联的编织织物结构1、1’包括经镶嵌织物1’b，其中的一些以例举的方式依次示于图3-6和图8中。
在本发明的又一优选实施例中，具体参照图9，与照明机构关联的编织织物结构1、1’包括多轴经编镶嵌织物1’b，由此在以举例的方式示于图9中的构造中，附图标记a’表示标准的经编织，附图标记2a、2a’表示可选地包括在编织织物结构中的用于传输光和/或信息的纬镶嵌部件和/或经镶嵌部件，此外，附图标记2a、2a”表示包括于在编织织物结构中的用于传输光和/或信息的对角线或交叉镶嵌部件。
在本发明的另一优选实施例中，特别是考虑到在光下种植植物和将植物暴露于光下时，金属线元件2a的电部件2b包括用于监测至少温度、湿度、颜色和/或光的测量传感器。
因此，参照附图，与照明机构关联的编织织物结构1、1’可以包括标准的交联结构、网状结构、和/或多层结构例如隔膜织物或网格，其在图8中具体描绘。在图8中，附图标记a表示用前床针组编织的标准的经织物，b表示用后床针组编织的标准的经织物，c表示出现在前床针组和后床针组之间的隔膜纱。
在本发明的又一优选实施例中，与照明机构关联的编织织物结构1、1’包括：基于聚合物的织物网，织物网与照明机构相关联地例如以一体地方式与一个或多个外边缘、控制器和/或电源系统3接合，例如在图10示出，由此编织织物包括用于经部件和/或纬部件的电导线3a和/或3b。在该图中，附图标记a’表示标准的经编织。
在本发明的另一优选实施例中，与照明机构关联的编织织物结构1、1’的材料包括由人造短纤维或长丝纤维通过纺织生产出的纱和/或由薄片或薄膜通过裁剪生产出的带子。
在本发明的又一优选实施例中，通过将至少一些电线系统的重合的镶嵌金属线元件2a布置成背对背关系，将至少一些电线系统的横向或纵向偏移的镶嵌金属线元件2a布置成沿相反方向提供照明和/或以类似的方式，由此照明机构适于在编织织物结构1、1’的两侧都提供照明。
上文描述的方案是为了具体用于种植植物，由此与连续延伸的金属线元件接合的必要数量的照明元件例如LED通过完整地机器操作的制造技术一体地结合在网状织物结构中，以提供相对于网状织物结构的两侧的照明。根据在上文指出的，也能够将照明所需要的电源和控制器一体地与网状结构接合。根据本发明实施的所谓的光幕可以通过例如将光幕挂在植物列之间的顶蓬上来安装，用于照明和通过所谓的相互暴露从横向方向将植物暴露于光下。如有必要，如所描述的实施的光幕的高度例如仅为大约1米，由此光幕总是只照明对于植物最优的区域。如有必有，可以为光幕提供辅助设备，以例如允许以例如马达驱动的方式将光幕抬起或卷起，这允许照管人员对植物执行其他工序。
一般而言，关于上文描述的应用，根据本发明实现的光幕在涉及光幕的最优选的质量和形式时可以是：
-防潮性和耐压防水性
-耐腐蚀性
-透光性，光幕不能遮挡植物
-耐热性，光幕本身也不能提供太多热量
-能够被卷起或抬起
-防紫外线
-透气
-容易安装和维护
-声音合乎环境卫生并且节能(可循环性和再利用性)
-与标准和职业安全规章一致
此外，优选的光幕能够对LED的亮度提供竖直控制。另一方面，实施光幕的另一个可能性是借助于简单的用户界面来执行照明的调节和控制以及通过为光幕提供电性能以使得光幕在其整个使用寿命中保持有效。
例如，现代聚合物材料提供了用于生产能够承受上述压力的织物的方便的来源。另外，现代技术允许本发明的照明机构所要求的技术特征容易地与织物结构一体地结合。
此时，已经可获得金属线元件，起初制造成用于引导和安全照明，金属线元件由具有例如大约2mm的厚度t和大约25mm的宽度w的涂覆橡胶的柔性材料制成，金属线元件的背面也设有薄保护层v。例如，这种金属线元件2a完全可指定成匹配想要的应用(尤其是：功率、对LED单独的控制、不同颜色的LED、光和光学感应)。讨论的金属线元件的安全性等级划分是IP68，这特别是对于种植植物是足够的，因为温室设施标准规定安全性等级划分至少是IP44。讨论的金属线元件在耐温性(-40至+150℃)方面也是卓越的，这也是这种类型的方案适用于用作可与本发明的光幕一体结合以及与在其他部位与温室结构一体结合的元件的原因。
在现在更复杂的LED系统中的供电系统几乎无一例外的是网络连接、微处理机控制的斩波器设备，它们也很容易与待修复的温室设施一体结合。在执行本发明的过程中，必须特别注意匹配控制器和供电线路与一体结合在编织织物结构中的金属线元件2a之间的界面，除编织织物结构紧密性和腐蚀防护之外，有必要通过使用例如防潮卡口接头确保编织织物结构中快速和简单的执行保养和维修过程。
考虑到对能量和照明效率的最大化，优选的是能够根据需要调节曝光。实际上，这意味着例如能够以根据时刻和不同季节的具体列的方式调节照明。除此之外，由光幕提供的照明也能够被优选地竖直控制或甚至以更需要的矩阵控制，由此温室的全部照明可根据由在给定的操作条件中的照明需求所需要的来指定。采用这种照明类型，能够确保不会产生额外的耗散的光。另一个可能的要求是在植物生长的不同阶段根据照明的红光和蓝光比调节照明的能力，因此，这也是在设计包括在金属线元件的电元件的过程中要考虑的一点。
原则上，照明本身可以借助于合适的自动总线类型应用或通过一些其他等同物例如基于寻址的系统被控制。自然地，由实际的最终用户执行的照明控制由计算机或例如借助于简单的图形用户界面的其他合适的终端执行非常方便。
关于工作安全，在低电压下工作的LED在它们的机械功能方面是卓越的。因此，即使根据本发明设置的组件会由于一些原因被损坏，也不会出现危险的接触电压。就亮度来说，例如在芬兰和欧洲室内照明标准SFS-EN12464中的职业安全规章仅规定在工作场所的照明必须足够考虑到工作的性质。用于在温室环境中工作所要求的照明水平必须至少为200lux。这些标准也提供了关于眩光限制的规范，这可能成为特别是与LED灯有关的问题，但是也可能成为与高压钠灯有关的问题。也就是说，讨论的光源具有明显超过荧光灯的亮度或表面亮度，并且工作人员可以发现这种干扰。特别是，LED的亮度处于这样的级别：其不能被允许直接进入观察者的眼中，因为强烈的光会伤害眼部感觉细胞。关于LED，必须更加注意眼部视网膜对于短波或蓝光最脆弱，尽管人眼在这个范围内不是最敏感的。
通常，在维护和照管植物期间，灯光被切断并且幕帘被卷起以便于工作。

Claims (11)

1.一种与织物结构关联的照明机构，所述照明机构包括设置成与机器制造的织物结构(1)接合的电线系统(2)，所述电线系统包括：与电线系统电联接并且至少提供照明功能的电部件，所述电部件位于织物结构的纵向方向(s)和/或横向方向(p)，并且彼此间隔一定距离，用于形成基本上为网状的照明效果；以及控制器和电源系统，所述控制器和电源系统用于操作电部件，其特征在于：照明机构的电线系统首先由基本上平的且基于所谓的电路板技术的金属线元件(2a)组成，在所述金属线元件的制造过程中已经向所述金属线元件提供所述电部件(2b)并且已经提供用于金属线元件的全面保护的包装元件(2c)，另一方面，所述金属线元件使用机器编织通过镶嵌技术一体形成在织物结构(1)中。
2.根据权利要求1所述的照明机构，其特征在于：所述电部件(2b)通过表面安装技术安装在导电层(2a2)上，所述导电层(2a2)衬有塑料基制造的金属线元件(2a)的基础材料(2a1)，其至少允许动态操作，并且以连续的方式基本上在导电层(2a2)的长度上延伸，所形成的组件完全由塑料的包装材料(2c)通过使用连续制造工艺覆盖，并且所述金属线元件(2a)与控制器和供电线路(3、3a和/或3b)联接，其中控制器和供电线路(3、3a和/或3b)借助于防潮卡口接头与织物结构(1)接合。
3.根据权利要求1所述的照明机构，其特征在于：与所述照明机构关联的织物结构(1)包括纬镶嵌织物(1’a)。
4.根据前述权利要求1-2之一所述的照明机构，其特征在于：与所述照明机构关联的织物结构(1)包括经镶嵌织物(1’b)。
5.根据前述权利要求1-2之一所述的照明机构，其特征在于：与所述照明机构关联的织物结构(1)包括多轴编织镶嵌织物。
6.根据前述权利要求1-3之一所述的照明机构，其特征在于：金属线元件的电部件(2b)包括LED。
7.根据前述权利要求6所述的照明机构，其特征在于：所述金属线元件的电部件(2b)还包括用于监测至少温度、湿度、颜色和/或光的测量传感器。
8.根据前述权利要求1-3之一所述的照明机构，其特征在于：与所述照明机构关联的织物结构(1)包括标准的交联结构、网状结构、和/或多层结构。
9.根据前述权利要求1-3之一所述的照明机构，其特征在于：与所述照明机构关联的织物结构(1)包括基于聚合物的织物网，所述织物网的一个或多个外边缘与控制器和/或电源系统(3)接合。
10.根据前述权利要求1-3之一所述的照明机构，其特征在于：与所述照明机构关联的织物结构(1)的材料包括由人造短纤维或长丝纤维通过纺织生产出的纱和/或由薄片或薄膜通过裁剪生产出的带子。
11.根据前述权利要求1-3之一所述的照明机构，其特征在于：通过将至少一些电线系统的重合的镶嵌金属线元件布置成背对背关系，并且将至少一些电线系统的横向或纵向偏移的镶嵌金属线元件(2a)布置成沿相反方向以提供照明，所述照明机构适于在织物结构(1)的两侧都提供照明。
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