CN207569775U - 一种植物生长补光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种植物生长补光器,包括沿着太阳光入射方向依次设置的聚光镜和集光导光元件,集光导光元件上设置有进光口,聚光镜的焦点位于进光口,通过聚光镜聚焦的光线从进光口进入集光导光元件,光线经过集光导光元件的出光口进入导光纤维的光束入口端,导光纤维的光束出口正对凸面光源发散反射镜的反射面,还包括与凸面光源发散反射镜的反射面相对设置的凹面光源反射板,凹面光源反射板的反射面与凸面光源发散反射镜的反射面相对,能为室内植物生长提供充足的自然光源,不需要消耗电能,使植物的光合作用效率提高,从而达到促进植物生长的效果。
Description
技术领域
本实用新型属于对导光纤维和太阳能利用的室内栽培技术领域,具体涉及一种植物生长补光器。
背景技术
一种植物生长补光器应用于室内栽培,为植物的光合作用提供光源。现有技术中的一种植物生长补光器光源多由二到四种彩色灯组成,为植物的光合作用提供光源。因为收到等的颜色种类限制,混合后的光源与自然光的差异较大,且多为冷光灯,不能提供适合光合作用的温度,所以植物光合作用效率低下,植物的生长速度缓慢。
现有技术中的生长灯,全部是百分百依靠电能,没有对阳光进行有效利用。并且需要人为的调节开灯时间,以避免过度光合作用对植物产生的不利影响。
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型提供了一种植物生长补光器,为室内栽培的植物提供充足的自然光源,解决现有技术的问题。
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种植物生长补光器,包括沿着太阳光入射方向依次设置的聚光镜和集光导光元件,集光导光元件上设置有进光口,聚光镜的焦点位于进光口,通过聚光镜聚焦的光线从进光口进入集光导光元件,光线经过集光导光元件的出光口进入导光纤维的光束入口端,导光纤维的光束出口正对凸面光源发散反射镜的反射面,还包括与凸面光源发散反射镜的反射面相对设置的凹面光源反射板,凹面光源反射板的反射面与凸面光源发散反射镜的反射面相对。
集光导光元件包括上下两个底面相互重合的圆台,圆台的锥面上开设有进光口,下半部圆台的顶面小于上半部圆台的顶面,且下半部圆台的顶面设置出光口,集光导光元件上除进光口和出光口以外,其余外表面均涂覆有反光膜层。
还包括支架,支架上设置有用于安装聚光镜和集光导光元件的镜框。
镜框与支架之间通过一万向结构连接。
镜框为一半圆形支撑架,集光导光元件设置在半圆形支撑架的近圆心处,聚光镜设置在圆周方向。
半圆形支撑架上开设有内径与聚光镜直径相匹配的螺纹孔,聚光镜通过壳体的螺纹与镜框螺纹配合安装。
镜框上设置有至少一个聚光镜。
还包括用于安装固定凹面光源反射板的反射板支架,反射板支架设置有一伸缩杆,伸缩杆的顶端与凹面光源反射板之间采用万向结构连接。
凹面光源反射板与凸面光源发散反射镜上均开设螺纹孔,凹面光源反射板与凸面光源发散反射镜通过两端设置螺纹的伸缩杆固定连接。
凸面光源发散反射镜与凹面光源反射板的几何中心设置在同一直线上,导光纤维的光束出口端穿过凹面光源反射板的中心;凸面光源发散反射镜的直径小于凹面光源反射板的直径。
与现有技术相比,本实用新型至少具有以下有益效果:聚光镜能将太阳光聚集在集光导光元件上,集光导光元件将聚光镜所聚集的太阳光有效的反射至导光纤维,进而通过导光纤维的传输损耗小,从而使太阳光传输至凸面光源发散反射镜,并经过凸面光源发散反射镜和凹面光源反射板的反射,为室内植物生长提供充足的自然光源,不需要消耗电能,使植物的光合作用效率提高,从而达到促进植物健康生长。
进一步的,集光导光元件包括上下两个底面相互重合的圆台,圆台的锥面上开设有进光口,下半部圆台的顶面小于上半部圆台的顶面,且下半部圆台的顶面设置出光口,集光导光元件上除进光口和出光口以外,其余外表面均涂覆有反光膜层,能确保从聚光镜聚焦的太阳光都被反射至导光纤维的光束入口,从而进行传输。
进一步的,镜框与支架之间通过一万向结构连接,使得聚光镜角度能够调整,有助于提高接受太阳光的面积。
进一步的,镜框上设置多个聚光镜增加接收太阳光的面积,提高收集太阳光的效率。
进一步的,聚光镜通过壳体的螺纹与镜框螺纹配合来安装,能够调节聚光镜的焦距,使其充分聚焦在集光导光元件的进光口,提高集光导光元件的进光量。
进一步的,反射板支架设置伸缩杆,伸缩杆的顶端与凹面光源反射板之间采用万向结构连接,使得凹面光源反射板高度和角度均能够调节,改变植物照射的角度,能够改善照射效果。
进一步的,凹面光源反射板与凸面光源发散反射镜上均开设螺纹孔,通过两端设置螺纹的伸缩杆固定连接,连接方式简单有效,调节伸缩杆能改善凹面光源反射板的反射效果。
进一步的,凸面光源发散反射镜与凹面光源反射板的几何中心设置在同一直线上,提高对光线的反射率,使的光线的反射路径确定。
进一步的,凸面光源发散反射镜的直径小于凹面光源反射板的直径,使得从凸面光源发散反射镜反射出的光都能被凹面光源反射板反射,提高聚光镜所聚集太阳光的利用率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型聚光镜和集光导光元件的光路示意图。
图3为本实用新型的凸面光源发散反射片和凹面光源平行反射板的光路反射示意图。
图4为集光导光元件示意图。
图5为图4的A-A向视图。
图6为本实用新型支架局部结构示意图。
图7为本实用新型锥形激光导光元件内部光路示意图。
附图中,1-支架底盘,2-集光导光元件,3-支架,4-聚光镜,5-导光纤维,6-反射板,7-凸面光源发散反射镜,8-反射板支架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型中的实施例中的一种植物生长补光器,包括:
如图1和图6所示,支架3上设置有镜框9为聚光镜4提供安装和固定位置,聚光镜4安装在镜框9上,并能通过调节镜框9的角度,进而调整聚光镜4的角度来改变接收太阳光线的角度,以提高聚光效果;聚光镜4的外边缘设置有环形壳体,环形壳体的外壁上加工有外螺纹,镜框9上设置有内径与聚光镜4直径相匹配的螺纹孔,聚光镜4通过壳体的螺纹与镜框9的螺纹孔配合,并能通过旋转改变聚光镜4和锥形聚光导光元件的距离,使聚光镜4的焦点落在集光导光元件2的锥面上;聚光镜4将阳光聚集后,照射在集光导光元件2的锥面上;导光纤维5穿过凹面光源反射板6中心开孔,其光束出口正对凸面光源发散反射镜7顶端;凸面光源发散反射镜7与凹面光源反射板6的圆心同轴,且平行设置,两者之间通过两根铝合金杆件及螺母完成固定和连接,凸面光源发散反射镜7将导光纤维5传输的光束反射至凹面光源反射板6;凹面光源反射板6再将光线平行的反射出去,照射在植物上,使其在自然光的照射下进行光合作用。
如图6所示,镜框9为半圆形板状,镜框9的一周有垂直折弯板体,集光导光元件2设置在近圆心处,聚光镜4设置在圆弧侧垂直折弯板体上。
作为本实用新型优选的实施例,如图6所示,镜框9为半圆形壳体,其圆周侧壁上开设若干与聚光镜外壳相配合的螺纹孔,同时设置有多个聚光镜4,在镜框9上聚光镜的焦点汇集处开设一锥形圆孔,且圆孔锥形面与集光导光元件的锥形面相匹配,集光导光元件装入锥形圆孔用胶与镜框9粘连固定。
如图2所示,聚光镜2和集光导光元件2光路,太阳光通过聚光镜4被聚集在焦点处的集光导光元件2的表面上,并且在集光导光元件2内部折射,再汇聚至出光口传输至导光纤维5。
如图3所示,凸面镜光源发散反射镜和凹面镜光源平行反射板光路,从导光纤维5传递过来的光束首先照射在凸面光源发散反射镜7上,因为凸面反射镜对光源的反射特性,导光纤维5传递过来的光束被反射至凹面光源反射板6;凹面光源反射板6再将光线平行的反射出去,照射在植物上,使其在自然光的照射下进行光合作用。
如图7所示,集光导光元件2由石英玻璃制成,上半部为一圆台下半部为一锥形,经聚光镜4聚集的光线照射在圆台的侧面上,并由此面进入集光导光元件2,由于石英玻璃的折射率为1.8,则光线在空气中的入射角大于玻璃内的折射角,故集光导光元件内部折射光线如图3所示,图上两条光路为边界光路,与入射面的夹角分别为45°和60°,至少保证105°范围内的光线可以被完全折射到指定位置,两边界光线可以折射到指定位置则两者夹角内的光线必然可以,光线被直接折射到与光导纤维5连接的处,或被折射到锥形激光导光元件的下半部分锥形的侧面上,在经反射后先被反射至顶部圆台,再经圆台反射,最终被反射到到与光导纤维5的连接处,通过导光纤维5进行传导,导光纤维5的一端熔接在集光导光元件2的锥形下半部出光口的端面,集光导光元件2除进光口和出光口外其余外表面均涂覆有反光膜层使光线不能从内部由除出光口或进光口以外的其余表面射出。
如图7所示,集光导光原件2的A-A向剖面示意图,集光导光原件2的具体参数:β1=α1=45°~60°;β2=α2=23°~28°;β3=15°~20°;β4=35°~40°;γ1=120°~150°;γ2=100°~105°;γ3=105°~140°。
作为本实用新型优选的实施例,γ1取值为135°。
如图1所示,反射板支架8包括一伸缩杆,伸缩杆底部设置有支撑部件,伸缩杆顶部设置有用于固定凹面光源反射板6的夹具,伸缩杆包括两节节间隙配合铝合金圆管,两节圆管之间通过紧固螺钉定位,凹面光源反射板6的两侧边缘开设有安装孔,通过螺钉或销连接固定在反射板支架8上,与伸缩杆顶部的夹具连接。凸面光源发散反射镜7将导光纤维5传导来的光均匀的发散反射至凹面光源反射板6;凹面光源反射板6将光线平行的反射出去,照射到植物上,从而达到为植物提供自然光源的效果。
作为本实用新型支架3与镜框9连接的一个实施例,支架3上的伸缩杆顶端铰接有一U型夹,铰接处采用螺栓紧固,U型夹与镜框9连接,镜框9上靠近半圆板直径两侧和U型夹的夹片顶端都开设有螺纹孔,紧固螺钉穿过螺纹孔将U型夹与镜框9固定连接,镜框9能绕紧固螺钉旋转。
作为本实用新型支架3与镜框9连接的另一个实施例,支架3上的伸缩杆顶端为球窝结构,镜框9上半圆板直径侧的垂直折弯板上开设一螺纹孔,紧固螺钉通过螺纹孔连接有一连杆,连杆的另一端为球头结构,其球头与支架3上的伸缩杆顶端的球窝结构相匹配,构成球头-球窝结构,且球窝开设有螺纹孔,紧固螺栓穿过螺纹孔,紧固螺栓端面与球头紧密接触。
作为本实用新型的优选实施例,反射板支架8设置有伸缩杆,伸缩杆顶部设置有球头-球窝结构。
Claims (10)
1.一种植物生长补光器,其特征在于,包括沿着太阳光入射方向依次设置的聚光镜(4)和集光导光元件(2),集光导光元件(2)上设置有进光口,聚光镜(4)的焦点位于进光口,通过聚光镜(4)聚焦的光线从进光口进入集光导光元件(2),光线经过集光导光元件(2)的出光口进入导光纤维(5)的光束入口端,导光纤维(5)的光束出口正对凸面光源发散反射镜(7)的反射面,还包括与凸面光源发散反射镜(7)的反射面相对设置的凹面光源反射板(6),凹面光源反射板(6)的反射面与凸面光源发散反射镜(7)的反射面相对。
2.根据权利要求1所述的一种植物生长补光器,其特征在于,集光导光元件(2)包括上下两个底面相互重合的圆台,圆台的锥面上开设有进光口,下半部圆台的顶面小于上半部圆台的顶面,且下半部圆台的顶面设置出光口,集光导光元件(2)上除进光口和出光口以外,其余外表面均涂覆有反光膜层。
3.根据权利要求1所述的一种植物生长补光器,其特征在于,还包括支架(3),支架(3)上设置有用于安装聚光镜(4)和集光导光元件(2)的镜框(9)。
4.根据权利要求2所述的一种植物生长补光器,其特征在于,镜框(9)与支架(3)之间通过一万向结构连接。
5.根据权利要求2所述的一种植物生长补光器,其特征在于,镜框(9)为一半圆形支撑架,集光导光元件(2)设置在半圆形支撑架的近圆心处,聚光镜(4)设置在圆周方向。
6.根据权利要求4所述的一种植物生长补光器,其特征在于,半圆形支撑架上开设有内径与聚光镜(4)直径相匹配的螺纹孔,聚光镜(4)通过壳体的螺纹与镜框(9)螺纹配合安装。
7.根据权利要求4所述的一种植物生长补光器,其特征在于,镜框(9)上设置有至少一个聚光镜(4)。
8.根据权利要求1所述的一种植物生长补光器,其特征在于,还包括用于安装固定凹面光源反射板(6)的反射板支架(8),反射板支架(8)设置有一伸缩杆,伸缩杆的顶端与凹面光源反射板(6)之间采用万向结构连接。
9.根据权利要求1所述的一种植物生长补光器,其特征在于,凹面光源反射板(6)与凸面光源发散反射镜(7)上均开设螺纹孔,凹面光源反射板(6)与凸面光源发散反射镜(7)通过两端设置螺纹的伸缩杆固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种植物生长补光器,其特征在于,凸面光源发散反射镜(7)与凹面光源反射板(6)的几何中心设置在同一直线上,导光纤维(5)的光束出口端穿过凹面光源反射板(6)的中心;凸面光源发散反射镜(7)的直径小于凹面光源反射板(6)的直径。
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