CN210951028U - 一种植物补光灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种植物补光灯，包括灯罩、保护壳和透明保护板，补光灯内有固定板、灯板、反光罩和透光板，固定板上有散热片、驱动电源和电机，电机贯穿固定板、灯板并与透光板固定，电机带动透光板旋转；透光板朝向透明保护板的表面设置有连续的锯齿槽，灯板透过透光板的光在水平垂直向下方向上产生的投射，因为锯齿槽产生折射而整形，使原本圆形照射区域呈长条形。本实用新型通过设置可自转的带有锯齿槽的透光板，实现了在同等光源的条件下扩大光照的投射范围的目的，因为当透光板自转时，长条形投影旋转形成明暗相间的大于未整形前投影的圆形投影，进一步增加了投影范围。固定板上安装散热片能有效地对工作过程中的补光灯进行散热冷却。

Description

一种植物补光灯

技术领域

本实用新型涉及灯具技术领域，尤其涉及一种植物补光灯。

背景技术

高纬度地区冬春季光照不足，这使温室补光技术自上世纪60年代起在荷兰等国家被广泛接受，农用高压钠灯、金卤灯以及近年来新兴的LED光源被广泛应用。

温室补光对光强的要求较高，因为只有总光强高于净光合作用的补偿点后植物才能积累有机物。为了达到光补偿点，农户只能通过增加灯具数量，增大单灯功率来提升补光光强，但这种方法大幅提升了温室补光的初次安装成本和单位时间能耗，显著增加了投资成本，使投资回报率显著下降，这也导致在包括我国在内的诸多发展中国家中，由于温室单位面积产值较低无法负担起温室补光费用，从而严重阻碍了该项农业智能技术的推广。

大自然中，植物接收到的光照实际经常处于过饱和状态，近期有研究表明，按照一定周期明暗交错的光照不仅不会影响植物的生长，反而有一定的促进作用。

现有的植物补光灯具大都基本为从传统的普通照明领域发展而来，除光谱稍作修改外，无其他实质创新，同时由于特殊定制光谱成本较高，这些植物补光灯具价格普遍高于普通灯具，这导致单位面积的植物照明成本一直居于高位，极大阻碍的温室中该技术的普及。

此外，为了达到植物光照补偿点，温室中植物灯只能通过增加灯具密度的方式提高光强，但这些灯具自身会在白天对植物接收自然光产生遮挡，即抵消一部分补光效果。

同时，由于灯具前面板没有任何散热装置，例如COB封装的LED或密集的LED阵列组成的大功率植物照明灯具一直面临散热性能不足的问题，这严重影响了灯具寿命。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：现有的植物补光灯的光源基本都是通过改变光源的光谱或使用高成本的定制特殊光谱光源，或通过增加灯具密度以提升光照强度而达到植物光照补偿点，大幅提升了补光的安装成本和单位时间耗能，同时现有的植物补光灯受散热功能制约，无法实现大功率。

为解决上述的技术问题，本实用新型提供一种植物补光灯，其中，包括可拆卸安装的灯罩、保护壳以及透明保护板，所述灯罩、所述保护壳与所述透明保护板的内部形成安装空间；所述安装空间内从上至下分别安装有固定板、灯板、反光罩和透光板，所述固定板上安装有散热片、驱动电源和电机，所述驱动电源与所述灯板、所述电机电连接；所述电机的转轴贯穿所述固定板、所述灯板与所述透光板固定，所述电机带动所述透光板旋转；所述透光板朝向所述透明保护板的表面在水平方向上设置有连续的锯齿槽，所述灯板透过所述透光板的光在水平垂直向下方向形成的投射，通过锯齿槽产生折射而整形。

可选地，所述灯板朝向所述透明保护板方向的表面设置陈列排布的灯珠，每一所述灯珠都配设有一准直透镜。

可选地，所述散热片的数量至少为一个，所述散热片为翅片式散热片，所述固定板的材质为导热材料。

可选地，所述散热片的数量至少为三个，且三个所述散热片以所述固定板的圆心为中心均匀绕设地固定在所述固定板上。

可选地，还包括安装于所述固定板上且分别与所述电机、所述驱动电源电连接的转速控制盒，通过所述转速控制盒控制所述电机的转速。

可选地，所述反光罩呈具有小径端和大径端的喇叭结构，所述反光罩朝向所述透明保护板的方向为大径端，所述灯板固定于所述固定板与所述反光罩之间，所述灯珠、所述准直透镜位于所述反光罩的小径端范围内，所述反光罩的大径端的直径大于所述透光板的直径。

可选地，所述固定板的直径大于所述灯罩侧壁内径，所述固定板固定于所述灯罩的侧壁内底部，所述保护壳的内径小于所述固定板的直径，所述保护壳与所述外壳固定且与所述固定板的底部接触。

可选地，所述透光板的表面在水平方向上设置有平行且连续的锯齿槽。

可选地，透光板表面的锯齿槽还可以是包括十字星形在内的非规则的其它形状。

实用新型本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型通过设置可自转的带有锯齿槽的透光板，实现了在同等光源的条件下扩大光照的投射范围的目的，因为当透光板自转时，长条形投影通过旋转形成明暗相间的圆形投影，增加了投影范围；并且实现了植物进行光合作用时的时间复用；由于透光板自带锯齿槽，旋转后带来的风可带来显著散热的效果，减小了散热片的尺寸。固定板上安装散热片能够有效地对工作过程中的补光灯进行散热冷却。

附图说明

图1为本实用新型实施例中植物补光灯的结构示意图整体视图；

图2为本实用新型实施例中植物补光灯的剖视图；

图3为本实用新型实施例中植物补光灯的固定板部分的俯视图；

图4为本实用新型实施例中植物补光灯的爆炸剖视图；

图5为本实用新型实施例中植物补光灯的透光板部分的剖视图；

图6为本实用新型实施例中植物补光灯的光线折射原理图；

图7为本实用新型实施例中植物补光灯的投影变化示意图；

图8为本实用新型实施例中变化后的投影运动轨迹图；

图9为本实用新型实施例中一种实现十字星形整形的透明板结构图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参见图1、图2和图3所示，本实施例提供一种植物补光灯100，用于农作物补光，其中，包括可拆卸安装的灯罩1、保护壳2以及透明保护板3，灯罩1、保护壳2与透明保护板3的内部形成安装空间200；安装空间200内从上至下分别安装有固定板4、灯板5、反光罩6和透光板7，固定板4上安装有散热片10、驱动电源11和电机9，驱动电源11与灯板5、电机9电连接；电机9的转轴91贯穿固定板4、灯板5并与透光板7固定，可通过螺钉92等紧固件将透光板7固定于转轴91上，电机9带动透光板7旋转；透光板7朝向透明保护板3的表面在水平方向上设置有连续的锯齿槽71，灯板5透过透光板7的光在水平垂直向下方向上产生的投影通过锯齿槽71产生折射而整形(具体效果如图6、图7所示)，灯罩1顶部安装吊环8以将植物补光灯100进行挂吊安装。

本实施例中，灯板5朝向透明保护板3方向的表面设置陈列排布的灯珠51，每一灯珠51都配设有一准直透镜52。

本实施例中，散热片10的数量至少为一个，散热片10为翅片式散热片，固定板4的材质为导热材料。当然在其他实施例中，散热片10的数量至少为三个，且三个散热片10以固定板4的圆心为中心均匀绕设地固定在固定板4上(如图3所示)。通过散热片10对植物补光灯100进行散热冷却，固定板4可以选用导热性良好的材料制作，进一步地提高散热冷却的效率。

本实施例中，还包括安装于固定板4上且分别与电机9、驱动电源11电连接的转速控制盒12，通过转速控制盒12控制电机9的转速，在其他实施例中，驱动电源11、转速控制盒12、电机9均可以电连接或通讯连接至外部的控制中心，控制中心可远程控制电源的开关、电机9的运作与否以及通过转速控制盒12控制电机9的转速，电连接或通讯连接的技术为现有技术，在此不赘述。

本实施例中，反光罩6呈具有小径端和大径端的喇叭结构，反光罩6朝向透明保护板3的方向为大径端，灯板5固定于固定板4与反光罩6之间，灯珠51、准直透镜52位于反光罩6的小径端范围内，反光罩6的大径端的直径大于透光板7的直径。

本实施例中，固定板4的直径大于灯罩1侧壁内径，固定板4固定于灯罩1的侧壁内底部，保护壳2的内径小于固定板4的直径，保护壳2与外壳1固定且与固定板4的底部接触。

本实施例中，锯齿槽71的锯齿角度α范围为90°＜α＜180°，优选地，α的角度可选取为100°、120°和150°。

如图6所示，本实施例中，透光板7的表面在水平方向上设置有平行且连续的锯齿槽71，多个锯齿槽71可以是连续的(如图6中透光板7的左半部分所示)，当然多个锯齿槽71两两之间也可以是间隔的(如图6中透光板7的右半部分所示，具有一个间隔板72结构)。

通过以下说明进一步地认识本实用新型的特性及功能。

本实施例中还公开一种植物补光灯的工作方法，其中，工作方法如下：

驱动电源11向灯板5、电机9供电，电机9控制透光板7在水平方向上旋转，灯板5上的灯珠51发光并通过准直透镜52向透光板7照射，光线通过透光板7上的锯齿槽71发生折射而使得投影C整形而形成长条形投影D(即如图6中所示，不具有锯齿槽71的原投影A，在当透光板7增加了锯齿槽71后由于折射原理将原投影A的投影边长面积增大并形成新投影B)，电机9控制透光板7旋转过程中长条形投影D以中心为原点自转(如图8所示)，转速控制盒12控制电机9的转速而控制长条形投影D的自转速度。

当电机9带动透光板7旋转时，经透光板7调整后的长条形投影D也随之旋转，如图8所示，旋转的效果是照射到特定植物上的光呈现有规律的明暗交替周期，即，为植物创造出了一定周期的明暗交替的光照环境。根据不同植物生长的需求，同时可通过转速控制盒12控制电机9的转速从而调节透光板7的自转速度，使植物的生长达到最优的光照条件，为使整个灯具可靠性提高，并且透光板达到更高的转速，可将空间200抽真空。另外，透光板7在旋转的过程中，带动透光板7周围的空气流动，对植物补光灯100整体的散热也产生了有利的作用。

本实施例中的植物补光灯在未安装旋转机构前，灯板5的灯珠51发出光线将直接照射到地面，呈以灯具所在中心轴为中心的圆形分布(如图7中C所示)。安装旋转机构后，光照区域变成被整形的长条形投影(如图7中D所示)，该长条形投影将随旋转机构的旋转而旋转，由于旋转以补光灯中心轴为轴心，该长条形投影D将以中心轴为圆心旋转，通过旋转机构的快速旋转，照射面形成一个较大面积的圆形照射闪烁区域(如图8所示)。可见本实施例的照明方式的优势是：显著扩大了单个灯具的照射覆盖区域；在照射区域内，长条形投影D快速旋转，对植物来说，提供了一个类似闪烁光照的效果(研究表明，闪烁光有利于植物生长)。此外，大功率温室补光灯目前面临的最大问题之一是发热严重，而带有锯齿槽71的透光板7的旋转将产生气流，效果与风扇类似，即它能够使光源正面降温，形成一个风冷效果，这有益于提高光源的放光效率并延长光源寿命。

具体来说，灯板5产生的光源将会被整形为一个长条形光域，旋转起来后，长条形光域就会成倍增加，并且光照时间占空比可调。通过高速旋转，实现了植物在光合作用时的时间复用，将光能充分利用起来。由于透光板自带锯齿槽，旋转后带来的风可带来显著散热的效果，相较于现有灯具，背部散热片尺寸可显著减小。

本实用新型中，长条形光域可以是长方形，也可以是椭圆形等简单几何形状，还可以是类似五角星的复杂几何形状，这些形状的共同点都是通过灯板5的旋转，对特定位置的植物能够产生周期性的光补偿效果。这些形状的获得可以通过调整透光板的形状和透光板上锯齿槽的形状得到。比如，将透光板上锯齿槽的排列方式设置为扇形放射状锯齿槽阵列，能实现对一端光线聚集，另一端光线发散的扇形光域。再比如，沿透光板任意两条相互垂直的直径方向，将透光板划分成4块，对顶2块有平行锯齿槽，另外2块有与之垂直的锯齿槽，如图9所示，这种分布的锯齿槽可以将灯板5产生的光源被整形成为十字星形状。

具体来说，可根据将透光板7的平面轮廓设置成不同的形状(例如圆形、椭圆形、四边形等)，再将锯齿槽71设置成不同的形状，即不同于图4、图5中所示的平行等距排列的直线型的锯齿槽71(例如锯齿槽71的在长度方向上可以是曲线型、波浪型、波浪锯齿型、不规则排布型等)，通过不同形状的透光板7和不同排布形式的锯齿槽71的配合实现形成不同形状的投影，在投影旋转过程中，仍可形成为以旋转中心为原点而呈圆周覆盖的新的投影面。

值得注意的是，本实施例中的灯板5中的灯珠51可以是LED灯，发射LED光源，但并不限于LED光源，可以是其他对植物生长有益的光源，例如高压钠灯、荧光灯等光源，任何对灯珠51的光源的改进只要对植物生长有帮助均在本实用新型的保护范围内。

综上所述，本实用新型通过设置可自转的带有锯齿槽的透光板，实现了在同等光源的条件下扩大光照的投影范围的目的，同时当透光板自转时，投影同时旋转形成明暗相间的圆形投影，进一步增加了投影范围。固定板上安装散热片能够有效地对工作过程中的补光灯进行散热冷却。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种植物补光灯，其特征在于，包括可拆卸安装的灯罩、保护壳以及透明保护板，所述灯罩、所述保护壳与所述透明保护板的内部形成安装空间；所述安装空间内从上至下分别安装有固定板、灯板、反光罩和透光板，所述固定板上安装有散热片、驱动电源和电机，所述驱动电源与所述灯板、所述电机电连接；所述电机的转轴贯穿所述固定板、所述灯板并与所述透光板固定，所述电机带动所述透光板旋转；所述透光板朝向所述透明保护板的表面在水平方向上设置有连续的锯齿槽，所述灯板透过所述透光板的光在水平垂直向下方向形成的投射，通过锯齿槽产生折射而整形。

2.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，所述灯板朝向所述透明保护板方向的表面设置陈列排布的灯珠，每一所述灯珠都配设有一准直透镜。

3.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，所述散热片的数量至少为一个，所述散热片为翅片式散热片，所述固定板的材质为导热材料。

4.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，所述散热片的数量至少为三个，且三个所述散热片以所述固定板的圆心为中心均匀绕设地固定在所述固定板上。

5.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，还包括安装于所述固定板上且分别与所述电机、所述驱动电源电连接的转速控制盒，通过所述转速控制盒控制所述电机的转速。

6.如权利要求2所述的植物补光灯，其特征在于，所述反光罩呈具有小径端和大径端的喇叭结构，所述反光罩朝向所述透明保护板的方向为大径端，所述灯板固定于所述固定板与所述反光罩之间，所述灯珠、所述准直透镜位于所述反光罩的小径端范围内，所述反光罩的大径端的直径大于所述透光板的直径。

7.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，所述固定板的直径大于所述灯罩侧壁内径，所述固定板固定于所述灯罩的侧壁内底部，所述保护壳的内径小于所述固定板的直径，所述保护壳与所述灯罩固定且与所述固定板的底部接触。

8.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，所述透光板的表面在水平方向上设置有平行且连续的锯齿槽。

9.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，所述透光板表面的锯齿槽还可以是包括十字星形在内的非规则的其它形状。

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