CN216254135U - 一种动态光源装置 - Google Patents

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杨其长
王森
李清明
卞中华
李宗耕
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Abstract

一种动态光源装置，其包括：轨迹，其配合培育场所的结构而设定走向路径，移动部，其沿轨迹运动以在培育场所内移动，光照部，其设置在移动部上并跟随其移动以将光线照射至存在于培育场所内的种植物，移动部包括支架，支架上设置有能够沿靠近或远离地面方向伸缩的伸缩组件，伸缩组件靠近端的一端连接至光照部，光照部受伸缩组件的致动方向不同于其受移动部的致动方向。

Description

一种动态光源装置
技术领域
本实用新型涉及养殖照明领域，尤其涉及一种动态光源装置。
背景技术
现代种植行业中，对于大面积投建的室内或半室内种植场所，常见的做法是在植物的顶端布满大量的固定光源来满足植物的光合作用的需求，但是，即使是长光照周期的植物也并非是需要24小时不断地进行光照，因此，长期开放的灯光称为了能耗浪费的来源，另外对于固定设计的灯光，其投建成本以及后期维护消耗的成本都很高，同时不利于可持续生态化发展的理念。因此市面上出现了一些可移动光源的研究。
CN211721220U公开了一种便于调节光照角度的移动式蔬菜种植柜，包括光照箱体和种植架，所述光照箱体的中间位置开设有水平滑槽，所述水平滑槽中安装有第一锁紧旋钮，所述第一锁紧旋钮之间安装有光照灯，所述光照箱体的下端固定有支撑杆，所述支撑杆上开设有垂直滑槽，所述垂直滑槽中安装有第二锁紧旋钮，所述支撑杆之间通过连接杆相互固定连接，所述种植架的一端与固定转轴活动连接，所述种植架上安装有种植框。该便于调节光照角度的移动式蔬菜种植柜，既可以实现光照灯的水平移动又可以进行光照角度的调节，从而有效的扩大了光照的范围；可以进行整体的移动，使用起来非常方便；可进行多种角度的光照作业，整体的结构简单，功能性强。
现有技术中虽然实现了控制灯光在每个种植区域内的移动，较好地模拟了太阳照射的光照角度和强度，但是没有涉及到在为植物提供模拟阳光照射的同时实现对植物叶片下方进行同样的光照处理，现有技术不能较好地实现对植物全光照的需求，其培育的植物价值一般，不能向更高品质的种植产品升级。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
实用新型内容
为解决上述现有技术中存在的至少一部分问题，本实用新型提供了一种动态光源装置，其包括：轨迹，其配合培育场所的结构而设定走向路径，移动部，其沿轨迹运动以在培育场所内移动，光照部，其设置在移动部上并跟随其移动以将光线照射至存在于培育场所内的种植物，移动部包括支架，支架上设置有能够沿靠近或远离地面方向伸缩的伸缩组件，伸缩组件靠近端的一端连接至光照部，光照部受伸缩组件的致动方向不同于其受移动部的致动方向。
优选地，轨迹设置在平行于水平面的培育场所顶部，其按照对应培育场所划分的不同的培育区域的方式划分为不同的轨迹路线，其中，相邻的两个轨迹路线的起始点分别位于第一侧和第二侧中的异侧，相邻的两个轨迹路线的结束点也分别位于第一侧和第二侧中的异侧。
优选地，轨迹设置在平行于水平面的培育场所顶部，其按照对应培育场所划分的不同的培育区域的方式划分为不同的轨迹路线，其中，相邻的两个轨迹路线的起始点分别位于第一侧和第二侧中的同侧，相邻的两个轨迹路线的结束点也分别位于第一侧和第二侧中的同侧。
优选地，相邻的两个轨迹路线在交汇处产生交叉，在交叉位置设置有可变段，可变段能够在旋转的运动中分别与两个轨迹路线的其中一个起始点和结束点相连。
优选地，轨迹包括第一横梁、竖梁和第二横梁，其中，第一横梁以平行于水平面的方向设置在远端，第二横梁以平行于水平面的方向设置在近端，竖梁两端分别连接至第一横梁和第二横梁。
优选地，轨迹还包括安装槽，安装槽的横截面呈面向地面的一侧局部地开设有开口的中空腔体结构，开口大小按照配合轨迹的竖梁的横向宽度的方式设置。
优选地，安装槽腔体尺寸设置为至少能够容纳第一横梁，并且在安装槽、第一横梁上开设有对应的安装孔，利用安装螺丝穿过安装孔将安装槽和第一横梁固定至培育场所的顶部。
优选地，移动部还包括滚轮，滚轮接触至第二横梁远离地面的一侧面上，数个滚轮关于竖梁对称分布在第二横梁两端，支架连接至所有滚轮上。
优选地，第二横梁两端沿远离地面的方向凸起而形成侧挡，侧挡距离同侧的竖梁侧壁之间的距离按照配合滚轮的轴向宽度的方式设置。
优选地，支架包括横段、第一竖直段、斜行段，横段连接至滚轮的轴心，第一竖直段连接至横段的另一端，斜行段连接至第一竖直段的另一端，所有斜行段合并连接至伸缩组件中的伸缩电机，伸缩电机沿伸缩方向的一端连接有第二竖直段，光照部是连接在第二数值段上的。
本实用新型具有的有益技术效果：
本实用新型通过向培育场所顶部上方固定预设轨迹的方式将光照的路径做出了规范的设计，另外在移动部带动光照部进行移动光照进而节省建设固定光源的开支的基本功能下，为植物的全方位光源照射提供了实现方式，利用可沿垂直于地面的伸缩的结构，使得植物叶片的背面也能够被光线照射，进一步提升了光合作用中光线的利用率，另外也使得种植物上下叶片叶绿素分布均匀，能够有效提升种植物的产品价值。另外对于挑高较高的种植场地，本装置所采用的伸缩机构也使得用户在对光照部进行维修调整的工作变得更加轻松，大幅度地减少了用户的维护劳动付出，提升种植效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型轨迹排布方案一的示意图；
图3为本实用新型轨迹排布方案二的示意图；
图4为本实用新型滚轮部分放大图；
图5为本实用新型驱动部的示意图；
图中：100、轨迹；110、第一横梁；120、竖梁；130、第二横梁；131、侧挡；140、安装槽；141、安装螺丝；150、第一轨迹路线；160、第二轨迹路线；170、可变段；180、起始点；190、结束点；200、移动部；210、滚轮；220、支架；221、横段；222、第一竖直段；223、斜行段；224、第二竖直段；230、伸缩组件；231、伸缩电机；300、光照部；310、光源；320、照明台；400、驱动部；410、传动带；420、驱动电机；430、驱动轴；500、培育场所；510、第一培育区域；520、第二培育区域。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要说明的是，在未进行其他特殊说明或者限定的情况下，说明书中提及的术语“安装”、“相连”以及“连接”等词汇应该作广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接或者一体式的连接；可以是机械连接或者电连接，也可以是机械连接与电连接的结合；可以是直接连接，也可以通过中间转接部件进行间接连接，对于电子元器件部件，可以是利用导线的电路安装，也可以是利用集成等方式进行精简化电路板设计。对于本领域的技术人员而言，可根据具体应用情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
图1提供一种动态光源装置，其用于满足一些在相对固定结构的场地内的间歇性或变化性的照明或提供光线的需求，优选地，其可以看做是一种可以移动的光线来源。相对固定结构的场地可以是某些房屋、厂棚、建筑物、大型场所的室内环境，也可以是某些由围栏、半墙、支撑架所搭建或围绕的半开放场地，或者，在一些特殊实施例中场地也可以时完全开放的场合，例如野外、田地、广场等地点。本实用新型一种优选的用法是用于对种植或养殖场地的移动式照明，该类场地通常具有预先划分好的培育区域，例如田地中的地块划分、室内种植厂的培育架或培育室的划分，这些培育的植物或者动物有可能需要长时间的光照，尤其是大部分具有经济价值的培育植物，都需要进行光合作用才能够更快地育成并收获。突破由太阳东升西落所带来的近乎一天中接近三分之一时间的黑暗的夜晚导致的植物几乎接收不到光照的问题，市面上已经具有成熟地给予动植物持续足够的光照的设备，例如种植箱、培育栏中长时间开启的日光灯、培育灯等设备，但是，此类设备安装固定，并且为保证光线的照射范围以及照射强度，培育场所500内通常会在每个培育架或每块种植地块上设置环绕式的灯具组合，对于较大的培育厂商，其灯光的建设投入以及后续的电费、维护费支出是相当庞大的数额。因此本实用新型提出的动态光源310装置，其可以移动往返穿梭于培育场所500内的各个位置，并且将其自身发散的光线均匀照射至培育场所500内的所有培育物，可以有效地减少照射灯具的建设成本。
本实用新型至少包括移动部200、光照部300、驱动部400和轨迹100。光照部300设置或连接在移动部200上并跟随移动部200在轨迹100上进行运动，驱动部400用于向移动部200提供动力来源。轨迹100规定了驱动部400在培育场所500内的走向，在本实施例中轨迹100采用吊设于培育场所500顶部的轨道所限定，此时的移动部200利用夹设在培育物上方的轨道做固定线路的移动，但是在另一些可能的实施例中，轨道也可以是设置在培育场所500地面的道路或传感器可识别的边线装置所划分出来的虚拟路线，此时移动部200可以设置在地面上移动，例如可以采用自动巡线机器人实现类似的移动需求。
本实施例中，轨迹100假设在培育场所500顶部并且，优选地轨迹100根据培育场所500的户型结构以及培育区域的划分而具有蜿蜒曲折的路径设置。为实现对移动部200的固定，优选地，轨迹100设置为具有沿垂直与地面分布的至少两个平行于水平面的横梁以及一个夹设连接与上述两个横梁之间的竖梁120，为方便描述，将远离地面的位置称为远端，将靠近地面的位置称为近端，则将设置在远端的一段横梁称为第一横梁110，将设置在靠近端的一段横梁称为第二横梁130，上述竖梁120的起始点180与结束点190分别设置在第一横梁110和第二横梁130的路径点上，并且优选地，通过调整竖梁120的起始与结束点190使得竖梁120被设置为垂直与地面的走向，另外优选地，竖梁120的起始点180与结束点190分别位于第一横梁110与第二横梁130的路径中间点，使得由穿过竖梁120形状中心并且沿其首尾延伸方向所限定的直线恰好能够平分第一横梁110或第二横梁130的路径长度。
例如在以相邻的方块形培育区域而设置的培育场所500上，首先轨迹100按照培育区域的数量而相应地划分为等量的轨迹100区域，例如图2所示的其中一种培育场所500的结构方案，其具有第一培育区域510和第二培育区域520，那么相应地，轨迹100被划分为第一轨迹路线150和第二轨迹路线160。按照期望的光源310移动路线预先依靠对轨迹100的路线设计来规定移动部200的移动方式，例如对于近似矩形或圆周形等具有大致周向4个方位的培育区域，培育者期望光源310能够首先走完该培育区域的周向一周再进入下一个培育区域时，可以将第一轨迹路线150设计为沿培育区域周向环绕至少一周的环形路径，则此时移动部200在该第一轨迹路线150上运行一周的起始点180与结束点190均为一个点，可以将此点设计为第一轨迹路线150与第二轨迹路线160的交汇点，即移动部200沿第一轨迹路线150运行一周后可以沿该交汇点进入第二轨迹路线160。此处具有至少两种种设计方案，其一，如图2所示，第一轨迹路线150起始点180与结束点190稍微分开，起始点180与结束点190连线的垂直中线将第一轨迹路线150和第二轨迹路线160分为大致两个侧面，称为第一侧和第二侧，第一轨迹路线150的在第一侧的部分与第二轨迹路线160的在第一侧的部分同侧，同理地，两者在第二侧的部分同侧。第一种方案设计为第一轨迹路线150起始点180与第二轨迹路线160的起始点180同时位于第一侧或第二侧的同侧，同理第一轨迹路线150的结束点190与第二轨迹路线160的结束点190同时位于第一侧或第二侧中异于存在有起始点180的一侧的同侧。方案一中第一轨迹路线150与第二轨迹路线160形成了交叉，交叉处的通过方案可以设计为可设计为可变轨道的结构，这段可变轨道称为可变段170，可变段170在与移动部200接触的部分与轨迹100的设计保持一致以减小其与第一轨迹路线150或第二轨迹路线160组合后的误差，利用电机驱动的旋转轴等机电结构将其旋转固定在培育场所500的顶部，在移动部200在第一轨迹路线150上移动的状态下，其两端与第一轨迹路线150的结束点190和第二轨迹路线160的起始点180相连，在移动部200通过第一轨迹路线150结束点190并通过其本身进入第二轨迹路线160后，通过旋转轴将其首尾旋转至与第一轨迹路线150的起始点180和第二轨迹路线160的结束点190相连，判断旋转的触发可以由设置在靠近两端轨迹100路线结束点190附近的传感器实现，传感器检测到移动部200时，控制可变段170旋转至与该传感器所在的轨迹100路线相连。方案一使得移动部200在每个轨迹100路线中移动的起始状态总是在同一侧的区域，例如移动部200在第一轨迹路线150的第一侧运动至第二侧，然后经过可变段170进入第二轨迹路线160的第一侧，继而运动至其的第二侧。如图3.所示，方案二与方案一类似，不同之处在于第一轨迹路线150与第二轨迹路线160的起始点180和结束点190分别对应地位于第一侧和第二侧中的异侧，例如第一轨迹路线150的起始点180位于第一侧，而第二轨迹路线160的起始点180位于第二侧。方案二在两个轨迹100路线的交汇处没有产生交叉，移动部200在每个轨迹100路线的同侧运行完毕后才进入每个轨迹100路线的另一侧运行。方案一与方案二相比，其轨迹100路线在交汇处产生的轨迹100弯折角度相对较小，移动部200在该部分移动时比较不容易卡死，但是由于使用了可变段170，其结构设计复杂度以及建造维护成本也将更高。
为将轨迹100固定在培育场所500的顶部，在培育场所500顶部按照预想设定的轨迹100路线固定有相同走向的安装槽140，安装槽140在路径上的每个横截面均大致相同设计，其横截面大致呈面向地面的一侧局部地开设有开口的中空腔体结构，其可以是中空矩形的结构，优选地，开口大小按照配合轨迹100的竖梁120的横向宽度的方式设置，使得设置在远端的第一横梁110的两端可以支撑于开口附近的安装槽140内侧面上。优选地，安装槽140在水平方向的宽度按照配合第一横梁110的在同方向上的长度的方式设置，可以具有一定的膨胀间隙，使得第一横梁110的侧面能够较好地被安装槽140限位而不至于在水平方向上左右晃动。在第一横梁110设置于安装槽140后，利用安装螺丝141通过在安装槽140和第一横梁110相对应的位置开设的安装孔穿过并且固定至培育场所500的顶部。
在轨迹100上移动的移动部200至少包括支架220和滚轮210。至少两个或偶数个滚轮210的滚动面对称地接触至轨迹100的第二横梁130远离地面的一侧的除开连接有竖梁120的位置，则滚轮210在第二横梁130的两侧面上进行运动，优选地，滚轮210轴向宽度完全包含于第二横梁130的延伸范围内，使得滚轮210的全部滚动面落在第二横梁130上，以防止滚轮210脱出，优选地，第二横梁130的沿水平方向的两端分别沿远离地面的方向向上延伸至少一段距离以形成侧挡131，侧挡131用于防止滚轮210由第二横梁130侧边脱出。优选地，每个侧挡131距离同侧的竖梁120侧壁之间的距离按照配合滚轮210的轴向宽度的方式设置，使得滚轮210的刚好可以轴向限位地设置在第二横梁130上而不影响其进行滚动。
所有滚轮210的轴心连接至支架220上，具体地，支架220包括数个与滚轮210轴心连接的横段221、数个与横段221的另一端一一对应连接的第一竖直段222、数个与第一竖直段222的另一端一一对应连接的斜行段223以及至少一个与所有斜行段223的另一端合并连接的第二竖直段224。上述各段之间的连接可以是可拆卸的连接，也可以是一体式的锻造设置。通过设置横段221的延伸长度使得其远离连接至滚轮210的另一端稍微超出第二横梁130的侧面，设置第一竖直段222和斜行段223的长度使得第二竖直段224远离地面的顶端稍低于第二横梁130的底部。支架220整体可以看做是一种类似与雨伞骨架的一中心支撑杆、多点辅助骨架沿中心轴线散开的结构，与滚轮210连接的横段221以及向收缩至第二竖直段224中心的结构使得整个支架220在滚轮210的支撑下形成重心保持在第二竖直段224的稳定结构。光照部300就连接在第二竖直段224靠近近端的一侧上。照明部大致呈块状结构，其包括照明台320和光源310，光源310设置在照明台320上，其可以按照多组排列的方式设置在照明台320表面，也可以设置在照明台320内部，不同之处在于如果光源310设置在照明台320内部，则照明台320本身的壁或者实体填充将会采用透明或散光材料制作，类似于市面上常见的日光灯结构设计；若光源310设置在照明台320的表面上，则照明台320仅提供固定光源310的功能。在此种设计下，优选地，光源310不仅排布在照明台320靠近地面的一侧面上，还分布在其平行于水平面的周侧面上，这样可以把保证照明部的无死角照明以及照明光线的无损失。
用于驱动移动部200行进的驱动部400可以设置为包含传动带410、驱动电机420以及驱动轴430(图4、5所示)。传动带410贴合地设置在轨迹100的竖梁120的侧壁上靠近连接至第二横梁130的位置，并且其中心位置按照对应滚轮210的中心轴线的水平位置的方式设置，传动带410的整个路径长度与走向均与轨迹100的相同。传动带410上连接有驱动轴430，驱动轴430大体呈杆状结构，其另一端连接至滚轮210的轴心上。传动带410在伴随轨迹100延伸的首尾两端连接在一起形成闭环结构，将该闭环的其中一部分套设在驱动电机420的驱动轴430上形成类似与皮带传动的结构。在驱动电机420的旋转驱动下，传动带410在轨迹100上进行移动，进而使得驱动轴430带动滚轮210滚动，上述支架220的横段221连接在滚轮210的另一端轴心上并且设置为不跟随滚轮210一起转动，其具体结构可以设置为横段221连接在一个设置有在滚动轴承的固定侧板壳上，滚动轴承跟随滚轮210滚动，但是侧板壳不转动。
由此实现了移动部200带动光照部300在轨迹100上的移动，根据预设的轨迹100路线，光线可以随运动时间的推进照射至每一个培育区域的种植物上，由此可以节省大量的固定照明建设成本以及电费维护费等消耗成本。优选地，为实现对植物整个叶片尽量全方位的光线照射，在移动部200的支架220上还设置有伸缩组件230，伸缩组件230至少包括一个伸缩电机231和伸缩杆，在本实施例中伸缩杆可以利用第二竖直段224代替，伸缩电机231基本可以采用市面上已有的电机和轴承的结构设计，可以参考的一种实施例选择是IP1200电动推杆类似的结构。伸缩电机231的一端连接在各斜行段223上，另一端连接到第二竖直段224上。由此形成了对光照部300在垂直与地面方向上的移动自由度，当用户在用户需要或者是预设的自动控制下，伸缩组件230开启并将光照部300移动至靠近地面的位置，优选地，此时可以在光照部300远离地面的顶侧也设置有光源310，这样光源310可以照射到植物叶片的背部，进而达成全方位照射叶片的效果。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种动态光源装置，其包括：
轨迹(100)，其配合培育场所(500)的结构而设定走向路径，
移动部(200)，其沿所述轨迹(100)运动以在所述培育场所(500)内移动，
光照部(300)，其设置在所述移动部(200)上并跟随其移动以将光线照射至存在于所述培育场所(500)内的种植物，
其特征在于，
所述移动部(200)包括支架(220)，所述支架(220)上设置有能够沿靠近或远离地面方向伸缩的伸缩组件(230)，所述伸缩组件(230)靠近端的一端连接至所述光照部(300)，所述光照部(300)受所述伸缩组件(230)的致动方向不同于其受所述移动部(200)的致动方向。
2.根据权利要求1所述的动态光源装置，其特征在于，所述轨迹(100)设置在平行于水平面的所述培育场所(500)顶部，其按照对应所述培育场所(500)划分的不同的培育区域的方式划分为不同的轨迹路线(150、160)，其中，相邻的两个轨迹路线(150、160)的起始点(180)分别位于第一侧和第二侧中的异侧，相邻的两个轨迹路线(150、160)的结束点(190)也分别位于第一侧和第二侧中的异侧。
3.根据权利要求1所述的动态光源装置，其特征在于，所述轨迹(100)设置在平行于水平面的所述培育场所(500)顶部，其按照对应所述培育场所(500)划分的不同的培育区域的方式划分为不同的轨迹路线(150、160)，其中，相邻的两个轨迹路线(150、160)的起始点(180)分别位于第一侧和第二侧中的同侧，相邻的两个轨迹路线(150、160)的结束点(190)也分别位于第一侧和第二侧中的同侧。
4.根据权利要求2所述的动态光源装置，其特征在于，所述相邻的两个轨迹路线(150、160)在交汇处产生交叉，在交叉位置设置有可变段(170)，所述可变段(170)能够在旋转的运动中分别与两个所述轨迹路线(150、160)的其中一个起始点(180)和结束点(190)相连。
5.根据权利要求1所述的动态光源装置，其特征在于，所述轨迹(100)包括第一横梁(110)、竖梁(120)和第二横梁(130)，其中，所述第一横梁(110)以平行于水平面的方向设置在远端，所述第二横梁(130)以平行于水平面的方向设置在近端，所述竖梁(120)两端分别连接至所述第一横梁(110)和第二横梁(130)。
6.根据权利要求5所述的动态光源装置，其特征在于，所述轨迹(100)还包括安装槽(140)，所述安装槽(140)的横截面呈面向地面的一侧局部地开设有开口的中空腔体结构，所述开口大小按照配合轨迹(100)的竖梁(120)的横向宽度的方式设置。
7.根据权利要求6所述的动态光源装置，其特征在于，所述安装槽(140)腔体尺寸设置为至少能够容纳所述第一横梁(110)，并且在所述安装槽(140)、第一横梁(110)上开设有对应的安装孔，利用安装螺丝(141)穿过所述安装孔将所述安装槽(140)和所述第一横梁(110)固定至所述培育场所(500)的顶部。
8.根据权利要求5所述的动态光源装置，其特征在于，所述移动部(200)还包括滚轮(210)，所述滚轮(210)接触至所述第二横梁(130)远离地面的一侧面上，数个所述滚轮(210)关于所述竖梁(120)对称分布在所述第二横梁(130)两端，所述支架(220)连接至所有滚轮(210)上。
9.根据权利要求8所述的动态光源装置，其特征在于，所述第二横梁(130)两端沿远离地面的方向凸起而形成侧挡(131)，所述侧挡(131)距离同侧的所述竖梁(120)侧壁之间的距离按照配合所述滚轮(210)的轴向宽度的方式设置。
10.根据权利要求8所述的动态光源装置，其特征在于，所述支架(220)包括横段(221)、第一竖直段(222)、斜行段(223)，所述横段(221)连接至所述滚轮(210)的轴心，所述第一竖直段(222)连接至横段(221)的另一端，所述斜行段(223)连接至所述第一竖直段(222)的另一端，所有所述斜行段(223)合并连接至所述伸缩组件(230)中的伸缩电机(231)，所述伸缩电机(231)沿伸缩方向的一端连接有第二竖直段(224)，所述光照部(300)是连接在所述第二竖直段上的。
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