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1、(10)申请公布号 CN 103557480 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103557480 A (21)申请号 201310551970.6 (22)申请日 2013.11.07 F21S 8/00(2006.01) F21V 14/02(2006.01) F21V 19/00(2006.01) F21V 23/04(2006.01) A01G 9/20(2006.01) F21Y 101/02(2006.01) (71)申请人 北京希睿思科技有限公司 地址 100102 北京市朝阳区广顺南大街 16 号院 2 号楼 8 层 801 (72)发明人 金英镐 金相模 (。
2、74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11369 代理人 史霞 (54) 发明名称 一种植物生长灯具 (57) 摘要 本发明公开了一种植物生长灯具， 包括 ： 灯 具本体， 其设置在植物的上方， 为植物供给灯光照 射， 供植物生长 ； 以及调节机构， 其与所述灯具本 体连接， 调节所述灯具本体上下移动， 以调节灯具 本体发出的灯光到被照射植物之间的距离。本发 明的灯具能够根据植物的高矮和不同生长周期调 剂灯光高度， 以此变化植物在不同阶段接受到的 光量， 促进植物的生长。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人。
3、民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103557480 A CN 103557480 A 1/2 页 2 1. 一种植物生长灯具， 其特征在于， 包括 ： 灯具本体， 其设置在植物的上方， 为植物供给灯光照射， 供植物生长 ； 以及 调节机构， 其与所述灯具本体连接， 调节所述灯具本体上下移动， 以调节灯具本体发出 的灯光到被照射植物顶尖之间的距离。 2. 如权利要求 1 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 还包括 ： 探测装置， 其探测所述灯具本体与植物顶尖之间的距离。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的植物生长灯具。
4、， 其特征在于， 所述调节机构包括 ： 钢丝线， 其一端连接至所述灯具本体 ； 卷轮， 所述钢丝线的另一端连接至所述卷轮， 且钢丝缠绕在卷轮上 ； 以及 转柄， 其与卷轮连接， 通过旋转带动卷轮转动， 以卷绕或释放钢丝绳。 4. 如权利要求 3 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述转柄为手动手柄。 5. 如权利要求 3 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述转柄与电机输出轴连接， 在电 机的带动下旋转。 6.如权利要求4或5所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述灯具本体包括多个平行排 列的条状结构， 每个条状结构上设置有多个均匀排列的 LED 灯泡。 7. 如权利要求 6 所述的植物生。
5、长灯具， 其特征在于， 所述 LED 灯泡包括两种波长的 灯泡， 一种是发出波长在 445nm 455nm 范围内的青光的青色灯泡， 另一种是发出波长在 655nm 665nm 范围内的红光的红色灯泡， 且所述红光灯泡和所述青光灯泡彼此间隔地设 置。 8. 如权利要求 7 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述青光灯泡发出的光线的波长 为 450nm， 所述红光灯泡发出的光线的波长为 660nm。 9. 如权利要求 7 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述 LED 灯泡还包括绿光灯泡， 其 发出波长在475485nm范围内的绿光， 且所述绿光灯泡、 红光灯泡和青光灯泡彼此间隔地 设置。 。
6、10. 如权利要求 1 或 7 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 还包括 ： 时间控制器， 其与所 述灯具本体连接， 用于控制灯具上灯泡的点亮时间。 11. 如权利要求 7 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述青光灯泡与红光灯泡的数量 相同， 且每个条状结构上的青光灯泡和红光灯泡均各自分成多组独立控制， 以通过开启 关闭部分青光灯泡或红光灯泡， 实现红光量和青光量的所需配比。 12.如权利要求1所述的植物生长灯具， 其特征在于， 灯具本体上设置有LED灯灯泡， 所 述灯泡发出脉冲式闪烁光进行植物照射。 13. 如权利要求 6 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述条状结构的与灯泡置放侧。
7、相 对的一侧设置有散热装置， 其为栅格状的金属材料。 14. 如权利要求 1 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述调节机构调节灯具处于植物 顶尖上方 5 15cm 处。 15. 如权利要求 11 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述调节机构与点亮灯泡的控 制需满足使得被照射植物接受到的光量不小于 80mole m2 s。 16. 如权利要求 11 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述独立控制控制为青光量与 红光量的比值为 3 7。 权 利 要 求 书 CN 103557480 A 2 2/2 页 3 17. 如权利要求 4 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述探测装置为触碰棒，。
8、 其从所 述灯具本体向下方延伸， 通过设置触碰棒的长度， 决定调节机构的调节距离。 18. 如权利要求 5 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 还包括 ： 控制器 ； 所述电机为伺服电机， 受到所述控制器的控制 ； 其中， 所述探测装置为触碰棒， 其从所述灯具本体向下方延伸， 触碰棒的端部设置有与 控制器通讯连接的触碰传感器， 当触碰传感器触碰到植物顶尖时， 发送触碰信号给控制器， 控制器根据该触碰信号控制伺服电机的运动。 19. 如权利要求 5 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 还包括 ： 控制器 ； 所述电机为伺服电机， 受到所述控制器的控制 ； 其中， 所述探测装置为激光测距仪， 控制。
9、器根据激光测距仪测到的距离控制伺服电机 的运转。 20. 如权利要求 6 所述的植物生长灯具， 其特征在于， 所述 LED 灯泡的非发光面一侧的 条状结构上对应有凹陷部， 以利于散热。 权 利 要 求 书 CN 103557480 A 3 1/5 页 4 一种植物生长灯具 技术领域 0001 本发明涉及灯光刺激植物生长技术， 尤其涉及一种在利用灯光全部或部分取代太 阳光实现植物增长的条件下的植物生长灯具。 背景技术 0002 为使植物生长， 绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌 ( 如带紫膜的嗜盐古 菌 ) 利用其细胞本身， 叶绿体在可见光的照射下， 将二氧化碳和水 ( 细菌为硫化氢和水 )。
10、 转 化为储存着能量的有机物， 并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。 植物之所以被称为 食物链的生产者， 是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通 过食用， 食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量， 效率为 10 20左右。 对于生物界的几乎所有生物来说， 这个过程是它们赖以生存的关键。 而地球上的碳氧循环， 光合作用是必不可少的。 0003 在促成叶绿素形成的太阳光中， 在可视光线中， 中心波长 450nm 附近的青色光与 660nm 附近的赤色光最为需要。 0004 利用灯光促进植物生长， 是无土栽培中使用的重要技术。既可以作为太阳光的有 益补充， 也可以。
11、取代太阳光， 而纯利用灯光使植物生长。 即便是有土栽培， 也可以使用灯光。 0005 由于利用灯光会耗费能源， 增加成本。如何有效地利用灯光， 使得浪费更少， 植物 生长更快， 成为摆在每个相关领域技术人员面前的课题。 发明内容 0006 本发明的目的在于提供一种更加有效的植物生长灯具， 在节约能源的同时， 使得 植物生长更快。 0007 本发明的又一目的在于提供一种能够随着植物的生长周期不同， 而自行调节的受 光量的植物生长灯具。 0008 为此， 本发明提供了一种植物生长灯具， 包括 ： 0009 灯具本体， 其设置在植物的上方， 为植物供给灯光照射， 供植物生长 ； 以及 0010 调节。
12、机构， 其与所述灯具本体连接， 调节所述灯具本体上下移动， 以调节灯具本体 发出的灯光到被照射植物顶尖之间的距离。 0011 优选的是， 所述的植物生长灯具还包括 ： 探测装置， 其探测所述灯具本体与植物顶 尖之间的距离。 0012 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述调节机构包括 ： 0013 钢丝线， 其一端连接至所述灯具本体 ； 0014 卷轮， 所述钢丝线的另一端连接至所述卷轮， 且钢丝缠绕在卷轮上 ； 以及 0015 转柄， 其与卷轮连接， 通过旋转带动卷轮转动， 以卷绕或释放钢丝绳。 0016 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述转柄为手动手柄。 0017 优选的是， 所述。
13、的植物生长灯具中， 所述转柄与电机输出轴连接， 在电机的带动下 说 明 书 CN 103557480 A 4 2/5 页 5 旋转。 0018 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述灯具本体包括多个平行排列的条状结构， 每个条状结构上设置有多个均匀排列的 LED 灯泡。 0019 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述 LED 灯泡包括两种波长的灯泡， 一种是发 出波长在 445nm 455nm 范围内的青光的青色灯泡， 另一种是发出波长在 655nm 665nm 范围内的红光的红色灯泡， 且所述红光灯泡和所述青光灯泡彼此间隔地设置。 0020 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述青光。
14、灯泡发出的光线的波长为 450nm， 所 述红光灯泡发出的光线的波长为 660nm。 0021 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述 LED 灯泡还包括绿光灯泡， 其发出波长在 475 485nm 范围内的绿光， 且所述绿光灯泡、 红光灯泡和青光灯泡彼此间隔地设置。 0022 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 还包括 ： 时间控制器， 其与所述灯具本体连接， 用于控制灯具上灯泡的点亮时间。 0023 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述青光灯泡与红光灯泡的数量相同， 且每个 条状结构上的青光灯泡和红光灯泡均各自分成多组独立控制， 以通过开启关闭部分青光 灯泡或红光灯泡， 实现红光量和。
15、青光量的所需配比。 0024 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 灯具本体上设置有 LED 灯灯泡， 所述灯泡发出 脉冲式闪烁光进行植物照射。 0025 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述条状结构的与灯泡置放侧相对的一侧设 置有散热装置， 其为栅格状的金属材料。 0026 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述调节机构调节灯具处于植物顶尖上方 5 15cm 处。 0027 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述调节机构与点亮灯泡的控制需满足使得 被照射植物接受到的光量不小于 80mole m2 s。 0028 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述独立控制控制为青光量与红光量的比值。
16、 为 3 7。 0029 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述探测装置为触碰棒， 其从所述灯具本体向 下方延伸， 通过设置触碰棒的长度， 决定调节机构的调节距离。 0030 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 还包括 ： 0031 控制器 ； 0032 所述电机为伺服电机， 受到所述控制器的控制 ； 0033 其中， 所述探测装置为触碰棒， 其从所述灯具本体向下方延伸， 触碰棒的端部设置 有与控制器通讯连接的触碰传感器， 当触碰传感器触碰到植物顶尖时， 发送触碰信号给控 制器， 控制器根据该触碰信号控制伺服电机的运动。 0034 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 还包括 ： 0035 控。
17、制器 ； 0036 所述电机为伺服电机， 受到所述控制器的控制 ； 0037 其中， 所述探测装置为激光测距仪， 控制器根据激光测距仪测到的距离控制伺服 电机的运转。 0038 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述 LED 灯泡的非发光面一侧的条状结构上 说 明 书 CN 103557480 A 5 3/5 页 6 对应有凹陷部， 以利于散热。 0039 本发明人发现， 光合作用中叶绿素对于青色波长(青紫色435450nm ： 叶绿素b) 的吸收最快， 并且对于植物 ( 主要是叶子 ) 的健康影响很大， 而赤色波长 (650 680nm ： 叶 绿素 a) 对于植物的花、 籽、 果实的健康。
18、影响很大。并且根据植物种类的不太， 青色光与赤色 光的比率也不尽相同。 0040 因此， LED 植物灯系统， 青色与赤色的比率为青色 X 赤色 (1-x) 设置。此时纯青色 的情况下 x=1， 纯赤色的情况下 x=0. 本发明目前设定 x=0.3. 0041 另外， 植物的光合作用不仅取决于光的波长， 也与光亮度有着非常重要的关联。 光 的亮度 (LUX)， 单位时间内光子 ( 光粒子 ) 数也是非常重要的。光亮的单位为 PPDF， 每株作 物在系统中均以 150mm 的高度约 150mole m2s 的频率进行普照。 0042 为使本 LED 植物灯的光均匀以及易于散热， 本发明采用 0.。
19、2w 的青色与赤色的 LED 灯泡。并且可以采用方形的 LED 灯泡。每个灯泡的功率只有 0.2w， 极大地降低了功耗。 0043 并且， 为了便于植物灯散热， 散热板 44( 包括散热槽 ) 的材料可以采用铝制， 散热 板 44 上还设置了多个条形槽。每个 LED 植物灯可以由 6 个 LED 条状结构 33 所组成， 如果 每个条状结构 33 上设置 100 个 LED 灯泡 12 或 22， 则可以采用工作电压为 DC24 伏， 这时消 耗的电量为 120 瓦特。 0044 为使 LED 植物灯能够正常工作， 可以将直流变压器 (SMPS) 的输入设定为 AC110 220 伏， 输出为。
20、 DC24 伏， 功率为 150w。 0045 同时， 为了方便设定 LED 植物灯的开闭， 还设置了一时间控制器， 这个时间控制器 可以控制 LED 植物灯的开启时间， 或其中部分 LED 植物灯的开启时间。 0046 另外， 为使光源稳定， 本发明采用直流电流。并且可以采用光源脉冲波， 就是闪烁 型控制的 LED 植物灯。由于二极管灯泡具有频繁开关不易损坏的特性， 而本发明人通过研 究又发现， 闪烁的 LED 植物灯不但能够节能， 减轻 LED 植物灯的散热压力， 而且还能够更好 地促进植物的生长。 0047 并且， 根据植物的种类不同， 光照量也不同， 为了调节光照量， 设置了光亮调节电。
21、 路， 设置了能够调节青色， 赤色， 绿色 LED 灯中各种颜色灯的亮灯数量与波长比率的调节装 置。同时， 在指定栽培对象的情况下， 波长与光比率也可以是固定的。 0048 并且， 为了适应适应空间的大小， 以及植物的种植规模， 设置了 LED 单元组， 可根 据需要自主增加数量。 0049 采用本发明的技术不但节约了能源， 而且极大地促进了植物的生长。 附图说明 0050 图 1 为本发明的植物生长灯具在植物生长盒中的设置示意图， 其中采用手动机构 调整灯具本体的上下运动 ； 0051 图 2 为本发明的植物生长灯具在植物生长盒中的设置示意图， 其中采用电动机构 调整灯具本体的上下运动 ； 。
22、0052 图 3 为本发明的植物生长灯具的条状结构与 LED 灯泡的排布示意图 ； 0053 图 4 为本发明的条状结构中 LED 灯泡与散热器之间的设置示意图。 说 明 书 CN 103557480 A 6 4/5 页 7 具体实施方式 0054 以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式。 0055 请参考图 1， 本发明提供了一种植物生长灯具， 包括 ： 0056 灯具本体， 其设置在植物 15 的上方， 为植物供给灯光照射， 供植物生长 ； 以及调节 机构 1， 其与所述灯具本体连接， 调节所述灯具本体上下移动， 以调节灯具本体发出的灯光 到被照射植物顶尖之间的距离。调节机构 1 为手动。
23、调节机构， 通过摇动手柄， 使得钢丝带动 灯具本体上下移动。当植物 15 刚开始生长的时候， 位置较低， 需要灯具本体向下运动。而 随着植物的增高， 向上调节灯具本体。 0057 所述的植物生长灯具还包括 ： 探测装置 24， 其探测所述灯具本体与植物顶尖之间 的距离。 0058 优选的是， 所述的植物生长灯具中， 所述调节机构包括 ： 0059 钢丝线， 其一端连接至所述灯具本体 23 ； 0060 卷轮 21， 所述钢丝线的另一端连接至所述卷轮， 且钢丝缠绕在卷轮上 ； 以及 0061 转柄， 其与卷轮连接， 通过旋转带动卷轮转动， 以卷绕或释放钢丝绳。 0062 所述的植物生长灯具中， 。
24、所述转柄 1 为手动手柄。 0063 所述的植物生长灯具中， 所述转柄 2 与电机输出轴连接， 在电机的带动下旋转。 0064 所述的植物生长灯具中， 所述灯具本体包括多个平行排列的条状结构， 如图 3 所 示， 每个条状结构上设置有多个均匀排列的 LED 灯泡 12(22)。 0065 所述的植物生长灯具中， 所述 LED 灯泡包括两种波长的灯泡， 一种是发出波长在 445nm455nm范围内的青光的青色灯泡， 另一种是发出波长在655nm665nm范围内的红 光的红色灯泡， 且所述红光灯泡和所述青光灯泡彼此间隔地设置。 0066 所述的植物生长灯具中， 所述青光灯泡发出的光线的波长为 45。
25、0nm， 所述红光灯泡 发出的光线的波长为 660nm。 0067 所述的植物生长灯具中， 所述 LED 灯泡还包括绿光灯泡， 其发出波长在 475 485nm 范围内的绿光， 且所述绿光灯泡、 红光灯泡和青光灯泡彼此间隔地设置。 0068 所述的植物生长灯具中， 还包括 ： 时间控制器， 其与所述灯具本体连接， 用于控制 灯具上灯泡的点亮时间。由于一些植物在生长过程中需要睡眠， 而一些植物不需要。因此 可以自动控制灯泡的点亮时间， 以让需要睡眠的植物得到休息。 0069 所述的植物生长灯具中， 所述青光灯泡与红光灯泡的数量相同， 且每个条状结构 上的青光灯泡和红光灯泡均各自分成多组独立控制，。
26、 以通过开启关闭部分青光灯泡或红 光灯泡， 实现红光量和青光量的所需配比。 0070 所述的植物生长灯具中， 灯具本体上设置有 LED 灯灯泡， 所述灯泡发出脉冲式闪 烁光进行植物照射。 0071 所述的植物生长灯具中， 所述条状结构的与灯泡置放侧相对的一侧设置有散热装 置， 其为栅格状的金属材料。例如为铝制材料， 其散热性能好。 0072 所述的植物生长灯具中， 所述调节机构调节灯具处于植物顶尖上方 5 15cm 处。 0073 所述的植物生长灯具中， 所述调节机构与点亮灯泡的控制需满足使得被照射植物 接受到的光量不小于 80mole m2 s。 0074 所述的植物生长灯具中， 所述独立控。
27、制控制为青光量与红光量的比值为37。 发 说 明 书 CN 103557480 A 7 5/5 页 8 明人发现， 这种比值的情况下， 植物生长迅速。 0075 所述的植物生长灯具中， 所述探测装置为触碰棒， 其从所述灯具本体向下方延伸， 通过设置触碰棒的长度， 决定调节机构的调节距离。 这是一种人工的方式， 可以通过人眼观 察来决定调整距离。 0076 所述的植物生长灯具中， 还包括 ： 0077 控制器 ； 0078 所述电机为伺服电机， 受到所述控制器的控制 ； 0079 其中， 所述探测装置为触碰棒， 其从所述灯具本体向下方延伸， 触碰棒的端部设置 有与控制器通讯连接的触碰传感器， 当。
28、触碰传感器触碰到植物顶尖时， 发送触碰信号给控 制器， 控制器根据该触碰信号控制伺服电机的运动。这是一种电动自动的方式。 0080 所述的植物生长灯具中， 还包括 ： 0081 控制器 ； 0082 所述电机为伺服电机， 受到所述控制器的控制 ； 0083 其中， 所述探测装置为激光测距仪， 控制器根据激光测距仪测到的距离控制伺服 电机的运转。激光测距仪可以探测 LED 灯泡 14 到植物顶尖的距离。 0084 如图 4 所示， 所述的植物生长灯具中， 所述 LED 灯泡 14 的非发光面一侧的条状结 构 33 上对应有凹陷部 46， 以利于散热。其中散热片 44 用于及时散出 LED 灯泡 14 发光产生 的热量。 0085 最后应说明的是 ： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解 ： 其依 然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而这些修改或者等同替换亦不能使修 改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。 说 明 书 CN 103557480 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103557480 A 9 2/2 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103557480 A 10 。