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19 中华人民共和国 国家知识产权局 12 实用新型专利 10 授权公告号 45 授权公告日 21 申请号 201922134312 2 22 申请日 2019 12 03 73 专利权人 浙江 大 学 地址 310000 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路86 6号 72 发明人 喻景权 74 专利代理机构 北京和信华成知识产权代理 事务所 普通 合 伙 1 1390 代理人 席卷 51 Int Cl H05B 45 10 2020 01 H05B 45 20 2020 01 54 实用新型名称 一种全光谱L ED植物生长灯 57 摘要 本实用新型实施例公开了一种全光谱LED植 物生长灯 包括若干个分别用于产生红光的LED 红光灯 若干个用于产生蓝光的LED蓝光灯 若干 个用于产生绿光的LED绿光灯 以及用于调制光 波长度的光波调制模块 本方案优化了LED灯的 光谱 使得整个LED植物生长灯以红蓝光为主 同 时兼具其它可视光源 有效地提高植物光合作用 效率 促进植物生长发育 主要用于植物工厂和 组培工厂植物生长用 成本低 通用性高 同时缩 短了光照时长 降低能耗成本 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 211184330 U 2020 08 04 CN 211184330 U 1 一种全光谱LED植物生长灯 其特征在于 包括若干个分别用于产生红光的LED红光 灯 1 若干个用于产生蓝光的LED蓝光灯 2 若干个用于产生绿光的LED绿光灯 3 以及 用于调制光波长度的光波调制模块 4 2 根据权利要求1所述的一种全光谱LED植物生长灯 其特征在于 所述LED红光灯 1 LED蓝光灯 2 和LED绿光灯 3 按照红光 绿光 蓝光为一组顺次排列 3 根据权利要求1所述的一种全光谱LED植物生长灯 其特征在于 所述光波调制模块 4 包括用于调制红光波长的红光调制模块 401 用于调制蓝光波长的蓝光调制模块 402 以及用于调制绿光波长的绿光调制模块 403 所述红光调制模块 401 与LED红光 灯 1 连接 所述蓝光调制模块 402 与LED蓝光灯 2 连接 所述绿光调制模块 403 与LED 绿光灯 3 连接 4 根据权利要求3所述的一种全光谱LED植物生长灯 其特征在于 所述红光调制模块 401 蓝光调制模块 402 和绿光调制模块 403 均包括单片机芯片 5 以及与单片机芯 片 5 连接的功率调制驱动电路 6 所述功率调制驱动电路 6 的输出端分别与LED红光灯 1 LED蓝光灯 2 和LED绿光灯 3 连接 5 根据权利要求3所述的一种全光谱LED植物生长灯 其特征在于 还包括灯管外壳 7 以及设置在灯管外壳 7 内部的耐热绝缘板 8 所述LED红光灯 1 LED蓝光灯 2 和 LED绿光灯 3 安装在耐热绝缘板 8 上 所述红光调制模块 401 蓝光调制模块 402 和绿 光调制模块 403 安装在耐热绝缘板 8 与灯管外壳 7 之间的空腔内 所述灯管外壳 7 上 设有安装机构 9 6 根据权利要求5所述的一种全光谱LED植物生长灯 其特征在于 所述安装机构 9 包 括安装在墙顶的定位桩 901 以及设置在灯管外壳 7 两端之间的金属链条 902 所述定 位桩 901 的下端设有贯穿孔槽 903 所述金属链条 902 穿过定位桩 901 的贯穿孔槽 903 所述定位桩 901 的外表面安装有驱动电机 904 所述驱动电机 904 的输出轴安 装有位于金属链条 902 上方的齿轮 905 所述齿轮 905 与金属链条 902 啮合传动 7 根据权利要求6所述的一种全光谱LED植物生长灯 其特征在于 所述定位桩 901 的 下表面和灯管外壳 7 的上表面中心位置设有用于增加稳定性的牵引绳 10 权 利 要 求 书 1 1 页 2 CN 211184330 U 一种全光谱LED植物生长灯 技术领域 0001 本实用新型实施例涉及植物生长灯技术领域 具体涉及一种全光谱 LED植物生长 灯 背景技术 0002 光 是植物生长发育不可或缺的因素之一 通过光质调节 控制植株形态建成是设 施栽培领域的一项重要技术 植物照明的光谱复杂且多样化 不同植物在不同环境或不同 生长周期中所需要的光谱都不尽相同 目前在LED照明方面 主要有三种技术方案 一是以 多种单色光组合 以对植物光合作用最有效的峰值为450nm 660nm的光谱和对植物开花诱 导的730nm波段这三段光谱为主 再加少许525nm的绿光以及低于380nm的紫外波段 依照植 物的不同需求组合出最适宜的光谱 二是仿太阳光光谱 也叫全光谱 这种光谱的优点在于 不会出差错 且成本较单色光组合低 被大众广泛接受 三是将以上两种方案结合起来 以 全光谱白光为主 加上660nm的红光来提高光谱的有效性 这种方案较经济实用 具有一定 的市场应用价值 0003 当前市场上植物生长灯产品众多 但还存在如下缺陷 0004 1 植物生长灯光质比例搭配不合理 光谱不符合植物生长需求 光照强度偏弱 人体视觉体验感差 也影响光合作用效果 0005 2 光质调控单元结构复杂 通用性低 成本高 实用新型内容 0006 为此 本实用新型实施例提供一种全光谱LED植物生长灯 采用红灯 蓝灯和绿灯 三色灯的匹配使用 通过调制三色灯的光波波长 将植物生长灯的灯光波长调整至符合植 物最高生长效率的波长 以解决现有技术中由于的问题 0007 为了实现上述目的 本实用新型的实施方式提供如下技术方案 一种全光谱LED植 物生长灯 包括若干个分别用于产生红光的LED红光灯 若干个用于产生蓝光的LED蓝光灯 若干个用于产生绿光的LED 绿光灯 以及用于调制光波长度的光波调制模块 0008 作为本实用新型的一种优选方案 所述LED红光灯 LED蓝光灯和 LED绿光灯按照 红光 绿光 蓝光为一组顺次排列 0009 作为本实用新型的一种优选方案 所述光波调制模块包括用于调制红光波长的红 光调制模块 用于调制蓝光波长的蓝光调制模块 以及用于调制绿光波长的绿光调制模块 所述红光调制模块与LED红光灯连接 所述蓝光调制模块与LED蓝光灯连接 所述绿光调制 模块与LED 绿光灯连接 0010 作为本实用新型的一种优选方案 所述红光调制模块 蓝光调制模块和绿光调制 模块均包括单片机芯片 以及与单片机芯片连接的功率调制驱动电路 所述功率调制驱动 电路的输出端分别与LED红光灯 LED 蓝光灯和LED绿光灯连接 0011 作为本实用新型的一种优选方案 还包括灯管外壳 以及设置在灯管外壳内部的 说 明 书 1 5 页 3 CN 211184330 U 耐热绝缘板 所述LED红光灯 LED蓝光灯和LED绿光灯安装在耐热绝缘板上 所述红光调制 模块 蓝光调制模块和绿光调制模块安装在耐热绝缘板与灯管外壳之间的空腔内 所述灯 管外壳上设有安装机构 0012 作为本实用新型的一种优选方案 所述安装机构包括安装在墙顶的定位桩 以及 设置在灯管外壳两端之间的金属链条 所述定位桩的下端设有贯穿孔槽 所述金属链条穿 过定位桩的贯穿孔槽 所述定位桩的外表面安装有驱动电机 所述驱动电机的输出轴安装 有位于金属链条上方的齿轮 所述齿轮与金属链条啮合传动 0013 作为本实用新型的一种优选方案 所述定位桩的下表面和灯管外壳的上表面中心 位置设有用于增加稳定性的牵引绳 0014 本实用新型的实施方式具有如下优点 0015 1 本实用新型优化了LED灯的光谱 使得整个LED植物生长灯以红蓝绿光为主 由 于红绿蓝作为三原色 在配合使用时接近于白色 因此人体视觉体验感优 有效地提高植物 光合作用效率 促进植物生长发育 主要用于植物工厂和组培工厂植物生长用 成本低 通 用性高 0016 2 本实用新型在促进植物生长同时 可缩短植物生长灯的使用时长 只需在在阴 雨天补光和日落后延时补光2小时后使用本全光谱LED 植物生长灯 则相对而言可提高植 物生长速度 促进植物生长 不用全日制的打开植物生长灯 因此提高了LED光源光效 可达 46 79lm W 耗电成本可控 0017 3 本实用新型调制红灯 蓝灯和绿灯的波长 并且红灯 蓝灯和绿灯的波长分别 固定在660nm 450nm和520nm 与叶绿素a在430nm 和662nm 叶绿素b在光波长为453nm和 642nm达到最大吸收峰相符 因此能有效地提高植物光合作用效率 促进植物生长发育 同 时还提高了LED光源效率 附图说明 0018 为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案 下面将对实 施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍 显而易见地 下面描述中的附 图仅仅是示例性的 对于本领域普通技术人员来讲 在不付出创造性劳动的前提下 还可以 根据提供的附图引伸获得其它的实施附图 0019 本说明书所绘示的结构 比例 大小等 均仅用以配合说明书所揭示的内容 以供 熟悉此技术的人士了解与阅读 并非用以限定本实用新型可实施的限定条件 故不具技术 上的实质意义 任何结构的修饰 比例关系的改变或大小的调整 在不影响本实用新型所能 产生的功效及所能达成的目的下 均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范 围内 0020 图1为本实用新型实施方式中植物生长灯的结构框图 0021 图2为本实用新型实施方式中植物生长灯的电路图 0022 图3为本实用新型实施方式中植物生长灯的安装结构示意图 0023 图中 0024 1 LED红光灯 2 LED蓝光灯 3 LED绿光灯 4 光波调制模块 5 单片机芯片 6 功 率调制驱动电路 7 灯管外壳 8 耐热绝缘板 9 安装机构 10 牵引绳 说 明 书 2 5 页 4 CN 211184330 U 0025 401 红光调制模块 402 蓝光调制模块 403 绿光调制模块 0026 901 定位桩 902 金属链条 903 贯穿孔槽 904 驱动电机 905 齿轮 具体实施方式 0027 以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式 熟悉此技术的人士可由本 说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效 显然 所描述的实施例是 本实用新型一部分实施例 而不是全部的实施例 基于本实用新型中的实施例 本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 都属于本实用新型保护 的范围 0028 实施例1 0029 如图1至图3所示 本实用新型提供了一种全光谱LED植物生长灯 本实用新型优化 了LED灯的光谱 使得整个LED植物生长灯以红蓝光为主 同时兼具其它可视光源 应用本实 施方式的植物生长灯能有效地提高植物光合作用效率 促进植物生长发育 主要用于植物 工厂和组培工厂植物生长用 成本低 通用性高 0030 相应的 在促进植物生长同时 可缩短植物生长灯的使用时长 只需在在阴雨天补 光和日落后延时补光2小时后使用本全光谱LED植物生长灯 则相对而言可提高植物生长速 度 促进植物生长 不用全日制的打开植物生长灯 因此提高了LED光源光效 可达46 79lm W 耗电成本可控 0031 同时由于红绿蓝色作为三原色 在配合使用时接近于白色 因此人体视觉体验感 优 0032 本实施方式的植物生长灯具体包括灯管外壳7 设置在灯管外壳 内部的耐热绝缘 板8 以及若干个分别用于产生红光的LED红光灯1 若干个用于产生蓝光的LED蓝光灯2 若 干个用于产生绿光的LED绿光灯3 LED红光灯1 LED蓝光灯2和LED绿光灯3按照红光 绿光 蓝光为一组顺次排列在耐热绝缘板8上 耐热绝缘板 不受光热照射而老化 因此保证生长 灯的使用寿命长 0033 红绿蓝色作为三原色 将红光 绿光 蓝光为一组顺次排列时 三种颜色的灯光的 叠加处接近于白色 因此人体视觉体验感优 0034 另外本植物生长灯还包括调制光波长度的光波调制模块4 光波调制模块 包括用 于调制红光波长的红光调制模块401 用于调制蓝光波长的蓝光调制模块402 以及用于调 制绿光波长的绿光调制模块403 所述红光调制模块401与LED红光灯1连接 所述蓝光调制 模块402与LED蓝光灯 2连接 所述绿光调制模块403与LED绿光灯3连接 0035 红光调制模块401 蓝光调制模块402和绿光调制模块403安装在耐热绝缘板8与灯 管外壳7之间的空腔内 在对绿光灯 红光灯和蓝光灯通电时 对灯的波长进行调制 使得灯 光波长符合植物最佳生长条件 0036 红光调制模块401 蓝光调制模块402和绿光调制模块403均包括单片机芯片5 以 及与单片机芯片5连接的功率调制驱动电路6 所述功率调制驱动电路 的输出端分别与LED 红光灯1 LED蓝光灯2和LED绿光灯3连接 0037 本实施方式通过改变单片机芯片的输入信号 改变功率调制驱动电路的功率 因 此可对应改变LED红光灯1 LED蓝光灯2和LED绿光灯3的工作强度 调整红光 蓝光和绿光的 说 明 书 3 5 页 5 CN 211184330 U 光波波长 直至LED灯的灯光符合最佳的光合作用条件 0038 其中红光调制模块401将LED红光灯1的红光波长调制为660nm左右 蓝光调制模块 402将LED蓝光灯2的蓝光波长调制为450nm左右 绿光调制模块403将LED绿光灯3的绿光波 长调制为520nm左右 这与叶绿素a在光波长为430nm和662nm 叶绿素b在光波长为453nm和 642nm时达到最大吸收峰相符 因此能有效地提高植物光合作用效率 促进植物生长发育 同时还提高了LED光源光效 可达46 79lm W 对植物生长发育人体视觉体验感优 主要用于 植物工厂和组培工厂植物生长用 成本低 通用性高 0039 现有的大多植物生长灯均直接固定安装在墙顶上 不会出现任何方向的摆动 因 此为了所有植物均能得到最佳的照射条件 植物生长灯的需求量大 在墙顶上安装很多的 植物生长灯 成本高 资源浪费多 0040 为了解决上述问题 本实施方式在灯管外壳7上设有安装机构9 本实施方式的安 装机构9将植物生长灯活动安装 可在一定范围内摇摆倾斜 因此扩大了植物生长灯的照射 范围 因此减少植物生长灯的需求量 减少成本 0041 安装机构9包括安装在墙顶的定位桩901 以及设置在灯管外壳7两端之间的金属 链条902 所述定位桩901的下端设有贯穿孔槽903 所述金属链条902穿过定位桩901的贯穿 孔槽903 所述定位桩901的外表面安装有驱动电机904 所述驱动电机904的输出轴安装有 位于金属链条902上方的齿轮905 所述齿轮905与金属链条902啮合传动 0042 金属链条902的两端分别与灯管外壳7的两端固定连接 因此驱动电机904工作时 通过齿轮905与金属链条902啮合传动 带动金属链条902 移动 从而灯管外壳7本体将发生 倾斜 由于驱动电机904可重复性的正反转 则灯管外壳7循环重复性的在一定范围内摇摆 因此可扩大每个植物生长灯的照射范围 减少植物生长灯的需求量 0043 本实施方式的安装机构9具体工作原理如下 0044 1 正常情况下 金属链条902关于定位桩901对称分布 因此灯管外壳7呈水平状 态 促进其照射范围内的植物生长 0045 2 驱动电机904正转 通过齿轮905与金属链条902啮合 带动金属链条902移动 则灯管外壳7一端的金属链条902收紧减短 灯管外壳7 的一端上移 灯管外壳7另一端的金 属链条902放长紧拉 灯管外壳7的另一端下移 因此灯管外壳7呈现倾斜状态 扩大植物生 长灯的照射范围 0046 3 驱动电机904反转 通过齿轮905与金属链条902啮合 带动金属链条902移动 则灯管外壳7另一端的金属链条902渐渐收紧减短 灯管外壳7另一端渐渐上移 灯管外壳7 一端的金属链条902相对放长紧拉 灯管外壳7的一端下移 因此灯管外壳 呈现反向倾斜状 态 扩大植物生长灯的照射范围 0047 根据上述 1 2 3 驱动电机904在控制单元的作用下 控制齿轮905的正反转 圈数 金属链条902将在一定范围内移动 则植物生长灯可在一定的角度范围内循环摆动 扩大植物生长灯的照射范围 减少植物生长灯的需求量 使用较少的植物生长灯即可对所 有植物进行照射 0048 本实施方式中使用的控制单元 可以总体控制所有植物生长灯的摆动 也可以单 独设置在单个定位桩901上 独立控制每个植物生长灯的摆动 控制单元可以为简单的51单 片机即可 说 明 书 4 5 页 6 CN 211184330 U 0049 另外 定位桩901的下表面和灯管外壳7的上表面中心位置设有用于增加稳定性的 牵引绳10 牵引绳10可防止灯管外壳7的意外掉落 0050 实施例2 0051 在草莓的栽培应用中 通过使用实施例1中的全光谱LED植物生长灯 在阴雨天补 光和日落后延时补光2小时发现 草莓株高相比对照提高 26 光合效率 阴雨天 增加 82 单季增产37 草莓膨大和转色时间提前 糖度提高 4 冬季每月补光约100 120小 时 每亩能耗3 5kw 耗电成本可控 0052 实施例3 0053 在蔬菜生产中 尤其是对光照条件要求较高的茄果类 瓜类蔬菜如黄瓜 番茄 甜 瓜等 该技术可大幅度提高蔬菜成活率 进而提升蔬菜的产量和品质 在用全光谱LED植物 生长灯对这几种蔬菜嫁接育苗成活率影响的试验中 分别对10株嫁接黄瓜 10株嫁接番茄 和12株嫁接甜瓜进行光照度为8574lux 5148lux和5148lux的全光谱LED植物生长灯照射 结果发现这三种蔬菜嫁接苗的成活率均为100 0054 虽然 上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述 但 在本实用新型基础上 可以对之作一些修改或改进 这对本领域技术人员而言是显而易见 的 因此 在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进 均属于本实用新型要 求保护的范围 说 明 书 5 5 页 7 CN 211184330 U 图1 说 明 书 附 图 1 3 页 8 CN 211184330 U 图2 说 明 书 附 图 2 3 页 9 CN 211184330 U 图3 说 明 书 附 图 3 3 页 10 CN 211184330 U
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