CN208312161U - 一种用于农作物种植的可升降变色led灯 - Google Patents

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Abstract

一种用于农作物种植的可升降变色LED灯：LED补光灯安装在一组可升降移动的灯架上，该灯架上的牵引绳通过滑轮与电机相连；LED补光灯设有可变色灯珠；控制灯架升降移动的灯架升降***中每一组补光灯的底部安装有一组用于测距高度的垂直雷达，每一排作物的侧面安装有一组用于测距作物水平高度的水平雷达以及一个激光测距模块；垂直雷达、水平雷达以及激光测距模块连接一处理器，该处理器控制电机；LED补光灯的设有灯光控制***，该灯光控制***中的光控开关和时控开关连接一控制器。本实用新型可以调整灯具固定高度和调整灯具的光谱。

Description

一种用于农作物种植的可升降变色LED灯
技术领域
本实用新型属于农作物种植技术领域，具体地涉及一种可升降变色发光二极管(LED)灯。
背景技术
农作物的生长离不开光照，同时植物也分为长日照植物和短日照植物。其中长日照植物对光照时间要求较长，只有光周期内有规律的达到较长的光照时间，植物才会开花坐果，否则只会进行普通生长，不会形成花芽。短日照植物的光照时间小于一定数值才会开花结果。
光照的光谱范围与植物生长有着十分密切的关系，其中对植物生长起到重要作用的是420nm-500nm(蓝光)和620nm-750nm(红光)。蓝光对光合作用影响最大，红光对光合作用与光周期效应有显著影响。
目前使用较广泛的是LED补光灯，通过发光二极管，在作物上方固定的高度安装全光谱或者某一固定光谱的照明灯。通过人工定时开关灯具，实现灯具对作物的照射，从而实现对农作物生长过程中所需光照的补充。
现有的LED补光灯，具有高度固定和光谱固定的技术不足。
高度固定是指一旦作物补光灯安装完毕，只能以统一高度对作物进行补光。但是在农业实际生产过程中，农作物的高度是随着生长过程不断变化的。特别是在现代农业温室生产过程中，为了节约作物生长空间，通常采用吊蔓式与落蔓式相结合的结合的生产方式。这两种方式的拉伸的作物生长过程对于垂直空间的利用。但是传统的固定方式的LED补光灯方式，却只能以唯一固定的高度对作物进行补光，使农作物在生长初期，因为距离补光灯较远，不能得到充分的补光灯照射。同时在农作物结果期，又因为距离补光灯过近而产生被灼伤的风险。
光谱固定是指现有作物补光灯一旦出厂安装完毕后，只能以唯一的光谱对作物进行补光。从精准农业以及植物学的角度来讲，农作物在不同生产阶段需要的光谱特性是不一样的。传统的LED补光灯因为设计时技术有限，一旦出厂和安装完毕后就不能进行补光光谱范围的调节。所以传统的LED补光灯为了顾及更广泛的使用范围，就只能设计为全光谱。这种设计在使用过程中，即浪费了电能，又没有做到对作物不同生长阶段进行针对性光源的补充。并且有可能导致作物因强光照射而导致的灼伤风险。
因此设计一种更加适合农作物生长过程的LED农作物补光灯是很有必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于农作物种植的可升降变色LED灯，以改进公知的LED补光灯存在的不足。
为实现上述目的，本实用新型提供的用于农作物种植的可升降变色LED灯，其结构为：
LED补光灯安装在一组可升降移动的灯架上，该灯架上的牵引绳通过滑轮与电机相连；
LED补光灯设有可变色灯珠；
控制灯架升降移动的灯架升降***中每一组补光灯的底部安装有一组用于测距高度的垂直雷达，每一排作物的侧面安装有一组用于测距作物水平高度的水平雷达以及一个激光测距模块；
垂直雷达、水平雷达以及激光测距模块连接一处理器，该处理器控制电机；
LED补光灯上设有灯光控制***，该灯光控制***中的光控开关和时控开关连接一控制器。
所述用于农作物种植的可升降变色LED灯中，LED补光灯为多色、可变色灯珠。
所述用于农作物种植的可升降变色LED灯中，激光测距模块为沈达威SW-LDS50A。
本实用新型具有如下优点：
1、改进了灯具固定高度而导致的补光不充分、针对性不强的缺陷。
2、改进了灯具因为固定光谱而导致的补光针对性不强，浪费电能的缺陷。
附图说明
图1为本实用新型可升降变色LED灯的结构示意图。
图2为图1中灯光控制***的结构示意图。
其中：1-滑轮，2-牵引绳，3-电机。4-灯光控制***，5-LED补光灯，6-垂直雷达，7-光控开关，8-时控开关，9-控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明，
本实用新型提供的可升降变色LED灯，其原理和结构为：
本实用新型技术通过增加灯具的自动升降机构实现解决灯具固定高度而导致的补光不充分、针对性不强的问题。本实用新型改变了传统的将LED补光灯5安装在温室棚顶或者是某一固定位置的方式，将LED补光灯安装在一组可移动的灯架上，再通过一组牵引绳2与滑轮1使灯架与电机3相连。通过电机3带动牵引绳2，牵引绳2带动灯架，实现灯架的升降功能，同时也实现了安装在灯架上LED补光灯的升降功能。
为自动控制本实用新型的灯架升降，设计有灯架升降***。该灯架升降***加入了激光测距与雷达感应相关电子元件，即在每一排作物的侧面安装一组作物水平高度雷达(简称水平雷达)，在每一组灯具底部(同时也是作物的正上方)，安装一组垂直高度测距雷达6(简称垂直雷达)。安装水平雷达的主要功能实为了广泛的获取在统一水平面上作物生长情况的数据，以及该水平面上作物的最高高度、最低高度和最普遍高度。在收集相关数据后，灯架升降***会根据该水平面上最高作物的高度调整单个灯架组的高度，始终与农作物保持一定的距离，避免产生对农作物产生光灼伤。在一个具体实施例中灯架升降***采用了一个激光测距模块，如但不限于沈达威SW-LDS50A。
本实用新型的LED补光灯在水平雷达和垂直雷达收集此组灯架下方农作物的生长情况与生长水平的相关数据后，将数据传回处理***。本实用新型的处理***是一个处理器，主要作用就是判断水平雷达和垂直雷达传回的数据是否在合理的阈值之内。如果超过了阈值，处理器就会控制电机及滑轮提升或降低LED补光灯高度及位置，由处理***自动给出该组补光灯与农作物的最佳距离，从而实现补光灯精确定位的目标，达到升降补光灯的效果。本实用新型的处理器没有严格要求，只要能达到上述功能即可使用。
本实用新型在传统灯具的基础上，在LED补光灯前端增加了灯光控制***4，其中的光控开关7利用发光二极管的物理原理，通过控制器9改变电流实现补光灯颜色的变化。同时在传统单一颜色补光灯灯珠的基础上，增加了多色、可变色灯珠，首先从物理角度实现了补光灯颜色可变。在使用过程中，将长期农业生产过程中积累的数据导入到补光灯控制***中的，根据作物种植的品种、生长阶段以及气候的实际情况，由控制器9不断动态调整时控开关8，以调整补光时间、光照比例等参数，实现对作物强针对性的补光。在一个具体实施例中控制器9为市售的LED变色控制器。
实施例1
在温室内番茄周年生产中的应用。
在温室内番茄种植过程中，番茄仔刚开始定植的时候，番茄苗距离地面较近，高度较低。在对于这种情况进行补光的时候，可以将灯具的高度下降到作物正上方5cm到10cm处针对番茄苗进行补光。同时，根据植物学相关理论和农学以及植保学相关数据，将LED补光灯的光谱特性(一般为红蓝光谱)调整到番茄苗最适宜的光照度比例。
随后番茄进入快速成长期。在快速成长期，灯具可以依靠垂直雷达与水平雷达自动调整灯具的高度，始终让灯具保持在作物正上方10cm的位置对作物进行补光。同时，也可以将灯具的红蓝比例调整至最适宜作物快速增长时所需要的光谱。
之后番茄进入结果期。在结果期，灯具可以按照原来的原理，始终保证自动对作物顶端生长进行补光(原理与快速成长期相同)。同时灯具还可以利用手动调节方式，手动下降到番茄的结果层高度。之后调整灯具的光谱特性，对果实转色进行针对性的补光。与果实转色补光原理相同，也可以针对作物茎生长、叶生长、根生长都可以进行针对性的补光。
虽然本实用新型已以实施例公开如上，然其并非用于限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本实用新型的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (3)

1.一种用于农作物种植的可升降变色LED灯，其特征是：
LED补光灯安装在一组可升降移动的灯架上，该灯架上的牵引绳通过滑轮与电机相连；
LED补光灯设有可变色灯珠；
控制灯架升降移动的灯架升降***中每一组补光灯的底部安装有一组用于测距高度的垂直雷达，每一排作物的侧面安装有一组用于测距作物水平高度的水平雷达以及一个激光测距模块；
垂直雷达、水平雷达以及激光测距模块连接一处理器，该处理器控制电机；
LED补光灯上设有灯光控制***，该灯光控制***中的光控开关和时控开关连接一控制器。
2.根据权利要求1所述用于农作物种植的可升降变色LED灯，其特征是：LED补光灯为多色、可变色灯珠。
3.根据权利要求1所述用于农作物种植的可升降变色LED灯，其特征是：激光测距模块为沈达威SW-LDS50A。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112586241A (zh) * 2021-01-14 2021-04-02 浙江大学 一种基于物联网智慧型设施作物补光装置
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