19 中華人民共和國 國家知識產權局 12 實用新型專利 10 授權公告號 45 授權公告日 21 申請?zhí)?201922134312 2 22 申請日 2019 12 03 73 專利權人 浙江 大 學 地址 310000 浙江省杭州市西湖區(qū)余杭塘 路86 6號 72 發(fā)明人 喻景權 74 專利代理機構 北京和信華成知識產權代理 事務所 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 實用新型名稱 一種全光譜L ED植物生長燈 57 摘要 本實用新型實施例公開了一種全光譜LED植 物生長燈 包括若干個分別用于產生紅光的LED 紅光燈 若干個用于產生藍光的LED藍光燈 若干 個用于產生綠光的LED綠光燈 以及用于調制光 波長度的光波調制模塊 本方案優(yōu)化了LED燈的 光譜 使得整個LED植物生長燈以紅藍光為主 同 時兼具其它可視光源 有效地提高植物光合作用 效率 促進植物生長發(fā)育 主要用于植物工廠和 組培工廠植物生長用 成本低 通用性高 同時縮 短了光照時長 降低能耗成本 權利要求書1頁 說明書5頁 附圖3頁 CN 211184330 U 2020 08 04 CN 211184330 U 1 一種全光譜LED植物生長燈 其特征在于 包括若干個分別用于產生紅光的LED紅光 燈 1 若干個用于產生藍光的LED藍光燈 2 若干個用于產生綠光的LED綠光燈 3 以及 用于調制光波長度的光波調制模塊 4 2 根據(jù)權利要求1所述的一種全光譜LED植物生長燈 其特征在于 所述LED紅光燈 1 LED藍光燈 2 和LED綠光燈 3 按照紅光 綠光 藍光為一組順次排列 3 根據(jù)權利要求1所述的一種全光譜LED植物生長燈 其特征在于 所述光波調制模塊 4 包括用于調制紅光波長的紅光調制模塊 401 用于調制藍光波長的藍光調制模塊 402 以及用于調制綠光波長的綠光調制模塊 403 所述紅光調制模塊 401 與LED紅光 燈 1 連接 所述藍光調制模塊 402 與LED藍光燈 2 連接 所述綠光調制模塊 403 與LED 綠光燈 3 連接 4 根據(jù)權利要求3所述的一種全光譜LED植物生長燈 其特征在于 所述紅光調制模塊 401 藍光調制模塊 402 和綠光調制模塊 403 均包括單片機芯片 5 以及與單片機芯 片 5 連接的功率調制驅動電路 6 所述功率調制驅動電路 6 的輸出端分別與LED紅光燈 1 LED藍光燈 2 和LED綠光燈 3 連接 5 根據(jù)權利要求3所述的一種全光譜LED植物生長燈 其特征在于 還包括燈管外殼 7 以及設置在燈管外殼 7 內部的耐熱絕緣板 8 所述LED紅光燈 1 LED藍光燈 2 和 LED綠光燈 3 安裝在耐熱絕緣板 8 上 所述紅光調制模塊 401 藍光調制模塊 402 和綠 光調制模塊 403 安裝在耐熱絕緣板 8 與燈管外殼 7 之間的空腔內 所述燈管外殼 7 上 設有安裝機構 9 6 根據(jù)權利要求5所述的一種全光譜LED植物生長燈 其特征在于 所述安裝機構 9 包 括安裝在墻頂?shù)亩ㄎ粯?901 以及設置在燈管外殼 7 兩端之間的金屬鏈條 902 所述定 位樁 901 的下端設有貫穿孔槽 903 所述金屬鏈條 902 穿過定位樁 901 的貫穿孔槽 903 所述定位樁 901 的外表面安裝有驅動電機 904 所述驅動電機 904 的輸出軸安 裝有位于金屬鏈條 902 上方的齒輪 905 所述齒輪 905 與金屬鏈條 902 嚙合傳動 7 根據(jù)權利要求6所述的一種全光譜LED植物生長燈 其特征在于 所述定位樁 901 的 下表面和燈管外殼 7 的上表面中心位置設有用于增加穩(wěn)定性的牽引繩 10 權 利 要 求 書 1 1 頁 2 CN 211184330 U 一種全光譜LED植物生長燈 技術領域 0001 本實用新型實施例涉及植物生長燈技術領域 具體涉及一種全光譜 LED植物生長 燈 背景技術 0002 光 是植物生長發(fā)育不可或缺的因素之一 通過光質調節(jié) 控制植株形態(tài)建成是設 施栽培領域的一項重要技術 植物照明的光譜復雜且多樣化 不同植物在不同環(huán)境或不同 生長周期中所需要的光譜都不盡相同 目前在LED照明方面 主要有三種技術方案 一是以 多種單色光組合 以對植物光合作用最有效的峰值為450nm 660nm的光譜和對植物開花誘 導的730nm波段這三段光譜為主 再加少許525nm的綠光以及低于380nm的紫外波段 依照植 物的不同需求組合出最適宜的光譜 二是仿太陽光光譜 也叫全光譜 這種光譜的優(yōu)點在于 不會出差錯 且成本較單色光組合低 被大眾廣泛接受 三是將以上兩種方案結合起來 以 全光譜白光為主 加上660nm的紅光來提高光譜的有效性 這種方案較經濟實用 具有一定 的市場應用價值 0003 當前市場上植物生長燈產品眾多 但還存在如下缺陷 0004 1 植物生長燈光質比例搭配不合理 光譜不符合植物生長需求 光照強度偏弱 人體視覺體驗感差 也影響光合作用效果 0005 2 光質調控單元結構復雜 通用性低 成本高 實用新型內容 0006 為此 本實用新型實施例提供一種全光譜LED植物生長燈 采用紅燈 藍燈和綠燈 三色燈的匹配使用 通過調制三色燈的光波波長 將植物生長燈的燈光波長調整至符合植 物最高生長效率的波長 以解決現(xiàn)有技術中由于的問題 0007 為了實現(xiàn)上述目的 本實用新型的實施方式提供如下技術方案 一種全光譜LED植 物生長燈 包括若干個分別用于產生紅光的LED紅光燈 若干個用于產生藍光的LED藍光燈 若干個用于產生綠光的LED 綠光燈 以及用于調制光波長度的光波調制模塊 0008 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案 所述LED紅光燈 LED藍光燈和 LED綠光燈按照 紅光 綠光 藍光為一組順次排列 0009 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案 所述光波調制模塊包括用于調制紅光波長的紅 光調制模塊 用于調制藍光波長的藍光調制模塊 以及用于調制綠光波長的綠光調制模塊 所述紅光調制模塊與LED紅光燈連接 所述藍光調制模塊與LED藍光燈連接 所述綠光調制 模塊與LED 綠光燈連接 0010 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案 所述紅光調制模塊 藍光調制模塊和綠光調制 模塊均包括單片機芯片 以及與單片機芯片連接的功率調制驅動電路 所述功率調制驅動 電路的輸出端分別與LED紅光燈 LED 藍光燈和LED綠光燈連接 0011 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案 還包括燈管外殼 以及設置在燈管外殼內部的 說 明 書 1 5 頁 3 CN 211184330 U 耐熱絕緣板 所述LED紅光燈 LED藍光燈和LED綠光燈安裝在耐熱絕緣板上 所述紅光調制 模塊 藍光調制模塊和綠光調制模塊安裝在耐熱絕緣板與燈管外殼之間的空腔內 所述燈 管外殼上設有安裝機構 0012 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案 所述安裝機構包括安裝在墻頂?shù)亩ㄎ粯?以及 設置在燈管外殼兩端之間的金屬鏈條 所述定位樁的下端設有貫穿孔槽 所述金屬鏈條穿 過定位樁的貫穿孔槽 所述定位樁的外表面安裝有驅動電機 所述驅動電機的輸出軸安裝 有位于金屬鏈條上方的齒輪 所述齒輪與金屬鏈條嚙合傳動 0013 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案 所述定位樁的下表面和燈管外殼的上表面中心 位置設有用于增加穩(wěn)定性的牽引繩 0014 本實用新型的實施方式具有如下優(yōu)點 0015 1 本實用新型優(yōu)化了LED燈的光譜 使得整個LED植物生長燈以紅藍綠光為主 由 于紅綠藍作為三原色 在配合使用時接近于白色 因此人體視覺體驗感優(yōu) 有效地提高植物 光合作用效率 促進植物生長發(fā)育 主要用于植物工廠和組培工廠植物生長用 成本低 通 用性高 0016 2 本實用新型在促進植物生長同時 可縮短植物生長燈的使用時長 只需在在陰 雨天補光和日落后延時補光2小時后使用本全光譜LED 植物生長燈 則相對而言可提高植 物生長速度 促進植物生長 不用全日制的打開植物生長燈 因此提高了LED光源光效 可達 46 79lm W 耗電成本可控 0017 3 本實用新型調制紅燈 藍燈和綠燈的波長 并且紅燈 藍燈和綠燈的波長分別 固定在660nm 450nm和520nm 與葉綠素a在430nm 和662nm 葉綠素b在光波長為453nm和 642nm達到最大吸收峰相符 因此能有效地提高植物光合作用效率 促進植物生長發(fā)育 同 時還提高了LED光源效率 附圖說明 0018 為了更清楚地說明本實用新型的實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案 下面將對實 施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹 顯而易見地 下面描述中的附 圖僅僅是示例性的 對于本領域普通技術人員來講 在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下 還可以 根據(jù)提供的附圖引伸獲得其它的實施附圖 0019 本說明書所繪示的結構 比例 大小等 均僅用以配合說明書所揭示的內容 以供 熟悉此技術的人士了解與閱讀 并非用以限定本實用新型可實施的限定條件 故不具技術 上的實質意義 任何結構的修飾 比例關系的改變或大小的調整 在不影響本實用新型所能 產生的功效及所能達成的目的下 均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范 圍內 0020 圖1為本實用新型實施方式中植物生長燈的結構框圖 0021 圖2為本實用新型實施方式中植物生長燈的電路圖 0022 圖3為本實用新型實施方式中植物生長燈的安裝結構示意圖 0023 圖中 0024 1 LED紅光燈 2 LED藍光燈 3 LED綠光燈 4 光波調制模塊 5 單片機芯片 6 功 率調制驅動電路 7 燈管外殼 8 耐熱絕緣板 9 安裝機構 10 牽引繩 說 明 書 2 5 頁 4 CN 211184330 U 0025 401 紅光調制模塊 402 藍光調制模塊 403 綠光調制模塊 0026 901 定位樁 902 金屬鏈條 903 貫穿孔槽 904 驅動電機 905 齒輪 具體實施方式 0027 以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式 熟悉此技術的人士可由本 說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效 顯然 所描述的實施例是 本實用新型一部分實施例 而不是全部的實施例 基于本實用新型中的實施例 本領域普通 技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例 都屬于本實用新型保護 的范圍 0028 實施例1 0029 如圖1至圖3所示 本實用新型提供了一種全光譜LED植物生長燈 本實用新型優(yōu)化 了LED燈的光譜 使得整個LED植物生長燈以紅藍光為主 同時兼具其它可視光源 應用本實 施方式的植物生長燈能有效地提高植物光合作用效率 促進植物生長發(fā)育 主要用于植物 工廠和組培工廠植物生長用 成本低 通用性高 0030 相應的 在促進植物生長同時 可縮短植物生長燈的使用時長 只需在在陰雨天補 光和日落后延時補光2小時后使用本全光譜LED植物生長燈 則相對而言可提高植物生長速 度 促進植物生長 不用全日制的打開植物生長燈 因此提高了LED光源光效 可達46 79lm W 耗電成本可控 0031 同時由于紅綠藍色作為三原色 在配合使用時接近于白色 因此人體視覺體驗感 優(yōu) 0032 本實施方式的植物生長燈具體包括燈管外殼7 設置在燈管外殼 內部的耐熱絕緣 板8 以及若干個分別用于產生紅光的LED紅光燈1 若干個用于產生藍光的LED藍光燈2 若 干個用于產生綠光的LED綠光燈3 LED紅光燈1 LED藍光燈2和LED綠光燈3按照紅光 綠光 藍光為一組順次排列在耐熱絕緣板8上 耐熱絕緣板 不受光熱照射而老化 因此保證生長 燈的使用壽命長 0033 紅綠藍色作為三原色 將紅光 綠光 藍光為一組順次排列時 三種顏色的燈光的 疊加處接近于白色 因此人體視覺體驗感優(yōu) 0034 另外本植物生長燈還包括調制光波長度的光波調制模塊4 光波調制模塊 包括用 于調制紅光波長的紅光調制模塊401 用于調制藍光波長的藍光調制模塊402 以及用于調 制綠光波長的綠光調制模塊403 所述紅光調制模塊401與LED紅光燈1連接 所述藍光調制 模塊402與LED藍光燈 2連接 所述綠光調制模塊403與LED綠光燈3連接 0035 紅光調制模塊401 藍光調制模塊402和綠光調制模塊403安裝在耐熱絕緣板8與燈 管外殼7之間的空腔內 在對綠光燈 紅光燈和藍光燈通電時 對燈的波長進行調制 使得燈 光波長符合植物最佳生長條件 0036 紅光調制模塊401 藍光調制模塊402和綠光調制模塊403均包括單片機芯片5 以 及與單片機芯片5連接的功率調制驅動電路6 所述功率調制驅動電路 的輸出端分別與LED 紅光燈1 LED藍光燈2和LED綠光燈3連接 0037 本實施方式通過改變單片機芯片的輸入信號 改變功率調制驅動電路的功率 因 此可對應改變LED紅光燈1 LED藍光燈2和LED綠光燈3的工作強度 調整紅光 藍光和綠光的 說 明 書 3 5 頁 5 CN 211184330 U 光波波長 直至LED燈的燈光符合最佳的光合作用條件 0038 其中紅光調制模塊401將LED紅光燈1的紅光波長調制為660nm左右 藍光調制模塊 402將LED藍光燈2的藍光波長調制為450nm左右 綠光調制模塊403將LED綠光燈3的綠光波 長調制為520nm左右 這與葉綠素a在光波長為430nm和662nm 葉綠素b在光波長為453nm和 642nm時達到最大吸收峰相符 因此能有效地提高植物光合作用效率 促進植物生長發(fā)育 同時還提高了LED光源光效 可達46 79lm W 對植物生長發(fā)育人體視覺體驗感優(yōu) 主要用于 植物工廠和組培工廠植物生長用 成本低 通用性高 0039 現(xiàn)有的大多植物生長燈均直接固定安裝在墻頂上 不會出現(xiàn)任何方向的擺動 因 此為了所有植物均能得到最佳的照射條件 植物生長燈的需求量大 在墻頂上安裝很多的 植物生長燈 成本高 資源浪費多 0040 為了解決上述問題 本實施方式在燈管外殼7上設有安裝機構9 本實施方式的安 裝機構9將植物生長燈活動安裝 可在一定范圍內搖擺傾斜 因此擴大了植物生長燈的照射 范圍 因此減少植物生長燈的需求量 減少成本 0041 安裝機構9包括安裝在墻頂?shù)亩ㄎ粯?01 以及設置在燈管外殼7兩端之間的金屬 鏈條902 所述定位樁901的下端設有貫穿孔槽903 所述金屬鏈條902穿過定位樁901的貫穿 孔槽903 所述定位樁901的外表面安裝有驅動電機904 所述驅動電機904的輸出軸安裝有 位于金屬鏈條902上方的齒輪905 所述齒輪905與金屬鏈條902嚙合傳動 0042 金屬鏈條902的兩端分別與燈管外殼7的兩端固定連接 因此驅動電機904工作時 通過齒輪905與金屬鏈條902嚙合傳動 帶動金屬鏈條902 移動 從而燈管外殼7本體將發(fā)生 傾斜 由于驅動電機904可重復性的正反轉 則燈管外殼7循環(huán)重復性的在一定范圍內搖擺 因此可擴大每個植物生長燈的照射范圍 減少植物生長燈的需求量 0043 本實施方式的安裝機構9具體工作原理如下 0044 1 正常情況下 金屬鏈條902關于定位樁901對稱分布 因此燈管外殼7呈水平狀 態(tài) 促進其照射范圍內的植物生長 0045 2 驅動電機904正轉 通過齒輪905與金屬鏈條902嚙合 帶動金屬鏈條902移動 則燈管外殼7一端的金屬鏈條902收緊減短 燈管外殼7 的一端上移 燈管外殼7另一端的金 屬鏈條902放長緊拉 燈管外殼7的另一端下移 因此燈管外殼7呈現(xiàn)傾斜狀態(tài) 擴大植物生 長燈的照射范圍 0046 3 驅動電機904反轉 通過齒輪905與金屬鏈條902嚙合 帶動金屬鏈條902移動 則燈管外殼7另一端的金屬鏈條902漸漸收緊減短 燈管外殼7另一端漸漸上移 燈管外殼7 一端的金屬鏈條902相對放長緊拉 燈管外殼7的一端下移 因此燈管外殼 呈現(xiàn)反向傾斜狀 態(tài) 擴大植物生長燈的照射范圍 0047 根據(jù)上述 1 2 3 驅動電機904在控制單元的作用下 控制齒輪905的正反轉 圈數(shù) 金屬鏈條902將在一定范圍內移動 則植物生長燈可在一定的角度范圍內循環(huán)擺動 擴大植物生長燈的照射范圍 減少植物生長燈的需求量 使用較少的植物生長燈即可對所 有植物進行照射 0048 本實施方式中使用的控制單元 可以總體控制所有植物生長燈的擺動 也可以單 獨設置在單個定位樁901上 獨立控制每個植物生長燈的擺動 控制單元可以為簡單的51單 片機即可 說 明 書 4 5 頁 6 CN 211184330 U 0049 另外 定位樁901的下表面和燈管外殼7的上表面中心位置設有用于增加穩(wěn)定性的 牽引繩10 牽引繩10可防止燈管外殼7的意外掉落 0050 實施例2 0051 在草莓的栽培應用中 通過使用實施例1中的全光譜LED植物生長燈 在陰雨天補 光和日落后延時補光2小時發(fā)現(xiàn) 草莓株高相比對照提高 26 光合效率 陰雨天 增加 82 單季增產37 草莓膨大和轉色時間提前 糖度提高 4 冬季每月補光約100 120小 時 每畝能耗3 5kw 耗電成本可控 0052 實施例3 0053 在蔬菜生產中 尤其是對光照條件要求較高的茄果類 瓜類蔬菜如黃瓜 番茄 甜 瓜等 該技術可大幅度提高蔬菜成活率 進而提升蔬菜的產量和品質 在用全光譜LED植物 生長燈對這幾種蔬菜嫁接育苗成活率影響的試驗中 分別對10株嫁接黃瓜 10株嫁接番茄 和12株嫁接甜瓜進行光照度為8574lux 5148lux和5148lux的全光譜LED植物生長燈照射 結果發(fā)現(xiàn)這三種蔬菜嫁接苗的成活率均為100 0054 雖然 上文中已經用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述 但 在本實用新型基礎上 可以對之作一些修改或改進 這對本領域技術人員而言是顯而易見 的 因此 在不偏離本實用新型精神的基礎上所做的這些修改或改進 均屬于本實用新型要 求保護的范圍 說 明 書 5 5 頁 7 CN 211184330 U 圖1 說 明 書 附 圖 1 3 頁 8 CN 211184330 U 圖2 說 明 書 附 圖 2 3 頁 9 CN 211184330 U 圖3 說 明 書 附 圖 3 3 頁 10 CN 211184330 U