[發明專利]一種基于自然光源與人工光源的植物培養架系統

在審

• 申請號: 201810389330.2
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108401708A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 文尚勝;王灑灑;蔡明興;陳浩偉;田宇鋒;楊易達
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A01G7/04
• 分類號: A01G7/04;F21S19/00;F21V23/04;F21Y115/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

本發明公開了一種基于自然光源與人工光源的植物培養架系統，包括自然光采集模塊和培養架模塊，所述自然光采集模塊位于培養架模塊上方，自然光采集模塊包括采光裝置、導光裝置、出光裝置和自動追蹤轉化裝置，培養架模塊包括培養架底座、培養位和凸臺。培養位和凸臺設置于培養架模塊的上表面，每兩個相鄰培養位之間設置有一個凸臺，培養位和凸臺均勻排布于培養架底座。凸臺形狀為四棱柱，凸臺包括凸臺上端的LED燈和內部的熱管散熱器。本發明將自然光照明系統和人工光照明系統緊密結合為同一個照明單元系統，裝置簡單，安裝方便靈活，無需對植物培養室建筑結構進行較大的施工改動，通過使用太陽光光源和人工光源相結合進行照明，光照均勻、節能環保，保證了植物生長所需持續穩定的照明質量。

技術領域

本發明涉及植物培養領域，具體涉及一種基于自然光源與人工光源的植物培養架系統。

背景技術

隨著信息技術的快速發展，現代農業正在逐步取代傳統農業，信息技術在農業生產中的應用也越來越廣泛，植物育苗燈就是一個典型代表。目前市面上的植物育苗燈大多都是采用人工光源，其中大多使用簡單的LED作為光源，這樣雖然節省了成本，但是由于植物照明燈具的燈珠多為紅、藍，紅、黃，紅、橙等多色燈珠，因此傳統的光學結構很難達到非常均勻的多色光混光效果，使得受照植株表面出現局部過亮或者過暗或者光譜分布不均勻的問題，這樣難以保證種植出的植物生長的均齊程度。因此現有的植物培養燈也會面臨著光源出光均勻度較差、光能利用率較低的特點。此外，在某些光照不充足的地方，如果開展植物培養的農業，那么將會需要大量的人工光源來作為植物生長必備的光源，因此將會產生大量的能耗。同時由于長時間的照明必定會導致植物培養燈系統的燈具使用壽命大大縮短，不利于節能減排。

光導照明系統是目前逐漸流行的一種新型照明裝置，自然光具有取之不盡、用之不竭以及清潔和安全的特點，將自然光用于植物培養育苗燈，不僅可以減少能量浪費，實現節能減排的目標，而且可以獲得出更加優良的光能利用率。但是現在使用的光導照明系統裝置笨重，體積較大，安裝須對現有建筑結構改動較多，設備成本和安裝成本較高，而且照明效果隨著太陽位置的移動和天氣環境的變化而改變，存在照明質量不穩定的缺點。

發明內容

為克服現有技術存在的缺點與不足，解決現有植物培養燈具設計不科學，光能利用率低，能耗較高等問題，本發明提供一種高光能利用率、節能環保和高光照均勻度的將自然光源和人工光源緊密結合為同一個照明單元的植物培養架系統。

本發明提供的技術方案如下：

一種基于自然光源與人工光源的植物培養架系統，包括自然光采集模塊和培養架模塊，自然光采集模塊位于培養架模塊上方。

進一步地，自然光采集模塊包括采光裝置、導光裝置、出光裝置和自動追蹤轉化裝置。所述自動追蹤轉化裝置包括底座、下舵機、第一連接器、上舵機、第二連接器和第三連接器，所述自動追蹤轉化裝置通過底座安裝固定，所述下舵機和上舵機通過第一連接器相連接，所述下舵機和上舵機輸出軸方向相互垂直，所述上舵機和連接器通過連接器相連接，所述上舵機與采光裝置通過第二、第三連接器相連接。

進一步地，采光裝置包括鏡像焦點重疊式聚光器、圓柱鏡反射器、拋物面偏振器和復合拋物面聚光器CPC,采光裝置上端開口為進光口，進光口設有至少四個環境光照度傳感器,環境光照度傳感器均勻分布。

進一步地，導光裝置包括光纖耦合器和導光光纖,導光光纖為多支路光纖,光纖耦合器上耦合孔的直徑與導光光纖的直徑相同,導光光纖通過光纖耦合器與采光裝置相連接。

進一步地，出光裝置包括導光板、擴散板和玻璃防護外罩，所述導光板設有出光口,所述出光口通過導光板的耦合孔與導光裝置導光光纖相連接。

進一步地，培養架模塊包括培養架底座、培養位和凸臺；所述培養位和凸臺設置于培養架模塊的上表面。

進一步地，每兩個相鄰培養位之間設置有一個凸臺；培養位和凸臺均勻排布于培養架底座。