[发明专利]一种基于自然光源与人工光源的植物培养架系统

说明书

本发明公开了一种基于自然光源与人工光源的植物培养架系统，包括自然光采集模块和培养架模块，所述自然光采集模块位于培养架模块上方，自然光采集模块包括采光装置、导光装置、出光装置和自动追踪转化装置，培养架模块包括培养架底座、培养位和凸台。培养位和凸台设置于培养架模块的上表面，每两个相邻培养位之间设置有一个凸台，培养位和凸台均匀排布于培养架底座。凸台形状为四棱柱，凸台包括凸台上端的LED灯和内部的热管散热器。本发明将自然光照明系统和人工光照明系统紧密结合为同一个照明单元系统，装置简单，安装方便灵活，无需对植物培养室建筑结构进行较大的施工改动，通过使用太阳光光源和人工光源相结合进行照明，光照均匀、节能环保，保证了植物生长所需持续稳定的照明质量。

技术领域

本发明涉及植物培养领域，具体涉及一种基于自然光源与人工光源的植物培养架系统。

背景技术

随着信息技术的快速发展，现代农业正在逐步取代传统农业，信息技术在农业生产中的应用也越来越广泛，植物育苗灯就是一个典型代表。目前市面上的植物育苗灯大多都是采用人工光源，其中大多使用简单的LED作为光源，这样虽然节省了成本，但是由于植物照明灯具的灯珠多为红、蓝，红、黄，红、橙等多色灯珠，因此传统的光学结构很难达到非常均匀的多色光混光效果，使得受照植株表面出现局部过亮或者过暗或者光谱分布不均匀的问题，这样难以保证种植出的植物生长的均齐程度。因此现有的植物培养灯也会面临着光源出光均匀度较差、光能利用率较低的特点。此外，在某些光照不充足的地方，如果开展植物培养的农业，那么将会需要大量的人工光源来作为植物生长必备的光源，因此将会产生大量的能耗。同时由于长时间的照明必定会导致植物培养灯系统的灯具使用寿命大大缩短，不利于节能减排。

光导照明系统是目前逐渐流行的一种新型照明装置，自然光具有取之不尽、用之不竭以及清洁和安全的特点，将自然光用于植物培养育苗灯，不仅可以减少能量浪费，实现节能减排的目标，而且可以获得出更加优良的光能利用率。但是现在使用的光导照明系统装置笨重，体积较大，安装须对现有建筑结构改动较多，设备成本和安装成本较高，而且照明效果随着太阳位置的移动和天气环境的变化而改变，存在照明质量不稳定的缺点。

发明内容

为克服现有技术存在的缺点与不足，解决现有植物培养灯具设计不科学，光能利用率低，能耗较高等问题，本发明提供一种高光能利用率、节能环保和高光照均匀度的将自然光源和人工光源紧密结合为同一个照明单元的植物培养架系统。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于自然光源与人工光源的植物培养架系统，包括自然光采集模块和培养架模块，自然光采集模块位于培养架模块上方。

进一步地，自然光采集模块包括采光装置、导光装置、出光装置和自动追踪转化装置。所述自动追踪转化装置包括底座、下舵机、第一连接器、上舵机、第二连接器和第三连接器，所述自动追踪转化装置通过底座安装固定，所述下舵机和上舵机通过第一连接器相连接，所述下舵机和上舵机输出轴方向相互垂直，所述上舵机和连接器通过连接器相连接，所述上舵机与采光装置通过第二、第三连接器相连接。

进一步地，采光装置包括镜像焦点重叠式聚光器、圆柱镜反射器、抛物面偏振器和复合抛物面聚光器CPC,采光装置上端开口为进光口，进光口设有至少四个环境光照度传感器,环境光照度传感器均匀分布。

进一步地，导光装置包括光纤耦合器和导光光纤,导光光纤为多支路光纤,光纤耦合器上耦合孔的直径与导光光纤的直径相同,导光光纤通过光纤耦合器与采光装置相连接。

进一步地，出光装置包括导光板、扩散板和玻璃防护外罩，所述导光板设有出光口,所述出光口通过导光板的耦合孔与导光装置导光光纤相连接。

进一步地，培养架模块包括培养架底座、培养位和凸台；所述培养位和凸台设置于培养架模块的上表面。

进一步地，每两个相邻培养位之间设置有一个凸台；培养位和凸台均匀排布于培养架底座。