一种植物培养装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种植物培养装置，它包括外部框架和LED芯片，所述LED芯片下面还设有起混光作用的双面菲涅尔透镜，所述双面菲涅尔透镜是由两个相背放置的单面菲涅尔透镜组成或二者做成一体。所述LED芯片和双面菲涅尔透镜之间，还设有对光线有反射作用的反光杯。菲涅尔透镜由球面镜切割而成，能够较好的将点光源校准成平行光源准直出射，此外两片菲涅尔透镜组合还能增加不同颜色光线的混光距离，各种颜色光线在透镜内表面经过多次反射和透射，可以均匀出射，大大提高了出射光的光强均匀度和色彩均匀度。反光杯可以将光充分反射，再通过双面菲涅尔透镜可以达到非常均匀的混光效果，从而提高了光能利用率和空间利用率。

A plant culture device

The invention relates to a plant culture device, which comprises an external frame and an LED chip. Under the LED chip, a double-sided Fresnel lens is also provided with the function of mixing light. The double-sided Fresnel lens is composed of two single-sided Fresnel lenses placed in opposite directions or is made of both of them. A reflective cup with light reflecting effect is also arranged between the LED chip and the double-sided Finel lens. Fresnel lens is cut by a spherical lens, which can better align the point source into a parallel light source for collimation. In addition, the combination of two Fresnel lenses can also increase the mixing distance of different colors of light. Various colors of light can be uniformly reflected and transmitted on the inner surface of the lens, greatly improving the output light. The intensity uniformity and color uniformity. Reflector cup can fully reflect light, and then through the double-sided Fresnel lens can achieve very uniform mixing effect, thereby improving the utilization of light energy and space utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种植物培养装置
本专利技术涉及一种植物组织培养装置，特别的涉及一种混光性好、灵活性高、易于组装、功能模块化的植物组织培养装置。
技术介绍
随着现代生活水平的提高，无论是对有机蔬菜的需求还是对观赏花卉的需求都大幅提升，但植物生长的季节性和周期性和人们的需求相冲突，而且随着土地日益紧缺，可利用的有效种植面积越来越少，为了满足人们需求同时也是为了解决土地空间资源问题，植物工厂应运而生并得到了快速的发展。相比自然环境，植物工厂对于光照和空间的利用需要最大化，且为了简化植物培养流程，节省人力和时间，控制成本，模块化的设备成为必需。现有的人工光源培养架或培养箱已经在市场上出现，但多是将LED灯培养箱顶部或者安装在培养架每一层的下面，用以对下一层的植物进行光照。但由于植物照明灯具的LED灯珠多为红、蓝，红、黄等多色灯珠，简单的靠LED灯条错位或者灯珠阵列结构，难以达到均匀的混光效果，需要增加灯具到受照面的距离来提升混光效果，这样就必然要提高培养架的空间利用率，而减小灯具到受照面的距离，则会导致光强分布不均，难以保障植物有一致的生长速度和生长周期，使得整批出产的植物品质参差不齐。公告日为2016年8月31日，公告号为CN205511215U的技术专利，提供了一种聚光型的菲涅尔透镜植物培养箱，所述的菲涅尔透镜作用在于聚光，从而提高箱内光能的利用率，但是该技术还不能达到充分的混光效果，光强分布很难均匀充分。此外，每层安装的LED灯会在上一层培养架上产生大量的热，影响该层植物的生长。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于：在植物培养装置空间有限时，提高混光效果，使植物得到均匀的光照，确保植物有一致的生长速度和生长周期，提高植物的产出品质。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种植物组织培养架，包括外部框架和LED芯片，在所述LED芯片下面还设有起混光作用的双面菲涅尔透镜，所述双面菲涅尔透镜是由两个相背放置的单面菲涅尔透镜组成或二者做成一体。在无双面菲涅尔透镜时，一部分光线由LED射出后直接射到培养瓶瓶底，一部分照射到瓶壁上经透射射出培养瓶，在这种情况下一部分光能被浪费，而且瓶底照射光亮度和色彩度不均匀，会出现亮暗光斑和颜色不同的光斑。菲涅尔透镜由球面镜切割而成，能够较好的将点光源校准成平行光源准直出射，双面菲涅尔透镜组合还能增加不同颜色光线的混光距离，各种颜色光线在透镜内表面经过多次反射和透射，可以均匀出射，大大提高了出射光的光强均匀度和色彩均匀度。作为本专利技术的进一步改进，在LED芯片的灯珠上方罩上反光杯，可以对LED发出的光进行二次混光，除此之外，反光杯还可以同时约束LED的光发射角，使光小角度出射，提高光能利用率。作为本专利技术的进一步改进，所述的菲涅尔透镜采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质做成，PMMA材质的透明性好，又不易出现老化，从而避免了透光率下降的问题，大大提高了LED光源的光能利用率。为了减少LED光带来的热量影响植物生长，在LED芯片上面可以装上散热器，为了增强散热效果，可以在散热器上加装贯穿的热管。进一步的，还可以在LED芯片和菲涅尔透镜之间，设置隔热层。为了防止隔热层影响光照，隔热层采用透明的材料做成，最好是用PMMA材质做成，在不影响透光的同时隔绝灯具的大部分热量，可有效减少光源产热对植株生长的影响。本专利技术所选用的LED芯片可以是COB封装的红(R)蓝(B)双色LED灯珠，也可以是两种或多种的单色LED灯珠，单色灯珠可以采用红(R)蓝(B)两种的单色LED灯珠，或者红(R)绿(G)蓝(B)三基色LED灯珠，可以针对不同类型的植株幼苗或组织，调换LED芯片类型，从而满足不同植物或者植物生长的不同时期，对色光的需求。进一步的，采用外部脉冲宽度变调电路(PWM)对LED进行驱动，可以实现光谱的调控，以适应不同种类的植株对于光谱的需求。当采用一块以上的瓶盖镶嵌光源板时，通过外部电路还可以对每一层培养瓶进行单独控制，便于调控和批量化生产。作为本专利技术的进一步改善，固定型支架上上可以设置凹槽，该凹槽的排列形式和数量和瓶盖镶嵌光源板上的瓶盖卡槽一一对应，分别用来安放瓶身和瓶盖，凹槽起到防抖的效果，增加了整体装置的稳固性，可有效防止培养瓶之间的相互碰撞。总的说来，本专利技术具有如下优点：混光效果好，光能利用率高，光谱可调，可以适用不同植物对于光谱的需求，同时又组装灵活、稳固，具有高空间利用率和高散热效果等。下面将结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。附图说明图1是本专利技术植物组织培养架的外部框架结构示意图。图2是本专利技术植物组织培养架的外部框架装上固定型支架的结构示意图。图3是植物组织培养架的固定型支架示意图。图4是植物组织培养架的固定型支架剖面图。图5是植物组织培养架的瓶盖镶嵌光源板的示意图。图6是植物组织培养架的瓶盖镶嵌光源板的俯视图。图7是植物组织培养架的瓶盖镶嵌光源板的剖面图。图8是植物组织培养架的配套培养瓶瓶盖俯视图。图9是植物组织培养架的配套培养瓶的剖面图。图10是配套培养瓶的双面菲涅尔透镜俯视图。图11是配套培养瓶的双面菲涅尔透镜仰视图。图12是双面菲涅尔透镜的混光效果示意图。图13是将配套培养瓶装入瓶盖镶嵌光源板的剖面图。具体实施方式为了便于查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：1为外部框架，2为固定型支架，3为瓶盖镶嵌光源板，4为瓶盖卡槽，5为培养瓶，6为瓶身，7为瓶盖塑料支架，8为LED芯片，9为双面菲涅尔透镜，10为反光杯，11为散热器，12为热管，13为隔热层，14为入射光线，15为出射光线，16为凹槽，17为驱动电路模块。为叙述方便，现对下文所说的方位说明如下：下文所说的上下方向与图13本身的上下方向一致。如图2、图9、图13所示，为本专利技术的一种植物组织培养装置，包括外部框架1和LED芯片8，所述LED芯片8下面还设有起混光作用的双面菲涅尔透镜9，所述双面菲涅尔透镜9是由两个相背放置的单面菲涅尔透镜靠在一起组成或二者做成一体。图1为外部框架1的示意图，其形状可以是架体或箱体等任何可以站稳起支撑作用且能放置培养瓶的外部框架；图2为外部框架1装上固定型支架2的结构示意图，本实施例是将该固定型支架2边缘的凹位卡入外部框架1的横栏上，此装配方法和外部框架1以及固定型支架2结构不限于此，采用其他类似方式的连接和相应的结构也可以起到同样的效果；图10是配套培养瓶的双面菲涅尔透镜俯视图，图11是配套培养瓶的双面菲涅尔透镜仰视图，所述双面菲涅尔透镜9的上下两面或者两个相背的单面菲涅尔透镜的上和下表面的透镜效果，可以是相同的，也可以是如图10和图11的不同的；菲涅尔透镜由聚烯烃材料或玻璃做成，其中以PMMA材料为最佳；图12是双面菲涅尔透镜的混光效果示意图。菲涅尔透镜能够较好的将点光源校准成平行光源准直出射，此外两片菲涅尔透镜组合还能增加不同颜色光线的混光距离，各种颜色光线在透镜内表面经过多次反射和透射，可以均匀出射，大大提高了出射光的光强均匀度和色彩均匀度；图5是瓶盖镶嵌光源板3的示意图，图6是瓶盖镶嵌光源板3的俯视图，图13是将培养瓶5的瓶盖塑料支架7装入瓶盖镶嵌光源板3的瓶盖卡槽4的剖面示意图，组装完的瓶盖固定于瓶盖镶嵌光源板3上后，瓶盖和瓶身对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物组织培养架，包括外部框架(1)和LED芯片(8)，其特征在于：所述LED芯片(8)下面还设有起混光作用的双面菲涅尔透镜(9)，所述双面菲涅尔透镜是由两个相背放置的单面菲涅尔透镜组成或二者做成一体。

【技术特征摘要】
1.一种植物组织培养架，包括外部框架(1)和LED芯片(8)，其特征在于：所述LED芯片(8)下面还设有起混光作用的双面菲涅尔透镜(9)，所述双面菲涅尔透镜是由两个相背放置的单面菲涅尔透镜组成或二者做成一体。2.按照权利要求1所述的植物组织培养架，其特征在于：所述LED芯片(8)和双面菲涅尔透镜(9)之间，还设有对光线有反射作用的反光杯(10)。3.按照权利要求1或2所述的植物组织培养架，其特征在于：所述外部框架(1)上设有相互平行的用于放置至少一个培养瓶(5)的固定型支架(2)，所述任一培养瓶(5)由瓶身(6)和瓶盖塑料支架(7)组成，所述瓶盖塑料支架(7)上装有LED芯片(8)，所述瓶盖塑料支架(7)嵌于瓶盖镶嵌光源板(3)的瓶盖卡槽(4)内，所述瓶盖镶嵌光源板(3)和外围驱动电路模块(17)连接。4.按照权利要求3所述的植物组织培养架，其特征在于：所述双面菲涅尔透镜(9)由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质做成。5.按照权利要求3所述的植物组织培养架，其特征在于：所述LED芯片(8)上还装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：文尚胜，靳肖林，侯一曼，付萌，王洒洒，蔡明兴，朱姝玥，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44