像素模块及其应用的植物生长灯的制作方法

1.本申请涉及灯具领域，具体涉及一种像素模块及其应用的植物生长灯。


背景技术：

2.植物生长灯是人造光源，通常是电光源，旨在通过发射适合于光合作用的电磁波谱来刺激植物生长。植物灯用于没有天然发光或需要补光的应用中。例如：在冬天，当可能的日光时间可能不足以达到所需的植物生长时，灯被用来延长植物接收光的时间。如果植物没有得到足够的光，它们将徒长。
3.植物光合作用所需要的光谱波长通常在400～720nm范围内。而400～520nm的蓝色光以及610～720nm的红色光对植物的光合作用贡献最大。led植物灯的红蓝光波长正好在这个范围内，可以给植物提供适合其生长的光谱波长，以促进植物的生长。同时led植物灯还具有节能性(高光电转换效率，耗电是荧光灯的1/4、钠灯的1/10)、光谱可调性、良好的点光源性、冷光性(低发热)、良好的防潮性、体积小、寿命长(30000小时以上)等特点。led植物灯补光技术将是it农业(科技农业)和都市设施农业的新潮流与发展方向。
4.根据植物不同的生长时期和生长的环境，补光所用的时间有所不同。光线不强但能照进太阳散光的室内，补光时间应不少于5小时；少于4小时光照的阳台(只能上午或下午半天有光照的)，补光时间应不少于4小时；背阴处和不见阳光的室内应不少于10小时的补光。一般植物生长期补光时间要长点，休眠期少一点。阴天、雨天、雾天应不少于10小时的补光。
5.基于植物生长灯的工作要求，其对散热性能提出了较高要求，然而大部分植物生长灯通常放置在带有散热器或内置风扇的外壳中，以进行散热，其散热效率低、散热效果不佳；另外，现有大多数的装置还存在结构复杂，拆装、维修麻烦等问题。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请要解决的技术问题在于提供一种像素模块及其应用的植物生长灯，用于解决现有技术中至少一个问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种像素模块，所述像素模块依次包括：透镜、插针式pcb板、led芯片、散热器组件、及pcb安装槽；所述led芯片、所述散热器组件分别设有中心孔位；所述插针式pcb板与所述led芯片电性连接；所述插针式pcb板通过插针穿过所述led芯片与所述散热器组件的所述中心孔位，并插入用于连接电源线的所述pcb安装槽，以将所述led芯片、所述散热器组件固定于所述插针式pcb与所述pcb安装槽之间；所述散热器组件包括：陶瓷散热器、导热胶、及金属散热器；所述透镜设有卡扣柱，所述金属散热器设有相应的卡扣孔；所述透镜通过所述卡扣柱插入所述金属散热器的所述卡扣孔，以将所述插针式pcb板、led芯片、陶瓷散热器、及导热胶固定于所述透镜与所述金属散热器之间。
8.于本申请的一实施例中，所述led芯片预装于所述陶瓷散热器上；所述led芯片预
装方式为贴设。
9.于本申请的一实施例中，所述透镜采用pc材质。
10.于本申请的一实施例中，所述pcb安装槽采用pc材质安装槽主体，所述安装槽主体内设置有pcb转接板，所述转接板用于电性连接所述插针式pcb板、及电源线。
11.于本申请的一实施例中，所述金属散热器为铝散热器；和/或，所述导热胶为高导热性导热填充粘接介质。
12.为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种植物生长灯，其特征在于，包括：多个如上所述的像素模块、及与其电性连接的电源盒；所述像素模块的散热器组件包括：陶瓷散热器、导热胶、及金属散热器；其中，多个所述像素模块的金属散热器依次排列固定连接，以构成一组承载臂；多个所述植物生长灯像素模块的所述pcb安装槽依次排列并一体连接，以构成对应一组所述承载臂的一组pcb安装条；所述电源盒的一或多个侧部固定连接一所述承载臂的一端。
13.于本申请的一实施例中，所述承载臂的各所述金属散热器为一体连接；或，所述承载臂的各所述金属散热器为可拆卸固定连接；所述可拆卸固定连接方式包括：螺丝、磁力、及卡扣组件中任意一种。
14.于本申请的一实施例中，所述承载臂的一端与所述电源盒的侧部为焊接固定或可拆卸固定；所述可拆卸固定连接方式包括：螺丝、磁力、及卡扣组件中任意一种。
15.于本申请的一实施例中，所述承载臂可相对于所述电源盒以所述承载臂中轴线为旋转中心进行旋转；或，所述承载臂可相对于所述电源盒以所述电源盒为旋转中心进行旋转。
16.于本申请的一实施例中，所述pcb安装条内各所述pcb安装槽的pcb转接板串联连接，并连接至所述电源盒。
17.如上所述，本申请的一种像素模块及其应用的植物生长灯，所述像素模块依次包括：透镜、插针式pcb板、led芯片、散热器组件、及pcb安装槽；所述led芯片、所述散热器组件分别设有中心孔位；所述插针式pcb板与所述led芯片电性连接；所述插针式pcb板通过插针穿过所述led芯片与所述散热器组件的所述中心孔位，并插入用于连接电源线的所述pcb安装槽，以将所述led芯片、所述散热器组件固定于所述插针式pcb与所述pcb安装槽之间；所述散热器组件包括：陶瓷散热器、导热胶、及金属散热器；所述透镜设有卡扣柱，所述金属散热器设有相应的卡扣孔；所述透镜通过所述卡扣柱插入所述金属散热器的所述卡扣孔，以将所述插针式pcb板、led芯片、陶瓷散热器、及导热胶固定于所述透镜与所述金属散热器之间。
18.本申请提高了散热效果，并且结构简单，方便拆装和维修。
附图说明
19.图1为本申请实施例中的像素模块的爆炸结构示意图。
20.图2为本申请实施例中的散热器组件的结构示意图。
21.图3为本申请实施例中的植物生长灯的爆炸结构示意图。
22.图4a-4b为本申请实施例中的植物生长灯的整体结构示意图。
具体实施方式
23.以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.下面以附图为参考，针对本申请的实施例进行详细说明，以便本申请所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。
25.为了明确说明本申请，省略与说明无关的部件，对于通篇说明书中相同或类似的构成要素，赋予了相同的参照符号。
26.在通篇说明书中，当说某部件与另一部件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。
27.当说某部件在另一部件“之上”时，这可以是直接在另一部件之上，但也可以在其之间伴随着其它部件。当对照地说某部件“直接”在另一部件“之上”时，其之间不伴随其它部件。
28.虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一接口及第二接口等描述。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
29.此处使用的专业术语只用于言及特定实施例，并非意在限定本申请。此处使用的单数形态，只要语句未明确表示出与之相反的意义，那么还包括复数形态。在说明书中使用的“包括”的意义是把特定特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份具体化，并非排除其它特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份的存在或附加。
30.表示“下”、“上”等相对空间的术语可以为了更容易地说明在附图中图示的一部件相对于另一部件的关系而使用。这种术语是指，不仅是在附图中所指的意义，还包括使用中的装置的其它意义或作业。例如，如果翻转附图中的装置，曾说明为在其它部件“下”的某部件则说明为在其它部件“上”。因此，所谓“下”的示例性术语，全部包括上与下方。装置可以旋转90
°
或其它角度，代表相对空间的术语也据此来解释。
31.众所周知，植物需要光来进行营养的摄取，它们要利用光的能量来进行光合作用，以获得生长发育必须的养分。所以，光合作用是植物赖以生存的关键。led植物灯是一种用led发光元件发出的光替代阳光，专门促进植物光合作用、为植物创造适宜生长发育的光环
境而设计的具有特定光谱波长的专用灯具。
32.led植物灯补光技术是近几年随着led发展兴起的一门新技术，led植物生长灯在设施栽培环境中的大量研究与应用表明，它可以解决其它人工光源存在的光谱成分中光质不纯、光强不一致、光源照射能效低等难题。采用led补光技术，能够显著促进菠菜、萝卜和生菜的发育，提高形态指标，其生长速率、光合速率都提高20％以上。能够使甜菜中的甜菜素生物积累量最大，并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。能使胡椒、紫苏的茎叶的形态发生显著变化，植株的光合速率明显提高。使用在花卉上，能增加花芽数和开花数，可提高花的品质、延长花期。可引起万寿菊和鼠尾草两种植物的气孔数目增加，而气孔的增加意味着光合作用的提高。led植物灯补光技术将是都市设施农业和it农业(科技农业)的发展方向。目前在日本与台湾的花卉、蔬菜种植中已开始流行。
33.通常根据植物不同的生长时期和生长的环境，植物生长灯需要提供较长时间的补光，其对散热性能提出了较高要求，然而大部分植物生长灯通常放置在带有散热器或内置风扇的外壳中，以进行散热，其散热效率低、散热效果不佳；另外，现有大多数的装置还存在结构复杂，拆装、维修麻烦等问题。为解决上述至少一个问题，本申请提供了一种像素模块及其应用的植物生长灯。
34.如图1所示，展示本申请实施例中的一种像素模块的结构示意图。如图所示，所述像素模块依次包括：透镜11、插针式pcb板12、led芯片13、散热器组件14、及pcb安装槽15。
35.所述透镜11为光学部件，通过透镜11结构，可以调整光的发光角度、照射面积等。优选地，所述透镜11采用pc(塑料)材质。
36.所述led芯片13为本申请像素模块的光源，其可根据要求调整光的亮度、颜色，以提供不同植物生长所需的不同光谱成分。
37.所述插针式pcb板12为电子部件，pcb又称印制线路板，能实现不同电子元器件之间的线路连接。在本申请中，所述插针式pcb板12一方面用于电性连接led芯片13，另一方面通过与pcb安装槽15的卡扣配合，固定led芯片13和散热器组件14。
38.需要说明的是，在本申请中所述像素模块一方面通过插针式pcb板12穿过并解除散热器组件14的方式进行散热，另一方面，还通过多层不同散热材质组合增强散热。
39.具体地，所述led芯片13、所述散热器组件14分别设有中心孔位。优选地，所述led芯片13、所述散热器组件14设置为适配大小的圆片形，并且中心留有孔位，以供所述插针式pcb板12的插针121穿过。
40.如图1所示，所述插针式pcb板12的插针121可以为多条，并且插针121长度优选为能够穿过所述散热器组件14并能插入所述pcb安装槽15。各插针121可通过调整间距以使各插针121能够接触散热器组件14，以时所述插针121在工作时产生的热量能够快速传导至所述散热器组件14。
41.所述插针式pcb板12与所述led芯片13电性连接；所述插针式pcb板12通过插针121穿过所述led芯片13与所述散热器组件14的所述中心孔位，并插入用于连接电源线的所述pcb安装槽15，以将所述led芯片13、所述散热器组件14固定于所述插针式pcb与所述pcb安装槽15之间。
42.于本实施例中，所述pcb安装槽15采用pc材质安装槽主体，所述安装槽主体内设置有pcb转接板，所述转接板用于电性连接所述插针式pcb板12、及电源线。
43.于本申请中，所述散热器组件14包括：陶瓷散热器141、导热胶142、及金属散热器143。所述散热器组件14的组合结构可参考图2所示。
44.所述陶瓷散热器141为陶瓷材质。优选地，所述led芯片13预装于所述陶瓷散热器141上；所述led芯片13预装方式为贴设。所述陶瓷散热器141为圆形基座，其上表面可贴附有多个led芯片13，能够对led芯片13长时间工作后的温度具有良好的散热作用。
45.于本实施例中，现有大多led采用灯条形式发光，而本申请采用led芯片13直接贴附在陶瓷散热器141上，与条形灯相比，散热能力得到较大提升。
46.优先地，所述导热胶142为高导热性导热填充粘接介质。通过陶瓷散热器141和金属散热器143，作为更大的载体使温度更快速的降低。
47.所述金属散热器143的材质优选为金属铝，即铝散热器，其对led芯片13长时间工作后也具有良好的散热作用。另外，所述金属散热器143在一些实施例中，还可以由其他散热金属替换，而并不局限于金属铝。
48.需要说明的是，本申请采用上述三种结构组合成的所述散热器组件14，相较于单独的陶瓷散热体，具有更好的导热能力，散热能力比独立的陶瓷散热器141提升30％以上；另外，相较于单独的金属制散热体具有更小的系统热阻，例如，散热能力比独立的铝制散热体提升35％以上；并且本申请采用的组合式散热器组件14，相较于单独的金属制散热体，具有更好的绝缘能力；另外，led芯片13直接贴在陶瓷散热体上，也不用考虑传统pcb板的绝缘耐压问题。
49.所述透镜11设有卡扣柱111，所述金属散热器143设有相应的卡扣孔1431；所述透镜11通过所述卡扣柱111插入所述金属散热器143的所述卡扣孔1431，以将所述插针式pcb板12、led芯片13、陶瓷散热器141、及导热胶142固定于所述透镜11与所述金属散热器143之间。
50.如图3所示，展示本申请实施例中的植物生长灯的结构示意图。如图所示，所述像素模块依次包括：多个如图1所述的像素模块1、及与其电性连接的电源盒2。
51.所述像素模块的散热器组件14包括：陶瓷散热器141、导热胶142、及金属散热器143。
52.其中，多个所述像素模块的金属散热器143依次排列固定连接，以构成一组承载臂。由于散热器组件14中的金属散热器143的金属材质(如金属铝)相较于陶瓷散热器141、导热胶142的材质，能具有可塑性和硬性，便于一体加工或拆卸连接。
53.如图4a展示为本申请实施例中的植物生长灯正面的整体结构示意图；如图4b展示为本申请实施例中的植物生长灯背面的整体结构示意图。
54.多个所述植物生长灯像素模块的所述pcb安装槽15依次排列并一体连接，以构成对应一组所述承载臂的一组pcb安装条。所述pcb安装槽15依次排列并一体连接而形成一组pcb安装条，所述pcb安装槽15仍旧是与所述像素模块的插针式pcb板12配合固定，因此，所述pcb安装条不仅用于实现各像素模块的pcb串行连接，还进一步加固了一组承载臂上各像素模块的稳定性。
55.所述电源盒的一或多个侧部固定连接一所述承载臂的一端。优选地，所述电源盒的相对地两侧部各固定连接一所述承载臂的一端。
56.于本实施例中，所述承载臂的各所述金属散热器143为一体连接；或，所述承载臂
的各所述金属散热器143为可拆卸固定连接；所述可拆卸固定连接方式包括：螺丝、磁力、及卡扣组件中任意一种。例如，各所述金属散热器143通过垫片加螺丝进行组合固定，或通过磁条互相吸附，或通过多种形式的卡扣组件进行固定。
57.优选地，当所述承载臂的各所述金属散热器143为可拆卸固定连接时，一组承载臂可以组合成一列或多列。
58.于本实施例中，所述承载臂的一端与所述电源盒的侧部为焊接固定或可拆卸固定；所述可拆卸固定连接方式包括：螺丝、磁力、及卡扣组件中任意一种。
59.于本实施例中，所述承载臂可相对于所述电源盒以所述承载臂中轴线为旋转中心进行旋转；或，所述承载臂可相对于所述电源盒以所述电源盒为旋转中心进行旋转。
60.当所述承载臂能够旋转时，其可以适应更多不同情形的工作场景，并且也可以形成不同组合形式的植物生长灯群。
61.于本实施例中，所述pcb安装条内各所述pcb安装槽15的pcb转接板串联连接，并连接至所述电源盒。优选地，所述电源盒的供电方式可包括：连接外部电源、可充电电源、锂电池、干电池等。
62.本申请提供的一种像素模块及其应用的植物生长灯，所述像素模块依次包括：透镜、插针式pcb板、led芯片、散热器组件、及pcb安装槽；所述led芯片、所述散热器组件分别设有中心孔位；所述插针式pcb板与所述led芯片电性连接；所述插针式pcb板通过插针穿过所述led芯片与所述散热器组件的所述中心孔位，并插入用于连接电源线的所述pcb安装槽，以将所述led芯片、所述散热器组件固定；所述散热器组件包括：陶瓷散热器、导热胶、及金属散热器；所述透镜设有卡扣柱，所述金属散热器设有相应的卡扣孔；所述透镜通过所述卡扣柱插入所述金属散热器的所述卡扣孔，以将所述插针式pcb板、led芯片、陶瓷散热器、及导热胶固定。本申请极大提高了植物生长灯的散热效果，并且结构简单，方便拆装和维修。
63.综上所述，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
64.上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。