植物生长用照射装置及植物生长用照射方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物栽培领域，尤其涉及一种植物生长用照射装置及植物生长用照射方法。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)是二十一世纪最具发展前景的新型冷光源，由于它环保节能、绿色无污染且光谱窄、寿命长，使得LED越来越多地被应用于设施园艺中。现阶段，限制LED大规模应用的主要是能耗问题。降低能耗有两种途径，一方面是从LED的设计和材料研发方面提高LED的光电转换效率，但是该途径研发周期长、投入大;另一方面是在LED应用环节提升能源利用率，这种途径见效快、易于推广。
[0003]目前，在设施园艺栽培中通常是将LED灯管或灯板安装在一个固定的栽培架上，光源的绝对位置在整个植物生长周期内保持不变。因此，苗期植物顶端与光源的距离较远，而随着生长的进行，植物顶端逐渐接近光源，甚至接触到光源。虽然LED作为冷光源本可以近距离的照射植物从而提高电能利用率，但是这种固定式的栽培方式只能按照植物生长的最大株高值来设定光源与栽培面的距离，因而不能将LED光源的优势充分发挥出来。由此，限制了能源利用率的提高。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种提高能源利用率的植物生长用照射装置及植物生长用照射方法。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种植物生长用照射装置，包括:可在植物上方上下移动的光源;随光源一起上下移动并在感测到植株顶端时断开的光电开关，光电开关形成水平光路且该水平光路低于光源;控制光源定时上行与下行的控制机构，控制机构与光电开关通讯连接，在光电开关断开时控制光源停止下行。
[0008]根据本发明，还包括:光源载体，光源设置在光源载体的底面;支架，光源载体可上下移动地连接于支架；以及在接触到支架的上梁时闭合的接触式限位开关，接触式限位开关设置在光源载体上;其中，控制机构控制光源载体定时上行与下行，在光电开关断开时控制光源载体停止下行，并且控制机构与接触式限位开关通讯连接，在接触式限位开关闭合时控制光源载体停止上行。
[0009]根据本发明，还包括:用于驱动光源载体上下移动的驱动机构;控制机构与驱动机构通讯连接，以控制光源载体上下移动。
[0010]根据本发明，驱动机构包括:锁扣、牵引索、卷轴、与卷轴连接的涡轮涡杆减速器、与涡轮涡杆减速器连接的步进电机和用于控制步进电机工作的步进电机控制机构;锁扣固定在支架上，卷轴、涡轮涡杆减速器、步进电机和步进电机控制机构设置在光源载体中，牵引索的一端固定于锁扣，牵引索的另一端固定于卷轴;控制机构与步进电机控制机构通讯连接，以通过步进电机控制机构控制步进电机驱动卷轴转动。
[0011]根据本发明，驱动机构还包括设置在光源载体中的第一换向定滑轮和第二换向定滑轮;第一换向定滑轮竖直设置，第二换向定滑轮水平设置，牵引索从锁扣依次经过第一换向定滑轮和第二换向定滑轮延伸至卷轴。
[0012]根据本发明，光电开关为对射式激光光电开关，对射式激光光电开关包括相对设置的激光发射器和激光接收器，激光发射器发射的沿水平传输的激光形成水平光路。
[0013]根据本发明，光源载体的底面设置有支撑件，支撑件设置有上下方向延伸的滑槽，光电开关可沿滑槽滑动地连接在支撑件上。
[0014]根据本发明，光源为LED灯板，LED灯板通过磁钉吸附在光源载体的底面。
[0015]本发明另一方面提供一种植物生长用照射方法，包括如下步骤:S1、控制位于植物上方的光源从上行终点下行，同时通过形成水平光路的、随光源一起移动且在感测到植物顶端时断开的光电开关来持续感测植物顶端，当光电开关断开时，执行步骤S2;S2、停止光源下行，到达第一设定时间时，执行步骤S3;S3、控制光源上行至上行终点，到达第二设定时间时，执行步骤S4;S4、控制光源下行，同时通过光电开关持续感测植物顶端，当光电开关断开时，返回步骤S2。
[0016]根据本发明，在步骤S3中，通过接触式限位开关的闭合来确定光源上行至上行终点。
[0017](三)有益效果
[0018]本发明的上述技术方案具有如下优点:
[0019]本发明的植物生长用照射装置，包括光源、光电开关和控制机构。光源可在植物上方上下移动;光电开关随光源上下移动并在感测到植物顶端时断开，光电开关形成水平光路且该水平光路低于光源;控制机构控制光源定时上行与下行，并与光电开关通讯连接，在光电开关断开时控制光源停止下行。由此，控制机构控制光源定时上行与下行，并在下行过程中在光电开关感测到植物顶端时停止，以使光源能够伴随植物生长而上移，进而，光源可以追踪植物的生长而在其整个生长周期内与植物保持恒定的最小距离，如此减少了光源长距离照射植物导致的电能浪费，也避免了生长后期植物顶端接触到光源的问题。综上，本发明的植物生长用照射装置提高光源在应用环节的能源利用率。此外，由于光电开关形成水平光路，光源和光电开关在向下移动的过程中，可以精确的感测到植物的最高点。
[0020]本发明的植物生长用照射方法，包括如下步骤:S1、控制位于植物上方的光源从上行终点下行，同时通过形成水平光路的、随光源一起移动且在感测到植物顶端时断开的光电开关来持续感测植物顶端，当光电开关断开时，执行步骤S2;S2、停止光源下行，到达第一设定时间时，执行步骤S3;S3、控制光源上行至上行终点，到达第二设定时间时，执行步骤S4;S4、控制光源下行，同时通过光电开关持续感测植物顶端，当光电开关断开时，返回步骤
S2。由此，光源能够随着植物的生长而上移，并在追踪植物的生长的同时在其整个生长周期内与植物保持恒定的最小距离，如此减少了光源长距离照射植物导致的电能浪费，也避免了生长后期植物顶端接触到光源的问题。综上，本发明的植物生长用照射方法提高光源在应用环节的能源利用率。此外，由于光电开关形成水平光路，光源和光电开关在向下移动的过程中，可以精确的感测到植物的最高点。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的植物生长用照射装置的一个实施例的一个立体示意图；
[0022]图2是图1中的植物生长用照射装置的一个局部示意图，其中，尤其示出了光源、光电开关和支撑件；
[0023]图3是图1中的植物生长用照射装置的另一立体示意图，其中，尤其示出了光源载体的内部结构以及驱动机构；
[0024]图4是图1中的植物生长用照射装置的另一局部示意图，其中，尤其示出了光源载体的内部结构以及驱动机构。
[0025]图中:
[0026]I:支架；2:光源载体;3:接触式限位开关;4:激光发射器;5:激光接收器;6:牵引索;7:锁扣;8:卷轴;9:祸轮祸杆减速器;10:步进电机；11:步进电机控制器;12:主控板;13:开关电源;14:第二换向定滑轮;15:第一换向定滑轮;16:光源。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。其中，本发明中涉及的术语“上”、“下”、“顶”、“底”均以图1进行定向。
[0028]植物生长用照射装置的实施例
[0029]参照图1至图4，在本实施例中，植物生长用照射装置包括光源16、光电开关和控制机构。其中，光源16可在植物上方上下移动;光电开关形成水平光路且该水平光路低于光源16，光电开关随光源一起上下移动并在感测到植株顶端时断开;控制机构控制光源16定时上行与下行，控制机构与光电开关通讯连接，在光电开关断开时控制光源16停止下行。其中，光电开关可通过本领域技术人员公知的任何方式布置，只要保证光电开关在光源上下移动的过程中与光源保持相对静止即可。
[0030]由此，控制机构控制光源16定时上行与下行，并在下行过程中在光电开关感测到植物顶端时停止，以使光源16能够伴随植物生长而上移，进而，光源16可以追踪植物的生长而在其整个生长周期内与植物保持恒定的最小距离，如此减少了光源16长距离照射植物导致的电能浪费)，也避免了生长后期植物顶端接触到光源16的问题。综上，本实施例的植物生长用照射装置提高光源16在应用环节的能源利用率。
[0031]此外，可理解，在高精度可调的栽培环境中，植株的长势虽然基本一致，但不排除个别植物在生长过程中发生枯萎、死亡等。通过光电开关形成的水平光路下移，可以同时检测到一排植株而不仅仅是单个植株，由此充分地保证了感测的准确性，避免了因个别植株枯萎或死亡而导致无法准确感测到植株