一种植物工厂叶面双向供光装置

本发明涉及农业种植，涉及植物工厂，尤其涉及一种植物工厂叶面双向供光装置。

背景技术：

1、在植物工厂及人工光环境栽培系统中，光照是调控植物光合作用、形态建成及生长发育的关键环境因子，目前，现有技术普遍采用顶部光源对植物进行单向补光，即仅在植物冠层上方设置照明装置，以模拟太阳光从上往下的照射方式，此类顶部补光方案在一定程度上能够满足植物生长的基本需求，但仍存在以下不足：

2、首先，顶部光源难以均匀覆盖植物中下部和底部叶片，导致植物冠层以下区域光照不足，影响整体光合效率，尤其对于高杆植物或密植栽培场景，底部叶片易出现黄化、早衰等现象；再者，顶部固定式光源无法动态调整光照角度与照射区域，难以模拟自然界中光照方向随时间的连续变化，若采用频繁开关光源的方式模拟自然界光照明暗变化，则容易导致灯具寿命缩短，增加设备维护成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种植物工厂叶面双向供光装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种植物工厂叶面双向供光装置，包括栽培板、设置在栽培板上方的顶板以及设置在栽培板顶部的栽培孔，所述栽培板顶部沿栽培孔呈环形阵列设置有多组用于对植物底部进行提供光照的底部环形灯带，所述顶板外壁上通过连接件设置有用于对植物顶部进行提供光照的顶部环形灯带，所述底部环形灯带以及顶部环形灯带均通过驱动机构沿其中心轴轴线方向进行转动，所述顶部环形灯带底部还设置有喷淋头。

4、作为本申请优选的技术方案，所述底部环形灯带以及顶部环形灯带均包括环形灯架以及嵌设在环形灯架内部的补光灯。

5、作为本申请优选的技术方案，所述补光灯在环形灯带上分布的弧形长度对应圆心角为90度；在竖直投影方向，每个顶部环形灯带的上下左右分布有四个底部环形灯带。

6、作为本申请优选的技术方案，所述环形灯架上呈环形阵列设置有多个嵌合槽，所述补光灯嵌合在所述嵌合槽内部。

7、作为本申请优选的技术方案，所述连接件包括滑动套设在顶板上的u型座、转动设置在u型座底部的伸缩杆以及设置在伸缩杆底部用于连接顶部环形灯带的连接杆。

8、作为本申请优选的技术方案，所述u型座通过锁紧螺栓固定在顶板上，所述u型座顶部设置有水管连接头，所述顶板上设置有通孔，所述伸缩杆为中空结构，供水水管通过水管连接头连接且与喷淋头相连通。

9、作为本申请优选的技术方案，相邻的顶部环形灯带之间安装有具有全反射镜面的反射板。

10、本发明还公开了一种植物工厂叶面双向供光方法，基于所述的供光装置，包括：各个顶部环形灯带的旋转方向相同，各个底部环形灯带的旋转方向相同，但顶部环形灯带和底部环形灯带的旋转方向相反；

11、顶部环形灯带和底部环形灯带的旋转关系具体为：定义顶部环形灯带和底部环形灯带二者圆心连线的线段作为基准线，以可以发光的补光灯的中点为基准点，顶部环形灯带的基准点与顶部环形灯带的圆心连线沿顶部灯带旋转方向到基准线的夹角为顶部旋转角，底部环形灯带的基准点与底部环形灯带的圆心连线沿底部灯带旋转方向到基准线的夹角为底部旋转角；则旋转时，顶部环形灯带的顶部旋转角和与其相邻的四个底部环形灯带的底部旋转角相等。

12、优选的，各个顶部环形灯带的顶部旋转角相等。

13、优选的，环形灯带旋转时每360度调整为相反方向旋转。

14、与现有技术相比，本发明提供了一种植物工厂叶面双向供光装置及供光方法，具备以下有益效果：

15、在栽培板顶部沿栽培孔设置底部环形灯带，同时在顶板上通过连接件设置顶部环形灯带，能够同时对植物的顶部和底部叶面提供光照，有效解决了现有单一顶部光源导致植物中下部及底部叶片光照不足的问题，促进了植物整体光合作用，提高了光能利用率和植物生长的一致性；

16、采用每个顶部环形灯带对应四个底部环形灯带的布局，利用供光方法，既对植物的四个方向实现了分时段的光照覆盖，实现上方和下方同时供光，并模拟自然光照的变化；同时实现了灯带共享，没有浪费光照。

17、3、底部环形灯带和顶部环形灯带均可沿其中心轴轴线方向转动，且可在不同周期下独立旋转，使灯具在部分弧段上安装时，能够动态改变光照区域，避免固定光源长时间直射同一叶面部位导致的灼伤现象，同时，无需频繁开关光源来模拟光照变化，从而显著降低了灯具的开关损耗，延长了光源的使用寿命；

18、4、在顶部环形灯带底部设置喷淋头，并将伸缩杆设计为中空结构，通过水管连接头与外部供水管路连通，实现了供光与灌溉功能的一体化布局；

19、5、通过连接件中的u型座、伸缩杆和连接杆设计，可调节顶部环形灯带的高度和水平位置；u型座通过锁紧螺栓固定在顶板上，拆装方便，底部环形灯带可根据栽培孔的位置灵活布置为多组环形阵列，具有较强的可调性和扩展性，能够适应不同高度、不同光需求的植物品种以及不同规模的植物工厂布局。

1.一种植物工厂叶面双向供光装置，包括栽培板（100）、设置在栽培板上方的顶板（101）以及设置在栽培板（100）顶部的栽培孔（102），其特征在于，所述栽培板（100）顶部沿栽培孔（102）呈环形阵列设置有多组用于对植物底部进行提供光照的底部环形灯带（200），所述顶板（101）外壁上通过连接件（300）设置有用于对植物顶部进行提供光照的顶部环形灯带（400），所述底部环形灯带（200）以及顶部环形灯带（400）均通过驱动机构沿其中心轴轴线方向进行转动，所述顶部环形灯带（400）底部还设置有喷淋头（500）。

2.根据权利要求1所述的一种植物工厂叶面双向供光装置，其特征在于，所述底部环形灯带（200）以及顶部环形灯带（400）均包括环形灯架（201）以及嵌设在环形灯架（201）内部的补光灯（202）。

3.根据权利要求2所述的一种植物工厂叶面双向供光装置，其特征在于，所述补光灯在环形灯带上分布的弧形长度对应圆心角为90度；在竖直投影方向，每个顶部环形灯带（400）的上下左右分布有四个底部环形灯带（200）。

4.根据权利要求2所述的一种植物工厂叶面双向供光装置，其特征在于，所述环形灯架（201）上呈环形阵列设置有多个嵌合槽，所述补光灯（202）嵌合在所述嵌合槽内部。

5.根据权利要求4所述的一种植物工厂叶面双向供光装置，其特征在于，所述连接件（300）包括滑动套设在顶板（101）上的u型座（301）、转动设置在u型座（301）底部的伸缩杆（302）以及设置在伸缩杆（302）底部用于连接顶部环形灯带（400）的连接杆（303）。

6.根据权利要求5所述的一种植物工厂叶面双向供光装置，其特征在于，所述u型座（301）通过锁紧螺栓（304）固定在顶板（101）上，所述u型座（301）顶部设置有水管连接头（305），所述顶板（101）上设置有与水管连接头相配合的通孔，所述伸缩杆（302）为中空结构，供水水管通过水管连接头（305）连接且与喷淋头（500）相连通。

7.根据权利要求1所述的一种植物工厂叶面双向供光装置，其特征在于，相邻的顶部环形灯带之间安装有具有全反射镜面的反射板（103）。

8.一种植物工厂叶面双向供光方法，其特征在于，基于如权利要求3所述的供光装置，包括：各个顶部环形灯带的旋转方向相同，各个底部环形灯带的旋转方向相同，但顶部环形灯带和底部环形灯带的旋转方向相反；

9.根据权利要求1所述的一种植物工厂叶面双向供光方法，其特征在于，各个顶部环形灯带的顶部旋转角相等。

10.根据权利要求1所述的一种植物工厂叶面双向供光方法，其特征在于，环形灯带旋转时每360度调整为相反方向旋转。