一种悬挂照射式激光植物生长灯的制作方法

1.本实用新型涉及农业设备领域，具体涉及一种悬挂照射式激光植物生长灯。


背景技术：

2.在植物的生长中，光合作用至关重要，只有植物的光合作用效果大于其呼吸作用才能实现其生长、开花、结果。然而相同光照强度，不同波段的光作用在植物上其效果也是不一样的，这其中被绿色植物吸收最多的是红光(波长600-700纳米)和蓝光(波长400-500纳米)，红色光有助于开花结果和延长花期，使植物长高。而蓝色光能促进绿叶生长，增加干物质积累。大量的光谱实验证明，适当的红色光/蓝色光光功率比(r/b)才能保证培育出形态健全的植物，红色光过多会引起植物的徒长，蓝色光过多会抑制植物生长。
3.我国春冬两季的光照时间相对较短，光线相对比较弱，且易受到雨雪、雾霾等天气影响，因此春夏蔬菜容易出现光照不足的现象，植株生长容易出现生长纤弱、病虫害多发、干物质积累缓慢、落花落果严重等问题，难以生产出优质农产品。
4.植物工厂主要的人工光源有高压钠灯、金属卤化物灯、荧光灯、发光二极管(led)方式。其中只有led光源能够发出植物生长所需要的单色光(如460nm，660nm)，光谱域宽为
±
20nm，红蓝led组合后，形成与植物光合作用和植物形态基本吻合的光谱，不仅减少能耗，而且还可提高植物对光能的吸收利用效率。由于大功率led散热问题仍未得到很好的解决，大批小功率led灯珠光源需要串联后近距离照射植物，电路设计的可靠性较差，led植物光源的使用受到了限制。
5.激光光源和led光源相比，具有高亮度、单色性好(光谱域宽为
±
5nm)、方向性强、光电转换效率高的性能特点。使用激光光源，根据植物生长的需要，通过预先植入的程序控制红、蓝光照的光功率分布，提高植物对光能的吸收利用效率，最大限度的促进不同植物的生长。激光替代led用于植物光源，具有不可比拟的优势。其中半导体激光器体积小、效率高、寿命长，由于采用简单的电流注入方式泵浦，和其它类型激光器相比具有更高效、更灵活、更可靠的优点而被广泛地应用。而激光的合光技术的应用，使得所需的红蓝光混合一起达到均匀出光的目的。
6.目前市场上的补光灯多为led灯，且方位固定，能耗较大，效果有限，不能适用于大规模农业种植，因此植物补光灯还需要得到进一步的改进。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是针对上述植物光源技术分析和存在问题，提供一种悬挂照射式激光植物生长灯，本实用新型通过角度固定装置可以使得灯箱发生一定范围内的角度变化，从而实现根据植物的种植范围，对灯箱的数目做出优化调整，减少灯箱的使用数量，节约电能，减少浪费。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.本实用新型提供一种悬挂照射式激光植物生长灯，包括立式支架、激光发生器、角
度调整装置，立式支架包括与安装在地面上的支脚和安装在支脚上的弧形板，激光发生器通过角度调整装置在弧形板上滑动连接。弧形板的形状保证激光发生器可以在室内模拟自然光照的照射角度，可以模拟不同时间段的阳光角度对植物进行激光照射。
10.可选的，角度调整装置包括安装平台、电机和齿轮，安装平台一面与激光发生器连接，安装平台另一面与弧形板凹陷面配合，弧形板凸出面上有与齿轮配合的齿条，电机设置在安装平台上，电机输出轴与齿轮相连。
11.可选的，激光发生器包括壳体、合光片、第一激光发生器和第二激光发生器，壳体上设置有出光口，第一激光发生器、第二激光发生器和合光片均设置在壳体内部，第一激光发生器射出的第一激光经过合光片的折射后从出光口射出，第二激光发生器射出的第二激光经过合光片反射后从出光口射出，第一激光折射后的光路与第二激光反射后的光路重合为混合激光。第一激光发生器为蓝光半导体激光器，第二激光发生器为红光半导体激光器。合光片尺寸为10*15mm2，厚度为1.1mm，合光片对波长为435nm的蓝色激光的透射率＞95％，对波长为660的红色激光的反射率＞90％。
12.可选的，第一激光折射前与第二激光反射前互成90
°
夹角，合光片一面与第一激光折射前成45
°
夹角，合光片另一面与第二激光反射前成45
°
夹角。
13.可选的，出光口上还设置有出光罩，出光罩内设置有准直透镜和波浪透镜，混合激光经过准直透镜和波浪透镜。准直透镜和波浪透镜的直径为8mm、厚度为1mm；准直透镜对红蓝色混合激光的透射率＞90％，波浪透镜对红蓝色混合激光的透射率＞90％。
14.可选的，第一激光发生器产生的第一激光波长为430-460nm，第一激光发生器输出功率为1-40mw，第二激光发生器产生的第二激光波长为620-730nm，第二激光发生器输出功率为1-60mw。
15.可选的，壳体内设置有第一轨道和第二轨道，第一激光发生器与第一轨道在第一激光折射前光路方向上滑动连接，第二激光器与第二轨道在第二激光反射前光路方向上滑动连接。
16.可选的，第一激光发生器与合光片之间还设置有第一调整镜片，第一轨道上设置有与第一调整镜片配合的第一调整槽，第一调整槽穿过外壳与外壳外部相连。当需要对第一激光进行调整时，可以将第一激光发生器向远离合光片的方向拉动，将第一调整镜片从第一调整槽中插入，此时第一激光经过第一调整镜片后于合光片处发生折射。
17.可选的，第二激光发生器与合光片之间还设置有第二调整镜片，第二轨道上设置有与第二调整镜片配合的第二调整槽，第二调整槽穿过外壳与外壳外部相连。当需要对第二激光进行调整时，可以将第二激光发生器向远离合光片的方向拉动，将第二调整镜片从第二调整槽中插入，此时第二激光经过第二调整镜片后于合光片处发生反射。
18.可选的，第一激光发生装置外侧还设置有第一复位块，外壳内还设置有第一导向柱，第一复位块在第一导向柱上滑动，第一复位块与外壳内壁之间还设置有第一复位弹簧，第一复位弹簧套设在第一导向柱上。在安装好第一调整片后，松开第一激光发生装置，在第一复位弹簧的作用下，第一激光发生装置会抵靠在第一调整镜片的边缘，以保证第一调整镜片垂直于第一激光。
19.可选的，第二激光发生装置外侧还设置有第二复位块，外壳内还设置有第二导向柱，第二复位块在第二导向柱上滑动，第二复位块与外壳内壁之间还设置有第二复位弹簧，
第二复位弹簧套设在第二导向柱上。在安装好第二调整片后，松开第二激光发生装置，在第二复位弹簧的作用下，第二激光发生装置会抵靠在第一调整镜片的边缘，以保证第二调整镜片垂直于第二激光。
20.可选的，外壳内还设置有控制装置，外壳整体呈长方体盒状，合光片、第一激光发生器、第二激光发生器和控制装置分别对应外壳内的四个角落。控制住装置通过控制信号带分别与第一激光发生器和第二激光发生器连接并对二者进行控制。控制装置可以是接受无线信号进行控制操作的，也可以将控制按钮或者控制屏幕外露至外壳顶部或侧面，由操作人员亲手进行控制。
21.可选的，第一激光发生装置远合光片一端在与外壳滑动时会穿过并伸出外壳壁，其一端上有用于抓握的第一把手。
22.可选的，第二激光发生装置，远合光片一端在与外壳滑动时会穿过并伸出外壳壁，其一端上有用于抓握的第二把手。
23.本实用新型通过角度固定装置可以使得灯箱发生一定范围内的角度变化，从而实现根据植物的种植范围，对灯箱的数目做出优化调整，减少灯箱的使用数量，节约电能，减少浪费。
附图说明
24.图1是本实用新型的结构示意图；
25.图2是本实用新型中激光发生器的结构示意图；
26.图3是本实用新型的激光发生器中第一激光发生装置和第二激光发生装置拉出时的结构示意图；
27.图4是本实用新型的激光发生器中第一调整镜片和第二调整镜片插入后的结构示意图。
28.图中：1-壳体，2-合光片，3-控制装置，4-第一激光发生器，5-第二激光发生器，6-出光口，7-出光罩，8-准直透镜，9-波浪透镜，10-第一轨道，11-第二轨道，12-第一调整镜片，13-第二调整镜片，14-第一调整槽，15-第二调整槽，16-第一复位块，17-第一导向柱，18-第一复位弹簧，19-第二复位块，20-第二导向柱，21-第二复位弹簧，22-第一激光，23-第二激光，24-混合激光，25-检测板，26-激光发生器，27-支脚，28-弧形板，29-安装平台，30-电机，31-齿轮，32-齿条，33-植物培养基。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。
30.实施例1
31.如图1，2，3，4所示，本实用新型一较佳实施例提供了一种悬挂照射式激光植物生长灯，包括立式支架、激光发生器26、角度调整装置。
32.立式支架包括与安装在地面上的支脚27和安装在支脚上的弧形板28，激光发生器
26通过角度调整装置在弧形板28上滑动连接。弧形板的形状保证激光发生器可以在室内模拟自然光照的照射角度，可以模拟不同时间段的阳光角度对植物所在的植物培养基33进行激光照射。
33.角度调整装置包括安装平台29、电机30和齿轮31，安装平台一面与激光发生器连接，安装平台另一面与弧形板凹陷面配合，弧形板凸出面上有与齿轮配合的齿条32，电机30设置在安装平台29上，电机30输出轴与齿轮31相连。
34.激光发生器27包括壳体1、合光片2、控制装置3、第一激光发生器4和第二激光发生器5。
35.壳体1整体呈长方体盒状，其前侧左端设置有圆形的出光口6，其左侧设置有半透明的检测板25。出光口6上还设置有出光罩7，出光罩7内设置有准直透镜8和波浪透镜9，混合激光24经过准直透镜8和波浪透镜9。准直透镜8和波浪透镜9的直径为8mm、厚度为1mm；准直透镜8对红蓝色混合激光24的透射率＞90％，波浪透镜9对红蓝色混合激光24的透射率＞90％。
36.第一激光发生器4、第二激光发生器5、控制装置3和合光片2均设置在壳体1内部，将壳体1内部均分为四个区域。第一激光发生器4射出的第一激光22经过合光片2的折射后从出光口6射出，第二激光发生器5射出的第二激光23经过合光片2反射后从出光口6射出，第一激光22折射后的光路与第二激光23反射后的光路重合为混合激光24。第一激光22折射前与第二激光23反射前互成90
°
夹角，合光片2一面与第一激光22折射前成45
°
夹角，合光片2另一面与第二激光23反射前成45
°
夹角。其中，第一激光发生器4为蓝光半导体激光器，第二激光发生器5为红光半导体激光器。合光片2尺寸为10*15mm2，厚度为1.1mm，合光片2对波长为435nm的蓝色激光的透射率＞95％，对波长为660的红色激光的反射率＞90％。第一激光发生器4产生的第一激光22波长为430-460nm，第一激光发生器4输出功率为1-40mw，第二激光发生器5产生的第二激光23波长为620-730nm，第二激光发生器5输出功率为1-60mw。
37.壳体1底部内侧设置有第一轨道10和第二轨道11，第一激光发生器4与第一轨道10在第一激光22折射前光路方向上滑动连接，第二激光23器与第二轨道11在第二激光23反射前光路方向上滑动连接。
38.第一激光发生器4与合光片2之间设置有供第一调整镜片12插入的空间。第一轨道10上设置有与第一调整镜片12配合的第一调整槽14。第一调整槽14穿过外壳与外壳外部相连。当需要对第一激光22进行调整时，可以将第一激光发生器4向远离合光片2的方向拉动，将第一调整镜片12从第一调整槽14中插入，此时第一激光22经过第一调整镜片12后于合光片2处发生折射。
39.第二激光发生器5与合光片2之间设置有供第二调整镜片13插入的空间。第二轨道11上设置有与第二调整镜片13配合的第二调整槽，第二调整槽穿过外壳与外壳外部相连。当需要对第二激光23进行调整时，可以将第二激光发生器5向远离合光片2的方向拉动，将第二调整镜片13从第二调整槽中插入，此时第二激光23经过第二调整镜片13后于合光片2处发生反射。
40.第一激光22发生装置两侧均设置有第一复位块16，与外壳内平行于第一激光22光路的第一导向柱17配合。第一复位块16与外壳内壁之间设置有套设在第一导向柱17上的第一复位弹簧18。在安装好第一调整片后，松开第一激光22发生装置，在第一复位弹簧18的作
用下，第一激光22发生装置会抵靠在第一调整镜片12的边缘，以保证第一调整镜片12垂直于第一激光22。第一激光22发生装置远合光片2一端在与外壳滑动时会穿过并伸出外壳壁，其一端上有用于抓握的第一把手。
41.第二激光23发生装置两侧均设置有第二复位块19，与外壳内平行于第二激光23光路的第二导向柱20配合。第二复位块19与外壳内壁之间设置有套设在第二导向柱20上的第二复位弹簧21。在安装好第二调整片后，松开第二激光23发生装置，在第二复位弹簧21的作用下，第二激光23发生装置会抵靠在第二调整镜片13的边缘，以保证第二调整镜片13垂直于第二激光23。第二激光23发生装置，远合光片2一端在与外壳滑动时会穿过并伸出外壳壁，其一端上有用于抓握的第二把手。
42.控制装置3位于合光片2的斜对角处。控制住装置通过控制信号带分别与第一激光发生器4和第二激光发生器5连接并对二者进行控制。控制装置3可以是接受无线信号进行控制操作的，也可以将控制按钮或者控制屏幕外露至外壳顶部或侧面，由操作人员亲手进行控制。
43.壳体1上半透明的检测板25位于合光片2左侧的壳体1内壁上，第一激光22由合光片2反射出的小部分激光与第二激光23由合光片2折射出的小部分激光均会落在检测板25上。当装置启用时，肉眼无法观测并调整强烈的第一激光22和第二激光23的射出角度，此时可以通过观察检测板25上的弱光斑的大小、重叠情况等，来对第一激光22和第二激光23射出角度的调整。
44.当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。