[发明专利]一种植物工厂及其工作方法

权利要求书

1.一种植物工厂，其特征在于，包括支架，所述支架下部设有植物培养座，所述支架上部设有可相对支架上下移动的光源安装架，所述光源安装架下排列安装有多个LED灯，所述光源安装架上部设有用于调节各LED灯照射角度的角度调节装置，所述光源安装架下部设有可相对光源安装架上下移动的灯筒固定机构，所述灯筒固定机构上设有数量、位置、大小与所述LED灯相适应的聚光变焦筒，以套设于各LED灯外部，并通过上下移动改变LED灯照射光斑的大小和光照强度。

2.根据权利要求1所述的一种植物工厂，其特征在于，所述支架经电缸驱动光源安装架上下移动，所述电缸的驱动电机固定于支架上。

3.根据权利要求1所述的一种植物工厂，其特征在于，所述灯筒固定机构包括第一贯穿式直线丝杆步进电机和灯筒固定架，所述聚光变焦筒设于灯筒固定架上，所述第一贯穿式直线丝杆步进电机的步进电机固定于光源安装架上，丝杆与灯筒固定架连接，以驱动灯筒固定架相对光源安装架上下移动。

4.根据权利要求1所述的一种植物工厂，其特征在于，所述光源安装架下设有数量与LED灯数量相适应的光源安装套，所述光源安装套内铰接有可转动薄片，所述LED灯为贴片LED灯，所述贴片LED灯贴设于所述可转动薄片下侧，所述角度调节装置包括第二贯穿式直线丝杆步进电机、上下运动架和中间连杆，所述第二贯穿式直线丝杆步进电机的步进电机固定于光源安装架上，丝杆与上下运动架连接，所述上下运动架下部分别经中间连杆与各可转动薄片一侧边铰接，以通过上下运动架的上下运动带动可转动薄片进行一定角度的转动。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种植物工厂，其特征在于，还包括控制装置和图像传感器，所述图像传感器与控制装置的采集信号输入端电性连接，以采集植物生长及光照情况，所述控制装置分别与用于驱动各机构工作的电机电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种植物工厂，其特征在于，所述支架顶部设有顶盖板，所述支架在光源安装架外周部设有侧盖板，所述支架底部设有可锁定万向轮。

7.根据权利要求1所述的一种植物工厂，其特征在于，所述支架主要由立柱和横梁连接构成，所述立柱沿竖向排列设有多个卡口和销孔，所述横梁两端设有卡扣并对应开设有销孔，以使其两端扣设在立柱上，并通过销钉进一步固定。

8.一种植物工厂的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将待培养植物栽培在植物培养座上；

2）在植物幼苗阶段，驱动光源安装架向下运动，降低LED灯的高度至距离植物培养座设定距离，并通过灯筒固定机构降低聚光变焦筒，使发散的LED灯光聚光并产生圆形光斑，提高照射区域光照强度，且使植物幼苗处在光斑的照射范围内，以实现低光照强度的LED经过聚光后，达到高光照强度但没有聚光的LED灯的照明效果；

3）在植物生长过程中，保持LED灯的高度不变，通过灯筒固定机构升高聚光变焦筒，增大照射光斑，使生长中的植物仍然处在光斑的照射范围内；

4）在植物生长到一定高度后，驱动光源安装架向上运动，升高LED灯的高度，并通过灯筒固定机构升高聚光变焦筒到最大高度，照明方式从光斑照明变为普通不聚光照明；同时，通过角度调节装置调节LED灯照射角度，以使更多的叶片得到光照。

9.根据权利要求8所述的一种植物工厂的工作方法，其特征在于，通过图像传感器采集植物生长及光照图像，在植物生长过程中，当生长中的植物即将超出光斑的照射范围时，通过控制装置控制灯筒固定机构升高聚光变焦筒，在植物生长到一定高度后，当相邻植物之间的光斑重叠时，通过控制装置驱动光源安装架向上运动，并通过灯筒固定机构升高聚光变焦筒到最大高度。

10.根据权利要求8所述的一种植物工厂的工作方法，其特征在于，控制装置通过角度调节装置控制LED灯周期性左右转动，以使不同朝向的叶片得到光照。