CN104135849B - 植物栽培系统 - Google Patents

Abstract

灌水装置(106)具备：吐出液体的喷嘴部件(124)；罩盖部件(127)，防止喷嘴部件(124)吐出的液体飞散到容器(102)周围；移动机构(129)，使罩盖部件(127)在第一位置和第二位置之间往返移动，当罩盖部件(127)被移动到了第一位置时，容器(102)的上方的空间被罩盖部件(127)所覆盖，当罩盖部件(127)被移动到了第二位置时，容器(102)的上方的空间不被罩盖部件(127)所覆盖而成为开放状态，在对植物(101)提供液体时，移动机构(129)使罩盖部件(127)移动到第一位置，在对植物(101)提供完液体时，移动机构(129)使罩盖部件(127)移动到第二位置。

Description

植物栽培系统

技术领域

本发明涉及一种在由搬运输送机对种植有植物的容器进行移动的同时，对植物进行栽培的植物栽培系统。

背景技术

按照历来的农业方式，是在将植物种植在农地的状态下，对植物进行栽培。为了对植物进行培养作业以及收获作业等，而必须在土地中种植的植物与植物之间留出供人通行的通路。因此，历来的农业方式中存在着土地的利用效率低，以及植物的生长状态因植物的种植场所而异等的问题。

对此，开发出了例如专利文献1中记载的植物栽培系统。在该植物栽培系统中，利用搬运输送机使种植有植物的容器循环移动。在搬运输送机上方的多个位置，配置有用于对植物提供水等液体的灌水装置。当容器被搬运输送机移动到了灌水装置的下方时，由灌水装置吐出的液体会朝向容器中种植的植物被吐出。通过这种结构，没必要留出供人通行的通路，从而能够提高土地的利用效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：实用新型平3-643号公报

发明概要

发明要解决的问题

但是，上述历来的植物栽培系统中存在着如下问题。在由灌水装置朝向植物吐出液体时，液体会分散到容器周围。因此，液体会附着于搬运输送机等设备上，而有可能加快设备的腐蚀，造成设备故障。

发明内容

鉴于上述问题开发了本发明，其目的在于提供一种在对容器中种植种的植物进行灌水时，能够防止液体分散到容器周围的植物栽培系统。

用于解决问题的手段

本发明的植物栽培系统的一形态是，一种用于栽培植物的植物栽培系统，其具备：搬运输送机，沿着搬运路径搬运种植有上述植物的容器；灌水装置，被设置在上述搬运路径上的灌水区域，用于对被种植在上述容器中的上述植物提供液体。上述灌水装置具备：喷嘴部件，朝向位于上述灌水区域的上述容器，从上方吐出上述液体；罩盖部件，用于防止由上述喷嘴部件吐出的上述液体飞散到上述容器周围；移动机构，使上述罩盖部件在第一位置和第二位置之间往返移动。当上述罩盖部件被移动到了上述第一位置时，被配置在上述灌水区域的上述容器的上方的空间被上述罩盖部件所覆盖，当上述罩盖部件被移动到了上述第二位置时，被配置在上述灌水区域的上述容器的上方的上述空间不被上述罩盖部件所覆盖而成为开放状态。在对上述植物提供上述液体时，上述移动机构使上述罩盖部件移动到上述第一位置，在对上述植物提供完上述液体时，上述移动机构使上述罩盖部件移动到上述第二位置。

根据该形态，在向植物提供液体时，移动机构使罩盖部件移动到第一位置，因此，容器上方的空间被罩盖部件所覆盖。由此，能够防止由喷嘴部件吐出的液体分散到容器周围。从而，能够抑制例如搬运输送机等设备的腐蚀，以及能够抑制设备发生故障。

另外，在本发明的植物栽培系统的一形态中，优选为，在上述移动机构使上述罩盖部件移动到了上述第一位置时，上述罩盖部件的下端部被上述容器的开口的上端部的全缘所支撑。

根据该形态，在罩盖部件被移动机构移动到了第一位置时，能够确保罩盖部件的下端部和容器的上端部的接触面积，从而能够提高防水性。

另外，在本发明的植物栽培系统的一形态中，优选为，上述罩盖部件被构成为下端部开口的箱状，在上述罩盖部件的上述下端部设置有承接凹部，该承接凹部用于从下方承接由上述罩盖部件的内面流下的、来自上述喷嘴部件的上述液体。

根据该形态，在由喷嘴部件吐出的液体附着在罩盖部件内面的情况下，被设置在罩盖部件下端部的承接凹部从下方承接由罩盖部件的内面流下的液体。因此，在罩盖部件被移动机构移动到了第二位置时，能够防止液体从罩盖部件的下端部流出。

另外，在本发明的植物栽培系统的一形态中，优选为，上述灌水装置还具备导管部件，该导管部件用于将上述承接凹部所承接的上述液体排出到上述罩盖部件的外部，上述导管部件与上述承接凹部连通，并且从上述罩盖部件的外表面向外部延伸。

根据该形态，能够通过导管部件，将由承接凹部承接的液体排出到防护部的外部。

另外，在本发明的植物栽培系统的一形态中，优选为，上述灌水装置还具备压缩空气提供部，该压缩空气提供部向上述喷嘴部件提供压缩空气，在对上述植物提供完上述液体时，来自上述压缩空气提供部的上述压缩空气被提供给上述喷嘴部件。

根据该形态，能够通过压缩空气的压力，将喷嘴部件内部残存的液体排出到喷嘴部件的外部，从而能够防止液体从喷嘴部件流出。

根据本发明，在对植物提供液体时，移动机构使罩盖部件移动到第一位置，因此能够以罩盖部件覆盖容器上方的空间。从而，能够防止由喷嘴部件吐出的液体分散到容器周围。因此，能够抑制例如搬运输送机等设备的腐蚀，以及能够抑制设备发生故障。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的植物栽培系统的平面图。

图2是表示图1的植物栽培系统的一部分的侧面图。

图3是表示在罩盖部件位于第二位置的状态下的灌水装置以及容器的斜视图。

图4是表示在罩盖部件位于第一位置的状态下的灌水装置以及容器的斜视图。

图5是表示在罩盖部件位于第二位置的状态下的灌水装置以及容器的剖面图。

图6是表示在罩盖部件位于第一位置的状态下的灌水装置以及容器的剖面图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，利用附图来进行详细说明。在此，以下将说明的实施方式均表示本发明所优选的一具体例。以下的实施方式中给出的数值、形状、材料、结构要素以及结构要素的配置位置等也都表示一个例子，并不表示本发明限定于此。本发明以权利要求的范围为准。因此，关于以下实施方式的结构要素中的未被记载于表示本发明最上位概念的独立权利要求中的结构要素，虽然不是为了达成本发明的目的而必不可少的结构，但作为优选形态的任意结构对其进行说明。另外，各图为模式图，并非是严密表示的图。

图1是表示本发明的实施方式的植物栽培系统的平面图。图2是表示图1的植物栽培系统的一部分的侧面图。

本实施方式的植物栽培系统10例如是用于栽培蔬菜、水果以及花草等植物101的系统。由植物栽培系统10栽培的植物101，被种植在容器102中。该容器102由上端部开口的、剖面呈矩形的箱子构成。在容器102的内部，容放有用于种植植物101的栽培床103。在此，栽培床103例如由耕用土壤或者培育土等构成。

以下，关于本实施方式的植物栽培系统10的结构进行说明。如图1以及图2所示，本实施方式的植物栽培系统10具备棚屋104，被设置在棚屋104内部的搬运输送机105以及灌水装置106。

棚屋104是用于保护搬运输送机105以及灌水装置106等设备不受风雨等外部环境影响的建造物。能够通过棚屋104内设置的空调设备(未图示)来随意调节棚屋104内部的温度以及湿度。

搬运输送机105是用于沿着搬运路径107平面搬运种植有植物101的容器102的输送机。在本实施方式，搬运输送机105由辊轮输送机构成。搬运输送机105由多个搬运辊轮108以能够自由旋转的方式被支架(未图示)支撑而构成。在多个搬运辊轮108各自的两端部安装有滑轮109，在这些滑轮109上架设着环形输送带110。另外，该环形输送带110还被架设在电动机等驱动源(未图示)上。另外，通过由驱动源使环形输送带110运转，多个搬运辊轮108分别旋转，从而搬运被搭载于搬运辊轮108上的容器102。另外，驱动源根据控制器单元(未图示)中内置的控制程序来驱动或者停止。控制器单元例如被配置在棚屋104的内部。

在本实施方式，根据搬运输送机105而被规定的搬运路径107是呈长方形延伸的循环路径。在搬运路径107上，按以下顺序配置有培养站112、待机站113、培养站114、灌水站115(构成灌水区域)以及观察站116。

培养站112、114是用于对容器102中种植的植物101进行培育的区域。在培养站112、114的上方，设置有例如以发光二极管作为光源的照明设备(未图示)。在容器102被配置在培养站112、114的状态下，通过使来自照明设备的光照射在植物101，能够培养植物101。另外，能够在各培养站112、114分别配置多个容器102。

待机站113是为了在沿着搬运路径107搬运容器102时，使容器102临时待机的区域。

灌水站115是用于向植物101提供液体(例如，包含水以及液体肥料和助长剂等的水溶液等)的区域。如图2所示，在灌水站115的上方，设置有灌水装置106。关于灌水装置106的结构，详见后述。另外，在灌水站115的下方，设置有重量测量装置117。重量测量装置117是用于对种植有植物101的容器102的重量进行测量的装置。通过由该重量测量装置117测量重量，例如，能够确认是否向植物101提供了规定量的液体。在对重量进行测量时，重量测量装置117被升降装置118提升到比搬运输送机105上侧的位置。重量测量结束后，重量测量装置117被升降装置118降低到比搬运输送机105下侧的位置。在此，在灌水站115能够配置1个容器102。

观察站116是用于对植物101的生长状态以及栽培床103的状态等进行观察的区域。如图2所示，在观察站116的上方，设置有照相机119以及照明设备120。在容器102被配置在观察站116的状态下，由照明设备120对植物101进行照明，并由照相机119对植物101进行拍摄。由照相机119拍摄的植物101的图像，例如被显示在其他房间内设置的显示器上。另外，在观察站116能够配置1个容器102。

在各培养站112、114，搬运输送机105的搬运方向分别是图1中的Y坐标方向。在待机站113、灌水站115以及观察站116，搬运输送机105的搬运方向分别是图1的X坐标方向。各培养站112、114的搬运输送机105的水平(以下，称之为“第一水平”)比待机站113、灌水站115以及观察站116的搬运输送机105的水平(以下，称之为“第二水平”)高。在此，水平是指在高度方向(图1的Z坐标方向)的位置。

在待机站113、灌水站115以及观察站116，设置有转载装置121,该转载转载121用于在搬运方向互不相同的搬运输送机105之间转载容器102。转载装置121具备升降装置122和被设置在升降装置122的上端部的移送装置123。升降装置122例如由汽缸构成。升降装置122是用于使容器102在第一水平和第二水平之间升降的装置。移送装置123例如由链轮构成。移送装置123是用于使被升降装置122提升的容器102在各培养站112、114的搬运输送机105的搬运方向(图1中的Y坐标方向)上移动的装置。移送装置123能够从邻接的一对搬运辊轮108之间通过。另外，转载装置121根据上述控制器单元(未图示)中内置的控制程序被驱动或者停止。

例如，在从培养站114向灌水站115搬运容器102时，配置在灌水站115的移送装置123被升降装置122提升到第一水平。在该状态下，通过移送装置123的驱动，移送装置123上搭载的容器102从培养站114被搬运到灌水站115。搬运结束后，被配置在灌水站115的移送装置123被停止驱动，该移送装置123被升降装置122降低到比第二水平下侧的位置。由此，容器102从第一水平被降低到第二水平，并被搭载到灌水站115的搬运输送机105上。

在将容器102从观察站116搬运到培养站112时，被配置在观察站116的移送装置123，被升降装置122提升到第一水平。由此，被配置在观察站116的容器102从第二水平被提升到第一水平。在该状态下，通过使移送装置123驱动，容器102从观察站116被搬运到培养站112。搬运结束后，被配置在观察站116的移送装置123被停止驱动，该移送装置123被升降装置122降低到比第二水平下侧的位置。

在将容器102从培养站112搬运到待机站113时，以及，将容器102从待机站113搬运到培养站114时，转载装置121按照与上述相同的顺序被驱动。

以下，关于上述灌水装置106的结构进行说明。图3是表示在罩盖部件位于第二位置的状态下的灌水装置以及容器的斜视图。图4是表示在罩盖部件位于第一位置的状态下的灌水装置以及容器的斜视图。图5是表示在罩盖部件位于第二位置的状态下的灌水装置以及容器的剖面图。图6是表示在罩盖部件位于第一位置的状态下的灌水装置以及容器的剖面图。图3～图6所示的灌水装置106具备喷嘴部件124、液体提供部125、压缩空气提供部126、罩盖部件127、导管部件128以及移动机构129。

喷嘴部件124被支撑设置在灌水站115的搬运输送机105的上方。喷嘴部件124与液体提供部125以及压缩空气提供部126连通。液体提供部125例如由注有液体的罐子构成。压缩空气提供部126例如由用于提供压缩空气的压缩机构成。液体提供部125以及压缩空气提供部126分别根据上述控制器单元(未图示)中内置的控制程序被驱动或停止。

在向植物101提供液体时，由液体提供部125向喷嘴部件124提供液体。由此，液体从喷嘴部件124朝向植物101辐射状吐出。在向植物101提供完液体后，停止由液体提供部125向喷嘴部件124提供液体，并由压缩空气提供部126向喷嘴部件124提供压缩空气。从而，喷嘴部件124内部残留的液体，被压缩空气的压力排出到喷嘴部件124的外部。

罩盖部件127是下端部开口的、剖面呈矩形状的箱子。在罩盖部件127的上端面，设置有可使喷嘴部件124通过的开口部127a。在罩盖部件127的下端部设置有承接凹部130，该承接凹部130用于从下方承接由罩盖部件127的内面流下的、来自喷嘴部件124的液体。承接凹部130被构成为导水管状，从罩盖部件127的下端部向罩盖部件127内侧延伸。罩盖部件127的开口的下端部的大小与容器102的开口的上端部的大小大致相同。

另外，在罩盖部件127的侧面，可以设置用于从外部对罩盖部件127内侧的灌水情况进行确认的开口部(未图示)。在该开口部例如可以安装透明的丙烯板。

导管部件128从罩盖部件127外表面向外部延伸。导管部件128的一端部贯通罩盖部件127而与承接凹部130的内侧连通。导管部件128的另一端部与被配置在棚屋104内部的排水导管(未图示)连通。被承接凹部130承接的液体，通过导管部件128被排出到罩盖部件127的外部。

移动机构129是具备上下延伸的一对杆部131和一对支撑部132的气缸结构，该一对支撑部132以能够滑动的方式被分别安装在一对杆部131上。一对支撑部132分别具有磁性，被安装在罩盖部件127的外表面。在杆部131内部，以能够上下自由移动的方式配设有磁性体(未图示)。该该磁性体和支撑部132之间发生相拉方向的力(磁力)，因此，随着磁性体在降杆部131内部上升或者下降，支撑部132会追随着磁性体的动作而沿着杆部131上升或者下降。通过该移动机构129，罩盖部件127在第一位置(参照图4以及图6)和第二位置(参照图3以及图5)之间往返移动。移动机构129根据上述控制器单元(未图示)中内置的控制程序被驱动或者停止。

在罩盖部件127位于第一位置时，被配置在灌水站115的容器102的上方的空间S被罩盖部件127所覆盖。此时，罩盖部件127的承接凹部130，被容器102的开口的上端部的全缘所支撑。在罩盖部件127位于第二位置时，被配置在灌水站115的容器102的上方的空间S不被罩盖部件127覆盖而成为开放状态。

另外，为了在罩盖部件127位于第一位置时，使植物101被完全收容到罩盖部件127的内部，优选将罩盖部件127的高度设定成例如，比成长到收获时期的植物101的高度的平均值高的值。

其次，关于本实施方式的植物栽培系统10的植物101的栽培方法进行说明。在本实施方式的植物栽培系统10中，培养站112、114培养植物101的培养期间和，对植物101提供液体等的处理期间被反复交替。例如，培养期间的长度约为4小时，处理期间的长度约为30分。

在培养期间，各站112～116的所有的搬运输送机105被停止，所有的容器102被搭载于培养站112、114的搬运输送机105上。被设置在培养站112、114的照明设备发出的光照射到植物101，从而培养植物101。

在处理期间，各站112～116的所有的(或者一部分)搬运输送机105被驱动。被配置在培养站114的容器102，按照灌水站115、观察站116、培养站11、待机站113以及培养站114的顺序被循环搬运。被配置在培养站112的容器102，按照待机站113、培养站114、灌水站115、观察站116以及培养站112的顺序被循环搬运。

在灌水站115，由重量测量装置117对种植有植物101的容器102重量进行测量，然后由灌水装置106向植物101提供液体。由灌水装置106提供液体的处理如下。在此，在容器102被搬运到灌水站115的时点，罩盖部件127位于第二位置(参照图3以及图5)。由移动机构129将罩盖部件127从第二位置降低到第一位置，从而容器102上方的空间S被罩盖部件127所覆盖(参照图4以及图6)。另外，罩盖部件127的承接凹部130，被容器102的开口的上端部的全缘所支撑。在此状态下，由液体提供部125向喷嘴部件124提供液体，液体从喷嘴部件124朝向植物101辐射状吐出。此时，利用罩盖部件127，能够防止从喷嘴部件124吐出的液体在容器102周围飞散。

在向植物101提供完液体时，停止由液体提供部125向喷嘴部件124提供液体，并由压缩空气提供部126向喷嘴部件124提供压缩空气。通过以上，残留于喷嘴部件124内部的液体被排出到喷嘴部件124的外部，从而能够防止从喷嘴部件124流出液体。另外，通过由喷嘴部件124向植物101吹出压缩空气，从而能够除去附着于植物101表面的液体。

在压缩空气提供部126停止向喷嘴部件124提供压缩空气后，由移动机构129将罩盖部件127从第一位置上提到第二位置。从而，完成灌水站115的灌水处理。

另外，在由喷嘴部件124吐出液体时，有时在罩盖部件127的内面会有液体附着。在此情况下，如图6所示，从罩盖部件127的内面流下的液体，被承接凹部130从其下方承接。由此，在罩盖部件127从第一位置上升到了第二位置时，能够防止液体从罩盖部件127的下端部流下。被承接凹部130承接的液体，通过导管部件128被排出到罩盖部件127的外部。

灌水站115的灌水处理结束后，容器102被搬运输送机105从灌水站115搬运到观察站116。在观察站116，由照明设备120对植物101进行照明，并由照相机119拍摄植物101。

对所有的容器102的植物101进行完灌水站115的灌水处理以及观察站116的图像摄影之后，所有的容器102被放回到培养站112、114，并停止各站112～116的搬运输送机105。处理期间至此结束，然后再开始培养期间。

在本实施方式的植物栽培系统10中，能够获得如下效果。在从喷嘴部件124吐出液体时，罩盖部件127从第二位置被移动到第一位置，因此，容器102上方的空间S被罩盖部件127所覆盖。由此，能够防止由喷嘴部件124吐出的液体在容器102周围飞散。进而，能够抑制例如搬运输送机105等设备被腐蚀，并能够抑制设备发生故障。

以上，关于本发明的植物栽培系统，根据实施方式进行了说明了，但本发明并不限定于该实施方式。对于该实施方式实施由本领域技术人员想出的变形方式而成的形态也属于本发明。

在上述实施方式中，罩盖部件为箱形，但该“箱形”还包括上端部以及下端部各有开口的筒状形态。

在上述实施方式中，搬运输送机由辊轮输送机构成，此外还可以由带状输送机构成。

在上述实施方式中，在罩盖部件的下端部设有承接凹部，此外，也可以省略该承接凹部。在采用这种结构时，由移动机构将罩盖部件移动到第一位置时，罩盖部件的下端部，被容器的开口的上端部的全缘所支撑。

工业实用性

本发明能够用为，一边由搬运输送机对种植有植物的容器移动，一边对植物介质栽培的植物栽培系统。

符号说明

10 植物栽培系统

101 植物

102 容器

103 栽培床

104 棚屋

105 搬运输送机

106 灌水装置

107 搬运路径

108 搬运辊轮

109 滑轮

110 环形传输带

112、114 培养站

113 待机站

115 灌水站(灌水区域)

116 观察站

117 重量测量装置

118 升降装置

119 照相机

120 照明设备

121 转载装置

122 升降装置

123 移送装置

124 喷嘴部件

125 液体提供部

126 压缩空气提供部

127 罩盖部件

127a 开口部

128 导管部件

129 移动机构

130 承接凹部

131 杆部

132 支撑部

S 空间

Claims (5)

1.一种植物栽培系统，用于栽培植物，该植物栽培系统具备：

搬运输送机，沿着搬运路径搬运种植有上述植物的容器；以及

灌水装置，被设置在上述搬运路径上的灌水区域，用于对被种植在上述容器中的上述植物提供液体，

上述灌水装置具备：

喷嘴部件，朝向位于上述灌水区域的上述容器，从上方吐出上述液体；

罩盖部件，被构成为下端部开口的箱状，用于防止由上述喷嘴部件吐出的上述液体飞散到上述容器的周围；以及

移动机构，使上述罩盖部件在第一位置和第二位置之间往返移动，

在上述罩盖部件的上述下端部设置有承接凹部，该承接凹部用于从下方承接沿上述罩盖部件的内面流下的、来自上述喷嘴部件的上述液体，

当上述罩盖部件被移动到了上述第一位置时，被配置在上述灌水区域的上述容器的上方的空间被上述罩盖部件所覆盖，当上述罩盖部件被移动到了上述第二位置时，被配置在上述灌水区域的上述容器的上方的上述空间不被上述罩盖部件所覆盖而成为开放状态，

在对上述植物提供上述液体时，上述移动机构使上述罩盖部件移动到上述第一位置，在对上述植物提供完上述液体时，上述移动机构使上述罩盖部件移动到上述第二位置。

2.如权利要求1所述的植物栽培系统，

在上述移动机构使上述罩盖部件移动到了上述第一位置时，上述罩盖部件的下端部被上述容器的开口的上端部的全缘所支撑。

3.如权利要求1或2所述的植物栽培系统，

上述灌水装置还具备导管部件，该导管部件用于将上述承接凹部所承接的上述液体排出到上述罩盖部件的外部，

上述导管部件与上述承接凹部连通，并且从上述罩盖部件的外表面向外部延伸。

4.一种植物栽培系统，用于栽培植物，该植物栽培系统具备：

搬运输送机，沿着搬运路径搬运种植有上述植物的容器；以及

灌水装置，被设置在上述搬运路径上的灌水区域，用于对被种植在上述容器中的上述植物提供液体，

上述灌水装置具备：

喷嘴部件，朝向位于上述灌水区域的上述容器，从上方吐出上述液体；

罩盖部件，被构成为下端部开口的箱状，用于防止由上述喷嘴部件吐出的上述液体飞散到上述容器的周围；

移动机构，使上述罩盖部件在第一位置和第二位置之间往返移动；以及

压缩空气提供部，向上述喷嘴部件提供压缩空气；

在上述罩盖部件的上述下端部设置有承接凹部，该承接凹部用于从下方承接沿上述罩盖部件的内面流下的、来自上述喷嘴部件的上述液体，

当上述罩盖部件被移动到了上述第一位置时，被配置在上述灌水区域的上述容器的上方的空间被上述罩盖部件所覆盖，当上述罩盖部件被移动到了上述第二位置时，被配置在上述灌水区域的上述容器的上方的上述空间不被上述罩盖部件所覆盖而成为开放状态，

在对上述植物提供上述液体时，上述移动机构使上述罩盖部件移动到上述第一位置，在对上述植物提供完上述液体时，上述移动机构使上述罩盖部件移动到上述第二位置，并且来自上述压缩空气提供部的上述压缩空气被提供给上述喷嘴部件。

5.如权利要求4所述的植物栽培系统，

上述灌水装置还具备导管部件，该导管部件用于将上述承接凹部所承接的上述液体排出到上述罩盖部件的外部，

上述导管部件与上述承接凹部连通，并且从上述罩盖部件的外表面向外部延伸。