CN104663084B - 用于移植植物的设备 - Google Patents
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Abstract
在此描述一种适用于移植植物的设备。用于移植植物的该设备包括被配置来一排移植多株植物的一个移植模块，该移植模块包括：与有待种植的一块土壤基本上成平面的一个土壤接触表面；在该土壤中形成一个沟的一个龙骨构件；被配置来支撑该植物的一个携带装置，其中该携带装置被配置成在该土壤接触表面下方暴露该植物的一个外周边，以使得在该植物从该携带装置的该远端卸下之前该沟的至少一个侧壁与该植物的一个外周边接触；用于沿着基本上平行于该设备的种植方向的一条纵轴线经由该携带装置支撑和运送该植物并且运送到该沟中的一个运送装置，其中该运送装置被配置成当该植物到达其在该沟中的预定义深度时释放该植物。
Description
相关申请的交叉引用
本申请涉及2013年11月08日提交的、题为用于移植植物的设备(AN APPARATUSFOR TRANSPLANTING PLANTS)的丹麦优先权申请号PA 2013 70660以及2014年7月04日提交的、题为用于移植植物的设备(AN APPARATUS FOR TRANSPLANTING PLANTS)的美国临时申请62/021,042。
技术领域
本披露涉及一种用于移植植物的设备和方法，该设备包括被配置来一排移植多株植物的一个移植模块。
背景技术
将植物和/或幼苗从温室、苗床或其他生长位置移植到土地经常是执行来提高收获效率的一种操作。将植物/幼苗移植到田地或土壤中的优点可视作在户外条件是有利的之前通过开始在室内生长植物来延长生长季节。通过种植幼苗而不是直接播种有可能防止幼小植物免于疾病和害虫并且避免发芽问题。
手动移植操作已经进行很长一段时间并且可以视作一个非常耗时的过程，因为植物必须手动移植到土壤中并且每次移植的时间非常高。因此，在专业的农业操作中，移植经常是通过能够准备土壤以及帮助将植物定位在恰当位置中的多种设备进行的。这些移植机可以视作例如旋转移植机，其中该设备按一个单排准备土地，同时将幼苗或植物手动引入到旋转储匣中，以使得该设备可以在将下一株植物引入到土地之前将这些植物定位在土壤中。
半自动单排移植机的问题在于，移植整个田地的农作物是非常耗时的，因为移植的速度取决于操作者的速度并且一次仅能处理一排。因此，需要移植幼苗/植物的更快方法。
AU 2007100035介绍一种用于将幼苗高密度按若干排种植到基本上平整光滑的土床中的移植设备，其中每排提供有幼苗落管、在滑动板下方侧向延伸的用于针对每排切出沟的刀片，并且具有用于在一个位置支撑和卸下从落管中递送的幼苗以种植在沟中的装置。此设备能够一次移植更多幼苗，这意味着在横向方向上将更高数目的幼苗引入到土地中。
然而，这种设备的一个问题在于，由于与以下事实有关的机械限制，在种植方向上、即沿着该排引入幼苗的速度是有限的：刀片由于土地传送到刀片中的较高的力和冲击而不能在土地中高速拖动。此外，这些沟通过楔形刀片切到土地中，这意味着从所切出的沟中去除的物料必须从沟中移出，这引起对刀片的高机械应力。
因此，需要一种能够将幼苗高速地、高度一致地移植到土地中，以便使用于一排的每株幼苗的时间量最小化，以使得优化移植操作的效率的移植设备。移植操作的一致性意指可以优化用于生长植物的田地土壤的使用，以便确保每株植物具有恰当的土壤面积，从而以有效的方式生长。
发明内容
根据本发明，提供一种用于移植植物的设备，该设备包括被配置来一排移植多株植物的一个移植模块，该移植模块包括：与有待种植的土壤基本上成平面的一个土壤接触表面(滑动板)；在该土壤中形成沟的一个龙骨构件，其中该龙骨在该土壤接触表面下方延伸一个预限定距离，其中该龙骨构件的外周边限定该沟的深度；被配置来支撑该植物的一个携带装置，其中该携带装置从该土壤接触表面上方的位置延伸到该土壤接触表面下方的位置并且在该沟中延伸预定义深度以用于从该设备运送植物并且运送到该沟中，其中该携带装置具有用于卸下该植物的一个远端，并且其中该携带装置被配置来在该土壤接触表面下方暴露植物的外周边，以使得在植物从该携带装置的该远端卸下之前沟的至少一个侧壁与该植物的外周边接触；用于沿着基本上平行于该设备的种植方向的纵轴线经由该携带装置支撑和运送植物并且运送到该沟中的一个运送装置，其中该运送装置被配置来当该植物到达其在沟中的预定深度时释放植物。
根据本发明，该龙骨构件和该携带装置可以是能够完成这些零件/构件的目标的单独的零件/构件。或者，这些零件/构件整体作为能够完成这些零件/构件的所有方面的单个构件。
根据本发明的设备能够高速地并且在每株移植的植物/幼苗之间的距离上以非常一致的准确度来移植植物。该设备可以连接至能够将该设备运送到移植地点或田地中的一车辆上，如拖拉机。或者，该设备可以是自驱动的，即具有依靠自身驱动的必需的机械部件，或者该设备是移植车辆的一个组成部分。当开始移植时，该设备可以向着土地或土壤降低，以使得该土壤接触表面可以与土壤的表面接触。
当该设备引入/降低就位以开始该移植操作时，该车辆可以在移植方向、即有待移植的排的方向上操纵该设备。该土壤接触表面确保该设备相对于土壤表面具有恰当的竖直位置，从而确保龙骨构件和/或携带装置在土地/土壤中延伸预限定深度，以形成具有希望的深度的沟并且确保植物以一定深度引入到该沟中。该土壤接触表面可以帮助压实土壤，以使得可以更容易形成沟并且还可以帮助控制种植深度，以确保该设备不会陷入土壤中。该土壤接触表面可以是滑动板、橇板、轮子或任何类型的能够控制设备穿透深度的表面的形式。
该龙骨构件在竖直方向上从该土壤接触表面向下延伸到土地中，以允许该设备在种植操作过程中穿透土壤，并且同时它在种植方向上携带将形成在与该设备/车辆的种植方向相同的方向上延伸的沟。该龙骨可具有可以限定该设备的最低点的一个外周边，并且其中该外周边限定有待形成的沟的深度。这意味着该龙骨的外周边形成至少该沟的底部(最低部分)。龙骨确保该沟提供有多个侧壁和一个底部，其中该龙骨在移植操作过程中将该沟的至少部分保持开放，至少直到该植物恰当地引入到该沟中为止。因此，龙骨构件也作为该沟的支撑构件起作用，以确保在引入植物之前该沟不会塌陷。
通过龙骨构件的横向宽度控制沟的宽度，以使得在移植操作过程中龙骨构件的横向周边可以邻接该沟的侧壁，并且从而确保从通过限定沟的龙骨构件形成的体积推开土壤，其中物料可以推向各侧或者推至各侧。
该设备可以装载有多株植物，这些植物可以例如按托盘形式或按幼苗条带引入，其中每株植物引入到携带装置中。该携带装置能够携带多株植物，其中这些植物排成一排，一株接着一株，与储匣或传送带的功能类似。运送装置可以被适配成在植物处于该设备中时抓住植物，并且其中该运送装置被适配成从该设备内部递送该植物并且沿着该携带装置递送到沟中。
该运送装置在平行于该沟的方向上将植物引入到沟中，以使得该植物“滑入”到沟中。使用携带装置支撑植物并且使用运送装置递送植物的组合确保该植物仅在恰当的情况下释放，以使得确保植物在土壤表面下方延伸预限定深度。土壤表面下方的预限定深度可以是基于有待种植的植物的类型选择的并且可以对每种类型的植物进行调整。
当植物到达其最低位置时，沟的侧壁抓住植物各侧，以便设定植物的取向和深度。因此，将植物固定于土壤中并且植物相对于该设备的移动通过该设备相对于土壤的移动来控制，并且不需要支撑该植物。因此，设备的移动将确保设备被拖动远离该植物。
然后，将下一株植物引入到沟中、在不同于先前的植物的纵向位置处，并且通过根据以上所述的设备进行种植。
在一个实施例中，当该植物的远端部分经过携带装置的远端时，运送装置释放植物。这意味着该植物经过该远端并且不再或者仅部分是通过该携带装置支撑的。
在一些实施例中，该运送装置是固定的。术语“固定”意指推进器在沿着臂长度的任何点上不会弯曲。
在一个实施例中，该运送装置是可伸缩的。关于推进器所使用的术语“可伸缩的”意指沿着臂的长度存在至少一个旋转点，例如在主臂(52)与下臂(53)之间，如图5A所示的。
运送装置的缩回允许调整移植的植物之间的距离以及在高速移植下(即，可以较高速度驱动牵引机)。可以使用可伸缩运送装置实现在一片土地上的较高密度的移植的植物。此外，可伸缩运送构件允许单位土地的更迅速的种植。在一个实施例中，这些移植的植物之间的距离的范围在一排中可以是从10厘米至24厘米。该距离可以是在8厘米至65厘米之间，4英寸至24英寸之间。这些植物之间的距离是一致的并且在种植过程中是不变的。
当使用多个模块时，这些植物可以种植成多个平行的排或偏移的排。在偏移配置中的这些植物相对于相邻的排种植，以便形成如本领域技术人员已知的菱形。这允许每单位土地的较高植物密度。相邻模块被调整为通过独立地设定推进器将植物推入到土壤中的时机提供此偏移。
在本发明的一个实施例中，该设备可以进一步包括压实有待种植的土壤的一个压实器。一些类型的土壤可能是相对松软的，特别是如果土壤干燥的话，并且可能需要在将龙骨引入土地中以形成沟之前压实土壤。在一些情况下，土壤可能是非常松软，使得龙骨自身将不会形成良好限定的沟，因为土壤非常松软时侧壁可能破碎、塌陷或瓦解。此类松软土壤的一个实例可以是例如在操纵时不能维持其形状的干砂。因此，为了恰当地准备土壤以形成良好限定的沟，在龙骨进入土壤中之前压实土壤可能是有利的，以使得土壤密度增加并且允许它成形为一个沟。土壤中水的含量经常可以影响土壤的柔韧性以及它维持其形状的能力，但是压实土壤的压力经常足以确保土壤的柔韧性和形状保持能力。
在本发明的一个实施例中，有待移植的植物可以是幼苗。
在本发明的一个实施例中，有待移植的植物可以包括容纳幼苗的外壳。这种外壳可见于EP0182263，其中该外壳可以是沿着其长度提供的一个条带或封装条带，该条带具有包含植物或幼苗的多个小袋。当植物提供在具有包含植物的多个小袋的一个条带中时，该设备可以包括将这些小袋/外壳分成有待种植的离散元件的一个切割机构。这些外壳可以引入到携带装置中并且运送装置可以将外壳操纵到土地中。
在一个实施例中，携带装置可以被配置为从下方、至少一侧和/或从上方提供对植物的支撑，以确保在运送过程中以预定方式维持植物的取向并且直到植物卸下到土壤中为止。携带装置可以被安排成具有可与植物的截面轮廓相对应的一个截面轮廓，以使得该携带装置能够确保在移植操作过程中植物以一种方式送向沟中，该方式确保植物在卸下之前和之后的最终位置是最佳的。从下方支撑确保植物在将植物从该设备移动并且移向携带装置远端的过程中不会在预限定点下方操纵，并且使植物不在沟的可被认为太深的位置卸下的可能性最小化。侧向支撑可以是在一侧上或者在两侧上，以确保在经由携带装置运送植物的过程中植物的横向位置是恰当的。这确保植物在恰当的横向位置引入到沟中并且因此确保它可以恰当地定位。从上方支撑确保该植物在恰当深度操纵到沟中，以使得当植物在沟内部卸下时，土壤将覆盖植物以足以使根在土地中生长。如果植物在沟中定位太高，则有以下风险：根将不能穿过土壤中并且因此致使植物不适当的移植并因此具有减小成功率的风险。在移植操作过程中该植物可以在顶侧和底侧两侧支撑。这可以确保植物在运送过程中不能从其预限定的希望的位置旋转或操纵出来。如果这个希望的位置失效，则该植物可能按不希望的方式旋转、转动或扭转，这可能是不能恢复的并且导致植物可能不适当地卸到土地中，从而致使移植不成功。
在一个实施例中，携带装置可以在携带装置的横向周边包括一个贯穿开口(through-going opening)，以允许沟的一个侧壁与植物接触。该贯穿开口可以被安排在该土壤接触表面下方，以使得该开口可以邻接沟的侧壁。通过允许沟的侧壁与植物的一个侧壁接触，有可能减少将植物运向携带装置的远端部分所需要的力，因为植物相对于侧壁的移动将由于两个部分之间的摩擦而向植物传递能量。该摩擦有助于运送植物并且确保植物从携带装置/设备的卸下是逐渐的而不是突然的。在沟的侧壁可以逐渐地开始朝向植物集合(fall in)时，植物与沟的侧壁之间的摩擦可以从携带装置的近端向远端增加。因此，植物与沟之间的速度差异将逐渐变得越来越小，直到植物从该装载装置上卸下，直到植物被移植并且植物处于土地中为止。
在一个实施例中，该携带装置可以在卸下之前在竖直方向上将植物与土壤分开。通过具有在竖直方向上将植物与土壤分开的携带装置，该携带装置可以置于植物与土地之间，以确保植物不会与沟的底部接触，直到它从携带装置中卸下为止。这可以在卸下之前保护植物的根。这进一步确保植物在沟的恰当深度释放，因为该携带装置被安排于沟底部与植物之间。携带装置还可以有助于在移植操作过程中防止引起土壤向上推向土壤的表面，并且因此在移植过程中确保植物以预限定方式维持在沟中。
在一个实施例中，该运送装置可以包括具有连接至一个驱动机构的一个近端和与有待移植的植物连接的一个远端的至少一个运送构件。该至少一个运送构件可以与有待移植的植物连接，其中该连接可以是一个可释放的机械连接。在植物安排在设备中的携带装置上时，该运送构件可以与该植物连接，并且可以用于沿着该携带装置向远端推动植物，以从设备上卸下。该运送构件的对端即近端可以通过允许来自驱动机构的动能经由运送构件从驱动机构转移并且转移到植物的驱动构件来驱动。该运送机构可以具有从近端延伸到远端的纵轴线，其中该运送机构的驱动方向可以与运送机构的纵轴线正交。
在一个实施例中，该运送装置可以包括在与竖直线成角度的位置进入该沟中并且被适配成沿着设备的纵轴线朝向基本上竖直的位置旋转的至少一个运送构件，在该基本上竖直的位置该远端到达沟中的最终深度并且其中持续的旋转将远端从沟中提起。该运送构件可以被布置成以这样一种方式支撑植物，以使得当该植物连接至该运送机构时，在运送过程中该运送构件与该植物之间的角度将保持相同，并且直到植物从运送构件中释放以从该设备卸下为止。因此，运送构件可以有助于确保该植物定向于沟内恰当位置，因为植物从携带装置上的释放与运送构件和植物之间的连接的释放可以是同步的。因此，运送构件将不会释放植物，直到植物旋转到其在沟内的恰当位置为止。
在一个实施例中，运送装置的远端可以被配置成在基本上竖直的位置释放植物。可以看到植物的竖直位置，其中根基本上向下指向并且植物的叶子、茎或顶部基本上向上指向，以使得植物可以从土壤在竖直位置上生长。植物的竖直轴线可以从根并且向植物的上部分延伸，因此当植物处于竖直位置中时，植物的竖直轴线基本上平行于竖直线。
植物可以按任何适合角度运送通过该设备，其中在从植物并且朝向从设备卸下植物来运送植物的过程，该植物的竖直轴线可以与竖直线成角度。在运送过程中植物的角度可以是不相关的，并且当运送构件连接至植物时该植物可以与竖直线成一个角度。然而，可以有利的是，当运送构件释放植物时，植物处于竖直位置，以使得当植物从设备上卸下时，它将保持处于竖直位置。运送装置可以被配置成与携带装置一起运行，以使得植物的旋转通过携带装置和运送构件二者来支持。
在一个实施例中，龙骨构件的外周边可以具有一个近端部分和一个远端部分，其中该远端部分在土壤接触表面下方延伸比该近端部分更大的距离。因此，龙骨可以逐渐地形成沟的全部深度，并且与龙骨接触的土壤的全部力可以分布于较大面积上，因为龙骨的远端部分比近端部分更深。因此，当形成沟时，沟的前端比沟的后端浅。龙骨可以具有可与竖直线成角度的一个前边缘，以使得与具有竖直前边缘的龙骨相比，切到土壤中的龙骨外周边即前边缘具有增加的面积。即，通过增加龙骨前边缘的长度，形成沟所需要的力分布于较大面积上，这减小龙骨上的磨损和撕裂并且允许以较大速度将龙骨驱动到土地中，这具有最小化的损害龙骨的风险。
在一个实施例中，土壤接触表面下方的距离可以沿着龙骨构件纵轴线逐渐增加。龙骨前边缘可以具有逐渐增加的深度，以使得前边缘是弯曲的。龙骨近端的前边缘的角度可以与水平线成正角(水平线是0度)，其中曲线的角度朝向水平线逐渐会聚。
在一个实施例中，至少两个移植模块是并排定位的，以便移植至少两排(多排)。通过并排安排至少两个移植模块，有可能一次移植多于一排，并且因此适当地增加设备的效率。在多个替代实施例中，可以将移植模块的数目增加至三个、四个、五个、六个、七个或更多个并排放置的模块，以便提供有待移植的相同数目的排。模块数目的增加不会影响从土壤向模块传送的力，因为每个模块形成其自身的排并且与分别来自其它模块的土壤接触。
当设备提供有多于一个模块时，这些模块之一的土壤接触表面可以用于所有其它模块，或者这些模块的土壤接触表面可以接合在一起、聚合或合并，以使得可以在土壤接触表面的一次调整中为所有的排调整土壤接触表面的位置相对于龙骨(即，沟的深度)的调整。或者，沟的深度可以通过调整每个龙骨构件的距离来控制，其中龙骨外周边之间的距离可以相对于设备的土壤接触表面进行调整。这种移动可以针对每个模块单独地进行或者针对所有模块共同地进行。
在一个实施例中，有待种植的植物的轴线的竖直轴线可以平行于龙骨构件的纵向平面，所述纵向平面可以是龙骨构件的竖直平面。因此，在植物从携带装置卸下之后，有待定位于沟中的植物将被直接安排在龙骨构件的远端。这确保植物直接定位于由龙骨构件形成的沟中，并且如果在沟形成时龙骨构件的纵向平面是基本上竖直的，则该植物可容易以与龙骨纵向平面相同的角度定位于沟中。
可以提供具有基本上竖直的纵向平面的龙骨，从而在移植操作过程中形成基本上竖直的沟。
本发明还可以包括一种根据在此披露的这些步骤按一排移植多株植物的方法。
本发明的其他目标、特征和优点将从以下详细说明中变得清楚。然而，应当理解尽管详细描述和具体实例表示本发明的优选实施例，然而它们仅以说明的方式给出，因为处于本发明的范围和精神内的不同变化和修改对于本领域技术人员从此详细说明将是显而易见的。
附图说明
图1示出根据本发明的一个移植模块的侧视图。在图1A中的运送构件(9)具有固定的构造。图1B示出叠置在移植模块上的一个可伸缩移植构件，其中示出两个可缩回运送构件(RTM)的相对定位。图1C示出在HD中，凸轮的支撑件也持有入口通道，该入口通道同时具有引导进入的多个推进器的延长的塑料壁。
图2示出根据本发明的一个方面的移植模块的部分，其中固定的运送构件是刚性的并且不会沿着其长度弯曲。
图3示出沿着轴线III-III获取的与地面接触的移植模块的部分的截面。
图4A和图4B示出切割装置的一个实施例。在此图中，切割装置(40)连接至圆形件(41)。植物条带(未示出)供送通过间隙(43)并且单独的植物小袋通过运送机构的推进器引导向前(参见以下图5)。圆形件将围绕着中心轴线旋转360度，从而在每个植物小袋/发芽单元之间切割植物条带。切割装置可以如图所示的成形或将切割植物条带的任何其他构造。如图所示，该切割装置由于其“V形”构造而为自清洁的。图4B是与图4A相同的，除黄色箭头指示圆形件(41)及其连接的切割装置(40)的旋转方向之外。图4C示出适用于切割装置的不同边缘，其中45A-凹磨，45B-平磨，45C-骑兵磨，45D-凿刀磨，45E-双斜面磨，45F-凸面磨。
图5示出一个可伸缩运送构件的一个部分。可伸缩运送构件允许在较高速度下调整幼苗放置，即，间隔。图5A是可伸缩运送构件的一个实施例的图。可伸缩运送构件包括一个主臂(52)和为单一单元的一个推动臂。推动臂包括一个连接区段(54)和一个推进器(55)。蓝色箭头指示不仅用于减少摩擦而且帮助推动臂接合移植模块中的通道、导致可伸缩壁径向向外延伸的一个轴承。此延伸还确保推进器具有用于移动植物小袋和植物条带通过移植模块的同轴度(proper alignment)。牵引机在由图5A中的箭头1指示的方向上移动。图5A中，下臂(53)是整体一件式但是可以被描述为两件式——一个上部连接臂(54)和一个下部推进器(55)。虚线箭头指向与凸轮或其他引导装置(未示出)接合以将可缩回臂维持在延长的位置上的一个轴承(58)。一旦去除压力，弹簧(51)就会在低种植速度下施用足以使臂在虚线箭头的方向上缩回(返回朝向主臂52)的力。在较高种植速度下，一个第二凸轮(未示出)将接合肩部(57)以将下臂推回到缩回位置中。图5B是可伸缩运送构件的第二实施例的照片。图5B示出下臂(53)的第二实施例。此视图是直观的并且因此在图5A或图5C中示出的很多细节是不可见的。例如，背侧上的齿(56)是不可见的。图5C是可伸缩运送构件的背侧的照片。此视图清楚地示出下部推动臂是一个整体件。(注意，它可以制成多件式，但是优选将它制成整体件。)图5C中轴承是不可见的，它是在正面上的。
图6是来自运送构件的远端尖端(来自朝向连接臂的下部推动臂的尖端)的照片。齿56处于前景中。还可见角度63，推进器的下部分设置在该角度下。如果运送构件平放于平整平面上以使得齿56处于朝上侧并且背侧(示出在图5C中)处于该平整平面上，则前边缘将与该平整平面接触，而后边缘则不接触。下部推进器的柄(64)也是可见的。
图7是可伸缩运送构件的截面(或边缘)示意图，如从图5A左侧的边缘上可见的。肩部(57)和轴承(58)对于在移植过程中维持壁的适当位置是重要的。
图8是有助于将植物小袋(发芽单元)置于土壤中的推进器的示意图。未示出：作用于推进器肩部的弹簧和凸轮将使推进器缩回。凸轮的力施加在棕色箭头处。弹簧施用足够的力(即，扭矩)，以使得如果没有其他力施加于臂，则推进器维持在缩回位置。然而，当牵引机以较高速度运行时，弹簧不足以使推进器返回到其缩回位置并且需要凸轮的帮助。在推进器通过凸轮提升回到缩回位置时，凸轮尖端(齿定位之处)经过植物。如果齿处于中线(m)上方，那么存在推动植物小袋经过而不是将植物置于直立位置的倾向。图8中阴影线部分表示土壤，图8示出可缩回的推进器。图8中，植物小袋通过一个运送构建使用由箭头(曲线)指示的土壤的力推动前进。推进器上的齿稍微低于小袋的中点(标记为“M”的虚线)。推进器由于在通道(未示出)中接合的轴承(未示出)而维持适当的位置。
图9是推进器臂(参见以上图5)的特写图。图9中，推进器上的齿有助于定位植物条带。d值范围是从3/8L到1/3L。
本专利的文件含有至少一张彩色图片。在请求并支付必要的费用后，官方将会提供带有一个或多个彩色附图的本专利或专利公开的复本。
具体实施方式
仅使用以下定义和例子，本发明现在将以参考方式详细说明。在此提到的全部专利和出版物，包括这些专利和出版物内公开的所有序列在内，均明确地通过引用结合在此。
除非在此另外定义，否则在此所用的所有技术与科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与在此描述的那些方法和材料类似或等效的任何方法和材料均可以用于实施或测试本发明，但描述了优选的方法和材料。应理解，本发明不局限于所描述的特定方法、方案以及试剂，因为这些可以变化。
数值范围包括定义该范围的数字。术语约在此用于意指加上或减去一个值的百分之十(10％)。例如，“约100”是指90与110之间的任何数字。
在此提供的小标题不是本发明的不同方面或实施例的限制，可以通过作为一个整体参考本说明书来获得这些方面与实施例。因此，通过作为一个整体参考本说明书更完整地定义下文直接定义的术语。
定义
如在此所用“植物”意指适用于使用在此所述的设备进行种植的植物的任何部分或生命阶段。实例包括但不限于，根茎、种子或幼苗。优选地，这些植物是最近发芽的。在一个实施例中，植物伸出土壤(或发芽单元顶部)上方小于2英寸。
“发芽单元”是包含一个或多个种子或一个或多个幼苗和一种载体(或载体混合物)的一段生长介质(土壤)。在一些情况下，通过生物可降解材料封闭发芽单元。通过生物可降解材料封闭的两个或更多个发芽单元可以形成植物条带。参考US7213366、US7356964以及US7614181。
“植物条带”是封闭相继安排的发芽单元的生物可降解材料的连续带。植物条带在与在此所述的设备一起使用时可以切割成单个单元(也被称为植物小袋或发芽单元)。
可以术语“载体”在此被理解为一种材料，包括以下物质中的至少一种：颗粒状膨胀蛭石、珍珠岩、沸石、纤维素材料(如木质纤维和泥炭藓)、煅烧粘土、石棉等物质，借此有可能获得所需程度的水输送能力、离子交换特性等。“载体混合物”是以上物质中的至少两种。
术语“添加剂”在此主要理解为吸水性材料，如超吸收材料，即吸收H2O，以便获得一种湿度缓冲，例如像超吸收聚合物(SAP)。
表述“佐剂”在此应理解为涵盖选自以下各项的一种或多种物质：植物营养物；植物保护剂，如农药，包括除草剂、杀虫剂，尤其是内吸杀昆虫剂，杀真菌剂、杀病毒剂(virae)、细菌培养物、真菌如木霉属(Trichoderma)培养物、真菌孢子、微囊化杀真菌剂、来自有用昆虫如捕食线虫的卵、肥料、酶、动物驱逐剂、激素、pH-调节剂、活性炭、粘土颗粒、痕量元素如钼、木质纤维或木粉、硅藻土、表面活性剂或对植物的发芽和生长具有有利的作用的其他物质，其中若干物质可以微胶囊化形式获得。
表述“生物可降解”材料在此被理解为当单独处于其自然状态下时逐渐崩解的一种材料和/或在可测量时段内是普通生物食物链的一部分。
短语“切割装置”是指分离植物条带的发芽单元的任何物理装置。此术语不包括扯开或撕开该发芽单元。特定实施例包括剪刀、锯齿边缘或者刀具。在一些实施例中，这些刀具可以是凹磨、平磨、骑兵磨(有时被称为“V形磨”)、凿刀磨、双斜面或复合磨或者凸面磨。
图1示出用于移植多株植物2的一个移植模块1的侧视图。模块1包括被配置成在移植过程中与土地表面接触的滑动板3。滑动板3具有压实有待移植的土地的功能，因为滑动板在移植过程中携带模块1重量的一部分，并且因此将压力施加(assert)到土地或土壤上。滑动板3还具有防止模块陷入土地中、以使得移植模块1的位于滑动板下方的部分穿透土地/土壤预限定距离的功能。
模块1进一步包括被适配成穿透土地并且在土地中形成沟的龙骨4，如图3所示。该龙骨具有上边缘5和下边缘6，其中该龙骨的下边缘限定有待通过模块形成的沟的深度。龙骨4还可以用作有待移植的植物2的携带装置，其中该植物2可以在龙骨的上边缘5上、在朝向模块的远端7的方向上滑动，以使得植物2在与龙骨4的平面相同的平面上进入沟中。在龙骨的远端，模块1可以提供有压实装置8，这些压实装置被安排成在沟的两侧与土壤接触，它们可以被适配成压实沟的两侧，并且因此在将植物2引入到沟中之后闭合沟。压实装置8可以被安排成在沟两侧的土壤上提供压力，从而引起沟的侧壁塌陷，以使得沟的侧壁封闭植物2的侧壁。
植物可以从设备内部并且向下朝向龙骨的上边缘5运送，其中可以通过运送构件9促进该运送移动，该运送构件与植物连接并且沿着该携带装置并且沿着龙骨4的上边缘5推动植物，直到植物经过龙骨的远端10为止。运送构件9可以被提供为旋转运送构件，该运送构件被适配成在模块内部在驱动运送构件9的旋转驱动器11上旋转。运送装置可以多个运送构件形式提供，这些运送构件沿着旋转驱动器11依序安排，其中每个运送构件可以被适配成运送一株植物并且后一个运送构件9可以从设备中运送下一株植物并且运送到沟中。
模块1可以经由可被适配成连接至车辆的后部、并且允许模块被提高和/或降低、并且在移植操作过程中允许车辆沿着土壤拉动模块1(从而在移植方向上提供运动)的联接装置12连接至车辆。
图2示出移植模块1的部分的侧视图，其中已去除模块的一些部分，以便示出根据本发明的移植机构。驱动机构11可以驱动安排在第一链轮18和第二链轮19周围的链17，其中驱动动力通过第一链轮18或第二链轮19传递到该链并且方向D上环形驱动该链。链轮18、19通过一个距离分开，以使得链17具有两个纵向侧，其中该链基本上是直线的并且有两个区，其中该链沿着链轮从一个纵向侧向另一个纵向侧旋转180度。该链可以提供有多个运送构件9，该运送构件具有连接至链17的一个近端15和被适配成与植物2连接的一个远端。
当模块1用于移植操作时，这些运送构件在方向D上旋转，其中运送构件9A被安排成连接至植物2，而该植物处于设备内部的携带装置13上。连续的旋转引起植物2在朝向土地14的方向上基本上直线地推向模块的下端。当植物2B到达龙骨4的近端时，运送装置9B开始与该链一起沿着链轮18旋转，从而引起运送装置的远端16以高于近端15的速度行进，因此远端在旋转接近链轮时将行进更长的距离E。在此速度增加过程中，植物2A被引入到滑动板3下方，从如箭头B所示的地面上方至如箭头C所示的地面下方。该植物可以沿着龙骨4的上边缘5、朝向龙骨4的远端10滑动，其中运送构件9C的远端的曲线与地面下方的携带装置(即，龙骨的上边缘5)的曲线基本上相同。运送构件9的远端16的曲线可以与设备内部的携带装置13和土地下方的该携带装置的曲线基本上相同，以使得可以通过运送构件沿着携带装置13、5安全地操纵。
当植物被推向龙骨4的远端10时，沟的侧壁与植物2B的侧壁接触，并且沟的侧壁与植物之间的摩擦引起植物在与驱动方向A相反的方向上移动，并且运送构件可以释放植物。当运送构件9C释放植物时，该运送构件将沿着该链旋转到运送构件9D的位置上，从而从沟中提起运送构件的远端并且远离土地14。
当运送构件9C释放植物2时，下一个运送构件将通过以与前一株植物相同的方式推动后一株植物并且将下一株植物种植到由龙骨4形成的沟中来继续该连续种植操作。
存在于携带装置中的植物2在操作过程中可以持续地补充，以确保存在足够的植物以按连续的方式在一排中连续地移植植物。补充携带装置13的方式可以按多种不同方式进行，并且可以被视为基于本说明处于本领域的技术人员的技术范围内。
图3是沿着图2的轴线III-III获得的截面图，其中此图示出在移植过程中的模块的操作和与土地20的相互作用，这是在图2所示的行进方向A所观察的。滑动板3邻接土地20的表面14，从而确保该模块不会陷入滑动板3的土壤接触表面下方的土地中。滑动板3可以处于具有弯曲远离土壤表面14的近端21的橇板形式。该滑动板可以由两个层即旨在是磨损的并且可替换的一个下层22和通过可替换下层22保护的一个上层23构建成。当下层22磨损时，它可以从上层23移走并且用新的下层22替换，以确保仅滑动板3的一些部分磨损，而其他部分能够重复使用。滑动板3可以提供有一个贯穿槽23，形成从滑动板上部区域到滑动板3下部区域的一个通道并且因此形成朝向土地20的一个通道。
在移植操作过程中，龙骨4穿透土地20，在土地20中形成一个沟24，其中该沟的深度由龙骨4的下边缘6限定并且该下边缘形成该沟的底部30。沟24的宽度通过龙骨4的侧壁26、27控制，以使得该沟提供有对应的侧壁28、29。
龙骨4的上边缘5可以用于将植物2携带到沟中并因此将植物2与沟的底部30分开。龙骨4的高度限定沟底部30与植物2分开的距离，其中此距离可以是通过根据引入沟24中的植物类型选择龙骨大小来控制的。
龙骨的上边缘从下方支撑植物并且确保植物在卸下之前不会落入沟中。该模块可以进一步提供有一个支撑元件31，该支撑元件具有被适配成从上方支撑植物的一个边缘32，从而防止在移植过程中植物2在竖直方向上向上移动，从而确保在移植过程中植物不会从沟中托起。模块1可以进一步提供有一个第一侧支撑构件33和一个第二侧支撑构件34，这些支撑构件确保在移植过程中防止植物在横向(侧向)方向上移动并且将植物保持在龙骨4的上边缘5上。支撑构件34可以被应用于龙骨4的长度的仅一些部分上，其中在植物进入沟24时，可以仅需要植物在此侧中的侧支撑。
土地内的携带装置5、31、32、33、34可以提供有当植物在与驱动方向相反的方向上运送时允许沟的侧壁28、29与植物接触的一个开口35，从而在移植过程中允许土地的动量帮助沿着携带装置运送并且减轻植物施加到运送构件9上的压力。在直到卸下的过程中，该开口可以另外帮助将植物的横向位置维持在龙骨上边缘5上，因为沟的这些侧壁推到植物上。因此，有可能在模块的远端方向上限制这些侧支撑构件的长度，其中当植物沿着龙骨4的上边缘5到达某一点时，该侧壁可以例如接替植物2的侧支撑。
通过允许侧壁与该植物接触，植物2将获得等于土地的速度，这意味着当植物卸下时，这些侧壁将不会引起施加到植物上的冲击或突发的力，其中这种冲击在移植操作过程中可以损害植物或者在卸下之后可以妨碍植物定位。
龙骨4的深度和该龙骨的下周边缘6可以根据特定植物所希望的沟深度进行调整，以使得该龙骨在土地下方延伸的距离可以发生改变。以相同方式，龙骨4的上边缘5与支撑构件34和构件31之间的距离可以根据植物高度进行调整，以确保携带装置的截面轮廓与植物的截面轮廓相对应。
此外，当利用植物条带移栽植物时，一个切割装置例如剪刀或刀具可以被安装用于将植物条带切割成小条带块或单元，其中每个条带块包括一株或多株植物。当希望将植物条带分成发芽单元时，所得的分开程序非常容易进排。
图4A示出切割装置的一个实施例。确切地说，描绘具有骑兵磨(saber grind)的一种自清洁刀具。该切割装置在切割植物条带时将从刀片上敲除任何粘附的污垢或碎片。换言之，植物条带的织物擦掉污垢，以使刀片上的污物、泥巴和/或碎片的量保持最小。
该切割装置连接至如图4B中的黄色箭头所示地旋转的一个圆形装置。旋转是围绕垂直于圆形件的面的中心轴线。一个替代方案是该切割装置可以前后交替而不是旋转通过整个360度。然而，此替代方案可导致切割装置撞击推进器。
图5A-图5C是具有运送构件的推进器的特写的可伸缩运送构件的一部分。
运送装置的可伸缩推进器允许较近的植物间隔和较高移植速度下的操作。当该运送装置基本上垂直于土壤表面时，可伸缩推进器开始缩回。
作用于推进器肩部的弹簧和凸轮将使推进器缩回。在棕色箭头处施加凸轮的力。弹簧运用足够的力(即，扭矩)，以使得如果没有其他力施加于该臂，则推进器维持在缩回位置。然而，弹簧不足以使推进器返回到其缩回位置并且需要凸轮的帮助。在推进器通过凸轮提升回到缩回位置时，凸轮尖端(齿所定位之处)经过植物。
如果齿处于中线(m)上方，那么存在推动植物小袋经过而不是将植物置于直立位置的倾向。
一旦移植，不同农作物需要植物之间的不同距离。因此，希望能够在种植不同农作物时增加/减小农作物种植密度。例如，烟草典型地以植物之间3英寸进行种植，而花椰菜以植物之间18至24英寸进行种植。莴苣典型地以植物之间6至12英寸进行种植。为了适应这些不同，使用一个齿轮箱。
应当理解，在此描述的实例和实施例仅是出于说明性目的，并且根据它们进行的不同修改或变更将启发本领域技术人员并且将被包含在本申请的精神与权限范围内和所附权利要求书的范围之内。在此引用的全部出版物、专利和专利申请因而出于所有目的通过引用全部结合在此。
引用列表
专利文献
[1]US7421960-用于移栽种子或植物条带的机器(Machine For Bedding OutSeed or Plant Tapes)
[2]US7213366-用于在包含种子或植物的类似生长适合部分的发芽单元中使用的载体和添加剂的混合物以及产生该混合物的方法(Mixture of a carrier and additivesfor use in germinating units containing seeds or similar growth-suited partsof a plants as well as a method of producing the mixture)
[3]US7356964-包括相继安排的发芽单元的种子条带以及使种子条带发芽的方法(Seed tape including successively arranged germinating units as well as amethod of germinating the seed tape)
[4]US7614181-包括相继安排的发芽单元的种子条带(Seed tape includingsuccessively arranged germinating units)
Claims (23)
1.一种用于移植植物的设备，该设备包括被配置来一排移植多株植物的一个移植模块，该移植模块包括：
-与有待种植的一块土壤基本上成平面的一个土壤接触表面；
-在该土壤中形成一个沟的一个龙骨构件，其中该龙骨构件在该土壤接触表面下方延伸一个预限定距离，其中该龙骨构件的一个外周边限定该沟的深度；
-被配置来从下方支撑该植物的一个携带装置，其中该携带装置从该土壤接触表面上方的一个位置延伸到该土壤接触表面下方的一个位置，并且在该沟中延伸一个预限定深度以用于从该设备运送该植物并且运送到该沟中，其中该携带装置具有用于卸下该植物的一个远端；
-用于通过沿着该携带装置推动该植物来递送该植物的一个运送装置；
-其中，该携带装置被配置来在该土壤接触表面下方暴露该植物的一个外周边，以使得在该植物从该携带装置的该远端卸下之前该沟的至少一个侧壁与该植物的一个外周边接触；
-其中，该运送装置被配置为沿着基本上平行于该设备的种植方向的一条纵轴线递送该植物，其中该运送装置被配置来当该植物到达其在该沟中的预限定深度时释放该植物。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括压实有待种植的该土壤的一个压实器。
3.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中有待移植的该植物是一株幼苗。
4.根据权利要求3所述的设备，其中有待移植的该植物包括容纳该幼苗的一个外壳。
5.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中该携带装置被配置成从至少一侧和/或从上方提供对该植物的支撑，以确保在运送过程中以预定方式维持该植物的取向并且直到该植物卸下到该土壤中为止。
6.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中该携带装置在该携带装置的横向边缘包括贯穿开口，从而允许该沟的一个侧壁与该植物接触。
7.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中该携带装置在卸下之前在一个竖直方向上将该植物与该土壤分开。
8.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中该运送装置包括具有连接至一个驱动机构的一个近端和与有待移植的该植物连接的一个远端的至少一个运送构件。
9.根据权利要求8所述的设备，其中该运送装置包括在与竖直线成角度的一个位置进入该沟中并且被适配成沿着该设备的纵轴线朝向一个基本上竖直的位置旋转的至少一个运送构件，在该基本上竖直的位置该至少一个运送构件的该远端到达其在该沟中的最终深度并且其中持续的旋转将该至少一个运送构件的该远端从该沟中提起。
10.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中该运送装置的一个远端被配置成在一个基本上竖直的位置释放该植物。
11.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中该龙骨构件的该外周边具有一个近端部分和一个远端部分，其中该龙骨构件的该远端部分在该土壤接触表面下方延伸比该龙骨构件的该近端部分更大的一个距离。
12.根据权利要求11所述的设备，其中距离沿着该龙骨构件的该纵轴线逐渐增加。
13.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中至少两个移植模块是并排定位的，以便移植至少两排。
14.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中有待种植的该植物的竖直轴线平行于该龙骨构件的一个纵向平面。
15.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，其中该运送构件包括一个可伸缩推进器臂。
16.根据权利要求1-2和4中任一项所述的设备，进一步包括可操作地联接至该移植模块的一个齿轮箱，其中该齿轮箱允许调整这些移植的植物之间的距离。
17.如权利要求16所述的设备，其中这些移植的植物之间的距离的范围是从8厘米至26厘米。
18.根据权利要求8所述的设备，其中该运送装置包括一个推进器臂。
19.根据权利要求13所述的设备，其中这些排是平行的。
20.根据权利要求13所述的设备，其中这些排是偏移的。
21.根据权利要求16所述的设备，其中该齿轮箱允许独立设定相邻模块中的推进器。
22.根据权利要求1所述的设备，其中该设备是自驱动的。
23.一种使用根据权利要求1至22中任一项所述的设备一排移植多株植物的方法。
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