CN105491876A - 栽培系统 - Google Patents

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Abstract

栽培系统(1)由无端栽培轨道(2)组成，所述无端栽培轨道(2)包括多个支撑构件(5)，在来自多个照明单元(7)的光照下，待种植物在所述支撑构件之上沿着所述栽培轨道的长度移动。所述栽培系统的具体特征在于，至少一个所述照明单元(7)被设置成可往返位置(9)和至少一个支撑构件(5)处的所述照明单元可以连接在所述支撑构件(5)处的位置移动，以提供光线，并且所述照明单元(7)可以随着沿所述栽培轨道长度往返任意位置的所述支撑构件(5)移动。

Description

栽培系统
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求所述的栽培系统。
背景技术
传统上，植物种植是在户外田地中进行，这意味着过去所栽培植物的品质和数量受到气候和天气变化的影响。天气对所栽培植物品质和数量的影响也意味着在收获之前，农民很难出售户外作物。今天，特别是在贸易与物流高度发达的国家，无论天气好坏，客户都越来越多地希望作物具有相同的(看起来相同的)品质。为了获得更加一致的品质，在受控环境中种植各种植物已经变得越来越普遍。
一种在较少受到天气变化影响的环境中进行栽培的方式是温室栽培。传统温室栽培的缺点是需要较大面积来种植作物。在城市地区，土地价格高于农村地区，因此，只能以有限的规模(小规模)进行户外栽培或传统温室栽培。
随着城市化发展和许多国家日益严重的交通问题，将蔬菜和其它植物等新鲜种植的食物运送到城市中心变得更加困难。随着客户环保意识的不断增强，还要求必须尽可能在本地进行栽培。上述问题以及提高的环保意识反过来增加了对在附近或在城市环境中进行种植的需要(兴趣)。使用以往的栽培方法很难在城市或在城市附近开展种植，而且代价高昂。
为了增加单位面积土地或在温室占地面积中的作物种植量，已经研发了不同类型的耕作系统，其中耕种是在多个垂直层次上完成的。例如，US3327425介绍了一种栽培轨道的变形，其包括位于不同垂直层次的大致水平的栽培环路。然而，由于上述专利所描述的栽培轨道是基于比较陈旧的技术，因此它与根据本申请的结构是不同的。该结构没有进一步包括可以通过栽培轨道负荷载体或栽培系统中的其他组件移动照明单元的技术。
SE467643介绍了已知栽培轨道的另一个示例。该专利描述了用于农业、林业和园艺的栽培轨道。该栽培轨道在框架之间包括大量彼此枢转地间隔连接排列的支撑工具，所述支撑工具通过链条等彼此相连。这种设计实现了一种无端蛇线轨迹。从侧面看，该蛇线轨迹构成了一种栽培轨道，大量V形环路和人造光从顶部设置，主要使用强光照射各个V形环路中的植物。该设计的缺点是耗费空间。此外，根据其描述，该栽培系统的缺点在于更换该栽培系统中的灯具等很费时，它缺少一种可以轻松或自动完成灯具等更换的装置。
在瑞典专利SE535207中，介绍了一种栽培轨道的变形，其被包围在集装箱等可移动单元之中。该专利的设计提供了一种在栽培期间控制气候的好方法。该专利的设计与根据本专利申请的设计不同，因为该专利的结构中包含至少一个V型环路。该专利所述栽培轨道的缺点还在于缺少一种功能装置，而根据本申请，如果发生错误，可以快速更换这些灯具或照明装置。
上述专利所述在不同的垂直层次完成耕种的耕作系统存在多个问题。例如，对于维修和维护，查看栽培轨道组件时就存在问题。若要实现维修和维护，需要在栽培轨道侧使用维修管道等。维修通道的缺点在于占据地面空间以及其上的垂直空间。
现有类型的栽培轨道在不同的垂直层次包括多个环路，其具体问题是很难更换照明装置、灯具和荧光灯管。在更换灯具或维修照明装置时，是从上述服务管道等完成的。在较大的耕作系统中，在相对较高的高度更换高层环路中的灯具等照明装置时，需要使用梯子，这意味着存在明显的摔落风险。
在安装于集装箱等的紧凑系统中，照明单元的更换是一个问题。例如，在人员能够更换照明单元之前，可能需要拆除一些组件。这个过程可能还必须停止生产，然后将其从栽培系统拆除。
LED技术的发展减小了照明单元的规模，可制定出空间较小的照明解决方案。这种发展使栽培系统的结构变得更加紧凑。如果耕作系统结构紧凑并且包含多个水平的种植环路，则意味着在更换发光种植器件的可行性方面存在更多问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种改进的栽培系统，以解决或减少一个或多个上述问题。以上目的是通过根据权利要求的栽培轨道路径实现的。
附图说明
下面将参照附图解释说明本发明的优选实施例，进一步对本发明进行详细说明。
图1示意性地示出了本发明栽培系统的一种变形，其包括可以通过栽培轨道的支撑元件进行更换和移动的照明单元。
图2示意性地示出了如何更换所述照明单元。
图3A和3B示出了负荷载体的一种变形，其具有取出和放入照明单元的功能。
图4示出了负荷载体的一种变形，其包括稳定装置。
具体实施方式
参照附图，示出了根据本专利申请的示例性实施例的栽培系统1。所述栽培系统1由至少一个无端栽培轨道2组成，其无端栽培轨道2包括至少一个第一环路3和优选至少两个以上环路3。在本发明的范围内，所述环路3或环路的路径可能会发生变化。因此，所述环路可以包括垂直方向、水平方向或其他合适的能够达到效果的方向。所述环路可以包括至少一个平直部分和/或弯曲部分。在替代实施例中，所述环路还可以由至少一个部分和其他适合此目的的形式的部分组成。
为了移动所述栽培轨道的环路，设有至少一个提供驱动所述无端轨道的扭矩的驱动器单元4。优选地，所述栽培系统包括至少一个对所述栽培轨道的功能进行控制的控制系统(图中未示出)。
优选地，所述栽培轨道预期用于种植植被，例如植物等。可以想到的是，可在该系统中栽培藻类等。
在图1中，优选被整体或部分包围在建筑或其他外壳内的相对较大的栽培轨道2被设置成可移动的或固定的。在本发明的范围内，所述栽培轨道的尺寸可能会发生巨大变化。然而，在替代实施例中，有利地是，所述栽培轨道可以是可在集装箱等空间内移动的较小的类型。
所述栽培轨道2由框架(图中未示出)或类似装置之间的多个彼此枢转地间隔附接排列的支撑构件(支撑元件，负荷载体)5组成，所述支撑构件5通过链条6等彼此相连。在示例实施例中，所述支撑构件5枢转地(可旋转地、可摆动地)连接到(附接)到所述链条6。所述支撑构件5可以间隔固定距离，或者彼此之间配置不同的距离。
为了向种植物(如植物)提供光线，所述栽培轨道具有多个发出人造光的照明单元7。在示例实施例中，每个照明装置均使用至少一个悬挂装置(连接装置)8进行悬挂，或者每个照明装置均连接到至少一个悬挂装置。可选地，所述照明单元可以使用另一种适合此目的的技术固定到所述栽培轨道。每个照明单元7均由一个或多个发光装置7组成。优选地，术语照明单元是指运载一个或多个发光装置7的单元。优选地，所述照明单元7可以是自支撑型。优选地，本发明照明单元7可以包括基于LED的光源。在替代实施例中，所述照明单元7可以由除LED外其他类型的发光单元组成。
所述栽培系统的具体特征在于，至少一个照明单元7被设置成可移动地往返位置9和至少一个支撑构件处(或上或内)的位置10，以发射光线。使用所述支撑构件5，所述照明单元7可以沿着所述栽培轨道2的长度移动往返任意位置。优选地，所述照明单元7由所述支撑构件5移动往返在栽培轨道2中的位置11，在所述位置11，可以对所述照明单元的(部件，组件)整体或部分进行维护和/或更换。上述栽培轨道2可以包括多个可以在其中对所述照明单元7的(部件，组件)整体或部分进行维护和/或更换的位置11。使用所描述的技术，所述照明单元的位置可以沿着所述栽培轨道的长度转移。
优选地，所描述的技术可以和在安装(栽培轨道组装或拆除)时装设的所述栽培轨道的照明单元7一起使用。例如，这可以由沿着所述栽培轨道2的长度移动到至少一个照明单元7连接到所述支撑构件5的位置11的支持构件5来完成。所述照明装置连接到所述支撑构件5之后，所述照明装置和所述支撑构件5沿着所述栽培轨道2的长度，一起移动到所述照明单元7安装在所述连接装置8内的地方。通过将所述照明单元从所述支撑构件5连接位置移动到所述发光位置，把所述照明装置安装在这个位置。根据所需次数重复该过程，以便安装待安装的照明单元。拆除所述照明单元时，例如拆除所述栽培轨道时，还能够以相反的顺序使用该技术。可以进一步想到的是，所描述的技术可以用于将至少一个照明单元从发光位置移动到另一个发光位置。
为了控制所述无端轨道的速度、照明、温度、湿度和其他参数，所述栽培系统设有或连接到所述至少一个控制系统。优选地，所述控制系统由已知的控制系统构成，因此，本专利申请不再对其详细描述。为了向在所述栽培系统中种植的植物供应水和营养，优选地，所述栽培系统包括至少一个灌溉工具(图中未示出)。
所述支撑构件5用于支撑被栽培物以及在其中栽培的容器。例如，可以在多个主要用于在其中栽培森林植物等的栽培托盘(已知类型)中种植所述被栽培物。在替代实施例中，所述支撑构件还运载用于植物的其他适用的托盘(容器)等。
根据本发明的照明单元的具体特征在于，其由至少一个本质上可以轻松取放单元(如模块)组成。优选地，所述照明单元包括至少一个快速接头12，所述照明单元使用该快速接头12连接到连接装置(悬挂装置)8。优选地，所述系统还可以包括至少一个例如用于能源供应的接头。
参照图2，所述照明单元7的更换原理是，将所述照明单元7从其连接装置(悬挂工具)8等松开，之后将其移动到所述支撑构件5，并且连接在或以其他方式连接在所述负荷载体5。
在图2所示的第一实施例中，由一人或多人将所述照明单元7从所述发光位置(悬挂状态，位置)9手动移动。例如，拆除所述照明单元7，并将其放在所述支撑构件上。
在该实施例中，假定所述栽培系统两侧的空间可供一人或多人使用。拆除照明装置后，从至少一个人的所述发光位置9松开每个照明单元7，并且将其放置(固定)在所述支撑构件5上。所述照明单元7连接到或耦接所述支撑构件5之后，使用所述驱动单元驱动所述栽培轨道(机器)，使得所述支撑构件5移动到可以轻松从所述机器取出所述照明单元7(在所述载体上)的位置11。图中示出了支撑构件5和对接装置、连接工具、固定工具等。
在示例实施例中，所述对接装置包括将所述照明单元7固定到所述支撑构件5处的柱脚13。在替代实施例中，可以想到的是，使用另一种适合此目的的对接技术或用于链接或连接所述照明单元和所述支撑构件(载体)的技术。
在如图3所示的替代实施例中，使用转换装置、替换装置/调换装置14等类似装置完成照明单元从所述支撑构件5处的发光位置的移动。
使用所述调换装置14，可以断开至少一个照明单元7的连接，并且将其向下完全自动地或部分自动地移动到所述支撑构件5。在取下每套照明单元的自动操作中，无需人员参与或实质性参与即可完成。
图3A和3B示出了一种调换装置/转换装置14的示例变形，使用其完全自动地或部分自动地对照明单元7进行调换。所述调换装置14包括至少一个升降单元15，所述升降单元15移动到照明单元从所述发光位置(图中悬挂位置)9移动到(图中向下)负荷载体5的所述栽培轨道中的位置。调换期间，所述调换装置/转换装置松开用于电力和(适用时)水(图中未示出)的快速连接，夹紧照明单元7。在此之后，所述机器稍稍向前或向后运行，然后所述照明单元7和所述支撑构件(载体)5耦接在一起。在所述照明单元7和所述支撑构件5链接在一起后，所述支撑构件和所述照明单元7沿着所述轨道的长度移动到可以对其进行维护或将其提出所述机器的位置。图3和图4还示出了所述照明单元和所述连接装置(悬挂装置)8之间可能的快速链接。优选地，所述快速接头(快速连接器)还包括用于供应电能的快速连接装置和用于制冷剂、水或其他照明装置7的快速连接装置(适用时)。
在示例实施例中，所述调换装置/转换装置14包括至少一个用于所述支撑构件5的连接构件16，至少一个高度可调平台17或类似装置，和至少一个使用其可升高或降低所述平台17的控制单元18。在示例实施例中，所述调换装置/转换装置14可以包括至少一个驱动单元。例如，它可以使用例如至少一个蓄电池的能量供电。在替代实施例中，所述驱动单元为气动型，或使用其他适合此目的的技术进行驱动。
可以使用无线方式或使用另一种适合此目的的方式，将控制信号传输到所述调换装置/转换装置14。
参照图4，示出了在照明单元7往返所述发光位置(取下或设置)时，用于限制或防止所述支撑构件相对于所述附接点转动的稳定装置19。在示例实施例中，所述稳定装置19连接在所述相关的支撑构件5(其与或将于照明单元连接)和至少一个相邻第二支撑构件5之间。图中示出了所述稳定装置19的示例实施例，其中，所述稳定装置19由至少一个到至少一个第一相邻支撑构件5的稳定支撑(臂)20和至少一个到至少另一个相邻支撑构件5的稳定支撑(臂)21组成。臂20和21可以由两个或更多可以围绕一个公共枢轴转动的部件组成，所述部件具有改变所述耦接臂长度的功能。在替代实施例中，可以想到的是，所述第一臂20和所述第二臂21以伸缩的方式相互排列。在替代实施例中，可选地，所述稳定装置19可以连接到所述链条6，或者连接在所述栽培轨道中另一个适用于此目的的组件处。
在替代实施例中，可以想到的是，所述照明单元7移动到可以使用单独的环路或类似设置进行替换或维修的位置11。单独的环路是指用于移动带有栽培植物的负荷载体的环路。
可以进一步想到的是，使用专门设计的支撑构件5或其他类型的移动工具来上下升降所述照明单元。在替换或维修所述照明单元期间，它被安装到栽培轨道上。完成维修或替换操作后，将专门开发的支撑构件或其他传送装置取出。
如果所述栽培轨道被一个密闭空间包围，例如，耕作系统被完全或部分地包围在一个可移动的单元(例如集装箱，可移动建筑或其他适合此目的的可移动单元)之中，完全或部分自动转换照明单元的功能尤为有用，而且节省时间。使用现有技术更换照明单元，通常需要花费较长时间才能完成。
如果可移动单元由集装箱构成，则可能包括适用于当前目的的、包围栽培轨道的标准20英尺ISO集装箱。在替代实施例中，可以使用其他类型的外壳。所述集装箱的长度、宽度和高度不限于本发明，可以在本发明的范围发生较大变化。因此，可以使用其他尺寸的标准集装箱，以及专门设计的适合此目的的可移动外壳。
能够以多种不同的方式完成所述栽培系统的移动。例如，可以通过船、卡车或其他合适的车辆或运输方式来完成。
使用完全或部分包围在可移动单元内的栽培系统的主要优点是：所述栽培系统可以在移动所述耕作系统时运行。
在替代实施例中，可以想到的是，所述将至少一个照明单元从一个位置移动到另一个位置的技术，可以用来将包含在所述栽培系统中的一个或多个任何其他类型的组件(一个或多个模块)，从至少一个位置移动到所述耕种系统内(处)的至少一个其他位置。
在本发明的具体实施方式中，省略了对所述装置相关领域内技术人员而言显而易见的设计细节。这些明显的设计细节包含在对获得本发明正常功能所必需的范围内。
尽管已经详细描述了一些优选实施例，但是对相关领域的技术人员而言，在本发明范围内进行的变形和修改都是显而易见的，所有这些都被视为落入以下权利要求的范围之内。
发明优点
使用本发明可以获得许多优势。关键的优势在于，消除或减少了已知栽培系统类型的至少一个上文所述的缺点。
在受控和封闭环境中种植的另一个好处是消除了不需要的变化和质量波动。栽培变成了一种可以反复进行来获得相同结果和成果的过程。在现代市场中，这在长期规划和更好、更一致的品质方面具有巨大的优势。在封闭式环境中进行栽培，消除或者大幅减少了被昆虫、寄生虫等感染的风险。
进一步地，这种栽培系统的设计可以变得紧凑，并且实现单位体积的高产量。

Claims (10)

1.一种栽培系统(1)，包括一无端栽培轨道(2)，所述无端栽培轨道(2)包括多个支撑构件(5)，在来自多个照明单元(7)的光照下，待种植物在所述支撑构件之上沿着所述栽培轨道的长度移动，其特征在于，至少一个所述照明单元(7)被设置成可以往返位置(9)和至少一个支撑构件(5)处的所述照明单元可以连接在所述支撑构件(5)处的位置进行调换，以提供光线，并且所述照明单元(7)可以随着沿着所述栽培轨道长度往返任意位置的所述支撑构件(5)移动。
2.根据权利要求1所述的栽培系统(1)，其特征在于，处于发光位置的所述照明单元(7)使用至少一个快速接头(12)连接到至少一个连接装置(8)。
3.根据权利要求1或2所述的栽培系统(1)，其特征在于，所述照明单元(7)在所述发光位置和所述支撑构件(5)处的位置之间的移动是由调换装置/转换装置(14)完成。
4.根据权利要求3所述的栽培系统(1)，其特征在于，所述调换装置/转换装置(14)包括至少一个连接到负荷载体的连接构件(16)和至少一个高度可调平台(17)等类似装置。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的栽培系统(1)，其特征在于，所述系统包括至少一个稳定装置(19)，所述稳定装置(19)用于稳定所述负荷载体以及所述照明单元分别往返所述发光位置和往返所述负荷载体(5)处位置的移动。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的栽培系统(1)，其特征在于，所述栽培系统被设置成以被可运输单元包围的方式可以从一个栽培站点向另一个站点进行运输。
7.一种用于调换和维护根据权利要求1至6至少一项所述的栽培系统中照明单元(7)的方法，其特征在于，至少一个支撑构件(5)被移动到与要调换或维护的照明单元(7)紧密靠近的位置，然后，所述照明单元(7)从所述发光位置(9)移动到所述支撑构件(5)连接位置，然后所述支撑构件(5)和所述连接的照明单元(7)一起沿着所述栽培轨道(2)的长度移动到可对所述照明单元(7)进行维护和/或调换的至少一个位置(11)，然后，所述维护和/或调换的照明单元(7)和所述支撑构件(5)一起移动回可将所述照明单元(7)从所述支撑构件(5)连接位置移动到所述发光位置(9)的位置。
8.一种用于安装根据权利要求1至6至少一项所述的栽培系统中至少一个照明单元(7)的方法，其特征在于，所述支撑构件(5)沿着所述栽培轨道(2)的长度，移动到至少一个照明单元(7)连接在所述支撑构件处的至少一个位置(11)，然后，所述照明单元和所述支撑构件沿着所述栽培轨道的长度一起移动到要安装所述照明单元(7)的位置，然后，将所述照明单元从所述支撑构件连接位置移动到所述发光位置来安装所述照明单元，然后根据所需次数重复所述程序。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述照明单元(7)到所述支撑构件(5)处位置的往返移动由所述调换装置/转换装置(14)完成。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述照明单元(7)到所述支撑构件(5)处位置的往返移动为手动完成。
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