CN105746246A - 一种自动化立体层架型植物工厂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化立体层架型植物工厂，包括立体层架型栽培层架，其特征在于，还包括种植槽体、立体槽架运送装置和立体槽架管路，所述种植槽体可移动式设置在所述栽培层架上；所述立体槽架运送装置包括可带动所述种植槽体水平移动的横向传送机构，以及可带动所述种植槽体垂直移动的纵向传送机构；所述立体槽架管路包括但不限于营养液输送管路，所述营养液输送管路一端与种植槽体连通，另一端与营养液混合槽连通。这种植物工厂具有经济效益高、工人劳动强度低、生产效率高、安全性较高的优点。

Description

一种自动化立体层架型植物工厂
技术领域
本发明涉及植物工厂，尤其涉及一种自动化立体层架型植物工厂。
背景技术
植物工厂是一种利用工业化的技术与生产方式，做计算机化、自动化等工业生产方式，能大规模生产并以工厂形式批量生产相关植物，利用科学方式提供一切植物所需的养分、水分等所有需求，以改善农民自古以来面向黄土背朝天的靠地产物、靠天吃饭的局限。
植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。
植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。
目前现有的植物工厂包括立体层架型栽培层架，这种结构的植物工厂大多为半自动植物工厂，同一层架只能种植同种蔬菜或成长阶段相同的蔬菜，经济效益低；在种植与采收时为人工搬运，工人劳动强度大、生产效率低，时有发生种植槽在搬运过程中跌落的情况，安全性不高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种自动化立体层架型植物工厂，这种植物工厂具有经济效益高、工人劳动强度低、生产效率高、安全性较高的优点。
实现本发明目的的技术方案是：
一种自动化立体层架型植物工厂，包括立体层架型栽培层架，与现有技术不同的是，还包括
种植槽体，所述种植槽体可移动式设置在所述栽培层架上；
立体槽架运送装置，所述立体槽架运送装置包括可带动所述种植槽体水平移动的横向传送机构，以及可带动所述种植槽体垂直移动的纵向传送机构；
立体槽架管路，所述立体槽架管路包括但不限于营养液输送管路，所述营养液输送管路一端与种植槽体连通，另一端与营养液混合槽连通。
所述立体槽架管路包括但不限于气体输送管路，所述气体输送管路排气端设置在所述种植槽体上方。
所述的气体输送管路为至少一条，包括但不限于二氧化碳输送管路。
所述的营养液输送管路为至少一条，每条营养液输送管路与输液泵连通，每条营养液输送管路上设有水压流量计和水压控制阀。
所述的营养液混合槽包括但不限于育苗期营养液混合槽、生长期营养液混合槽和采收期营养液混合槽。
包括溶氧增强装置，所述溶氧增强装置与营养液混合槽连通。
所述溶氧增强装置包括空压机，所述空压机通过空气管道与所述营养液混合槽连通。
所述空气管道上设有气压流量计和气压控制阀。
包括植物生长光源，所述的植物生长光源可上下移动、以及水平移动。
包括控制系统，所述控制系统与植物生长光源、气压流量计、气压控制阀、空压机、水压流量计、水压控制阀连接。
所述的立体槽架运送装置的横向传送机构包括横向设置的轨道输送线，所述轨道输送线设置在栽培层架上，所述轨道输送线与种植槽体相适配，轨道输送线与动力机构连接。
所述的立体槽架运送装置的纵向传送机构包括竖直设置的升降滑轨和设置在滑轨上可作上下运动的托盘，所述托盘上设有可带动种植槽体作横向移动的横移轨道线；
所述纵向传送机构分别设置在立体层架型栽培层架的两侧，其中一侧的纵向传送机构为上料培育传送机构，另一侧的纵向传送机构为下料采收传送机构。
包括无人搬运车，所述无人搬运车用于将放置在搬运车上的种植槽体送达上料培育传送机构。
所述的种植槽体为空心的圆柱体形或多边柱状体形，种植槽体上设有种植孔洞。
所述种植槽体的端部上侧设有营养液进口。
所述种植槽体的端部下侧设有营养液回水循环口。
所述种植槽体的端部设有与立体槽架运送装置适配的突出部。
本植物工厂使用立体多层架式，使用立体槽架运送装置的自动化机械传输设备可以让工作人员提高作业安全性，劳动强度低，比起传统土耕栽培更为轻鬆与提高工作效率；利用控制系统可检测到营养液的酸硷度、电导率（EC值表示营养液浓度），并作添加调整，使得营养液有效发挥作用，使得植物生长健康、快速，经济效益高。
附图说明
图1-1、图1-2为实施例的自动化立体层架型植物工厂结构示意图；
图2-1、图2-2为实施例中种植水槽的结构示意图。
图中，1.栽培层架2.种植槽体2-1.营养液进口2-2.种植孔洞2-3.突出部2-4.营养液回水循环口3-1.营养液输送管路3-2.输液泵3-3.水压流量计3-4.水压控制阀4.营养液混合槽5-1.气体输送管路5-2.气体发生器6-1.空压机6-2.气压流量计6-3.气压控制阀7-1.植物生长光源7-2.光源移动架7-3.第一电机8-1.轨道输送线8-2.第二电机9-1.滑轨9-2.托盘9-3.横移轨道线9-4.第三电机10.无人搬运车。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1-1-图2-2，一种自动化立体层架型植物工厂，包括立体层架型栽培层架1，还包括
种植槽体2，所述种植槽体2可移动式设置在所述栽培层架1上；
立体槽架运送装置，所述立体槽架运送装置包括可带动所述种植槽体2水平移动的横向传送机构，以及可带动所述种植槽体2垂直移动的纵向传送机构；
立体槽架管路，所述立体槽架管路包括但不限于营养液输送管路3-1，所述营养液输送管路3-1一端与种植槽体2连通，另一端与营养液混合槽4连通。
所述立体层架型栽培层架1为多层式。
所述立体槽架管路包括但不限于气体输送管路5-1，所述气体输送管路5-1排气端设置在所述种植槽体2上方。
所述的气体输送管路5-1为至少一条，包括但不限于二氧化碳输送管路。
所述的营养液输送管路3-1为至少一条，每条营养液输送管路3-1与输液泵3-2连通，每条营养液输送管路3-1上设有水压流量计3-3和水压控制阀3-4。
所述的营养液混合槽4包括但不限于育苗期营养液混合槽、生长期营养液混合槽和采收期营养液混合槽。
包括溶氧增强装置，所述溶氧增强装置与营养液混合槽4连通。
所述溶氧增强装置包括空压机6-1，所述空压机6-1通过空气管道与所述营养液混合槽4连通。溶氧增强装置通过空压机6-1将空气（氧气）打入（压送）到营养液混合槽4中溶入水体，提高水体的溶氧促进植物根部生长与有益菌生存，让植物仿佛在土壤里生长。
所述空气管道上设有气压流量计6-2和气压控制阀6-3。
包括植物生长光源7-1，所述的植物生长光源7-1可上下移动、以及水平移动。植物生长光源7-1设置在光源移动架7-2上，光源移动架7-2在第一电机7-3的带动下可作上下、左右移动。
包括控制系统，所述控制系统与植物生长光源7-1、气压流量计6-2、气压控制阀6-3、空压机6-1、水压流量计3-3、水压控制阀3-4连接。所述控制系统包含但不限于电脑、手机等方式控制。
所述的立体槽架运送装置的横向传送机构包括横向设置的轨道输送线8-1，所述轨道输送线8-1设置在栽培层架1上，所述轨道输送线8-1与种植槽体2相适配，轨道输送线8-1与动力机构连接，所述动力机构为驱动轨道输送线8-1运动的第二电机8-2。
所述的立体槽架运送装置的纵向传送机构包括竖直设置的升降滑轨9-1和设置在滑轨9-1上可作上下运动的托盘9-2，所述托盘9-2上设有可带动种植槽体2作横向移动的横移轨道线9-3；所述托盘9-2在第三电机9-4的驱动下作上下运动。
所述纵向传送机构分别设置在立体层架型栽培层架1的两侧，其中一侧的纵向传送机构为上料培育传送机构，另一侧的纵向传送机构为下料采收传送机构。
包括无人搬运车10，所述无人搬运车10用于将放置在搬运车上的种植槽体2送达上料培育传送机构，或从下料采收传送机构将种植槽体2取下运送到指定区。
横向传送机构可以免除人工搬运作业所带来危险，避免人工搬运浪费时间与辛劳，提高种植与采收的工作效率与有效人力运作。
纵向传送机构可以免除人工高空作业所带来危险，提高种植与采收的工作效率与有效人力运作。
种植槽体2放置在上料培育传送机构的托盘9-2上，从立体层架型栽培层架1一侧的纵向传送机构的上料培育传送机构向上移动到栽培层架的轨道输送线8-1旁，种植槽体2在托盘9-2上的横移轨道线9-3的带动下，横向移动到栽培层架1上，在轨道输送线8-1的作用下向栽培层架1另一侧移动定位，如此重复，直到栽培层架1的每一层放满种植槽体2；植物在种植槽体2上生长完成后，在轨道输送线8-1的作用下向栽培层架1的另一侧移动，移动到纵向传送机构的下料采收传送机构的托盘上，种植槽体2从下料采收传送机构向下运送到底部，再从托盘上移动到无人搬运车10上，无人搬运车10把已长好的植物搬运到采收指定区域。这样采用一端进、一端出，保证先进先出。
种植槽体2经上料培育传送机构送入立体层架型栽培层架1，轨道输送线8-1每放一个移动一个位置，当栽培层架1的第一层放满后再自动放第二层，本例中每个栽培层架1有五层，每一层可放置32-36个种植槽体。
所述的种植槽体2为空心的圆柱体形或多边柱状体形，种植槽体2上设有种植孔洞2-2。种植槽体2可以为六边形、多边形、矩形、圆形等呈现，包含但不限于六边形、多边形、矩形、圆形、三角形。
种植孔洞2-2可以为圆形、方形、矩形、三角形等方法钻孔，包含但不限于圆形、方形、矩形、多边形、三角形。
所述种植槽体2的端部上侧设有营养液进口2-1。
所述种植槽体2的端部下侧设有营养液回水循环口2-4。
所述种植槽体2的端部设有与立体槽架运送装置适配的突出部2-3。所述的突出部2-3为台阶。治具、夹具等方式使得运送装置可以将种植槽体2移置到栽培层架1上，包含但不限于此方法。
种植槽体2为可运用自动化机械手臂与自动化设备（立体槽架运送装置和无人搬运车）进行传输，减少人力运用，并且提高工作效率。因科技化的进步，让传统农业进入工厂化，如此一来可以减少务农（耕种）辛苦与夏季酷热、冬季寒冷，立体层架型植物工厂可让种植面积提高倍数形成长，使得产收更加丰收提高经济效率。
多层架的种植与采收利用自动化机械手臂（立体槽架运送装置）传输至栽培层架1，实现减少了人力运用、提高了生产效率、增加了工作安全性等多方面优点。利用控制系统与多区段营养液输送管路，可以使得同一层架可适应不同种类的蔬菜或者成长阶段不同的蔬菜，提高营养液（肥料）有效运用、实现多元化的种植、提高了经济效益。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡在本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化立体层架型植物工厂，包括立体层架型栽培层架，其特征在于，还包括
种植槽体，所述种植槽体可移动式设置在所述栽培层架上；
立体槽架运送装置，所述立体槽架运送装置包括可带动所述种植槽体水平移动的横向传送机构，以及可带动所述种植槽体垂直移动的纵向传送机构；
立体槽架管路，所述立体槽架管路包括但不限于营养液输送管路，所述营养液输送管路一端与种植槽体连通，另一端与营养液混合槽连通。
2.根据权利要求1所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，所述立体槽架管路包括但不限于气体输送管路，所述气体输送管路排气端设置在所述种植槽体上方。
3.根据权利要求1所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，所述的营养液输送管路为至少一条，每条营养液输送管路与输液泵连通，每条营养液输送管路上设有水压流量计和水压控制阀。
4.根据权利要求1所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，包括溶氧增强装置，所述溶氧增强装置与营养液混合槽连通。
5.根据权利要求4所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，所述溶氧增强装置的空气管道上设有气压流量计和气压控制阀。
6.根据权利要求1所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，包括植物生长光源，所述的植物生长光源可上下移动、以及水平移动。
7.根据权利要求1所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，包括控制系统，所述控制系统与植物生长光源、气压流量计、气压控制阀、空压机、水压流量计、水压控制阀连接。
8.根据权利要求1所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，所述的立体槽架运送装置的横向传送机构包括横向设置的轨道输送线，所述轨道输送线设置在栽培层架上，所述轨道输送线与种植槽体相适配，轨道输送线与动力机构连接。
9.根据权利要求1所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，所述的立体槽架运送装置的纵向传送机构包括竖直设置的升降滑轨和设置在滑轨上可作上下运动的托盘，所述托盘上设有可带动种植槽体作横向移动的横移轨道线。
10.根据权利要求9所述的自动化立体层架型植物工厂，其特征在于，所述纵向传送机构分别设置在立体层架型栽培层架的两侧，其中一侧的纵向传送机构为上料培育传送机构，另一侧的纵向传送机构为下料采收传送机构。
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