CN107072156A - 生长系统 - Google Patents

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CN107072156A CN201580053290.9A CN201580053290A CN107072156A CN 107072156 A CN107072156 A CN 107072156A CN 201580053290 A CN201580053290 A CN 201580053290A CN 107072156 A CN107072156 A CN 107072156A
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Abstract

生长系统和/或植物支撑结构可以包括支撑至少一个或多个立柱的一个或多个支脚，多株植物和/或用于使植物生长的生长板可以被定位在所述立柱上。养分输送系统可位于相对的立柱之间，以向植物的根部区域提供养分供应，该养分输送系统可以与每个相对的立柱相邻定位在植物支撑结构的内腔中。光系统可位于两个相邻的植物支撑结构之间，使得其同时向两个植物支撑结构的外表面提供光。

Description

生长系统
相关申请的交叉引用:本非临时发明专利申请要求以下美国临时专利申请的优先权：2014年7月31日提交的第62/031,668号、2014年8月1日提交的第62/032,452号、2014年9月12日提交的第62/050,075号、以及2015年6月12日提交的第62/174,940号，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明大体上涉及农业，更具体地涉及水培和/或气培方法及装置。
附图说明
包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了实施例，并与说明书一起用于说明方法和系统的原理。
图1提供了生长系统的各个方面的立体图。
图2提供了图1所示的生长系统的侧视图。
图3提供了图1和图2所示的生长系统的上部的详细视图。
图4提供了图1至图3所示的生长系统的端视图。
图5提供了图1至图4所示的生长系统的下部的详细视图。
图6提供了图1至图5所示的生长系统的下部的立体图。
图7提供了图1至图6所示的生长系统的下部的另一立体图。
图8提供了图1至图7所示的生长系统的中间部分的立体图。
图9提供了图8所示的中间部分的端视图。
图10提供了图1至图9所示的生长系统的顶部的立体图。
图11提供了另一植物支撑结构的立体图。
图12提供了图11所示的植物支撑结构的端视图。
图13提供了图11和图12所示的植物支撑结构的侧视图。
图14提供了另一植物支撑结构的立体图。
图15提供了如图11至图14所示的植物支撑结构的下部的详细视图。
图16提供了如图11至图15所示的植物支撑结构的一部分的详细视图。
图17A提供了生长板的详细视图，该生长板与邻近生长板的底边的梁(rail)接合。
图17B提供了生长板的详细视图，该生长板与邻近生长板的顶边的梁接合。
图17C提供了盘状部(pan)和两个相邻的中梁的详细视图。
图18提供了邻近其顶端的板框架的各个方面的详细视图。
图19A提供了养分供应系统的示意性端视图。
图19B提供另一养分供应系统的示意性端视图。
图20A提供了彼此相邻定位的两个生长系统的端视图。
图20B提供了与生长系统的支脚相邻的生长系统的详细端视图。
图20C提供了图20B所示的支脚的一部分的详细视图。
图20D提供了图20B和图20C所示的支脚的另一部分的详细视图。
图20E提供了图20B至图20D中所示的支脚的详细立体图。
图21A提供了具有与植物支撑结构相邻定位的光系统的生长系统的端视图。
图21B提供了图21A所示的支脚的一部分的详细视图。
图22A提供了图21A所示的光系统的端视图。
图22B提供了图22A所示的光系统的一部分的俯视图。
图22C提供了图22A和图22B所示的光系统的一部分的侧视图。
图22D提供了图22A至图22C所示的光系统的一部分的另一侧视图。
图23A提供了生长系统的端视图，该生长系统具有定位在通道中的能够水平移动的光系统。
图23B提供了来自图23A的一个通道和光系统的详细视图。
图23C提供了来自图23A和图23B的通道和光系统的底部的详细视图。
具体实施方式
在公开并描述本方法和系统之前，应当理解，所述方法和系统不限于特定方法、特定部件或特定实现方式。还应当理解，本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在进行限制。
除非上下文另有明确规定，如在说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物。范围在本文中可以表示为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从该一个特定值和/或到该另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将数值表示为近似值时，应当理解，该特定值形成另一实施例。还应当理解，每个范围的端点相对于另一端点以及独立于另一端点都是有意义的。
“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情形可以发生或可以不发生，并且说明书包括所述事件或情形发生的情况以及所述事件或情形不发生的情况。
贯穿本说明书的描述和权利要求书，词语“包括”及该词的变体(例如“包含”和“含有”)是指“包括但不限于”，并非旨在排除例如其他部件、整体或步骤。“示例性”是指“…的示例”，并非旨在传达优选或理想实施例的指示。“诸如”并非用于限制性意义，而是用于说明性目的。
公开了可用于执行所公开的方法和系统的部件。本文公开了这些部件以及其他部件，并且应当理解，当公开这些部件的组合、子集、交互、群组等时，尽管可能没有明确公开其每个不同的个体和集合组合和排列的特定指代，但对于所有的方法和系统，本文都进行了具体的考虑和描述。这适用于本申请的所有方面，包括但不限于所公开的方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的多种附加步骤，则应当理解，这些附加步骤中的每个附加步骤都可以利用所公开的方法的任何具体实施例或实施例的组合来执行。
通过参考以下对优选实施例和其中所包括的示例的详细描述并参考附图及其前面的和以下描述，可以更容易地理解本方法和系统。
图1中以立体图示出了生长系统10和植物支撑结构14的第一说明性实施例，其中多个生长板12被示出为与板框架40接合。可以预期，本文公开和要求保护的生长系统10的一个方面是其可以用于农业。例如，生长系统10可以与各种气培农业系统结合，包括但不限于在美国专利申请13/914,243中公开的各种装置和方法，该美国专利申请的全部内容通过引用结合在本申请中。因此，板框架40可以被配置为使得多个生长板12可以同时与板框架40接合。非限制性地，与生长系统10的任何实施例一起使用的特定生长板12可以是用于生长系统10的特定应用的任何合适的生长板12，包括但不限于美国专利申请14/752,462中公开的那些，该美国专利申请全部内容通过引用结合在本申请中。
通常，可以考虑(contemplated)，在生长系统10的一个方面中，可以将多个植物与一个或多个生长板12相邻定位，使得养分输送系统50可以从生长板12的内侧向植物的根部提供养分供应。此外，可以考虑，光系统80和/或通风系统可以从生长板12的外侧向植物的叶/茎部提供光和/或二氧化碳。通常，如本文所使用的，生长系统10或其部件的术语“内侧”、“内表面”、“内腔”和“内部”可以构成通常面向植物根部的表面，从图4和图12所示的角度来看，其通常可以在相邻的立柱41之间，而生长系统10或其部件的术语“外侧”、“外表面”、“外腔”和“外部”等可以构成通常面向植物的除根部以外的部分的表面，从图4和图12所示的角度来看，其通常可以在相邻的立柱41的外侧。在许多应用中，生长系统10或其部件的内部可以朝向养分供应和/或养分输送系统50定向，并且生长系统10或其部件的外部可以远离养分供应和/或养分输送系统50定向。
如图6和图7所示，养分输送系统50的一个方面可以包括引导件52，一个或多个基部构件56可以沿着该引导件行进，其中联接器55可以将一个基部构件56与另一个基部构件接合。可以使用电机54以向一个或多个基部构件56提供原动力。养分供应出口53a可经由桅杆53与一个或多个基部构件56接合，该桅杆53可以构造为其上具有不同喷嘴的大致竖直的管件(pipe)和/或管(tube)。图23A所示的最右侧的植物支撑结构14被示出为具有桅杆53和沿着桅杆53的高度定位的各个养分供应出口53a。通常，在一方面，养分供应出口53a的全部或一部分可以被构造为喷嘴。然而，其他养分供应出口53a和/或养分输送系统50可以与本文公开的生长系统10一起使用，并且用于向植物输送养分供应的特定养分输送系统50、结构和/方法决不限制本公开的范围，除非在所附权利要求中如此指出。为了清楚起见，图23A中只有最右侧的植物支撑结构14被示出为带有具有养分供应出口53a的养分输送系统50。然而，可以考虑的是，每个植物支撑结构14均可以在其内部采用相应的养分输送系统50，并且每个养分输送系统50可以包括至少一个养分供应出口53a，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
通常，可以考虑，养分输送系统50被构造为使得给定的喷嘴和/或养分供应出口53a可向比给定喷嘴和/或养分供应出口53a的喷射图形(spray pattern，喷射面积)更大的区域提供养分供应是有利的。这种构造可以包括但不限于水平移动的桅杆53、喷杆、喷嘴和/或养分供应出口53a，竖直移动的桅杆53、喷杆、喷嘴和/或养分供应出口53a，移动的植物支撑结构和/或其部分，移动的挡溅板(splash plate)和/或导流板(deflector plate，偏转板)，和/或其组合。例如，图19A示出了采用能够竖直移动的喷嘴的养分输送系统50的各个方面，而图19B示出了采用能够竖直移动的挡溅板的养分输送系统50的各个方面。在一方面，挡溅板可以用于将养分供应的颗粒尺寸减小到用于最佳植物生长的合适尺寸。其他这样的方法和结构公开在美国专利申请13/914,243中，因此为了简明起见，在本文中将不再进一步详细描述。
生长系统10的一个方面可以包括至少一个支脚20，以便为生长系统10的各种部件提供结构基部，该生长系统10通常可以包括植物支撑结构14。在支脚20的一方面，支脚20可以包括基部22，该基部具有从其延伸的两个成角度的构件24，以及从相应的成角度的构件24延伸的对应的直立构件25，这至少在图4和图5中清楚地示出。这样的配置可以减少生长系统10所需的实际占地面积，并且可以邻近生长系统10的任一侧提供从地面起具有预定高度的开放空间。在多个生长系统10成行地彼此相邻定位的配置中，这种配置可以允许被设计成穿过行之间的空间(在生长系统10的行之间的该空间在本文中可被称为通道16)的车辆具有比其他可能更宽的轴距(wheelbase)。
一个或多个托盘30可以直接地和/或经由一个或多个适配支架45与一支脚20和/或相邻的多个支脚20接合。托盘30可以形成有两个侧板(side pane)36，侧板向下与中心槽32成角度。如至少在图5和图6中清楚地示出的，槽32的低端中可以形成有孔32a。可以在托盘30的外围的周围形成唇状部(lip)34。未被植物吸收的养分供应可以排入托盘30中，并且通过重力流至孔32a，该孔32a可以与收集构件90(其一方面可以形成为管)流体连通。单个生长系统10和/或植物支撑结构14可以形成有多个托盘30，每个托盘30均排入共用的收集构件90中。如至少在图1和图2中所示，每个托盘30可以类似地成角度以提供重力排水。与使用单个长托盘30相比较，沿着生长系统10和/或植物支撑结构14的长度使用多个托盘30，可以需要托盘30的高端和其低端之间的较小的总垂直落差。
来自收集构件90的养分供应可以被过滤/处理/调节和/或再循环到养分输送系统50。一个或多个生长系统10可以共享共用的收集构件90，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出，或每个生长系统10可以具有专用的收集构件90。因此，其他收集构件90可以与本文公开的生长系统10一起使用，并且用于收集、再循环、处理和/或调节养分供应的具体的收集构件90、结构和/或方法绝不限制本公开的范围，除非在所附权利要求中如此指出。各种这样的方法和结构公开在美国专利申请13/914,243中，因此为了简明起见，在本文中将不再进一步详细描述。
在板框架40的一个方面中，立柱41可以从支脚20的每个直立构件25沿着大致竖直的角度方向延伸，使得相应的立柱41可以相对于彼此形成锐角。每个立柱41的底端可以与每个直立构件25的远端接合和/或与适配支架45接合，所述适配支架与每个直立构件41接合。另外，如至少在图7中所示，横向构件43可以与支脚20上的任一直立构件25接合。底梁(rail)42可从一个立柱41的底端延伸到相邻立柱41的底端。如下面进一步详细论述的，底梁42可以至少用于支撑一个或多个生长板12。中梁44可以从一个立柱41的两个端部之间的位置延伸到相邻立柱41上的相应位置。如下面进一步详细论述的，中梁44可以至少用于支撑一个或多个生长板12。顶梁46可以从一个立柱41的顶端延伸到相邻立柱41的顶端。
如至少在图8和图9中所示，梁42、44、46可以形成有上唇状部44a和下唇状部44b。唇状部44a、44b可以被构造为使得送往生长板12的内表面的养分供应不会到达生长板12的外表面，或者使得减少部分的养分供应到达生长板12的外表面。在这种构造的一个方面中，上唇状部44a可以延伸得超过与该上唇状部44a相邻定位的生长板12的下边缘，并且下唇状部44b可以被配置为使得与该下唇状部44b相邻定位的生长板12的上边缘上的翼片(flap)罩在该下唇状部44b的一部分上。这种配置可以允许经由下唇状部44b与生长板12的上边缘之间的接合使生长板12被下唇状部44b支撑(例如，生长板12可以从下唇状部44b悬挂，并且生长板12的底部可以倚靠上唇状部44a)。然而，与设计成用于支撑一个或多个生长板12的任何合适的结构和/或方法一样，设计成用于减少和/或防止养分供应从生长板12的内表面流到其外表面的任何合适的结构和/或方法可以与生长系统10一起使用，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
支脚20、托盘30和/或板框架40的各种元件可以独立形成，然后经由例如机械紧固件、化学粘合剂和/或其组合彼此接合，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。可替代地，一些和/或所有这些元件可以彼此一体地形成，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。这些元件可以由适于其特定应用的任何材料构成，包括但不限于聚合物、塑料、金属及其合金、天然材料和/或其组合。支脚20、托盘30和/或板框架40的各种元件可以被构造为提供具有预定承载能力的系统，用于支撑一个或多个生长板12，该生长板上放置有各种重量的多个植物。因此，本公开的范围决不受生长系统10的任何元件的具体重量、容量(capacity)和/或尺寸的限制，除非在所附权利要求中如此指出。
在生长系统10的一个方面中，光支撑件60可以与邻近立柱41的上端的板框架40接合。通常，光支撑件60可以用于支撑、移动和/或调节一个或多个光系统80和/或空气管道81。具体地参考图3和图4，光支撑系统60的一个方面可以包括相对于板框架40以一定角度从该板框架向上延伸的一个或多个延伸部61。每个延伸部的远端可以被构造为远端突出部(tab)61a。保持器62可以沿着光支撑件60的特定长度与一个或多个远端突出部61a接合。在一方面中，保持器62中可以构造成其中具有旋转轴承，但是本公开的范围不限于此，除非在所附权利要求中如此指出。
杆64可以与一个或多个保持器62枢转地接合，使得杆64可以相对于保持器62旋转。杆64可以与卷轴66接合，使得卷轴66可以与杆64一起旋转。连接件68的第一端可以与卷轴66接合，并且其第二端可以与光系统80的顶杆84接合。在一方面中，连接件68可以形成为柔性缆绳，使得当杆64沿第一方向旋转时，连接件68的一部分围绕卷轴66卷绕，并且光系统80相对于板框架40向上移动，而当杆64沿相反方向旋转时，连接件68的一部分从卷轴66解绕并且光系统80相对于板框架40向下移动。以这种方式，在给定的植物支撑结构14上的不同高度处的植物所经受的光和/或气流可以是可调节的。
现在具体参考图3，安全锁70可以用于具有能相对于板框架40竖直移动的光系统80的生长系统10中。致动器74可以在致动器74的第一端处与延伸部61中之一合，并且致动器74的第二端可以与闩锁72接合，使得致动器74可以通过闩锁72与光系统80的一部分之间的机械接合而使闩锁防止光系统80相对于板框架40向下移动。可以考虑，安全锁70可以被配置为，当一个或多个人位于光系统80下方时和/或在其他潜在危险情况(例如，断电)时，使得闩锁72防止光系统70向下移动。但是，任何合适的结构和/或方法都可以用于防止光系统80相对于板框架40的不期望的向下移动，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
在图11至图17B所示的植物支撑结构14的其他方面中，植物支撑结构14的总高度可以是可变的和/或模块式的。如图所示，经由一个立柱41的顶部和配置成与另一立柱41的底部相邻的立柱基部41a，多个立柱41可以在植物支撑结构14的任一侧彼此接合。因此，多个立柱41可以相对于彼此竖直定向/接合。
在植物支撑结构14的不同实施例中，立柱41的具体尺寸和/或构造可不同，但是可以考虑在一些方面中有益的是，立柱41的高度大约为四英尺，使得图11至图13所示的植物支撑结构可以为大约十二英尺高，且图14所示的植物支撑结构可以是大约八英尺高。但是，在植物支撑结构14的其他方面，其高度可以不同于、大于或小于本文所描述的高度，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。也就是说，一个、两个、三个或更多个立柱41可以堆叠在彼此之上，这是非限制性的，并且与单个立柱41的高度无关，除非在所附权利要求中如此指出。另外，立柱基部41的具体尺寸和/或配置和/或第一立柱41的顶端与位于该第一立柱41上方的第二立柱41的立柱基部41a之间的接合可以变化。例如，在植物支撑结构14的一方面中，位于第二立柱41顶部上的第一立柱41的立柱基部41的位置可以相对于该第二立柱41向内移动，使得在较高层上的相应立柱41之间的距离可以比那些在顶层之下的相应立柱41之间的距离更小。如果生长系统10被配置为在受控的利用阳光的环境中使用，则这种配置可以改善光分布。但是，本公开的范围决不受板框架40的任何部件相对于彼此的相对尺寸的限制，除非在所附权利要求中如此指出。
沿着植物支撑结构14的长度，植物支撑结构14可以包括与其基部相邻的一个或多个支脚20，用于支撑植物支撑结构14的各种元件。根据植物支撑结构14的应用，支脚20可以类似于图1至图10所示的那样来配置，可以如图11、图12和图14所示地配置，或者其可以不同地配置。因此，用于支撑植物支撑结构14的结构的具体尺寸、形状、定向和/或配置决不限制本公开的范围，除非在所附权利要求中如此指出。
如前面针对图1至图10所描绘的生长系统10的方面所描述的，一个或多个托盘30可以与支脚20相邻定位。托盘30可以如前所述地成角度，使得同样如前所述的，每个托盘30排入收集构件90。可替代地，可以使用其他结构和/或方法来确保来自植物根部区域的流走的养分供应被收集，极少量从生长板12的内表面流至其外表面，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。此外，托盘30的具体构造(例如，槽32、唇状部34、侧板36等的形状和尺寸)决不限制本公开的范围，除非在所附权利要求中如此指出。
如先前针对图1至图10所示的生长系统10的方面所描述的，养分输送系统50可以与植物支撑结构14的一部分接合。在一个实施例中，养分输送系统50可以以类似于前面所述的方式配置。在养分输送系统50的另一方面中，电机54可以定向为使得电机54的功率传输构件的旋转轴线是竖直的，这可以为植物支撑结构14的某些应用提供空间节省。
可以考虑，生长系统的一个方面可以采用光系统80。根据植物支撑结构14的高度，可以有利地将光系统80配置为使得其能够在水平维度中移动。可以考虑，光系统80可以在使用期间移动，以使得给定长度的光系统80可以向位于长度大于光系统80的植物支撑结构14上的植物提供光。但是，可以采用悬挂的光系统80和/或其他竖直移动的光系统，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。另外，空气管道81和/或空气供应机构可以与光系统80接合，以向植物提供空气循环和/或高二氧化碳浓度的空气。光系统80的一个这样的方面在图22中示出并在下面进一步详细描述。可以考虑，可以将可水平移动的光系统80定位在成行定向的两个相邻的植物支撑结构14(和/或生长系统10)之间，使得单个光支撑系统80可以向两个相邻的植物支撑结构14的外侧提供光。一个这样的光系统80在图23A至图23C中示出并在下面进一步详细描述。
与现有技术中的配置相比，植物支撑结构14的该配置可以允许沿着立柱41的特定高度的光分布更均匀。例如，如果每个立柱41的高度为四英尺，并且位于另一立柱41之上的立柱41为相同尺寸的且位于同一竖直定向的平面中，则仅有的光的变化是沿着四英尺的高度，尽管植物支撑结构14是八英尺高。在现有技术中，八英尺高的植物支撑结构14将沿着其整个高度产生光变化。因此，与现有技术的植物支撑结构14相比，图11至图17B所示的生长系统10的一个方面可以允许更均匀的光分布，且因此允许更加均匀的植物生长。另外，光系统80可以被配置为沿其长度模仿植物支撑结构14的形状。也就是说，光系统80可以被配置为使得某些光源与其他光源水平地不对准，从而使得给定光系统80中的每个光源沿着立柱41的高度与立柱41的距离大约相同。如图12所示，这可能需要以与每个立柱41的角度相等或几乎相等的角度来调整光系统80的部分的角度。
如图16和图17B所示，盘状部(pan)47可以与相邻立柱41上的两个中梁44接合，其中第一立柱41位于第二立柱41上方。第一立柱41上的中梁44可以(例如通过立柱基部41a)与第一立柱的底部相邻定位。第二立柱41上的中梁44可以与第二立柱的顶部相邻定位。因此，中梁44可以彼此同时垂直及水平地移位(displaced)。中梁44可以构造有上唇状部44a和下唇状部44b，用于防止和/或减少养分供应从生长板12的内侧上的区域流出到其外侧上的区域。但是，中梁可以具有不同的构造，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
具体参考图17B，盘状部47的一个方面可以包括盘状部顶唇状部47a，其可以被配置为接合中梁44的邻近第一立柱41的底部定位的下唇状部44b的外表面。盘状部47还可以包括盘状部底唇状部47b，其可以被配置为接合中梁44的与第二立柱41的顶部相邻定位的上唇状部44a的内表面。这种配置防止所有或几乎所有养分供应从植物支撑结构14的内腔泄漏出去(即，从生长板12的内表面上的区域泄漏到其外侧上的区域)。
每个中梁44可以沿着其长度形成有一个或多个排出口44c，所述排出口44c可以与每个下唇状部44b的近端相邻定位。这种配置与盘状部47相结合确保了可定位在另一生长板12上方的中梁44中的养分供应可以容易地穿过该中梁44中的排出口44c且沿着盘状部47向下越过盘状部底唇状部47b，并最终到达托盘30，而不会从植物支撑结构14的内腔流到其外部，并且不会接触养分供应所针对的那些植物之外的任何植物。中梁44和/或盘状部47的其他构造可以用于减少养分供应从植物支撑结构14的内部移动到其外部，和/或可以用于防止过度经受(overexposure)养分供应，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。另外，可以使用设计成减少养分供应从植物支撑结构14的内部移动到其外部和/或防止过度经受养分供应的任何结构和/或方法，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
如图所示，生长板12可以与中梁44的下唇状部44b接合，使得生长板12的重量可以大部分由中梁44支撑。参考图17B，可以将钩件(catch)(未示出)模制到生长板12的与所示的接合至下唇状部44b的凹槽(channel)相邻的顶边中，以防止生长板12与中梁44之间的不期望的脱离。另外，生长板12的侧边可被配置为(例如以搭接方式、凹凸配合、槽榫等)与相邻的生长板12重叠和/或配合，从而减少和/或消除养分供应从植物支撑结构14的内部流到相邻生长板12的侧边之间的外部的可能性。
图18中示出了在盖48附近的板框架40的各个方面的详细端视图。通常，盖48可以被配置为接合两个相邻立柱41的顶部，以防止或减少养分供应从植物支撑结构14的内部流出到其外部。盖48可以包括一个或多个翼48b，该翼48b可以被构造为向下延伸经过立柱41的顶部并且与最上面的中梁44的上唇状部44a接合。翼48b可以接合在上唇状部44a的外表面上，或者另一方面，翼48b可被配置为接合在上唇状部44a的内表面上。
在养分输送系统50的某些方面中，养分输送系统50可以包括从一个或多个基部构件56向上延伸的一个或多个桅杆53(如图23A所示的养分输送系统50所示)。一个或多个喷嘴和/或养分供应出口53a可以沿着桅杆53的长度布置。取决于桅杆53的高度，可能需要减少桅杆53在该桅杆53的最高、远端处的不期望的弯曲和/或其他移动。在这样的情况下，盖48可以包括位于盖48的内表面上的引导件48a。引导件48a可以被配置为使得桅杆53的最高、远端与形成在引导件48a中的槽可滑动地接合。在一方面中，引导件48a可以减少和/或防止桅杆53相对于板框架40在第一方向(例如，与板框架40的宽度平行的方向)上的不期望的移动，并允许桅杆53相对于板框架40在第二方向上(例如，在与板框架40的长度平行的方向上)移动。
图20A中示出了彼此相邻定位以形成行的两个植物支撑结构14(和/或生长系统10)的端视图。可以考虑，这种布置可以是对建筑物(例如仓库、温室等)中的占地面积的有效使用。这种布置可以允许(经由形成在相邻的植物支撑结构14之间的通道16)进入相邻的植物支撑结构14之间以进行各种任务，包括但不限于将生长板12定位在植物支撑结构上和/或移除生长板、维护、向植物提供光、收获植物、和/或向植物提供空气循环。在一方面中，行之间的相邻立柱41的顶端可以彼此间隔大约33英寸，但是在其他方面中，相邻立柱41的顶端可以彼此间隔大于34英寸，并且在另外的方面中，相邻立柱41的顶端可以彼此间隔小于33英寸，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
图20B至图20E中示出了支脚20和收集构件90的其他方面。可以考虑，如此构造的支脚20可以以类似于图2、图6、图7、图11、图13和图图14所示的方式沿着植物支撑结构14的长度定位。但是，可以采用支脚20的其他间距和/或构造，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。支脚20可以形成有具有基本上平坦的外表面的基部22，并且一个或多个支脚20和/或其基部22可以经由一个或多个侧向构件28彼此机械地接合，这至少在图20E中清楚地示出。侧向构件28可以经由任何合适结构和/或方法(包括但不限于机械紧固件、化学粘合剂、焊接和/或其组合)与支脚20和/或基部22接合，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
一个或多个突出部21可以相对于支脚20的平坦外表面成角度。突出部21可以被配置为使得一个或多个立柱基部41a可以在突出部21处与支脚20接合。突出部21还可以被配置为使得一个或多个托盘30可以在突出部21处与支脚20接合。另外，一个或多个突出部21可以被配置为使得养分输送系统50的一部分(例如凹槽52和/或引导件52等)可以经由一个或多个突出部21与一个或多个支脚20接合。支脚20与立柱40之间、支脚20与托盘30之间、和/或支脚20与/或养分输送系统50的一部分之间的接合可以经由任何合适的结构和/或方法(包括但不限于机械紧固件、化学粘合剂、焊接和/或其组合)，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。在一方面中，支脚20和/或基部22可以与突出部21一体地形成，并且可以从材料板(例如，金属片)切割出支脚20和/或基部22，之后可以相对于支脚20和/或基部22的平坦的外表面弯折出突出部21。然而，本公开的范围决不受用于支脚20和/或植物支撑结构14和/或生长板12的任何其他部件的具体制造方法的限制，除非在所附权利要求中如此指出。
仍然参考图20E，沟槽26可以位于相邻的侧向构件28之间。沟槽26可以在沟槽28的一端与第一支脚20接合，并在沟槽28的另一端与第二支脚20接合。在沟槽28的一个方面中，沟槽28可以用作如本文先前描述的用于养分供应的一种收集构件90。也就是说，从定位在植物支撑结构14上的植物的根部流出的养分供应可以从托盘30排放到沟槽28中，可从该沟槽对养分供应进行清洁和/或以其他方式处理并再循环到养分输送系统50。另外，沟槽26可以被配置为允许养分输送系统50的一部分定位在其中，这可以消除对养分输送系统50中的引导件52和/或其他部件的需要。在这样的方面中，一个或多个基部构件56上可以配置有轮子，使得基部构件56可以沿着沟槽26的长度移动。如在本文先前描述的生长系统的其他方面中那样，一个或多个桅杆53可以与每个基部构件56接合。
图21A中示出了具有可竖直移动的光系统80的生长系统10的端视图，且图21B提供了生长系统10的与支脚20和板框架40的界面相邻的一部分的详细视图。具体参考图21A，在光系统80的最高位置和其最低位置的方面中示出了光系统80。可以考虑，将光系统80移动到最高位置可以提供进入通道16的通路。可以经由任何合适的方法和/或结构调节光系统80的位置，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。在一方面中，光系统80可以经由一根或多根缆绳从建筑物的天花板悬挂，该缆绳可以连接至可旋转的杆，用于降低和/或升高光系统80。然而，本公开的范围不受用于移动光系统80的具体结构和/或方法的限制，除非在所附权利要求中如此指出。
现在参考图21B，其提供了生长系统10的与支脚20和板框架40之间的界面相邻的一部分的详细视图，凹槽51和一个或多个传感器57可与一个或多个支脚20接合。可以考虑，凹槽51可以被配置为支撑和/或以其他方式接合流体管道(未示出)和/或养分输送系统50所需的其他管道(包括但不限于电线和/或部件)，所述流体管道用于向位于植物支撑结构14上的植物的根部区域提供养分供应。这样的凹槽51在以往复和/或以其他可移动方式操作的养分输送系统50的各方面可以特别有用。另外，一个或多个传感器57在如此配置的养分输送系统50中可以特别有用，因为传感器57可以被配置为使与养分输送系统50的一部分接合的电机反向和/或以其他方式控制养分输送系统50的一个方面和/或影响其操作。在故障的情况下，冗余的传感器57可以彼此相邻地定位。
如图21B所示，引导件52可以被构造为具有正方形的横截面形状并且可以成角度。在一方面中，养分输送系统50可以被配置为使得一个或多个轮子可以接合引导件52的定向在其侧面的顶点。如先前对于其他植物支撑结构14所描述的，联接器55可以沿着植物支撑结构14的部分长度延伸，以将一个基部56与另一个基部56机械接合。
图22A中示出了采用集成空气管道81的光系统80的横截面端视图，且图22D中示出了其侧视图。空气管道81可以与空气、二氧化碳和/或具有较高二氧化碳浓度的空气的供应源(未示出)流体连通。可以考虑，在一方面中，这种供应源可以被构造为HVAC系统，其中可以控制空气供应的各种特性(包括但不限于温度、压力、湿度等)。在一方面中，光系统80可以被配置为使得空气管道81的顶部和底部均侧置有顶面板82和底面板82。然而，根据本公开，可以使用其他配置，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。例如，在采用一个或多个LED和/或金属卤化物光源83的光系统80的一个方面中，空气管道81可以沿着面板82的一个或多个边界定位。每个面板82可构造有至少一个光源83，该光源83可以部分或完全封闭在光罩85中。与一个或多个光源83电连通的电子器件86可以位于光系统80的底部处。然而，与一个或多个光源83连通的电子器件86的位置决不限制本公开的范围，除非在所附权利要求中如此指出。
图22B中提供了图22A中的光系统80的俯视图。其中为了清楚起见，已经移除了光罩85和空气管道81。如所示，一个或多个光源83可以与支撑架80a接合。图22C中示出了图22A和图22B所示的光系统80中的支撑架80a的侧视图。支撑架80a中可构造有一个或多个空隙80b，以容纳一个或多个光源83和/或容纳空气管道81和/或其一部分。支撑架80a可以与顶杆84接合。
可以考虑，如图22A-22D中所示那样构造的光系统80可以向与光系统80相邻定位的植物提供光和增加的空气和/或二氧化碳流。空气和/或二氧化碳源可以与空气管道81流体接合，以使得空气和/或二氧化碳流沿着朝向与光系统80相邻定位的一个或多个植物的方向经由形成在空气管道81中的一个或多个孔离开空气管道81。最佳的空气和/或二氧化碳流特性(例如压力、速度、体积流率等)将至少根据植物的类型而变化，且因此决不限制本公开的范围，除非在所附权利要求中如此指出。如此构造的光系统80可以以多个时间间隔和/或在多个时间竖直移动，以便以通过图21A所示的植物支撑结构14和光系统80的配置所示出的方式，在各种高度向植物提供相等的平均的光和空气和/或二氧化碳流。
图23A中示出了布置成三行的三个植物支撑结构14和与这三个植物支撑结构14相邻定位的三个光系统80(其中两个光系统80位于两个相应的通道16中)的端视图。在图23A至图23C所示的生长系统10的一个方面中，光系统80可以被配置为在通道16内相对于一个或多个植物支撑结构14水平移动。这种配置在具有被配置为具有较大高度的植物支撑结构14(例如包括但不限于具有多于两层立柱41的植物支撑结构14)的生长系统10中可以特别有用。
光系统80可以与小车(trolley)100接合，其中小车可以包括小车立柱104和小车基部102，该小车在图23B和图23C中更详细地示出。小车立柱104可从小车基部102向上延伸。小车基部102可以被构造为通过一个或多个小车轮106在地面结构上移动。其中一个小车轮106可与履带轮106a接合。履带23可沿着植物支撑结构14的长度与一个或多个支脚20接合。履带轮106a可与履带23的一部分接合，从而防止小车100(从而以及光系统80)在通道16内侧向移动，但允许小车100沿着其长度移动。可以使用其他结构和/或方法来防止小车100和/或光系统80相对于植物支撑结构14的不期望的移动，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
光系统80可以在小车立柱104处与小车100接合。小车立柱104可以被构造为竖梁(beam)，其中一个小车立柱104可以定位在光系统80的任一侧上。如先前对于生长系统10的其他方面所描述的，光系统80可以包括集成空气管道81。可以考虑，如图23A-23C所示构造的光系统80可以向与光系统80相邻定位的植物提供光和增加的空气和/或二氧化碳流。空气和/或二氧化碳源可以与空气管道81流体接合，使得空气和/或二氧化碳流沿着朝向与光系统80相邻定位的一个或多个植物的方向经由形成在空气管道81中的一个或多个孔离开空气管道81。最佳的空气和/或二氧化碳流特性(例如压力、速度、体积流率等)将至少根据植物的类型变化，且因此不限制本公开的范围，除非在所附权利要求中如此指出。如此配置的光系统80可以以多个时间间隔和/或在多个时间水平移动，以沿着植物支撑结构14的长度在各个位置处向植物提供相等的平均的光和空气和/或二氧化碳流。以这种方式，小车100和/或光系统80的长度不需要等于植物支撑结构14的长度。可以考虑，小车100和/或光系统80的长度可以小于植物支撑结构14的长度，并且进一步考虑，在一些应用中，小车100和/或光系统80的长度可以等于植物支撑结构14的长度的一半。然而，本公开的范围决不受小车100和/或光系统80相对于植物支撑结构14的长度的比例的限制，除非在所附权利要求中如此指出。
应当注意，本文公开的各种生长系统10、植物支撑结构14和/或板框架40可以被配置为与模块式生长板12一起使用。也就是说，如前所述，生长系统10、植物支撑结构14和/或板框架40可以被配置为使得多个生长板12可以同时与板框架40接合。非限制性地，与生长系统10的任何实施例一起使用的特定生长板12可以是用于生长系统10的具体应用的任何合适的生长板12，包括但不限于美国专利申请14/752,462中公开的那些生长板。
可以在本公开范围内使用任何形状、尺寸和/或构造的生长板12、植物支撑结构14、支脚20、托盘30、板框架40、立柱41、中梁44、盘状部47、养分输送系统50、光支撑件60、光系统80、收集构件90和/或小车100和/或任何前述部件，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
用于构造生长系统10及其各种元件和/或部件的材料将根据其具体应用而变化，但是可以考虑，聚合物、金属、金属合金、天然材料、纤维材料和/或其组合在一些应用中对于生长系统10可特别有用。因此，以上提及的元件可以由本领域技术人员已知或以后开发的任何材料构成，所述材料适用于本公开的具体应用，而不脱离本公开的精神和范围，除非在所附权利要求中如此指出。可以考虑，由金属和/或金属合金构造支脚20、板框架40和/或小车100，并由塑料、聚合物和/或其他合成材料构造托盘30、中梁44、盘状部47和/或其他元件，对于某些应用是特别有利的。然而，可以使用任何合适的材料来构造本公开的任何元件，这是非限制性的，除非在所附权利要求中如此指出。
由于已经描述了优选实施例，本领域技术人员将毫无疑义地会想到本公开的其他特征以及本文所示的实施例中的许多修改和替换，所有这些修改和替换都可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下实现。因此，本文所描绘和描述的方法和实施例仅以说明为目的。
用于生长板12、植物支撑结构14、支脚20、托盘30、板框架40、立柱41、中梁44、盘状部47、养分输送系统50、光支撑件60、光系统80、收集构件90和/或小车100和/或任何前述的部件的任何各种特征可以单独使用或者在生长系统10的实施例和/或方面之间彼此组合使用(取决于特征的兼容性)。因此，存在生长系统10的无限数量的变体。所有这些不同的组合构成生长系统10的各种替代方面。本文所述的实施例说明了已知用于实施生长系统10的最佳模式，并且将使得本领域技术人员能够利用该最佳模式。权利要求应被解释为包括在现有技术允许的范围内的替代实施例。一个特征对另一特征的修改和/或替换决不限制生长系统10和/或其部件的范围，除非在所附权利要求中如此指出。
应当注意，本公开不限于本文所描绘和描述的具体实施例，而是旨在应用于用于布置、生长和/或收获植物的所有类似装置和方法，和/或以其他方式提供本公开的任何方面的任何特征和/或优点。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本领域技术人员将想到来自所描述的实施例的修改和替换。

Claims (22)

1.一种生长系统，包括：
a.植物支撑结构，包括：
i.与地面接合的支脚；
ii.与所述支脚接合的第一板框架，其中所述支脚将所述第一板框架从所述地面抬高；
iii.与所述支脚接合的第二板框架，其中所述第二板框架与所述第一板框架相对，并且其中所述第一板框架与第二板框架之间的区域构成所述植物支撑结构的内部；
iv.与所述第一板框架的顶部及与所述第二板框架的顶部接合的盖；
b.与所述支脚接合的养分输送系统，其中所述养分输送系统的一部分位于所述植物支撑结构的所述内部中，并且其中所述养分输送系统被配置为向由所述植物支撑结构支撑的植物提供养分供应。
2.根据权利要求1所述的生长系统，其中，所述第一板框架被进一步限定为包括立柱和立柱基部，并且其中所述立柱基部与所述支脚接合。
3.根据权利要求2所述的生长系统，还包括第三板框架，其中，所述第三板框架位于所述第一板框架的上方，使得所述第一板框架为底层，而所述第三板框架为顶层。
4.根据权利要求3所述的生长系统，还包括第四板框架，其中，所述第四板框架位于所述第二板框架的上方，使得所述第二板框架为底层，而所述第四板框架为顶层。
5.根据权利要求1所述的生长系统，还包括与所述第一板框架相邻定位的光系统，其中，所述光系统包括光源和空气管道。
6.根据权利要求1所述的生长系统，其中，所述支脚还包括具有基本平坦外表面的基部以及与所述基部一体形成的突出部，其中所述突出部相对于所述基部成角度。
7.根据权利要求1所述的生长系统，其中，所述板框架被进一步限定为包括：
a.从立柱基部向上延伸的第一立柱，其中所述第一立柱相对于竖直维度成角度；
b.从第二立柱基部向上延伸的第二立柱，其中所述第二立柱相对于所述竖直维度成角度，并且其中所述第二立柱与所述第一立柱隔开；
c.中梁，所述中梁邻近所述第一立柱和所述第二立柱两者的顶端与所述第一立柱和所述第二立柱接合，其中所述中梁形成有从所述第一立柱和第二立柱以一角度向外延伸的上唇状部和下唇状部；以及，
d.第二中梁，所述第二中梁邻近所述第一立柱和第二立柱两者的底端与所述第一立柱和第二立柱接合，其中所述第二中梁形成有从所述第一立柱和第二立柱以一角度向外延伸的上唇状部和下唇状部。
8.根据权利要求7所述的生长系统，其中，所述板框架被进一步限定为包括：
a.从第三立柱基部向上延伸的第三立柱，其中所述第三立柱相对于所述竖直维度成角度，并且其中所述第三立柱位于所述第一立柱的正上方；
b.从第四立柱基部向上延伸的第四立柱，其中所述第四立柱相对于所述竖直维度成角度，其中所述第四立柱与所述第三立柱隔开，并且其中所述第四立柱位于所述第二立柱的正上方；
c.第三中梁，所述第三中梁邻近所述第三立柱和所述第四立柱两者的顶端与所述第三立柱和所述第四立柱接合，其中所述第三中梁形成有从所述第三立柱和第四立柱以一定角度向外延伸的上唇状部和下唇状部；以及，
d.第四中梁，所述第四中梁邻近所述第三立柱和第四立柱的底端与所述第三立柱和第四立柱接合，其中所述第二中梁形成有从所述第三立柱和第四立柱以一角度向外延伸的上唇状部和下唇状部。
9.一种板框架，包括：
a.从立柱基部向上延伸的第一立柱，其中所述第一立柱相对于竖直维度成角度；
b.从第二立柱基部向上延伸的第二立柱，其中所述第二立柱相对于所述竖直维度成角度，并且其中所述第二立柱与所述第一立柱隔开；
c.中梁，所述中梁邻近所述第一立柱和所述第二立柱两者的顶端与所述第一立柱和所述第二立柱接合，其中所述中梁形成有从所述第一立柱和第二立柱以一角度向外延伸的上唇状部和下唇状部；以及，
d.第二中梁，所述第二中梁邻近所述第一立柱和第二立柱两者的底端与所述第一立柱和第二立柱接合，其中所述第二中梁形成有从所述第一立柱和第二立柱以一定角度向外延伸的上唇状部和下唇状部。
10.根据权利要求9所述的板框架，还包括：
a.从第三立柱基部向上延伸的第三立柱，其中所述第三立柱相对于所述竖直维度成角度，并且其中所述第三立柱位于所述第一立柱的正上方；
b.从第四立柱基部向上延伸的第四立柱，其中所述第四立柱相对于所述竖直维度成角度，其中所述第四立柱与所述第三立柱隔开，并且其中所述第四立柱位于所述第二立柱的正上方；
c.第三中梁，所述第三中梁邻近所述第三立柱和所述第四立柱两者的顶端与所述第三立柱和所述第四立柱接合，其中所述第三中梁形成有从所述第三立柱和第四立柱以一定角度向外延伸的上唇状部和下唇状部；以及，
d.第四中梁，所述第四中梁邻近所述第三立柱和第四立柱两者的底端与所述第三立柱和第四立柱接合，其中所述第二中梁形成有从所述第三立柱和第四立柱以一角度向外延伸的上唇状部和下唇状部。
11.根据权利要求10所述的板框架，还包括盘状部，其中所述盘状部与所述第四中梁的下唇状部以及与所述中梁的上唇状部接合。
12.根据权利要求11所述的板框架，其中所述中梁和所述第二中梁、第三中梁和第四中梁还包括位于每个所述中梁中的排出口。
13.根据权利要求11所述的板框架，还包括与所述第三立柱的顶部以及与与所述第二立柱的顶部接合的盖。
14.一种光系统，包括：
a.支撑架，所述支撑架中形成有空隙；
b.位于所述空隙中的光源；
c.与所述支撑架接合的空气管道，其中所述空气管道与空气源流体连通。
15.根据权利要求14所述的光系统，其中，所述空气管道与HVAC系统流体连通。
16.根据权利要求14所述的光系统，还包括第二光源，其中，所述第二光源位于所述空气管道的上方，并且所述光源位于所述空气管道的下方。
17.根据权利要求15所述的光系统，还包括所述光源的第一侧上的第一光罩和所述光源的第二侧上的第二光罩，其中所述第一光罩和第二光罩与所述支撑架接合。
18.根据权利要求17所述的光系统，还包括与所述第一光源和第二光源两者电连通的多个电子器件。
19.根据权利要求14所述的光系统，其中，所述空气管道被进一步限定为沿着所述光系统的边界定位。
20.一种使植物生长的方法，所述方法包括：
a.将第一植物支撑结构布置成行，其中所述第一植物支撑结构具有高度、宽度和长度；
b.将第二植物支撑结构布置成行，其中所述第二植物支撑结构具有与所述第一植物支撑结构的所述高度、所述宽度和所述长度分别相等的高度、宽度和长度，并且其中所述第一植物支撑结构与所述第二植物支撑结构侧向隔开，以在所述第一植物支撑结构与第二植物支撑结构之间形成通道；
c.将小车定位在所述通道中，其中所述小车与具有光源的光系统接合，并且其中所述小车和所述光系统能够沿着所述第一植物支撑结构和第二植物支撑结构的所述长度相对于所述植物支撑结构移动。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述光系统被进一步限定为包括至少一个光源和空气管道。
22.根据权利要求20所述的方法，还包括使所述小车以特定时间间隔沿着所述植物支撑结构的所述长度移动的步骤。
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