CN111836538A - 高密度植物培养系统以及相关装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种重力驱动的植物培养系统，包括：(a)框架；(b)多个竖直堆叠的传输机组件，其被安装到所述框架。每个传输机组件包括沿着传输机轴线延伸的至少一个重力传输机。传输机轴线相对于水平平面从框架上游端到框架下游端向下倾斜。该系统还包括(c)多个植物培养托盘，其被滚动地支承在每个重力传输机上，并且借助重力而被促使沿着相应的传输机轴线朝向框架下游端平移。

Description

高密度植物培养系统以及相关装置和方法

技术领域

本公开总体上涉及植物培养。更具体地，本公开涉及高密度、垂直堆叠的植物培养系统以及相关装置和方法。

背景技术

美国专利申请公布第2017/0027112号(Vail等人)公开了室内耕作模块系统。室内耕作模块系统可包括壳体。此外，室内耕作模块系统可以包括壳体内的多个室内耕作模块部件，所述多个室内耕作模块部件包括：壳体内的具有多个竖直水平的高密度机架系统，其中两个相邻竖直水平之间的竖直距离不大于11英寸；气流管理照明系统，其中所述气流管理照明系统向多个竖直水平中的每个水平提供气流和照明；灌溉系统；以及再循环系统。

美国专利第4,854,075号(Greling)公开了一种具有在可模制材料的平板中的多个杯子的植物托盘，其中杯子是平行的行，其中至少一些行在一些杯子之间具有用于平板中的空气开口的空间，以将空气供应到在杯子中生长的植物的叶子。相邻行中的杯子可以错开，并且具有可变的宽度形状(诸如六边形)，以在可用空间中提供最大数量并且靠近空气开口的杯子。六边形截面的杯子还具有用于引导植物的根部生长的拐角。围绕空气开口的相邻杯子的侧壁形成漏斗，用于改进的空气排放。

美国专利第4,495,725号(Talbott)公开了一种用于栽种植物的装置，该装置具有带多个升高的突出部的地板，升高的突出部限定了它们之间的槽区域，并且适于将植物浇灌流体保持在相对于突出部的上周边的水平。还提供了用于盘(pan)的插入件，插入件具有多个间隔开的、向下延伸的单元，每个单元包括限定开口的底部。插入件可在第一位置和第二位置之间移动。所述第一位置是如下位置：在该位置中，底部被设置在槽区域中的浇灌流体的水平下方，使得流体可以进入开口。在第二位置中，底部中的至少一些搁置在突出部上，使得开口没有被突出部完全阻挡，并且使得单元内的流体能够从单元中排出。

发明内容

以下发明内容旨在向读者介绍本申请人的教导的各个方面，而不是限定任何发明。

根据一些方面，重力驱动的植物培养系统包括：(a)框架，其具有框架上游端和与所述框架上游端水平隔开的框架下游端；以及(b)安装到框架的多个竖直堆叠的传输机组件。每个传输机组件包括在框架上游端和框架下游端之间沿着传输机轴线延伸的至少一个重力传输机。传输机轴线相对于水平平面从框架上游端到框架下游端向下倾斜。所述系统还包括(c)多个植物培养托盘，所述多个植物培养托盘被滚动地支承在每个重力传输机上，并且借助重力而被促使沿着相应的传输机轴线朝向框架下游端平移。每个托盘包括：(i)托盘本体，其具有托盘顶部和与托盘顶部竖直相对的托盘底部；(ii)多个植物腔，其位于托盘本体中并且向托盘顶部打开，植物腔用于保持植物；以及(iii)营养室，其位于托盘本体内部并且与植物腔流体连通，营养室用于保持植物营养液。

在一些示例中，每个重力传输机包括一对支承件，所述一对支承件通过传输机开口彼此横向地间隔分开。每个托盘支承件包括导轨以及多个车轮，导轨在框架下游端和框架上游端之间大致平行于相应的传输机轴线延伸，多个车轮可旋转地安装到导轨，并且沿着传输机轴线彼此间隔分开。所述一对支承件的车轮与植物培养托盘的横向间隔分开的托盘下侧表面接合，所述植物培养托盘被支承在所述传输机上。每个托盘下侧表面相对于水平平面大致平行于传输机轴线地向下倾斜。

在一些示例中，托盘本体包括位于底壁平面中的营养室底壁和从营养室底壁的周边向上延伸的营养室侧壁。营养室底壁和营养室侧壁包围营养室。营养室底壁通常与水平平面平行，用于使植物营养液在营养室底壁上维持大致恒定的深度。

在一些示例中，营养室横向地位于一对托盘支承件的中间。在一些示例中，营养室延伸到传输机开口中。

在一些示例中，每个托盘包括穿过托盘本体的至少一个托盘通气部。托盘通气部沿着垂直于水平平面的竖直通气部轴线在向托盘顶部打开的通气部顶端和向托盘底部打开的通气部底端之间延伸。托盘通气部用于使空气通过托盘本体，以促进从下方向植物输送空气。在一些示例中，托盘通气部穿过营养室。

在一些示例中，所述系统还包括空气输送管道系统，用于将空气输送到植物。空气输送管道系统包括多个第一端口以及多个第二端口，多个第一端口位于每个植物培养托盘上方，用于将空气从空气输送管道系统向下排出，从而从上方向植物输送空气，多个第二端口位于每个植物培养托盘下方，用于将空气从空气输送管道系统向上排出，从而经由托盘通气部从下方向植物输送空气。

根据一些方面，一种用于重力驱动的植物培养系统的植物培养托盘包括：(a)托盘本体，其具有托盘顶部、与托盘顶部竖直相对的托盘底部、托盘前部以及与托盘前部轴向相对的托盘后部。托盘本体包括：(i)一对横向间隔分开的托盘下侧表面，用于与重力传输机的车轮接合，以将植物培养托盘滚动地支承在重力传输机上。当托盘被支承在传输机上时，每个下侧表面相对于水平平面从托盘后部到托盘前部向下倾斜。托盘本体还包括(ii)营养室底壁，其位于底壁平面中；以及(iii)营养室侧壁，其从营养室底壁的周边向上延伸。营养室底壁和营养室侧壁在托盘本体内部围成营养室，用于保持植物营养液。当托盘被支承在传输机上时，营养室底壁与水平平面大致平行，用于使植物营养液在营养室底壁上维持大致恒定的深度。植物培养托盘还包括(b)多个植物腔，其位于托盘本体中，用于保持植物。植物腔向托盘顶部打开，并且与营养室流体连通，用于向植物提供植物营养液。

在一些示例中，营养室底壁横向地位于下侧表面的中间并且位于下侧表面下方的高度处。

在一些示例中，托盘包括穿过托盘本体的至少一个托盘通气部。托盘通气部沿着垂直于水平平面的竖直的通气部轴线在向托盘顶部打开的通气部顶端和向托盘底部打开的通气部底端之间延伸。托盘通气部用于使空气通过托盘本体，以促进从下方向植物输送空气。在一些示例中，托盘通气部穿过营养室。

在一些示例中，每个植物腔沿着垂直于水平平面的竖直的腔轴线在向托盘顶部打开的腔顶端和位于腔顶端下方的腔底端之间延伸。在一些示例中，每个植物腔的腔底端位于共同的腔底部平面中，当托盘被支承在重力传输机上时，腔底部平面大致平行于水平平面。在一些示例中，每个植物腔的腔顶端位于共同的腔顶部平面中，当托盘被支承在重力传输机上时，腔顶部平面大致平行于水平平面。

根据一些方面，一种操作高密度植物培养系统的方法包括：(a)将保持植物的多个植物培养托盘滚动地支承在重力传输机上，重力传输机沿着传输机轴线在框架上游端和框架下游端之间延伸，传输机轴线相对于水平平面从框架上游端到框架下游端向下倾斜；(b)将空气、植物营养液和光输送到植物，以促进植物生长；以及(c)借助重力沿着传输机轴线朝向框架下游端滚动被支承在重力传输机上的植物培养托盘。

在一些示例中，该方法还包括：将植物营养液供应到每个托盘内部的营养室，营养室与植物流体连通，并且被托盘的营养室底壁从下方包围，营养室底壁位于底壁平面中，并且在步骤(a)至(c)期间，维持底壁平面与水平平面大致平行。

根据一些方面，植物培养系统包括：(a)框架，其具有框架上游端以及与框架上游端水平间隔分开的框架下游端；以及(b)被安装到框架的多个竖直堆叠的传输机组件。每个传输机组件包括至少一个传输机，所述至少一个传输机在框架上游端和框架下游端之间沿着传输机轴线延伸。该系统还包括(c)多个植物培养托盘，所述多个植物培养托盘支承在每个传输机上以沿着相应的传输机轴线朝向框架下游端平移。每个植物培养托盘包括：(i)托盘本体，其具有托盘顶部以及与托盘顶部竖直相对的托盘底部；(ii)多个植物腔，其位于托盘本体中并且向托盘顶部打开，植物腔用于保持植物；以及(iii)至少一个托盘通气部，其竖直地穿过托盘本体，托盘通气部向托盘顶部和托盘底部打开，用于使空气竖直地通过托盘本体，从而促进从下方向植物输送空气。所述系统进一步包括(d)空气输送管道系统，用于将空气输送到植物。空气输送管道系统包括多个第一端口以及多个第二端口，多个第一端口位于每个植物培养托盘上方，用于将空气从空气输送管道系统向下排出，以从上方向植物输送空气，多个第二端口位于每个植物培养托盘下方，用于将空气从空气输送管道系统向上排出，以经由托盘通气部从下方向植物输送空气。

在一些示例中，每个托盘通气部在向托盘顶部打开的通气部顶端和向托盘底部打开的通气部底端之间延伸，并且通气部底端覆盖第二端口中的至少一个，用于接收从至少一个第二端口排出的空气。

在一些示例中，每个植物培养托盘包括营养室，营养室位于托盘本体内部，并且与植物腔流体连通。营养室用于保持植物营养液。在一些示例中，托盘通气部竖直地穿过营养室。

在一些示例中，每个托盘包括在托盘顶部和托盘底部之间延伸的托盘侧壁，托盘侧壁具有水平向外引导的侧壁外表面以及至少一个通气凹部，至少一个通气凹部在侧壁外表面水平地向内延伸，并且向托盘顶部和托盘底部打开。在一些示例中，托盘通气部包括通气凹部。

在一些示例中，每个传输机包括一对支承件，所述一对支承件通过传输机开口彼此横向间隔分开，并且在框架上游端和框架下游端之间沿着传输机轴线延伸。支承件与植物培养托盘的横向间隔分开的托盘下侧表面接合，植物培养托盘被支承在传输机上。被支承在传输机上的植物培养托盘的托盘通气部横向地位于所述一对托盘支承件的中间，并且覆盖传输机开口。

在一些示例中，空气输送管道系统包括多个管道组件，用于将空气传导到第一端口和第二端口。管道组件彼此竖直地间隔分开，并且传输机组件和管道组件被竖直地插在彼此之间。

在一些示例中，空气输送管道系统包括管道集管，管道集管与每个管道组件流体连通，用于向其传导空气。

在一些示例中，管道组件包括位于传输机组件上方的上管道组件。上管道组件包括至少一个上管道，上管道具有面向传输机组件的上管道底壁以及上管道底壁中的一组第一端口，所述一组第一端口用于从上管道向下排出空气。

在一些示例中，管道组件包括在传输机组件下方的下管道组件。下管道组件包括至少一个下管道，下管道具有面向传输机组件的下管道顶壁以及位于下管道顶壁中的一组第二端口，所述一组第二端口用于从下管道向上排出空气。

在一些示例中，管道组件包括至少一个中间管道组件，中间管道组件竖直地位于中间管道组件上方的传输机组件中的上传输机组件和中间管道组件下方的传输机组件中的下传输机组件的中间。中间管道组件包括至少一个中间管道，该中间管道具有：中间管道底壁、一组第一端口、中间管道顶壁以及一组第二端口，中间管道底壁面向传输机组件中的下传输机组件，所述一组第一端口位于中间管道底壁中，用于从中间管道向下排出空气；中间管道顶壁与中间管道底壁相对，并且面向传输机组件中的上传输机组件，所述一组第二端口位于中间管道顶壁中，用于将空气从中间管道向上排出。

在一些示例中，传输机轴线相对于水平平面从框架上游端至框架下游端向下倾斜，用于借助重力迫使植物培养托盘沿着传输机轴线朝向框架下游端平移。在一些示例中，每个传输机组件包括多个管道，每个管道跨越传输机组件垂直于传输机轴线横向延伸。每个管道组件的管道沿着传输机组件轴线彼此间隔分开。传输机组件轴线与传输机轴线平行。

在一些示例中，每个传输机组件包括多个传输机，多个传输机被安装在大致共同的高度，并且被布置为并排的排，每个传输机组件的传输机包括第一传输机和第二传输机，第二传输机与第一传输机横向地间隔分开，并且平行于第一传输机延伸。在一些示例中，空气输送管道系统包括一个或多个管道集管、多个第一管道组件、以及多个第二管道组件，管道集管横向地位于第一传输机和第二传输机的中间，第一管道组件从管道集管的第一侧横向地延伸，用于将空气输送到被保持在托盘中的植物，托盘被支承在每个第一传输机上，多个第二管道组件从与第一侧相对的管道集管的第二侧横向地延伸，用于将空气输送到被保持在托盘中的植物，托盘被支承在每个第二传输机上。在一些示例中，一个或多个管道集管包括第一管道集管以及第二管道集管，第一管道集管与第一管道组件流体连通，用于向其传导空气，第二管道集管与第二管道组件流体连通，用于向其传导空气。在一些示例中，第一管道集管与第二管道集管轴向地间隔分开。在一些示例中，每个管道集管大致竖直地取向，并且每个管道组件大致水平地取向。

根据一些方面，植物培养托盘包括：(a)托盘本体，其具有托盘顶部和与托盘顶部相对的托盘底部；(b)营养室，其位于托盘本体内部，用于保持植物营养液；(c)多个植物腔，其位于托盘本体中，用于保持植物，每个植物腔向托盘顶部打开，并且与营养室流体连通，用于向植物提供植物营养液；以及(d)至少一个托盘通气部，其竖直底穿过托盘本体和营养室，托盘通气部向托盘顶部和托盘底部打开，用于使空气竖直地通过托盘本体，从而促进从下方向植物输送空气。

在一些示例中，托盘本体包括托盘下部分以及托盘上部分，托盘上部分被可移除地嵌套在托盘下部分中。营养腔室位于托盘下部分中，植物腔位于托盘上部分中，并且托盘通气部穿过托盘下部分和托盘上部分。

在一些示例中，托盘本体包括营养室底壁和营养室侧壁，营养室侧壁从营养室底壁的周边向上延伸。营养室底壁和营养室侧壁包围营养室。

在一些示例中，托盘通气部包括通气突出部，通气突出部从营养室底壁向上延伸并且穿过营养室。通气突出部包括中空的通气内部以及突出部端口，通气内部与营养室流体隔离，突出部端口位于营养室上方，并且在通气内部和托盘顶部之间提供流体连通。在一些示例中，通气突出部包括突出部顶壁以及突出部侧壁，突出部顶壁位于营养室上方，突出部侧壁在室底壁和突出部顶壁之间延伸。突出部侧壁水平地包围通气内部，并且突出部端口位于所述突出部顶壁中。

根据一些方面，一种在高密度植物培养系统中培养植物的方法包括：(a)将多个植物培养托盘支承在传输机组件上，每个植物培养托盘包括保持植物的多个植物腔，植物腔向托盘的托盘顶部打开；(b)向每个植物培养托盘中的营养室供应植物营养液，营养室与植物腔流体连通，用于将植物营养液提供到植物；以及(c)从管道中的多个端口向上排出空气，并且将空气竖直地传导通过托盘，经由托盘通气部竖直地通过每个营养室，并且从下方到达植物。

附图说明

本文所包括的附图用于示出本说明书的装置和方法的各种示例，并且不旨在以任何方式限制所教导的范围。在附图中：

图1是示例性植物培养系统的立体图；

图1A是图1的系统的局部分解图；

图2是图1的系统的侧视图；

图3是图1的系统的一部分的示意性侧视图，示出了被支承在图1的系统的传输机上的植物培养托盘；

图4是图1的系统的后视图；

图5是图1的系统的一部分的示意性后视图，示出了被支承在图1的系统的传输机上的植物培养托盘；

图6是图1的系统的植物培养托盘的立体图；

图7是图6的托盘的俯视图；

图8是沿着图7的线8-8截取的图6的托盘的截面分解视图；

图9是沿着图7的线9-9截取的图6的托盘的截面分解视图；

图10是沿着与图7的线8-8类似的截面线截取的图1的系统的一部分的示意性截面后视图；

图11是图6的托盘的托盘下部分的立体俯视图；

图12是图11的托盘下部分的立体仰视图；

图13是图11的托盘下部分的侧视图；

图14A是图1的系统的示意性侧视图，其中可选的托盘装载器和可选的托盘取出器以相应的第一配置示出；

图14B是与图14A相似的示意性侧视图，但是示出了处于相应的第二配置的托盘装载器和托盘取出器；

图15是与图1的系统类似的另一示例性植物培养托盘的俯视立体图；

图16是沿着图15的线16-16截取的图15的托盘的立体截面视图；

图17是图15的托盘的底部立体图；

图18是图15的托盘的下部分和升高的地板的俯视立体图；

图19是与图18类似的俯视立体图，但是升高的地板被移除；

图20是另一示例性植物培养系统的示意性侧视图；

图21是另一示例性植物培养系统的立体图；

图21A是图21的系统的局部分解视图；

图22是沿着图21A的线22-22截取的图21的系统的管道部分的截面视图；

图23是另一示例性植物培养系统的立体图；以及

图24是图23的系统的空气输送管道系统的立体图。

具体实施方式

下文将描述各种装置或方法，以提供每一个所要求保护的发明的实施例的示例。下文描述的实施例不限制任何所要求保护的发明，并且任何所要求保护的发明可以涵盖与下文所描述的方法或装置不同的方法或装置。所要求保护的发明不限于如下的装置或方法：这些装置或方法具有以下描述的任何一个装置或方法的所有特征，或者具有以下描述的多个或所有装置的共同特征。以下描述的装置或方法可能不是任何所要求保护的发明的实施例。以下描述的在本文档中没有要求保护的装置或方法中公开的任何发明可以是另一受保护手段的主题，例如，继续的专利申请，并且申请人、发明人或所有者不意图通过本文档中的公开而放弃、拒绝承认任何这样的发明、或者将任何这样的发明专用于公众。

在本申请中，发明人公开了一种高密度、垂直堆叠的植物培养系统，其可以促进室内环境中的生产植物生长。本文公开的设计方面包括可以提供更加有效、简单、成本有效和/或可靠的培养系统的特征。本文公开的一些特征以克服当试图这样做时所经受的挑战的方式对系统的给定总体积提供增加的植物密度。例如，发明人发现增加的密度使得难以为在系统中培养的所有植物提供植物生长的最佳环境。本文公开的特征试图通过帮助向在系统中培养的植物提供空气(包括各种气体)、营养液和/或光照的更均匀的供应来解决该问题。

参照图1和图1A，在示出的示例中，植物培养系统100包括框架102，框架102具有框架上游端102a和与框架上游端102a水平间隔分开的框架下游端102b。参考图2，在示出的示例中，多个竖直堆叠的传输机组件104被安装到框架102。每个传输机组件104包括至少一个传输机106(也参见图3)，其在框架上游端102a和框架下游端102b之间沿着传输机轴线108延伸。参照图4，在示出的示例中，每个传输机组件104包括多个传输机106，多个传输机106被安装在大致上共同的高度，并且被布置为并排的排。在示出的示例中，每个传输机组件104包括三个传输机106。

参照图2和图3，在示出的示例中，多个植物培养托盘110被支承在每个传输机106上，用于沿着相应的传输机轴线108朝向框架下游端102b平移。在示出的示例中，传输机106中的每一个支承植物培养托盘110中的六个。植物培养托盘110彼此相邻地沿着传输机轴线108被支承在每个传输机上。

参照图6，在示出的示例中，每个植物培养托盘110包括托盘本体112，托盘本体112具有托盘顶部114和与托盘顶部114竖直相对的托盘底部115(也参见图5)。每个托盘110还包括多个植物腔116，多个植物腔116位于托盘本体112中，并且向托盘顶部114打开。示出的示例植物腔116用于保持植物(例如，图5中所示的植物118)。在示出的示例中，每个托盘110包括被布置在6×6阵列中的三十六个植物腔116，用于保持三十六个植物。

参照图2和图3，在示出的示例中，托盘110沿着每个传输机106的移动是重力驱动的，其中每个传输机106的传输机轴线108相对于水平平面120从框架上游端102a到框架下游端102b向下倾斜。水平平面120垂直于重力。植物培养托盘110被滚动地支承在每个传输机106上，并且借助重力而被促使沿着相应的传输机轴线108朝向框架下游端102b平移。传输机轴线108可以相对于水平平面120以介于约例如0.5度到5度之间的角度向下倾斜。在一些示例中，传输机轴线108相对于水平平面120以介于约0.5度和1.5度之间的角度向下倾斜，在示出的示例中，传输机轴线108相对于水平平面120以大约1度的角度向下倾斜。

参照图5，在示出的示例中，每个传输机106包括一对支承件122，一对支承件122被传输机开口124彼此横向间隔分开。参照图3，在示出的示例中，每个托盘支承件122包括导轨126以及多个车轮128，导轨126在框架上游端102a和框架下游端102b之间与相应的传输机轴线108大致平行地延伸，多个车轮128被可旋转地安装到轨道126，并且被沿着传输机轴线108彼此间隔分开，用于滚动地支承传输机106上的托盘110。

仍旧参照图3，在示出的示例中，每个植物培养托盘110包括托盘前部130、与托盘前部130轴向相对的托盘后部132，以及一对横向间隔分开的托盘下侧表面134，托盘下侧表面134与该对托盘支承件122的车轮128接合，以将托盘110滚动地支承在传输机106上(也参见图5)。在示出的示例中，托盘110的每个下侧表面134相对于水平平面120从托盘后部132到托盘前部130向下倾斜。当植物培养托盘110被支承在传输机106上时，每个托盘110的托盘下侧表面134大致平行于传输机轴线108。

参照图8和图9，在示出的示例中，每个植物培养托盘110包括营养室136，营养室136位于托盘本体112内部，并且与植物腔116流体连通(还参见图10和图11)。营养室136用于保持将要被提供至植物118的植物营养液138(图10)，以促进植物生长。在示出的示例中，托盘本体112包括托盘下部分112a以及可移除地嵌套在托盘下部分112a中的托盘上部分112b。在示出的示例中，营养室136位于托盘下部分112a中，并且植物腔116位于托盘上部分112b中。托盘上部分112b可以被从托盘下部分112a移除，以促进例如接近托盘110的内部分，包括例如营养室136。在示出的示例中，植物培养托盘110具有两件式构造，并且托盘下部分112a和托盘上部分112b中的每一个是整体的、单一的、一件式构造。

仍旧参照图8和图9，在示出的示例中，托盘本体112包括营养室底壁140和营养室侧壁144，营养室底壁140位于底壁平面142中，营养室侧壁144从营养室底壁140的周边向上延伸。营养室底壁140和营养室侧壁144包围营养室136(也参见图10和图11)。在示出的示例中，当托盘110被支承在传输机106上时，营养室底壁140与水平平面120大致平行，以使植物营养液在营养室底壁140上维持大致恒定的深度。这可以在托盘110中的所有腔中促进每个植物的更加均匀的营养吸收。

参照图8，在示出的示例中，传输机营养室底壁140横向地位于托盘下侧表面134的中间并且位于托盘下侧表面134下方的高度处。参照图10，当植物培养托盘110被支承在传输机106上时，营养室136横向地位于一对托盘支承件122的中间，并且延伸到传输机开口124中。

参照图8，在示出的示例中，每个植物腔116沿着腔轴线146在向托盘顶部114打开的腔顶端148和位于腔顶端148下方的腔底端150之间延伸。在示出的示例中，当托盘110被支承在传输机106上时，腔轴线146垂直于水平平面120。在示出的示例中，每个托盘110中的植物腔116的腔顶端148位于共同的腔顶部平面152中。在示出的示例中，当托盘110被支承在传输机106上时，腔顶部平面152大致平行于水平平面120(和底壁平面142)。

在示出的示例中，每个托盘110中的植物腔116的腔底端150位于共同的腔底部平面154中。在示出的示例中，当托盘110被支承在传输机106上时，腔底部平面154大致平行于水平平面120(和底壁平面142)。在示出的示例中，每个腔底端150覆盖营养室底壁140。参照图10，在示出的示例中，当托盘上部分112b嵌套在托盘下部分112a内时，每个腔底端150位于营养室136中(参见图10)。

参照图9，在示出的示例中，每个植物腔116被腔底壁156和腔侧壁158包围，腔底壁156限定腔底端150，腔侧壁158沿着腔轴线146在腔底壁156和腔顶端148之间延伸。在示出的示例中，当托盘上部分112b嵌套在托盘下部分112a中时，腔底壁156定位在营养室136中(参见图10)。腔底壁156和腔侧壁158中的至少一个具有一个或多个穿孔159，用于在营养室136和植物腔116之间提供流体连通。在示出的示例中，每个穿孔穿过腔底壁156和腔侧壁158。在示出的示例中，托盘上部112b包括腔底壁156和腔侧壁158。

在示出的示例中，腔侧壁158包括侧壁下部分160以及侧壁上部分162，侧壁下部分160从腔底壁156朝向腔顶端148向上延伸，侧壁上部分162从侧壁下部分160延伸至腔顶端148。在示出的示例中，腔底壁156和侧壁下部分160限定用于保持植物根部的腔下部分116a。在示出的示例中，侧壁上部分162限定腔上部分116b，并且用于支承植物的植物冠层(canopy)(例如，图10中示出的植物118的植物冠层118a)。在示出的示例中，侧壁上部分162具有上部分内表面164，用于与植物冠层的下部分接合，以支承并且引导植物冠层的生长(参见图10)。在示出的示例中，上部分内表面164是大致截头圆锥形的，并且相对于侧壁下部分160沿着腔轴线146从侧壁下部分160到腔顶端148径向向外地张开。

参照图10，在示出的示例中，每个托盘110还包括竖直地穿过托盘本体112的至少一个托盘通气部166，每个托盘通气部166向托盘顶部114和托盘底部115打开，用于使空气竖直地通过托盘本体112，以促进从下方向植物118输送空气。在示出的示例中，每个托盘通气部166穿过托盘下部分112a和托盘上部分112b。在示出的示例中，每个托盘通气部166沿着通气部轴线168在向托盘顶部114打开的通气部顶端170和向托盘底部115打开的通气部底端172之间延伸。在示出的示例中，当托盘110被支承在传输机106上时，通气部轴线168垂直于水平平面120。参照图6，在示出的示例中，托盘110包括多个托盘通气部166，托盘通气部166插在植物腔116之间。在示出的示例中，每个托盘110包括被布置为5×5阵列的二十五个托盘通气部166。

参照图9，在示出的示例中，托盘通气部166竖直地穿过营养室136(也参见图10和图11)。在示出的示例中，每个托盘通气部166被从营养室侧壁144水平向内地间隔分开。在示出的示例中，每个托盘通气部166包括通气突出部174，通气突出部174从营养室底壁140向上延伸，并且穿过营养室136。通气突出部174具有中空的通气内部176以及突出部端口182，中空的通气内部176与营养室136流体隔离，突出部端口182位于营养室136上方，并且在通气内部176和托盘顶部114之间提供流体连通。在示出的示例中，通气突出部174包括突出部顶壁178以及突出部侧壁180，突出部顶壁178位于营养室136上方，突出部侧壁180在营养室底壁140与突出部顶壁178之间延伸。在示出的示例中，突出部侧壁180水平地包围通气内部176，并且突出部端口182位于突出部顶壁178中。在示出的示例中，每个托盘通气部166还包括位于托盘上部分112b中的托盘端口184。在示出的示例中，突出部端口182通过托盘端口184在通气内部176和托盘顶部114之间提供流体连通。在示出的示例中，当托盘上部分112b嵌套在托盘下部分112a中时，托盘上部分112b被支承在突出部顶壁178上。

植物培养系统100可以包括空气处理系统，用于向植物提供空气(和其它气体)，以促进植物生长。参照图1A，在示出的示例中，空气处理系统包括空气输送管道系统190，用于将空气输送到被保持在托盘110中的植物。空气输送管道系统190可以与空气调节器流体连通，以接收经调节的空气，用于输送到植物118。空气可以被调节成具有如下气体的湿度、温度和/或浓度，例如，这些气体适于使被培养的植物的生长得到优化。在一些示出的示例中，空气可以被调节为具有：约20℃-25℃之间的空气温度、约65％+/-5％的相对湿度，以及在约1000ppm至1500ppm之间的二氧化碳浓度。

参照图10，在示出的示例中，空气输送管道系统190包括多个第一端口192，其位于被支承在传输机组件104上的每个植物培养托盘110上方，用于从空气输送管道系统190向下排出空气，以从上方向植物118输送空气。空气输送管道系统190还包括多个第二端口194，其位于被支承在传输机组件104上的每个植物培养托盘110下方，用于从空气输送管道系统190向上排出空气，以经由托盘通气部166从下方向植物118输送空气。从上方和下方两者向植物118输送空气可以帮助改善遍及植物118的植物冠层118a的空气分布，可以帮助改善植物生长，并且可以帮助为通过植物培养系统100的所有植物提供均匀的环境。

在示出的示例中，被支承在传输机106上的托盘110的托盘通气部166横向地位于一对托盘支承件122的中间，并且覆盖传输机开口124。在示出的示例中，从第二端口194向上排出的空气向上通过传输机开口124和托盘通气部166，以从下方向植物118输送空气。在示出的示例中，每个托盘通气部166的通气部底端172覆盖至少一个第二端口194，用于接收从至少一个第二端口194排出的空气。

参照图1A，在示出的示例中，空气输送管道系统190包括多个管道组件196，用于将空气传导到第一端口192和第二端口194。管道组件196彼此竖直地间隔分开。在示出的示例中，传输机组件104和管道组件196被竖直地插在彼此之间(参见例如图1和图2)。

在示出的示例中，空气输送管道系统190包括管道集管202，管道集管202与每个管道组件196流体连通，用于向其传导空气。管道集管202可以与空气调节器流体连通，用于接收来自空气调节器的经调节的空气，并且将经调节的空气传导到每个管道组件196。

在示出的示例中，每个管道组件196包括多个管道198，用于将相应的空气流引导到第一端口192和/或第二端口194。在示出的示例中，每个管道组件196包括六个管道198。在示出的示例中，每个管道198跨越传输机组件104垂直于传输机轴线108横向地延伸。在示出的示例中，每个管道198沿着相应的水平管道轴线200在管道第一端和管道第二端之间延伸，管道第一端与用于接收空气的管道集管202流体连通，管道第二端与管道第一端水平地间隔分开。在示出的示例中，每个管道轴线200大致垂直于传输机轴线108。在示出的示例中，每个管道组件196的管道198沿着相应的管道组件轴线197彼此间隔分开。在示出的示例中，管道组件轴线197与传输机轴线108大致平行(还参见图2)。

仍然参照图1A，在示出的示例中，管道组件196包括上管道组件196a，上管道组件196a位于一组传输机组件104上方。上管道组件196a包括至少一个上管道198a。参照图10，在示出的示例中，上管道198a包括上管道底壁204以及一组第一端口192，上管道底壁204面向该组传输机组件104，一组第一端口192位于上管道底壁204中，用于从上管道198a向下排出空气。

参照图1A，在示出的示例中，管道组件196还包括下管道组件196b，下管道组件196b位于该组传输机组件104下方。下管道组件196b包括至少一个下管道198b。下管道198b包括下管道顶壁206以及一组第二端口194，下管道顶壁206面向该组传输机组件104，一组第二端口194位于下管道顶壁206中，用于从下管道198b向上排出空气。

仍旧参照图1A，在示出的示例中，管道组件196还包括至少一个中间管道组件196c，至少一个中间管道组件196c竖直地位于上管道组件196a和下管道组件196b的中间。每个中间管道组件196c竖直地位于中间管道组件196c上方的传输机组件104中的上传输机组件和中间管道组件196c下方的传输机组件104中的下传输机组件的中间。每个中间管道组件196c包括至少一个中间管道198c。参照图10，在示出的示例中，每个中间管道198c包括中间管道底壁208以及一组第一端口192，中间管道底壁208面向传输机组件104的下传输机组件，一组第一端口192位于中间管道底壁208中，用于从中间管道198c向下排出空气。每个中间管道198c还包括中间管道顶壁210和一组第二端口194，中间管道顶壁210与中间管道底壁208竖直地相对，并且面向传输机组件104的上传输机组件，一组第二端口194位于中间管道顶壁210中，用于从中间管道198c向上排出空气。

在示出的示例中，空气处理系统还包括空气再循环系统，空气再循环系统具有多个抽吸风扇，用于从传输机组件104之间抽吸空气，并且使空气进入空气再循环管道系统。风扇可以被竖直地安装到框架，并且横向地位于传输机组件104的外侧的中间。空气再循环管道系统可以将抽吸的空气传导到空气调节器，以进行调节并且输送至空气输送管道系统190。

参照图10，在示出的示例中，每个植物培养托盘110包括位于托盘本体112中的营养室入口218，用于将植物营养液输送到营养室136。在示出的示例中，托盘下部分112a包括上部周边边缘113，并且上部周边边缘113的至少一部分与托盘上部分112b被入口间隔220横向向外地间隔分开。在示出的示例中，营养室入口218包括入口间隔220。

参照图11，在示出的示例中，营养室侧壁144包括侧壁第一部分144a、侧壁第二部分144b、侧壁第三部分144c以及侧壁第四部分144d，侧壁第一部分144a在托盘前部130和托盘后部132之间轴向延伸，侧壁第二部分144b与侧壁第一部分144a横向间隔分开，并且在托盘前部130和托盘后部132之间轴向延伸，侧壁第三部分144c在侧壁第一部分144a与第二部分144b之间横向延伸，侧壁第四部分144d与侧壁第三部分144c轴向地间隔分开，并且在侧壁第一部分144a与侧壁第二部分144b之间横向地延伸。

在示出的示例中，营养室入口218包括营养输送槽222，营养输送槽222位于托盘本体112内部，并且通过侧壁第一部分144a与营养室136分离(也参见图10)。在示出的示例中，输送槽222在托盘前部130和托盘后部132之间轴向延伸。参照图10，在示出的示例中，入口间隔220向营养输送槽222打开，用于将植物营养液供应至营养输送槽222。

参照图11，在示出的示例中，营养室入口218还包括位于侧壁第一部分144a中的多个侧壁孔224。侧壁孔224沿着侧壁第一部分144a的轴向长度彼此间隔分开，用于沿着侧壁第一部分144a的轴向长度将植物营养液从营养输送槽222分布到营养室136。在示出的示例中，每个侧壁孔224向侧壁第一部分144a的上端打开。

参照图10，在示出的示例中，每个植物培养托盘110包括位于托盘本体112中的营养室出口226，用于从营养室136中排出植物营养液。在示出的示例中，营养室136水平地位于营养室入口218和营养室出口226的中间。这能够促进在营养室入口218引入的新鲜的植物营养液在营养室136的宽度上的流动，从而被植物吸收，在这以后，被耗尽的植物营养液可以经由营养室出口226流出营养室136。在示出的示例中，营养室出口226包括多个排放端口228，多个排放端口228位于托盘下部分112a中，用于排放从营养室136溢出的植物营养液。

参照图11，在示出的示例中，营养室出口226还包括排放槽230，排放槽230位于托盘本体112内部，并且通过侧壁第二部分144b与营养室136分离。在示出的示例中，排放槽230在托盘前部130和托盘后部132之间轴向地延伸。在示出的示例中，排放端口228位于排放槽230中，用于将在侧壁第二部分144b上方流动的植物营养液从营养室136排放到排放槽230。

在示出的示例中，侧壁第一部分144a、侧壁第二部分144b、侧壁第三部分144c和侧壁第四部分144d中的每一个在营养室底壁140上方分别具有第一高度、第二高度、第三高度和第四高度。在示出的示例中，侧壁第二部分144b的第二高度小于侧壁第一部分144a的第一高度、侧壁第三部分144c的第三高度和侧壁第四部分144d的第四高度。侧壁第二部分144b的第二高度限定营养室136的高度以及可以被保持在营养室136中的植物营养液的深度。在示出的示例中，侧壁第二部分144b具有限定营养室136的上边界的上边缘145。

系统100还可以包括营养处理系统，用于将植物营养液输送至植物培养托盘110。参照图10，在示出的示例中，营养处理系统包括营养输送管道系统234(在图10中示意性地示出)，其具有多个营养输送端口236(其中的一个在图10中示意性地示出)。每个营养输送端口236邻近相应的营养室入口218，并且与其流体连通，用于向其输送植物营养液。

在示出的示例中，营养处理系统还可以包括营养再循环系统，用于使从营养室136排出的植物营养液再循环。营养再循环系统可以包括营养再循环管道系统，其包括多个收集槽242，用于捕获从营养室出口226流出的植物营养液。在示出的示例中，每个收集槽242被安装到框架102，并且具有打开的顶部，其在托盘110的排放端口228下方延伸，托盘110被支承在相应的传输机106上的。

参照图11，在示出的示例中，托盘下部分112a包括位于营养室136中的多个挡板244。挡板244可以帮助抑制营养室136中的植物营养液的晃动，可以促进植物营养液在营养室136上的分布，并且可以帮助引导植物的根部生长。在示出的示例中，挡板244彼此轴向间隔分开，并且每个挡板244从营养室底壁140向上延伸，并且在营养室侧壁144的第一侧壁部分144a与第二侧壁部分144b之间横向地延伸。在示出的示例中，挡板244包括通气突出部174的突出部侧壁180的下部分。

在示出的示例中，营养室136包括多个横向通道246，多个横向通道246在侧壁第一部分144a和侧壁第二部分144b之间横向延伸。横向通道246通过挡板244彼此轴向分开。在示出的示例中，营养室入口218的每个侧壁孔224向相应的横向通道246打开(也参见图9)，并且轴向地位于相应的一对轴向相邻的挡板244的中间。参照图9，在示出的示例中，每个植物腔116的腔底端150轴向地位于相应的一对轴向相邻的挡板244的中间，并且在托盘上部分112b嵌套在托盘下部分112a中时被定位在营养室136的相应的横向通道246中(还参见图10)。

参照图11，在示出的示例中，多个挡板244包括一组第一挡板244a以及一组第二挡板244b，一组第一挡板244a从侧壁第一部分144a朝向侧壁第二部分144b横向延伸，一组第二挡板244b从侧壁第二部分144b朝向侧壁第一部分144a横向延伸。第一挡板244a和第二挡板244b轴向地插在彼此之间。

在示出的示例中，营养室136还包括多个轴向通道248，多个轴向通道248轴向延伸跨越挡板244，用于在横向通道246之间提供流体连通。在示出的示例中，多个轴向通道248包括多个第一轴向通道248a以及多个第二轴向通道248b，多个第一轴向通道248a延伸跨越第一挡板244a，横向地位于第一挡板244a与侧壁第二部分144b的中间，多个第二轴向通道248b延伸跨越第二挡板244b，横向地位于第二挡板244b与侧壁第一部分144a的中间。

系统100还可以包括植物照明系统，用于为在系统100中培养的所有植物提供均匀的照明，以促进植物生长。参照图10，在示出的示例中，植物照明系统包括被安装在每个植物培养托盘110上方的一个或多个灯252(例如，LED灯)。

参照图14A和图14B，该系统可以可选地包括自动托盘装载器254，自动托盘装载器254与框架上游端102a相邻，用于将植物培养托盘110装载到传输机组件104上。在示出的示例中，托盘装载器254包括至少一个装载器滑架256，装载器滑架256可在装载器第一位置(图14A)和至少一个装载器第二位置(图14B)之间移动，装载器第一位置用于接收至少一个植物培养托盘110，装载器第二位置与装载器第一位置间隔分开，用于将至少一个植物培养托盘110从框架上游端102a装载到传输机组件104上。在示出的示例中，装载器第一位置和装载器第二位置竖直地彼此间隔分开。

在示出的示例中，装载器滑架256支承植物培养托盘110，其中底壁平面142与水平平面120平行。托盘装载器254还包括装载器致动器258，装载器致动器258可在装载器关闭位置(图14A)与装载器打开位置(图14B)之间移动，装载器关闭位置用于将植物培养托盘110保持在装载器滑架256中，装载器打开位置用于将植物培养托盘110从装载器滑架256释放并且到达相应的传输机106上。参照图14B，在示出的示例中，当装载器滑架256处于装载器第二位置并且装载器致动器258处于装载器打开位置时，装载器滑架256中的托盘110借助重力而被促使从装载器滑架256平移并且到达相应的传输机106上。

系统100可以可选地包括托盘锁定系统260，用于抑制被支承在传输机106上的植物培养托盘110的平移。在示出的示例中，锁定系统260包括用于邻近框架下游端102b的每个传输机106的托盘锁定致动器262。每个托盘锁致动器262可在锁定位置(相对于两个传输机106在图14B中示出)和解锁位置(相对于上传输机106在图14A中示出)之间移动，锁定位置用于与最接近框架下游端102b的相应的植物培养托盘110接合，从而抑制被支承在传输机106上的植物培养托盘110的平移，解锁位置清除托盘110，从而允许托盘110借助重力沿着传输机轴线108朝向框架下游端102b平移。

系统100可以可选地包括自动的托盘取出器264，托盘取出器264与框架下游端102b相邻，用于从传输机组件104提取植物培养托盘110。托盘取出器264包括至少一个取出器滑架266，取出器滑架266可在取出器第一位置(图14A)和取出器第二位置(图14B)之间移动，取出器第一位置用于在框架下游端102b处从传输机组件104取出至少一个植物培养托盘110，取出器第二位置与取出器第一位置间隔分开，用于从取出器滑架266卸载至少一个植物培养托盘110。在示出的示例中，取出器第一位置和取出器第二位置彼此竖直地间隔分开。

在示出的示例中，取出器滑架266支承植物培养托盘110，其中底壁平面142与水平平面120平行。托盘取出器264还包括取出器致动器268，取出器致动器268可在取出器关闭位置(图14A)和取出器打开位置(图14B)之间移动，取出器关闭位置用于将植物培养托盘110保持在取出器滑架266中，取出器打开位置用于从取出器滑架266释放植物培养托盘110。参照图14B，在示出的示例中，当取出器滑架266处于取出器第二位置并且取出器致动器268处于取出器打开位置时，取出器滑架266中的托盘110借助重力而被促使从取出器滑架266中平移出来。

现在将根据单个传输机102来描述系统100的操作。多个植物培养托盘110经由托盘装载器254在框架上游端102a被装载到传输机106上。被装载的托盘110借助重力沿着传输机轴线108朝向框架下游端102b平移，并且经由锁定系统260沿着传输机轴线108彼此相邻地被保持在相应的第一位置。植物营养液被输送至托盘110的营养室136，空气被从第一端口192向下排出，并且被从第二端口194向上排出，并且被从上方和下方输送到植物118，并且从上方向植物118提供光。

在限定的时间量之后，取出器滑架266移动到取出器第二位置，并且锁定致动器262移动到解锁位置。传输机106上的托盘110借助重力进一步朝向框架下游端102b平移，托盘110在框架下游端102b处被平移到取出器滑架266中，并且剩余的托盘110沿着传输机轴线108朝向框架下游端102b被平移到相应的第二位置中。托盘锁定致动器262移动到锁定位置，从而将被支承在传输机106上的托盘110保持在相应的第二位置。因为每个托盘110被从框架下游端102b取出，另一个托盘110可以从框架上游端102a被装载到传输机106上。

保持已取出的托盘110的取出器滑架266从取出器第一位置移动到取出器第二位置。一旦取出器滑架266处于取出器第二位置，取出器致动器268就从取出器关闭位置移动到取出器打开位置，以从取出器滑架266卸载已取出的托盘110，用于进一步处理。传输机106上剩余的托盘110中的植物可以接收另外的营养、空气和光，和/或剩余的托盘110可以被取出，用于进一步处理，并且被另一组托盘110替换。

参照图15，示意性地示出了用于类似于系统100的植物培养系统的另一植物培养托盘1110的示例。托盘1110与托盘110具有相似性，并且相似的特征由递增1000的相似的附图标记来标识。

在示出的示例中，植物培养托盘1110包括托盘本体1112，托盘本体1112具有托盘顶部1114，以及与托盘顶部1115竖直地相对的托盘底部1115。托盘1110进一步包括托盘本体1112中的多个植物腔1116，并且植物腔1116向托盘顶部1114打开。在示出的示例中，托盘1110包括被布置为2×2阵列的四个植物腔1116。

参照图16，在示出的示例中，托盘1110还包括营养室1136(也参见图18和图19)，营养室1136位于托盘本体1112内部，并且与植物腔1116流体连通。在示出的示例中，托盘本体1112还包括至少一个第一托盘通气部1166a，第一托盘通气部1166a竖直地穿过托盘本体1112。第一托盘通气部1166a向托盘顶部1114和托盘底部1115打开，用于使空气通过托盘本体1112，从而促进从下方向被保持在托盘1110中的植物输送空气。在示出的示例中，第一托盘通气部1166a竖直地穿过营养室1136。在示出的示例中，托盘1110包括单个的第一托盘通气部1166a，其在植物腔1116之间水平居中。

在示出的示例中，托盘1110还包括多个第二托盘通气部1166b，第二托盘通气部1166b竖直地穿过托盘本体1112。每个第二托盘通气部1166b向托盘顶部1114和托盘底部1115打开，用于使空气通通过托盘本体1112，以促进从下方向被保持在托盘1110中的植物输送空气。参照图15，在示出的示例中，托盘1110包括在托盘顶部1114和托盘底部1115之间延伸的托盘侧壁1270。托盘侧壁1270具有侧壁外表面1272以及多个通气凹部1274，侧壁外表面1272水平地向外引导，通气凹部1274从侧壁外表面1272水平地向内延伸，并且向托盘顶部1114和托盘底部1115打开。在示出的示例中，第二托盘通气孔1166b包括通气凹部1274。

参照图16，在示出的示例中，托盘侧壁1270包括侧壁前部分1270a、侧壁后部分1270b(图15)、侧壁左部分1270c以及侧壁右部分1270d，侧壁前部分1270a位于托盘1110的托盘前部1130，侧壁后部分1270b位于托盘1110的托盘后部1132(图15)，并且与侧壁前部分1270a轴向相对，侧壁左部分1270c在侧壁前部分1270a和侧壁后部分1270b之间延伸，侧壁右部分1270d与侧壁左部分1270c横向相对，并且在侧壁前部分1270a和侧壁后部分1270b之间延伸。

在示出的示例中，通气凹部1274包括侧壁前部分1270a中的至少一个前部通气凹部1274a，以及侧壁后部分1270b中的至少一个后部通气凹部1274b(图15)。当多个托盘1110彼此轴向相邻地定位时(例如，当托盘1110被支承在传输机上时)，轴向相邻的托盘1110的前通气凹部1274a和后通气凹部1274b向彼此打开，并且彼此配准，以促进空气通过其向上输送。

仍旧参照图16，在示出的示例中，通气凹部1274还包括侧壁左部分1270c中的至少一个左通气凹部1274c和侧壁右部分1270d中的至少一个右通气凹部1274d。当托盘1110被彼此相邻地横向地支承时(例如，当托盘1110被支承在并排的传输机上时)，横向相邻的托盘1110的左通气凹部1274c和右通气凹部1274d彼此打开，并且彼此配准，以促进空气通过其向上输送。

参照图17，在示出的示例中，托盘1100包括一对横向间隔分开的托盘下侧表面1134，用于与重力传输机(例如，类似于重力传输机106)的车轮接合，以将托盘1110滚动地支承在传输机上。在示出的示例中，当托盘被支承在重力传输机上时，每个下侧表面1134相对于水平平面从托盘后部1132到托盘前部1130向下倾斜。

参照图19，在示出的示例中，托盘本体1112包括营养室底壁1140以及营养室侧壁1144，营养室底壁1140位于底壁平面中，营养室侧壁1144从营养室底壁1140的周边向上延伸。营养室底壁1140和营养室侧壁1144包围营养室1136。在示出的示例中，当托盘1110被支承在传输机上时，营养室底壁1140与水平平面大致平行，以使植物营养液在营养室底壁1140上维持大致恒定的深度。

参照图16，在示出的示例中，托盘本体1112包括托盘下部分1112a和托盘上部分1112b，托盘上部分1112b可移除地嵌套在托盘下部分1112a中。在示出的示例中，营养室1136位于托盘下部分1112a中，并且植物腔1116位于托盘上部分1112b中。

仍旧参照图16，在示出的示例中，植物培养托盘1110包括托盘本体1112中的营养室入口1218，用于将植物营养液输送到营养室1136。在示出的示例中，营养室入口1218包括位于托盘上部分1112b中的多个入口端口1278。在示出的示例中，入口端口1278位于营养室1136的上方，并且向营养室1136打开。

在示出的示例中，植物培养托盘1110还包括位于托盘本体1112中的营养室出口1226，用于排出从营养室1136溢出的植物营养液。在示出的示例中，营养室出口1226包括位于托盘下部分1112a中的至少一个排放端口1228。在示出的示例中，托盘下部分1112a包括中空的排放突出部1280，排放突出部1280从营养室底壁1140向上延伸，并且穿过营养室1136(也参见图19)。排放突出部1280包括排放顶壁1282以及排放侧壁1284，排放顶壁1282位于营养室底壁1140上方，排放侧壁1284在室底壁1140与排放顶壁1282之间延伸。在示出的示例中，排放端口1228竖直地穿过排放顶壁1282，并且向托盘底部1115打开(还参见图17)。

参照图18，在示出的示例中，植物培养托盘1110还包括可选的升高的地板1286，其嵌套在营养室1136中，并且在营养室底壁114上方间隔开。在示出的示例中，升高的地板1286包括地板第一部分1286a以及地板第二部分1286b，地板第一部分1286a竖直地位于营养室底壁1140与植物腔1116的中间，地板第二部分1286b覆盖营养室出口1226，以隔离营养室出口1226与植物腔1116(还参见图16)。这可以有助于抑制延伸到营养室1136中的植物根部对营养室出口1226的堵塞。

参照图16，在示出的示例中，地板第一部分1286a将营养室1136竖直地分离成位于地板第一部分1286a下方的下部体积1136a以及位于地板第一部分1286a上方的上部体积1136b，上部体积1136b经由一个或多个地板开口1288(图18)与上部体积1226b流体连通。在示出的示例中，植物腔1116与营养室1136的上部体积1236b流体连通。在示出的示例中，当托盘1110被支承在传输机上时，地板第一部分1286a位于与水平平面大致平行的地板平面中。

参照图19，在示出的示例中，植物培养托盘1110还包括位于营养室1136中的多个挡板1244。在示出的示例中，挡板1244从营养室底壁1140向上延伸，并且竖直地位于营养室底壁1140和上升的地板1286的中间。

参照图16，在示出的示例中，托盘上部分1112b为多件构造，并且包括框架1290以及多个植物罐1292，框架1290由托盘下部分1112a支承，植物罐1292被可移除地安装到框架1290，并且包围相应的植物腔1116。

参照图20，示意性地示出了另一植物培养系统2100的示例。系统2100与系统100具有相似性，并且相似的特征由递增2000的相似的附图标记来标识。

在示出的示例中，系统2100包括多个框架2102。每个框架2102具有框架上游端2102a以及与框架上游端2102a水平间隔分开的框架下游端2102b。框架2102被定位串联，其中框架2102中的第一框架的下游端2102b与框架2102中的第二框架的上游端2102a相邻。

在示出的示例中，系统2100还包括被安装到每个框架2102的多个竖直堆叠的传输机组件2104。每个传输机组件2104包括至少一个重力传输机2106，重力传输机2106在框架上游端2102a和框架下游端2102b之间沿着相应的传输机轴线2108延伸。在示出的示例中，传输机轴线2108相对于水平平面2120从框架上游端2102a到框架下游端2102b向下倾斜。

在示出的示例中，系统2100还包括多个植物培养托盘2110，植物培养托盘2110被滚动地支承在每个传输机2106上，并且借助重力而被促使沿着相应的传输机轴线2108朝向框架下游端2102b平移。每个植物培养托盘2110包括托盘本体，托盘本体具有托盘顶部以及与托盘顶部竖直相对的托盘底部。每个托盘还包括多个植物腔2116，植物腔2116位于托盘本体中，并且向托盘顶部打开。植物腔2116用于保持植物。

在示出的示例中，系统2100还包括自动的托盘转移机构2280，托盘转移机构2280轴向地位于框架2102的第一框架的下游端2102b以及框架2102的第二框架的上游端2102a的中间。托盘转移机构2280包括至少一个转移滑架2282，转移滑架2282可在接收位置(以实线示出)和转移位置(以虚线示出)之间移动，接收位置用于从被安装到框架2102的第一框架的输送组件2104接收至少一个托盘2110，转移位置位于接收位置上方，用于将至少一个托盘2110装载到被安装到框架2102的第二框架的传输机组件2104上。

参照图21，示意性地示出了另一植物培养系统3100的示例。系统3100与系统100具有相似性，并且相似的特征由递增3000的相似的附图标记标识。

在示出的示例中，植物培养系统3100包括框架3102以及被安装到框架3102的多个竖直堆叠的传输机组件3104。多个植物培养托盘3110被支承在组件3104的每个传输机3106上，用于沿着相应的传输机轴线平移。

参照图21A，在示出的示例中，植物培养系统3100包括空气处理系统，空气处理系统具有空气输送管道系统3190，用于将空气输送到被保持在托盘3110中的植物。在示出的示例中，空气输送管道系统3190包括多个第一端口3192(图22)，多个第一端口3192位于被支承在传输机组件3104上的每个植物培养托盘3110的上方，用于将空气从空气输送管道系统3190向下排出，以从上方向植物输送空气。在一些示例中，每个第一端口3192可以与相应的植物腔对齐，(并且覆盖)相应的植物腔(并且在一些示例中，相应植物的头部被保持在腔中)。空气输送管道系统3190还包括多个第二端口3194，第二端口3194位于被支承在传输机组件3104上的每个植物培养托盘3110的下方，用于将空气从空气输送管道系统3190向上排出，以从下方向植物输送空气(例如，通过托盘通气部)。在一些示例中，可以省略第二端口。

在示出的示例中，空气输送管道系统3190包括多个管道组件3196以及管道集管3202，多个管道组件3196竖直地间隔分开，用于将空气传导到第一端口3192和第二端口3194(图22)，管道集管3202与每个管道组件3196流体连通，用于将空气传导到其中。在示出的示例中，每个管道组件3196包括多个管道3198，用于将相应的空气流传导到第一端口和/或第二端口。在示出的示例中，每个管道组件3196包括十八个管道3198。参照图22，在示出的示例中，每个管道3198包括具有大致圆形截面的管子。提供管状管道可以有助于，例如，减少空气输送管道系统3190的制造成本。

仍旧参照图22，在示出的示例中，每个管道3198包括管道底壁3208以及与管道底壁3208竖直相对的管道顶壁3210。在示出的示例中，在管道底壁3208中设置有一组第一端口3192，用于从管道3198向下排出空气，并且在管道顶壁3210中设置有一组第二端口3194，用于从管道3198向上排出空气。在示出的示例中，每个管道3198包括在底壁3208和顶壁3210之间延伸的侧壁3211，并且可选地，位于侧壁中的一组侧端口3195用于从管道3198侧向地排出空气。

参照图23，示出了另一植物培养系统4100的示例。系统4100与系统100具有相似性，并且相似的特征由递增4000的相似的附图标记来标识。

在示出的示例中，系统4100包括框架4102和被安装到框架4102的多个竖直堆叠的传输机组件4104。每个传输机组件4104包括多个传输机4106，每个传输机4106沿着传输机轴线4108延伸，用于支承多个植物培养托盘4110。在示出的示例中，每个传输机组件4104的传输机4106被安装在大致共同的高度，并且被布置成并排的排，并且包括第一传输机4106a以及第二传输机4106b，第二传输机4106b与第一传输机4106a横向间隔分开，并且平行于第一传输机4106a延伸。在示出的示例中，每个传输机组件4104还包括第三传输机4106c以及第四传输机4106d，第三传输机4106c横向地位于第一传输机4106a的外侧，第四传输机4106d横向低位于第二传输机4106b的外侧。

在示出的示例中，植物培养系统4100还包括空气处理系统，空气处理系统包括空气输送管道系统4190，用于将空气输送到被保持在托盘4110中的植物，托盘4110被支承在传输机4106上。在示出的示例中，空气输送管道系统4190包括一个或多个管道集管4202、多个第一管道组件4196a(图24)以及多个第二管道组件4196b(图24)，管道集管4202横向地位于第一传输机4106a和第二传输机4106b的中间，第一管道组件4196a从管道集管4202的第一侧横向延伸，用于将空气输送到被保持在托盘4110中的植物，托盘4110被支承在每个第一传输机4106a(以及所示示例中的每个第三传输机4106c)上，多个第二管道组件4196b从管道集管4202的第二侧(其与第一侧相对)横向延伸，用于将空气输送到被保持在托盘4110中的植物，托盘4110被支承在每个第二传输机4106b(以及在示出的示例中的每个第四传输机4106d)上。

将管道集管4202定位在第一传输机4106a和第二传输机4106b之间可以有助于例如为系统4100提供通常无障碍的大致打开的侧面。这可以有助于，特别是在包括宽的传输机组件(例如，具有大量并排的传输机的传输机组件，或者具有宽的传输机的传输机组件)中的植物培养系统中，更加方便地接近传输机4106和/或其它系统部件。这可以有助于例如清洁和/或消毒、检查、维护和/或部件调整或替换。

参照图24，在示出的示例中，一个或多个管道集管4202包括第一管道集管4202a以及第二管道集管4202b，第一管道集管4202a与第一管道组件4196a流体连通，以向其传导空气，第二管道集管4202b与第二管道组件4196b流体连通，以便其传导空气。在示出的示例中，第一管道集管4202a与第二管道集管4202b轴向地间隔分开。在示出的示例中，第一管道集管4202a和第二管道集管4202b大致竖直地取向，用于在大致竖直的方向(横向地位于第一传输机4106a和第二传输机4106b的中间)上传导空气，并且第一管道组件4196a和第二管道组件4196b大致水平地取向，以在大致水平的方向(在传输机组件4104上方和/或下方)上传导空气。

参照图23，系统4100还包括与框架上游端4102a相邻的自动的托盘装载器4254，用于将植物培养托盘4110装载到传输机组件4104上。在示出的示例中，托盘装载器4254包括至少一个装载器滑架4256，装载器滑架4256可在装载器第一位置和至少一个装载器第二位置之间移动，装载器第一位置用于接收至少一个植物培养托盘4110，至少一个装载器第二位置与装载器第一位置竖直间隔分开，用于将至少一个植物培养托盘4110从框架上游端4102a装载到传输机组件4104上。在一些示例中，系统4100还可以包括位于框架4102的框架下游端4102b的自动的托盘取出器(与取出器264相似)和/或自动的托盘转移机构(与机构2280相似)。

Claims (34)

1.一种重力驱动的植物培养系统，包括：

(a)框架，其具有框架上游端和与所述框架上游端水平间隔分开的框架下游端；

(b)多个竖直堆叠的传输机组件，所述传输机组件被安装到所述框架，每个传输机组件包括至少一个重力传输机，所述重力传输机在所述框架上游端和所述框架下游端之间沿着传输机轴线延伸，所述传输机轴线相对于水平平面从所述框架上游端到所述框架下游端向下倾斜；以及

(c)多个植物培养托盘，所述植物培养托盘被滚动地支承在每个重力传输机上，并且借助重力而被促使沿着相应的传输机轴线朝向所述框架下游端平移，每个托盘包括：

(i)托盘本体，其具有托盘顶部和与所述托盘顶部竖直地相对的托盘底部；

(ii)多个植物腔，所述植物腔位于所述托盘本体中，并且向所述托盘顶部打开，所述植物腔用于保持植物；以及

(iii)营养室，所述营养室位于所述托盘本体的内部，并且与所述植物腔流体连通，所述营养室用于保持植物营养液。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，每个重力传输机包括一对支承件，所述一对支承件通过传输机开口彼此横向地间隔分开，每个托盘支承件包括导轨以及多个车轮，所述导轨在所述框架下游端和所述框架上游端之间大致平行于相应的传输机轴线延伸，所述多个车轮被可旋转地安装到所述导轨，并且沿着所述传输机轴线彼此间隔分开，所述一对支承件的所述车轮与所述植物培养托盘的被横向间隔分开的托盘下侧表面接合，所述植物培养托盘被支承在所述传输机上，每个托盘下侧表面相对于所述水平平面与所述传输机轴线大致平行地向下倾斜。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，其中所述托盘本体包括营养室底壁以及营养室侧壁，所述营养室底壁位于底壁平面中，所述营养室侧壁从所述营养室底壁的周边向上延伸，所述营养室底壁和所述营养室侧壁包围所述营养室，并且其中所述营养室底壁与所述水平平面大致平行，用于使所述植物营养液在所述营养室底壁上维持大致恒定的深度。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述营养室横向地位于所述一对托盘支承件的中间。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述营养室延伸到所述传输机开口中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中每个托盘包括至少一个托盘通气部，所述托盘通气部穿过所述托盘本体，所述托盘通气部沿着垂直于所述水平平面的竖直通气部轴线在向所述托盘顶部打开的通气部顶端和向所述托盘底部打开的通气部底端之间延伸，所述托盘通气部用于使空气通过所述托盘本体，以促进从下方向植物输送空气。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述托盘通气部穿过所述营养室。

8.根据权利要求6至7中任一项所述的系统，还包括空气输送管道系统，用于将空气输送到所述植物，所述空气输送管道系统包括多个第一端口以及多个第二端口，所述多个第一端口位于每个植物培养托盘的上方，用于从所述空气输送管道系统向下排出空气，以从上方向所述植物输送空气，所述多个第二端口位于每个植物培养托盘的下方，用于将空气从所述空气输送管道系统向上排出，以经由所述托盘通气部从下方向所述植物输送空气。

9.一种用于重力驱动的植物培养系统的植物培养托盘，包括：

(a)托盘本体，其具有托盘顶部、与所述托盘顶部竖直地相对的托盘底部、托盘前部、以及与所述托盘前部轴向地相对的托盘后部，所述托盘本体包括：

(i)一对横向间隔分开的托盘下侧表面，用于与重力传输机的车轮接合，以将所述植物培养托盘滚动地支承在所述重力传输机上，当所述托盘被支承在所述传输机上时，每个下侧表面相对于水平平面从所述托盘后部到所述托盘前部向下倾斜；

(ii)营养室底壁，其位于底壁平面中；以及

(iii)营养室侧壁，其从所述室底壁的周边向上延伸，所述营养室底壁和所述营养室侧壁包围所述托盘本体内部的营养室，用于保持植物营养液，其中当所述托盘被支承在所述传输机上时，所述营养室底壁与所述水平平面大致平行，以使所述植物营养液在所述营养室底壁上维持大致恒定的深度；

(b)多个植物腔，所述植物腔位于所述托盘本体中，用于保持植物，所述植物腔向所述托盘顶部打开，并且与所述营养室流体连通，用于向所述植物提供所述植物营养液。

10.根据权利要求9所述的托盘，其中所述营养室底壁横向地位于所述下侧表面的中间并且位于所述下侧表面下方的高度处。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的托盘，其中每个托盘包括至少一个托盘通气部，所述托盘通气部穿过所述托盘本体，所述托盘通气部沿着垂直于所述水平平面的竖直通气部轴线在向所述托盘顶部打开的通气部顶端和向所述托盘底部打开的通气部底端之间延伸，所述托盘通气部用于使空气通过所述托盘本体，以促进从下方向所述植物输送空气。

12.根据权利要求11所述的托盘，其中，所述托盘通气部穿过所述营养室。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的托盘，其中每个植物腔沿着垂直于所述水平平面的竖直腔轴线在向所述托盘顶部打开的腔顶端和位于所述腔顶端下方的腔底端之间延伸。

14.根据权利要求13所述的托盘，其中每个植物腔的所述腔底端位于共同的腔底部平面中，所述腔底部平面在所述托盘被支承在所述传输机上时与所述水平平面大致平行。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的托盘，其中每个植物腔的所述腔顶端位于共同的腔顶部平面中，所述腔顶部平面在所述托盘被支承在所述传输机上时与所述水平平面大致平行。

16.一种操作高密度植物培养系统的方法，包括：

(a)将保持植物的多个植物培养托盘滚动地支承在重力传输机上，所述重力传输机沿着传输机轴线在框架上游端与框架下游端之间延伸，所述传输机轴线相对于水平平面从所述框架上游端到所述框架下游端向下倾斜；

(b)向所述植物输送空气、植物营养液和光，以促进植物生长；以及

(c)借助重力使被支承在所述重力传输机上的所述植物培养托盘沿着所述传输机轴线朝向所述框架下游端滚动。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：将所述植物营养液供应到每一托盘内部的营养室，所述营养室与所述植物流体连通，并且被所述托盘的营养室底壁从下方包围，所述营养室底壁位于底壁平面中，并且在步骤(a)至(c)期间保持所述底壁平面与所述水平平面大致平行。

18.一种植物培养系统，包括：

(a)框架，其具有框架上游端和与所述框架上游端水平间隔分开的框架下游端；

(b)多个竖直堆叠的传输机组件，所述传输机组件被安装到所述框架，每个传输机组件包括至少一个传输机，所述传输机在所述框架上游端和所述框架下游端之间沿着传输机轴线延伸；

(c)多个植物培养托盘，所述植物培养托盘被支承在每个传输机上，用于沿着相应的传输机轴线朝向所述框架下游端平移，每个植物培养托盘包括：托盘本体、多个植物腔、以及至少一个托盘通气部，所述托盘本体具有托盘顶部以及与所述托盘顶部竖直地相对的托盘底部，所述植物腔位于所述托盘本体中，并且向所述托盘顶部打开，所述植物腔用于保持植物，所述托盘通气部竖直地穿过所述托盘本体，所述托盘通气部向所述托盘顶部和所述托盘底部打开，用于使空气竖直地通过所述托盘本体，以促进从下方向所述植物输送空气；以及

(d)空气输送管道系统，用于将空气输送到所述植物，所述空气输送管道系统包括多个第一端口以及多个第二端口，所述多个第一端口位于每个植物培养托盘的上方，用于从所述空气输送管道系统向下排出空气，以从上方向所述植物输送空气，所述多个第二端口位于每个植物培养托盘的下方，用于从所述空气输送管道系统向上排出空气，以经由所述托盘通气部从下方向所述植物输送空气。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述托盘通气部在向所述托盘顶部打开的通气部顶端和向所述托盘底部打开的通气部底端之间延伸，并且其中所述通气部底端覆盖所述第二端口中的至少一个，用于接收从所述第二端口中的至少一个排出的空气。

20.根据权利要求18至19中任一项所述的系统，其中，每个植物培养托盘包括营养室，所述营养室位于所述托盘本体的内部，并且与所述植物腔流体连通，所述营养室用于保持植物营养液，并且其中所述托盘通气部竖直地穿过所述营养室。

21.根据权利要求18至19中任一项所述的系统，其中每个托盘包括托盘侧壁，所述托盘侧壁在所述托盘顶部和所述托盘底部之间延伸，所述托盘侧壁具有侧壁外表面以及至少一个通气凹部，所述侧壁外表面水平向外引导，所述通气凹部从所述侧壁外表面水平地向内延伸，并且向所述托盘顶部和所述托盘底部打开，并且其中所述托盘通气部包括所述通气凹部。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的系统，其中，每个传输机包括一对支承件，所述一对支承件被传输机开口彼此横向地间隔分开，并且在所述框架上游端和所述框架下游端之间沿着所述传输机轴线延伸，所述支承件与所述植物培养托盘的横向间隔分开的托盘下侧表面接合，所述植物培养托盘被支承在所述传输机上，并且其中被支承在所述传输机上的所述植物培养托盘的所述托盘通气部横向地位于所述一对托盘支承件的中间，并且覆盖所述传输机开口。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的系统，其中所述空气输送管道系统包括多个管道组件，用于将空气传导到所述第一端口和所述第二端口，所述管道组件被彼此竖直地间隔分开，并且所述传输机组件和所述管道组件竖直地插在彼此之间。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述空气输送管道系统包括管道集管，所述管道集管与每个管道组件流体连通，用于将空气传导到每个管道组件。

25.根据权利要求23至24中任一项所述的系统，其中所述管道组件包括上管道组件，所述上管道组件位于所述传输机组件上方，所述上管道组件包括至少一个上管道，所述上管道具有上管道底壁以及一组第一端口，所述上管道底壁面向所述传输机组件，所述一组第一端口位于所述上管道底壁中，用于从所述上管道向下排出空气。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的系统，其中所述管道组件包括下管道组件，所述下管道组件位于所述传输机组件下方，所述下管道组件包括至少一个下管道，所述下管道具有下管道顶壁以及一组第二端口，所述下管道顶壁面向所述传输机组件，所述一组第二端口位于所述下管道顶壁中，用于从所述下管道向上排出空气。

27.根据权利要求23至26中任一项所述的系统，其中所述管道组件包括至少一个中间管道组件，所述至少一个中间管道组件竖直地位于所述中间管道组件上方的传输机组件中的上传输机组件和所述中间管道组件下方的传输机组件中的下传输机组件的中间，所述中间管道组件包括至少一个中间管道，所述中间管道具有：中间管道底壁、一组所述第一端口、中间管道顶壁、以及一组所述第二端口，所述中间管道底壁面向所述传输机组件中的所述下传输机组件，所述一组所述第一端口位于所述中间管道底壁中，用于从所述中间管道向下排出空气，所述中间管道顶壁与所述中间管道底壁相对，并且面向所述传输机组件的所述上传输机组件，并且所述一组所述第二端口位于所述中间管道顶壁中，用于从所述中间管道向上排出空气。

28.根据权利要求18至27中任一项所述的系统，其中所述传输机轴线相对于水平平面从所述框架上游端到所述框架下游端向下倾斜，用于促使所述植物培养托盘借助重力沿着所述传输机轴线朝向所述框架下游端平移。

29.一植物培养托盘，包括：

(a)托盘本体，其具有托盘顶部和与所述托盘顶部相对的托盘底部；

(b)营养室，其位于所述托盘本体的内部，用于保持植物营养液；

(c)多个植物腔，所述植物腔位于所述托盘本体中，用于保持植物，每个植物腔向所述托盘顶部打开，并且与所述营养室流体连通，用于向所述植物提供所述植物营养液；以及

(d)至少一个托盘通气部，所述托盘通气部竖直地穿过所述托盘本体和所述营养室，所述托盘通气部向所述托盘顶部和所述托盘底部打开，用于使空气竖直地通过所述托盘本体，以促进从下方向所述植物输送空气。

30.根据权利要求29所述的托盘，其中所述托盘本体包括托盘下部分以及可移除地嵌套在所述托盘下部分中的托盘上部分，并且其中所述营养室位于所述托盘下部分中，所述植物腔位于所述托盘上部分中，并且所述托盘通气部穿过所述托盘下部分和所述托盘上部分。

31.根据权利要求29至30中任一项所述的托盘，其中所述托盘本体包括营养室底壁以及从所述营养室底壁的周边向上延伸的营养室侧壁，所述营养室底壁和所述营养室侧壁包围所述营养室。

32.根据权利要求31所述的托盘，其中，所述托盘通气部包括通气突出部，所述通气突出部从所述营养室底壁向上延伸，并且穿过所述营养室，所述通气突出部具有：中空的通气内部以及突出部端口，所述通气内部与所述营养室流体隔离，所述突出部端口位于所述营养室上方，并且在所述通气内部和所述托盘顶部之间提供流体连通。

33.根据权利要求32所述的托盘，其中所述通气突出部包括突出部顶壁以及突出部侧壁，所述突出部顶壁位于所述营养室上方，所述突出部侧壁在所述室底壁和所述突出部顶壁之间延伸，所述突出部侧壁水平地包围所述通气内部，并且所述突出部端口位于所述突出部顶壁中。

34.一种在高密度植物培养系统中培养植物的方法，所述方法包括：

(a)将多个植物培养托盘支承在传输机组件上，每个植物培养托盘包括保持植物的多个植物腔，所述植物腔向所述托盘的托盘顶部打开；

(b)向位于每个植物培养托盘中的营养室供应植物营养液，所述营养室与所述植物腔流体连通，用于将所述植物营养液提供至所述植物；以及

(c)从管道中的多个端口向上排出空气，并且经由竖直地穿过每个营养室的托盘通气部将空气竖直地传导通过所述托盘并且从下方到达所述植物。

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