CN113016421B - 植物工厂种植自动化系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植物工厂技术领域，公开了一种植物工厂种植自动化系统，包括架体、种植单元、可移动的移动单元、可移动的小车，种植单元包括多列可移动设置于架体的种植列，小车包括用于实现小车与种植列之间锁定或解锁的锁定组件，小车与种植列之间锁定后用于带动种植列从种植单元进入移动单元或者从所述移动单元进入所述种植单元。本发明具有以下优点和效果：本发明完成了植物工厂的种植塔运输、收割、移栽等处理过程中的自动化，极大提高了自动化程度和生产效率高，降低了植物工厂生产成本，解决了植物工厂垂直种植时的自动化实现难度高、自动化成本高的技术难题，对植物工厂大规模垂直种植、产业化有十分重大的意义。

Description

植物工厂种植自动化系统及使用方法

技术领域

本发明涉及植物工厂技术领域，特别涉及一种植物工厂种植自动化系统及使用方法。

背景技术

植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现植物周年连续生产的高效农业系统，利用计算机、电子传感系统、农业设施对植物生育的温度、湿度、光照、CO₂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。

目前植物工厂主流的立体式布局主要为托盘式，将植物在种植托盘内种植，托盘分层放置于多层货架结构内进行种植，当需要取出种植托盘进行收割、移栽等处理时，在自动化设计中需用机器人进行夹持、水平取出、下降等多个复杂的操作，实现自动化过程中存在以下技术难题：一是实现复杂动作的机器人设备昂贵，导致植物工厂生产成本的增加；二是在大规模种植时，自动化设计时机器人复杂的动作会导致托盘移动效率的低下，进一步造成生产成本的增加。正是由于植物工厂存在自动化难度高、自动化成本高的技术难题，较高的生产成本使得植物工厂产出的蔬菜等植物不具备价格优势，目前植物工厂仅在土地资源极度匮乏的城市如沙漠城市等少数地区实际运行，难以真正进行大规模推广应用和产业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物工厂种植自动化系统，具有高效、自动化程度高的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：植物工厂种植自动化系统，包括架体、种植单元、可移动的移动单元、可移动的小车，所述种植单元包括多列可移动的种植列，所述小车包括用于实现所述小车与所述种植列之间锁定或解锁的锁定组件，所述小车与所述种植列之间锁定后用于带动所述种植列从所述种植单元进入所述移动单元或者从所述移动单元进入所述种植单元。

通过采用上述技术方案，蔬菜等植物在种植列上进行垂直种植，充分利用竖直方向上的空间。当需要对种植列上的植物进行收割、移栽、运输等处理时，移动单元移动至对准种植单元内的一列种植列，小车从移动单元内移动至种植单元内，锁定组件将小车与一列种植列锁定后，小车带动一列种植列从种植单元内进入到移动单元内，用收割机等设备可以对移动单元内的种植列进行收割处理，用移栽机等设备可以移栽植物，移动单元运动可运输种植列。收割、移栽、运输等处理完毕后，小车再带动种植列从移动单元进入到种植单元内，锁定组件解锁后，种植列留在种植单元内，小车返回移动单元中。通过用小车将种植列带出到种植单元外进行处理，在种植单元布局上可以减小多列种植列之间间隙，充分利用植物工厂内的空间，便于对种植列进行收割、移栽、运输等各种处理，实现自动化操作，减少人工操作，自动化程度高，动作简单，操作成本低。

本发明的进一步设置为：所述种植列包括可移动设置于所述架体的连接件、悬挂固定于所述连接件的多个种植塔。

本发明的进一步设置为：所述连接件为链条。

通过采用上述技术方案，多个种植塔悬挂在链条上，便于种植列在移动过程中转换方向。

本发明的进一步设置为：所述架体固定有多列第一种植轨道，所述移动单元包括第二种植轨道，所述第二种植轨道端部可以与所述第一种植轨道端部对接，所述种植列可以沿所述第一种植轨道、第二种植轨道移动。

通过采用上述技术方案，第一种植轨道对接第二种植轨道后，种植列沿第一种植轨道移动到第二种植轨道内，实现从种植单元进入移动单元。种植列沿第二种植轨道移动到第一种植轨道内，实现从移动单元进入到种植单元内。

本发明的进一步设置为：所述架体固定有多列第一小车轨道，所述移动单元包括第二小车轨道，所述第二小车轨道端部可以与所述第一小车轨道端部对接，所述小车可以沿所述第一小车轨道、第二小车轨道移动。

通过采用上述技术方案，第一小车轨道与第二小车轨道对接后，小车沿第一小车轨道移动到第二小车轨道内，实现从种植单元进入移动单元。小车沿第二小车轨道移动到第一小车轨道内，实现从移动单元进入种植单元。

本发明的进一步设置为：所述第一小车轨道位于所述第一种植轨道上方，所述第二小车轨道位于所述第二种植轨道上方。

通过采用上述技术方案，小车高于种植列。

本发明的进一步设置为：所述种植列上下两端均布置有第一种植轨道，所述第一小车轨道位于第一种植轨道下方，所述第二小车轨道位于第二种植轨道的下方。

通过采用上述技术方案，小车低于种植列。

本发明的进一步设置为：所述第二小车轨道包括直线段小车轨道、弧形的转向小车轨道，所述第二种植轨道包括直线段种植轨道、弧形的转向种植轨道。

本发明的进一步设置为：所述转向小车轨道数量为两个，两个所述转向小车轨道分别与所述直线段小车轨道两端相连接，两个所述转向小车轨道分布于所述直线段小车轨道的两侧或者同一侧；所述转向种植轨道数量为两个，两个所述转向种植轨道分别与所述直线段种植轨道两端相连接，两个所述转向种植轨道分布于所述直线段种植轨道的两侧或者同一侧；所述种植单元数量为至少一个。

本发明的进一步设置为：所述移动单元包括移动架，所述转向小车轨道数量为四个，四个所述转向小车轨道两两分布于所述直线段小车轨道的两侧，所述直线段小车轨道可移动设置于所述移动架上，所述移动架安装有用于驱动所述直线段小车轨道移动的小车轨道驱动单元；所述直线段小车轨道两端与其中两个所述转向小车轨道相对接，所述小车轨道驱动单元驱动所述直线段小车轨道移动后，所述直线段小车轨道两端与另外两个所述转向小车轨道相对接；所述转向种植轨道数量为四个，四个所述转向种植轨道分别两两分布于所述直线段种植轨道的两侧，所述直线段种植轨道可移动设置于所述移动架上，所述移动架安装有用于驱动所述直线段种植轨道移动的种植轨道驱动单元；所述直线段种植轨道两端分别与其中两个所述转向种植轨道相对接，所述种植轨道驱动单元驱动直线段种植轨道移动后，所述直线段种植轨道两端与另外两个所述转向种植轨道相对接，所述种植单元至少为两个且分布于所述移动单元两侧。

本发明的进一步设置为：还包括空置区，所述空置区包括安装于所述架体的空置种植轨道、连接于所述空置种植轨道一端的转向空置种植轨道、安装于所述架体的空置小车轨道、连接于所述空置小车轨道一端的转向空置小车轨道。

本发明的进一步设置为：所述种植列设置有连接部，所述小车包括车体，所述锁定组件包括安装于所述车体上的锁定驱动单元、受力于所述锁定驱动单元运动以连接或分离所述连接部的锁定部。

通过采用上述技术方案，锁定驱动单元驱动锁定部运动后与种植列的连接部相连，实现小车与种植列之间的锁定。锁定驱动单元驱动锁定部运动后与种植列的连接部分离，实现小车与种植列之间的解锁。

本发明的进一步设置为：所述连接部为定位孔，所述小车开设有竖直的导向孔，所述锁定部插接于所述导向孔内，所述锁定驱动单元驱动所述锁定部下降后插入所述定位孔内，所述锁定驱动单元驱动所述锁定部上升后脱离所述定位孔。

本发明的进一步设置为：所述小车包括车体、安装于所述车体的动力单元、受力于所述动力单元后转动的销齿轮，所述第一小车轨道、所述第二小车轨道固定有销齿条，所述销齿轮与所述销齿条相啮合。

通过采用上述技术方案，销齿轮与销齿条之间为销齿传动。

本发明的进一步设置为：所述移动单元包括移动架、移动架驱动单元、同步带、两个同步轮，所述移动架可移动设置于所述架体上，两个所述同步轮转动连接于所述架体，所述同步带一端固定于所述移动架且另一端绕过两个所述同步轮后与所述移动架相固定，所述移动架驱动单元驱动其中一个所述同步轮转动。

通过采用上述技术方案，移动架驱动单元驱动同步轮转动，带动同步带运动，同步带带动移动架运动。

本发明的进一步设置为：所述移动单元还包括收割机、移栽机中的一种或两种。

本发明的另一个目的在于提供上述植物工厂种植自动化系统的使用方法，包括以下步骤，步骤一，移动单元移动，第二小车轨道的与其中一个第一小车轨道对接，第二种植轨道的与其中一个第一种植轨道对接，小车沿第二小车轨道、第一小车轨道移动，从移动单元进入到种植单元内；步骤二，小车的锁定组件锁定种植列，小车带动种植列从种植单元进入移动单元内；步骤三，根据需要对移动单元内的种植列进行处理；步骤四，小车带动种植列从移动单元进入种植单元内，锁定组件解锁，种植列留在种植单元内，小车返回移动单元。

本发明的进一步设置为：步骤三中，对移动单元内的种植列的处理包括以下的一种或多种：收割种植列内的植物、移栽、清洁种植列、对种植列消毒或杀菌、移动单元移动以运输种植列。

通过采用上述技术方案，除上述几种外，植物工厂运行过程中，对移动单元内种植列的处理还可根据实际需求进行选择。

本发明的有益效果是：

一、相比于现有技术中托盘式的种植方式，本发明采用种植塔进行垂直种植，多个种植塔形成种植列，多列种植列并排布置形成种植单元，通过小车将种植列从种植单元内带出到种植单元外进行收割、移栽等处理，在种植单元布局时能减小相邻两列种植列之间的间隙，充分利用空间，空间利用率远远高于现有技术中托盘式种植方式，能有效提高种植单元的产量，降低生产成本。

二、小车沿第一小车轨道、第二小车轨道移动带动种植列从种植单元进入移动单元或者从移动单元进入种植单元，操作时机械动作少，机械结构简单，设备成本低，相比于现有技术中利用机器人夹持、水平移动种植托盘、升降移动种植托盘的移动方式，本发明通过小车带动整列种植列移动的方式，移动效率大幅度提高，实现植物工厂自动化操作，大幅度降低植物工厂的自动化成本。

三、根据需要配置移动单元内的转向小车轨道、转向种植轨道的数量和位置，便于种植列从多个方向进入移动单元内，再从所需的方向出去进入到种植单元内，满足植物工厂运行时运输需求，能将种植列运输到所需的位置，非常利于种植塔的清洗、清洁、消毒、杀菌等工作。

四、种植列通过多个移动单元运输，在空置区进行临时存储，通过多个移动单元依次运输移动，可以完成将任一种植列运输到所需处理的位置，真正实现植物工厂内种植列的自动化移动。

五、植物工厂内通过多个种植单元、移动单元、空置区的布局，在植物工厂扩容、扩产、产品种类管理、区域管理、多品种植物种植管理、不同生产周期的收割采收时，各种植单元互不影响，非常有利于植物工厂的管理。

六、本发明完成了植物工厂的种植塔运输、收割、移栽等处理过程中的自动化操作，极大提高了自动化程度和生产效率高，降低了植物工厂生产成本，解决了植物工厂垂直种植时的自动化实现难度高、自动化成本高的技术难题，对植物工厂大规模垂直种植、产业化有十分重大的意义。

附图说明

图1是实施例1的种植单元结构示意图。

图2是实施例1的种植塔结构示意图。

图3是实施例1的连接件结构示意图。

图4是实施例1的种植单元、移动单元的位置关系示意图。

图5是图4的A处放大图。

图6是实施例1的小车、第一小车轨道的位置关系示意图。

图7是实施例1的移动单元结构示意图。

图8是图7的B处放大图。

图9是实施例1的第二小车轨道、第二种植轨道的结构示意图。

图10是实施例1的小车结构示意图。

图11是实施例1的锁定组件结构示意图。

图12是实施例3的第二小车轨道布局示意图。

图13是实施例3的第二种植轨道布局示意图。

图14是实施例1的种植单元、移动单元布局示意图。

图15是实施例2的种植单元、移动单元布局示意图。

图16是实施例3的种植单元、移动单元布局示意图。

图17是实施例4的种植单元、移动单元布局示意图。

图18是实施例5的种植单元、移动单元、空置区布局示意图。

图19是实施例6的种植单元、移动单元、空置区的布局示意图。

图中，1、架体；11、导轨；2、种植单元；21、种植列；211、种植塔；2111、种植腔；212、连接件；2121、种植承重滚轮；213、连接部；22、第一种植轨道；23、第一小车轨道；3、移动单元；31、移动架；311、小车轨道驱动单元；312、种植轨道驱动单元；32、第二种植轨道；321、直线段种植轨道；322、转向种植轨道；33、第二小车轨道；331、直线段小车轨道；332、转向小车轨道；34、同步带；35、同步轮；4、小车；41、车体；411、小车承重滚轮；42、动力单元；43、销齿轮；5、锁定组件；51、锁定驱动单元；511、电机二；512、曲柄；513、凸部；52、锁定部；521、条形孔；6、空置区；7、销齿条。

具体实施方式

实施例1：植物工厂种植自动化系统，如图1到图9所示，包括架体1、种植单元2、可移动的移动单元3、可移动的小车4。种植单元2包括多列相互平行的种植列21，种植列21包括连接件212、悬挂固定于连接件212上的多个种植塔211，种植塔211开设有多个种植腔2111，多个种植腔2111沿竖直方向上间隔分布，植物种植于种植腔2111内。连接件212为链条，架体1上安装有多个第一种植轨道22，每个第一种植轨道22对应一列种植列21。每个种植列21内的连接件212位于对应的第一种植轨道22内。连接件212上转动设置有多个种植承重滚轮2121，多个种植承重滚轮2121分布于连接件212的两侧且都位于第一种植轨道22内部，使得连接件212可沿第一种植轨道22在架体1上移动。移动单元3包括移动架31、安装于移动架31上的第二种植轨道32。当第二种植轨道32端部与第一种植轨道22端部对接时，连接件212可以从第一种植轨道22内移动到第二种植轨道32内部。

如图1到图9所示，架体1上安装有两条导轨11，移动单元3的移动架31两侧安装有可转动的移动滚轮，移动滚轮位于导轨11内，使移动架31可以沿导轨11在架体1上移动。第一种植轨道22包括直线段种植轨道321、分别连接于直线段种植轨道321两端的两个转向种植轨道322，转向种植轨道322为弧形,两个转向种植轨道322位于直线段种植轨道321的同一侧。直线段种植轨道321、转向种植轨道322均安装固定于移动架31上。

如图1到图9所示，移动架31上安装固定有第二小车轨道33，第二小车轨道33位于第二种植轨道32上方，第二小车轨道33包括直线段小车轨道331、分别连接于直线段小车轨道331两端的两个转向小车4轨道332，转向小车轨道332呈弧形，两个转向小车轨道332位于直线段小车轨道331的同一侧。小车4包括车体41、安装于车体41的多个小车承重滚轮411，小车承重滚轮411可转动，嵌入在第二小车轨道33内。架体1上安装固定有第一小车轨道23，第一小车轨道23位于第一种植轨道22上方。当第二小车轨道33端部与第一小车轨道23端部对接后，车体4上的小车承重滚轮411可沿第二小车轨道33进入到第一小车轨道23内。

如图10、图11所示，小车4还包括安装于车体41的动力单元42、销齿轮43，动力单元42包括电机一，用于驱动销齿轮43转动。第一小车轨道23、第二小车轨道33内均安装固定有销齿条7，销齿条7包括多个滚柱，销齿轮43与销齿条7相啮合，销齿轮43与销齿条7之间为销齿传动。动力单元42驱动销齿轮43转动以驱动小车4沿第一小车轨道23、第二小车轨道33运动。种植列21内的连接件212上设置有连接部213，小车4还包括锁定组件5，锁定组件5包括安装于车体41的锁定驱动单元51、受力于锁定驱动单元51运动以连接或分离连接部213的锁定部52。连接部213为定位孔，车体41开设有竖直的导向孔，锁定部52下端穿过导向孔。锁定部52上开设有水平的条形孔521，锁定驱动单元51包括电机二511、固定于所述电机二511输出轴的曲柄512，曲柄512设置有嵌入所述条形孔521内的凸部513。锁定驱动单元51内的电机二转动带动锁定部52下降后，锁定部52下端插接于种植列21上的定位孔内，实现小车4与种植列21的锁定。当锁定驱动单元51内的电机二511反转带动锁定部52上升后，锁定部52下端脱离种植列21上的定位孔，实现小车4与种植列21的解锁。

如图7所示，移动单元3还包括两个同步轮35、同步带34、移动架驱动单元，两个同步轮35分布于移动架31的两侧，同步带34一端固定于移动架31，另一端依次绕过两个同步轮35后固定在移动架31上，同步带34与同步轮35相啮合。移动架驱动单元包括电机三，电机三输出轴与其中一个同步轮35相连，用于驱动同步轮35旋转。

植物工厂种植自动化系统的使用方法包括以下步骤：

步骤一，如图14所示，移动架驱动单元驱动移动架31移动，第二小车轨道33与种植单元2内其中一个第一小车轨道23对接，第二种植轨道32的与种植单元2内其中一个第一种植轨道22对接；动力单元驱动小车4沿第二小车轨道33移动到第一小车轨道23内。

步骤二，小车4上的锁定部对准种植列21上的定位孔后，锁定驱动单元驱动锁定部下降后，锁定部下端插入到种植列21的定位孔内，实现小车4与种植列21之间的锁定。动力单元驱动小车4从第一小车轨道23移动到第二小车轨道33内，小车4带动种植列21从第一种植轨道22移动到第二种植轨道32内，实现种植列21从种植单元2进入移动单元3内。

步骤三，根据需要对移动单元3内的种植列21进行处理，包括收割种植列21内的植物、移栽、清洁种植列21、对种植列21消毒或杀菌、移动单元3移动以运输种植列21等；

步骤四，动力单元驱动小车4从第二小车轨道33移动到第一小车轨道23内，带动种植列21从第二种植轨道32移动到第一种植轨道22内，实现种植列21从移动单元3进入到种植单元2内。锁定驱动单元驱动锁定柱上升后，锁定柱下端脱离种植列21的定位孔，动力单元驱动小车4从第一小车轨道23移动到第二小车轨道33内，实现小车4返回移动单元3，种植列21留在种植单元2内。

实施例2：植物工厂种植自动化系统，与实施例1的区别在于，如图15所示，种植单元2至少有两个且分布于移动单元3两侧，第二种植轨道32内的两个转向种植轨道322分布于直线段种植轨道321两侧，第二小车轨道33内的两个转向小车4轨道332分布于直线段小车轨道331两侧。架体1为分体式设计，包括架体一、架体二，种植单元2的第一小车轨道23、第一种植轨道22均安装于架体一上，移动架31安装于架体二上。架体一上在种植列21的上端、下端均安装有第一种植轨道22，种植列21上端和下端均设置有连接件212。第一小车轨道23位于第一种植轨道22下方，第二小车轨道33位于第二种植轨道32下方，小车4低于种植列21。移动单元3还包括安装于移动架31的收割机。

植物工厂种植自动化系统运行时，当需要将第一个种植单元2的种植列21运输到第二个种植单元2内时，移动架驱动单元驱动移动架31移动，直至第二小车轨道33与第一个种植单元2的的其中一个第一小车轨道23对接，第二种植轨道32与第一个种植单元2内的其中一个第一种植轨道22对接，小车4从第二小车轨道33移动到第一小车轨道23内，小车4的锁定组件5锁定种植列21后，动力单元驱动小车4从第一小车轨道23移动到第二小车轨道33内，带动种植列21从第一个种植单元2进入到移动单元3内。移动架驱动单元驱动移动架31移动，直至第二小车轨道33与第二个种植单元2的其中一个第一小车轨道23对接，第二种植轨道32与第二个种植单元2的其中一个第一种植轨道22对接，动力单元驱动小车4从第二小车轨道33移动到第二个种植单元2的第一小车轨道23内，带动种植列21从第二种植轨道32移动到第二个单元的第一种植轨道22内，实现将种植列21从第一个种植单元2运输到第二个种植单元2。

实施例3：植物工厂种植自动化系统，与实施例1的区别在于：如图12、图13、图16所示，移动架31安装固定有导向轨道一，直线段小车轨道331两侧安装有轨道称重滚轮一，轨道称重滚轮一嵌入在导向轨道一内，使直线小车轨道331可沿导向轨道一在移动架31上移动。移动架31安装固定有导向轨道二，直线段种植轨道321两侧安装有轨道称重滚轮二，轨道承重滚轮二嵌入在导向轨道二内，使直线段种植轨道321可沿导向轨道二在移动架31上移动。

移动架31上安装有用于驱动直线段小车轨道331移动的小车轨道驱动单元311、用于驱动直线段种植轨道321移动的种植轨道驱动单元312，小车轨道驱动单元311为气缸一，气缸一活塞杆与直线段小车轨道331相连。种植轨道驱动单元312为气缸二，气缸二活塞杆与直线段种植轨道321相连。第二小车轨道33包括四个安装固定于移动架31上的转向小车轨道332，四个转向小车轨道332两两分布于直线段小车轨道331两侧，四个转向种植轨道322两两分布于直线段种植轨道321两侧。种植单元2数量为至少两个且分布于移动单元3两侧。

植物工厂种植自动化系统运行时，当需要将第一个种植单元2的种植列21运输到第二个种植单元2内时，移动架31移动后第二小车轨道33对接第一个种植单元2的其中一个第一小车轨道23，小车4先从移动单元3进入到第一个种植单元2内，锁定种植列21后带动种植列21从第一个种植单元2进入移动单元3内，移动单元3移动后，第二小车轨道33对接第二个种植单元2的第一小车轨道23，小车4从第二小车轨道33移动到第二个种植单元2的第一小车轨道23内，种植列21从移动单元3进入到第二个种植单元2内。移动单元3内不包括收割机，包括安装于移动架31的移栽机，移栽机用于将植物幼苗移栽到种植列21的种植塔211上。

实施例4：植物工厂种植自动化系统，与实施例3的区别在于：如图17所示，种植单元2数量至少为四个。移动单元3包括安装于移动架31的移栽机和收割机。移动架31上的气缸一替换为电动推杆一，气缸二替换为电动推杆二。

实施例5：植物工厂种植自动化系统，与实施例3的区别在于：如图18所示，种植单元2数量至少为四个，且至少有一个种植单元2的种植列21与另一个种植单元2的种植列21相垂直。植物工厂种植自动化系统还包括空置区6，所述空置区6包括安装于架体1的空置种植轨道、连接于空置种植轨道一端的转向空置种植轨道、安装于架体1的空置小车轨道、连接于空置小车轨道一端的转向空置小车轨道。移动单元3的数量至少两个且移动方向相垂直。

植物工厂种植自动化系统运行时，小车4将第一个种植单元2内的种植列21带入到第一个移动单元3内，再带动种植列21从第一个移动单元3内进入空置区6，再带动种植列21进入到第二个移动单元3内，再带动种植列21从第二个移动单元3内进入到第二个种植单元2内。

实施例6：植物工厂种植自动化系统，与实施例5的区别在于，如图19所示，包括至少两个空置区，空置区、种植单元、移动单元布局如图所示，小车4为AGV小车4。

实施例7：植物工厂种植自动化系统，与实施例1的区别在于，锁定组件5包括安装于车体41的锁定驱动单元51、受力于锁定驱动单元51运动以连接或分离连接部213的锁定部52。连接部213为定位孔，车体41开设有竖直的导向孔，锁定部52下端穿过导向孔。锁定驱动单元51为气缸三，气缸三固定在车体41上，气缸三活塞杆与锁定部52相固定。

实施例8：植物工厂种植自动化系统，与实施例7的区别在于，锁定驱动单元51为电动推杆三，电动推杆三与锁定部52相连，用于驱动锁定部52升降。

实施例9：植物工厂种植自动化系统，与实施例1的区别在于，小车4为AGV小车。

Claims (18)

1.植物工厂种植自动化系统，其特征在于：包括架体（1）、种植单元（2）、可移动的移动单元（3）、可移动的小车（4），所述种植单元（2）包括多列可移动设置于所述架体（1）的种植列（21），所述小车（4）包括用于实现所述小车（4）与所述种植列（21）之间锁定或解锁的锁定组件（5），所述小车（4）与所述种植列（21）之间锁定后用于带动所述种植列（21）从所述种植单元（2）进入所述移动单元（3）或者从所述移动单元（3）进入所述种植单元（2）。

2.根据权利要求1所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述种植列（21）包括可移动设置于所述架体（1）的连接件（212）、悬挂固定于所述连接件（212）的多个种植塔（211）。

3.根据权利要求2所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述连接件（212）为链条。

4.根据权利要求1所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述架体（1）固定有多列第一种植轨道（22），所述移动单元（3）包括第二种植轨道（32），所述第二种植轨道（32）端部可以与所述第一种植轨道（22）端部对接，所述种植列（21）可以沿所述第一种植轨道（22）、第二种植轨道（32）移动。

5.根据权利要求4所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述架体（1）固定有多列第一小车轨道（23），所述移动单元（3）包括第二小车轨道（33），所述第二小车轨道（33）端部可以与所述第一小车轨道（23）端部对接，所述小车（4）可以沿所述第一小车轨道（23）、第二小车轨道（33）移动。

6.根据权利要求5所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述第一小车轨道（23）位于所述第一种植轨道（22）上方，所述第二小车轨道（33）位于所述第二种植轨道（32）上方。

7.根据权利要求5所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述种植列（21）上下两端均布置有第一种植轨道（22），所述第一小车轨道（23）位于第一种植轨道（22）下方，所述第二小车轨道（33）位于第二种植轨道（32）的下方。

8.根据权利要求5所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述第二小车轨道（33）包括直线段小车轨道（331）、弧形的转向小车轨道（332），所述第二种植轨道（32）包括直线段种植轨道（321）、弧形的转向种植轨道（322）。

9.根据权利要求8所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述转向小车轨道（332）数量为两个，两个所述转向小车轨道（332）分别与所述直线段小车轨道（331）两端相连接，两个所述转向小车轨道（332）分布于所述直线段小车轨道（331）的两侧或者同一侧；所述转向种植轨道（322）数量为两个，两个所述转向种植轨道（322）分别与所述直线段种植轨道（321）两端相连接，两个所述转向种植轨道（322）分布于所述直线段种植轨道（321）的两侧或者同一侧；所述种植单元（2）数量为至少一个。

10.根据权利要求8所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述移动单元（3）包括移动架（31），所述转向小车轨道（332）数量为四个，四个所述转向小车轨道（332）两两分布于所述直线段小车轨道（331）的两侧，所述直线段小车轨道（331）可移动设置于所述移动架（31）上，所述移动架（31）安装有用于驱动所述直线段小车轨道（331）移动的小车轨道驱动单元（311）；所述直线段小车轨道（331）两端与其中两个所述转向小车轨道（332）相对接，所述小车轨道驱动单元（311）驱动所述直线段小车轨道（331）移动后，所述直线段小车轨道（331）两端与另外两个所述转向小车轨道（332）相对接；所述转向种植轨道（322）数量为四个，四个所述转向种植轨道（322）分别两两分布于所述直线段种植轨道（321）的两侧，所述直线段种植轨道（321）可移动设置于所述移动架（31）上，所述移动架（31）安装有用于驱动所述直线段种植轨道（321）移动的种植轨道驱动单元（312）；所述直线段种植轨道（321）两端分别与其中两个所述转向种植轨道（322）相对接，所述种植轨道驱动单元（312）驱动直线段种植轨道（321）移动后，所述直线段种植轨道（321）两端与另外两个所述转向种植轨道（322）相对接，所述种植单元（2）至少为两个且分布于所述移动单元（3）两侧。

11.根据权利要求1或10所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：还包括空置区（6），所述空置区（6）包括安装于所述架体（1）的空置种植轨道、连接于所述空置种植轨道一端的转向空置种植轨道、安装于所述架体（1）的空置小车轨道、连接于所述空置小车轨道一端的转向空置小车轨道。

12.根据权利要求1所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述种植列（21）设置有连接部（213），所述小车（4）包括车体（41），所述锁定组件（5）包括安装于所述车体（41）上的锁定驱动单元（51）、受力于所述锁定驱动单元（51）运动以连接或分离所述连接部（213）的锁定部。

13.根据权利要求12所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述连接部（213）为定位孔，所述小车（4）开设有竖直的导向孔，所述锁定部（52）插接于所述导向孔内，所述锁定驱动单元（51）驱动所述锁定部（52）下降后插入所述定位孔内，所述锁定驱动单元（51）驱动所述锁定部（52）上升后脱离所述定位孔。

14.根据权利要求5所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述小车（4）包括车体(41)、安装于所述车体(41)的动力单元(42)、受力于所述动力单元(42)后转动的销齿轮(43)，所述第一小车轨道（23）、所述第二小车轨道（33）固定有销齿条(7)，所述销齿轮(43)与所述销齿条(7)相啮合。

15.根据权利要求1所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述移动单元（3）包括移动架（31）、移动架驱动单元、同步带（34）、两个同步轮（35），所述移动架（31）可移动设置于所述架体（1）上，两个所述同步轮（35）转动连接于所述架体（1），所述同步带（34）一端固定于所述移动架（31）且另一端绕过两个所述同步轮（35）后与所述移动架（31）相固定，所述移动架驱动单元驱动其中一个所述同步轮（35）转动。

16.根据权利要求1所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述移动单元（3）还包括收割机、移栽机中的一种或两种。

17.根据权利要求1-16任一所述的植物工厂种植自动化系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，移动单元（3）移动，第二小车轨道（33）与其中一个第一小车轨道（23）对接，第二种植轨道（32）与其中一个第一种植轨道（22）对接，小车（4）沿第二小车轨道（33）、第一小车轨道（23）移动，从移动单元（3）进入到种植单元（2）内；

步骤二，小车（4）的锁定组件（5）锁定种植列（21），小车（4）带动种植列（21）从种植单元（2）进入移动单元（3）内；

步骤三，根据需要对移动单元（3）内的种植列（21）进行处理；

步骤四，小车（4）带动种植列（21）从移动单元（3）进入种植单元（2）内，锁定组件（5）解锁，种植列（21）留在种植单元（2）内，小车（4）返回移动单元（3）。

18.根据权利要求17所述的植物工厂种植自动化系统的使用方法，其特征在于：步骤三中，对移动单元（3）内的种植列（21）的处理包括以下的一种或多种：收割种植列（21）内的植物、移栽、清洁种植列（21）、对种植列（21）消毒或杀菌、移动单元（3）移动以运输种植列（21）。

Images