CN114513951A - 农业生产系统的生长塔驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种受控农业环境中的驱动单元增大对准元件与驱动元件之间的距离以便接收植物支撑结构，所述植物支撑结构经非垂直定向使得所述植物支撑结构静置于所述驱动元件或所述对准元件上。所述驱动单元减小所述对准元件与所述驱动元件之间的所述距离，使得所述对准元件或所述驱动元件静置于所述植物支撑结构上。所述驱动元件沿着输送方向输送所述植物支撑结构。

Description

农业生产系统的生长塔驱动机构

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2019年9月20日申请的第62/903,712号美国临时申请案的优先权权益，所述美国临时申请案转让给本公开的受让人且以其全文引用方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及受控环境农业，且更特定来说，涉及在受控农业环境中输送例如生长塔的长形植物支撑结构。

背景技术

背景技术部分中论述的主题不应仅由于其在背景技术部分中提及而被认为是现有技术。类似地，背景技术部分中提及或与背景技术部分的主题相关联的问题不应被认为先前已在现有技术中认识到。背景技术部分中的主题仅表示其本身也可对应于所主张技术的实施方案的不同方法。

在二十世纪期间，农业逐渐开始从保守产业演变为快速发展的高科技产业以便追上世界粮食短缺、气候变化及社会变革。农业开始从手动实施的农业技术向计算机实施的技术转变。通常，农民只有一个生长季来生产作物，这将决定其全年收入及粮食产量。然而，这种情况正在改变。随着室内栽培成为一个选项及更好地获得数据处理技术及其它先进技术，农业科学变得更柔性。其随着新数据的收集及深刻理解的产生而适应及学习。

随着“受控室内农业”(又称为“受控环境农业”)的出现，技术的进步使控制自然影响成为可能。提高空间利用率及照明效率、更好理解水栽法、气栽法及作物周期及环境控制系统的进步允许人类更好地重建有利于农作物生长的环境，其目标是每平方英尺更高收获重量产量、更好营养及更低成本。

第2018/0014485号及第2018/0014486号美国专利公开案(两者转让给本公开的受让人且以其全文引用方式并入本文中)描述环境受控垂直种植系统。垂直种植结构(例如垂直柱)可以开环或闭环方式围绕自动输送系统移动，暴露于精确受控照明、气流及湿度，具有理想营养支持。

发明内容

本公开的实施例提供用于在受控农业环境中操作一或多个驱动单元的方法、系统及存储指令的计算机可读媒体。针对所述一或多个驱动单元中的每一者，本公开的实施例：增大对准元件与驱动元件之间的距离；接收植物支撑结构，其经非垂直定向使得所述植物支撑结构静置于所述一或多个驱动单元中的每一者的所述驱动元件或所述对准元件上；及减小所述对准元件与所述驱动元件之间的所述距离，使得所述对准元件或所述驱动元件静置于所述植物支撑结构上。针对所述一或多个驱动单元中的每一者，本公开的实施例驱动所述驱动元件输送所述植物支撑结构。

本公开的实施例响应于感测到在所述驱动单元中存在所述植物支撑结构而减小所述距离。本公开的实施例分别经由所述对准元件或所述驱动元件施加一力以迫使所述植物支撑结构抵靠所述驱动元件或所述对准元件。

根据本公开的实施例，所述植物支撑结构包括生长塔。根据本公开的实施例，所述植物支撑结构包含静置于所述驱动元件或所述对准元件上的凹槽。根据本公开的实施例，所述对准元件包括一或多个辊、一或多个轮、线性轴承元件、传送带、踏面、一或多个齿轮或对所述植物支撑结构具有比所述驱动元件对所述植物支撑结构的摩擦系数更小的摩擦系数的固定材料；且所述驱动元件包括一或多个辊、一或多个轮、传送带、踏面、线性致动器或一或多个齿轮。

本公开的实施例至少部分基于所述植物支撑机构的测量位置或运动与所述植物支撑结构的期望位置或运动的比较来产生滑移检测信号。本公开的实施例基于检测到滑移来触发一动作。

根据本公开的实施例，一种受控农业环境中的驱动单元包括：对准元件；驱动元件；及致动器，其用于调整所述对准元件与所述驱动元件之间的距离。所述致动器可增大所述距离以能够接收植物支撑结构及减小所述距离以致使所述对准元件及所述驱动元件接触所述植物支撑结构的相对侧。所述驱动单元可包括用于驱动所述驱动元件输送所述植物支撑结构的第二致动器。所述致动器可响应于一或多个传感器感测到在所述驱动单元中存在所述植物支撑结构而减小所述距离。

所述驱动单元可包括生长塔，且可包含静置于所述驱动元件或所述对准元件上的凹槽。

所述致动器可分别经由所述对准元件或所述驱动元件施加一力以迫使所述植物支撑结构抵靠所述驱动元件或所述对准元件。

根据本公开的实施例，所述驱动单元可包含：一或多个传感器；一或多个存储器，其存储指令；及一或多个处理器，其耦合到所述一或多个存储器，所述一或多个处理器执行所述指令以致使执行：命令所述驱动元件实现所述植物支撑结构的期望位置或运动；确定所述植物支撑结构的测量位置或运动，其中所述测量位置或运动是至少部分基于来自所述一或多个传感器的信号；及至少部分基于比较所述测量位置或运动与所述期望位置或运动来产生滑移检测信号。

另外实施例在下文题为“本公开的选定实施例”的部分中概述。

附图说明

图1是说明实例受控环境农业系统的功能框图。

图2是实例受控环境农业系统的透视图。

图3A及3B是实例生长塔的透视图。

图4A是实例生长塔的俯视端视图；图4B是实例生长塔的透视俯视图；图4C是实例生长塔的区段的正视图；且图4D是具有用于支撑植物的容器的实例生长塔的一部分的横截面侧视图。

图5A是实例生长线的一部分的透视图。

图5B是实例塔钩的透视图。

图6是实例生长线及往复式凸轮机构的一部分的分解透视图。

图7A是说明实例往复式凸轮机构的操作的序列图。

图7B说明包含伸缩接头的替代凸轮通道。

图8是实例生长线及灌溉供应线的剖面图。

图9是实例塔钩及整合漏斗结构的侧视图。

图10是实例生长线的剖面图。

图11A是实例塔钩及整合漏斗结构的透视图；图11B是实例塔钩及整合漏斗结构的截面图；且图11C是实例塔钩及整合漏斗结构的俯视图。

图12是实例滑架组合件的正视图。

图13A是从图12的替代角度看的实例滑架组合件的正视图；且图13B是实例滑架组合件的透视图。

图14是实例自动搁置站的部分透视图。

图15A是实例自动拾取站的部分透视图；且图15B是实例自动拾取站的替代部分透视图。

图16是用于自动拾取或搁置站中的实例末端执行器的透视图。

图17A及17B是安装到末端执行器用于可释放地抓取生长塔的实例夹持器组合件的部分透视图。

图18是实例自动拾取站的部分透视图。

图19A是说明促进生长塔定位的实例约束机构的实例自动拾取站的部分透视图；图19B是促进生长塔定位用于搁置操作的第二实例导入特征的透视图；图19C及19D是说明实例导入特征如何结合搁置站的末端执行器操作的替代图。

图20是实例入站收割机输送机的侧视图。

图21是实例中央处理系统的站及输送机构的功能框图。

图22是实例拾取输送机的部分透视图。

图23A是实例收割机站的透视图；图23B是实例收割机的侧视图；图23C是实例收割机的放大侧视图；图23D是实例收割机的透视图；图23E是实例收割机的截面图；且图23F是实例内部分组构件的透视图。

图24A是用于移栽机站中的实例末端执行器的正视图。

图24B是移栽机站的透视图。

图25说明根据本公开的实施例的可用于执行存储于非暂时性计算机可读媒体(例如存储器)中的指令的计算机系统的实例。

图26生长塔驱动机构及生长塔位置传感器的示范性示意图。

图27A及27B说明根据本公开的实施例的塔驱动单元的透视图，且图27C说明根据本公开的实施例的塔驱动单元的侧视图。图27C是固持生长塔的图27A的塔驱动单元的侧视图。图27D是说明包含限位挡块的塔驱动单元的替代实施例的透视图。

图28说明由驱动单元输送通过清洗站的多个塔清洁模块的塔。

具体实施方式

参考附图进行本描述，附图中展示各个实例实施例。然而，可使用许多不同实例实施例，且因此描述不应被解释为限于本文中阐述的实例实施例。相反地，这些实例实施例经提供使得本公开将透彻且完整。所属领域的技术人员将易于明白示范性实施例的各种修改，且可在不脱离本公开的精神及范围的情况下将本文中定义的一般原理应用于其它实施例及应用。因此，本公开不希望限于所展示实施例，而是被给予与本文中公开的原理及特征一致的最广范围。

本公开提供在例如生长塔的植物支撑结构上操作的收割系统及子系统。根据本公开的实施例，这些系统及子系统可经配置用于受控环境农业的自动作物生产系统中。然而，本发明不限于任何特定作物生产环境，其可为自动受控生长环境、室外环境或任何其它合适作物生产环境。

下文描述经配置用于高密度生长及作物产量的垂直农业生产系统的实例。

图1及2说明根据本公开的实施例的受控环境农业系统10。在高层级处，系统10可包含环境受控生长室20、安置于生长室20内且经配置以输送垂直生长塔及安置于其中的作物的垂直塔输送系统200及中央处理设施30。可生长的植物品种可为趋地性/向地性的、向光性的、水栽的或其某个组合。品种可差别很大且包含各种叶菜类、果菜类、花卉作物、水果等。受控环境农业系统10可经配置以一次生长单种作物类型或同时生长多种作物类型。

系统10还可包含用于在整个作物生长周期内在回路中移动生长塔的输送系统，回路包括经配置以将生长塔装载进出垂直塔输送机构200的分级区域。中央处理系统30可包含用于将生长塔引导到中央处理系统30中的站(例如用于将植物装载到生长塔中及从生长塔收割作物的站)的一或多个输送机构。生长室20内的垂直塔输送系统200经配置以沿着生长线202支撑及平移一或多个生长塔50。根据本公开的实施例，生长塔50悬挂于生长线202上。

每一生长塔50经配置以容纳支撑生长于其中的至少一种植物作物的根结构的植物生长介质。每一生长塔50还经配置以依垂直定向可释放地附接到生长线202且在生长阶段期间沿着生长线202移动。垂直塔输送机构200及中央处理系统30(包含相关联输送机构)一起可在一或多个计算系统的控制下布置成生产回路。

生长环境20可包含定位于垂直塔输送系统200的生长线202之间且沿着生长线202的各个位置处的发光源。发光源可相对于生长线202中的生长塔50侧向定位且经配置以朝向包含作物自其生长的开口的生长塔50的侧面发射光。发光源可并入到水冷式LED照明系统中，如第2017/0146226A1号美国公开案中所描述，所述公开案的公开内容以引用方式并入本文中。在此实施例中，LED灯可经布置成条状结构。条状结构可依垂直定向放置以侧向于相邻生长塔50的基本上整个长度发射光。多个光条结构可在生长环境20中沿着生长线202布置且布置于生长线202之间。可采用其它照明系统及配置。例如，灯条可水平布置于生长线202之间。

生长环境20还可包含经配置以随着作物平移通过生长室20而将水性作物营养液供应给作物的营养供应系统。营养供应系统可将水性作物营养液施加到生长塔50的顶部。重力可致使溶液沿着垂直定向生长塔50向下行进且通过其长度以将溶液供应给沿着生长塔50的长度安置的作物。生长环境20还可包含气流源，其经配置以当塔安装到生长线202时在生长的侧向生长方向上引导气流通过生长植物的下冠以便扰乱生长植物的下冠的边界层。在其它实施方案中，气流可来自冠层的顶部或正交于植物生长方向。生长环境20还可包含用于调节至少一个生长条件(例如空气温度、气流速度、相对空气湿度及环境二氧化碳气体含量)的控制系统及相关联传感器。控制系统可例如包含例如HVAC单元、制冷机、风扇及相关联管道及空气处置设备的子系统。生长塔50可具有识别属性(例如条形码或RFID标签)。受控环境农业系统10可包含用于在农业生产周期的各个阶段期间追踪生长塔50或用于控制生长环境的一或多个条件的对应传感器及编程逻辑。控制系统的操作及塔保持于生长环境中的时长可取决于例如作物类型及其它因素的各种因素而差异很大。

如上文论述，具有新移栽作物或幼苗的生长塔50从中央处理系统30转移到垂直塔输送系统200中。垂直塔输送系统200在生长环境20中以受控方式沿着相应生长线202移动生长塔50。安置于生长塔50中的作物暴露于生长环境的受控条件(例如光、温度、湿度、气流、水性营养物供应等)。控制系统能够自动调整以优化生长室20内的生长条件以不断改进例如作物产量、视觉吸引力及营养成分的各种属性。另外，以引用方式并入本文中的第2018/0014485号及第2018/0014486号美国专利公开案描述应用机器学习及其它操作来优化垂直农业系统中的生长条件。在一些实施方案中，环境条件传感器可经安置于生长塔50上或生长环境20中的各个位置处。当作物准备收割时，将具有待收割作物的生长塔50从垂直塔输送系统200转移到中央处理系统30用于收割及其它处理操作。

如下文更详细论述，中央处理系统30可包含涉及将幼苗投入到塔50中、从塔50收割作物及清洁已被收割的塔50的处理站。中央处理系统30还可包含在此类处理站之间移动塔50的输送机构。例如，如图1说明，中央处理系统30可包含收割机站32、清洗站34及移栽机站36。收割机站32可将经收割作物存放到食品安全容器中且可包含用于将容器输送到收割后设施(例如制备、清洗、包装及储存)的输送机构。

受控环境农业系统10还可包含用于在生长环境20与中央处理系统30之间转移生长塔50的一或多个输送机构。在所展示实施方案中，中央处理系统30的站依水平定向对生长塔50进行操作。在本公开的实施例中，自动拾取(装载)站43及相关联控制逻辑可操作以从装载位置可释放地抓取水平塔、将塔旋转到垂直定向及将塔附接到转移站用于插入到生长环境20的选定植物线202中。在生长环境20的另一端上，自动搁置(卸载)站41及相关联控制逻辑可操作以从缓冲位置可释放地抓取及移动垂直定向生长塔50、将生长塔50旋转到水平定向及将其放置于输送系统(例如下文描述的塔驱动单元2700)上用于装载到收割机站32中。在一些实施方案中，如果由于质量控制问题而拒绝生长塔50，那么输送系统可绕过收割机站32且将生长塔运送到清洗站34(或某个其它站)。自动搁置站41及拾取站43可各自包括六自由度机械臂1502，例如FANUC机器人。站41及43还可包含用于在相对端处可释放地抓取生长塔50的末端执行器。

生长环境20还可包含用于将生长塔50插入到选定生长线202中及从生长线202卸载生长塔50的自动装载及卸载机构。在本公开的实施例中，装载转移输送机构47可包含将各自装载有生长塔50的滑架从自动拾取站43输送到选定生长线202的积放式输送机系统。垂直生长塔输送系统200可包含传感器(例如RFID或条形码传感器)以识别给定生长塔50且在控制逻辑下选择生长塔50的生长线202。用于生长线选择的特定算法可取决于诸多因素而差异很大。装载转移输送机构47还可包含将生长塔50推动到生长线202上的一或多个线性致动器。类似地，卸载转移输送机构45可包含将生长塔从生长线202推动或拉动到另一积放式输送机机构的滑架上的一或多个线性致动器，所述另一积放式输送机机构将滑架1202从生长线202输送到自动搁置站41。

图12说明可用于积放式输送机机构中的滑架1202。在所展示实施方案中，滑架1202包含接合生长塔50的钩52的钩1204。闩锁组合件1206可在生长塔50来回输送于系统中的各个位置时固定生长塔50。在本公开的实施例中，装载转移输送机构47及卸载转移输送机构45中的一或两者可配置有足够轨道距离以建立其中可缓冲生长塔50的区带。例如，卸载转移输送机构45可经控制使得其将待收割的一组塔50卸载到滑架1202上，滑架1202被移动到轨道的缓冲区。在另一端上，自动拾取站43可将插入到生长环境20中的一组塔装载到滑架1202上，滑架1202经安置于与装载转移输送机构47相关联的轨道的缓冲区中。

生长塔

生长塔50为个别作物在系统中生长提供位点。如图3A及3B说明，钩52附接到生长塔50的顶部。钩52允许生长塔50在其插入到垂直塔输送系统200中时由生长线202支撑。在本公开的实施例中，生长塔50测量为5.172米长，其中塔的挤制长度是5.0米，且钩是0.172米长。在本公开的实施例中，生长塔50的挤制矩形轮廓测量为57mm×93mm(2.25"×3.67")。钩52可经设计使得其外部总尺寸不大于生长塔50的挤制轮廓。

生长塔50可包含沿着生长塔50的至少一个面排列的一组生长位点53。在图4A中展示的实施方案中，生长塔50在相对面上包含生长位点53，使得植物从生长塔50的相对侧突出。移栽机站36可将幼苗移栽到生长塔50的空生长位点53中，其中幼苗保持在适当位置中直到其完全成熟且准备收割。在本公开的实施例中，生长位点53的定向垂直于生长塔50沿着生长线202的行进方向。换句话说，当生长塔50插入到生长线202中时，植物从生长塔50的相对面延伸，其中相对面平行于行进方向。尽管优选双面配置，但本公开的实施例可采用其中植物沿着生长塔50的单个面生长的单面配置。

2018年5月1日申请的第15/968,425号美国申请案(其以引用方式并入本文中用于所有目的)公开可结合本发明的各个实施例使用的实例塔结构配置。生长塔50可各自由卡扣在一起以形成一个结构的三个挤制件组成。生长塔50可由挤制塑料制成，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、聚丙烯及类似物。如所展示，生长塔50可为双面水栽塔，其中塔体103包含定义第一塔腔54a及第二塔腔54b的中心壁56。图4B提供示范性双面、多件式水栽生长塔50的透视图，其中每一前面板101可铰接地耦合到塔体103。在图4B中，每一前面板101处于闭合位置。塔腔54a、54b的横截面可在1.5英寸×1.5英寸到3英寸×3英寸的范围内，其中术语“塔腔”是指在塔体内且在塔面板后面的区。生长塔50的壁厚可在0.065到0.075英寸的范围内。双面水栽塔(例如图4A及4B中展示的水栽塔)具有两个背对背腔54a及54b，各自优选地在所述大小范围内。在所展示配置中，生长塔50可包含：(i)第一V形凹槽58a，其沿着塔体103的第一侧的长度延长，其中第一V形凹槽居中于第一塔腔与第二塔腔之间；及(ii)第二V形凹槽58b，其沿着塔体103的第二侧的长度延长，其中第二V形凹槽居中于第一塔腔与第二塔腔之间。V形凹槽58a、58b可促进中央处理系统30中的站中的一或多者对位、对准及/或进给塔50。第15/968,425号美国申请案公开有关可用于本发明的实施例中的塔的构造及使用的额外细节。V形凹槽58a、58b的另一属性是其有效地使中心壁56变窄以促进水性营养液在植物的根所在位置的中心流动。

如图4C及4D说明，例如生长塔50的植物支撑结构可各自包含与兼容生长模块158(例如各自在2018年3月2日申请的第15/910,308号、第15/910,445号及第15/910,796号共同转让及共同待决美国专利申请案中的任一者中公开的穴盘座，所述专利申请案的公开内容并入本文中用于任何及所有目的)一起使用的例如所展示的切口105的多个容器105。如所展示，穴盘座158可依相对于前面板101(插入平面)及生长塔50的垂直轴的45度角定向。然而，应理解，本申请案中公开的塔设计不限于与此特定穴盘座或定向一起使用；相反地，本文中公开的塔可与任何适当大小及/或定向穴盘座一起使用。例如，穴盘座158可依相对于前面板101或插入平面的其它角度(例如10到80度)定向。因而，切口105仅意在说明而非限制本塔设计且应理解，本发明同样适用于具有其它切口设计的塔。穴盘座158可经超声焊接、结合或否则附接到塔面101。

带铰链前面板的使用简化生长塔50的制造且大体上简化塔维护及尤其简化塔清洁。例如，为了清洁生长塔50，面板101从主体103拉下(即，打开)以允许容易地进入体腔54a或54b。在清洁之后，闭合面板101。由于面板在整个清洁过程中保持附接到塔体103，因此更易于维持零件对准且确保每一面板与适当塔体适当相关联，且假设是双面塔体，那么每一面板101与特定塔体103的适当侧适当相关联。另外，如果在面板101处于打开位置时执行栽培及/或收割操作，那么对于双面配置，两个面板可打开且同时栽培及/或收割，因此消除栽培及/或收割一侧且接着旋转塔且栽培及/或收割另一侧的步骤。在其它实施例中，在面板101处于闭合位置时执行栽培及/或收割操作。

其它实施方案是可能的。例如，生长塔50可包括任何塔体，其包含从塔面(塔的一部分或个别部分或者整个塔长)延伸到塔内部中的一定体积的介质或芯吸介质。例如，第8,327,582号美国专利(其以引用方式并入本文中)公开一种生长管，其具有从管的一面延伸的槽及容纳于管中的生长介质。其中说明的管可经修改以在其顶部处包含钩52且在相对面上具有槽或在单个面上具有一个槽。

垂直塔输送系统

图5A说明垂直塔输送系统200中的生长线202的一部分。在本公开的实施例中，垂直塔输送系统200包含平行布置的多个生长线202。如本文中别处论述，自动装载及卸载机构45、47可在自动控制系统下从生长线202选择性装载及卸载生长塔50。如图5A展示，每一生长线202支撑多个生长塔50。在本公开的实施例中，生长线202可通过用于支撑目的的托架安装到生长结构的顶棚(或其它支撑件)。钩52钩住生长线202且将生长塔50附接到生长线202，借此随着塔平移通过垂直塔输送系统200而依垂直定向支撑塔。输送机构移动附接到相应生长线202的塔50。

图10说明根据本公开的实施例的生长线202的横截面或挤制轮廓。生长线202可为铝挤制件。生长线202的挤制轮廓的底部区段包含面向上凹槽1002。如图9展示，生长塔50的钩52包含主体53及接合凹槽1002的对应构件58，如图5A及8中展示。这些钩允许生长塔50钩住凹槽1002且沿着生长线202滑动，如下文论述。相反地，生长塔50可与生长线202手动脱钩且从生产移除。如果生长塔50中的作物患病，那么需要这种能力来避免其传染其它塔。在一个可能实施方案中，凹槽1002的宽度(例如13mm)在两个不同因素之间优化。首先，凹槽越窄，结合速率越有利且生长塔钩52越不可能结合。相反地，凹槽越宽，由于具有更大接触面，生长塔钩的磨损越慢。类似地，凹槽的深度(例如10mm)可在空间节省与塔钩意外掉落之间优化。

钩52可为射出成型塑料零件。在本公开的实施例中，塑料可为聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或乙酰均聚物(例如杜邦公司出售的

)。钩52可经溶剂结合到生长塔50的顶部及/或使用铆钉或其它机械紧固件附接。搭载于生长线202的矩形凹槽1002中的凹槽接合构件58可为单独零件或与钩52一体成型。如果是单独的，那么此零件可由具有比钩的其余部分更低的摩擦及更好的耐磨性的不同材料制成，例如超高分子量聚乙烯或乙缩醛。为了保持低组装成本，此单独零件可卡扣到钩52的主体上。替代地，单独零件也包覆成型到钩52的主体上。

如图6及10说明，生长线202的挤制轮廓的顶部区段含有面向下t形槽1004。线性导向滑架610(下文描述)搭载于t形槽1004内。t形槽1004的中心部分可经凹入以提供与可从滑架610突出的螺钉或包覆成型嵌件的间隙。每一生长线202可由数个单独制造区段组装。在本公开的实施例中，生长线202的区段当前模制为6米长。较长区段减少结合部的数目，但更容易受热膨胀问题影响且可能显著增加装运成本。未由图捕获的额外特征包含间断安装孔以将生长线202附接到顶棚结构且附接灌溉线。t形槽1004的中断也可加工到输送机体中。这些中断允许线性导向滑架610在不必将其一路滑出生长线202的端的情况下移除。

在生长线202的两个区段之间的结合部处，块612可位于两个输送机体的t形槽1004中。此块用于对准两个生长线区段，使得生长塔50可在其之间平滑滑动。用于对准生长线202的区段的替代方法包含使用装配到区段的挤制轮廓中的销钉孔中的销钉。块612可经由固定螺钉夹紧到生长线区段中的一者，使得生长线区段仍可聚到一起且由于热膨胀而分开。基于相对严格公差及所需的少量材料，可加工这些块。青铜由于其强度、耐腐蚀性及耐磨性而可用作此类块的材料。

在本公开的实施例中，垂直塔输送系统200利用往复式线性棘轮及棘爪结构(下文中称为“往复式凸轮结构或机构”)沿着生长线202移动生长塔50。图5A、6及7说明可用于跨生长线202移动生长塔50的往复式凸轮机构。棘爪或“凸轮”602沿着生长线202物理地推动生长塔50。凸轮602经附接到凸轮通道604(见下文)且围绕一个轴旋转。在前进行程上，旋转受凸轮通道604的顶部限制，从而致使凸轮602向前推动生长塔50。在储备或后退行程上，旋转不受约束，借此允许凸轮齿合于生长塔50的顶部上。以此方式，凸轮机构可来回行进相对短距离，但生长塔50始终沿着生长线202的整个长度向前前进。在本公开的实施例中，控制系统控制每一生长线202的往复式凸轮机构的操作根据编程生长序列移动生长塔50。在移动周期之间，致动器及往复式凸轮机构保持闲置。

凸轮602的枢轴点及附接到凸轮通道604的构件由结合柱606及六角头螺栓608组成；替代地，可使用止动U形夹销。六角头螺栓608经定位于凸轮通道604的内侧上，其中工具无法在轴向方向上接取。作为六角头，其可用扳手径向接取用于移除。鉴于全规模农场所需的大量凸轮，例如射出成型的大批量制造工艺是适合的。ABS鉴于其刚度及相对低成本而为适合材料。对应生长线202的所有凸轮602经附接到凸轮通道604。当连接到致动器时，此共同梁结构允许所有凸轮602一致来回行进。在本公开的实施例中，凸轮通道604的结构是由金属片构成的面向下u形通道。凸轮通道604的面向下壁中的孔使用结合柱606为凸轮602提供安装点。

在本公开的实施例中，凸轮通道604的孔以12.7mm间隔隔开。因此，凸轮602可以12.7mm的任何整数倍相对于彼此隔开，从而允许仅具有一个凸轮通道的可变生长塔间距。凸轮通道604的基部在前进行程期间限制凸轮旋转。凸轮通道604的所有自由度(在轴向方向上平移除外)受安装到凸轮通道604的基部且搭载于生长线202的t形槽1004中的线性导向滑架610(下文描述)约束。凸轮通道604可由单独形成的区段(例如6米长区段)组装。较长区段减少结合部的数目，但可能显著增加装运成本。热膨胀通常不是问题，因为凸轮通道仅固定于连接到致动器的端处。鉴于需要简单轮廓、薄壁厚及长长度，金属片轧制是适合于凸轮通道的制造工艺。镀锌钢是适合于此应用的材料。

线性导向滑架610经栓接到凸轮通道604的基部且搭载于生长线202的t形槽1004内。在一些实施方案中，凸轮通道的每6米区段使用一个滑架610。滑架610可为射出成型塑料以获得低摩擦及耐磨性。螺栓通过螺合到包覆成型螺纹嵌件中来将滑架610附接到凸轮通道604。如果移除选定凸轮602，那么这些螺栓可接取，使得凸轮通道604的区段可从滑架拆离及移除。

凸轮通道604的区段在每一接头处与成对连接器616接合在一起；替代地，可使用止动U形夹销。连接器616可为具有20mm间距(相同于凸轮通道604的孔间距)的加工孔的镀锌钢条。凸肩螺栓618穿过外连接器中的孔，穿过凸轮通道604，且螺合到内连接器中的孔中。如果凸肩螺栓落在相同于凸轮602的位置中，那么其可取代结合柱使用。凸肩螺栓618的头部可接取，使得连接器及凸轮通道的区段可移除。

在本公开的实施例中，凸轮通道604附接到在前进及后退行程中操作的线性致动器。适合线性致动器可为由弗吉尼亚州雷德福的汤姆森公司提供的T13-B4010MS053-62致动器；然而，本文中描述的往复式凸轮机构可用各种不同致动器操作。线性致动器可在生长线202的卸载端而非装载端处附接到凸轮通道604。在此配置中，凸轮通道604在致动器的前进行程(其拉动凸轮通道604)期间在由塔50装载时受张力，此降低屈曲风险。图7A说明根据本公开的实施例的往复式凸轮机构的操作。在步骤A中，线性致动器已完成整个后退行程；如图7A说明，一或多个凸轮602可齿合于生长塔50的钩52上。图7A的步骤B说明在前进行程结束时凸轮通道604及凸轮602的位置。在前进行程期间，凸轮602接合对应生长塔50且使其沿着生长线202在前进方向上移动，如所展示。图7A的步骤C说明新生长塔50(塔0)可如何插入到生长线202上及最后一个塔(塔9)可如何移除。步骤D说明凸轮602如何在后退行程期间以相同于步骤A的方式齿合于生长塔50上。此往复式凸轮机构的基本原理是来自致动器的相对短行程的往复式运动在一个方向上沿着生长线202的整个长度运输塔50。更具体来说，在前进行程上，生长线202上的所有生长塔50被向前推动一个位置。在后退行程上，凸轮602齿合于后一位置的相邻塔上；生长塔保持于相同位置中。如所展示，当生长线202满载时，可在线性致动器的每一前进行程之后装载新生长塔且卸载最后一个塔。在一些实施方案中，钩52的顶部部分(凸轮在其上推动的部分)稍窄于生长塔50的宽度。因此，当生长塔50彼此紧邻隔开时，凸轮602仍可与钩52接合。图7A展示用于教学目的的9个生长塔。生长线202可经配置为相当长(例如40米)，从而允许生长线202上有多得多的塔50(例如400到450个)。其它实施方案是可能的。例如，最小塔间距可设置为等于或稍大于生长塔50的侧间距离的两倍以允许在每一周期中将一个以上生长塔50装载到生长线202上。

此外，如图7A中展示，沿着凸轮通道604的凸轮602的间距可经布置以实现沿着生长线202的一维植物转位。换句话说，往复式凸轮机构的凸轮602可经配置使得塔50之间的间距随着其沿着生长线202行进而增大。例如，凸轮602之间的间距可从生长线202的开端处的最小间距逐渐增大到生长线202的端处的最大间距。此可有益于在植物生长时使植物隔开以增加光截获及提供间距且通过可变间距或转位来增加生长室20及相关联组件(例如照明)的高效使用。在本公开的实施例中，线性致动器的前进及后退行程距离等于(或稍大于)最大塔间距。在线性致动器的后退行程期间，生长线202的开端处的凸轮602可齿合且越过生长塔50。在前进行程上，此类凸轮602可在接合塔之前行进相应距离，而沿着生长线202更远定位的凸轮可在接合塔之前行进较短距离或基本上立即接合。在此布置中，最大塔间距不能是最小塔间距的两倍；否则，凸轮602可齿合于两个或更多个生长塔50上及接合两个或更多个生长塔50。如果期望较大最大塔间距，那么可使用伸缩接头，如图7B中说明。伸缩接头允许凸轮通道604的前导区段在凸轮通道604的尾端之前开始行进，借此实现长行程。特定来说，如图7B展示，伸缩接头710可附接到凸轮通道604的区段604a及604b。在初始位置(702)中，伸缩接头710收合。在前进行程(704)开始时，凸轮通道604的前导区段604a向前移动(随着致动器拉动凸轮通道604)，而尾随区段604b保持固定。一旦螺栓在伸缩接头710上降至最低点(706)，则凸轮通道604的尾随区段604也开始向前移动。在后退行程(708)上，伸缩接头710收合到其初始位置。

可采用用于移动垂直生长塔50的其它实施方案。例如，可采用导螺杆机构。在此实施方案中，导螺杆的螺纹接合安置于生长线202上的钩52且随着轴件旋转而移动生长塔50。螺纹的螺距可经改变以实现一维植物转位。在另一实施方案中，带式输送机包含沿着传送带的桨叶，可用于沿着生长线202移动生长塔50。在此实施方案中，一系列带式输送机沿着生长线202布置，其中每一带式输送机包含桨叶之间的不同间距以实现一维植物转位。在又其它实施方案中，积放式输送机可用于沿着生长线202移动生长塔50。

灌溉及水性营养物供应

图8说明灌溉线802可如何附接到生长线202以随着生长塔50平移通过垂直塔输送系统200而将水性营养液供应给安置于生长塔50中的作物。在本公开的实施例中，灌溉线802是加压线，其中隔开孔随着塔50每一移动周期沿着生长线202前进而安置于塔50的预期位置处。例如，灌溉线802可为具有1.5英寸内径及具有0.125英寸直径的孔的PVC管。灌溉线802可为跨越生长线202的整个长度的约40米长。为了确保跨整个线的足够压力，灌溉线802可分成更短区段，每一区段经连接到歧管，使得压降降低。

如图8展示，漏斗结构902从灌溉线802收集水性营养液且将水性营养液分配给生长塔50的腔54a、54b，如下文更详细论述。图9及11A说明漏斗结构902可经整合到钩52中。例如，漏斗结构902可包含收集器910、第一及第二通道912及第一及第二槽920。如图9说明，钩的凹槽接合构件58可经安置于整个钩结构的中心线处。漏斗结构902可包含与收集器910相对且在中心线的相对侧上向下延伸的凸缘区段906。第一及第二通道的出口基本上定向成相邻于且位于凸缘区段906的相对侧，如所展示。凸缘区段906与生长塔50的中心壁56对位以使钩52居中且提供额外位点来将钩52附着或否则附接到生长塔50。换句话说，当将钩52插入到生长塔50的顶部中时，中心壁56经安置于凸缘区段906之间。在所展示实施方案中，收集器910从钩52的主体53侧向延伸。

如图11B展示，漏斗结构902包含收集营养液且通过通道912将营养液均匀分配给塔的内腔54a及54b的收集器910。通道912经配置以在中心壁56附近分配水性营养液且在穴盘座158的端上及栽培作物的根的预期位置处分配给每一腔54a、54b的中心后部。如图11C说明，在本公开的实施例中，漏斗结构902包含促进营养液均匀分配给两个通道912的槽920。为了使营养液到达通道912，营养液必须流过槽920中的一者。每一槽920可具有V状配置，其中槽开口的宽度随着其从收集器910的基本上平坦底面922延伸而增大。例如，每一槽920可在底面922处具有1毫米宽度。槽920的宽度可在25毫米高度上增大到5毫米。槽920的配置致使通过灌溉线802以足够流速供应的营养液累积于收集器910中而非直接流到特定通道912，且流过槽920以促进营养液均匀分配给两个通道912。

在操作中，灌溉线802将水性营养液提供到漏斗结构902，漏斗结构902将水均匀分配给生长塔50的相应腔54a、54b。从漏斗结构902供应的水性营养液随着其向下滴流而灌溉容纳于相应穴盘容器158中的作物。在本公开的实施例中，安置于每一生长线202下方的排水槽从生长塔50收集过量水用于再循环。

其它实施方案是可能的。例如，漏斗结构可经配置有单独操作以将水性营养液分配给生长塔50的对应腔54a、54b的两个单独收集器。在此配置中，灌溉供应线可经配置有用于每一收集器的一个孔。在其它实施方案中，塔可仅包含单个腔且仅在塔的单个面101上包含穴盘容器。此配置仍需要使用将水性营养液引导到塔腔的所要部分的漏斗结构，但无需单独收集器或其它结构促进均匀分配。

自动拾取及搁置站

如上文论述，中央处理系统30的站依水平定向操作生长塔50，而垂直塔输送系统200在生长环境20中依垂直定向输送生长塔。在本公开的实施例中，自动拾取站43及相关联控制逻辑可操作以从装载位置可释放地抓取水平定向生长塔、将塔旋转到垂直定向及将塔附接到转移站用于插入到生长环境20的选定生长线202中。在生长环境20的另一端上，自动搁置站41及相关联控制逻辑可操作以从停止或拾取位置可释放地抓取及移动垂直定向生长塔50、将生长塔50旋转到水平定向及将其放置于输送系统上用于由中央处理系统30的一或多个站处理。例如，自动搁置站41可将生长塔50放置于输送系统(例如下文描述的塔驱动单元2700)上用于装载到收割机站32中。自动搁置站41及拾取站43可各自包括六自由度(六轴)机械臂，例如FANUC机器人。站41及43还可包含用于在相对端处可释放地抓取生长塔50的末端执行器，如下文更详细描述。

图14说明根据本公开的实施例的自动搁置站41。如所展示，自动搁置站41包含机器人1402及末端执行器1450。可为积放式输送机的卸载转移输送机构45从生长环境20递送生长塔50。在本公开的实施例中，卸载转移输送机构45的缓冲轨道区段1406延伸穿过生长环境20中的垂直槽1408，从而允许机构45将附接到滑架1202的生长塔50输送到生长环境20外部且朝向拾取位置1404。卸载转移输送机构45可使用受控止挡刀片来将滑架1202止挡于拾取位置1404处。卸载转移输送机构45可包含防回滚机构，从而将滑架1202界限于止挡刀片与防回滚机构之间。

如图12、13A及13B说明，接收器1204可经附接到转环机构1210，从而允许生长塔50在附接到滑架1202时旋转以在卸载转移输送机构45中更紧密缓冲及/或促进装载或卸载生长塔50正确定向。在一些实施方案中，对于搁置位置及拾取位置1404，生长塔50可经定向使得钩52背向自动搁置及拾取站41、43以易于将塔转入/转出转环式滑架接收器1204。钩52可静置于滑架1202的接收器1204中的凹槽中。接收器1204还可具有闩锁1206，其在生长塔50的两侧上关闭以防止生长塔50在与转移输送相关联的加速或减速期间滑落。

图16说明根据本公开的实施例的提供用于在相对端处可释放地抓取生长塔50的抓取解决方案的末端执行器1450。末端执行器1450可包含梁1602及用于附接到机器人(例如机械臂1402)或其它致动器的安装板1610。顶部夹持器组合件1604及底部夹持器组合件1606经附接到梁1602的相对端。末端执行器1450还可包含支撑臂1608以在保持于水平定向时支撑生长塔50。例如，从梁1602的中心区段延伸的支撑臂1608可用于减轻塔偏转。支撑臂1608可与任一夹持器组合件1604、1606隔开约1.6米，且可从塔面名义上偏移30mm，从而允许在支撑臂1608抓住生长塔50之前塔偏转30mm。

如图17A及17B中展示，底部夹持器组合件1606可包含从梁1602的端垂直延伸且各自具有定义指状物1708a及1708b的切口区段1704的板1702。例如气压缸机构(例如由SMCPneumatics以名称MGPM40-40Z出售的导向气压缸)的致动器1706附接到板1702的指状物1708a。指状物1708b可包含在抓取于生长塔50的凹槽58b中时接合凹槽58b以将生长塔50定位于夹持器组合件1606中及/或防止滑移的突起1712。在所展示实施方案中，夹持器组合件1606像螯状指一样操作，即，夹持器的一侧(致动器1706)移动，而相对侧(指状物1708b)保持固定。在夹持器组合件1606的固定侧上，致动器1706将生长塔50驱动到指状物1708b中，从而使塔50与突起1712对位。生长塔50与指状物1708b及气压缸机构1706之间的摩擦在自动搁置或拾取站41、43的操作期间使生长塔50保持于适当位置。为了抓取生长塔50，致动器1706可从缩回位置延伸。在此实施方案中，致动器1706在涉及生长塔50的转移操作期间缩回到释放位置。接着，机器人1402移动末端执行器1450以将夹持器组合件1604、1606定位于生长塔50之上。在其中致动器1706是气动机构的实施方案中，气压缸机构1706的螺线管可为中心闭合的，因为无论延伸或缩回，阀锁定，即使丧失气压。在此实施方案中，气压的丧失不会致使生长塔50在气压缸机构延伸时从末端执行器1450掉落。

在本公开的实施例中，顶部夹持器组合件1604基本上为底部夹持器组合件1606的镜像，因为其包含相同组件且以上述相同方式操作。在本公开的实施例中，掣子板1718可仅附接到底部夹持器组合件1606。如果夹持器组合件发生故障或生长塔50滑移，那么掣子板1718可用作安全掣子。其它实施方案是可能的。例如，夹持器组合件可为平行夹持器组合件，其中每一夹持器的两个相对臂在致动时移动以抓取生长塔50。在一些实施方案中，夹持器组合件1604、1606可焊接到梁1602。在其它实施方案中，夹持器组合件1604、1606可包含允许组合件用螺栓、螺钉或其它紧固件附接到梁1602的托架或其它特征。

机器人1402可为6轴机械臂，其包含基部、附接到基部的下臂、附接到下臂的上臂及安置于上臂的端与末端执行器1450之间的腕部机构。例如，机器人1402可：1)围绕其基部旋转；2)旋转下臂以向前及向后延伸；3)使上臂相对于下臂向上及向下旋转；4)以圆周运动旋转上臂及所附接腕部机构；5)向上及向下倾斜附接到上臂的端的腕部机构；及/或6)顺时针或逆时针旋转腕部机构。然而，末端执行器1450(及/或其它元件，例如输送机构等)的修改可容许不同类型的机器人及机构及使用具有更少移动轴的机器人。如图18说明，机器人1402可为落地式且安装于底座上。机器人1402的输入可包含电力、控制系统的数据连接及将致动器1706(在实施方案中，包含气压缸机构)连接到加压空气供应器的空气线。在致动器1706上，可使用传感器来检测致动器何时处于其打开状态或其闭合状态。控制系统可执行一或多个程序或子例程以控制机器人1402的操作实现将生长塔50从生长环境20输送到中央处理系统30。

如本文中论述，生长塔可为包括挤制塑料材料的相对窄长结构。生长塔的侧面中的一或两者可包含生长位点。生长塔的经建模或设计配置假设相对侧面不沿着塔的长度沿着x或y轴改变。然而，生长塔实际上由于例如施加于塔上的制造公差及/或各种负载而跨x及y轴改变。例如，生长塔50可沿着其长度略微弯曲。此可在对生长塔执行各种操作(例如在自动拾取或搁置操作期间定位生长塔50的相对端)时提出某些挑战。此外，当生长塔50在卸载转移输送机构45中加速/减速时，生长塔50可从其附接点略微摆动。

图18及19A说明用于在自动搁置站41的搁置操作期间停止可能摆动且准确定位生长塔50的塔约束机构1902。在所展示实施方案中，机构1902是包含导向气压缸1904及托架组合件的落地式单元，托架组合件包含引导塔50的导向板1906及抓住生长塔50的底部以依微小角保持生长塔50以更好实现生长塔50与底部夹持器组合件1606对位的托架臂1908。控制系统可控制机构1902的操作接合生长塔50的底部，借此针对夹持器组合件1606使生长塔50保持于适当位置。

其它实施方案是可能的。图19B例如说明促进生长塔50在搁置操作启动之前在拾取位置1404处对位及定位的导入特征2602。在本公开的实施例中，导入特征2602是包含立架2604的落地式单元。导入特征2602进一步包含斜坡区段2606及嵌套部分2607。嵌套部分2607包含面2608及垂直于面2608延伸的臂2610。导入特征2602位于停止位置1404的区中，其中斜坡区段2606随着生长塔50由卸载转移输送机构45输送到停止位置1404而定位于生长塔50的行进路径中。随着卸载转移输送机构45将生长塔50输送到停止位置1404，生长塔50的底端可接触斜坡区段2606且沿着斜坡区段2606滑动。斜坡区段2606随着生长塔50输送到停止位置1404而将生长塔50导向嵌套部分2607。斜坡区段2606的长度及角度经配置以随着生长塔50平移到拾取位置1404而适应生长塔50的潜在摆动。在本公开的实施例中，斜坡区段2606成约25度角。尽管未展示，但立架2604可缩回以允许生长塔50在某些模式中越过导入特征2602及在其它模式中接合导入特征2602。

嵌套部分2607经配置以在生长塔50的顶端到达停止位置1404之前接合生长塔50的底端。换句话说，当生长塔50到达停止位置1404时，嵌套部分2607的面2608及臂2610接合生长塔50的底端的拐角，从而在x及y两个维度上使底端略微偏移保持到钩52(生长塔50的顶部)。在本公开的实施例中，a)没有导入特征2602的生长塔50(假设生长塔50没有弯曲或其它变化)的拐角的预期(或设计)位置与b)由嵌套部分2607的面2608及臂2610定义的拐角之间的偏移在x及y两个维度上是约1.5英寸。因此，生长塔50在平移到停止位置1404且接合于导入特征2602的嵌套部分2607中时以相对于垂直的微小角静置。在本公开的实施例中，臂2610是约6英寸长以抓住可随着生长塔50输送到停止位置1404而从导入特征2602反弹的生长塔50。此配置具有至少两个优点。配置致使生长塔50静置于嵌套部分2607中且防止生长塔50在其到达停止位置1404时摆动。其还允许搁置站41更准确定位生长塔50的两端，其可由于制造公差或负载偏转而翘曲。图19C及19D是说明导入特征2602如何接合生长塔50的底端的不同视角。这些图还操作导入特征2602如何促进生长塔50的底端定位以由夹持器组合件1606抓取。

根据本公开的实施例，搁置操作的结束状态是使生长塔50尽可能居中放置于收割机进料输送机1420的突起2004上。收割机进料输送机1420的突起2004通过允许夹持器组合件1604、1606及末端执行器1450在输送机表面与突起2004的顶部之间的区域中行进及释放突起2004上的生长塔50来促进搁置操作。在本公开的实施例中，生长塔50经定向使得钩52指向收割机站32，且在具有带铰链侧壁的实施方案中铰接侧朝下。(根据其它实施例，进料输送机1420可代以使用塔驱动单元2700(例如下文描述的塔驱动单元)实施。)根据本公开的实施例，下文概述机器人1402的控制器可在搁置操作期间执行的决策步骤。

搁置程序描述

机器人控制器的主程序可工作如下：

·与中央处理系统30相关联的控制系统可激活机器人控制器的主程序。

·在主程序内，机器人控制器可检查机器人1402是否处于其原位置。

·如果机器人1402未处于其原位置，那么其进入其原程序以移动到原位置。

·接着，主程序调用重置I/O程序以将机器人1402上的所有I/O参数重置为默认值。

·接下来，主程序运行与中央处理控制器的交握程序以确保生长塔50存在于拾取位置1404处且准备被拾取。

·主程序可运行进入区带程序以指示其将进入转移输送区带。

·主程序可运行拾取塔程序以抓取生长塔50且将其升离滑架1202。

·接着，主程序可调用退出区带程序以指示其已离开转移输送区带。

·接下来，主程序运行与中央处理控制器的交握程序以检查收割机进料输送机1420是否清空且处于适当位置以接收生长塔50。

·接着，主程序可运行进入区带程序以指示其将进入收割机进料输送机区带。

·主程序运行放置塔程序以移动经拾取塔且将其放置到进料输送机1420(其可例如使用图20的输送机实施或代以实施为下文描述的图27A到C的塔驱动单元2700)上。

·接着，主程序调用退出区带程序以指示其已离开收割机进料输送机区带。

·接着，原程序可运行以使机器人1402返回到其原位置。

·最后，主程序可运行与中央处理控制器的交握程序以指示机器人1402已返回到其原位置且准备拾取下一生长塔50。

拾取塔程序可工作如下：

·机器人1402检查以确保夹持器1604、1606处于打开位置。如果夹持器未打开，那么机器人1402将发出警报。

·接着，机器人1402可开始径直向前移动，此會将末端执行器1450推入到塔面中，使得生长塔完全抵靠夹持器1604、1606的后壁。

·接着，机器人1402可斜向移动以将刚性指状物1712推抵塔壁以接合凹槽58b。

·机器人1402可激活机器人输出以闭合夹持器1604、1606。

·机器人1402可一直等到传感器指示夹持器1604、1606闭合。如果机器人1402等待太长时间，那么机器人1402可发出警报。

·一旦确认夹持，则机器人1402可垂直移动以使生长塔50升离接收器1204。

·接下来，机器人1402可接着远离拾取位置1404撤回。

放置塔程序可工作如下：

·机器人1402可移动通过充当中间点的两个路标点以在运动期间适当对准生长塔50。

·机器人1402继续将末端执行器1450及生长塔50定位于收割机进料输送机1420的中心正上方，使得塔处于正确定向(例如，向下铰接于刚性指状物上，钩52朝向收割机站32)。

·一旦确认输送机位置，则机器人1402可激活输出以打开夹持器1604、1606，使得生长塔50恰好静置于刚性指状物1712及支撑臂1608上。

·机器人1402可一直等到传感器指示夹持器1604、1606已打开。如果机器人1402等待太长时间，那么机器人1402可发出警报。

·在释放夹持器1604、1606之后，机器人1402可垂直向下移动。在向下途中，收割机进料输送机1420的突起2004承受生长塔50的重量且末端执行器1450的刚性指状物1712及支撑臂1608最终在生长塔下方且不接触。

·最后，机器人1402接着可将末端执行器1450拉向机器人1402，远离收割机进料输送机1420，且使末端执行器1450的刚性指状物1712从生长塔50下方滑出。

·在采用塔驱动单元2700(例如下文描述的塔驱动单元)而非将生长塔50放入到收割机进料输送机1420(例如图20中展示的收割机进料输送机)中的替代实施例中，机器人1402将生长塔50放入到塔驱动单元2700中，如下文描述。

图15A及15B说明根据本公开的实施例的自动拾取站43。如所展示，自动拾取站43包含机器人1502及拾取输送机1504。类似于自动搁置站41，机器人1502包含用于可释放地抓取生长塔50的末端执行器1550。在本公开的实施例中，末端执行器1550基本上相同于附接到自动搁置站41的机器人1402的末端执行器1450。在本公开的实施例，末端执行器1550可省略支撑臂1608。根据本公开的实施例，使用末端执行器1550，机器人1502可抓取静置于拾取输送机1504(其可使用带式或辊式输送机实施或实施为塔驱动单元2700，例如下文描述的塔驱动单元)上的生长塔50，将生长塔50旋转到垂直定向，且将生长塔50附接到装载转移输送机构47的滑架1202。如上文论述，装载转移输送机构47(其可包含积放式输送机)将生长塔50递送到生长环境20。在本公开的实施例中，装载转移输送机构47的缓冲轨道区段1522延伸穿过生长环境20中的垂直槽，从而允许机构47将附接到滑架1202的生长塔50从停止位置1520输送到生长环境20中。装载转移输送机构47可使用受控止挡刀片将滑架1202止挡于停止位置1520处。装载转移输送机构47可包含防回滚机构，从而将滑架1202界限于止挡刀片与防回滚机构之间。

中央处理系统

如上文论述，中央处理系统30可包含收割机站32、清洗站34及移栽机站36。中央处理系统30还可包含一或多个输送机以将塔来回转移于给定站。例如，参考图21，中央处理系统30可包含收割机出料输送机2102、清洗机进料输送机2104、清洗机出料输送机2106、移栽机进料输送机2108及移栽机出料输送机2110。这些输送机可为输送水平安置的生长塔50的带式输送机、辊式输送机、塔驱动单元2700或其它机构。如本文中描述，中央处理系统30还可包含用于识别生长塔50的一或多个传感器及用于协调及控制各个站及输送机的操作的一或多个控制器。

清洗站34可采用各种机构清洁来自生长塔50的作物残渣(例如根及基部或茎结构)。为了清洁生长塔50，清洗站34可采用加压水系统、加压空气系统、机械构件(例如洗涤器、洗涤轮、刮刀等)或前述系统的任何组合。在使用带铰链生长塔(例如上文论述的生长塔)的实施方案中，清洗站34可包含多个分站，其包含用于在一或多个清洁操作之前打开生长塔50的前面101的分站及用于在一或多个清洁操作之后闭合生长塔的前面101的第二分站。

在本公开的实施例中，移栽机站36包含自动机构以将幼苗投入到生长塔50的生长位点53中。在本公开的实施例中，移栽机站36接收含有移栽到生长位点53中的幼苗的穴盘。在本公开的实施例中，移栽机站36包含机械臂及末端执行器，末端执行器包含从穴盘抓取控根穴盘且将其插入到生长塔53的生长位点53中的一或多个夹持器或拾取头。针对其中生长位点53沿着生长塔的单个面延伸的实施方案，生长塔可经定向使得单个面面向上。针对其中生长位点53沿着生长塔50的相对面延伸的实施方案，生长塔50可经定向使得具有生长位点的相对面面向侧面。图24A及24B说明实例移栽机站。移栽机站36可包含将穴盘2432定位于机械臂2410的工作包络内的穴盘输送机2430。移栽机站36还可包含将生长塔50装载到移栽位置中的进给机构。移栽机站36可包含一或多个机械臂2410(例如六轴机械臂)，其各自具有经调适以从穴盘抓取控根穴盘且将控根穴盘投入到生长塔的生长位点53中的末端执行器2402。图24A说明包含基部2404及从基部2404延伸的多个拾取头2406的实例末端执行器2402。拾取头2406各自可从第一位置枢转到第二位置。在第一位置(图24A的上图)中，拾取头2406相对于基部垂直延伸。在图24A中展示的第二位置中，每一拾取头2406相对于基部2404以45度角延伸。45度角可有益于将穴盘投入到生长塔的穴盘容器158中，如上文论述，穴盘容器158以45度角延伸。气动系统可控制拾取头2406在第一位置与第二位置之间的枢转。在操作中，拾取头2406可在从穴盘拾取控根穴盘时处于第一位置，且接着可在将穴盘插入到穴盘容器158之前移动到第二位置。在此插入操作中，机械臂2410可经编程以在与穴盘容器158的定向平行的运动方向上插入。使用图24A中说明的末端执行器，多个穴盘容器158可在单个操作中填充。另外，机械臂2410可经配置以在生长塔50的一侧或两侧上的其它区处执行相同操作。如图24B展示，在本公开的实施例中，各自具有末端执行器2402的若干机器人组合件用于减少处理时间。在填充所有生长位点53之后，生长塔50最终输送到自动拾取站43，如本文中描述。

图21说明中央处理系统30的实例处理路径。如上文论述，机器人拾取站41可将具有成熟作物的生长塔50降低到收割机进料输送机1420上，收割机进料输送机1420将生长塔50输送到收割机站32。图20说明根据本公开的实施例的收割机进料输送机1420。收割机进料输送机1420可为具有传送带2002的带式输送机，传送带2002包含从传送带2002向外延伸的突起2004。(如本文中别处描述，收割机进料输送机1420可替代地实施为带式输送机、辊式输送机、塔驱动单元2700或另一输送机构。)突起2004在传送带2002与从生长塔50延伸的作物之间提供间隙，从而帮助避免或减少损坏作物。在本公开的实施例中，突起2004的大小可在生长塔50的长度处周期性改变。例如，突起2004a可经配置以接合生长塔50的端；顶部突起2004d可接合生长塔50的相对端；且中间突起2004b、c可经定位以在其中突起2004b、c的长度较低的侧面处接触生长塔50且当塔偏转超过阈值量时接合生长塔50。如图20中展示，传送带2002的长度可经配置以针对传送带2002的每一全行进周期提供生长塔50的两个移动周期。然而，在其它实施方案中，所有突起2004的长度均匀。

如图21展示，收割机出料输送机2102从收割机站32输送经处理的生长塔50。(例如，收割机出料输送机2102可实施为带式输送机、辊式输送机、塔驱动单元2700或另一输送机构。)在所展示实施方案中，中央处理系统30经配置以处置两种类型的生长塔：“再次切割”及“最终切割”。如本文中使用，“再次切割”塔是指已由收割机站32处理(即，作物已从生长于生长塔50中的植物收割，但植物的根结构留在原位)且将重新插入生长环境20中以使作物再次生长的生长塔50。如本文中使用，“最终切割”塔是指其中作物被收割且其中生长塔50将清除根结构及生长介质且重新种植的生长塔50。再次切割及最终切割生长塔50可采取不同处理路径通过中央处理系统30。为了促进生长塔50的路线规划，中央处理系统30在各个位置处包含传感器(例如RFID、条形码或红外线)以追踪生长塔50。由中央处理系统30的控制器实施的控制逻辑追踪给定生长塔50是再次切割还是最终切割生长塔且致使各种输送机相应地规划此类生长塔的路线。例如，传感器可位于拾取位置1404及/或收割机进料输送机1420及其它位置处。本文中描述的各种输送机可经控制以沿着中央处理系统30的不同处理路径规划经识别生长塔50的路线。如图21中展示，再次切割输送机2112朝向自动拾取站43的工作包络运输再次切割生长塔50用于插入到生长环境20中。再次切割输送机2112可由单个累积输送机或一系列输送机组成。再次切割输送机2112(其可例如实施为带式输送机、辊式输送机、塔驱动单元2700或另一输送机构)可将生长塔50输送到拾取输送机1504。在本公开的实施例中，拾取输送机1504经配置以适应到达生长塔50下方的自动拾取站43的末端执行器1450。适应末端执行器1450的方法包含使用比生长塔50更短的输送机区段或使用在两端处成角度的输送机，如图22中展示。

另一方面，最终切割生长塔50在再进入生长环境20之前行进通过收割机站32、清洗站34及移栽机36。参考图21，经收割生长塔50可从收割机出料输送机2102转移到清洗机转移输送机2103。清洗机转移输送机2103将生长塔移动到清洗机进料输送机2104上，清洗机进料输送机2104将生长塔50进给到清洗站34。在本公开的实施例中，气压滑件可将生长塔50从收割机出料输送机2102推动到清洗机转移输送机2103。清洗机转移输送机2103可为将塔转移到清洗机进料输送机2104的三线输送机。(清洗机转移输送机2103及清洗机进料输送机2104可例如各自实施为带式输送机、辊式输送机、塔驱动单元2700或另一输送机构。)额外推动器缸可将生长塔50从清洗机转移输送机2103推动到清洗机进料输送机2104上。生长塔50在清洗机出料输送机2106上退出清洗站34且通过推动机构转移到移栽机进料输送机2108。接着，经清洁生长塔50在移栽机站46中处理，移栽机站将幼苗插入到生长塔的生长位点53中。移栽机出料输送机2110将生长塔50转移到最终转移输送机2111，最终转移输送机2111将生长塔50输送到自动拾取站43的工作包络。

在图23A中展示的实施方案中，收割机站34包括作物收割机2302及仓输送机2304。根据本公开的实施例，生长塔50满载成熟植物进入收割机2302且带着残茎及土壤穴盘离开收割机2302以发送到下一处理站。收割机2302可包含其上安装例如切割器及进给组合件的各种组件的刚性框架。在本公开的实施例中，收割机2302自身包含接合生长塔50且进给其通过机器用于处理的进料机构。在本公开的实施例中，收割机2302在上面及下面(不包含生长位点53的面)上接合生长塔50且可采用与凹槽58a、58b对位的机构相对于收割刀片或其它致动器准确定位生长塔及生长位点53。在所展示的实施方案中，生长塔50经定向使得具有生长位点53的面101水平面向。在本公开的实施例中，收割机2302包含定向于生长塔50的第一面101附近的第一组旋转刀片及生长塔50的相对面101上的第二组旋转刀片。随着生长塔50进给通过收割机2302，从生长位点53延伸的作物被切割或否则移除，其中作物通过仓输送机2304落入到放置于收割机2302下方的仓中。如下文更详细论述，收割机2302可包含分组机构以在生长位点53处将作物分组以便促进收割过程。仓输送机2304可为将空仓运输到收割机站34及从收割机站32输送满仓的u形输送机。在本公开的实施例中，仓可经定大小以承载从单个生长塔50收割的至少一个装载量的作物。在此实施方案中，移动新仓以准备用于被收割的每一生长塔。其它实施方案是可能的。例如，可省略使用仓。在本公开的实施例中，所收割的作物直接落到带走输送机上，带走输送机将作物输送到其它站用于进一步处理。

图23B是实例收割机2302的侧视图。从旋转驱动系统2308延伸的圆形刀片2306安置于经定义用于生长塔50的通道的相对侧上且可操作以收割生长塔50的相对面101上的植物。在本公开的实施例中，圆形刀片2306各自直径6到7英寸且略微重叠，如图23E中展示。在本公开的实施例中，上与下圆形刀片之间的间距是约1/16英寸。在本公开的实施例中，旋转驱动系统2308经安装到线性驱动系统2310以使圆形刀片2306更靠近及更远离生长塔50的相对面101移动以针对不同类型的植物优化切割高度。在本公开的实施例中，每一旋转驱动系统2308具有在生长塔50的生长位点的中心轴处相交的上圆形刀片及下圆形刀片(及相关联电动机)。如图23B说明，收割机2302还可包含随着由刀片2306切割的收割作物掉落而收集其且将其引导到位于机器2302下方的仓中的收集斜槽2330。收割机2302还可包含以恒定速率进给生长塔通过机器2302的进料机构。在本公开的实施例中，进料(及出料)机构包含位于收割机2302的相对端处的驱动轮及电动机组合件2312。每一驱动轮及电动机组合件2312可在底部上包含摩擦驱动辊且在顶部上包含气压致动对准轮以驱动或输送生长塔50通过定义于收割机2302内的通道。用于将塔50进给到移栽机站36中的其它实施方案是可能的。例如，在其它实施方案中，生长塔50的凹槽区58可包含沿着塔的长度延伸的一排齿。在此实施方案中，摩擦驱动辊可由积极接合凹槽区58中的齿的齿轮取代。此实施方案将允许进料及出料机构在生长塔移动通过收割机2302时追踪其位置。

如图23C说明，收割机2302还可包含可操作以在由刀片2306收割之前将作物分组的一或多个分组机构。如图4A中展示，作物(例如绿叶类)可生长超过侧面101且向周围延伸到生长塔50的上及下面(即，包含凹槽58a、58b的面)。如下文论述，收割机2302可包含两级分组机构。第一级或导入分组机构从生长塔50的上及下面移除作物，而第二级或内部分组机构将作物分组用于由刀片2306收割。导入分组机构的目的是最大化进入内部分组机构用于最终收割的植物量。

如图23C及23D展示，在本公开的实施例中，第一级分组机构包含上导入分组器2314a及下导入分组器2314b。导入分组器2314a、2314b中的每一者包含在前缘2315处交会的两个成角度面2316。在所展示的实施方案中，前缘2315在进给通过收割机2302时安置于生长塔50的中心轴(或生长塔在其中行进的通道)之上。在所展示的实施方案中，导入分组器2314a、b还包含相邻于面2316的面2317。面2317通常平行于生长塔50的行进方向运行且延伸到内部分组器2330a、b的边缘，如下文更详细论述。在本公开的实施例中，内部分组器的面2317之间的距离基本上相同于生长塔50的宽度。在所展示的实施方案中，前缘2315也成角度。导入分组器2314a、b经配置以随着生长塔进给通过收割机2302而迫使延伸于生长塔50的上及下面之上的植物远离这些面且远离面的平面，借此将其分组以由下文论述的内部分组机构操作。底部导入分组器2314还可包含斜面2319以使植物朝向内部分组机构斜升(其可因重力而下垂)。

第二级或内部分组机构包含两对分组表面，其中每一对随着生长塔50进给通过收割机2302而在生长塔50的相对侧上操作。图23E是生长塔的进给路径的截面图。如图23E说明，内部分组机构包含用于生长塔50的每一相对侧面的上分组构件2330a及下分组构件2330b。分组构件2330a、b中的每一者具有分组表面2318。图23F是分组构件2330b的透视图。参考分组构件2330b，在毗邻导入分组器2314b的面2317的分组表面2318的端2336处，分组表面基本上平行于面2317。换句话说，分组表面2318依基本上垂直于生长塔50的顶面的定向开始且与面2317基本上连续。如图23E及23F说明，分组表面2318沿着其长度逐渐转变且以其表面平行于生长塔50的顶面(且垂直于其原始定向)的定向结束。在本公开的实施例中，针对表面2318产生的转变及轮廓可大体上对应于在第一端处从平行定向围绕其中点旋转且在第二端处旋转到垂直定向的线。分组构件2330a(及其分组表面2318)基本上镜像分组构件2330b，如图23E中展示。随着生长塔50进给通过收割机2302，分组构件2330a、2330b致使从面101的位点53生长的作物朝向生长塔50的面101的中心汇集。旋转刀片2306随着生长塔进给通过而收割植物，从而致使经收割作物落入到仓中。

在本公开的实施例中，分组构件2330a、b中的每一者由不锈钢机械加工且包含内腔。在一些实施方案中，分组表面2318可包含空气行进通过的孔2334。在本公开的实施例中，压缩空气系统将加压空气供应到分组构件2330a、b的内腔以从分组表面2318产生气流以防止植物粘连。尽管未展示，但孔及压缩空气系统也可经配置以将植物分组。

在本公开的实施例中，驱动机构(例如驱动轮及电动机组合件2312)可用于沿着一或多个输送机(例如1420、1504、2102、2104、2106、2108、2110或2112)或在一或多个塔处理工具(例如收割机32、清洗机34或移栽机36)中移动生长塔50。驱动机构可使用传感器(例如限位开关、光学传感器、光束中断传感器)检测接近生长塔50的存在。在本公开的实施例中，来自光学传感器的信号可用于接合驱动机构以驱动生长塔50的运动。例如，参考图23C，摩擦驱动辊(2313a)可接触生长塔50中的凹槽58a且顶部(2313b)上的气压致动对准轮可移动成与生长塔50中的凹槽58b接触。耦合到摩擦驱动辊2313a的电动机通过在凹槽58a中的生长塔50上施加基于摩擦的力来致使生长塔50运动。基于摩擦的力可通过控制生长塔50与摩擦驱动辊2313a之间的法向力来控制。在本公开的实施例中，法向力基于由气压致动对准轮2313b施加到生长塔50中的凹槽58b的力来控制。

在一些实施例中，摩擦驱动辊2313a可相对于凹槽58a的表面滑移。摩擦驱动辊2313a的滑移可导致关于生长塔50沿着输送机或在塔处理工具内部的转位位置的信息丢失。在一些实施例中，生长塔50的滑移(当由驱动机构驱动时)可通过比较生长塔50的预期运动(例如，基于摩擦驱动辊2313a的转数)与由生长塔50行进的实际距离来检测。由生长塔50行进的距离可通过检测沿着生长塔的运动方向(例如，沿着输送机)定位成彼此间隔已知距离的两个光学传感器之间的生长塔边缘的运动来确定。

在一些实施例中，生长塔50的滑移可通过比较摩擦驱动辊2313a在与生长塔接触时的转数与相同生长塔接触的对准轮2313b的转数来检测。如果摩擦驱动辊2313a及对准轮2313b两者不相对于生长塔50滑移，那么摩擦驱动辊2313a的转数及对准轮2313b的转数可与摩擦驱动辊2313a及对准轮2313b的半径、直径或圆周的比率相关。在一些实施例中，摩擦驱动辊2313a的转数及对准轮2313b的转数可与在考虑由相应辊或轮与生长塔50之间的接触力致使的摩擦驱动辊2313a或对准轮2313b的变形之后摩擦驱动辊2313a圆周与对准轮2313b圆周的比率相关。

在一些实施例中，摩擦驱动辊2313a的转数可基于发送到耦合到摩擦驱动辊的电动机的信号来确定。在一些实施例中，对准轮2313b的转数可通过将磁性标记(例如嵌入于对准轮2313b中的磁性标记、对准轮2313b的轴上的磁性标记)放置于响应于对准轮2313b的运动而移动的组件上及使用感应传感器计数对准轮2313b的转数来确定。在一些实施例中，对准轮2313b的转数可使用耦合到对准轮2313b的光学编码器或耦合到对准轮2313b的组件确定。

在一些实施例中，残渣(例如植物)或水可存在于生长塔50的凹槽58a或58b中。残渣或水可促成生长塔50在驱动机构中滑移。在一些实施例中，滑移可通过引导加压气流从在驱动机构中将接触的区分散水或残渣(例如，在摩擦驱动辊2313a接触区之前将加压气体引导向凹槽58a中的区)来缓解。在一些实施例中，滑移可通过从在驱动机构中将接触的区移除任何残渣来缓解。例如，刷子可用于在摩擦驱动辊2313a之前从凹槽58a移除残渣。

在一些实施例中，生长塔50在由驱动机构驱动时滑移可通过调整摩擦驱动辊2313a或生长塔50上的接触区域之间的摩擦来缓解。在一些实施例中，摩擦驱动辊的摩擦可通过改变辊材料或改变辊材料的硬度计来调整。在一些实施例中，由摩擦驱动辊2313a接触的生长塔上的区域的摩擦可通过改变区域中的生长塔的表面纹理(例如，使表面变粗糙(例如，经由机械或化学磨损))来调整。在一些实施例中，摩擦驱动辊2313a的接触区域可为图案化踏面。在一些实施例中，踏面图案可准许残渣或水移动到踏面间隙区中以增强摩擦驱动辊2313a与生长塔50上的接触区域之间的摩擦接触。

在一些实施例中，生长塔50滑移的检测用于触发一或多个动作。在一些实施例中，生长塔50滑移的检测用作机械卡阻已发生或可通知输送机或塔处理工具的用户(例如，采取校正措施)的指示。在一些实施例中，生长塔50滑移的检测用于关断耦合到摩擦驱动辊2313a的电动机以防止摩擦驱动辊2313a或由生长塔50上的摩擦驱动辊2313a接触的区域磨损。在一些实施例中，生长塔50滑移的检测在数据库中追踪以识别易于滑移的生长塔。

图26展示驱动机构的示范性示意图。驱动机构在箭头方向上将生长塔50从第一位置50A(实线框)移动到第二位置50B(虚线框)。生长塔传感器2611A及2611B分别检测第一位置50A及第二位置50B处生长塔50的存在。传感器2611A、2611B及2611C可为用于检测生长塔50的边缘的光学传感器。传感器2615检测对准轮2613B的旋转。摩擦驱动辊2613A的旋转可基于发送到耦合到摩擦驱动辊的电动机(未展示)的驱动信号来确定。

在一些实施例中，摩擦驱动辊2613A的转数可与对准轮2613B的转数比较以检测滑移。在一些实施例中，可在采取措施之前准许生长塔50与摩擦驱动辊2613A之间少量滑移。在一些实施例中，如果摩擦驱动辊2613A及对准轮2613B的直径相同，那么滑移检测信号可在摩擦驱动辊2613A的转数与对准轮2613B的转数相差超过某阈值百分比(例如1％、5％、10％或更多)时或在摩擦驱动辊2613A的转数与对准轮2613B的转数相差超过某阈值量(例如摩擦驱动辊2613A的1/4转、1/2转、1转或更多)时触发。如果摩擦驱动辊2613A及对准轮2613B的半径/直径/圆周不同，那么滑移检测信号可通过比较半径/直径/圆周定标转数来触发。例如，如果摩擦驱动辊2613A具有对准轮2613B的直径的两倍，那么摩擦驱动辊2613A的转数可相当于对准轮2613B的转数的两倍。

在一些实施例中，滑移可在由接触生长塔50的摩擦驱动辊2613A的圆周上的点行进的距离(基于摩擦驱动辊2613A的转数)不同于由生长塔50行进的测量距离时检测到。由摩擦驱动辊2613A的圆周上的点行进的距离可表示由驱动机构的操作者命令的生长塔50的期望行进距离。例如，假设没有滑移，如果摩擦驱动辊2613A的5转对应于生长塔50从生长塔传感器2611A的位置(其中生长塔50的边缘在50A)到生长塔传感器2611B的位置(其中生长塔50的边缘在50B)的运动，那么滑移可在摩擦驱动辊2613A转动多于5转以将生长塔50从生长塔传感器2611A的位置移动到生长塔传感器2611B的位置时被推断。在一些实施例中，滑移检测信号可在摩擦驱动辊2613A转动超过高于预期5转的某阈值百分比(例如1％、5％、10％或更多)时或在摩擦驱动辊2613A转动超过高于预期5转的某阈值量(例如1/4转、1/2转、1转或更多)时触发。

在一些实施例中，基于来自传感器2611C的信号指示生长塔50存在的信号可触发驱动机构接合及激活(例如摩擦驱动辊2613A及对准轮2613B接合及激活)以移动生长塔50。在一些实施例中，摩擦驱动辊2613A及对准轮2613B可垂直移动用于接合(例如，使其与一或多个生长塔表面接触)。在一些实施例中，来自传感器2611C的信号可触发耦合到摩擦驱动辊2613A的电动机以开始转动摩擦驱动辊2613A。在一些实施例中，一旦来自传感器2611A的信号指示生长塔50存在于驱动机构中，则摩擦驱动辊2613A及对准轮2613B的旋转可经比较以产生滑移检测信号。在一些实施例中，生长塔50从位置50A(基于来自传感器2611A的信号)到位置50B(基于来自传感器2611B的信号)的运动可与摩擦驱动辊2613A的旋转比较以产生滑移检测信号。在一些实施例中，滑移检测信号可触发另一动作。在一些实施例中，经触发动作可为以下中的一或多者：(1)停止驱动机构；(2)脱离驱动机构(例如，使摩擦驱动辊2613A或对准轮2613B不与生长塔50接触)；(3)警示输送机或塔处理工具的用户；或(4)记录与驱动机构中的生长塔50相关联的ID及与检测到的滑移相关的信息(例如，将滑移记录为百分比、距离或转数)。

总之，滑移可以各种方式检测。一般来说，本公开的实施例的输送系统比较期望生长塔50在输送方向上的运动或位置的表示与测量生长塔50运动或位置的表示。例如，期望生长塔50运动或位置可表示如下：期望行进距离(例如，由操作者命令)，其可例如为由摩擦驱动辊2613A的圆周上的点行进的期望距离或生长塔50的边缘的期望行进距离；或生长塔50的期望速度，例如针对生长塔50的边缘或基于摩擦驱动辊2613A的期望旋转速率的期望速度。

测量生长塔50运动或位置可表示如下：测量行进距离，其可例如为由对准轮2613B的圆周上的点行进的测量距离或生长塔50的边缘的测量行进距离；或生长塔50的测量速度，例如针对生长塔50的边缘或基于对准轮2613B的测量旋转速率的测量速度。

其它实施方案是可能的。例如，收割机2302可经配置使得生长塔50的面101在定位于收割机中时垂直定向。在其它实施方案中，收割机2302可经配置使得生长塔50在收割操作期间垂直定向。另外，虽然上述实施例涉及具有移动生长塔的固定收割机机构，但其它实施例可涉及移动收割机机构及固定生长塔。在此实施方案中，分组机构及收割刀片可相对于固定塔面移动。此外，虽然上述系统涉及在相对侧面处具有生长位点的生长塔，但收割机的实施方案可经配置以与在仅单个面上具有生长位点的生长塔或其它生长结构一起操作。

前述内容公开其中生长塔50在进入进入点且离开退出点的单个方向上进给通过收割机2302的收割系统。其它实施方案是可能的。例如，进料及出料机构可经控制以在第一方向上驱动生长塔50用于收割，如上文论述。接着，控制器可致使收割刀片2306缩回且致使进料及出料机构2312在相反方向上驱动生长塔50反向通过收割机2302。在此实施方案中，第二收集机构可安置于与进入点相对的收割机2302的退出点处以随着经收割生长塔50反向输送通过收割机站2302而收集及/或保护剩余植物茎及其它植物。

图27A及27B说明根据本公开的实施例的处于关闭及打开位置的塔驱动单元(“TDU”)2700。TDU框架2702支撑驱动元件2704及对准元件2706。驱动元件2704可由一或多个电动机驱动以输送生长塔50通过TDU 2700。根据本公开的实施例，输送机1420、1504、2102、2104、2106、2108、2110或2112中的任何者可使用TDU 2700或使用带式输送机、辊式输送机或另一输送机构实施。

如所展示，驱动元件2704及对准元件2706可各自包括两个或更多个轮。如所展示，两个对准轮2706可旋转地安装到安装板2707上。一般来说，对准元件2706可采用例如旋转或静态但允许生长塔以驱动元件2704与对准元件2706之间的低摩擦滑动的一或多个元件的形式。例如，对准元件可包括一或多个辊、一或多个轮、经设计以允许生长塔50抵靠对准元件2706滑动的线性轴承元件(例如普通轴承元件)、传送带、踏面、经设计以与生长塔50的相对表面上的互补齿啮合的一或多个齿轮或对植物支撑结构具有比驱动元件对植物支撑结构的摩擦系数更小的摩擦系数的固定材料。根据本公开的实施例，对准元件2706可包括塑料材料，例如热塑性材料，例如

驱动元件可例如包括一或多个辊、一或多个轮、传送带、踏面、线性致动器或经设计以与生长塔50的相对表面上的互补齿啮合的一或多个齿轮。线性致动器(例如螺线管、气压或液压活塞)可例如推拉生长塔50。根据本公开的实施例，线性致动器可通过其钩52抓住塔50且在行进方向上拉其。驱动元件2704可经涂覆有具有相对较高摩擦系数的材料或由所述材料制成，例如具有大于1的动摩擦系数的聚氨酯。

TDU框架可包含经由铰接元件2710可铰接地附接到框架2702的剩余部分(框架的剩余部分在本文中称为“基部”)的上子框架2708。铰接元件2710可包括与上子框架2708整体耦合的销或杆，其中销或杆的端可旋转地装配到框架2702的基部的构件中的孔中。

例如气压或液压活塞的致动器2712耦合到基部及上子框架2708。如图27A中展示，TDU 2700处于关闭位置，其中致动器2712处于延伸位置。如图27B中展示，TDU 2700处于打开位置，其中致动器2712处于缩回位置。致动器2712的位置可由控制器控制。

根据本公开的实施例，在处理期间的不同点，生长塔50例如由机械臂搁置于水平位置上且进行输送。根据一些输送方法，对准轮及驱动轮呈彼此固定关系。在所述方法中，塔50沿着输送轴侧向插入于上轮与下轮之间。固定辊在输送通过其的塔的前缘及后缘上施加比塔体的剩余部分上更多的力。这些边缘力导致边缘在塔插入且多次输送之后损坏。

根据本公开的实施例的可调接取塔驱动单元(例如图27A到C中展示的塔驱动单元)防止本文中别处论述的固定接取TDU遇到的边缘损坏问题。例如，机械臂可沿着输送轴插入生长塔，其中对准元件2706处于升高打开位置，使得对准元件2706不在生长塔的前缘上施加力。控制器可致动驱动元件2704输送生长塔。在生长塔的前缘通过对准元件2706的位置之后，控制器可致使致动器2712将对准元件2706降低到生长塔的主体上，借此避免对准元件2706与生长塔的前缘之间接触。

不是沿着输送轴插入生长塔，可调接取TDU 2700实现关于生长塔插入到TDU中的角度的更多自由度。例如，当对准元件2706处于打开位置时，控制器可指示机械臂在法向于TDU的面的方向上插入生长塔。塔可经搁置使得前缘不会在TDU处于关闭位置时承受对准元件2706的力，借此防止塔边缘损坏。在生长塔搁置于驱动元件2704上之后，控制器可致使致动器2712延伸以移动对准元件2706静置于搁置塔的顶部上。

根据本公开的实施例，控制器可致使致动器2712不仅使对准元件2706能够静置于搁置塔的顶部上，而且对对准元件2706施加力以迫使生长塔抵靠驱动元件2704以增加摩擦。

在图27A及27B中展示的实施例中，TDU面是由驱动轮2704的圆形区域定义的平面，且法向于面的方向将对应于驱动轮2704的轴2714的方向。根据本公开的实施例，塔50经插入使得塔50的纵向凹槽(例如58a及58b)与驱动元件2704及对准元件2706对准，使得所述元件的外圆周部分装配到凹槽中。

图27C是处于关闭位置的TDU 2700的侧视图，其中对准元件2706静置于搁置生长塔50上。在此实例中，植物从塔50的侧侧向长出。在此实施例中，TDU 2700经配置(包含设定大小)使得TDU的部分不接触植物。植物生长区由排除量2720表示。此设定大小的TDU可用于将承载植物的生长塔50引入到收割机站32中。作为实例，针对例如羽衣甘蓝的植物，排除量可具有225mm的悬挂宽度“W”及350mm的悬挂高度“H”。

根据本公开的实施例，安装板2707包含安装板2707可围绕其旋转的枢轴2709。枢轴2709使对准轮2706能够自调整，使得其与塔50主体接触，即使塔没有完全水平安置(例如，在插入到TDU 2700中之后)或塔50主体改变厚度。

根据本公开的实施例，通过从安装板2707的水平重心偏移枢轴2709(例如，更多偏向一侧而非另一侧)，重力将使一个对准轮2706比另一对准轮下拉更多，从而导致安装板2707的角偏差。例如，对准轮2706可经偏置以在对应驱动轮2704与最靠近由TDU 2700接收的塔50的前缘的对准轮2706之间产生更大标称距离。此将减小在接收之后损坏塔50的前缘的机会。

图27D说明相对于图27A、B及C的TDU 2700具有一些变化的TDU 2700。图27D说明支撑件2754，在此以倒“T”形式展示。对准轮2706可旋转地耦合到支撑件2754。支撑件2754本身经由枢轴2709a可旋转地耦合到安装板2707a。安装板2707a包含限位挡块2750。杆或类似构件2752从枢轴2709突出，例如，从枢轴2709a的相对侧径向突出。挡块2750与构件2752的相互作用限制围绕支撑件2754的枢轴2709a的旋转行进。挡块2750与构件2752的对应端突起之间的空间越大，可允许旋转行进越大。此布置的一个优点是其防止对准轮2706围绕枢轴2709旋转非期望量，例如90度。

根据本公开的实施例，TDU 2700可采用关于本公开的其它实施例(例如，关于图26)描述的滑移检测。基于检测到的滑移，控制器可致使TDU 2700采取一或多个动作，例如本文中别处描述的动作，例如(但不限于)：(1)停止驱动元件2704的输送运动(例如，停止驱动轮2704旋转)；(2)脱离TDU 2700(例如，使驱动元件2704或对准元件2706不与生长塔50接触)；(3)警示TDU 2700的用户；或(4)记录与TDU 2700中的生长塔50相关联的ID及与检测到的滑移相关的信息(例如，将滑移记录为百分比、距离或转数)。

在收割之后，塔50不再具有从其侧延伸的植物。因此，不适应排除量的较小设定的TDU可用于在收割机站32出料时输送塔、将经收割塔引入到清洗站34、从清洗站34移除塔及将塔引入到移栽机站36。作为实例，图28说明塔50由TDU 2700输送通过清洗站34的多个塔清洗模块2802。在此输送阶段，塔50静置于两个TDU 2700上。应注意，本公开的实施例的TDU是独立的。其无需固定附接到收割机或清洗站或任何其它处理站上，而是可根据需要四处移动。

在移栽机站36处将幼苗移栽到塔中之后，幼苗仅占据塔体外部的小区，从而需要比TDU将具有成熟植物的塔输送到收割机站32中小得多的排除量。因此，可采用设定为比用于将塔输送到收割机站32更小的TDU。塔驱动单元2700中类似于传感器2611A及2611B的生长塔传感器可随着生长塔50接近或输送通过TDU 2700而检测到其存在。特定来说，传感器可为用于检测生长塔50的前缘及后缘或塔体在法向于驱动元件2704的面的方向上接近的光学传感器。在实施例中，传感器可沿着生长塔50将遵循其来引入到TDU 2700中的预期路径放置于TDU 2700附近的任何位置。

在实施例中，响应于从一或多个传感器接收指示生长塔50接近的信号，控制器可在TDU 2700未因先前输送操作而处于打开位置时触发致动器2712通过移动对准元件2706远离驱动元件2704来打开TDU 2700。在由一或多个传感器检测到生长塔50已静置于驱动元件2704上之后，控制器可将TDU 2700移动到关闭位置中，使得对准元件2706与生长塔50的最上表面(例如，当生长塔50处于水平位置时面向上的塔侧表面)接触，借此接合对准元件2706及驱动元件2704与生长塔50。在接合生长塔之后，控制器可激活耦合到驱动元件2704的电动机或其它致动器转动驱动元件2704且输送生长塔50通过TDU 2700。

本公开的实施例的TDU 2700的一个优点是TDU 2700的仅几个元件(例如驱动元件2704)与植物材料接触。许多元件(例如子框架2708)可由植物材料及水易于从其滑移的平滑管件形成。TDU 2700还最小化植物材料及水可收集于其上的水平表面的数目。根据本公开的实施例，TDU 2700可为“原位清洁”式系统，其中清洗流体、水或空气(或其组合)的喷嘴指向轮及轴件(仅植物接触表面)，使得其可自动清洗。

上文论述的一或多个控制器(本文中又称为一或多个控制系统)(例如用于中央处理系统30或其个别站的一或多个控制器)可实施如下。图25说明根据本公开的实施例的可用于执行存储于非暂时性计算机可读媒体(例如存储器)中的程序代码的计算机系统800的实例。计算机系统包含输入/输出子系统802，其可用于取决于应用与人类用户或其它计算机系统介接。I/O子系统802可包含例如键盘、鼠标、图形用户界面、触摸屏或用于输入的其它界面及例如LED或其它平面屏幕显示器或用于输出的其它界面，包含应用程序界面(API)。本公开的实施例的其它元件(例如控制器)可用与计算机系统800类似的计算机系统实施。

程序代码可经存储于非暂时性媒体中，例如辅助存储器810或主存储器808或两者中的持久性存储装置。主存储器808可包含例如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器或例如只读存储器(ROM)的非易失性存储器及用于更快存取指令及数据的不同级别的高速缓冲存储器。辅助存储器可包含例如固态驱动、硬盘驱动或光盘的持久性存储装置。一或多个处理器804从一或多个非暂时性媒体读取程序代码且执行代码以使计算机系统能够完成由本文中的实施例执行的方法。所属领域的技术人员将理解，处理器可获取源代码且将源代码解译或编译成在处理器804的硬件门级可理解的机器代码。处理器804可包含用于处置计算密集型任务的图形处理单元(GPU)。

处理器804可经由一或多个通信接口(例如网络接口卡、WiFi收发器等)与外部网络通信。总线805可通信地耦合I/O子系统802、处理器804、外围装置806、通信接口、存储器808及持久性存储装置810。本公开的实施例不限于此代表性架构。替代实施例可采用不同布置及类型的组件，例如用于输入-输出组件及存储器子系统的单独总线。

所属领域的技术人员将理解，本公开的实施例的一些或所有元件及其伴随操作可由包含与计算机系统800的处理器及存储器系统类似的一或多个处理器及一或多个存储器系统的一或多个计算机系统完全或部分实施。特定来说，本文中描述的自动系统或装置的元件可为计算机实施的。一些元件及功能可本地实施且其它元件及功能可通过不同服务器在网络上以分布式方式实施，例如，例如以客户端-服务器方式。

尽管本公开可能未明确公开本文中描述的一些实施例或特征可与本文中描述的其它实施例或特征组合，但本公开应被解读为描述所属领域一般技术人员将可实践的任何此类组合。除非本文中另有指示，否则术语“包含”应意味着“包含(但不限于)”且术语“或”应以“及/或”的方式意味着非排他性“或”。

所属领域的技术人员将认识到，在一些实施例中，本文中描述的一些操作可通过人工实施或通过自动及手动方式的组合来执行。当操作不是完全自动时，本公开的实施例的适当组件可例如接收操作的人工执行的结果，而非通过其自身操作能力来产生结果。

本文中引用的所有参考文献(包含(但不限于)论文、公开案、专利、专利公开案及专利申请案)以其全文引用方式并入用于所有目的，只是任何此参考文献的任何部分在以下情况下不以引用方式并入本文中：(1)与本文中明确描述的本公开的实施例不一致；(2)限制本文中描述的任何实施例的范围；或(3)限制本文中陈述的任何权利要求的任何项目的范围。本文中引用提及的任何参考文献、论文、公开案、专利、专利公开案或专利申请案不能且不应被视为承认或以任何形式暗示其构成有效现有技术或形成世界上任何国家的普遍常识的部分或公开基本事项。

已仅以举例而非限制方式参考特定实施例详细说明及描述本发明的若干特征及方面。所属领域的技术人员将了解，所公开实施例的替代实施方案及各种修改在本公开的范围及考量内。因此，本发明希望被视为仅受权利要求书的范围限制。

在所附权利要求书中，陈述“以权利要求x开始的前述权利要求中任一权利要求”的权利要求n应指代以权利要求x开始且以前一权利要求(权利要求n-1)结束的权利要求中的任一者。例如，陈述“以权利要求28开始的前述权利要求中任一权利要求的系统”的权利要求35是指权利要求28到34中任一权利要求的系统。

本公开的选定实施例

1.一种收割机，其包括

一或多个收割机构；

进料机构，其经配置以沿着一通道将生长结构输送到所述一或多个收割机构，其中所述生长结构具有其上包含一或多个生长位点的第一面及从所述第一面的相对侧延伸的第二及第三面；

分组组合件，其包括安置于所述通道的相对侧上的第一及第二分组构件，其中所述第一分组及第二分组构件各自包括其中定义的分组表面，其中所述分组表面经配置以随着生长位点沿着所述第一及第二分组构件通过而迫使从所述生长位点延伸的作物汇集；

其中所述分组表面具有第一端及第二端，其中所述分组表面在所述第一端处基本上平行于所述第一面延伸，其中所述分组表面在所述第二端处基本上垂直于所述第一面延伸，其中所述分组表面从所述第一端过渡到所述第二端。

2.根据实施例1所述的收割机，其进一步包括导入分组机构，所述导入分组机构包括当位于所述通道中时安置于所述生长结构的所述第二面之上的第一斜面构件及当位于所述通道中时安置于所述生长结构的所述第三面之上的第二斜面构件，其中所述第一斜面构件终止于所述第一分组构件的所述分组表面的所述第一端且其中所述第二斜面构件终止于所述第二分组构件的所述分组表面的所述第一端。

3.根据实施例1所述的收割机，其中每一分组表面包含其中定义的多个气孔，且其中所述收割机进一步包括用于将空气递送到每一分组构件的压缩空气系统。

4.一种用于处理生长塔的收割机，其中所述生长塔在其相对面上包含生长位点，所述收割机包括：

进料机构，其可操作以沿着一通道输送所述生长塔，其中所述生长塔的所述相对面水平定向；

上导入特征，其安置于所述通道之上，其中所述上导入特征包括在前缘处交会的第一及第二斜面，其中所述前缘基本上安置于所述通道的中心轴之上；

下导入特征，其安置于所述通道下方，其中所述上导入特征包括在前缘处交会的第一及第二斜面，其中所述前缘基本上安置于所述通道的所述中心轴下方；

第一侧分组机构，其包括安置于所述通道的相对上及下侧上的第一及第二分组构件，其中所述第一分组及第二分组构件各自包括其中定义的分组表面，其中所述分组表面经配置以随着生长位点沿着所述第一及第二分组构件通过而迫使从所述生长位点延伸的作物汇集；

其中所述上导入特征的第一侧终止于所述第一分组构件的所述分组表面的第一端且其中所述下导入特征的第一侧终止于所述第二分组构件的所述分组表面的所述第一端；

第二侧分组机构，其跨所述通道与所述第一侧分组构件相对安置且包括安置于所述通道的相对上及下侧上的第三及第四分组构件，其中所述第三及第四分组构件各自包括其中定义的分组表面，其中所述分组表面经配置以随着生长位点沿着所述第三及第四分组构件通过而迫使从所述生长位点延伸的作物汇集；

其中所述上导入特征的第二侧终止于所述第三分组构件的所述分组表面的第一端且其中所述下导入特征的第二侧终止于所述第四分组构件的所述分组表面的所述第一端；及

收割机构，其沿着所述通道相邻于所述第一及第二侧分组机构安置。

5.根据实施例4所述的收割机，其中所述第一、第二、第三及第四分组构件中的每一者的所述分组表面具有第一端及第二端，其中所述分组表面在所述第一端处基本上平行于所述第一面延伸，其中所述分组表面在所述第二端处基本上垂直于所述第一面延伸，其中所述分组表面从所述第一端过渡到所述第二端。

6.根据实施例4所述的收割机，其进一步包括安置于所述通道中在所述收割机构之后的出料机构。

7.根据实施例4所述的收割机，其中所述进料机构包括安置于所述通道的一侧上的气压辊及安置于所述通道的相对侧上的驱动轮。

8.根据实施例7所述的收割机，其中所述生长塔进一步包括沿着其上及下面延伸的凹槽，且其中所述气压辊及所述驱动轮经配置以接合所述生长塔的所述相应凹槽。

9.根据实施例4所述的收割机，其中所述下导入特征进一步包括沿着所述通道向上成角度的斜面。

10.根据实施例4所述的收割机，其中所述上导入特征进一步包括与所述第一斜面连续且平行于所述通道延伸的第三面及与所述第二斜面连续且平行于所述通道延伸的第四面。

11.根据实施例10所述的收割机，其中所述下导入特征进一步包括与所述第一斜面连续且平行于所述通道延伸的第三面及与所述第二斜面连续且平行于所述通道延伸的第四面。

12.根据实施例4所述的收割机，其中每一分组表面包含其中定义的多个气孔，且其中所述收割机进一步包括用于将空气递送到每一分组构件的压缩空气系统。

13.根据实施例4所述的收割机，其中所述收割机构包括安置于所述通道的第一侧面上的一或多个旋转刀片及安置于所述通道的第二相对侧面上的一或多个旋转刀片。

14.根据实施例4所述的收割机，其进一步包括安置于所述收割机构下方的斜槽。

15.根据实施例1到3中任一实施例所述的收割机，其中所述进料机构进一步包括经配置以检测所述生长结构沿着所述通道的运动的一或多个传感器，且所述收割机进一步包括可操作以至少部分基于来自所述一或多个传感器中的至少一者的信号来检测所述生长结构的滑移的生长结构输送系统。

16.根据实施例4到14中任一实施例所述的收割机，其中所述进料机构进一步包括经配置以检测所述生长塔沿着所述通道的运动的一或多个传感器，且所述收割机进一步包括可操作以至少部分基于来自所述一或多个传感器中的至少一者的信号来检测所述生长塔的滑移的生长塔输送系统。

17.一种用于控制生长塔沿着一通道的输送的系统，所述系统包括：

驱动机构，其包括经配置以沿着所述通道移动所述生长塔的致动器；

传感器，其经配置以检测所述生长塔的位置或运动；

一或多个处理器；及

存储器，其耦合到所述一或多个处理器且存储在由所述一或多个处理器中的至少一者执行时致使执行以下的指令：

提供致使所述致动器使所述生长塔沿着所述通道移动目标距离的信息；

响应于所述提供信息而确定所述生长塔沿着所述通道移动的第一距离，其中所述第一距离至少部分基于来自所述传感器的信号；及

至少部分基于比较所述目标距离与所述第一距离来产生滑移检测信号。

18.根据实施例17所述的系统，其中所述滑移检测信号触发一动作。

19.根据实施例18所述的系统，其中所述动作包括警示所述系统的用户。

20.根据实施例18或19中任一实施例所述的系统，其中所述动作包括停止通过所述致动器移动所述生长塔。

21.根据实施例18到20中任一实施例所述的系统，其中所述动作包括存储与所述生长塔相关的信息。

22.根据实施例18到21中任一实施例所述的系统，其中所述致动器包括耦合到电动机的摩擦驱动辊辊。

23.根据实施例18到21中任一实施例所述的系统，其中所述致动器是线性致动器。

Claims (26)

1.一种用于在受控农业环境中操作一或多个驱动单元的方法，所述方法包括：

(a)针对所述一或多个驱动单元中的每一者，增大对准元件与驱动元件之间的距离；

(b)接收植物支撑结构，其经非垂直定向使得所述植物支撑结构静置于所述一或多个驱动单元中的每一者的所述驱动元件或所述对准元件上；及

(c)针对所述一或多个驱动单元中的每一者，减小所述对准元件与所述驱动元件之间的所述距离，使得所述对准元件或所述驱动元件静置于所述植物支撑结构上。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括针对所述一或多个驱动单元中的每一者，驱动所述驱动元件输送所述植物支撑结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物支撑结构包括生长塔。

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述植物支撑结构包含静置于所述驱动元件或所述对准元件上的凹槽。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中减小所述距离响应于感测到在所述驱动单元中存在所述植物支撑结构而执行。

6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括分别经由所述对准元件或所述驱动元件施加一力以迫使所述植物支撑结构抵靠所述驱动元件或所述对准元件。

7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中：

a.所述对准元件包括一或多个辊、一或多个轮、线性轴承元件、传送带、踏面、一或多个齿轮或对所述植物支撑结构具有比所述驱动元件对所述植物支撑结构的摩擦系数更小的摩擦系数的固定材料；且

b.所述驱动元件包括一或多个辊、一或多个轮、传送带、踏面、线性致动器或一或多个齿轮。

8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括至少部分基于所述植物支撑机构的测量位置或运动与所述植物支撑结构的期望位置或运动的比较来产生滑移检测信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括至少部分基于所述滑移检测信号触发一动作。

10.一种受控农业环境中的驱动单元，所述驱动单元包括：

(a)对准元件；

(b)驱动元件；及

(c)致动器，其用于调整所述对准元件与所述驱动元件之间的距离，

其中所述致动器可操作以增大所述距离以能够接收植物支撑结构及减小所述距离以致使所述对准元件及所述驱动元件接触所述植物支撑结构的相对侧。

11.根据权利要求10所述的驱动单元，其进一步包括用于驱动所述驱动元件输送所述植物支撑结构的第二致动器。

12.根据以权利要求10开始的前述权利要求中任一权利要求所述的驱动单元，其中所述植物支撑结构包括生长塔。

13.根据以权利要求10开始的前述权利要求中任一权利要求所述的驱动单元，其中所述植物支撑结构包含静置于所述驱动元件或所述对准元件上的凹槽。

14.根据以权利要求10开始的前述权利要求中任一权利要求所述的驱动单元，其中所述致动器可操作以响应于一或多个传感器感测到在所述驱动单元中存在所述植物支撑结构而减小所述距离。

15.根据以权利要求10开始的前述权利要求中任一权利要求所述的驱动单元，其中所述致动器可操作以分别经由所述对准元件或所述驱动元件施加一力以迫使所述植物支撑结构抵靠所述驱动元件或所述对准元件。

16.根据以权利要求10开始的前述权利要求中任一权利要求所述的驱动单元，其中：

a.所述对准元件包括一或多个辊、一或多个轮、线性轴承元件、传送带、踏面、一或多个齿轮或对所述植物支撑结构具有比所述驱动元件对所述植物支撑结构的摩擦系数更小的摩擦系数的固定材料；且

b.所述驱动元件包括一或多个辊、一或多个轮、传送带、踏面、线性致动器或一或多个齿轮。

17.根据以权利要求10开始的前述权利要求中任一权利要求所述的驱动单元，其进一步包括：

a.一或多个传感器；

b.一或多个存储器，其存储指令；及

c.一或多个处理器，其耦合到所述一或多个存储器，所述一或多个处理器执行所述指令以致使执行：

i.命令所述驱动元件实现所述植物支撑结构的期望位置或运动；

ii.确定所述植物支撑结构的测量位置或运动，其中所述测量位置或运动至少部分基于来自所述一或多个传感器的信号；及

iii.至少部分基于比较所述测量位置或运动与所述期望位置或运动来产生滑移检测信号。

18.一种用于控制植物支撑结构的输送的系统，所述系统包括：

驱动机构，其包括经配置以沿着输送方向移动所述植物支撑结构的致动器；

一或多个传感器；其经配置以检测所述植物支撑结构的位置或运动；

一或多个存储器，其存储指令；及

一或多个处理器，其耦合到所述一或多个存储器，所述一或多个处理器执行所述指令以致使执行：

命令所述致动器实现所述植物支撑结构沿着所述输送方向的期望位置或运动；

确定所述植物支撑结构的测量位置或运动，其中所述测量位置或运动至少部分基于来自所述一或多个传感器的信号；及

至少部分基于比较所述测量位置或运动与所述期望位置或运动来产生滑移检测信号。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述滑移检测信号触发一动作。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述动作包括警示所述系统的用户。

21.根据权利要求19或20中任一权利要求所述的系统，其中所述动作包括停止通过所述致动器移动所述植物支撑结构。

22.根据权利要求19到21中任一权利要求所述的系统，其中所述动作包括存储与所述植物支撑结构相关的信息。

23.根据以权利要求18开始的前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述致动器包括耦合到电动机的摩擦驱动辊辊。

24.根据以权利要求18开始的前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述致动器是线性致动器。

25.一种用于控制植物支撑结构的输送的方法，所述方法包括：

使用致动器沿着输送方向移动所述植物支撑结构；

命令所述致动器实现所述生长塔沿着所述输送方向的期望位置或运动；

确定所述生长塔沿着所述输送方向的测量位置或运动；及

至少部分基于比较所述测量位置或运动与所述期望位置或运动来产生滑移检测信号。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述滑移检测信号触发一动作。

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