CN114980728A - 用于水生植物收割的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于水生植物处理的系统，该系统包括：收割机，该收割机包括喷嘴组件和可选的泵组件；以及运输子系统。另外或替代地，该系统可以包括以下任何一者或全部和/或与以下任何一者或全部相连接：管道、收集组件、控制子系统、传感器子系统、池塘和/或任何其他合适的部件。一种用于收割的方法包括在一组一个或更多个操作模式下操作收割系统。

Description

用于水生植物收割的系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年12月02日提交的美国临时申请第62/942,691号、2020年04月09日提交的美国临时申请第63/007,832号和2020年04月10日提交的美国临时申请第63/008,501号的权益，这些美国临时申请中的每一个通过该引用以其整体并入。
技术领域
本发明总体上涉及农业领域，并且更具体地涉及农业领域中用于水生植物收割的新的且有用的系统和方法。
背景
许多类型的水生植物营养很丰富，并因此对于在不同的应用中使用可能非常有价值，比如为动物(例如牲畜)和/或人类提供富含蛋白质的食物来源。然而，水生植物的生长、收割和合适的维护通常是非常具有挑战性的。例如，许多水生植物对它们的环境很敏感，并因此需要高度控制的生长环境。此外，它们的水生生长环境的性质使得难以移除和收割这些植物，因为水生环境常规上较难接近，更容易发生变化，并且通常比基于陆地的生长环境更敏感。因此，通过常规农业技术对水生植物的种植是服务不足的，因此，需要高度人工的过程，这些过程成本高昂且不太理想。
发明人已经发现了一种用于收割水生植物的新的且有用的系统和方法。
附图简述
图1是用于水生植物收割的系统的示意图。
图2是用于水生植物收割的方法的示意图。
图3描绘了水生植物收割系统的变型。
图4描绘了水生植物收割系统的变型。
图5-图13描绘了喷嘴轮廓(profile)的示意性变型。
图14A-图14B描绘了运输子系统的示例。
图15A-图15B描绘了喷嘴及其相对于池塘表面的可选布置的示例。
图16A-图16C描绘了喷嘴的示例。
图17描绘了系统的变型。
图18描绘了系统的变型。
图19描绘了与多个池塘相连接的系统的变型。
图20描绘了系统的变型。
图21描绘了系统的变型。
图22描绘了喷嘴的上部轮廓的示意性变型。
图23A-图23D描绘了喷嘴轮廓的示意性变型。
图24A-图24F描绘了池塘横截面的示意性变型。
优选实施方案的描述
本发明的优选实施方案的以下描述并不意图将本发明限于这些优选实施方案，而是为了使本领域中的任何技术人员都能够制造和使用本发明。
1.概述
如图1所示，用于水生植物收割的系统100包括收割机110，收割机110包括喷嘴组件120和可选的泵组件130；以及运输子系统140。另外或替代地，系统100可以包括以下任何一者或全部和/或与以下任何一者或全部相连接：管道145、收集组件150、控制子系统160、传感器子系统170、池塘和/或任何其他合适的部件。
可以根据方法200中的任何或全部步骤来执行系统100。另外或替代地，系统100可以用任何其他合适的方法来实现。
如图2所示，用于收割的方法200包括在一组一个或更多个操作模式下操作收割系统100，其中该组操作模式至少包括收割操作模式。另外或替代地，可以根据任何其他合适的模式和/或执行任何其他合适的过程来执行方法200。
方法200优选地用如上所述的系统100执行，但是可以另外或替代地用任何合适的系统执行。
2.益处
用于收割的系统和方法可以赋予优于当前系统和方法几个益处。
在第一组变型中，该系统和/或方法赋予有效地且自动地收割植物(例如，水生植物)的益处，该系统和/或方法可用于各种应用中。在具体示例中，该系统和方法用于生产农产品，比如但不限于以下任何一者或全部：动物饲料、生物肥料和/或供人类食用的蛋白质。
在第二组变型中，除了上述变型以外或替代上述变型，该系统和/或方法赋予维持生长环境中植物的最佳密度的益处，使得可以容易地、自动地和频繁地产生高产量收割。在第一组具体示例中，水生植物的密度(例如，视为池塘的包含漂浮水生植物的表面覆盖)被维持在一组密度阈值内(例如，高于紧接在收割之后的最小阈值，低于在收割之前和/或在收割之间的最大阈值等)，从而维持最佳生长环境，并且可以以预定频率(例如，每两天、每天，取决于植物的生长周期等)执行收割。在第二组具体示例中，除了第一示例以外或替代第一示例，该系统和方法使池塘内的特定区域能够被单独地/独立地收割和/或以其他方式处理(例如，基质的分配)，使得池塘得到最佳维护。
在第三组变型中，除了上述变型之外或替代上述变型，该系统和/或方法赋予优化植物的收集的益处，该益处可包括例如以下任何一者或全部：最大限度地提高所收集的植物的体积；使得能够在收割期间收集整个的完好无损的植物；优化收集在喷嘴中的植物与之后留下的植物的比例和/或密度；优化收集的植物与剩余植物分离的方式(例如，最大限度地减少对剩余植物的损害)；实现池塘液体的最佳流动性质(例如，最大限度地减少湍流，产生水流的方向性，以使剩余的植物填充由移除的植物产生的新空缺区域等)；使喷嘴能够被调节到(例如，连续地调节到)相对于池塘表面的最佳高度；和/或在收割和/或其他操作模式期间实现任何其他结果。在具体示例中，例如，收割机的喷嘴组件配置有特定的入口尺寸和可选的上部部分和下部部分(例如，如下所述)，以最小化收集期间植物撕裂的发生。在另外的或替代的具体示例中，该系统优化(例如，增加)收割效率(例如，每千焦耳[kJ]的消耗的能量所移除的以千克[kg]计的植物材料)，该收割效率部分地由收割流中的植物:空气:水的比率决定，该比率可以由以下任何一者或全部决定：喷嘴几何形状(例如，截头圆锥形收集)和高度、喷嘴降低到水体中的z高度、和/或如下所述的任何其他特征。
在第四组变型中，除了上述变型之外或替代上述变型，该系统和/或方法赋予生产水生植物产品(例如，作物产品、高营养作物、动物饲料等)的益处，该水生植物产品具有以下特性中的任何一种或全部：价格合理、有机、具有一致的营养概况、超高产、新颖、营养丰富以及资源使用要求低。在具体的示例中，这些特性中的任何一种或全部特性通过以下任何一者或全部来实现：模块化和可扩展的收割、自动化和智能的收割、以及精确控制的生长和/或收割条件(例如，利用与控制子系统通信的传感器子系统)。
在第五组变型中，除了上述变型之外或替代上述变型，该系统和/或方法赋予实现模块化和可定制的收割体系结构的益处。在具体的示例中，收割系统可以被构建用于以下任何一者或全部和/或适于以下任何一者或全部：人造生长环境(例如，池塘)、自然产生的生长环境、多个池塘(例如，其中系统可以在这些池塘中和这些池塘之间移动)和/或任何其他生长环境。
另外或替代地，该系统和方法可以赋予任何其他益处。
3.系统100
系统100包括：收割机110，收割机110包括喷嘴组件120；泵组件130；以及运输子系统140。另外或替代地，系统100可以包括以下任何一者或全部和/或与以下任何一者或全部相连接：一个或更多个管道145、收集组件150、控制子系统160、传感器子系统170、用于收集的材料的处理设备(例如，分拣设备、干燥设备、研磨设备等)、池塘、和/或任何其他合适的部件。
系统100优选地用于以半自动和/或完全自动的方式收割植物区域。植物优选地是生长在水生环境中的植物，在本文中等同地称为水生植物，但是可以另外或替代地包括非水生植物、作物和/或任何其他合适的材料。另外或替代地，系统100可用于执行以下任何一者或全部：生产和/或部分生产农产品(例如，动物饲料、牲畜饲料等)；以其他方式处理植物材料以生产植物产品；从池塘和/或其他生长环境中收集材料(例如，基质、水、碎片等)；分离材料(例如，分离水生植物与水、分离碎片与水等)；向水生环境分配基质；由植物制备农产品(例如动物饲料)；在计划的收割时间内和/或在任何其他目标内收割目标数量的水生植物；横穿以接近生长池塘的所有点；将收割的植物运送到储存罐；以对收割的植物损害最小和对剩余的生长的植物干扰最小的方式运送收割的材料；将来自收割的多余水返回到池塘；执行一种或更多种主动压榨过程(例如，清洗、压榨、脱水、干燥等)；和/或执行任何其他合适的功能。
在优选的变型中，系统100用于以自动化方式与来自池塘的水生植物相互作用(例如，收割、联合收割、向水生植物施加基质分配、接种、处理等)，其中与植物的自动化相互作用优选地被配置为优化相互作用，比如基于与植物的生长环境相关联的传感器信息和基于该信息操作的控制子系统来优化相互作用。另外或替代地，系统100可以执行任何其他合适的功能。
系统100优选地根据如下所述的方法200操作，但是可以另外或替代地配置为用于在其他使用情况下和/或根据其他方法操作。
3.1系统-收割机110
系统100包括收割机110，收割机110在本文中等同地称为联合机(combine)、联合收割机和/或多功能工具(multi-tool)，其中收割机用于从植物的生长环境(例如，水生生长环境)收集植物。另外或替代地，收割机可以用于执行联合机/联合收割机的任何或所有功能和/或过程(例如，收割、脱粒、堆垛、扬谷、拖运等)，执行生长环境基质的维护(例如，基质分配、基质去除、混合等)，执行植物运输，和/或可以执行任何其他合适的功能。
生长环境优选地包括一个或更多个池塘(例如，人造池塘、天然池塘、室内池塘、室外池塘等)，其中池塘指任何水体和/或水生生长环境，但可以另外或替代地包括任何其他合适的生长环境(例如，非水生环境、土壤等)。在一些变型中，系统100被配置成与多个生长环境(比如多个池塘(例如，如图19所示))相连接，其中系统100可以在每个生长环境之间和在每个生长环境中移动。
由系统100收集的植物优选地包括水生植物，进一步优选地包括漂浮水生植物(例如，开花的水生植物)，比如漂浮在水面处或水面附近的水生植物。在一些变型中，漂浮水生植物来自浮萍亚科(Lemnoideae)和/或浮萍科(Lemnoceae)，比如以下任何一者或全部：浮萍(duckweeds)(例如，普通浮萍、紫萍(Spirodela polyrhiza)、芜萍(Wolffia)等)、水小扁豆(water lentils)和水扁豆(water lenses)。另外或替代地，漂浮水生植物可以包括非漂浮和/或有根水生植物、水生蕨类植物(例如，满江红植物、水蕨类植物、水三叶草、鼠尾草、蚊子蕨类植物等)和/或任何其他合适的水生植物。
进一步另外或替代地，植物可以包括非水生植物和/或任何其他合适的植物和/或作物。
各种植物参数优选地由系统监测、控制和/或维持(例如，并贯穿方法200中的任何一者或全部)，这用于为植物创造和维持最佳的生长环境。例如，这还可以用于促进和/或实现该方法的收割目标，比如以下任何一者或全部：收割频率(例如，每隔一天、每天一次等)、收割量(例如，体积、质量等)、在喷嘴处收集的材料的收割比率(例如，植物:水的比率、植物:空气:水的比率等)和/或任何其他合适的目标/参数。在一些变型中，这可以包括以下任何一者或全部：维持池塘中植物的密度或密度范围(例如，每平方米的克数、池塘表面上的漂浮水生植物的面积、水生植物相对于池塘体积的体积等)，这些密度或密度范围可能影响例如进入池塘的光量(例如，这可能影响其他生物的生长)。在另外的或替代的变型中，这包括以下任何一者或全部：将碎片(例如，积累的生物质)的水平维持在低于预定阈值(和/或在阈值范围内和/或高于预定阈值)；在池塘内的最佳区域内收割(例如，防止特定区域过度收割且不留下水生植物，考虑收割后剩余植物材料的扩散，维持收割后留下的植物材料的均匀扩散等)；从相对于池塘表面的最佳高度(例如，相对于池塘表面的一致高度、对于植物最佳的可变高度等)收割植物；和/或可以实现与植物相关联的任何其他最佳条件。
在优选的变型中，例如，收割机操作以维持池塘内水生植物的最佳组成(例如，密度、体积等)，这可能包括维持以下任何一者或全部：相对于池塘的表面和/或体积的植物表面密度；相对于池塘的表面和/或体积的碎片体积和/或密度；新鲜基质添加的频率；和/或针对任何其他合适的参数(例如，光、温度、湿度等)进行优化。
在具体示例中，使用水生植物，该水生植物的生物质每1.5天至3天增加一倍，其中这些植物的密度(以鲜重为基础)维持在每平方米500克至每平方米1200克(g/m2)之间(例如700g/m2-2000 g/m2、500g/m2-1200g/m2、700g/m2-100 g/m2、500g/m2、600g/m2、700g/m2、800g/m2、900g/m2、1000g/m2、1100g/m2、1200g/m2等)。
另外或替代地，任何其他水生植物和相关联的生物质倍增时间(例如，1天、小于1天、1天至2天之间、2天、2天至3天之间、3天、3天至5天之间、5天、5天至10天之间、大于10天等)，其中植物的密度维持在任何合适的密度之间(例如，每平方米100克和500克之间、每平方米小于100克、每平方米500克和1000克之间、每平方米1000克和2000克之间、每平方米2000克和3000克之间、每平方米大于3000克等)。
这些植物的密度可以另外或替代地包括表面密度(例如，其中基于表面密度计算和/或估计体积密度，其中表面密度和体积密度两者都使用，其中替代地使用表面密度等)和/或任何其他合适的密度和/或参数。
对于包括水生植物的变型，收割机优选地从池塘中收集水生植物。该池塘优选地为人造水生环境，但是可以另外或替代地包括任何自然产生的水生环境。
池塘可以是任何合适的形状，比如以下任何一者或全部：矩形(例如，正方形、非正方形等)、圆形、卵形、椭圆形和/或任何其他合适的规则和/或不规则形状(例如，菱形、三角形等)。池塘深度(如在Z方向上测量)可以基于以下任何一者或全部来确定：水生植物的类型及其生长条件(例如，漂浮在表面处、柱状结构、池塘底部上等)、期望的植物热性质(例如，随着深度增加而增加的热缓冲)、池塘深度的期望均匀性(例如，根据池塘水深来实现期望的和/或最佳的营养浓度)、和/或任何其他合适的参数。在优选的变型中，池塘深度在10厘米和30厘米之间(例如，在10厘米和30厘米之间的均匀或接近均匀的深度，在10厘米和30厘米之间的变化的深度等)。另外或替代地，池塘深度可以小于10厘米(例如，在整个池塘中、在池塘的某些区域处等)、大于30厘米(例如，在30厘米和100厘米之间、在30厘米和1000厘米之间、大于1000厘米等)，和/或可以具有任何其他合适的深度。
池塘还可以具有任何合适的横截面几何形状，比如矩形(例如，如图24F所示)、四边形(例如，具有如图24E所示的成角度的壁)、其他多边形形状(例如，如图24B-图24D所示)、弯曲的(例如，如图24A所示)和/或具有任何其他合适的横截面形状。在一些变型中，例如，不是横跨池塘的整个宽度都是相同的水高度，而是池塘壁可以界定到中心最深点的缓坡(例如，如图24D所示，如图24E所示等)。在另外的或替代的变型中(例如，如图24A-图24D所示)，池塘横截面界定这样的形状，该形状允许多个不同深度的区域和/或界定一个或更多个突出部(ledge)，这可以帮助接种和/或收割。在具体示例中，具有V形和/或梯形池塘几何形状可以仅通过添加或去除水来实现操纵植物所定位的位置。
池塘可包括以下任何一者或全部：污垢(例如，池塘的底表面上的平整小块污垢)、内衬、衬底、覆盖物、壁、生长基质和/或其他营养物质、和/或任何其他合适的材料。
除了包括水生植物的变型之外或替代包括水生植物的变型，植物还可以包括非水生植物。在这样的变型中，除了与池塘相连接之外或替代与池塘相连接，系统100可以与以下任何一者或全部相连接：室内和/或室外种植园或地块(例如，在温室中)、农业用地(例如，农田、耕地等)和/或任何合适的生长环境中的任何其他合适的植物。
3.2系统-喷嘴组件120
收割机110包括喷嘴组件120，喷嘴组件120用于在收割期间从植物的生长环境(例如，池塘)收集植物。另外或替代地，喷嘴组件可用于收集与生长环境相关联的任何其他材料(例如，植物基质、植物碎片、水、生物质等)；根据除收割以外的过程收集材料(例如，基质沉积和/或分配、去除水、混合池塘材料、去除碎片、促进收割后植物扩散等)；防止和/或最大限度地减少某些材料的收集(例如，最大限度地减少/防止收集低于喷嘴的材料，最大限度地减少/防止收集沿着池塘底部的生物质等)；维持植物:水的比率和/或植物:空气:水的比率；将材料驱散到生长环境中(例如，回收材料，比如水和/或基质、新基质、新水等)和/或生长环境外(例如，到收集室)；和/或执行任何其他合适的功能。
喷嘴组件120优选地配置成根据植物与水的比值和/或比值范围(例如，按重量计、按质量计、按体积计等)收集植物，其中水指池塘中的水溶液(例如，纯水、与基质和/或碎片混合的水等)。植物与水的比率和/或植物与水的比率的范围优选地在10％和50％之间(例如，10％、在10％和20％之间、20％、在20％和30％之间、30％、在30％和40％之间、40％、在40％和50％之间、50％等)，但是可以另外或替代地小于10％、大于50％(例如，60％、在60％和70％之间、70％、在70％和80％之间、80％、在80％和90％之间、90％、在90％和100％之间、100％等)和/或具有任何合适的值。
喷嘴组件还优选地被配置为考虑(例如，容许、最小化、消除等)沿着喷嘴-水界面的水高度差异，这可以通过以下任何一者或全部来实现：喷嘴的入口尺寸(例如，尺寸较大以考虑高度差异)、喷嘴的形状和/或配置。所收集的材料的流动性质(例如，由一个或更多个泵参数和/或喷嘴速度实现)、相对于池塘表面调节喷嘴的高度(z-高度)的能力，和/或通过任何其他部件和/或部件特征来实现。在优选的变型中，喷嘴组件容许横跨池塘表面的高达10mm的水高度差异，但是可以另外或替代地容许大于10mm、小于10mm(例如，对于高度水平的池塘实施方案)的差异，和/或以其他方式合适地配置。
喷嘴组件120包括喷嘴122，喷嘴122用于通过入口124收集植物和/或运输植物，比如在收割和/或任何其他操作期间。另外或替代地，入口可用于收集其他材料(例如，池塘水、池塘碎片等)、非水生植物和/或任何其他合适的材料。进一步另外或替代地，喷嘴122可用于将一种或更多种材料(例如，基质、营养物质等)驱散到生长环境中和/或执行任何其他合适的功能。
喷嘴122优选地通过一组一个或更多个入口124从多个方向收集材料(例如，漂浮水生植物)。在优选的变型中，入口124周向地或近似周向地布置(例如，在入口之间具有分离器)，使得喷嘴可以从360度或接近360度收集植物(例如，在考虑到入口之间的支撑件和/或隔板之后)。在另外的或替代的变型中，喷嘴可以在单个方向上和/或沿着单个轴(例如，在喷嘴移动的方向上)、从较小范围的方向(例如，排除通过入口的后侧的收集)、沿着任意数量的多个轴、全方向和/或近似全方向(例如，对于浸没式喷嘴)和/或从任何其他合适的方向收集水生植物。
入口可以界定任何数量的尺寸(例如，临界尺寸、非临界尺寸等)，比如入口的高度(例如，图5中的尺寸d2)、入口的直径、入口的半径和/或任何其他合适的尺寸。该入口优选地设定尺寸成使得其被配置成最佳地收集植物，比如通过以下方式中的任何一种方式或所有方式：不堵塞入口和/或阻塞入口、植物的破损最小、植物生物质相对于空气和/或水的最佳比率、植物生物质和/或其他材料进入入口的最佳(例如，最大、一致等)流速，和/或入口可以被另外合适地配置的任何其他方式。通过入口收集的植物优选地是漂浮在池塘表面附近的水生植物，但可以另外或替代地包括非漂浮水生植物、非水生植物和/或任何其他合适的植物。在使用期间，喷嘴还优选地相对于植物放置，以优化植物的收集(例如，部分浸没以首先收集根)。另外或替代地，喷嘴可以以其他方式布置。
在一些变型中，围绕喷嘴周向地布置的入口配置有足够大的高度(例如，d2尺寸)以防止入口堵塞，同时该高度足够小以最大限度地提高被收集的植物与水的比率。对于涉及漂浮水生植物(例如，浮萍、满江红等)的具体示例，入口高度优选地为大约或正好25毫米(mm)。另外或替代地，入口高度可以是以下任何一者或全部：大于25mm(例如，在25mm和50mm之间、在25mm和30mm之间、30mm、在30mm和35mm之间、35mm、在35mm和40mm之间、40mm、在40mm和45mm之间、45mm、在45mm和50mm之间、50mm、大于50mm等)、小于25mm(例如，在10mm和25mm之间、在10mm和15mm之间、15mm、在15mm和20mm之间、20mm、在20mm和25mm之间、25mm、小于10mm等)，和/或可以具有任何其他合适的值。
喷嘴122包括和/或界定被配置为将植物引导到喷嘴入口的结构。喷嘴的结构可以另外或替代地被配置为防止和/或最大限度地减小将非植物材料(例如，生物质、低于漂浮水生植物的池塘材料等)引入入口，在收割期间重新分配剩余植物(例如，不需要额外的重新分配步骤)，和/或可以以任何其他合适的方式配置。
在一些变型中，例如，喷嘴配置优化了收割后植物的重新分配，使得收割后剩余作物的密度是均匀的或大体上均匀的(例如，满足预定的均匀性阈值，至少50％均匀、至少75％均匀、至少80％均匀、至少90％均匀、至少95％均匀等)。
喷嘴优选地包括和/或界定至少部分地高于入口的上部喷嘴区域126(例如，上部喷嘴区域的一部分高于入口、所有上部喷嘴区域高于入口等)和至少部分地低于入口的下部喷嘴区域128(例如，下部喷嘴区域的一部分低于入口、所有下部喷嘴区域低于入口等)。优选地，上部喷嘴区域和下部喷嘴区域是单个部件(例如，喷嘴)的一部分，但是可以另外或替代地是分离的部件(例如，通过间隙分离、连接等)和/或以其他方式布置。在替代的变型中，喷嘴不存在上部喷嘴区域、不存在下部喷嘴区域、和/或以其他方式配置。
在优选的变型中，上部喷嘴区域126用于将植物(比如，漂浮水生植物)引导(例如，汇集(funnel))到入口中。优选地，上部喷嘴区域126是非竖直的，比如倾斜的(例如，当观察X-Z平面和/或X-Y平面中的上部喷嘴区域的轮廓时所看到的，其中Z轴在重力方向上竖直地上下布置)和/或弯曲的(例如，凸形的)，使得水生植物通过上部喷嘴区域126被汇集到入口中。上部区域优选地从多个方向(例如，360度范围、360度范围减去布置在喷嘴处的支撑材料的宽度、在270度和360度范围之间、在300度和360度范围之间、180度范围等)收集植物材料。另外或替代地，上部喷嘴区域126可以从与喷嘴的行进方向相关联的范围收集植物材料(例如，在行进方向上单向地收集材料)和/或从任何其他合适的方向和角度范围收集植物材料。
另外或替代地，下部喷嘴区域可以用于将植物引导到入口中(例如，与上部喷嘴区域共同地、独立地等)。例如，在喷嘴组件包括浮动堰(floating weir)的特定示例中，下部喷嘴区域用于将植物引导到入口中。
在上部喷嘴区域126的第一组变型中(例如，如图5、图7-图13中所示)，上部喷嘴区域126当从上部喷嘴区域的轮廓(例如，在X-Z平面中，在Y-Z平面中等)观察时相对于竖直方向界定了一组一个或更多个坡度。该组一个或更多个坡度优选地包括第一坡度，其中第一坡度进一步优选地为相对于Z轴和/或当在上部喷嘴区域的轮廓图中观察时与Z轴平行的轴的正坡度，但是可以另外或替代地包括以任何合适的方式界定的任何其他坡度，以将水生物质引向入口。
在一组特定示例中(例如，如图15A-图15B所示)，上部喷嘴区域126界定被配置为将材料汇集到入口的圆锥形和/或截头圆锥形区域。
在另外的或替代的变型中，上部喷嘴区域和下部喷嘴区域中的一者或两者界定靠近入口的内直壁(例如，90度角的壁，大体上90度角的壁)，该壁优选地仍然有效地用于将水生植物材料带向入口。
在一些变型中，下部区域界定弯曲的和/或成角度的轮廓和/或横截面，这可用于将植物引导到入口，在穿过水时减少阻力，和/或可以执行任何其他合适的功能。图23A-图23D中示出了轮廓的示例。
在一组具体示例中(例如，如图16A-图16C所示)，入口与一组多个开口(例如，8个开口、7个开口、6个开口、4个开口、1个和10个开口之间、大于10个开口等)流体连通，其中一组开口由一组壁界定，每个壁由90度角和一致的高度界定。
另外或替代地，喷嘴可以以其他方式配置。
上部喷嘴区域可以可选地界定第二坡度(例如，如图5所示)和/或任何其他数量的坡度。第二坡度优选地由第一坡度区域上方(高于第一坡度区域)的区域界定，并且优选地是负坡度，但是另外或替代地可以是正坡度的、竖直布置的、水平布置的和/或以其他方式布置的。在包括第一坡度和第二坡度的变型中，第一坡度的大小优选地大于第二坡度的大小，但是另外或替代地，第二坡度的大小可以大于第一坡度的大小，第一坡度的大小和第二坡度的大小可以相等，第一坡度和第二坡度中的一者或两者可以用水平或竖直对准的区段代替，和/或上部喷嘴区域可以以其他方式界定。
作为界定一个或更多个倾斜区域的另外的或替代的方案，上部喷嘴区域和/或喷嘴的任何其他部分可以界定一个或更多个弯曲区域(例如，如图6-图8所示)或倾斜区域和弯曲区域的任何组合。在涉及弯曲轮廓的变型中，弯曲区域优选地界定遵循与上面关于倾斜区域所描述的相同的取向和关系的坡度(例如，平均坡度)和/或近似坡度。另外或替代地，弯曲区域可以以其他方式合适地界定。
上部区域可以可选地界定拐点区域(inflection region)，比如由上部喷嘴区域的曲率和/或坡度变化界定的顶点(当从上部喷嘴区域的轮廓观察时)或顶点边缘(当以3D观察时、当从轮廓观察时等)。另外或替代地，拐点区域可以由下部区域界定(例如，仅由下部区域界定、由上部区域和下部区域共同界定等)、由另一部件界定和/或包括在另一部件中和/或以其他方式合适地界定。
在收割期间(例如，当喷嘴沿着x轴和/或y轴移动时，如图5-图8所示等)，拐点区域优选地布置在池塘表面上方，但还可以以其他方式布置(例如，在池塘表面下方，如图8所示，在池塘表面处等)。另外或替代地，任何或所有的上部区域可以在收割期间布置在池塘表面上方，任何或所有的下部区域可以在收割期间布置在池塘表面上方，所有的喷嘴可以被浸没，和/或喷嘴可以相对于池塘表面以其他方式合适地布置。
在界定顶点/顶点边缘的变型中(例如，如图5-图13所示)，顶点/顶点边缘优选地是平滑的(例如，倒圆角)，这用于防止水生植物被卡到拐点区域(例如，被拐点区域刺穿)。顶点/顶点边缘优选地包括上部喷嘴区域的最远延伸点，但是还可以包括任何其他合适的区域。
喷嘴优选地界定低于入口的下部喷嘴区域128，该下部喷嘴区域128用于防止低于下部部件的材料通过入口被收集。另外或替代地，下部喷嘴区域可以用于帮助将水生植物材料引导到入口中(例如，通过当植物通过上部区域成角度地进入入口时为植物行进提供下部屏障来实现)。下部喷嘴区域优选地延伸超过入口，如尺寸“d4”所表示的(例如，如图5所示)，并且进一步优选地延伸超过上部喷嘴的最外点(例如，拐点区域、顶点等)，如尺寸“d5”所表示的。另外或替代地，下部喷嘴区域可以以其他方式布置(例如，为d4界定零值、为d5界定零值、为d4界定负值、为d5界定负值等)。
下部喷嘴区域优选地在z方向上界定比上部区域的厚度小的厚度，但是可以另外或替代地具有相同的厚度、更大的厚度和/或任何其他合适的厚度。
在优选的变型中，喷嘴的前轮廓(等同于前横截面)由一个或更多个倾斜区域界定(例如，如图5、图7、图8、图9-图13所示的示意性前轮廓中所描绘的)，该前轮廓在本文中指的是喷嘴的对应于喷嘴行进方向的局部轮廓(例如，对于喷嘴向右行进的情况为喷嘴的右侧)。在另外的或替代的变型中，前轮廓可以包括以下任何一者或全部：弯曲区域(例如，如图6-图8所示)、水平区域(例如，如图10-图13所示)、竖直区域(例如，如图10、图12、图13所示)和/或任何其他轮廓几何形状。
喷嘴可以可选地(例如，通过上部区域和/或下部区域、在没有上部区域和/或下部区域的情况下、通过喷嘴的上部宽阔表面等)促进水生植物收集的方向性，使得植物主要沿着主方向被收集。例如，这可以用于防止池塘的特定区域的过度收割(例如，通过控制方向性)和/或促进收割后剩余的水生植物的均匀扩散。在喷嘴沿着导轨和/或其他合适的运输子系统(例如，无轨轮、张紧缆线等)移动的变型中，主方向优选地平行于和相反于喷嘴移动的方向，但可以另外或替代地界定和/或实现以其他方式定向的主方向。
可选地，喷嘴可以另外或替代地包括翼片(fin)和/或尾部，该翼片和/或尾部用于优选地在平行于喷嘴的移动方向的方向上定向喷嘴，但另外或替代地在任何合适的方向上定向喷嘴。翼片和/或尾部优选地利用旋转轴承附接到剩余的喷嘴组件，其中旋转轴承用于使喷嘴能够动态定向，这可以类似于例如风车的偏航/尾部叶片，该叶片用于基于风的取向来定向风车。翼片和/或尾部优选地根据如上所述的喷嘴使用，这促进了收集的方向性，但是翼片和/或尾部可以另外或替代地与任何其他喷嘴组合使用。
在一些变型中，例如，如图22所示，喷嘴界定了上部轮廓，该上部轮廓用于从虚线所表示的方向区域内收集用实轮廓线表示的植物材料，这有效地只允许来自喷嘴前部的材料被拉到开口并被收割。喷嘴可以可选地还包括如图22所示的尾部翼片，尾部翼片可用于将喷嘴方向引导成与进入入口的材料流对准。另外或替代地，喷嘴可以以其他方式配置和/或布置。
喷嘴组件可以包括喷嘴支撑件，该喷嘴支撑件用于将喷嘴相对于池塘表面维持在一组取向(例如，角度取向)和/或位置(例如，高度)处，随后该喷嘴支撑件可用于实现以下任何一者或全部：植物材料的最佳收集(例如，最大体积、最小破损、最快收集等)(例如，基于最佳角度、基于相对于池塘表面的最佳高度等)、喷嘴的移动(例如，沿z方向上下移动、沿着x-y平面移动等)和/或任何其他特性。
进一步另外或替代地，喷嘴支撑件可以用于实现以下任何一者或全部：补偿(例如，通过具有在高度扰动的情况下仍然可以收集生物质的入口高度、通过在z方向上物理移动喷嘴等)由于门架的导轨偏转而导致的喷嘴相对于池塘表面的竖直高度变化(例如，0mm和150mm之间的竖直高度变化、20mm和80mm之间的竖直高度变化、30mm和70mm之间的竖直高度变化、高达150mm的竖直高度变化、大于150mm的竖直高度变化等)；补偿池塘表面上方的植物高度的变化；控制(例如，最大限度地减小)喷嘴相对于门架的倾斜程度(例如，允许在喷嘴接口处不超过10mm的倾斜)；在预定响应时间内(例如，在0秒和5秒之间、在0秒和10秒之间、在10秒和20秒之间、大于20秒等)将喷嘴调节到高度偏差，从而维持喷嘴与真空装置/泵致动器之间的气密密封；和/或执行任何其他合适的功能。
喷嘴支撑件可以包括和/或被配置成与一组一个或更多个喷嘴致动器相连接，喷嘴致动器用于将喷嘴沿着z轴(例如，进入和离开池塘)和可选的任何其他轴(例如，x轴、y轴等)移动。另外，喷嘴致动器可用于旋转喷嘴(例如，通过一个或更多个马达)，和/或执行任何其他合适的功能。
在一些变型中，喷嘴致动器使喷嘴能够在一组操作模式下操作，该组操作模式比如是以下任何一者或全部：收起模式，其中喷嘴离开池塘；和接合模式，其中喷嘴被部署到一个或更多个特定高度(例如，其中基于实际或预测的导轨偏转对高度进行调节)和/或一个或更多个特定取向，该特定取向被配置成在收割期间收集植物材料。该组操作模式可以包括任何数量的附加模式，比如以下任何一者或全部：疏浚模式(例如，其中喷嘴部署到池塘内的深度以接触/疏浚池塘的底表面)、冲洗模式(例如，其中喷嘴部署到表面下的深度以冲洗掉植物材料，其中喷嘴完全或部分被浸没等)和/或任何其他合适的模式。
在一些变型中，除了上述变型之外或作为上述变型的替代，系统的传感器子系统(例如，如下所述)包括位置传感器(例如，馈入控制器的电位器、霍尔效应传感器、外部高度传感器)，以提供位置反馈以调节喷嘴的高度(z方向)(例如，基于导轨偏转、表面上方的植物高度的变化等)。位置传感器可以位于以下任何一者或全部上：喷嘴组件、导轨子系统、池塘和/或任何其他合适的部件和/或部件的组合。另外或替代地，任何其他合适的传感器可用于确定高度参数，比如但不限于：湿度传感器(例如，确定喷嘴的特定区域是否与池塘接触)、光学传感器(例如，确定池塘的表面相对于喷嘴的位置)、温度传感器(例如，确定池塘的表面相对于喷嘴的位置)、应变计(例如，确定导轨子系统的偏转)和/或任何其他合适的传感器。
在具体的示例中，传感器子系统包括一个或更多个传感器，该传感器被配置成能够进行控制(例如，利用控制子系统)相对于池塘的表面的入口高度，使得在该高度变化(例如，由于导轨子系统的梁偏转而引起的)的区域中，喷嘴可以相应地向上或向下移动(例如，以维持相对于池塘表面的一致位移、以确保入口的至少一部分布置在池塘表面处、以确保入口的至少一部分布置在池塘表面下方、以确保入口的至少一部分布置在池塘表面上方等)。另外或替代地，入口可以被设定尺寸(例如，高度过大)以考虑这些变化。
另外或替代地，由于结构偏转和/或梁偏转而引起的高度变化可以预先确定，并且喷嘴移动可以被控制以相应地补偿。
在第一变型中，喷嘴组件的喷嘴(例如，如图15A-图15B所示)包括配置成从360度范围或360度范围的大部分收集材料的喷嘴，其中喷嘴的上部区域包括界定第一坡度的截头圆锥形内部部分，其中截头圆锥形内部部分界定围绕喷嘴周向地布置的一组一个或更多个入口，这些入口被配置成从池塘收集材料，并且其中喷嘴包括布置成低于入口的下部区域，该下部区域被配置成防止低于喷嘴的材料进入入口。
在第一组特定示例中，上部区域和下部区域中的每一个界定直的倾斜轮廓。
在第二组特定示例中，上部区域和下部区域中的每一个界定弯曲轮廓。
在第三组特定示例中，上部区域和下部区域中的一个区域界定直的倾斜轮廓，而另一个区域界定弯曲轮廓。
在第二变型中，喷嘴组件的喷嘴包括浮动堰式撇渣器(例如，如图21所示)，其中浮动堰式撇渣器当漂浮在池塘的表面上时收集材料。在具体示例中，浮动堰式撇渣器被配置成从360度范围和/或360度范围的大部分(例如，在270度和360度之间、在300度和360度之间、在330度和360度之间等)收集材料。
在第三变型中，喷嘴组件的喷嘴没有上部区域。
在第四变型中，喷嘴组件的喷嘴没有下部区域。
3.3系统-泵组件130
收割机110可以包括泵组件130(在本文中等同地称为真空装置)，该泵组件用于通过喷嘴入口收集植物材料(例如，水生植物)并将其运输到沟槽(例如，经由如下所述的泵-沟槽出口)。
泵组件可以配置成实现以下任何一者或全部：预定的植物:水的比率或比率范围；预定的空气:植物:水的比率或比率范围；高于预定阈值的流速(例如，在目标收割时间内收割植物材料的重量或值)；低于预定阈值的流速(例如，防止植物材料破损)；和/或可以实现任何其他合适的参数。
泵组件优选地包括剪切力低于预定阈值的泵(例如，低剪切力泵、往复泵、隔膜泵、活塞泵、柱塞泵、旋转泵、真空装置、螺旋型输送机/螺旋钻等)，比如一个或更多个隔膜泵(例如，具有被动阀的连续操作隔膜泵)。另外或替代地，可以使用任何其他合适的泵(例如，一个或更多个离心泵)。
泵组件130可包括一个或更多个泵管道出口，该泵管道出口用于与系统的一个或更多个管道(例如，沟槽)相连接(例如，如下所述)。泵-管道出口优选地还用于(例如，与管道和/或泵组件共同地)以小于预定的材料损失阈值(例如，小于10％、小于5％、小于1％等)将材料(例如，植物、植物-水混合物等)引导到管道，材料损失可能发生在例如小车高度变化和/或管道坡度减小的情况下。在优选的变型中，例如，可移动的泵组件(例如，在收割期间可移动的)与固定不动的或部分固定不动的沟槽相连接。在一些变型中，例如，可移动的泵组件将材料沉积到沟槽中，该沟槽具有至少与可移动的泵组件行进(例如，在沿x方向的单程通过中，在沿y方向的单程通过中等)的尺寸一样大的长度，其中沟槽相对于喷嘴是固定不动的(例如，在可移动的泵组件通过期间)。
在第一变型中，泵组件包括隔膜泵，该隔膜泵接收在喷嘴处收集的材料并通过泵-沟槽出口将这些材料输出到一个或更多个沟槽(例如，如下所述)。
在第二变型中，泵组件包括真空装置，该真空装置接收在喷嘴处收集的材料并通过泵-沟槽出口将这些材料输出到一个或更多个沟槽(例如，如下所述)。
另外或替代地，泵组件可以包括任何其他合适的部件。
3.4系统-运输子系统140
系统100可以包括运输子系统140，该运输子系统用于使喷嘴组件和/或泵组件能够围绕收割区域(例如，池塘表面)移动。另外或替代地，运输子系统可以用于支撑喷嘴和/或泵组件的高度变化、使系统的其他合适部件能够移动、使系统部件能够在多个池塘之中移动和/或执行任何其他合适的功能。
运输子系统140包括框架，比如桁架和/或门架，其中框架支撑喷嘴组件并使喷嘴组件(和/或系统100的任何其他部件)能够穿过收割区域的一部分或全部(例如，池塘的整个表面区域)。该框架还优选地用于支撑一个或更多个沟槽。
框架优选地由一种或更多种刚性材料(例如，金属、钢、铝、木材、塑料、刚性聚合物、玻璃纤维、钛、碳纤维等)制成，使得框架在由框架支撑的部件的重量下经历最小的下垂或没有下垂。另外，框架的材料优选地耐腐蚀和抗生物污染(例如，锈)。另外或替代地，框架可以由任何其他合适的材料构成。
在优选的变型中，框架包括一组工字梁。
框架优选地包括导轨子系统，该导轨子系统使喷嘴组件能够沿着收割区域的表面(例如，沿着池塘的X-Y平面、沿着X-R平面等)移动。在优选的变型中，导轨子系统包括第一轴导轨(例如，X轴导轨、Y轴导轨等)，其中第一轴导轨沿着第一轴移动通过布置在收割区域外部的一组导轨支撑件(例如，图3、图4、图17E中的X轴支撑件)。导轨支撑件优选地包括连续轨道(例如，带状物(band)、带(belt)、踏面的连续轨道、轨道板的连续轨道、链式轨道等)，该连续轨道被配置为移动第一轴导轨(例如，基于控制子系统的命令)，但可以另外或替代地以任何其他合适的方式移动第一轴导轨。在另外的或替代的变型中，该系统可以不包括导轨支撑件、包括多个导轨支撑件和/或导轨支撑件的任何组合和/或布置。
另外或替代地，一个或更多个喷嘴和/或喷嘴组件可以相对于框架和/或导轨子系统是固定不动的。在一些变型中，例如，喷嘴组件包括多个喷嘴(例如，2个、4个、8个、10个、2个和8个之间、多于10个等)，其中多个喷嘴固定到导轨，其中导轨的移动沿着池塘的表面运输喷嘴。
进一步另外或替代地，代替沿着一个或更多个导轨的轨道移动和/或除了沿着一个或更多个导轨的轨道移动之外，喷嘴组件(例如，以及相关联的小车)可以利用作为运动导向的无轨轮和/或张紧缆线移动。
在包括用于喷嘴的浮动堰的变型中，浮动堰优选地联接到(例如，固定到、具有旋转能力地固定到等)、但是另外或替代地可以自由浮动和/或联接到系统的任何其他部件。
运输子系统可以可选地包括一个或更多个小车，该小车用于支撑系统的部件。小车可以包括一个或更多个外部小车(例如，轮式小车)，该外部小车布置在收割区域的外部(例如，邻近池塘壁)，该外部小车与第一轴导轨一起移动(例如，通过与第一轴导轨联接、通过与第一轴支撑件联接、基于独立移动等)，并且优选地用于支撑收集组件的一个或更多个部件(例如，如下所述)，其中外部小车与第一轴导轨一起移动(例如，使得外部小车可以连续地从与第一轴导轨联接的沟槽接收材料)。外部小车优选地布置在收割区域的外部(例如，沿着边缘)，但是可以另外或替代地在收割区域内(例如，沿着池塘底部运行)或部分地在收割区域内(例如，漂浮在收割区域的池塘表面上)。该组小车优选地还包括至少支撑喷嘴组件(例如，与泵组件一起)的一个或更多个导轨小车，其中导轨小车沿着X轴导轨移动。导轨小车(和/或外部小车)可以包括以下任何一者或全部：驱动轮、带传动系统、一组马达、和/或配置成移动(例如，平移、旋转等)小车(例如，基于来自控制子系统的命令)的任何其他合适的致动器。
小车可以另外或替代地用于在多个池塘之中运输系统。在系统倾向于多个池塘的具体示例中，喷嘴可以在池塘壁上缩回并在第二池塘壁上运输以在第二池塘中收割。
在包括矩形收割区域的变型中(例如，如图3的鸟瞰视图(bird’s eye view)所示)，导轨子系统可以包括垂直于X轴导轨布置的一组导轨支撑件(X轴支撑件)，该组导轨支撑件用于引导X轴导轨沿X轴支撑件在X方向上的平移。喷嘴组件沿着X轴导轨在Y方向上移动。总之，通过X轴导轨的移动和喷嘴组件沿X轴导轨的移动，喷嘴组件能够穿过收割区域的表面。小车优选地被配置为在其移动时被操作(例如，由控制子系统)以维持预定的横向精度(例如，在目标位置的50mm内、在目标位置的30mm内、在目标位置的10mm内、在目标位置的5mm和100mm之间内、低于度角阈值等)，并且如果车辆过于接近收割区域(例如，池塘壁)，则实施安全止动。
在包括圆形收割区域(例如，如图4的鸟瞰视图所示)的变型中，导轨子系统包括绕圆形收割区域的中心轴线旋转的X轴导轨，其中喷嘴组件沿着X轴导轨在R轴的方向上移动。导轨子系统可以可选地包括用于引导X轴导轨的旋转的圆形导轨支撑件。
另外或替代地，运输子系统可以包括带系统和/或滑轮系统(例如，以传动系统形式)，该带系统和/或滑轮系统比如通过驱动轮的旋转而横跨池塘的表面移动喷嘴组件和/或系统的任何其他部件。另外或替代地，喷嘴组件本身可以移动(例如，通过电动喷嘴)，其中带和/或绳索用于引导喷嘴的方向。
在一些变型中(例如，如图20所示)，传动系统和/或驱动轮组件用于运输子系统，该运输子系统用于沿着池塘的表面运输喷嘴组件(例如，带有浮动装置)。
该系统可以可选地包括基质分配子系统，该基质分配子系统可用于执行以下任何一者或全部：将基质分配到池塘中(例如，均匀分配)；在池塘内混合基质；从池塘收集基质和/或其他材料；和/或执行任何其他功能。基质分配子系统可以是框架的一部分、与框架分离(例如，固定到池塘)、和/或以其他方式布置(例如，独立于其他部件布置)。基质分配系统优选地是可移动的(例如，固定到框架的移动导轨)，这可以用于使子系统的尺寸和/或复杂性最大限度地减小(例如，因为基质分配系统可以通过移动而将基质施加到整个池塘)，但是另外或替代地，基质分配系统可以是静态的(例如，池塘内的管和/或管子的静态网(network))。基质分配子系统优选地包括一组管道(例如，管子)，其中管道可以是以下任何一者或全部：柔性的、刚性的、穿孔的(perforated)(例如，使得基质分配在一段长度的管子上)、非穿孔的(例如，使得基质从管子的端部开口分配)和/或以其他方式配置。在第一组变型中(例如，如图17所示)，基质分配子系统包括固定到第一轴导轨的一组管子(例如，柔性管子、刚性管子等)，该组管子与第一轴导轨一起行进(例如，不划破/干扰池塘底部)，其中在收割期间和/或在任何其他操作模式下，每个管子的端部布置在表面以下。在第二组变型中，基质分配子系统固定到池塘(比如固定到池塘的底表面的管网)。在具体示例中，基质分配子系统包括沿着池塘的长度延伸并分配基质的管网(例如，单个管、多个管等)。
在第一变型中，运输子系统140包括导轨子系统，该导轨子系统包括第一轴导轨，该第一轴导轨被配置成在第一方向上(例如，沿着池塘的长度、沿着池塘的宽度等)移动；导轨小车，该导轨小车被配置成在垂直于第一方向的第二方向上沿着第一轴导轨移动，其中导轨小车支撑喷嘴组件、泵组件以及与控制子系统的位于导轨小车上的部分相关联的电子设备；导轨支撑系统，导轨支撑系统包括一组轨道，该组轨道被配置成使第一导轨轴在第一方向上移动(例如，平移、旋转等)；以及联接到导轨子系统(例如，联接到第一导轨轴、联接到导轨支撑件等)的一个或更多个外部小车。
3.5系统-管道145
系统100可以包括管道145，管道145用于接收经由泵组件通过喷嘴组件收集的植物材料。管道145优选地还用于将植物材料运输到收集组件(例如，如下所述)。
该管道优选地被动地运送和/或运输材料(例如，植物生物质)，比如通过以下任何一者或全部：开顶沟槽；非加压的管子、管和/或软管；和/或通过任何合适的管道。另外或替代地，管道可以主动地运送和/或运输材料，比如通过被加压的管子和/或管和/或软管(例如，使用泵)。
管道优选地联接到运输子系统140，进一步优选地连接到第一轴导轨。在优选的变型中，例如，管道沿着X轴导轨的长度延伸并且布置在泵管道出口的下方，使得在泵组件处收集的材料落入管道中。优选地，管道固定到X轴导轨，使得管道与X轴导轨一起移动，并且相对于包括喷嘴组件的导轨小车的移动是固定不动的，但是可以另外或替代地与导轨小车一起移动和/或以其他方式布置(例如，布置在运输子系统的另一部件处、联接到收割区域结构(比如池塘壁)、联接到导轨支撑件等)。
进入管道的材料优选地至少部分通过重力沿着管道运输(例如，被动地运输)。因此，在收割期间，管道优选地布置为相对于导轨小车的位置具有非零的向下倾角(例如，1度倾角、1度和5度之间的倾角、5度和10度之间的倾角、大于10度的倾角等)，比如恒定倾角、可变倾角(例如，沿长度增加倾角、沿长度减小倾角等)和/或任何其他合适的倾角。倾角的值优选地被配置为实现管道内的预定流速或流速范围(例如，低于预定阈值以防止材料从侧面流过、防止收集组件被过度填充、防止超过0.5％的植物损失等等)，但可以另外或替代地以其他方式配置。另外或替代地，任何或所有管道可以布置成具有为零的倾角(例如，在沟槽的一部分处、水平取向、竖直取向等)、向上倾角和/或倾角的任何组合。
另外或替代地，管道可以包括任何数量的主动部件，该主动部件被配置为沿着管道传递材料(例如，与沟槽的倾角结合、在没有沟槽的倾角的情况下等)，主动部件比如是以下任何一者或全部：喷射器、滚筒、轨道或带状物、真空装置、螺旋钻、输送机和/或任何其他合适的部件。
在第一变型中(例如，如图14C、图17所示)，管道是沟槽，该沟槽固定到X轴导轨并沿着X轴导轨的长度延伸(例如，该沟槽在矩形收割区域中沿X轴支撑件平移、该沟槽以圆形收割区域的半径旋转等)，其中沟槽经由泵-沟槽出口接收在喷嘴组件处收集的材料，并将材料运输到收集组件150。
在第二变型中，使用多个管道。在具体的示例中(例如，如图18所示)，植物生物质沿着X轴导轨的长度被运输到开顶沟槽中，然后开顶沟槽沿着R轴和/或Y轴将生物质运输到收集组件150。
在第三变型中，管道是联接到泵-管道出口的一组一个或更多个管子，其中这些管子将材料运输到收集组件150。
3.6系统-收集组件150
系统100可以包括收集组件150，该收集组件包括以下任何一者或全部：过滤器、一组一个或更多个收集罐、一组泵、软管和/或任何其他合适的材料。收集组件用于从沟槽接收材料，并且还可以用于执行以下任何一者或全部：分离材料(例如，从液体材料中分离植物材料)、预处理和/或处理材料(例如，清洗植物材料、烘干植物材料等)、使材料循环(例如，将溢出的材料(比如基质)沉积回池塘中)和/或执行任何其他功能。
收集组件150或收集组件的至少一部分(例如，过滤器)优选地布置在收割区域之外的外部小车(在本文等效地称为外小车)(例如，该外部小车与第一轴导轨一起移动)上(例如，如上所述)，使得收集组件与沟槽一起移动，但是可以另外或替代地以其他方式布置(例如，固定不动的、联接到导轨小车等)。
收集组件150优选地包括一个或更多个过滤器(例如，如图21所示)，该过滤器用于从收集的液体(例如，水和基质)中分离植物材料。另外或替代地，过滤器可以用于基于大小(例如，完整植物相对于植物片段)来分离材料和/或执行任何其他合适的功能。进一步另外或替代地，该系统可以包括过滤输送机和/或与过滤输送机相连接，该过滤输送机沿着池塘的长度和/或圆周运行，使得该系统使得泵组件可以在过滤输送机移动时将材料沉积到过滤输送机上，其中过滤输送机过滤植物生物质并将植物生物质递送到方便的位置。
过滤器的孔(pore)优选地被设定尺寸以捕获植物材料而不显著地限制沟槽的流(例如，并导致溢出)。在优选的变型中，孔径在0.125”和0.25”之间，但可以另外或替代地设定成其他尺寸(例如，在0”和0.1”之间、在0.1”和0.15”之间、在0.15”和0.2”之间、0.2”、在0.2”和0.25”之间、0.25”、在0.25’和0.3”之间、0.3”、在0.3”和0.5”之间、0.5”、在0.5”和1”之间、1”、在1”和2”之间、2”、在2”和5”之间、5”、大于5”等)。
过滤器优选地由食品级材料(例如，不锈钢、食品级塑料(比如聚丙烯)等)构成，但是可以另外或替代地包括其他合适的材料。
收集组件可以可选地包括任何数量的收集罐(例如，储存罐、IBC手提箱和罐、4加仑罐、5加仑罐、10加仑罐、15加仑罐等)，该收集罐可用于执行以下任何一者或全部：从过滤的水生植物材料中收集水、保持收割的材料(例如，至少是每天收割的2倍)、使溢出的材料(例如，多余的水)能够被引导回池塘(例如，通过重力、用泵等)和/或任何其他合适的功能。在一些变型中，收集组件还包括与过滤器的流速匹配的潜水泵，使得防止收集罐溢出。
收集组件还可以包括一个或更多个预处理和/或处理部件，该预处理和/或处理部件被配置为准备收集的材料以供使用，比如用作牲畜饲料。该预处理和/或处理部件可以包括以下任何一者或全部：冲洗部件、到进料车的运输装置(例如，泵和管系统)、干燥部件和/或任何其他部件。
在第一变型中，收集组件布置在与沟槽的端部一起移动的外小车上，其中收集组件包括至少一个过滤器和从过滤器接收液体的一组收集罐。在具体示例中，泵联接到收集罐以将任何或所有的收集的液体泵送回池塘。
在第二变型中，收集组件是固定不动的，并且植物生物质经由一组一个或更多个管道运输到收集组件。在具体示例中，该组管道包括多个管道，其中收集组件布置在第二管道的端部处，第二管道接收来自沿着喷嘴组件移动的第一管道的植物。
在第三变型中，收集组件包括从一个或更多个管道接收材料的过滤输送机。
3.7系统-控制子系统160
系统100可以包括控制子系统160，该控制子系统用于控制上述任何或所有的系统部件的操作和移动，比如以下任何一者或全部：第一轴导轨的移动、小车(例如，导轨小车、外小车等)的移动、泵组件的操作、收集组件的任何或所有的操作(例如，将材料泵送回池塘)和/或任何其他部件。
控制子系统160优选地包括与系统的致动器(例如，马达、驱动轴等)通信的一个或更多个计算子系统和/或处理子系统(例如，布置在有源部件处的处理器)，但是可以另外或替代地包括任何其他合适的部件。控制子系统160优选地分布在多个部件(例如，和/或远程计算系统)之中，但是可以替代地是本地化的。在具体示例中，控制子系统以预定速度和/或速度范围(例如，在0.3m/s和0.4m/s之间、0.37m/s、0.33m/s、小于0.3m/s、大于0.4m/s等)控制喷嘴移动。
控制子系统160可以可选地包括以下任何一者或全部：限位开关、归位部件和/或任何其他合适的部件。在一些变型中，例如，控制子系统160包括一组限位开关，该组限位开关可以防止以下任何一者或全部：防止部件(例如，喷嘴)移离导轨、防止导轨移离框架、和/或配置用于任何合适功能的任何其他部件。
控制子系统优选地包括用户界面和/或与用户界面相连接，该控制子系统用于使用户输入能够输入到用户界面中。该输入可以包括以下任何一者或全部：命令(例如，开始收割、结束收割等)、参数(例如，期望的收割速度、收割量、收割模式等)、选择的操作模式(例如，收割模式、维护模式等)和/或任何其他输入。另外，控制子系统可以诸如通过一个或更多个显示器来提供一个或更多个输出(例如，表示剩余收割时间、当前收割量、表示当前收割面积的图形等)。
另外或替代地，控制子系统基于池塘的状态自动和/或部分自动地生成控制指令(例如，如上所述)，池塘的状态优选地基于来自传感器子系统170的一个或更多个传感器输入来确定，如下所述。
3.8系统-传感器子系统170
系统100可以包括传感器子系统170，该传感器子系统用于检测和/或维持收割期、系统环境、植物和/或系统和方法的任何其他方面的一个或更多个参数。
传感器子系统170可以包括一个或更多个位置传感器、定位传感器、接近度传感器和/或方位传感器，这些传感器可用于确定、控制和/或维持以下任何一者或全部：喷嘴高度(例如，在池塘表面上方、基于植物高度、基于导轨系统的弯曲等)；喷嘴取向；喷嘴位置(例如，在X-Y平面中)；小车位置和/或到收割区域的接近度；和/或任何其他合适的信息。
传感器子系统170可以包括与目标生长环境的任何或所有参数相关联的一个或更多个传感器，比如以下任何一者或全部：温度传感器、湿度传感器、营养物质(例如，磷酸盐、钾、氮、硝酸盐、亚硝酸盐、铵等)传感器、pH传感器、其他培养参数传感器、光/光学传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、植物健康度传感器(例如，荧光传感器、照相机、形态传感器等)和/或任何其他传感器。
传感器子系统170优选地与控制子系统通信，并且传感器可以布置在任何合适的系统部件处(例如，在导轨系统上、在小车上、在喷嘴组件处等)、收割区域(例如，池塘壁、池塘表面、池塘底部等)处、任何其他合适的位置处和/或位置的任何组合。
在一些变型中，传感器子系统与控制子系统一起用于自动确定喷嘴组件和/或收割运输系统的收割模式，其中传感器子系统用于扫描作物(例如，扫描池塘的表面)，绘制出各种参数(比如生长密度和/或害虫和/或入侵植物的位置)，其中控制子系统确定配置成处理该绘制的一组命令。
在第一变型中，传感器子系统包括布置在池塘附近(例如，布置在池塘内、联接到池塘的壁、漂浮在池塘中、固定到池塘底部等)的一个或更多个传感器，该传感器被配置成检测一个或更多个池塘条件(例如，温度、pH、营养物质、植物密度等)。另外或替代地，传感器子系统可以包括一个或更多个传感器，传感器联接到运输子系统(例如，以检测导轨在哪里、检测导轨是否要脱离轨道、检测导轨相对于池塘表面的高度、检测轨道的弯曲等)和/或联接到喷嘴组件(例如，以检测喷嘴相对于池塘表面的高度、检测喷嘴有多少浸没在池塘中等)和/或联接到系统的任何其他部件。
另外或替代地，该系统可以包括任何其他合适的部件。
4.方法200
如图2所示，方法200包括在一组一个或更多个操作模式下操作收割系统100。另外或替代地，方法200可以包括任何其他合适的过程。
该组操作模式可以包括收割操作模式，其中收割操作模式包括一组收割过程。
该收割操作模式优选地根据一个或更多个收割规范参数来执行，收割规范参数比如是以下任何一者或全部：每日收割面积(例如，在收割区域表面的20％和40％之间的每日收割、收割区域表面的20％的每日收割、收割区域表面的25％的每日收割、收割区域表面的30％的每日收割、收割区域表面的35％的每日收割、收割区域表面的40％的每日收割、收割区域表面的大于40％的每日收割等)。例如，这可以用于维持一定量的剩余植物材料(例如，基于对于植物生长的池塘表面的最佳覆盖)。收割规范参数可以可选地包括一个或更多个收割时间参数(例如，取决于收割区域的大小)。例如，在某些变型中，收割操作模式使池塘的收割能够在1分钟和10分钟之间完成。另外或替代地，池塘的收割可以在小于1分钟、大于10分钟和/或在任何合适的时间段内完成(例如，取决于池塘的大小)。
收割操作模式优选地能够在多种操作条件下执行，操作条件比如是以下任何一者或全部：温度波动(例如，在生长环境中在40F-140F之间)；相对湿度(例如，高达100％的相对湿度)；和/或任何其他条件。
收割操作模式优选地在控制子系统的操作下执行(例如，如上所述)，比如根据上述的任何或所有的致动器和参数执行，但是可以另外或替代地根据任何合适系统的任何部件执行。
在第一变型中，收割操作模式包括以下过程中的任何一者或全部：将喷嘴调节到收割高度或收割高度的范围(例如，考虑到导轨系统的低垂)；将第一轴导轨沿收割区域的长度移动到第一位置(例如，移动到收割区域的初始边缘)；将喷嘴沿着第一轴导轨移动，以使喷嘴能够横穿宽度，其中，在收集期间经由泵组件收集材料，并经由沟槽将材料运输到收集系统；将喷嘴移回到第一轴导轨上的起始位置；将第一轴导轨移动到第二位置；沿第一轴导轨重复喷嘴移动；以及重复第一轴导轨和喷嘴的移动，直到收割区域的期望表面被收割。该收割区域的期望表面可以是以下任何一者或全部：池塘的整个表面和/或大部分表面、池塘的部分表面(例如，基于先前的收割区域、基于来自传感器子系统的一个或更多个输入(比如哪些区域具有高密度的水生植物的光学指示)等来确定)和/或任何组合。收割操作模式可以另外或替代地包括任何其他合适的过程，比如以下任何一者或全部：过滤材料；将材料泵送回池塘；控制积累的生物质(例如，死植物、消化池浆液、积累在池塘底部处的生物质、悬浮在池塘内的生物质等)的水平；通过收割维持水生植物的密度(例如，以水生植物的鲜重为基础，在500克/平方米-1200克/平方米之间)；分配基质(例如，新鲜基质、回收基质等)；和/或任何其他合适的过程。
在具体示例中，在收割操作模式下，第一轴导轨能够定位在一组行中的任何一行中(例如，预先确定的、动态确定的等)，其中喷嘴沿着该行移动以收割该行内和/或该行附近的水生植物。
在另外的或替代的示例中，第一轴导轨和/或喷嘴可以以任何合适的收割模式(例如，同时地、单独地等)移动。
在第二变型中，收割操作模式包括以下过程中的任何一者或全部：将一组多个喷嘴调节到收割高度或收割高度的范围(例如，考虑到导轨系统的低垂)；将第一轴导轨沿收割区域的长度移动到第一位置(例如，移动到收割区域的初始边缘)；通过该组多个固定不动的喷嘴收集材料；将第一轴导轨移动到第二位置；以及重复第一轴导轨的移动，直到收割区域的期望表面被收割。该收割操作模式可以另外或替代地包括任何其他合适的过程，比如以下任何一者或全部：过滤材料；将材料泵送回池塘；控制积累的生物质(例如，死植物、消化池浆液、积累在池塘底部处的生物质、悬浮在池塘内的生物质等)的水平；通过收割维持水生植物的密度(例如，以水生植物的鲜重为基础，在500克/平方米-1200克/平方米之间)；和/或任何其他合适的过程。
在第三变型中，收割操作模式包括利用驱动轮和/或传动系统组件使一个或更多个喷嘴横跨池塘的表面移动。
在第四变型中，收割操作模式包括独立地移动喷嘴组件，其中喷嘴组件包括机载运输子系统(例如，具有驱动能力的浮动堰)。
该组操作模式可以另外或替代地包括任何其他合适的模式，比如以下任何一者或全部：关闭模式；疏浚模式；清洁模式(例如，冲洗部件)；预处理和/或处理模式(例如，由收集的材料制备饲料)；采样模式(例如，图像、营养物质、电导率、pH等的采样)；植物供给模式；喷雾冷却和/或加湿模式；污染物去除模式(例如，其中调节喷嘴高度以去除污染物)；和/或任何其他合适的模式。
可以独立地、同时地、同时期地(例如，重叠、部分重叠等)和/或以任何组合来应用这些模式中的任何一者或所有。在一些变型中，例如，基质分配模式与收割模式同时地和/或同时期地应用(例如，暂时重叠、部分重叠等)(例如，其中基质以相对于喷嘴移动的拖尾方式施加，其中在喷嘴已经横穿池塘的整个行和/或区域之后，当喷嘴已经返回到初始位置时，当喷嘴已经到达结束位置时等，施加基质)。另外或替代地，这些模式可以单独地应用，其他模式可以同时地应用，和/或该方法可以以任何合适的方式实现任何操作模式。
另外或替代地，该方法可以包括任何其他合适的操作模式和/或实现任何其他合适的过程。
5.变型
在系统100的第一变型中(例如，如图17所示)，该系统被配置成从池塘的表面收割漂浮水生植物，其中该系统包括以下任何一者或全部：喷嘴组件，其布置在导轨小车上并且包括喷嘴，该喷嘴被配置成通过一组一个或更多个入口从360度范围或360度范围的大部分收集材料；泵组件，其布置在导轨小车上并且包括隔膜泵，该隔膜泵接收在喷嘴处收集的材料并通过泵-管道出口将该材料输出到管道(例如，沟槽)；运输子系统，其包括导轨子系统，该导轨子系统包括第一轴导轨、导轨小车、导轨支撑系统以及支撑收集组件的外部小车，第一轴导轨被配置为沿池塘的长度移动，导轨小车被配置为沿第一轴导轨沿池塘的宽度移动，其中导轨小车支撑喷嘴组件、泵组件以及与控制子系统的在导轨小车上的部分相关联的电子设备，导轨支撑系统包括一组马达和/或带，该组马达和/或带被配置为使第一轴导轨移动(例如，平移、旋转等)；一个或更多个管道(例如，固定到第一轴导轨并沿着第一轴导轨的长度延伸的可移动沟槽、布置在池塘外部并接收来自可移动沟槽的材料的固定不动的沟槽等)，其中管道经由泵-管道出口和/或从另一管道接收在喷嘴组件处收集的材料，并将材料运输到收集组件；收集组件可选地布置在与沟槽的端部一起移动的外部小车(在本文等效地称为外小车)上，其中收集组件包括一组一个或更多个收集容器(例如，用于植物材料、用于基质的重新分配等)和可选地用于植物材料的分离部件和/或干燥部件(例如，过滤器、干燥带等)；可选地，基质分配子系统(例如，联接到X轴导轨、联接到池塘等)；控制子系统，其用于确定和/或实现操作模式和/或与操作模式相关联的一个或更多个参数；以及与控制子系统通信的传感器子系统。
在第一组具体示例中(例如，如图17所示)，管道子系统包括联接到X轴导轨的沟槽，其中沟槽与导轨子系统一起移动，并将收集的材料沉积到收集组件中，收集组件优选地与导轨子系统一起移动，但是另外或替代地可以是固定不动的。基质分配子系统还联接到导轨子系统，并包括一组多个管道(例如，柔性管子)，管道沿着导轨的长度延伸，并将基质(例如，在收集组件处收集的回收基质)沉积到池塘中。
在第二组具体示例中(例如，如图18所示)，管道子系统包括联接到X轴导轨的第一沟槽，其中第一沟槽与导轨子系统一起移动，并且管道子系统包括固定不动的第二沟槽(例如，联接到池塘壁、布置在池塘外部等)，其中第二沟槽接收来自第一沟槽的材料并将该材料沉积到收集组件中，收集组件优选地是固定不动的，但可以另外或替代地是可移动的。该系统还可以可选地包括基质分配，比如上述基质分配，和/或固定不动的基质分配子系统(例如，布置在池塘底部上的管子系统)。
在系统的第二变型中，该系统与第一变型的不同之处在于，该系统包括沿着一个或更多个X轴导轨静态地布置的多个喷嘴，其中喷嘴相对于导轨固定不动，但是当导轨移动时喷嘴相对于池塘移动(例如，利用可移动的收集组件、利用X轴导轨沿着布置在Y轴中的导轨支撑件的移动等)。另外或替代地，该系统可以相对于第一变型以其他方式配置。在具体示例中，导轨支撑件包括包含用于该系统的一组电子设备的带。
在系统的第三变型中(例如，如图20所示)，该系统包括喷嘴组件，其中喷嘴组件包括配置成从池塘收集水生植物材料的一个或更多个入口；带驱动的运输子系统，该运输子系统包括布置在轴上的旋转滑轮或轮，轴沿池塘的长度布置，其中轮的旋转移动带和/或绳索，其中喷嘴组件联接到带和/或绳索，并因此在轮旋转时沿池塘的长度移动。喷嘴组件可以可选地包括一个或更多个浮动装置和/或与喷嘴组件一起移动的收集盘，浮动装置用于使喷嘴组件能够漂浮在池塘的表面上。该系统可以可选地包括泵系统，泵系统用于通过喷嘴收集材料；另外或替代地，喷嘴组件可以被动地收集材料(例如，通过喷嘴和收集盘的移动)。另外或替代地，该系统可以包括任何其他合适的部件。
在系统的第四变型中(例如，如图21所示)，该系统包括浮动堰式喷嘴组件，其中浮动堰式喷嘴组件沿着池塘的表面移动并通过一个或更多个入口收集材料。该系统可以可选地包括泵系统，泵系统用于通过喷嘴收集材料；另外或替代地，喷嘴组件可以被动地收集材料(例如，通过喷嘴和收集盘的移动)。另外或替代地，该系统可以包括任何其他合适的部件。
另外或替代地，该系统可以包括任何其他合适的部件。
在操作系统的第一变型中，方法包括：扫描(例如，常规扫描)池塘(例如，用一组传感器等光学地扫描)以建立池塘的当前状态的模型，该模型可考虑以下任何一者或全部：作物的密度、作物的健康状况(例如，基于颜色、大小、生长速率等)、水的营养质量、温度、湿度和/或任何其他参数；基于该模型，确定一个或更多个收割参数(例如，何时收割、多频繁地收割、收割哪些区域、收割池塘的哪几行、泵的流量参数应该是多少等)；基于这些参数移动框架子系统的导轨和/或一个或更多个喷嘴以收割；收集植物并可选地将这些植物沉积到收集组件中和/或将这些植物运输到收集组件；可选地，间接地(例如，基于喷嘴特征、流动特征等)和/或直接地(例如，利用附加的喷嘴移动)重新分配剩余的植物；并且可选地处理植物(例如，冲洗植物、重新分配回收物、运输到其他地方等)。另外或替代地，方法可以包括向池塘分配基质、疏浚池塘和/或以任何合适的顺序执行的任何其他过程。
另外或替代地，该方法可以包括任何其他合适的操作模式和/或实现任何其他合适的过程。
虽然为了简洁而有所省略，但优选的实施方案包括各种系统部件和各种方法过程的每种组合和排列，其中方法过程可以以任何合适的顺序、顺序地或同时地执行。
如本领域技术人员将从先前的详细描述中以及从附图和权利要求书中认识到的，可以对本发明的优选的实施方案进行修改和改变，而不脱离所附权利要求书中限定的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于在池塘中收割水生植物的系统，所述系统包括：
喷嘴组件，其中所述喷嘴组件包括：
喷嘴，其中所述喷嘴界定：
上部区域；
下部区域；以及
入口，其布置在所述上部区域和所述下部区域之间；
泵，其布置在所述喷嘴组件的下游，其中所述泵被配置为通过所述入口收集水生植物材料；
导轨子系统，其被配置为使所述喷嘴相对于池塘移动，所述导轨子系统包括：
导轨，其具有在第一方向上定向的长度，其中：
所述喷嘴被配置为沿着所述导轨在所述第一方向上移动；并且
所述导轨被配置为在垂直于所述第一方向的第二方向上移动；
控制子系统，其被配置为确定一组控制命令，其中所述控制命令被配置为：
使所述导轨子系统在所述第二方向上移动；
使所述喷嘴在所述第一方向上移动；并且
使所述喷嘴在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上移动，其中所述第三方向对应于所述喷嘴相对于池塘的表面的高度。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括传感器子系统，所述传感器子系统被配置为确定与池塘相关联的一组参数，其中所述控制子系统基于所述一组参数确定所述一组控制命令。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制子系统自动确定所述控制命令。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述一组参数包括池塘的区域中的水生植物的表面密度，其中所述导轨子系统在所述第二方向上的移动基于所述表面密度确定。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述喷嘴的所述上部区域和所述下部区域被共同配置为将所述水生植物材料引导到所述入口。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述下部区域还被配置为防止收集水生植物材料的下部组，其中所述水生植物材料的下部组布置成低于所述下部区域。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述上部区域的宽阔的上部表面界定第一直径，并且其中所述下部区域的宽阔的表面界定第二直径，其中所述第二直径大于所述第一直径。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述上部区域界定截头圆锥体。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括至少部分地联接到所述导轨子系统的传感器子系统，其中所述喷嘴相对于池塘的高度基于所述传感器子系统而动态地确定。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述传感器子系统包括湿度传感器和温度传感器中的至少一个。
11.一种用于在池塘中收割水生植物的系统，所述系统包括：
喷嘴组件，其中所述喷嘴组件包括界定入口的喷嘴；
泵，其布置在所述喷嘴组件的下游，其中所述泵被配置为通过所述入口收集水生植物材料；
运输子系统，其被配置为使所述喷嘴相对于池塘移动，其中所述运输子系统包括导轨，所述导轨具有在第一方向上定向的长度，所述第一方向平行于池塘的长度；
传感器子系统，其至少部分地联接到所述运输子系统，其中所述传感器子系统包括以下中的至少一个：
光学传感器；
温度传感器；以及
湿度传感器；
控制子系统，其被配置为确定一组控制命令，其中所述一组控制命令至少部分地基于所述传感器子系统确定，其中所述一组控制命令指示所述导轨在第二方向上的移动，所述第二方向垂直于所述第一方向。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述喷嘴还界定上部区域和下部区域，其中所述入口布置在所述上部区域和下部区域之间。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述水生植物材料包括漂浮水生植物材料，其中所述漂浮水生植物材料通过所述入口收集。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述一组控制命令还被配置为使所述喷嘴沿着所述导轨在所述第一方向上移动。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述一组控制命令还被配置为使所述喷嘴在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上移动，其中所述第三方向对应于所述喷嘴相对于池塘的表面的高度。
16.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制子系统基于一组参数自动确定所述控制命令，所述一组参数基于所述传感器子系统确定。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述一组参数包括池塘的区域中的水生植物的表面密度，其中所述导轨子系统在所述第二方向上的移动基于所述表面密度确定。
18.根据权利要求11所述的系统，其中所述传感器系统包括光学传感器，所述光学传感器被配置为确定所述池塘中的水生植物的密度，其中所述一组控制命令基于所述密度指示所述运输子系统的收割模式。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述收割模式指示池塘的要收割的区域，其中所述区域是池塘的表面的子组。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述收割模式还指示以下中的至少一种：
划分池塘的若干行；
要收割的池塘的一组行的子组；
导轨移动的速度；以及
喷嘴移动的速度。
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