CN115551346A - 用于蔬菜园地和苗圃栽培植物的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于蔬菜园地和苗圃栽培植物的系统，该系统包括柜(1)，其中包括有在其上栽培所述植物(3)的多个搁板(21‑26)，所述搁板(21‑26)沿着垂直轴线一个在另一个之上地定位，以便确定插入在搁板的上表面与上覆搁板的下表面之间的空间，该空间适于栽培该植物(3)，该系统包括用于生成光源的装置、用于输送液体的装置和用于吸入/供应强制气流的装置。该系统包括用于沿着该垂直轴线移动所述搁板(21‑26)的装置，具有控制单元，该控制单元被配置成控制所述移动装置、所述光源生成装置、所述液体输送装置和所述强制气流吸入/供应装置的操作。

Description

用于蔬菜园地和苗圃栽培植物的系统

技术领域

本发明涉及一种用于蔬菜园地和苗圃栽培植物的系统，该系统包括柜，其中设置有在其上栽培所述植物的多个搁板。

搁板沿着垂直轴线一个在另一个之上地定位，以便确定插入在搁板的上表面与上覆搁板的下表面之间的空间，该空间适于栽培所述植物。

该系统还包括用于生成光源的装置、用于输送液体的装置和用于吸入/供应强制气流的装置。

背景技术

本发明特别涉及目前在农业温室内进行的用于栽培任何种类植物的蔬菜园地和苗圃地中的所有系统。

事实上，农业温室的主要目标是即使在环境状况不利的情况下也能最大化生产产率。

温室内的每个环境参数都应符合根据微妙的小气候平衡选择的作物生长和栽培的最佳条件。

为此目的，温室通常设置备有加热或冷却系统(可能是自动的)，当温度低于或高于所需温度时，该系统进行干预，并且特别适于被栽培物种的生长。

同样，温室通常配备有除湿/加湿系统，如果检测到非最佳湿度值，该系统进行干预，以确保作物的健康发育，并避免真菌、霉菌的发育或病原体的繁殖。

给定温室的必要基本结构，温室所需热量的增加/移除不仅取决于其中的生产类型，并且还取决于结构本身的体积尺寸和热泄漏。

出于这个原因，现有技术农业温室具有低能效。

因此，在温室中维持最佳环境的成本通常很高，对栽培商品的生产成本有负面影响。

目前，为了试图解决现有技术中已知的温室的能量消耗问题并获得“自产”栽培物，温室已经被开发成被放置在封闭环境中。

这种温室以与上述类似的方式制造，即，它们包括柜，该柜具有在其上栽培植物的搁板。

在柜内，待栽培的植物经受水合作用、照明和、温度和湿度的控制，以便创造允许植物生长的最佳环境。

这样的温室确实允许限制能源浪费，但是它们带来了额外的问题。

事实上，温室通常用于室内使用，因此必须减小尺寸，导致植物生产受限。

事实上，植物的生产与搁板的存在相冲突，搁板必须有足够的间距，以便确保植物本身高度的正确生长。

因此，现有技术中已知的温室难以适于待栽培的不同类型的植物，并且从产率(即产品数量)的角度来看，不允许获得高效的作物。

因此，需要提供一种克服上述缺点的用于植物的蔬菜园地和苗圃栽培的系统，这是现有技术所无法满足的。

发明内容

本发明通过提供如前所述的系统来实现上述目标，其中包括沿着垂直轴线的搁板的移动装置。

还存在控制单元，该控制单元被配置成控制所述移动装置、所述光源生成装置、所述液体输送装置和所述强制气流吸入/供应装置的操作。

根据这样的配置，获得了一种可重新配置的系统，其中可以基于植物的生长状态移动搁板。

如下文所示，封闭在一个搁板与另一个搁板之间的体积为每个搁板确定具有特定和不同气候的环境。

因此，很清楚如何能够使每个搁板的生长状态多样化，以便在植物生长过程期间移动这些搁板，从而相对于栽培物数量优化柜的内部空间。

本发明的系统目标允许在任何季节为正在栽培的植物和花卉再造最佳环境特征。

事实上，所描述的装置允许创造最佳的自然环境，并最小化根据栽培植物的生长阶段使用的能量消耗。

有利地，该系统包括传感器，该传感器适于检测插入搁板之间的空间内的亮度和/或温度和/或湿度。

因此，获得了一种全自动系统，其中可以设置与每个搁板相关联的植物类型，并且控制单元将移动搁板并再造植物在各种环境中生长所需的小气候。

根据优选实施方案，移动装置包括与搁板成一体的一个或多个滑轨，该滑轨沿着包括在柜的壁中的对应轨道运动。

下文将描述的其他变型旨在优化本发明的系统目标的结构构造，并提供系统性能与其尺寸之间的最佳折衷。

本发明的系统目标的特殊方面是优化柜内栽培空间的使用并获得搁板上栽培植物的最大数量的可能性。

根据一项改进，每个搁板包括罐元件，该罐元件具有双层底部，该双层底部提供下壁，该下壁具有适于引入/吸入空气的多个孔。

该双层底部也可以具有适于在搁板下方的区域中输送液体的喷嘴。

因此，每个搁板将负责下方搁板的栽培环境，并将为该搁板提供必要的水、温度和光。

替代地或是结合所描述的内容，可以在罐元件的底部处包括液体输送喷嘴，以便喷洒搁板本身而不是下方搁板的栽培物。

不管输送喷嘴的构造如何，控制单元实际上可以具有处理器装置，在该处理器装置上加载包含与不同植物相关的信息的软件。

由此可见，控制单元将能够根据每个搁板的栽培物和在整个生长过程期间调节属于该系统的各种装置的操作，以便提供必要的湿度、温度和体积。

如下文所述，双层底部的存在允许容置各种管/连接件，这些管/连接件允许空气的引入/吸入和/或液体的输送和/或光的发射。

替代地或结合已经描述的内容，排出空气的吸入可以包括通过罐元件底部中的多个孔，以便创造从上方搁板到下方搁板的不同空气循环。

事实上，根据优选实施方案，强制气流吸入/供应装置包括连接到一个或多个引入/吸入管的泵送装置，这些管部分地容置在双层底部内，并且与适于引入/吸入空气的孔连通。

优选地，该系统包括空气引入回路相对于空气吸入回路的分离。

为此原因，包括至少一个引入管和至少一个吸入管，该引入管和吸入管连接到对应的引入孔和吸入孔。

根据实施方案，光源生成装置包括将发电单元连接到一个或多个照明设备的电缆。

连接电缆部分地容置在双层底部内部，而双层底部的下壁包括所述一个或多个照明设备的插入座。

最后，本发明的系统目的可以包括液体输送装置，该液体输送装置包括连接到喷嘴的输送管，在自上而下输送的情况下，该输送管部分地容置在所述双层底部内。在这种情况下，喷嘴优选地包括在照明设备的插入位置处。

在栽培水平输送的情况下，这种喷嘴包括在搁板的土壤层中。

如预期的，本专利申请的系统目标之一是相对于栽培物总数优化栽培体积。

在植物的进化过程期间，植物本身可能需要更多或更少的土壤，通常在初始阶段从最小的土壤层开始，到生长期间增加土壤量。

然而，诸如本专利的温室目标的自动化系统必须优先于整个植物过程在初始阶段就已经需要的土壤量。

从优化空间的角度来说，用如此大量的土壤占用搁板尤其不利。

为此原因，在本发明的系统目标中，有利的是，每个罐元件包括至少一层冻干土壤，该冻干土壤包含在水溶性聚合物材料的容器内。

由于这种构造，土壤的厚度和块体受限，仅在搁板(即罐元件)水合、容器溶解和土壤体积增加的时刻才增加。

最后，需要说明的是，本发明的系统目标包括模块化罐元件，即能够基于罐内存在的土壤量来增加尺寸。

下文将描述一些可行的施方案，但是优选地，每个搁板的罐元件具有一个或多个可延伸的壁。

根据另一个实施方案，属于本发明的系统目标的每个隔室包括门，该门根据隔室的大小而调适。

隔室是指两个相邻搁板之间的空间，即包含和种植栽培物的区域。

考虑到搁板的移动，门可以例如通过借助于折叠窗帘的封闭来制造，折叠窗帘可以根据隔室的高度而根据需要延伸和收缩。

如从一些实施方案的图示中显而易见，这种构造允许创造每个隔室的前封闭，这有助于维持特定的小气候。

进一步来说，对于需要黑暗环境的栽培物，诸如例如真菌的栽培，可以包括遮光门。

附图说明

图1a至图1e示出了本发明的系统目标的实施方案的一些视图；

图2a至图2d示出了属于本发明的系统目标的搁板的可行实施方案的两个视图。

具体实施方式

从附图中所示的一些示例性实施方案的以下描述中，本发明的这些和其他特征和优点将变得更加清楚，其中：

图1a至图1e示出了本发明的系统目标的实施方案的一些视图：

图2a至图2d示出了属于本发明的系统目标的搁板的可行实施方案的两个视图。

需要说明的是，本专利申请随附的图示仅示出了用于本发明的植物目的的蔬菜园地和苗圃栽培的系统的一些可行实施方案，以更好地理解其所描述的优点和特征。

因此，这些实施方案旨在用于本发明的发明概念的纯粹说明性和非限制性目的，即获得允许在优化必要体积和限制能量消耗的同时栽培植物的系统。

特别参考图1a，该系统包括分成两个隔室10和20的柜1。

隔室20用于容置和栽培植物，而隔室10包括用于最佳栽培这种植物的辅助装置。

隔室20包括多个搁板21、22、23、24、25和26，这些搁板沿着柜的垂直轴线一个在另一个之上地定位，以便确定插入搁板的顶面与上覆搁板的底面之间的空间。

放置在每个搁板21-26上的植物因此可以在插入在如图1c所示的各种搁板之间的空间内生长。

柜1进一步包括用于生成光源的装置、用于输送液体的装置和用于吸入/供应强制气流的装置。

如下文将描述，这样的装置针对每个搁板21-26划分，使得由每个搁板21-26的重叠所标识的空间可以具有不同的气候状况。

由此可见，在搁板21与搁板22之间，以及在搁板21与隔室20的顶壁之间的区域中，以及在实际剩余的搁板22-26之间，将存在具有一定湿度和温度的区域。

光源生成装置、液体输送装置和强制气流吸入/供应装置的操作由位于隔室10内的控制单元调节。

控制单元进一步控制搁板21-26的移动装置沿着垂直轴线的操作。

因此，搁板21-26可以根据由箭头A所指示的方向彼此远离/接近。

移动装置可以以现有技术中已知的任何方式获得。

例如，可以在隔室10内设置驱动滑动/轨道系统以移动搁板21-26的启动马达。

每个搁板可以具有一个或多个滑轨，这些滑轨在隔室20的壁上获得的导轨内滑动。

替代地，可以设置环形螺旋系统，即，如图1d所示，搁板21-26可以在四个柱200上滑动，每个角一个。

无论移动装置的实施方案如何，搁板21-26都可以沿着垂直轴线移动，以便增加/减少每个搁板之间的体积并促进植物生长。

例如，可行的构造可以是图1b和图1c所示的构造，其中搁板23接近搁板22，并且搁板25接近搁板24。

搁板的移动可以由用户设置，也可以是自动化的。

事实上，可以包括用户设置他想要栽培的植物的类型，并且系统定位搁板21-26以便优化内部占用的体积。

为了优化占用容积，优选的不仅使植物的类型交替，而且使每个植物的初始阶段多样化，以便插入尽可能多的搁板21-26。

图1c示出了这样的状况，其中搁板21、22和26具有处于最终栽培阶段且需要较高高度的植物3，而搁板23具有处于初始栽培阶段且因此需要较低高度的植物3。

搁板21-26可以包括成完全可拆卸的，以便增加或减少隔室内的搁板数量。

特别参考图1b，优选地，搁板包括两个部分，即罐元件和支撑框架，它们之间具有相对移动。

图1b的搁板24示出了这样的构造：罐元件241相对于支撑框架242水平移动。

特定而言，支撑框架242和罐元件241在搁板24的垂直平移期间同时移动，而罐元件241可以相对于支撑框架242在箭头B所示的方向上移动。

由于待栽培的植物被定位在罐元件241内，所以沿箭头B方向的平移便于必须定位植物的用户。

每个搁板可以负责调节在下方搁板中栽培的植物的气候状况，由此在每个搁板21-26的底面处进行光强度、强制气流和液体输送。

根据可行的施方案，液体输送可以一个搁板接一个搁板地进行，使得输送不会发生在下方搁板上。

根据这样的组织，搁板25将具有液体输送装置来喷洒搁板25本身，同时它将负责搁板26(即下方搁板)的亮度和空气再循环。

这样的构造可以应用于其他搁板。

如图1d和图1e所示，如下文所述，每个搁板具有三个连接件40、41和5，其允许通过特殊装置将隔室10内的强制空气、液体和生成的电流传递到搁板。

有利的是，隔室10具有门100，该门被转动以正面覆盖隔室10，以便隔离搁板21-26的所有栽培物。

替代地或结合这样的门10，可以包括用于每个搁板21-26的门，以便完全隔离每个子隔室，即由两个相邻搁板界定的每个区域。

开门可以是手动的或自动的。

门也可以由对光辐射不透明的材料组成，以便再造黑暗的栽培环境。

门10也可以由透明材料制成，以便能够在不需要打开门100的情况下控制栽培物的进化。

因此，可以监控需要黑暗环境的栽培物的进度，因为可以暂时打开单独的门并控制栽培物。

替代地或是组合地，每个隔室可以具有摄像机来远程监控个别作物的生长阶段，而不需要进入隔室。这还允许具有由不透明材料制成的门10，该门在一些情况下用于减小来自外部的照明，例如，在设备安装在阳光充足的地方时。

图2a至图2d示出了搁板21-26的可行实施方案的四个视图。

搁板21-26以相同的方式制造，但是为了简单起见，仅示出了一个搁板，例如搁板21，并且在图2a和图2c中示出了下表面，而在图2b和图2d中示出了上表面。

如前所述，每个搁板包括罐元件和支撑框架。

支撑框架包括双层底部210，其具有在其中容置连接件40、41和5的部分的空间。

光源生成装置、液体输送装置和强制气流吸入/供应装置部分地容置在这种双层底部210内。

将针对每个装置具体描述这样的构造。

特定而言，强制气流吸入/供应装置包括两个单独的回路，连接到泵送装置的引入回路和吸入回路。

泵送装置优选地位于隔室10内，并且从这样的隔室分别通过引入管40和吸入管41与每个搁板连通。

管40和管41部分地容置在双层底部210内，并且管的未容置的部分具有诸如允许每个搁板沿着柜1的整个高度的轨迹的长度。

这同样适用于下文将描述的连接件5。

每个搁板的底部具有分别连接到引入管40和吸入管41的孔400和410。

结果，将被引入下伏搁板中的空气将离开孔40，而来自下伏搁板的空气将被吸出孔41。

通过调节空气温度和速度，以及引入/吸入，可以控制插入搁板下方区域的植物的温度和湿度。

搁板21的下壁进一步具有插入座51，该插入座用于容置一个或多个照明设备，诸如LED灯条。

因此，在这种情况下，光源生成装置包括发电单元到LED条的连接电缆5。

发电源可以包括与电源插座的简单连接和/或可以包括电池。

不管电源如何，连接电缆5部分地容置在双层底部210内，并且连接到容置在插入座51内的LED条。

相反，至于液体输送装置，优选包括连接到一个或多个喷嘴的输送管。

输送管将存在于插入隔室10中的罐内的液体传递到各种搁板：同样，优选包括用于在输送管内泵送液体的泵送装置。

可以包括液体将以液滴、微滴或喷雾的形式输送，这取决于待栽培植物的需要。

液体输送形式也可以基于这种喷嘴的定位而变化，因为如上所述，这种喷嘴可以喷洒下伏搁板或安装喷嘴的搁板本身。

根据图中所示的变型，输送管包括在连接电缆5内，以便减少穿过隔室10与隔室20之间的电缆的数量。

相反，输送喷嘴包括在LED条的插入座51处。

具体参考图1a和图2a，对于所有的搁板，搁板21的下壁将通过孔40和孔41吸入/引入空气，通过插入座51将光和液体生成到搁板22的罐元件中，等等。

关于搁板21的罐元件，孔40、41和插入座51将包括在隔室20的顶壁中。

很明显，刚才描述的操作可以是自动化的：存在于隔室10内的控制单元可以与多个传感器通信，这些传感器针对每个搁板监测其上栽培的植物的高度、湿度、温度和亮度。

控制单元收集所有信息，并和与栽培的植物类型相关的信息一起管理整个柜1的操作，根据植物发育阶段移动搁板21-26。

最后，图2a至图2d示出了搁板的特殊实施方案。

事实上，搁板21的罐元件具有高度可延伸的侧壁211-214，使得侧壁从缩回状态(图2b)过渡到抽出状态(图2d)。

很明显，侧壁的延伸允许增加在其中容纳植物栽培所需的土壤的每个罐元件的空间。

通常，在需要很少土壤的初始生长阶段，侧壁211-214处于缩回状况，而在随后的发育阶段，侧壁211-214处于抽出状况。

有利地，土壤设置成冻干形式，其包含在包括水溶性聚合物材料的一个或多个容器内。

优选地包括三层土壤，包含在三个不同的容器中。

在上层中，包括含有待栽培植物种子的土壤，而在随后的层中，简单地包括土壤。

在第一步骤中，上层被上方搁板的喷嘴弄湿，聚合物材料溶解，冻干的土壤水合并体积膨胀。

与此同时，种子发芽，并且第一批植物生长。

如果需要额外的土壤，分配额外的水，溶解第二层土壤的容器，以此类推。

侧壁211-214的高度的增加优于土壤体积的任何增加，以便正确地包含土壤。

最后，应该注意的是，从缩回状态到抽出状态的转变可以以“主动”方式进行，即，通过包括使壁以现有技术中已知的任何方式一个接一个地平移的装置。

替代地或结合地，平移可以以“被动”的方式发生，即土壤体积的增加可以推动壁，以便将它们从缩回状态移动到抽出状态。

例如，壁可以设置有邻接表面，该邻接表面被增加的土壤体积推动以使壁一个接一个地平移。

虽然本发明易于进行各种修改和替代构造，但一些优选实施方案已经在图示中示出并详细描述。

然而，应该理解，并不打算将本发明限制于具体的图示实施方案，相反，本发明旨在覆盖落入如权利要求书中限定的本发明范围内的所有修改、替代构造和等同物。

除非另有说明，使用“例如”、“等”、“或”是指非排他性非限制性替代方案。

除非另有说明，使用“包括”是指“包括但不限于”。

Claims (10)

1.一种用于蔬菜园地和苗圃栽培植物的系统，所述系统包括柜(1)，其中设置有在其上栽培所述植物(3)的多个搁板(21-26)，

所述搁板(21-26)沿着垂直轴线一个在另一个之上地定位，以便确定插入在搁板的上表面与上覆搁板的下表面之间的空间，所述空间适于栽培所述植物(3)，

包括用于生成光源的装置、用于输送液体的装置和用于吸入/供应强制气流的装置，

其特征在于

包括用于沿着所述垂直轴线移动所述搁板(21-26)的装置，

具有控制单元，所述控制单元被配置成控制所述移动装置、所述光源生成装置、所述液体输送装置和所述强制气流吸入/供应装置的操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其中存在传感器，所述传感器适于检测每个搁板上的栽培植物的高度、插入在所述搁板之间的所述空间内的亮度和/或温度和/或湿度。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述移动装置包括与所述搁板(21-26)成一体的一个或多个滑轨，所述滑轨沿着设置在所述柜的壁中的对应轨道滑动。

4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，每个搁板包括罐元件(241)，所述罐元件(241)具有双层底部(210)，所述双层底部(210)包括下壁，所述下壁具有适于引入/吸入空气的多个孔(400，410)和适于在所述搁板下方的区域中输送液体的喷嘴。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中所述强制气流引入/吸入装置包括泵送装置，所述泵送装置连接到一个或多个引入/吸入管(40，41)，所述管(40，41)部分地容置在所述双层底部(210)内，并且所述管(40，41)与适于空气的引入/吸入(400，410)的所述孔连通。

6.根据权利要求5所述的系统，其中包括至少一个引入管(40)和至少一个吸入管(41)，所述引入管和所述吸入管连接到对应的引入孔(400)和吸入孔(410)。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述光源生成装置包括发电单元到一个或多个照明设备的连接电缆(5)，

所述连接电缆(5)部分地容置在所述双层底部(210)和所述下壁内，所述下壁包括所述一个或多个照明设备的插入座(51)。

8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述液体输送装置包括连接到所述喷嘴的输送管，所述输送管部分地容置在所述双层底部内，所述喷嘴包括在所述插入位置处。

9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述罐元件包括至少一层冻干土壤，所述冻干土壤包含在水溶性聚合物材料的容器内。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述罐元件具有一个或多个可延伸壁。

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