CN1713814A - 植物栽培设备 - Google Patents

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Abstract

一种植物栽培设备(10)，其具有多个可转动植物栽培组件(32)，该组件可在垂直方向或水平方向上两个分开的位置之间被移动。每个组件(32)包括用于支承植物栽培容器(80)的筒状结构，其中，植物在筒状结构里面径向朝着光源(68)生长。该设备(10)具有组件支承装置，用于支承每个组件并使该组件在基本为水平的位置上转动。该设备具有组件移动装置例如链轮传动链条(24、25)，其用于在两个位置之间传送各个组件。

Description

植物栽培设备
技术领域
本发明涉及一种用于栽培植物的设备和方法，尤其涉及一种包括多个可转动的筒状植物栽培结构的设备，植物在这些结构中径向朝内生长。
背景技术
当用灯光照亮在平坦苗床上栽培的植物时，植物与灯之间的距离会变化。使既定光源照射的所有植物与该光源的距离均为相等的，就可更为有效地利用灯光，减少栽培区每生产平方单位所需灯的数量。这是可借助于转动栽培设备而实现的，在该设备中，植物在转动轴线上围绕着光源转动。
美国专利第6604321号(Marchildon)公开了一种转动植物栽培设备，该设备带有末端开口的筒状鼓，该鼓在支承架上围绕着水平轴线转动。在鼓的轴线上布置了一盏灯。鼓的一些孔支撑着栽培罐，植物面对着灯光，且栽培壶底部从鼓上径向朝外延伸。鼓下的一个托盘装有水，且该托盘与鼓有间隔，从而当鼓转动时，壶的下部部分就与水接触，浇灌植物。
加拿大已发表的专利申请第2401737号(Poirier等人)公开了一种转动植物栽培设备，该设备包括一个筒状结构或鼓，该结构带有一系列平行的纵向延伸长篮子，用以支撑植物。鼓上设置了支座，且驱动机构使鼓在支座上围绕着鼓的转动轴线而转动。在鼓的内部装有光源。当鼓转动而且篮子与栽培液接触时，喂送系统就把栽培液供应给正在栽培的植物。那些长篮子限定于底壁与侧壁中，因此，就有多个小孔可供栽培液抵达植物上。借助于末端带有弹性连接销的管状构件，长篮子就可卸除地连接着一对平行且相反的鼓缘(rim)。
尽管上述类型的转动栽培机比起使用平坦苗床或植物栽培托盘的传统方法来，减少了栽培既定数量植物所要求的占地面积量，但通过使转动植物栽培组件(module)从一个地点移动到另一地点同时让该机械继续运行，就可更加有效地利用占地面积。例如，假如植物栽培机能被垂直移动，那么，比起多个此种机械位于地面上的情况来，其运行所占据的占地面积就更小。另外，在有些情况下，可以使多个植物栽培机成水平移动而节省占地面积，例如使所述机械在便于维护它们而空间不充足的区域与能够使它们得到维护所用区域之间移动，就是如此。最好提供一种植物栽培设备，以便实现多个此种机械从一个地点移动到另一地点同时让所述机械继续运行。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种植物栽培设备，所述设备具有多个可转动的植物栽培组件，这些组件能被垂直移动。所述设备具有多个可转动的植物栽培组件。每个组件包括一个筒状结构以便支撑植物栽培容器。植物在所述容器中在筒状结构里面朝着组件内部的光源径向生长，且植物的根朝着组件之外径向生长。所述设备具有组件支承装置，用于支承每个组件并使该组件围绕着其纵向轴线在基本为水平的位置上转动。所述设备具有组件移动装置，用于沿着垂直方向较高位置与垂直方向较低位置之间的路径传送组件支承装置和组件。该设备还包括送水装置，其用于把水或栽培溶液传送给植物。
根据本发明的另一个实施例，提供一种植物栽培设备，该设备具有多个能被水平移动的可转动植物栽培组件。组件和组件支承装置如上上述，且所述设备具有组件移动装置，其用于沿着通常为水平的路径传送组件支承装置和组件。所述设备还包括送水装置，其用于把水或栽培溶液传送给植物。
本发明还提供一种栽培植物的方法。植物材料(plant material)被放置在栽培介质(medium)中，且该介质被放置在转动栽培设备中，从而使植物在该设备里径向生长。光源在可转动栽培设备内照亮。该设备围绕着光源转动。该设备被沿着两个分开的位置之间的一条路径移动。水被送给栽培介质。
从下文对本发明推荐实施例的说明中，可得知本发明的这些及其他性能，所做说明配有附图。
附图说明
图1是植物栽培设备推荐实施例的透视图；
图2是所述设备的前视图；
图3的正视图显示图1所示设备的链轮齿和链条；
图4的透视图显示图1所示设备的植物栽培组件和支承装置；
图5的侧视图显示图4所示的组件和支承装置；
图6的端视图显示图4所示的组件和支承装置；
图7的侧视图显示图4所示组件和支承装置的一个部分；
图8的透视图显示植物栽培组件的一个实施例；
图9是图8所示组件的剖视图；
图10的透视图显示植物栽培设备的又一实施例；
图11是沿着图10中线段11-11截取绘制的剖视图；
图12的侧视图显示图4所示植物栽培组件及支承装置的一个实施例，所示者具有水槽(water trough)；
图13的顶视图显示植物栽培设备的一个实施例，该设备是为了植物栽培组件通常为水平的移动而提供的；
图14的侧视图显示图13所示设备的一个部分。
具体实施方式
在以下说明中，会涉及到对等及相同的部分，且这些部分在图纸中均以相同的附图标记表示。
参看图1和图2，植物栽培设备10具有框架12，该框架包括被多个框架构件16一起支撑着的侧部框架构件14、15。每个框架构件14均可转动地支承着一组链轮18，该链轮通常被构造成椭圆形或跑道形状排列的。分别处于框架构件14、15上的链轮驱动装置20和22，包括电动机和适当的齿轮，以及控制装置，以便同步转动分别处于框架构件14和15上的链轮18a和18b。
链条24、25操作性地装配在分别处于框架构件14和15上的各组链轮18上。如图3所示，多个组件支承杆26借助于支架28而附接在链条24、25上并延伸于它们之间。
组件支承框架30被来自每根支承杆26的悬挂装置29所悬挂。为了清晰起见，图1和图2仅仅显示4根支承杆26且仅仅显示两个组件支承框架30，但要明白的是，设备10可以包括许多支承杆26，每根支承杆均支撑着组件支承框架。
参看图4至7，组件支承框架30被构造成可转动地支承着筒状植物栽培组件32。支承框架30具有通常为水平的框架构件34，还有处于一个末端上的成角度构件36、38和另外那个末端上的成角度构件40、42，以及下部水平构件44、46。可转动水平构件48、50在下部水平构件44、46与支承组件32之间延伸。
组件32的末端轮缘52、54径向朝外延伸到该组件剩余部分(remainder)之外，且所述轮缘的外边缘上具有齿轮齿56。如图7清楚显示的那样，轮缘52、54靠在可转动构件48、50上，且齿轮齿56与可转动构件48、50上的齿轮齿58啮合。框架构件44上的驱动装置60分别包括电动机和适当的齿轮，以及控制装置，以便转动可转动构件48。当所述构件被转动时，组件32就围绕着其纵向轴线转动。
框架构件44上的支承构件67支承着灯68，该灯纵向延伸进入组件32中处于通常为轴向的位置上。在框架构件46上设置了同样的支承构件和灯69，从而使灯69从相反末端延伸进入组件32中。每盏灯68、69均延伸进入而抵达略小于组件32一半长度处，以便为组件中植物的栽培提供充分的轴向照亮。
组件32适合于支承植物，从而能以水耕法(hydroponically)或气耕法(aeroponically)栽培植物，并使该植物定向而在组件里面径向朝着位于组件中的灯68、69而生长，同时，所述植物的根则径向朝外生长。各种形式的组件适宜用于本发明。在一个实施例中，如图8与9所示，组件32是筒状结构，该结构包括带有多个植物栽培托盘64的轮缘52、54，这些托盘的末端被(用适宜的闭锁装置，在图纸中未显示)可分离地紧固在轮缘上。支承构件66也延伸于这些轮缘之间。托盘64具有带了孔71的的底壁70以便让水进入，且具有侧壁72，并适合于接纳及留持植物74在其中能够生长的栽培介质。
在组件的另一实施例中，如图10与11所示，组件32具有连接着轮缘52、54的筒状壁76。壁76中的纵向狭槽78具有至少一个开口79，该开口适合于植物栽培容器80滑动地插入及退出。为了清楚起见，在图10中仅显示了单一个容器80，但要明白，在使用时，狭槽78中填充了一个挨一个放置的多个容器80。每个容器80均构造成装有植物的。所述容器具有开口(未显示)以便植物74从那里长出来，且具有底部开口82以便水流入。容器80相反两侧的每一侧上均具有朝外延伸的凸缘84，该凸缘适合于装配在形成于壁76与L形支架88之间的开口79和滑动配合的纵向通道86中，而所述支架则连接着纵向壁76的内部。
可选择的是，可采用美国专利第6604320号(Marchildon)所示那种类型的筒状结构。
在植物栽培设备10中，设置了装置，用于把水和栽培液传送给植物。如图1和2所示，水槽90位于设备10的底部，从而当植物栽培组件32处于其垂直方向最低位置上时，组件32的底部部分就会处于水槽90中。水槽中的水位被保持，从而组件下部末端处的植物栽培容器底部的开口就会处于表面之下，让水流入容器的植物栽培介质中。
在一个可选实施例中，如图12所示，每个组件都具有其自己的水槽，且在设备10的底部可能没有水槽。此种情况下的送水装置包括由组件支承框架30的水平构件44、46所支承的水槽92。而且水槽92中的水位被保持，以便当容器转动而向下进入水槽中时，让水流入所述容器的植物栽培介质中。
可选的是，送水装置可包括适当定位的喷洒器、喷射器或任何其他便利的装置，用于把水和栽培液送给植物栽培介质。若有要求的话，则可用喷洒器等等来补充水槽90。补充者位于植物栽培设备10的上部区域中，以确保植物能得到充足频率的浇灌。
还是参看图1所示实施例，一旦带有植物材料的植物栽培介质位于组件32中，就启动驱动构件20、22而转动链轮18a、18b，并把链条24、25及与它们一起的组件32移动而旋转一周，就这样使用植物栽培设备10。对旋转的速度以及每个组件的转动速度加以选择，从而使植物栽培容器如通常所要求那样得到浇灌。所述设备可持续运行或有间歇地运行，并可顺着链条24、25的任一行进方向运行。
由于各个组件持续运行即围绕着它们各自的灯及所栽培植物运转，同时，它们处于链条24、25行进回路(circuit)的所有位置上，显然，所述设备就会让许多植物栽培组件在设备10所占据的有限占地面积上运行，而该面积小于各个组件在地面上运行时所占面积。
为了维护各个组件，例如为了收获植物、插入植物材料或植物栽培容器，等等，或为了做机械保养，就在所要维护的各个组件处于便于达到的位置上时，例如处于接近回路下部部分时，使驱动装置20、22停止。如果必要，可把挂钩29从支承杆26上卸下而卸除该设备。
在每个组件均具有其自己水槽的情况下，如图12所示，就不必非要使设备10旋转而浇灌植物，且通常仅需操作驱动装置20、22来使各个组件到达维护保养所要求的位置。
在一个可选实施例中，本发明提供一种设备，用于使各个植物栽培组件通常成水平移动。当植物栽培组件只是位于静止在地面上的底部时，如同现有技术例如美国专利第6604321号(Marchildon)所述情况，所述组件就必须够得着维护保养，为此就对其周围的占地面积有要求。通过设置使各个组件移动同时能使它们继续运行的装置，例如使它们在够不着维护保养的位置与可以够着的位置之间移动，就能节省占地面积。参看图13与14，植物栽培设备100具有一对链轮传动链条102、104，最好是并非必须在环形轨道上运行的那种链条。驱动装置20和22包括电动机和适当的齿轮，以及控制装置，以便同步转动每条轨道上的链轮18而分别驱动链条102、104。支承杆26的末端(由未显示的支架，如同图1所示情况一样)连接着对应的链条，且所述支承杆在该链条之间延伸。带有植物栽培组件32的组件支承框架30如上所述从每根支承杆26处悬挂，如图1所示那样。植物栽培组件最好是图12所示那种类型的，在该组件中，水槽92由每个组件支承装置所支承。
设备100的轨道包括区段106，在该区段中，组件32可让用户够得着以便维护保养。轨道其余部分中的组件并不需要够得着维护保养。
在运行时，启动链轮驱动装置20、22，使链条102、104同步移动，并由于它们而使组件32在可以维护保养组件的那个区段106与轨道其余部分之间移动。链条102、104是可让其在半径周围移动那种类型的，从而就可使轨道形成环形的圈。可选的是，也可用传动带(belt)而非链条，且可用适应于承载传动带的滑轮来支承并驱动传动带，以便推动在半径周围转动的轨道。
在设备100的一个可选实施例中，其中的组件32不具有一个个单独的水槽，此种设备的送水装置可包括适当定位的喷洒器、喷射器或其他任何便利的装置，以便把水和栽培液送给植物栽培介质。若有要求的话，则可把喷洒器设置在轨道下方的一个或多个位置上，且当组件32被移动到水槽上方的位置上时就把水槽提升起来，当容器向下转动而进入水槽中时，让水流入容器中的植物栽培介质中。
尽管已对本发明的各个实施例做了说明，但并非为了把本发明仅限于这些实施例。专业人员显然都可以在本发明范围内做各种修改。例如，尽管上文所说明的是环形链条轨道，但轨道也并不需要是环形的，因为各个组件可被沿着其终止处的轨道垂直地或水平地移动，且随后沿着同样那条轨道往回移动。还有，组件移动装置不需要包括链条，因为可采用传动带或其他机械构造。另外，用于组件水平移动的设备实施例中的组件移动装置，可以包括有组件悬挂着的单一链条(或传动带)，两条有间隔的链条并非绝对必要。本发明的范围由下文的权利要求书所限定。

Claims (11)

1.一种植物栽培设备包括：
(a)多个可转动的植物栽培组件，每个所述组件包括一个用于支承植物栽培容器的筒状结构，从而在所述容器中的所述植物就在所述筒状结构里径向朝着所述筒状结构内的光源生长，且所述植物的根朝着所述筒状结构外面径向生长；
(b)组件支承装置，其用于支承每个所述组件并使每个所述组件围绕着其纵向轴线在基本为水平的位置上转动；
(c)组件移动装置，其用于把所述组件支承装置和各个组件沿着两个分开的位置之间的一条路径传送；以及
(d)用于把水送给所述植物的送水装置。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述两个分开的位置是垂直方向较高位置与垂直方向较低位置。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述两个分开的位置是水平方向上分开的位置。
4.如权利要求2所述的设备，其特征在于：所述送水装置是水槽，在其中所述植物栽培容器被放置成在所述垂直方向较低位置上与水相接触。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述送水装置是被支承在所述组件支承装置上的水槽，以便当所述组件转动时浇灌所述植物。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述组件移动装置包括多个链轮以及一条环形链条。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述组件支承装置包括一对有间隔的可转动构件。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于：所述筒状结构具有适合与所述可转动构件相啮合的轮缘。
9.一种栽培植物的方法，包括如下步骤：
(a)把植物材料放置在栽培介质中；
(b)把所述介质放置在可转动栽培设备中，从而使植物在所述设备里面径向地朝着灯而生长；
(c)使所述可转动栽培设备中的光源发亮光；
(d)围绕着所述光源转动所述可转动栽培设备；
(e)沿着两个分开位置之间的一条路径移动所述可转动栽培设备；以及
(f)把水送给所述栽培介质。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述两个分开的位置是垂直方向较高位置与垂直方向较低位置。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述两个分开的位置是水平方向上分开的位置。
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