RU2807341C1 - Device for automatic microgreens production - Google Patents

Device for automatic microgreens production Download PDF

Info

Publication number
RU2807341C1
RU2807341C1 RU2023115623A RU2023115623A RU2807341C1 RU 2807341 C1 RU2807341 C1 RU 2807341C1 RU 2023115623 A RU2023115623 A RU 2023115623A RU 2023115623 A RU2023115623 A RU 2023115623A RU 2807341 C1 RU2807341 C1 RU 2807341C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
forms
microgreens
moving
water
sensor
Prior art date
Application number
RU2023115623A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Станиславович Свитек
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2807341C1 publication Critical patent/RU2807341C1/en

Links

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: invention relates to the devices for automatic production of microgreens with intelligent control and can be used in food retail outlets for growing and distributing microgreens to customers. The device includes a housing with fluorescent lamps, light-scattering panels, a humidity sensor, a light sensor, a water pump, circulation fans, temperature sensors, a water filter, a water tank containing a water level sensor, a salt concentration sensor, an acidity determination sensor (pH). Contains a control unit, a planting unit, a form loading unit, a form extraction unit, a dispensing compartment, a compartment for spoiled forms, a block for placing forms, a block for watering and lighting forms.
EFFECT: providing the ability to automatically plant seeds into moulds, automatically place a mould with a substrate and planted seeds in a growing device, automatically control the degree of readiness of microgreens and automatically remove the finished form from the device, as well as automatic identification of the most popular microgreen crops in a given location and automatic identification of the currently growing microgreen crops.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для автоматического производства микрозелени с интеллектуальным управлением и может быть использовано в продуктовых розничных точках продаж для выращивания и выдачи микрозелени покупателям.The invention relates to devices for automatic production of microgreens with intelligent control and can be used in food retail outlets for growing and distributing microgreens to customers.

Известно гидропонное устройство для выращивания растений и система выращивания, использующая это устройство [RU 2746805 C1]. Гидропонное устройство для выращивания растений содержит по меньшей мере одно отверстие для прорастания растений, проходящее вдоль корпуса, и пористый субстрат, имеющий по меньшей мере два слоя и установленный внутри корпуса таким образом, что граница между слоями расположена напротив указанного отверстия корпуса. Корпус включает две части в форме желобов, соединенные открытыми сторонами с образованием зазора, образующего упомянутое отверстие для прорастания растений, причем стенки частей корпуса с одной его стороны размещены внахлест. Устройство также включает каркас, резервуар, насос, поливочные трубы, капельницы, дренажные элементы, основную балку, дополнительную балку, лампу и по меньшей мере одно средство соединения частей корпуса.A hydroponic device for growing plants and a growing system using this device are known [RU 2746805 C1]. A hydroponic device for growing plants contains at least one hole for plant germination extending along the body, and a porous substrate having at least two layers and installed inside the body in such a way that the boundary between the layers is located opposite the specified opening of the body. The housing includes two parts in the form of grooves, connected by open sides to form a gap forming the said hole for germination of plants, and the walls of the housing parts on one side overlap. The device also includes a frame, a reservoir, a pump, watering pipes, drippers, drainage elements, a main beam, an additional beam, a lamp and at least one means for connecting parts of the housing.

Недостатками известного гидропонного устройства для выращивания растений являются: полив происходит сразу всех растений, а не только тех, кому это необходимо; необходимо вручную производить посадку семян растений; необходимо вручную контролировать степень готовности микрозелени; отсутствует возможность определения какие в данный момент культуры микрозелени находятся на выращивании.The disadvantages of the known hydroponic device for growing plants are: all plants are watered at once, and not just those who need it; it is necessary to manually plant seeds; it is necessary to manually control the degree of readiness of microgreens; There is no way to determine which microgreen crops are currently being grown.

Наиболее близким решением, принятым за прототип, является устройство для выращивания микрозелени и трав [Viking Under-counter Micro Green & Herb Cabinet https://www.metroappliancesandmore.com/refrigeration/specialty/beverage-coolers/GCV12LSS/], содержащее флуоресцентные лампы, рассеивающие свет панели, резервуар для воды, датчик уровня воды, датчик концентрации солей, датчик определения кислотности (pH), насос-дозатор для регулирования pH, сенсорный модуль управления, датчик влажности, датчик освещенности, насос для воды, насос для питательных веществ, циркуляционные вентиляторы, датчики температуры, съемные ящики для выращивания на легко скользящих роликах с дренажными отверстиями снизу, окно из закаленного стекла с двойным остеклением, встроенная дверная прокладка, дверная ручка во всю длину, двойная стенка, конструкция из нержавеющей стали с регулируемыми выравнивающими болтами, фильтр воды.The closest solution adopted for the prototype is a device for growing microgreens and herbs [Viking Under-counter Micro Green & Herb Cabinet https://www.metroappliancesandmore.com/refrigeration/specialty/beverage-coolers/GCV12LSS/], containing fluorescent lamps , light-diffusing panels, water tank, water level sensor, salt concentration sensor, acidity determination sensor (pH), dosing pump for pH regulation, touch control module, humidity sensor, light sensor, water pump, nutrient pump, circulation fans, temperature sensors, removable grow boxes on easy-glide casters with bottom drainage holes, double-pane tempered glass window, built-in door gasket, full-length door handle, double wall, stainless steel construction with adjustable leveling bolts, filter water.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым устройством для автоматического производства микрозелени: корпус, в котором размещены флуоресцентные лампы, рассеивающие свет панели, датчик влажности, датчик освещенности, насос для воды, циркуляционные вентиляторы, датчики температуры, фильтр воды, резервуар для воды, содержащий датчик уровня воды, датчик концентрации солей, датчик определения кислотности (pH).Features of the prototype that are common to the claimed device for the automatic production of microgreens: a housing containing fluorescent lamps, light-diffusing panels, a humidity sensor, a light sensor, a water pump, circulation fans, temperature sensors, a water filter, a water tank containing a sensor water level, salt concentration sensor, acidity determination sensor (pH).

Недостатки прототипа: необходимо вручную производить посадку семян в формы; необходимо вручную размещать формы с субстратом и семенами в устройство; необходимо вручную контролировать степень готовности микрозелени; необходимо вручную извлекать готовую микрозелень из устройства; в системе управлении отсутствует возможность для определения наиболее востребованных культур для выращивания микрозелени; отсутствует возможность определения какие в данный момент культуры микрозелени находятся на выращивании.Disadvantages of the prototype: it is necessary to manually plant seeds in molds; it is necessary to manually place forms with substrate and seeds into the device; it is necessary to manually control the degree of readiness of microgreens; it is necessary to manually remove the finished microgreens from the device; the management system does not have the ability to determine the most popular crops for growing microgreens; There is no way to determine which microgreen crops are currently being grown.

Задачей изобретения является разработка устройства для автоматического производства микрозелени, позволяющего автоматически: производить посадку семян в формы; размещать формы с субстратом и посаженными семенами в устройство для выращивания; контролировать степень готовности микрозелени; извлекать готовую микрозелень из устройства; определять наиболее востребованные культуры для выращивания микрозелени; определять находящиеся в данный момент культуры микрозелени в стадии выращивания.The objective of the invention is to develop a device for the automatic production of microgreens, which allows you to automatically: plant seeds in molds; place forms with substrate and planted seeds in the growing device; control the degree of readiness of microgreens; remove the finished microgreens from the device; determine the most popular crops for growing microgreens; identify microgreen crops currently in cultivation.

Решение этой задачи является актуальным в связи с увеличением спроса на микрозелень, которая обладает высоким содержанием витаминов и микроэлементов, таких как магний, медь, калий, цинк и железо. Поскольку срок произрастания микрозелени находится в пределах от 4 до 15 дней, то появляется необходимость её быстро доставить до розничной точки продажи, что не всегда является экономически оправданным действием. Поэтому устройство для автоматического производства микрозелени позволит выращивать микрозелень прямо в розничной точке продажи и выдавать микрозелень покупателям в автоматическом режиме.The solution to this problem is relevant due to the increasing demand for microgreens, which have a high content of vitamins and microelements such as magnesium, copper, potassium, zinc and iron. Since the growth period of microgreens ranges from 4 to 15 days, there is a need to quickly deliver them to the retail point of sale, which is not always an economically justifiable action. Therefore, a device for automatic production of microgreens will allow you to grow microgreens directly at the retail point of sale and distribute microgreens to customers automatically.

Поставленная задача была решена за счет того, что известное устройство для выращивания микрозелени, включающее корпус, в котором размещены флуоресцентные лампы, рассеивающие свет панели, датчик влажности, датчик освещенности, насос для воды, циркуляционные вентиляторы, датчики температуры, фильтр воды. резервуар для воды, содержащий датчик уровня воды, датчик концентрации солей, датчик определения кислотности (pH), согласно изобретению дополнительно содержит The problem was solved due to the fact that a well-known device for growing microgreens, including a housing containing fluorescent lamps, light-diffusing panels, a humidity sensor, a light sensor, a water pump, circulation fans, temperature sensors, and a water filter. a water reservoir containing a water level sensor, a salt concentration sensor, a sensor for determining acidity (pH), according to the invention additionally contains

блок управления, блок посадки, блок загрузки форм, блок извлечения форм, отсек для выдачи, отсек для испорченных форм, блок для размещения форм, блок для полива и освещения форм, control unit, planting unit, form loading unit, form extraction unit, dispensing compartment, spoiled form compartment, form placement unit, form watering and lighting unit,

при этом блок управления содержит интерактивную панель управления, которая реализует алгоритмы приема запросов на выдачу формы в отсек для выдачи и оплаты за выдачу формы, контроллер, реализующий алгоритмы управления исполнительными механизмами, получения и обработки информации с датчиков, установления наиболее часто извлекаемых культур микрозелени, прогнозирования сроков извлечения форм и видов культур микрозелени, выдачи команд в блок посадки в соответствии с прогнозными данными сроков извлечения форм и видов культур микрозелени, сигнализации о неисправностях в устройстве, о наличии воды и ненадлежащем качестве воды, окончании семян,in this case, the control unit contains an interactive control panel that implements algorithms for receiving requests for issuing a form into the compartment for issuing and paying for issuing a form, a controller that implements algorithms for controlling actuators, receiving and processing information from sensors, establishing the most frequently extracted microgreen crops, and forecasting timing of extraction of forms and types of microgreen crops, issuing commands to the planting unit in accordance with forecast data of timing of extraction of forms and types of microgreen crops, signaling of malfunctions in the device, availability of water and inadequate water quality, end of seeds,

при этом блок извлечения форм содержит шарико-винтовые передачи, на каждой оси по две, расположенных на одной из сторон по периметру корпуса, на которых надеты винты, приводящиеся в движение двигателями, расположенных в конце каждой из шарико-винтовой передачи, при этом к каждому винту закреплены цилиндрические направляющие, в месте пересечения которых закреплена каретка модуль извлечения форм по средствам линейных подшипников, при этом модуль извлечения форм выполнен в виде прямоугольника, на поверхности которого крепится конвейер для извлечения форм,wherein the mold extraction unit contains ball screws, two on each axis, located on one side along the perimeter of the housing, on which screws are mounted, driven by motors located at the end of each ball screw, and to each cylindrical guides are fixed to the screw, at the intersection of which a carriage is fixed, a mold extraction module is mounted by means of linear bearings, while the mold extraction module is made in the form of a rectangle, on the surface of which a conveyor for extracting molds is attached,

также блок извлечения форм содержит фильтр для воды, который соединен с насосом для воды с одной стороны, а с другой с разветвленной сетью шлангов, при этом насос для воды соединен с резервуаром для воды,also, the mold extraction unit contains a water filter, which is connected to a water pump on one side, and on the other with an extensive network of hoses, while the water pump is connected to a water tank,

при этом блок посадки содержит шнековые дозаторы, через которые семени микрозелени поступают на конвейер для перемещения семян, который закреплен ниже относительно шнековых дозаторов, конвейеры для перемещения форм с субстратом, на которых располагаются формы с субстратом и разграничителями между формами с субстратом, модуль перемещения форм, в котором располагается форма для перемещения, стоящая на конвейере модуля перемещения,wherein the planting unit contains screw dispensers, through which microgreen seeds are supplied to a conveyor for moving seeds, which is fixed below relative to the screw dispensers, conveyors for moving forms with a substrate, on which forms with a substrate and delimiters between forms with a substrate are located, a module for moving forms, in which the moving mold is located, standing on the conveyor of the moving module,

при этом модуль для перемещения форм, выполнен с возможностью перемещения по цилиндрическим направляющим блока загрузки форм, которые закреплены на винтах блока загрузки форм, которые надеты на шарико-винтовые передачи блока загрузки форм, приводящиеся в движение двигателями блока загрузки форм,wherein the module for moving forms is configured to move along the cylindrical guides of the form loading unit, which are secured to the screws of the form loading unit, which are put on the ball screws of the form loading unit, driven by the motors of the form loading unit,

при этом блок загрузки форм содержит циркуляционные вентиляторы, датчики температуры, датчик влажности, датчик освещенности,wherein the mold loading unit contains circulation fans, temperature sensors, humidity sensor, light sensor,

при этом блок для полива и освещения форм содержит флуоресцентные лампы, рассеивающие свет панели, продолжение разветвленной сети шлангов, на концах которой закреплены клапаны, при этом флуоресцентные лампы, рассеивающие свет панели, продолжение разветвленной сети шлангов и клапаны закреплены на цельной пластине,wherein the block for watering and lighting the forms contains fluorescent lamps, light-scattering panels, a continuation of an branched network of hoses, at the ends of which valves are fixed, while fluorescent lamps, light-scattering panels, a continuation of an branched network of hoses and valves are fixed to a solid plate,

при этом блок для размещения форм содержит конвейеры для перемещения форм с микрозеленью, на каждом из которых имеются разделительные элементы между форм с микрозеленью, стоящих на конвейере для перемещения форм с микрозеленью, при этом конвейеры для перемещения форм с микрозеленью закреплены на пластинах с дренажными отверстиями, расположенные под углом к горизонту для слива воды обратно в резервуар для воды.wherein the block for placing forms contains conveyors for moving forms with microgreens, each of which has separating elements between forms with microgreens standing on the conveyor for moving forms with microgreens, while the conveyors for moving forms with microgreens are fixed on plates with drainage holes, located at an angle to the horizon to drain water back into the water tank.

Отличительные признаки предлагаемого устройства – введены блок управления, блок посадки, блок загрузки форм, блок извлечения форм, отсек для выдачи, отсек для испорченных форм, блок для размещения форм, блок для полива и освещения форм.Distinctive features of the proposed device are a control unit, a planting unit, a form loading unit, a form extraction unit, a dispensing compartment, a compartment for spoiled forms, a block for placing forms, a block for watering and lighting forms.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют автоматически производить посадку семян в формы; автоматически размещать формы с субстратом и посаженными семенами в устройство для выращивания; автоматически контролировать степень готовности микрозелени, то есть в автоматическом режиме определять, когда она готова к употреблению и её можно извлекать; автоматически извлекать готовую микрозелень из устройства; автоматически определять наиболее востребованные культуры для выращивания микрозелени, то есть те, которые пользуются наибольшим спросом в данном месте; автоматически определять, какие в данный момент культуры микрозелени находятся на выращивании в устройстве.Distinctive features, in combination with known ones, make it possible to automatically plant seeds in forms; automatically place forms with substrate and planted seeds into the growing device; automatically control the degree of readiness of microgreens, that is, automatically determine when they are ready for consumption and can be removed; automatically remove finished microgreens from the device; automatically determine the most popular crops for growing microgreens, that is, those that are in greatest demand in a given location; automatically determine which microgreen crops are currently being grown in the device.

На фиг. 1 представлена объемная модель устройства для автоматического производства микрозелени.In fig. Figure 1 shows a three-dimensional model of a device for automatic production of microgreens.

На фиг. 2 представлена модель устройства (вид спереди).In fig. Figure 2 shows the device model (front view).

На фиг. 3 представлена модель устройства (вид справа).In fig. Figure 3 shows the device model (right view).

На фиг. 4 представлена модель устройства (вид сзади).In fig. Figure 4 shows the device model (rear view).

На фиг. 5 представлен блок для полива и освещения форм.In fig. Figure 5 shows a block for watering and lighting forms.

На фиг. 6 представлен блок для размещения форм.In fig. Figure 6 shows a block for placing forms.

Устройство для автоматического производства микрозелени включает корпус 1 (фиг.1), в котором имеется блок управления 2, блок посадки 3, резервуар для воды 4, блок загрузки форм 5, блок извлечения форм 6, отсек для выдачи 7, отсек для испорченных форм 8, блок для размещения форм 9, блок для полива и освещения форм 10.A device for automatic production of microgreens includes a housing 1 (Fig. 1), in which there is a control unit 2, a planting unit 3, a water tank 4, a form loading unit 5, a form extraction unit 6, a dispensing compartment 7, a compartment for spoiled forms 8 , block for placing molds 9, block for watering and lighting molds 10.

Блок управления 2 (фиг. 2) содержит интерактивную панель управления 11, которая реализует алгоритмы приема запросов на выдачу формы в отсек для выдачи 7 и оплаты за выдачу формы, контроллер 12, реализующий алгоритмы управления исполнительными механизмами, получения и обработки информации с датчиков, установления наиболее часто извлекаемых культур микрозелени, прогнозирования сроков извлечения форм и видов культур микрозелени, выдачи команд в блок посадки 3 в соответствии с прогнозными данными сроков извлечения форм и видов культур микрозелени, сигнализации о неисправностях в устройстве, о наличии воды и ненадлежащем качестве воды, окончании семян.Control unit 2 (Fig. 2) contains an interactive control panel 11, which implements algorithms for receiving requests for issuing forms in the compartment for issuing 7 and paying for issuing forms, controller 12, which implements algorithms for controlling actuators, receiving and processing information from sensors, establishing the most frequently extracted microgreen crops, predicting the timing of extraction of forms and types of microgreen crops, issuing commands to planting unit 3 in accordance with the forecast data for the timing of extraction of forms and types of microgreen crops, signaling about malfunctions in the device, the presence of water and inadequate water quality, the end of seeds .

Блок извлечения форм 6 содержит шарико-винтовые передачи 13, на каждой оси по две, расположенных на одной из сторон по периметру корпуса 1, на которых надеты винты 14, приводящиеся в движение двигателями 15, расположенных в конце каждой из шарико-винтовой передачи 13. К каждому винту 14 закреплены цилиндрические направляющие 16, в месте пересечения которых закреплен модуль извлечения форм 17 по средствам линейных подшипников, при этом модуль извлечения форм 17 выполнен в виде прямоугольника, на поверхности которого крепится конвейер для извлечения форм 18.The mold extraction unit 6 contains ball screws 13, two on each axis, located on one side along the perimeter of the housing 1, on which screws 14 are mounted, driven by motors 15 located at the end of each ball screw 13. Each screw 14 is attached to cylindrical guides 16, at the intersection of which a mold extraction module 17 is fixed by means of linear bearings, while the mold extraction module 17 is made in the form of a rectangle, on the surface of which a conveyor for extracting molds 18 is attached.

Также блок извлечения форм 6 содержит фильтр для воды 19, который соединен с насосом для воды 20 с одной стороны, а с другой с разветвленной сетью шлангов 21, при этом насос для воды 20 соединен с резервуаром для воды 4.Also, the mold extraction unit 6 contains a water filter 19, which is connected to a water pump 20 on one side, and on the other to an branched network of hoses 21, while the water pump 20 is connected to a water tank 4.

Блок посадки 3 (фиг. 3) содержит шнековые дозаторы 22, через которые семени микрозелени поступают на конвейер для перемещения семян 23, который закреплен ниже относительно шнековых дозаторов 22, конвейеры для перемещения форм с субстратом 24, на которых располагаются формы с субстратом 25 и разграничителями между формами с субстратом 26, модуль перемещения форм 27, в котором располагается форма для перемещения 28, стоящая на конвейере модуля перемещения 29.The planting unit 3 (Fig. 3) contains screw dispensers 22, through which microgreen seeds are supplied to a conveyor for moving seeds 23, which is fixed below relative to the screw dispensers 22, conveyors for moving forms with a substrate 24, on which forms with a substrate 25 and delimiters are located between the forms with the substrate 26, the mold moving module 27, in which the moving form 28 is located, standing on the conveyor of the moving module 29.

При этом модуль для перемещения форм 27 выполнен с возможностью перемещения по цилиндрическим направляющим блока загрузки форм 30 (фиг. 4), которые закреплены на винтах блока загрузки форм 31, которые надеты на шарико-винтовые передачи блока загрузки форм 32, приводящиеся в движение двигателями блока загрузки форм 33.In this case, the module for moving forms 27 is made with the ability to move along the cylindrical guides of the form loading block 30 (Fig. 4), which are mounted on the screws of the form loading block 31, which are put on the ball screws of the form loading block 32, driven by the block engines download forms 33.

Блок загрузки форм 5 содержит циркуляционные вентиляторы 34, датчики температуры 35, датчик влажности 36, датчик освещенности 37. Резервуар с водой 4 содержит датчик уровня воды 38, датчик концентрации солей 39 и датчик определения кислотности 40.The mold loading block 5 contains circulation fans 34, temperature sensors 35, humidity sensor 36, light sensor 37. Water tank 4 contains a water level sensor 38, a salt concentration sensor 39 and an acidity sensor 40.

Блок для полива и освещения форм 10 (фиг. 5) содержит флуоресцентные лампы 41, рассеивающие свет панели 42, продолжение разветвленной сети шлангов 21, на концах которой закреплены клапаны 43, при этом флуоресцентные лампы 41, рассеивающие свет панели 42, продолжение разветвленной сети шлангов 21 и клапаны 43 закреплены на цельной пластине 44.The block for watering and lighting forms 10 (Fig. 5) contains fluorescent lamps 41, light-scattering panels 42, a continuation of an extensive network of hoses 21, at the ends of which valves 43 are attached, while fluorescent lamps 41, light-scattering panels 42, a continuation of an extensive network of hoses 21 and valves 43 are fixed to a solid plate 44.

Блок для размещения форм 9 (фиг. 6) содержит конвейеры для перемещения форм с микрозеленью 45, на каждом из которых имеются разделительные элементы 46 между форм с микрозеленью 47, стоящих на конвейере для перемещения форм с микрозеленью 45, при этом конвейеры для перемещения форм с микрозеленью 45 закреплены на пластинах с дренажными отверстиями, расположенные под углом к горизонту для слива воды обратно в резервуар для воды 4. На фиг. 6 формы с микрозеленью 45 окрашены в разные цвета, от коричневого до зеленого, отображающие фазы выращивания микрозелени.The block for placing forms 9 (Fig. 6) contains conveyors for moving forms with microgreens 45, on each of which there are separating elements 46 between forms with microgreens 47 standing on the conveyor for moving forms with microgreens 45, while the conveyors for moving forms with microgreens 45 are fixed on plates with drainage holes, located at an angle to the horizon to drain water back into the water tank 4. In FIG. 6 forms with 45 microgreens are painted in different colors, from brown to green, reflecting the phases of growing microgreens.

Устройство работает следующим образом. В контроллер 12 встроены алгоритмы управления исполнительными механизмами, получения и обработки информации с датчиков, установления наиболее часто извлекаемых культур микрозелени, прогнозирования сроков извлечения форм и видов культур микрозелени, выдачи команд в блок посадки 3 в соответствии с прогнозными данными сроков извлечения форм и видов культур микрозелени, сигнализации о неисправностях в устройстве, о наличии воды и ненадлежащем качестве воды, окончании семян. The device works as follows. The controller 12 contains built-in algorithms for controlling actuators, receiving and processing information from sensors, establishing the most frequently extracted microgreen crops, predicting the timing of extraction of forms and types of microgreen crops, issuing commands to planting unit 3 in accordance with the forecast data for the timing of extraction of forms and types of microgreen crops , alarms about malfunctions in the device, the presence of water and poor quality of water, the end of seeds.

Вначале владелец устройства загружает в него формы с субстратом 25 на конвейеры для перемещения форм с субстратом 24 и семена микрозелени в шнековые дозаторы 22. Также владелец устройства заполняет водой резервуар для воды 4.First, the owner of the device loads forms with substrate 25 onto conveyors for moving forms with substrate 24 and microgreen seeds into screw dispensers 22. The owner of the device also fills the water tank 4 with water.

Затем контроллер 12 определяет работоспособность всех узлов устройства. Если проверка выполнена успешно, то выводится графическая информация на интерактивную панель управления 11. Затем пользователь устройства выбирает в интерактивной панели управления 11 форму с определенным видом микрозелени, которую он хочет получить в отсеке для выдачи 7. Сигнал с интерактивной панели управления 11 пересылается в контроллер 12.Then the controller 12 determines the operability of all nodes of the device. If the check is successful, graphical information is displayed on the interactive control panel 11. Then the user of the device selects in the interactive control panel 11 a form with a certain type of microgreens that he wants to receive in the dispensing compartment 7. The signal from the interactive control panel 11 is sent to the controller 12 .

После этого в контроллере 12 формируется сигнал управления на исполнительные механизмы, такие как двигатели 15, конвейер для извлечения форм 18 и конвейеры для перемещения форм с микрозеленью 45. Сначала в работу вступают двигатели 15, приводящие в движение шарико-винтовые передачи 13, по которым перемещаются винты 14. Так как к винтам 14 прикреплены цилиндрические направляющие 16, то и они перемещаются вместе с ними. Так как к цилиндрическим направляющим 16 закреплен модуль извлечения форм 17, то и он перемещается вместе с ними. Таким образом, по средствам управления двигателями 15 перемещается и модуль извлечения форм 17 по заданным координатам осей Х и Y. Модуль извлечения форм 17 перемещается в заданные координаты Х и Y. After this, a control signal is generated in the controller 12 to actuators, such as motors 15, a conveyor for removing forms 18, and conveyors for moving forms with microgreens 45. First, motors 15 come into operation, driving ball screws 13 along which they move screws 14. Since cylindrical guides 16 are attached to the screws 14, they move along with them. Since the mold extraction module 17 is attached to the cylindrical guides 16, it also moves with them. Thus, using the motor controls 15, the mold extraction module 17 also moves along the specified coordinates of the X and Y axes. The mold extraction module 17 moves to the specified X and Y coordinates.

Затем контроллер 12 выдает сигнал управления на конвейер для перемещения форм с микрозеленью 45, который производит движение в сторону модуля извлечения форм 17. Причем производится движение только на расстояние, равное одной форме с микрозеленью 47. Таким образом форма с микрозеленью 47 оказывается на конвейере для извлечения форм 18. После чего контроллер 12 выдает сигнал управления на двигатели 15, по средствам связанных с ними механизмов модуль извлечения форм 17 перемещается в координаты, в которых правая часть конвейера для извлечения форм 18 имеет наименьшее расстояние до левой стороны отсека для выдачи 7.Then the controller 12 issues a control signal to the conveyor for moving forms with microgreens 45, which makes a movement towards the form extraction module 17. Moreover, the movement is made only at a distance equal to one form with microgreens 47. Thus, the form with microgreens 47 ends up on the conveyor for extraction forms 18. After which the controller 12 issues a control signal to the motors 15, by means of associated mechanisms, the form extraction module 17 moves to the coordinates in which the right side of the conveyor for extracting forms 18 has the shortest distance to the left side of the dispensing compartment 7.

Затем контроллер 12 выдает сигнал управления на конвейер для извлечения форм 18, который совершает движение в сторону отсека для выдачи 7. Таким образом форма с микрозеленью 47 оказывается в отсеке для выдачи 7. Из отсека для выдачи 7 пользователь может забрать форму с микрозеленью 47 ручным образом.The controller 12 then provides a control signal to the mold removal conveyor 18, which moves towards the dispensing compartment 7. Thus, the microgreens form 47 is placed in the dispensing compartment 7. From the dispensing compartment 7, the user can manually remove the microgreens form 47 .

При этом алгоритмы в контроллере 12 управляют наличием форм с микрозеленью 47. Сначала алгоритмы в контроллере 12 по статистическим данным выгрузки форм прогнозируют спрос на загруженные во шнековые дозаторы 22 виды микрозелени. Затем, в зависимости от прогнозных значений контроллер 12 выдает сигналы управления на те конвейеры для перемещения форм с субстратом 24, на которых ещё имеются в наличии формы с субстратом 25, для их перемещения в сторону модуля перемещения форм 27 на расстояние, равное между соседними разграничителями между формами с субстратом 26.In this case, the algorithms in the controller 12 control the availability of forms with microgreens 47. First, the algorithms in the controller 12, based on the statistical data of unloading forms, predict the demand for 22 types of microgreens loaded into screw dispensers. Then, depending on the predicted values, the controller 12 issues control signals to those conveyors for moving forms with substrate 24, on which there are still forms with substrate 25, to move them towards the module for moving forms 27 at a distance equal to the distance between adjacent delimiters between forms with substrate 26.

Затем контроллер 12 выдает сигнал управления на двигатели блока загрузки форм 33, которые приводят в движение шарико-винтовые передачи блока загрузки форм 32, а так как на них закреплены винты блока загрузки форм 31, то они перемещаются. Так как к винтам блока загрузки форм 30 прикреплены цилиндрические направляющие блока загрузки форм 30, то и они перемещаются вместе с ними. Так как к цилиндрическим направляющим блока загрузки форм 30 прикреплен модуль для перемещения форм 27, то и он перемещается вместе с ними. Таким образом за счет управляющих сигналов с контроллера 12, модуль для перемещения форм 27 перемещается напротив того конвейера для перемещения форм с субстратом 24, на котором происходит движение. Затем контроллер 12 посылает сигнал управления на конвейер модуля перемещения 29 для его движения до тех пор, пока форма с субстратом 25 не достигнет геометрической середины модуля для перемещения форм 27.Then the controller 12 issues a control signal to the motors of the mold loading unit 33, which drive the ball screws of the mold loading unit 32, and since the screws of the mold loading unit 31 are attached to them, they move. Since the cylindrical guides of the mold loading unit 30 are attached to the screws of the mold loading unit 30, they also move with them. Since a module for moving molds 27 is attached to the cylindrical guides of the mold loading unit 30, it also moves with them. Thus, due to control signals from the controller 12, the module for moving forms 27 moves opposite the conveyor for moving forms with the substrate 24 on which the movement occurs. The controller 12 then sends a control signal to the conveyor of the moving module 29 to move it until the mold with the substrate 25 reaches the geometric middle of the moving module 27.

Затем модуль для перемещения 27 перемещается ниже оси конвейера для перемещения семян 23, таким образом, чтобы в находящуюся на нем форму с субстратом могли попадать семена. Затем в контроллер 12 выдает сигналы управления на один из шнековых дозаторов 22, который выдает заранее определенное количество семян в зависимости от их вида и формы. Эти семена под действием силы тяжести падают на конвейер для перемещения семян 23, на который контроллер 12 посылает сигналы управления для перемещения. Таким образом семена оказываются в форме для перемещения 28.The transfer module 27 is then moved below the axis of the seed conveyor 23 so that the substrate mold on it can receive seeds. Then the controller 12 issues control signals to one of the screw dispensers 22, which dispenses a predetermined number of seeds depending on their type and shape. These seeds fall by gravity onto the seed transfer conveyor 23, to which the controller 12 sends control signals for movement. This way the seeds are in a form for transfer 28.

При этом форма для перемещения 28 физически таже форма, что и форма с субстратом 25, только в ней уже присутствует не только субстрат, но и семена. А форма с микрозеленью 47 физически таже, что и форма для перемещения 28, только в ней уже проросли семена.In this case, the form for moving 28 is physically the same form as the form with the substrate 25, only it already contains not only the substrate, but also the seeds. And the form with microgreens 47 is physically the same as the form for moving 28, only the seeds have already sprouted in it.

Для равномерного распределения семян по субстрату внутри формы для перемещения 28, контроллер 12 посылает сигналы управления на двигатели 33, которые резко перемещают модуль для перемещения 27 в разные стороны, что проводит к перераспределению семян из центра формы для перемещения 28.To evenly distribute the seeds over the substrate inside the moving mold 28, the controller 12 sends control signals to the motors 33, which sharply move the moving module 27 in different directions, which leads to the redistribution of seeds from the center of the moving mold 28.

Затем контроллер 12 посылает сигналы управления на двигатели 15, которые перемещают модуль для перемещения 27 до того конвейера для перемещения форм с микрозеленью 45, на который необходимо переместить форму для перемещения 28. Затем конвейер для перемещения форм с микрозеленью 45 перемещается на такое количество расстояний между разделительными элементами 46, сколько отсутствует форм на нем. Затем конвейер для перемещения форм с микрозеленью 45 по средствам сигналов управления с контроллера 12, перемещает форму для перемещения на 28 на конвейер для перемещения форм с микрозеленью 45.The controller 12 then sends control signals to the motors 15, which move the transfer module 27 to the microgreen mold conveyor 45 to which the transfer mold 28 needs to be moved. The microgreen mold conveyor 45 then moves that number of distances between the separation There are 46 elements, how many forms are missing on it. Then the conveyor for moving forms with microgreens 45, by means of control signals from the controller 12, moves the form for moving 28 onto the conveyor for moving forms with microgreens 45.

Для произрастания микрозелени в формах с микрозеленью 47 их поливают водой путем подачи сигналов управления с контроллера 12 на клапаны 43, а также освещают с помощью флуоресцентных ламп 41 и вентилируют с помощью циркуляционных вентиляторов 34. Для контроля произрастания микрозелени используют датчики температуры 35, датчик влажности 36, датчик освещенности 37, датчик уровня воды 38, датчик концентрации солей 39 и датчик определения кислотности 40.To grow microgreens in forms with microgreens 47, they are watered by supplying control signals from the controller 12 to the valves 43, and also illuminated using fluorescent lamps 41 and ventilated using circulation fans 34. To control the growth of microgreens, temperature sensors 35 and a humidity sensor 36 are used , light sensor 37, water level sensor 38, salt concentration sensor 39 and acidity sensor 40.

Claims (1)

Устройство для автоматического производства микрозелени, включающее корпус, в котором размещены флуоресцентные лампы, рассеивающие свет панели, датчик влажности, датчик освещенности, насос для воды, циркуляционные вентиляторы, датчики температуры, фильтр воды, резервуар для воды, содержащий датчик уровня воды, датчик концентрации солей, датчик определения кислотности (pH), отличающееся тем, что содержит блок управления, блок посадки, блок загрузки форм, блок извлечения форм, отсек для выдачи, отсек для испорченных форм, блок для размещения форм, блок для полива и освещения форм, при этом блок управления содержит интерактивную панель управления, реализующую алгоритмы приема запросов на выдачу формы в отсек для выдачи и оплаты за выдачу формы, контроллер, реализующий алгоритмы управления исполнительными механизмами, получения и обработки информации с датчиков, установления наиболее часто извлекаемых культур микрозелени, прогнозирования сроков извлечения форм и видов культур микрозелени, выдачи команд в блок посадки в соответствии с прогнозными данными сроков извлечения форм и видов культур микрозелени, сигнализации о неисправностях в устройстве, о наличии воды и ненадлежащем качестве воды, окончании семян, блок извлечения форм содержит шарико-винтовые передачи, на каждой оси по две, расположенные на одной из сторон по периметру корпуса, на которые надеты винты, приводящиеся в движение двигателями, расположенными в конце каждой из шарико-винтовой передачи, при этом к каждому винту закреплены цилиндрические направляющие, в месте пересечения которых закреплена каретка-модуль извлечения форм посредством линейных подшипников, при этом модуль извлечения форм выполнен в виде прямоугольника, на поверхности которого закреплен конвейер для извлечения форм, также блок извлечения форм содержит фильтр для воды, соединенный с насосом для воды с одной стороны, а с другой - с разветвленной сетью шлангов, при этом насос для воды соединен с резервуаром для воды, блок посадки содержит шнековые дозаторы для подачи семян микрозелени на конвейер для перемещения семян, закрепленный ниже относительно шнековых дозаторов, конвейеры для перемещения форм с субстратом, на которых расположены формы с субстратом и разграничителями между формами с субстратом, модуль перемещения форм, в котором расположена форма для перемещения, стоящая на конвейере модуля перемещения, блок загрузки форм содержит шарико-винтовые передачи, приводящиеся в движение двигателями, на винтах которых закреплены цилиндрические направляющие, также блок загрузки форм содержит циркуляционные вентиляторы, датчики температуры, датчик влажности, датчик освещенности, модуль для перемещения форм установлен с возможностью перемещения по цилиндрическим направляющим блока загрузки форм, блок для полива и освещения форм содержит флуоресцентные лампы, рассеивающие свет панели, продолжение разветвленной сети шлангов, на концах которой закреплены клапаны, при этом флуоресцентные лампы, рассеивающие свет панели, продолжение разветвленной сети шлангов и клапаны закреплены на цельной пластине, блок для размещения форм содержит конвейеры для перемещения форм с микрозеленью, на каждом из которых установлены разделительные элементы между формами с микрозеленью, стоящие на конвейере для перемещения форм с микрозеленью, при этом конвейеры для перемещения форм с микрозеленью закреплены на пластинах с дренажными отверстиями, расположенных под углом к горизонту, для слива воды обратно в резервуар для воды.A device for automatic production of microgreens, including a housing containing fluorescent lamps, light-diffusing panels, a humidity sensor, a light sensor, a water pump, circulation fans, temperature sensors, a water filter, a water tank containing a water level sensor, a salt concentration sensor , a sensor for determining acidity (pH), characterized in that it contains a control unit, a planting unit, a form loading unit, a form extraction unit, a dispensing compartment, a compartment for spoiled forms, a block for placing forms, a block for watering and lighting forms, and the control unit contains an interactive control panel that implements algorithms for receiving requests for issuing forms into the compartment for issuing and paying for issuing forms, a controller that implements algorithms for controlling actuators, receiving and processing information from sensors, establishing the most frequently extracted microgreen crops, predicting the timing of retrieving forms and types of microgreen crops, issuing commands to the planting unit in accordance with the forecast data on the timing of extraction of forms and types of microgreen crops, signaling about malfunctions in the device, the presence of water and inadequate water quality, the end of seeds, the form extraction unit contains ball screws, on each axis has two, located on one side along the perimeter of the body, on which screws are put, driven by motors located at the end of each ball screw, while cylindrical guides are attached to each screw, at the intersection of which a carriage is attached - mold extraction module by means of linear bearings, wherein the mold extraction module is made in the form of a rectangle, on the surface of which a conveyor for extracting molds is fixed; the mold extraction unit also contains a water filter connected to a water pump on one side, and on the other - with a branched a network of hoses, while the water pump is connected to the water tank, the planting unit contains screw dispensers for supplying microgreen seeds to a conveyor for moving seeds, fixed below relative to the screw dispensers, conveyors for moving forms with a substrate, on which forms with a substrate and delimiters are located between the molds with the substrate, the mold moving module, in which the mold for moving is located, standing on the conveyor of the moving module, the mold loading unit contains ball screws driven by motors, on the screws of which cylindrical guides are fixed, and the mold loading unit also contains circulation fans , temperature sensors, humidity sensor, light sensor, the module for moving forms is installed with the ability to move along the cylindrical guides of the form loading block, the block for watering and lighting the forms contains fluorescent lamps, light-scattering panels, a continuation of an extensive network of hoses, at the ends of which valves are fixed, wherein fluorescent lamps, light-scattering panels, a continuation of the branched network of hoses and valves are fixed on a solid plate, the block for placing forms contains conveyors for moving forms with microgreens, on each of which separating elements are installed between forms with microgreens, standing on the conveyor for moving forms with microgreens, while the conveyors for moving forms with microgreens are fixed on plates with drainage holes located at an angle to the horizon to drain the water back into the water tank.
RU2023115623A 2023-06-15 Device for automatic microgreens production RU2807341C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2807341C1 true RU2807341C1 (en) 2023-11-14

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1530145A1 (en) * 1988-03-01 1989-12-23 Институт Горного Лесоводства Им.В.З.Гулисашвили Hydrpoponic installation
RU2009638C1 (en) * 1991-08-14 1994-03-30 Баулин Николай Васильевич Hydroponic plant
RU2019959C1 (en) * 1991-11-12 1994-09-30 Баулин Николай Васильевич Hydroponic installation
RU69699U1 (en) * 2007-08-27 2008-01-10 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный агроинженерный университет" (ФГОУ ВПО ЧГАУ) PLANT FOR GROWING GREEN FEED
WO2019030606A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Thomas Ambrosi Automatic modular system for managing vertical farms
US20220159918A1 (en) * 2020-11-24 2022-05-26 Auto Grow Pod, Ltd. Multiple produce growth support apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1530145A1 (en) * 1988-03-01 1989-12-23 Институт Горного Лесоводства Им.В.З.Гулисашвили Hydrpoponic installation
RU2009638C1 (en) * 1991-08-14 1994-03-30 Баулин Николай Васильевич Hydroponic plant
RU2019959C1 (en) * 1991-11-12 1994-09-30 Баулин Николай Васильевич Hydroponic installation
RU69699U1 (en) * 2007-08-27 2008-01-10 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный агроинженерный университет" (ФГОУ ВПО ЧГАУ) PLANT FOR GROWING GREEN FEED
WO2019030606A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Thomas Ambrosi Automatic modular system for managing vertical farms
US20220159918A1 (en) * 2020-11-24 2022-05-26 Auto Grow Pod, Ltd. Multiple produce growth support apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11930746B2 (en) Automated hydroponic growing appliance
US20230255153A1 (en) Apparatus, system and methods for improved vertical farming
EP3326452B1 (en) Cultivation storage system
US10159228B2 (en) Precision water delivery system for insects
JP7372721B2 (en) Planters, growing systems, and growing blocks for aeroponic farming
KR101430728B1 (en) Tilting apparatus for cultivation a plant container of multistage lamination layers
US20210176932A1 (en) Systems, methods, and apparatus for aeroponics
EP2885963B1 (en) Vertical garden
JP2019500059A (en) Autonomous plant cultivation system
RU2807341C1 (en) Device for automatic microgreens production
EP3533319A1 (en) Verticle grow box module and module and system of vertical grow boxes that incorporates it
JP3227875U (en) 3D fully automated platform for online crop phenotypic high-throughput detection
CN108633542A (en) A kind of intelligence plant conservation system
WO2022015752A1 (en) Automated hydroponic growing appliance
CN202050768U (en) Sprout cultivating device
CN213784325U (en) Experience formula vegetable planting device based on artificial intelligence
CN215380159U (en) Three-dimensional cultivation device of vegetables
RU2748379C1 (en) Robotic autonomous module for growing plants on artificial media using automated life support tools for plants at all stages of growing
GB2470909A (en) Irrigation control system having a variable height electrode
EP4023055A2 (en) System for automatically detecting growth parameters in plants and module for passive aeroponic irrigation of plants in vertical direction and vertical plant installation
EP3649849B1 (en) Modular aeroponic system for cultivating, transporting and exposing plant products
KR20220145571A (en) The showcase type towermodular hydroponics apparatus
EP3979786A1 (en) Shelving for soilless cultivation, unit particularly intended to be included in such shelving, soilless cultivation module comprising such a unit, and soilless cultivation system comprising at least two of such shelving
US4092803A (en) Self-watering apparatus for plants
KR200427179Y1 (en) Outdoor differentiation cultivation flag of advertisement gardening crops