TWI723918B - 自動化立體循環植栽裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種自動化立體循環植栽裝置，其包括一循環傳輸模組、多個依序排列設置在該循環軌道的培育框盤、一設置在該循環傳輸模組的路徑的作業模組，以及一連結控制該循環傳輸模組及該作業模組的控制機房；其中，該循環傳輸模組設有一環繞設置的循環軌道，通過將該循環軌道在層設區以迂迴層疊設置的手段，讓培育種植範圍能夠靈活地進行擴充或縮減，並且本發明將植栽種植於培育框盤，讓植栽不會與循環軌道接觸而避免在成長過程受到汙染，有效確保植栽產品的衛生與品質。

Description

自動化立體循環植栽裝置
本發明涉及一種園藝用的自動化培育種植設備，尤指一種循環軌道能夠縱向或橫向擴充且不會汙染植栽的自動化立體循環植栽裝置。
隨著人口的增加、工業化的發展及氣候環境的惡化，各國能夠提供農作物種植的土地越來越少，並且考量人力成本的增加及環境污染的問題，將農業自動化、立體化來節省人力及提升植物產量，已經成為目前各國對於農業研究發展的重要方向，相關業者也陸續設計出如：TW M383287號、TW 201347663號、TW I448236號、TW I655898號等專利文獻公開的循環式自動化農作物栽種系統。
前述TW M383287號、TW I448236號及TW I655898號專利文獻公開的立體式循環栽種系統，這些栽種系統的整體結構設計較為複雜，能夠種植的數量相當有限，並且需要工作人員以人工方式進行種植及採收，沒有達到產線化的效果。前述TW 201347663號專利文獻公開的植物自動生產設備，其整體結構相當地佔用空間，並且循環軌道難以配合不同的栽種空間而進行擴充或縮減，同時在栽種培育的過程中，植栽與循環軌道直接接觸，容易造成軌道及植栽的汙染，影響栽種植物的品質。
為解決現有植物自動生產設備存在前述循環軌道難以靈活擴充或縮減，以及植栽會接觸循環軌道而汙染等問題，本發明提出一種自動化立體循環植栽裝置，通過將循環軌道在層設區以迂迴層疊設置的手段，讓本發明的種植範圍能夠靈活地在橫向或縱向進行擴充或縮減，並且通過將植栽種植於培育框盤的手段，避免植栽與循環軌道接觸而受到汙染，本發明能夠有效解決現有植物自動生產設備所存在的問題。
本發明為解決問題係提出一種自動化立體循環植栽裝置，包括：一循環傳輸模組、多個依序排列設置在該循環軌道的培育框盤、一設置在該循環傳輸模組的路徑的作業模組，以及一連結控制該循環傳輸模組的控制機房；其中， 該循環傳輸模組設有多個間隔分布設置的立柱及一利用各立柱的支撐而形成環繞設置的循環軌道，並設有多個選擇性地設置於該循環軌道旁側位置的驅動裝置，該循環傳輸模組在該循環軌道的路徑分別形成一層設區及一作業區，該循環軌道在該層設區形成多個依序層疊設置的迂迴層，所述的迂迴層是讓該循環軌道以水平形態往復迂迴方式排列，該循環軌道設有一道以上隨著該循環軌道環繞延伸設置的導軌； 各培育框盤分布設有多個栽種槽，並於各培育框盤的底部設有一個以上能夠與所述循環軌道的導軌相匹配的導引件，所述的培育框盤被所述的驅動裝置驅動而以相互推動的方式沿著該循環軌道向前循環移動。
較佳的，其中所述的立柱在對應所述循環軌道通過的位置設有一支撐該循環軌道的支架，所述的驅動裝置安裝在所述的立柱且臨靠相對應的該支架，該驅動裝置設有一鄰靠該循環軌道旁側的驅動齒輪；所述的培育框盤至少於其中一側設有一供該驅動齒輪嚙合驅動的排齒。
較佳的，其中所述的多個立柱以成對形態設置在所述循環軌道的兩側，於成對設置的所述立柱連結設有一用以支撐該循環軌道的支架，所述的多個驅動裝置以成對形態設置在所述的立柱，各驅動裝置設有一鄰靠該循環軌道旁側的驅動齒輪；所述的培育框盤於兩側均設有一供所述驅動齒輪嚙合驅動的排齒。
較佳的，其中所述的循環軌道設有多道等間隔設置的所述導軌，所述的培育框盤於底面間隔設有至少兩個與所述導軌對應的導引件。
較佳的，其中所述的培育框盤於底面間隔設有兩個呈導柱狀的導引件。
較佳的，其中於所述的作業區設有一電連接所述控制機房的作業模組，該作業模組包括設置在該作業區的一浸泡槽及一清洗槽，並於所述的層設區分布設置設有多個燈具及多個補液噴頭。
較佳的，其中於所述作業區的後端設有一裝框工位，於該裝框工位設有一電連接所述控制機房的裝框機械裝置。
較佳的，其中於所述作業區的前端設有一採收工位，於該採收工位設有一電連接所述控制機房的採收機械裝置。
較佳的，其中所述的採收機械裝置及所述的裝框機械裝置均為自動化的機械手臂。
相較於先前技術，本發明提出的技術手段可獲得的功效增進包括： 1.本發明的循環軌道在層設區以多個迂迴層依序層疊設置的方式，能夠通過增減循環軌道迂迴的長度和數量而在橫向進行擴充或縮減，以及通過增減迂迴層的層數而在縱向進行擴充或縮減，讓本發明能夠靈活地因應不同的栽種空間而進行擴充或縮減，大幅提升本發明實施應用的實用性及便利性。 2.本發明將多個培育框盤依序排列設置在循環軌道，再將植栽種植於培育框盤，在整個培育過程中，能夠避免植栽與循環軌道接觸，並且在採收之後，培育框盤會經過作業模組的浸泡槽及清洗槽加以洗淨，本發明能夠防止植栽受到循環軌道的汙染，有效確保植栽產品的衛生與品質。 3.本發明於裝框工位及採收工位分別設置裝框機械裝置及採收機械裝置，讓本發明達到全面自動化的效果，大幅縮減需要的人力成本，並且本發明能夠進一步搭配其他的配送機器，符合無人化工廠的應用需求。
請參閱圖1所示的較佳實施例，本發明提出的自動化立體循環植栽裝置包括：一循環傳輸模組10、多個依序排列設置在該循環軌道10的培育框盤20、一設置在該循環傳輸模組10路徑的作業模組30，以及連結控制該循環傳輸模組10及該作業模組30的控制機房40，其中所述的培育框盤20能夠提供多個植栽50種植培育，所述的植栽50可以為蔬菜、花卉等各種經濟作物。
如圖1及圖2所示，該循環傳輸模組10設有多個間隔分布設置在安裝空間的立柱11、一利用各立柱11的支撐而形成環繞設置的循環軌道12，以及多個選擇性地設置於所述立柱11對應於該循環軌道12旁側位置的驅動裝置13，並且該循環傳輸模組10在該循環軌道12環繞設置的路徑分別形成一層設區14及一作業區15；其中，該循環軌道12在該層設區14形成多個依序層疊設置的迂迴層141，即該循環軌道12以往復迂迴排列的方式形成大致呈水平設置的所述迂迴層141，並且各迂迴層141是以適當的高度距離依序層疊設置，該循環軌道12在該作業區15是形成平直狀延伸的設置形態，並且於該作業區15的前端與後端分別形成一採收工位151及一裝框工位152。在本發明的較佳實施例中，依據安裝空間的規格及形狀來設定該迂迴層141的迂迴數量及形狀，並且依據選擇的所述植栽50的生長天數來設定該循環軌道12的迂迴層141的層數，讓每一迂迴層141的植栽50的生長狀態大致保持一致，以方便於植栽50成品的採收。
如圖2、圖3及圖4所示，各立柱11在對應該循環軌道12通過的適當高度位置設有一水平延伸的支架111，讓該循環軌道12能夠以跨置結合於各支架111的方式而安裝定位，所述的循環軌道12設有一道以上隨著該循環軌道12環繞延伸設置的導軌121，在如圖所示的較佳實施例中，各立柱11以成對形態設置在該循環軌道12的兩側，所述的支架111連結設置於成對設置的所述立柱11之間，並將該循環軌道12設成波浪板狀而形成多道等間隔設置的所述導軌121；所述的驅動裝置13是安裝在所述的立柱11且臨靠相對應的所述支架111，各驅動裝置13設有一鄰靠該循環軌道12旁側的驅動齒輪131，並且各驅動裝置13是電連接所述的控制機房40，由該控制機房40來控制各驅動裝置13的啟動或關閉等各項操作及運轉，在如圖所示的較佳實施例中，各驅動裝置13為電動馬達且以成對形態設置在所述的立柱11。
如圖2、圖3及圖4所示，所述的培育框盤20是採用食品級的PP塑料或鋁合金等不會釋放有害物質的材料製成的盤狀構造，各培育框盤20分布設有多個用以提供所述植栽50設置的栽種槽21，並於該培育框盤20的底部設有一個以上能夠與所述循環軌道12的導軌121相匹配的導引件22，利用該導引件22與該導軌121的匹配導引作用，讓該培育框盤20能夠穩定地沿著該循環軌道12移動，該培育框盤20至少於其中一側的底面設有一能夠與相對應驅動裝置13匹配嚙合的排齒23，讓所述的驅動裝置13能夠以其驅動齒輪131驅動相對應的培育框盤20沿著該循環軌道12向前移動，並且在所述培育框盤20向前移動的過程中，能夠推送位於前方的所述培育框盤20一起向前移動，達到讓所有的培育框盤20依序沿著該循環軌道12循環移動的效能。
前述的導引件22可以是導柱、滾輪或滾珠等各種能夠與所述導軌121相匹配的導引構件，並且設置的數量及位置可以依據不同的條件來設置，在如圖所示的較佳實施例中，所述的培育框盤20於底面間隔設有兩個呈導柱狀的導引件22，並且於該培育框盤20的兩側底面均設有供所述驅動齒輪131嚙合驅動的所述排齒23，讓設置在該循環軌道12兩側的所述驅動裝置13能夠平穩地驅動所述的培育框盤20向前移動。
如圖1所示，該作業模組30包括一採收機械裝置31、一浸泡槽32、一清洗槽33及一裝框機械裝置34等作業裝置；其中，該採收機械裝置31是設置在該採收工位151且電連接該控制機房40，能夠依據該控制機房40的控制而將培育完成的植栽50由所述的培育框盤20採收取出；該浸泡槽32及該清洗槽33是依序設置在該採收機械裝置31的後置位且電連接該控制機房40，能夠依據該控制機房40的控制而對通過且採收完成的所述培育框盤20進行浸泡及清洗，以方便下一個輪次的種植使用；該裝框機械裝置34是設置在該裝框工位152且電連接該控制機房40，能夠依據該控制機房40的控制而將多個種植在一固持介質51的所述植栽50的種苗，依序置入所述培育框盤20的栽種槽21來進行培育，所述的固持介質51可以是岩棉或海棉等材質構成，以提供所述的植栽50以附著和定位，在如圖6所示的較佳實施例中，該採收機械裝置31及該裝框機械裝置34均為自動化的機械手臂。
請參閱圖5所示，該作業模組30在該循環傳輸模組10的層設區14分布設有多個燈具35及多個補液噴頭36，在如圖所示的較佳實施例中，該燈具35及該補液噴頭36是設置在下方會有所述循環軌道12通過的所述支架111的下方，能夠對通過的所述植栽50提供光照、水份及營養液。
如圖1及圖5所示，該控制機房40能夠電連接各項的設備及裝置，負責控制本發明運轉作業的各項操作，其內部設有一電源控制單元、一驅動裝置控制單元、一照明控制單元及一營養液控制單元…等各項控制組件，能夠依據環境的變化及所述植栽50的生長狀態，控制所述的燈具35及所述的補液噴頭36，提供各植栽50足夠的光照、水份及營養液，讓所述的植栽50能夠以最佳的狀態順利成長。
請參閱圖1所示，本發明實際運作生產作業如下： 首先，將欲栽種的植栽50的生長條件及需求的相關數據輸入該控制機房40，讓該控制機房40控制本發明的運轉； 接著將所述植栽50的種苗運送到該裝框工位152，由該裝框機械裝置34進行裝框栽植作業，將所述的植栽50的種苗依序置入相對應的培育框盤20的栽種槽21，並且在裝框栽植作業的過程中，該控制機房40會控制各培育框盤20沿著該循環軌道12依序向前移動； 接著由該控制機房40控制各培育框盤20依據生長的狀況依序移動至各迂迴層141，並且提供足夠的光照、水份及營養液，讓所述的植栽50能夠正常成長； 接著在所述的培育框盤20依序移動到該採收工位151時，該採收機械裝置31能夠將生長完成的所述植栽50由所述的培育框盤20採收取出，並於集中後運送出來； 接著讓完成採收的空的所述培育框盤20依序通過該浸泡槽32及該清洗槽33進行清洗，以方便接下來由該裝框機械裝置34進行的裝框栽植作業。
請參閱圖1所示，本發明的該循環軌道12在該循環傳輸模組10的層設區14是採取多個迂迴層141依序層疊設置的方式，讓本發明能夠通過增減該循環軌道12的迂迴長度和數量而在橫向(即水平方向)進行擴充或縮減，並且能夠通過增減所述迂迴層141的層數而在縱向(即高度方向)進行擴充或縮減。本發明將所述的植栽50種植於所述的培育框盤20，在整個培育過程中，所述的植栽50不會與所述的循環軌道12接觸，本發明能夠防止所述的植栽50受到汙染，有效確保所述植栽50產品的衛生與品質。
以上的詳細說明，提供本發明所屬技術領域中具有通常知識者瞭解本發明的技術內容，並非對本發明作特定形式的限制，利用本發明揭示的技術特徵所作出局部更動或修飾的等效實施例，均仍屬於本發明的保護範圍。
10:循環傳輸模組 11:立柱 111:支架 12:循環軌道 121:導軌 13:驅動裝置 131:驅動齒輪 14:層設區 141:迂迴層 15:作業區 151:採收工位 152:裝框工位 20:培育框盤 21:栽種槽 22:導引件 23:排齒 30:作業模組 31:採收機械裝置 32:浸泡槽 33:清洗槽 34:裝框機械裝置 35:燈具 36:補液噴頭 40:控制機房 50:植栽 51:固持介質
圖1是本發明較佳實施例的立體外觀示意圖。 圖2是本發明較佳實施例的局部配置示意圖。 圖3是顯示本發明的培育框盤、循環軌道及驅動裝置的裝配示意圖。 圖4是顯示本發明以驅動裝置驅動培育框盤的剖面結構示意圖。 圖5是顯示本發明較佳實施例的燈具及補液噴頭的裝配示意圖。 圖6是本發明較佳實施例的裝框機械裝置的結構示意圖。
10:循環傳輸模組
11:立柱
12:循環軌道
13:驅動裝置
14:層設區
141:迂迴層
15:作業區
151:採收工位
152:裝框工位
20:培育框盤
30:作業模組
31:採收機械裝置
32:浸泡槽
33:清洗槽
34:裝框機械裝置
40:控制機房
50:植栽

Claims (9)

  1. 一種自動化立體循環植栽裝置，包含：一循環傳輸模組，其設有多個間隔分布設置的立柱及一利用各立柱的支撐而形成環繞設置的循環軌道，並設有多個選擇性地設置於該循環軌道旁側位置的驅動裝置，該循環傳輸模組在該循環軌道的路徑分別形成一層設區及一作業區，該循環軌道在該層設區形成多個依序層疊設置的迂迴層，所述的迂迴層是讓該循環軌道以水平形態往復迂迴方式排列，該循環軌道設有一道以上隨著該循環軌道環繞延伸設置的導軌；所述的立柱在對應所述循環軌道通過的位置設有一支撐該循環軌道的支架，所述的驅動裝置安裝在所述的立柱且臨靠相對應的該支架，所述的驅動裝置設有一鄰靠該循環軌道旁側的驅動齒輪；多個培育框盤，其依序排列設置在該循環軌道，各培育框盤分布設有多個栽種槽，並於各培育框盤的底部設有一個以上能夠與所述循環軌道的導軌相匹配的導引件，所述的培育框盤至少於其中一側設有一供所述驅動齒輪嚙合驅動的排齒，所述的培育框盤被所述的驅動裝置驅動而以相互推動的方式沿著該循環軌道向前循環移動；以及一控制機房，其連結控制該循環傳輸模組。
  2. 如請求項1所述的自動化立體循環植栽裝置，其中所述的多個立柱以成對形態設置在所述循環軌道的兩側，於成對設置的所述立柱連結設有所述的支架，所述的多個驅動裝置以成對形態設置在所述的立柱；所述的培育框盤於兩側均設有一供所述驅動齒輪嚙合驅動的排齒。
  3. 如請求項1所述的自動化立體循環植栽裝置，其中所述的循環軌道設有多道等間隔設置的所述導軌，所述的培育框盤於底面間隔設有至少兩個與所述導軌對應的導引件。
  4. 如請求項3所述的自動化立體循環植栽裝置，其中所述的培育框盤於底面間隔設有兩個呈導柱狀的導引件。
  5. 如請求項1至4中任一項所述的自動化立體循環植栽裝置，其中於所述的作業區設有一電連接所述控制機房的作業模組，該作業模組包括設置在該作業區的一浸泡槽及一清洗槽，並於所述的層設區分布設置設有多個燈具及多個補液噴頭。
  6. 如請求項5所述的自動化立體循環植栽裝置，其中所述的控制機房設有一電源控制單元、一驅動裝置控制單元、一照明控制單元及一營養液控制單元。
  7. 如請求項5所述的自動化立體循環植栽裝置，其中於所述作業區的後端設有一裝框工位，於該裝框工位設有一電連接所述控制機房的裝框機械裝置。
  8. 如請求項7所述的自動化立體循環植栽裝置，其中於所述作業區的前端設有一採收工位，於該採收工位設有一電連接所述控制機房的採收機械裝置。
  9. 如請求項8所述的自動化立體循環植栽裝置，其中所述的採收機械裝置及所述的裝框機械裝置均為自動化的機械手臂。
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