用于沿波狀路徑種植植物的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開植物通過多個(gè)植物吊架在環(huán)形傳送器上沿生長(zhǎng)路徑前進(jìn)而在種植機(jī)器中生長(zhǎng)，該路徑的至少一部分是具有交替的向上和向下部分的波狀路徑，并具有用于返回至波狀部分的返回部分。通過使用一對(duì)平行的環(huán)形傳送器，吊架可拆卸地支承在傳送器之間。吊架供給有生長(zhǎng)維持液體和生長(zhǎng)促進(jìn)光。吊架沿路徑前進(jìn)，直到一個(gè)或多個(gè)植物到達(dá)種植目標(biāo)，然后，它們能夠收獲或傳遞給一個(gè)或多個(gè)隨后機(jī)器直到成熟收獲。機(jī)器能夠在受控環(huán)境中，包括布置在模塊中，這些模塊串聯(lián)、并聯(lián)或者組合地布置。
【專利說明】用于沿波狀路徑種植植物的方法和裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]根據(jù)35U.S.Cl 19 (e)，本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/483433的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/483433的申請(qǐng)日為2011年5月6日，該文獻(xiàn)整個(gè)被本文參引。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]這里公開的實(shí)施例涉及一種用于在受控環(huán)境中種植植物的系統(tǒng)和方法。更具體地說，實(shí)施例涉及一種在受控環(huán)境中使用環(huán)形傳送器的系統(tǒng)和方法，使得產(chǎn)量最大，同時(shí)使得占地面積最小。
【背景技術(shù)】
[0004]傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕種技術(shù)通常為勞動(dòng)密集型，并需要大量的可耕地來收獲農(nóng)作物。在每一個(gè)生長(zhǎng)周期或生長(zhǎng)季節(jié)開始時(shí)，在種植感興趣的農(nóng)作物的種子或秧苗之前，工作人員或農(nóng)民必須首先準(zhǔn)備田地。田地的準(zhǔn)備通常包括通過在橫跨整個(gè)田地來回拉動(dòng)在牽引機(jī)后面的犁來犁地。根據(jù)要犁的田地的大小，犁地通常時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度和花費(fèi)時(shí)間都很大，且與在牽引機(jī)中使用的燃料相關(guān)聯(lián)的費(fèi)用也可能很大。
[0005]在犁地之后，使用市售的種子或秧苗，農(nóng)民然后能夠通過橫跨田地來回拉動(dòng)播種機(jī)來種植農(nóng)作物。同樣，播種或種植田地可能是勞動(dòng)強(qiáng)度大和花費(fèi)時(shí)間，并可能有與它相關(guān)聯(lián)的巨額費(fèi)用。
[0006]普通的農(nóng)場(chǎng)通常使用用于澆灌田地的系統(tǒng)。而且，為了促進(jìn)農(nóng)作物的快速和健康的生長(zhǎng)，農(nóng)民還可以決定施加肥料(化肥或其它方式)，這能夠或者通過由牽引機(jī)拉動(dòng)施肥機(jī)橫跨田地來回運(yùn)行來進(jìn)行，或者通過使用飛機(jī)(例如小飛機(jī)或直升機(jī))從空中播撒化肥來進(jìn)行。
[0007]在種植農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期中，農(nóng)民還能夠通過噴灑化學(xué)殺蟲劑和/或除草劑來保證農(nóng)作物不會(huì)受到害蟲或侵入的雜草的損害。噴灑化學(xué)殺蟲劑和/或除草劑通常通過由化學(xué)施加器橫跨田地來回運(yùn)行而進(jìn)行，或者能夠由飛機(jī)進(jìn)行空中噴灑。
[0008]農(nóng)作物成熟后，通常通過收獲設(shè)備(例如聯(lián)合收割機(jī)或由牽引機(jī)拉動(dòng)的收割機(jī))橫跨田地來回運(yùn)行來進(jìn)行收獲。
[0009]然后，收獲的農(nóng)作物可以從農(nóng)場(chǎng)輸送至處理中心，以包裝和分配給本地倉(cāng)庫(kù)，在該本地倉(cāng)庫(kù)中，它們將被運(yùn)送至本地超市或其它食品雜貨店。從農(nóng)場(chǎng)傳送給本地食品雜貨店或超市可能花費(fèi)7天或更長(zhǎng)時(shí)間，這取決于農(nóng)作物的最終目的地的地理位置。
[0010]通常，當(dāng)大約10%的農(nóng)作物過熟時(shí)和當(dāng)大約10%的農(nóng)作物欠熟時(shí)收獲該農(nóng)作物。此外，大約另外20%的剩余農(nóng)作物由于長(zhǎng)距離輸送和相關(guān)入庫(kù)而損壞，這降低了由于從收獲至零售貨架的時(shí)間的保存期限。
[0011]傳統(tǒng)的耕種技術(shù)需要大范圍的可耕農(nóng)田、用于耕種機(jī)器的大量資金投資、用于燃料的大量資金成本以及用于運(yùn)輸?shù)拇箢~支出。傳統(tǒng)的耕種技術(shù)還受到不可預(yù)計(jì)的天氣類型的支配，例如洪水、極端溫度、異 常的暴風(fēng)雨等，這能夠?qū)撛诘霓r(nóng)作物造成實(shí)質(zhì)的損害。[0012]傳統(tǒng)的耕種技術(shù)還需要大量的儲(chǔ)存或倉(cāng)庫(kù)空間來接收收獲的農(nóng)作物和將該農(nóng)作物重新分配給它們的最終的目的地。對(duì)于在本地市場(chǎng)的蔬菜，高達(dá)70%的零售成本能夠歸因于輸送成本。此外，由于輸送時(shí)間，在本地市場(chǎng)上出售的大部分蔬菜并不新鮮，不具備它們?nèi)康臓I(yíng)養(yǎng)含量。
[0013]例如，使用傳統(tǒng)耕種技術(shù)耕種的萵苣每英畝每年生產(chǎn)大約200000個(gè)萵苣頭。在美國(guó)加利福尼亞州生產(chǎn)的萵苣頭從農(nóng)場(chǎng)運(yùn)行至在加拿大阿爾伯塔省卡爾加里的本地市場(chǎng)需要6天。已知在收獲后僅僅2天，萵苣將損失它的大約50%的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此，在加拿大阿爾伯塔省卡爾加里銷售給消費(fèi)者的萵苣并不新鮮，已經(jīng)至少6天了，且具有少于它的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的大約50%。
[0014]公開的國(guó)際專利申請(qǐng)W02010/097562 (Bradford 等，轉(zhuǎn)讓給 Valcent Product (EU)Limited)教導(dǎo)了一種生長(zhǎng)屋，例如用于在受控環(huán)境中種植農(nóng)作物的溫室。生長(zhǎng)屋容納用于在受控環(huán)境中種植植物的垂直生長(zhǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括水平高架傳送器系統(tǒng)，該水平高架傳送器系統(tǒng)支承多個(gè)支承組件，這些支承組件可沿其運(yùn)動(dòng)。各支承組件還包括多個(gè)可拆卸的接收器，用于在其中種植農(nóng)作物。接收器能夠沿各支承組件垂直地一個(gè)堆垛在另一個(gè)上面。高架傳送器系統(tǒng)使得接收器沿水平道路運(yùn)動(dòng)通過單個(gè)澆水站，該澆水站用于在植物經(jīng)過時(shí)向該植物提供水和營(yíng)養(yǎng)物。該系統(tǒng)有很大的占地面積。
[0015]因此，需要一種耕種的系統(tǒng)和方法以降低與耕種相關(guān)聯(lián)的總成本，以降低由消費(fèi)者支付給蔬菜的價(jià)格，且提高了在本地市場(chǎng)出售給消費(fèi)者的農(nóng)作物的新鮮度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
[0016]此外還需要一種耕種的系統(tǒng)和方法,與傳統(tǒng)耕種方法的農(nóng)作物輸出相比，它以最小的占地面積提高了總體農(nóng) 作物輸出產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明提供了一種用于在任何地點(diǎn)和在任何氣候中使用很小的占地面積來以商業(yè)數(shù)量生產(chǎn)水果、蔬菜和其它商業(yè)化種植植物的系統(tǒng)和方法。與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的商業(yè)耕種方法相比，本發(fā)明能夠在給定占地面積中種植農(nóng)產(chǎn)品的容積或農(nóng)作物的產(chǎn)量將在受控的農(nóng)業(yè)環(huán)境中明顯提聞。
[0018]這里公開的實(shí)施例包括高產(chǎn)量的種植機(jī)器，以適合在室內(nèi)城市設(shè)置中進(jìn)行本地食品生產(chǎn)，從而導(dǎo)致對(duì)從遙遠(yuǎn)食品生產(chǎn)區(qū)域或農(nóng)場(chǎng)的長(zhǎng)距離輸送的經(jīng)濟(jì)因素的改進(jìn)。
[0019]實(shí)施例能夠用于控制環(huán)境條件，以便與傳統(tǒng)行業(yè)室外耕種方法相比使用明顯更少的水，并提供更多的光照。此外，因?yàn)橹参锾幱谑芸氐氖覂?nèi)環(huán)境中，因此植物更少受到害蟲和雜草影響，從而不需要?dú)⑾x劑和/或除草劑。因此，這里的實(shí)施例減少了與大范圍使用除草劑和殺蟲劑相關(guān)聯(lián)的環(huán)境影響。安全性、可持續(xù)性、可追溯性和降低碳占地面積是實(shí)施例考慮的因素。
[0020]在操作中，種植系統(tǒng)在多個(gè)種植吊架(cradle)中植入種子或秧苗，這些種植吊架沿環(huán)形傳送器傳送。該環(huán)形傳送器能夠布置有垂直上下波狀的結(jié)構(gòu)，以便在最小的平面面積或占地面積中有最大限度的提高行程。此外，波狀結(jié)構(gòu)能夠使得植物最大的暴露于生長(zhǎng)光中。種植系統(tǒng)能夠包括用于施加營(yíng)養(yǎng)物、授粉和害蟲控制的裝置。種植的各階段都能夠在模塊中處理。而且，在種植周期中，當(dāng)植物種植在更大和侵占相鄰植物的種植空間時(shí)，植物能夠進(jìn)一步間隔分開。為了提供用于各植物的足夠生長(zhǎng)空間，吊架能夠進(jìn)一步彼此間隔分開更遠(yuǎn)，以便允許植物生長(zhǎng)。一個(gè)實(shí)施例是將增量較大的植物運(yùn)動(dòng)至在吊架之間具有增量較大的間距的模塊。
[0021]在一個(gè)方面中，一種用于種植植物的種植機(jī)器包括環(huán)形傳送器，該環(huán)形傳送器形成生長(zhǎng)路徑，該生長(zhǎng)通路的至少一部分是具有交替的向上和向下部分的波狀路徑以及返回路徑。多個(gè)吊架沿傳送器間開并由該傳送器支承，用于沿生長(zhǎng)路徑運(yùn)動(dòng)，各吊架在其中支承一個(gè)或多個(gè)在其中的植物和生長(zhǎng)維持液體的方位。它還提供了生長(zhǎng)維持液體源和生長(zhǎng)維持光源。
[0022]在另一方面中，一種用于種植植物的方法包括:提供種植機(jī)器，該種植機(jī)器有環(huán)形傳送器，該環(huán)形傳送器有沿其間開的多個(gè)種植吊架，各吊架支承一個(gè)或多個(gè)在其中的植物。該方法通過使得多個(gè)吊架沿路徑前進(jìn)來進(jìn)行，該路徑的至少一部分是具有交替向上和向下部分的波狀路徑，同時(shí)向吊架供給生長(zhǎng)維持液體并使得一個(gè)或多個(gè)植物暴露于生長(zhǎng)促進(jìn)光中。只要一個(gè)或多個(gè)植物還沒有到達(dá)種植目標(biāo)，就將繼續(xù)重復(fù)使得多個(gè)吊架沿路徑前進(jìn)，直到一個(gè)或多個(gè)植物到達(dá)用于該機(jī)器的種植目標(biāo)。一旦到達(dá)種植目標(biāo)，并且植物還沒有成熟到用于收獲，植物能夠運(yùn)動(dòng)至另一機(jī)器，該機(jī)器使得植物合適間開成有合適生長(zhǎng)空間，以便實(shí)現(xiàn)下一個(gè)種植目標(biāo)，如此這樣直到收獲。
[0023]因此，農(nóng)作物能夠在最小占地面積中生長(zhǎng)，且成熟的農(nóng)作物能夠作為及時(shí)庫(kù)存地收獲、本地生長(zhǎng)和可用于本地食品零售鏈，從而消除了通常由于在農(nóng)業(yè)收獲和最終銷售給消費(fèi)者之間的延遲而經(jīng)受的較大浪費(fèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是表示環(huán)形傳送器的實(shí)施例的側(cè)視圖，該環(huán)形傳送器支承多個(gè)種植吊架，這些種植吊架沿第一路徑沿第一方向移動(dòng)，并沿與第一方向相反的第二方向的返回路徑返回，為清楚表示其它元件傳送器未示出；
[0025]圖2是實(shí)施例的局部側(cè)面透視圖，表示了支承一對(duì)間開的環(huán)形傳送器的框架，該對(duì)環(huán)形傳送器通過齒輪馬達(dá)和公共驅(qū)動(dòng)軸而相互操作連接，用于兩個(gè)環(huán)形傳送器的同步運(yùn)動(dòng)，只在第一路徑和第二路徑之間的過渡處表示了一些吊架，為清楚表示其它元件大部分的吊架和傳送器未不出；
[0026]圖3是由鏈輪驅(qū)動(dòng)的環(huán)形驅(qū)動(dòng)鏈傳送器的一部分的代表視圖；
[0027]圖4是吊架的實(shí)施例的側(cè)面透視圖，表示了在吊架的相對(duì)端上的鉤和形成液體接收部分的后擋板；
[0028]圖5A是將生長(zhǎng)維持液體引向吊架的液體接收部分的噴嘴的平面圖；
[0029]圖5B是沿圖5A中的線B-B的實(shí)施例的側(cè)面剖視圖；
[0030]圖6是圖4的吊架的側(cè)面剖視圖，表示了在吊架底部中的排水口以及液體接收部分；
[0031]圖7是圖4的吊架的平面圖，表示了排水口 ；
[0032]圖8A是實(shí)施例的側(cè)面剖視圖,表不了圖4的吊架具有處于關(guān)閉密封位置的排水口以及在吊架從第一路徑過渡至第二返回路徑時(shí)接近排水槽；
[0033]圖8B是圖8A的實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，表示了吊架在它的第二返回路徑，且它的塞子與排水槽嚙合，且操作和保持塞子在它的打開排水位置；[0034]圖SC是圖8A和SB的實(shí)施例的排水口從密封位置過渡至排水位置的步驟的局部示意圖；
[0035]圖9是實(shí)施例的端部視圖，表示了在支承于框架內(nèi)的兩個(gè)同步傳送器之間水平延伸的吊架，各吊架一直基本平行于地面懸掛；
[0036]圖1OA是實(shí)施例的端部視圖，表示了吊架沿波狀路徑的一個(gè)向上或向下部分運(yùn)行，且吊架的一端對(duì)另一端的前面變換角度，用于使得吊架有斜度；
[0037]圖1OB是圖1OA的實(shí)施例的端部視圖，表示了當(dāng)?shù)跫苎夭钔返牧硪粋€(gè)向下或向上部分運(yùn)行時(shí)各吊架的斜度轉(zhuǎn)換或反向；
[0038]圖1OC是一對(duì)傳送器的相對(duì)鏈輪和一個(gè)所示吊架的想象透視圖，該吊架具有第一方位或斜度，該第一方位或斜度通過由一端在另一端前面而產(chǎn)生的高度差所形成；
[0039]圖1OD是根據(jù)圖1OC的想象透視圖，表示了各吊架在它到達(dá)波狀路徑的頂點(diǎn)時(shí)具有反向的第二方位或斜度；
[0040]圖11是實(shí)施例的示意圖，表示了相對(duì)的驅(qū)動(dòng)鏈輪、鏈和支承銷的旋轉(zhuǎn)變換角度，用于使得各吊架在沿第一路徑運(yùn)行的過程中轉(zhuǎn)換斜度；
[0041]圖12A表示了第一種植機(jī)器 的生長(zhǎng)順序(沒有表示裝置)，該第一種植機(jī)器的植物充分生長(zhǎng)成足以侵占相鄰植物的可用生長(zhǎng)空間；
[0042]圖12B表示了圖12A的種植植物傳遞至圖12A的實(shí)施例的第二種植機(jī)器上的生長(zhǎng)順序(也沒有表示裝置)，傳遞的植物相互進(jìn)一步間開，以增加在它們之間的可用生長(zhǎng)空間；
[0043]圖13A至圖13D表示了在機(jī)器之間傳遞的實(shí)施，其中:
[0044]圖13A表示了第一種植機(jī)器的端部有具有種植植物的種植吊架，該植物準(zhǔn)備傳遞至第二種植機(jī)器；
[0045]圖13B表示了種植植物從圖13A的第一機(jī)器傳遞至第二或隨后的種植機(jī)器；
[0046]圖13C表示了多個(gè)種植植物從第二機(jī)器傳遞至第三、隨后的種植機(jī)器，在第三機(jī)器上的種植植物相互之間進(jìn)一步間開，用于增加在植物之間的可用生長(zhǎng)空間；以及
[0047]圖13D表示了多個(gè)植物從第三種植機(jī)器傳遞至第四種植機(jī)器，在第四種植機(jī)器上的植物相互之間間開，用于增加在植物之間的生長(zhǎng)空間，并且植物準(zhǔn)備在完全成熟后收
-M-
犾；
[0048]圖14是三個(gè)單獨(dú)模塊的示意圖，各模塊具有容納于其中的種植機(jī)器，該模塊一個(gè)堆垛在另一個(gè)頂上，用于形成堆垛；
[0049]圖15A是多個(gè)模塊或模塊堆垛在倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中的可能布局的示意圖，表示了植物在它的生長(zhǎng)周期中的總體運(yùn)動(dòng)；以及
[0050]圖15B是多個(gè)模塊或模塊堆垛在倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中的另一可能布局的示意圖，表示了植物在它的生長(zhǎng)周期中的總體運(yùn)動(dòng)。
【具體實(shí)施方式】
[0051]參照?qǐng)D1和圖2，用于在受控的室內(nèi)環(huán)境中種植植物的系統(tǒng)包括種植機(jī)器10，該種植機(jī)器10用于使得植物的吊架沿波狀路徑P運(yùn)動(dòng)，用于使得機(jī)器10的占地面積最小。至少一個(gè)環(huán)形傳送器12支承一個(gè)或多個(gè)水平延伸的種植吊架14，用于沿路徑P前進(jìn)，該路徑大致處在平面中。環(huán)形傳送器12支承在框架16內(nèi)。通路P可以處于垂直平面內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)吊架14、14……沿傳送器12分布，并大致水平地支承，因此大致垂直于傳送路徑P。吊架14像多個(gè)平底船一樣沿波狀路徑P間開和布置。各吊架14支承一個(gè)或多個(gè)植物，術(shù)語(yǔ)植物包括植物的全部生長(zhǎng)階段，包括例如農(nóng)作物的種子、秧苗和最終植物。
[0052]吊架14沿環(huán)形路徑在框架16中運(yùn)行。吊架14以第一方向沿第一路徑Pl運(yùn)行，并以與第一方向相反的第二方向沿第二返回路徑P2運(yùn)行，以返回至第一端20。種植機(jī)器10能夠裝入模塊22中，用于單獨(dú)管理和環(huán)境控制。兩個(gè)或更多機(jī)器10、10……或者兩個(gè)或更多模塊22、22……能夠平行地、串聯(lián)地、或者它們組合地布置。海運(yùn)或船運(yùn)集裝箱是合適模塊的一個(gè)實(shí)例，它很堅(jiān)固，并有可關(guān)閉的包容環(huán)境。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊容納具有多個(gè)吊架14、14……的單個(gè)種植機(jī)器10，各吊架14可拆卸地支承在傳送器上，用于能夠裝載在傳送器上和從該傳送器上拆卸。方便的是，對(duì)于機(jī)器10，在第一端20處進(jìn)行裝載，且從相對(duì)端24進(jìn)行卸 載或拆卸。參照?qǐng)D3，各吊架14可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在環(huán)形傳送器12上，以便吊架在重力下懸掛使得植物豎立，而不管吊架14沿路徑PU P2在傳送器12上的位置如何。當(dāng)各種植吊架14沿第一路徑Pl和第二路徑P2運(yùn)行時(shí)，其中的植物暴露于生長(zhǎng)維持液體L，該生長(zhǎng)維持液體L包括水、營(yíng)養(yǎng)物以及有利于維持生長(zhǎng)的其它添加劑。用于維持液體L的各種配方為在水培養(yǎng)和其它農(nóng)業(yè)處理的領(lǐng)域中已知以促進(jìn)和促使植物生長(zhǎng)。各吊架形成適合多種方案中的一種的生長(zhǎng)環(huán)境，這些方案包括水培養(yǎng)，例如浮箱、營(yíng)養(yǎng)膜以及注水和排水系統(tǒng)。還能夠提供生長(zhǎng)介質(zhì)，例如石棉、椰殼纖維、泥炭或堆肥。
[0053]傳送器12的運(yùn)行速度為能夠操縱以控制植物在到達(dá)種植目標(biāo)(例如準(zhǔn)備收獲或者為適合傳遞至隨后種植機(jī)器的尺寸)之前保留在該傳送器12上的時(shí)間長(zhǎng)度的運(yùn)行速度。當(dāng)植物長(zhǎng)得超過機(jī)器10的空間限制(即在吊架中的植物之間的間距或者在吊架之間的間距)時(shí)也可以到達(dá)種植目標(biāo)。
[0054]操縱環(huán)境因素(包括維持液體UCO2水平、濕度和光18)包括當(dāng)沿第一 Pl和第二路徑P2運(yùn)行時(shí)控制提供給植物的數(shù)量和暴露量。
[0055]如圖2所示，在實(shí)施例中，機(jī)器10具有用于容納吊架14的長(zhǎng)度的寬度以及(如圖1中所示)縱向范圍或長(zhǎng)度，從而形成大致矩形的占地面積。第一路徑Pl從機(jī)器10的第一端20運(yùn)動(dòng)至機(jī)器的第二端24，第二路徑P2返回至第一端20。路徑Pl起伏，具有至少一個(gè)第一大致向上的路徑26和至少一個(gè)第一大致向下的路徑27，同時(shí)還在路徑Pl朝著第二端運(yùn)動(dòng)時(shí)具有大致沿該路徑的遞增縱向前進(jìn)28。路徑的向上和向下部分26、27能夠以波動(dòng)方式重復(fù)，因此沿機(jī)器10的縱向范圍的整個(gè)長(zhǎng)度重復(fù)和交替地向上26和向下27運(yùn)行以及遞增地前進(jìn)28。第一路徑Pl在溝槽30和波峰或頂點(diǎn)32之間交替地向上26和向下27。頂點(diǎn)32在框架16的允許天花板高度內(nèi)，溝槽30在框架16的底部部分內(nèi)，與第二返回路徑P2間開。第一路徑Pl能夠在框架16的相對(duì)拆卸端24處過渡至第二返回路徑P2，用于往回運(yùn)行至第一通路Pl的起點(diǎn)。返回路徑P2能夠大致水平，并低于第一路徑Pl的一個(gè)或多個(gè)溝槽30、30……，從而產(chǎn)生連續(xù)的回路。
[0056]波狀路徑增加了機(jī)器10的有效長(zhǎng)度，從而使得沿該路徑傳送的植物最大程度地暴露于環(huán)境因素中，同時(shí)使得種植機(jī)器10的總長(zhǎng)度最小化。波狀的第一路徑Pl增加了環(huán)形傳送器12的容量，從而在其上支承更多的種植吊架，并提供更多地暴露于環(huán)境因素(與只有線性路徑的普通傳送器相比)。[0057]在這里所述的實(shí)施例中，第一路徑Pl開始于框架16的第一裝載端20。在裝載端20處的向上運(yùn)行能夠包括穿過進(jìn)口或裝載位置，適合允許操作人員或裝置舒服和安全地將各吊架14定位在傳送器12上。裝載位置處于工作地板或工作平臺(tái)上面充分間開的一定高度處。運(yùn)行的速度可以是允許在傳輸過程中裝載，或者傳送器可以在需要時(shí)起動(dòng)和停止，以允許將各吊架14依次懸掛在傳送器12上。因此，當(dāng)各吊架14定位在傳送器12上時(shí)，它沿第一路徑Pl前進(jìn)，從而在進(jìn)口點(diǎn)處在傳送器12上留下足夠用于布置隨后的種植吊架14的空間。
[0058]如圖所示，第二返回路徑P2能夠?yàn)榫€性和大致水平的路徑P2。不過，在可選實(shí)施例中，第二返回路徑P2也能夠是波狀的路徑，用于進(jìn)一步增加種植機(jī)器10的生產(chǎn)容量，同時(shí)最大限度地減小它的占地面積。
[0059]參考圖2和圖9，在一個(gè)實(shí)施例中，一對(duì)環(huán)形傳送器12、12能夠相互平行地支承，用于在它們之間支承吊架。各傳送器在一個(gè)平面內(nèi)，且相應(yīng)的平面是平行的。優(yōu)選是，對(duì)于矩形框架16，傳送器的平面大致垂直，且傳送器12、12與框架的周邊或側(cè)壁間開。多個(gè)吊架14,14……懸掛在間開的傳送器12、12之間。該對(duì)傳送器操作成彼此同步運(yùn)動(dòng)，用于使得吊架沿第一路徑Pl和第二路徑P2運(yùn)動(dòng)。如圖所示，兩個(gè)環(huán)形傳送器12、12中的每一個(gè)都能夠是驅(qū)動(dòng)鏈40，該驅(qū)動(dòng)鏈40由一個(gè)或多個(gè)鏈輪來驅(qū)動(dòng)和引導(dǎo)。一對(duì)傳送器12、12能夠由公共驅(qū)動(dòng)軸42來驅(qū)動(dòng)，該公共驅(qū)動(dòng)軸42有公共齒輪馬達(dá)44，并橫跨框架16的寬度延伸，用于通過相應(yīng)驅(qū)動(dòng)鏈輪46、46來同步驅(qū)動(dòng)兩個(gè)環(huán)形傳送器12、12。齒輪馬達(dá)44能夠是用于小型工業(yè)應(yīng)用的任意合適的齒輪馬達(dá)，例如可由Bruchsal,德國(guó)的SEW-Eurodrive GmbH&Co KG獲得的螺旋齒輪馬達(dá)(Model R37/AR17)。
[0060]參考圖3，各傳送器12包括吊架支承裝置50，用于可拆卸和可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地懸掛和支承在它們之間水平延伸的種植吊架14。因此，當(dāng)該對(duì)傳送器12、12沿第一路徑Pl同步運(yùn)行時(shí)，吊架14上下運(yùn)行，同時(shí)保持豎直脈動(dòng)(pant)和液體友好的方位。
[0061]參考圖3和4,在一個(gè)實(shí)施例中，各吊架14的端部裝配有懸掛器52,該懸掛器52用于從傳送器可拆卸地支承。吊架支承裝置包括一對(duì)相應(yīng)水平的樞軸，例如多個(gè)銷54、54，該樞軸分布成從各傳送器12朝著相對(duì)的傳送器12水平延伸。各銷54可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地支承吊架14的相應(yīng)端部的懸掛器52。
[0062]再參考圖4，各吊架14是液體保持溝槽56，用于沿著它容納和分布植物和生長(zhǎng)維持液體L。各吊架14包括開口頂部和大致矩形的溝槽56，該溝槽56有相對(duì)的端壁58、58和側(cè)壁60、60以及在它們之間延伸的底部62。吊架在頂部64開口。相鄰的各端壁58包括吊架懸掛器52，更特別是包括從吊架14向上延伸的鉤，用于嚙合和懸掛在沿各傳送器12、12分布的一個(gè)銷54上。懸掛器52能夠與端壁58成一體,底部62和側(cè)壁60、60通過固定裝置(例如螺栓65)固定在相對(duì)端壁58、58上。底部62和側(cè)壁60、60能夠由U形槽材料形成，最大程度地減少接縫。
[0063] 參考圖5A、5B，種植機(jī)器10的實(shí)施例還包括澆灌系統(tǒng)，以向植物供給維持液體L。液體L能夠直接供給在各種植吊架14中的各植物，或者能夠供給各吊架。液體的供給能夠直接從上面，例如在第一路徑Pl的一個(gè)或多個(gè)波狀的頂部或頂點(diǎn)32處，并與路徑間開，以避免與吊架相接觸。液體還能夠從與吊架的路徑P縱向間開的點(diǎn)來提供。
[0064]維持液體能夠在各吊架14沿路徑PU P2運(yùn)行時(shí)例如從公共的儲(chǔ)存罐通過任意合適的澆灌裝置而供給植物。如圖所示，一個(gè)澆灌裝置能夠包括噴嘴70，該噴嘴70與公共的儲(chǔ)存罐流體連接，用于將從儲(chǔ)存罐泵送的水和/或營(yíng)養(yǎng)物引向各吊架14的液體接收部分72。
[0065]參考圖5A、圖5B、圖6和圖7,為了使得用于供給液體的可選結(jié)構(gòu)最大程度地輸入液體至吊架中以及使得液體由于噴濺和飛濺引起的損失最小化，各吊架14在需要時(shí)包括后擋板74，以攔截液體L和將液體引入液體接收部分72中。如圖所示，后擋板74定位在吊架14的一端處,延伸成高于吊架14的頂部64,用于最大程度地?cái)r截液體L。后擋板74的底邊緣76與吊架底部間開，以便提供在其下面的通道78 (圖6)，從而允許液體流出至吊架的剩余部分。供給噴嘴70能夠從吊架14的側(cè)部提供液體L，從而使得吊架沿路徑P的運(yùn)動(dòng)無障礙。液體的供給能夠定時(shí)為只在吊架鄰近噴嘴時(shí)才提供液體L。在一個(gè)實(shí)施例中，液體L在路徑Pl的頂點(diǎn)32處提供，或者在另一實(shí)施例中在從路徑P2至路徑Pl (或者相反)的過渡處提供。而且，液體L能夠在第一路徑Pl的吊架向下運(yùn)動(dòng)27過程中添加，以有助于環(huán)形傳送器12、12運(yùn)動(dòng)的機(jī)器的效率。
[0066]圖6和圖7中，液體沿吊架14的底部62分配，用于接近沿該吊架間開的植物。排水口 80與種植技術(shù)相配地提供，用于排出或完全除去在吊架14中的廢液。排水口 80位于與水接收部分72相對(duì)的吊架端部58的附近。
[0067]參考圖8A至8C，框架16還能夠包括排水溝槽82，用于接收從各吊架14排出的液體。排水溝槽82定位在第二返回路徑P2下面，以在吊架14沿第二返回路徑P2運(yùn)行時(shí)與它們相交。排水溝槽82能夠沿第二路徑P2的至少一部分長(zhǎng)度延伸。如圖所示，各吊架口 80裝配有排水柱塞或塞子84。如圖8B中所示，塞子84有密封元件86和軸88。在圖8A中，軸88通過排水口 80而自由地接收，并在它自身的重量作用下擱置成使得密封元件86在口80周圍與吊 架的底部62嚙合。塞子可在用于保持吊架中的液體L的關(guān)閉位置(圖8A)和用于排出液體L的打開位置(圖SB)之間操作。
[0068]還如圖8C中所示，塞子84能夠自由地向上操縱至它的打開位置，用于與密封吊架14的密封元件86相干涉。塞子84保持在它的打開位置，用于使得一部分或全部液體從各吊架14排出。各排水塞子84的軸88的尺寸設(shè)置成有足夠高度，該高度大于在各吊架14的底壁62和在各傳送器12下面的排水溝槽82之間的間距。因此，當(dāng)各吊架14到達(dá)第二返回路徑P2時(shí)，它的排水塞子84的軸88與排水溝槽82相嚙合(圖8B)，并使得密封元件86升高而離開底壁62至打開位置。塞子84沿排水溝槽82的長(zhǎng)度拖動(dòng)。當(dāng)?shù)诙窂絇2過渡至第一路徑Pl時(shí)，各吊架14向上運(yùn)動(dòng)(圖8A)，從而釋放塞子84，并使得密封元件86與吊架14的底部62重新嚙合。
[0069]排出的液體能夠沿排水溝槽82運(yùn)行，用于回收、再循環(huán)或處置。
[0070]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖9中所示，液體通過液壓頭來分配，從而接收于吊架14中和沿該吊架分配。在其它實(shí)施例中，如圖1OA至IOD中所示，吊架14以一定斜度布置，以使得從一端進(jìn)入的液體更猛烈地向另一端運(yùn)動(dòng)。
[0071]在圖9中，各吊架14在兩個(gè)傳送器12、12之間水平地延伸，并基本平行于地面G，框架16定向在該地面上。供給各吊架的液體L將呈平穩(wěn)狀態(tài)，從而使它自身在各吊架內(nèi)均勻分配。
[0072]不過，在圖1OA和圖1OB的實(shí)施例中，種植機(jī)器10還提供有用于引起額外推動(dòng)液體在各吊架14內(nèi)分配的裝置。簡(jiǎn)單的說，吊架一端至另一端地交替地?fù)u擺，以便以一個(gè)方向推動(dòng)液體以及再往回推動(dòng)。各吊架14的方位布置成使得各吊架在沿第一路徑Pl運(yùn)行時(shí)來回?fù)u擺。
[0073]如圖1OA中所示，在沿第一路徑Pl朝著頂點(diǎn)32向上運(yùn)行的過程中，各吊架14的第一端壁58a能夠布置成比相對(duì)的第二端壁58b更高。在一對(duì)同步的、連續(xù)的環(huán)形傳送器12、12上，第一端壁58a支承在它的傳送器12上，且在另一傳送器12的前面或后面稍微地變換角度。當(dāng)向上運(yùn)動(dòng)26時(shí)，該變換角度使得各吊架14產(chǎn)生斜度，從而提供用于液體的額外推動(dòng)力，以從更高的端壁58a朝著更低的端壁58b運(yùn)行，在驅(qū)動(dòng)向下運(yùn)行27時(shí)，如圖1OB中所示，吊架從端部58b向端部58a傾斜。
[0074]如圖1OC中所示，在向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一端部58a變換角度為在第二端壁58b的前面，且吊架從第一端壁58a向第二端壁58b傾斜。在向上運(yùn)動(dòng)26時(shí)，吊架呈現(xiàn)第一水平方位或第一斜度91。當(dāng)?shù)跫?4接近和到達(dá)頂點(diǎn)32時(shí)，吊架在過渡至向下運(yùn)動(dòng)的過程中變得大致水平。在到達(dá)頂點(diǎn)后，如圖1OD中所示，吊架的斜度反向，從而呈現(xiàn)相反的第二斜度92，在向下運(yùn)動(dòng)27時(shí)維持該第二斜度92。因此，在吊架中的液體從這時(shí)更高的第二端壁58b朝著這時(shí)更低的第一端壁58a運(yùn)行。通過各吊架14的搖擺，斜度91、92的轉(zhuǎn)換使得液體在吊架中來回運(yùn)行。
[0075]在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)傳送器的驅(qū)動(dòng)鏈輪46a能夠相對(duì)于相對(duì)鏈輪46b旋轉(zhuǎn)變換角度，即通過使得涉及的齒稍微前進(jìn)至另一鏈輪所涉及的齒的前面。能夠?qū)崿F(xiàn)變換角度的精細(xì)控制。在該實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)鏈輪46a、46b的涉及齒旋轉(zhuǎn)對(duì)齊時(shí)(例如具有相同的鏈輪和相同鍵接至驅(qū)動(dòng)軸)，操作人員能夠故意使得吊架的一個(gè)傳送器12端部相對(duì)于相對(duì)端的傳送器12提前或延遲懸掛，從而產(chǎn)生斜度。根據(jù)在端壁58和傳送器12之間的連接的特性，對(duì)斜度的控制可以更粗略。例如，用于第一端壁58a的樞軸銷54能夠沿驅(qū)動(dòng)鏈40提前或變換角度一個(gè)或多個(gè)鏈環(huán)(與另一傳送器的同步驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)鏈40相比)，斜度的變化與鏈環(huán)尺寸和吊架14的長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)。
[0076]返回圖1，種植機(jī)器10還包括`在整個(gè)框架16中的生長(zhǎng)燈18。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)生長(zhǎng)燈18能夠沿第一路徑Pl的長(zhǎng)度間開和定位，以使得各植物受到的光量最大化。在波狀路徑實(shí)施例中，能夠在向上運(yùn)動(dòng)部分26和向下運(yùn)動(dòng)部分27之間的各溝槽中提供燈。因此，光源或陣列光源18、18……同時(shí)到達(dá)在向上行程中傳送的植物和在向下行程中傳送的植物。燈18能夠被控制成管理曝光，包括它們是打開還是關(guān)閉或者由它們發(fā)射的強(qiáng)度。燈18能夠手動(dòng)地或自動(dòng)地打開或關(guān)閉或者調(diào)節(jié)，以控制曝光，包括在燈光循環(huán)中提供照明。
[0077]在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)光源18能夠是發(fā)光二極管(LED)，該發(fā)光二極管允許操作人員控制暴露于種植農(nóng)作物的光的光譜，以適應(yīng)和控制植物生長(zhǎng)的特殊階段和生長(zhǎng)。而且，因?yàn)長(zhǎng)ED吸收的功率比普通熒光燈少大約25%，因此LED的使用允許可行的太陽(yáng)能的使用，這在偏遠(yuǎn)地區(qū)是特別有利的。
[0078]參考圖2和圖14，在一個(gè)實(shí)施例中，種植機(jī)器10能夠在模塊22中，或者能夠作為模塊22的一部分支撐。模塊22的實(shí)例是船運(yùn)集裝箱，該船運(yùn)集裝箱具有在端部處的進(jìn)口，用于裝載和拆卸吊架或植物。模塊能夠具有反射內(nèi)壁，以使得可用的光最大化，并使得植物最大程度地暴露于可用光中。
[0079]在另一實(shí)施例中，各模塊22還能夠包括用于控制其中的濕度和溫度的裝置，以便提供適合在其中種植植物的最佳生長(zhǎng)條件。
[0080]操作
[0081]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于植物種植的方法包括提供至少一個(gè)種植機(jī)器10，該種植機(jī)器10具有多個(gè)大致水平延伸的種植吊架14，這些種植吊架14沿連續(xù)或環(huán)形傳送器12間開，用于沿路徑P運(yùn)動(dòng)，該路徑P的至少一部分波狀，各吊架承載一個(gè)或多個(gè)植物。人們?cè)诘谝谎b載位置20將該至少一個(gè)種植吊架14懸掛在種植機(jī)器10上，使得該至少一個(gè)種植吊架14從裝載位置向上和向下前進(jìn)，并沿第一波狀路徑Pl遞增地縱向28前進(jìn)。自始至終，人們使得該至少一個(gè)植物暴露于生長(zhǎng)促進(jìn)燈18，并向該至少一個(gè)植物提供至少生長(zhǎng)維持液體L。該至少一個(gè)種植吊架14沿第二返回路徑P2返回至裝載位置。如果成熟，植物能夠在方便的進(jìn)口點(diǎn)進(jìn)行收獲，包括第一端20或第二端24。如果不準(zhǔn)備收獲，人們重復(fù)操作，直到該至少一個(gè)植物準(zhǔn)備收獲或者已經(jīng)到達(dá)一些其它種植目標(biāo)，包括已經(jīng)相對(duì)于吊架或者吊架與吊架的間距過大生長(zhǎng)。
[0082]在一個(gè)實(shí)施例中，種植吊架的前進(jìn)速度能夠被控制，以便同時(shí)控制光和維持液體的供給量和速度，用于優(yōu)化植物生長(zhǎng)。
[0083]在一個(gè)實(shí)施例中，植物在一次經(jīng)過后從傳送器上拆卸，或用于收獲或用于隨后的處理。在另一實(shí)施例中，植物在生長(zhǎng)階段界限之后(例如在達(dá)到特定成熟度或尺寸之后)從傳送器上拆卸。在另一實(shí)施例中，植物從傳送器的相同端20、20裝載和拆卸。在另一實(shí)施例中，植物從種植機(jī)器的裝載端20進(jìn)行裝載，并從種植機(jī)器的第二拆卸端24進(jìn)行拆卸。
[0084]操作人員能夠?qū)⒎N子或秧苗種植在惰性生長(zhǎng)介質(zhì)中，例如磚塊或石棉立方體，它們很容易從多個(gè)園藝供應(yīng)商購(gòu)得，例如從Cultilene (Saint-Gobain CultileneB.V.Tilburg，荷蘭)，并將種植的種子或秧苗定位在種植吊架中。各個(gè)裝載或種植的種植吊架14能夠在種植機(jī)器10的裝載端20處在裝載位置處可拆卸和可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地懸掛在種植機(jī)器上。吊架將保持定向成用于合適植物生長(zhǎng)，而不管傳送器機(jī)器自身的曲折路徑如何。吊架沿第一路徑Pl和第二路徑P2運(yùn)行，該第一路徑Pl和第二路徑P2暴露于光中，并至少提供有用于生長(zhǎng)的生長(zhǎng)維持液體。
[0085]參考圖12A至13D，在生長(zhǎng)一段時(shí)間之后，植物將到達(dá)對(duì)于該機(jī)器的種植目標(biāo)。例如，植物可以準(zhǔn)備收獲，或者盡管還沒有成熟用于收獲，但是可能已經(jīng)足夠生長(zhǎng)成侵占相鄰植物或吊架的可用生長(zhǎng)空間以及可能需要增大生長(zhǎng)空間。因此，增加尺寸的植物將相互之間進(jìn)一步間開。
[0086]如圖12A和12B中所示,在只反應(yīng)生長(zhǎng)和輸送的示范的實(shí)施例中(不需要表示機(jī)器10)，植物從裝載位置20傳送至拆卸點(diǎn)24。如果植物已經(jīng)達(dá)到生長(zhǎng)循環(huán)的合適生長(zhǎng)階段，植物能夠通過在用于機(jī)器10的拆卸點(diǎn)24處從種植機(jī)器10上拆卸種植吊架而進(jìn)行收獲。
[0087]在植物還未成熟的情況下，植物沿第一路徑Pl從裝載位置傳送至拆卸點(diǎn)24，并沿第二路徑P2返回至裝載位置20，以繼續(xù)生長(zhǎng)過程。這種環(huán)形的第一路徑Pl至第二路徑P2線路或環(huán)路能夠重復(fù)進(jìn)行，只要需要達(dá)到目標(biāo)生長(zhǎng)階段和/或完成生長(zhǎng)周期。目標(biāo)生長(zhǎng)階段可以包括特定成熟度或植物尺寸。 [0088]參考圖13A至13D，串聯(lián)地提供了一系列種植機(jī)器，各種植機(jī)器管理植物的生長(zhǎng)循環(huán)的一個(gè)階段。在圖13A中,在一個(gè)實(shí)施例中,第一種植機(jī)器IOa能夠用于從種子生長(zhǎng)成秧苗。如圖所示，在一定生長(zhǎng)時(shí)期后，每個(gè)吊架六個(gè)種子發(fā)芽并生長(zhǎng)成秧苗。將尺寸已經(jīng)足夠大以移動(dòng)的六個(gè)秧苗進(jìn)行移動(dòng)，用于傳遞給隨后或第二種植機(jī)器10b。
[0089]參考圖13B，在第二種植機(jī)器IOb的裝載端處接收的六個(gè)秧苗可以生長(zhǎng)成作為成熟植物來收獲。也可選擇，根據(jù)植物，六個(gè)秧苗可以生長(zhǎng)，直到未成熟的植物開始侵占相鄰吊架的可用生長(zhǎng)空間。吊架能夠重新分配，以在傳送器上進(jìn)一步縱向間開，以增加在各吊架之間的可用生長(zhǎng)空間，或者運(yùn)動(dòng)至另一隨后的種植機(jī)器10c。
[0090]如圖所示,下面參考圖13C,更少量的植物和更少量的吊架(表示為4個(gè)吊架)傳遞和裝載至隨后的或第三種植機(jī)器IOc中。類似的，植物能夠進(jìn)行收獲，或者(參考圖13D)承載更大的未成熟植物的吊架能夠運(yùn)動(dòng)至一個(gè)或多個(gè)隨后的最終機(jī)器10d，如圖13D中所
/Jn o
[0091]種植機(jī)器的間距和階段能夠?qū)τ谔厥庵参锾卣?包括生長(zhǎng)速度和尺寸)而預(yù)先確定。
[0092]實(shí)施例
[0093]這里公開的實(shí)施例能夠包括一個(gè)或多個(gè)可堆垛的模塊22，各模塊22裝有種植機(jī)器10的框架16。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖14中所示，可堆垛的模塊22可以是8英尺x8英尺x40英尺，且三個(gè)模塊22、22、22能夠一個(gè)堆垛在另一個(gè)的頂上，以形成單個(gè)堆垛。因此，通常1000Oft2的倉(cāng)庫(kù)能夠容納大約13個(gè)并排或端對(duì)端的三種植機(jī)器堆垛，總共大約39個(gè)種植機(jī)器。
[0094]根據(jù)倉(cāng)庫(kù)占地面積的設(shè)計(jì)，種植機(jī)器的堆垛的布置能夠變化。如圖15A中所示，在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于大約10000ft2，13個(gè)堆垛能夠布置成單列。在另一實(shí)施例中，如圖15B中所示，13個(gè)堆垛能夠布置成3排4列，其中一列具有第四排。
[0095]在一個(gè)實(shí)施例中，種 植機(jī)器布置在倉(cāng)庫(kù)或谷倉(cāng)內(nèi)的“莢狀容器(pod)或限定空間”中。莢狀容器是一種具有三個(gè)從地板至天花板的實(shí)體壁區(qū)域的模塊的形式，其中第四壁是門，用于容易進(jìn)入。莢狀容器能夠容納適用于谷倉(cāng)的一個(gè)或多個(gè)種植機(jī)器。例如，對(duì)于需要100種植機(jī)器的谷倉(cāng)，可以有20個(gè)莢狀容器，在各莢狀容器中配有5個(gè)種植機(jī)器。莢狀容器保證將氣候環(huán)境控制成用于正在生長(zhǎng)的特殊農(nóng)作物。
[0096]在種植機(jī)器處或種植機(jī)器內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境的控制能夠包括水、營(yíng)養(yǎng)物、二氧化碳(CO2)、濕度和其它生長(zhǎng)因素。因此，種植機(jī)器提供了全部三個(gè)主要功能，這三個(gè)主要功能對(duì)于植物的生長(zhǎng)和發(fā)展是基本的，包括光合作用、呼吸和蒸騰。如這里提供所論述的生長(zhǎng)維持液體和光。在CO2管理中，由種植植物消耗的CO2能夠替換，以避免損害光合作用，并能夠根據(jù)農(nóng)作物的類型和情況來補(bǔ)充。CO2通過改進(jìn)植物生長(zhǎng)和活力來提高產(chǎn)量。
[0097]這里所述的實(shí)施例有利于以較低的資金投資來提供本體的新鮮蔬菜和水果源，而不管地理位置如何。因?yàn)閷?shí)施例還能夠包括用于向植物提供光、水和營(yíng)養(yǎng)物的裝置，因此各模塊能夠定位和布置在偏遠(yuǎn)地區(qū)，或者布置在靠近本地市場(chǎng)的地點(diǎn)。因此，運(yùn)輸成本減至最小，因?yàn)榉N植機(jī)器的使用并不受到區(qū)域或生長(zhǎng)季節(jié)的限制，因?yàn)槿魏尉哂兴春碗娫吹牡攸c(diǎn)都合適。
[0098]此外，因?yàn)閷?shí)施例還能夠包括在控制環(huán)境內(nèi)的種植機(jī)器，由此降低了各植物對(duì)于操作人員的需要，因此降低了與普通行業(yè)經(jīng)濟(jì)耕種相關(guān)聯(lián)的勞動(dòng)。
[0099]植物能夠在加速生長(zhǎng)周期中生長(zhǎng)，以滿足日常食品需要以及用于特殊要求的特殊需要，例如由營(yíng)養(yǎng)品廠商。能夠在本地解決世界饑餓的要求。[0100]實(shí)施例能夠提供環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，例如降低在將產(chǎn)品輸送至市場(chǎng)時(shí)使用的化石燃料，且能量效率高，降低和/或可忽略的營(yíng)養(yǎng)品污染、消除有毒的殺蟲劑和肥料的使用、控制和減少的水使用以及重新使用放棄或閑置的設(shè)備。
[0101]在一個(gè)方面,提供了一種用于容納在受控封閉環(huán)境中種植植物的系統(tǒng),它包括高密度種植機(jī)器，該高密度種植機(jī)器包括:一系列水平的橫向延伸的種植吊架，該種植吊架承載植物，該吊架連接和懸掛在同步和平行的環(huán)形傳送器之間，該環(huán)形傳送器在向上和向下運(yùn)動(dòng)中在波狀路徑中運(yùn)動(dòng)，并在第一位置和第二位置之間縱向遞增地運(yùn)動(dòng)和返回該第一位置；多個(gè)生長(zhǎng)促進(jìn)光源；以及用于向種植吊架提供水和植物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)物的裝置。環(huán)形傳送器能夠支承在框架中，其中，第一位置是裝載端，第二位置是框架的拆卸端?？蚣苣軌蚴悄K的一部分，或者容納于模塊中。
[0102]在一個(gè)實(shí)施例中，所述植物承載在多個(gè)種植吊架上，且當(dāng)植物生長(zhǎng)時(shí)吊架進(jìn)一步間開。一種方法是拆卸吊架并將它們布置在隨后的機(jī)器上和使它們進(jìn)一步間開。另一方法是拆卸一些吊架，使得剩余的吊架有更大間距，并將拆卸的吊架布置在隨后的機(jī)器上。間距選擇為使得種植機(jī)器的每單位面積的植物密度最大。
[0103]在一個(gè)實(shí)施例中，所述種植吊架在傳送器鏈上的峰頂垂直高度處，澆灌有水和/或植物營(yíng)養(yǎng)物，以便在向下行程中作用的重力協(xié)助在向上行程中提升稍微更輕的吊架。
[0104]在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)植物生長(zhǎng)促進(jìn)光源能夠在沿波狀路徑的溝槽中合適地間開，能夠沿框架的寬度分布，并能夠在植物生長(zhǎng)周期中進(jìn)行操縱。
[0105]在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳送器鏈暫時(shí)離開控制空間或環(huán)境，例如以使得員工與在受控的生長(zhǎng)環(huán)境中存在的高水平CO2或其它有害物質(zhì)分離，用于裝載和卸載種植吊架。
[0106]在另一方面，系統(tǒng)還能夠包括用于使得液體(例如水和植物營(yíng)養(yǎng)物)插入包含生長(zhǎng)介質(zhì)的種植吊架中的設(shè)備或裝置。
[0107]在另一方面，系統(tǒng)能夠包括用于將包含水和植物營(yíng)養(yǎng)物的液體提供給種植吊架以便水培生長(zhǎng)的設(shè)備或裝置。
[0108]在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)還能夠包括用于控制在受控環(huán)境中存在的氣體濃度的設(shè)備或裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在受控環(huán)境中種植植物的方法，所述方法包括: 提供種植機(jī)器，該種植機(jī)器具有環(huán)形傳送器，該環(huán)形傳送器具有沿其間開的多個(gè)種植吊架，各個(gè)種植吊架在其中支承一個(gè)或多個(gè)植物； 使得多個(gè)種植吊架沿路徑前進(jìn)，該路徑的至少一部分是具有交替向上和向下部分的波狀路徑； 向種植吊架供給生長(zhǎng)維持液體； 使得一個(gè)或多個(gè)植物暴露于生長(zhǎng)促進(jìn)光中；以及 重復(fù)使得多個(gè)種植吊架沿路徑前進(jìn)，直到一個(gè)或多個(gè)植達(dá)到達(dá)用于該機(jī)器的種植目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使得該多個(gè)種植吊架沿路徑前進(jìn)直到一個(gè)或多個(gè)植物到達(dá)種植目標(biāo)還包括:使得多個(gè)種植吊架前進(jìn)，直到一個(gè)或多個(gè)植物侵占另一植物的可用生長(zhǎng)空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在植物到達(dá)種植目標(biāo)之后，將種植吊架傳遞給隨后的種植機(jī)器，用于重復(fù)使得該多個(gè)種植吊架沿隨后種植機(jī)器的路徑前進(jìn)，直到一個(gè)或多個(gè)植物到達(dá)用于隨后機(jī)器的種植目標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括:將具有處于隨后機(jī)器的種植目標(biāo)的植物的種植吊架重復(fù)地傳遞給隨后的種植機(jī)器，直到一個(gè)或多個(gè)植物準(zhǔn)備收獲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的方法,其中,對(duì)于任一機(jī)器或隨后機(jī)器,在植物已經(jīng)到達(dá)用于該機(jī)器或隨后機(jī)器的種植目標(biāo)之后，種植吊架的間距將在環(huán)形傳送器上進(jìn)一步間開。`
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的方法，其中，將一個(gè)或多個(gè)植物支承在各個(gè)種植吊架中還包括將一個(gè)或多個(gè)種子種植在惰性生長(zhǎng)介質(zhì)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的方法，其中，將生長(zhǎng)維持液體供給各個(gè)種植吊架還包括將種植吊架定向成一定斜度；將液體供給種植吊架；以及使得液體沿傾斜種植吊架流動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括:當(dāng)種植吊架在波狀路徑的向上和向下部分之間交替時(shí)，種植吊架的斜度反向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的方法，還包括:沿路徑排出在種植吊架中的液體的至少一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的方法，其中，使得一個(gè)或多個(gè)植物暴露于生長(zhǎng)促進(jìn)光包括由位于交替的向上和向下部分之間的光源來照射植物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的方法，其中，將生長(zhǎng)維持液體供給種植吊架包括將液體引向路徑的至少一個(gè)向下部分。
12.—種用于在受控環(huán)境中種植植物的種植機(jī)器,所述種植機(jī)器包括: 環(huán)形傳送器，該環(huán)形傳送器形成生長(zhǎng)路徑，該生長(zhǎng)路徑的至少一部分是具有交替的向上和向下部分的波狀路徑以及返回路徑； 多個(gè)種植吊架，這些種植吊架沿環(huán)形傳送器間開和由該環(huán)形傳送器支承，用于沿生長(zhǎng)路徑運(yùn)動(dòng)，各個(gè)種植吊架在其中以植物和生長(zhǎng)維持液體方位來支承一個(gè)或多個(gè)植物； 生長(zhǎng)維持液體源；以及生長(zhǎng)維持光源。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的種植機(jī)器，其中，所述環(huán)形傳送器是一對(duì)環(huán)形傳送器，所述種植吊架支承于它們之間，還包括: 各個(gè)種植吊架的相對(duì)端支承在該對(duì)環(huán)形傳送器之間，用于沿大致水平方位傳送種植吊架。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的種植機(jī)器，其中，該對(duì)環(huán)形傳送器的每一個(gè)環(huán)形傳送器都在平面中，且這些平面彼此相互平行。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的種植機(jī)器，其中，生長(zhǎng)路徑還包括:第一路徑，該第一路徑包括波狀的向上和向下部分，且返回路徑是第二路徑，用于回送至第一路徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的種植機(jī)器，其中，第二路徑是線性的、大致水平的路徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求12~13任一項(xiàng)所述的種植機(jī)器，其中，種植吊架可從環(huán)形傳送器上拆卸。
18.根據(jù)權(quán)利要求13~16任一項(xiàng)所述的種植機(jī)器，其中，一對(duì)第一懸掛支承件，每一個(gè)第一懸掛支承件在各個(gè)種植吊架位置從各個(gè)環(huán)形傳送器側(cè)向延伸；以及各個(gè)種植吊架具有第二懸掛支承件，該第二懸掛支承件與第一懸掛支承件相容，使得種植吊架可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地懸掛在環(huán)形傳送器上，用于保持植物和生長(zhǎng)維持液體方位。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的種植機(jī)器，其中，該對(duì)第一懸掛支承件是銷，第二懸掛支承件是從該種植吊架向上延伸的鉤。
20.根據(jù)權(quán)利要求12~19任一項(xiàng)所述的種植機(jī)器，其中，各個(gè)種植吊架還包括底部，該底部有排水口，用于周期性地從該排水口排出生長(zhǎng)維持液體。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的種植機(jī)器，其中，排水口還包括排水塞子，該排水塞子自由地裝配至排水口中，并可在排水位置和密封位置之間操作。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的種植機(jī)器，還包括排水溝槽，該排水溝槽位于這兩個(gè)環(huán)形傳送器的至少一個(gè)的返回路徑下面，用于將排水塞子驅(qū)動(dòng)至排水位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求12~22任一項(xiàng)所述的種植機(jī)器，還包括噴嘴，用于將生長(zhǎng)維持液體引入前進(jìn)的種植吊架中。
24.根據(jù)權(quán)利要求13~23任一項(xiàng)所述的種植機(jī)器，其中，各個(gè)環(huán)形傳送器還包括環(huán)形驅(qū)動(dòng)鏈、驅(qū)動(dòng)鏈輪和多個(gè)引導(dǎo)鏈輪。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的種植機(jī)器，其中，各個(gè)環(huán)形傳送器還包括齒輪泵和公共驅(qū)動(dòng)軸，該公共驅(qū)動(dòng)軸可操作地連接至該對(duì)環(huán)形傳送器的每一個(gè)環(huán)形傳送器，用于同步地驅(qū)動(dòng)該對(duì)環(huán)形傳送器。
26.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的種植機(jī)器，其中，各個(gè)環(huán)形傳送器還包括環(huán)形驅(qū)動(dòng)鏈、驅(qū)動(dòng)鏈輪、多個(gè)引導(dǎo)鏈輪、齒輪泵和公共驅(qū)動(dòng)軸，該公共驅(qū)動(dòng)軸可操作地連接至該對(duì)環(huán)形傳送器的每一個(gè)環(huán)形傳送器，用于同步地驅(qū)動(dòng)該對(duì)環(huán)形傳送器，第一懸掛支承件從該對(duì)環(huán)形傳送器中的一個(gè)伸出，它變換角度為在另一環(huán)形傳送器的另一第一懸掛支承件的前面，用于使得各個(gè)種植吊架有一定斜度，并用于當(dāng)種植吊架沿波狀路徑向上和隨后向下運(yùn)動(dòng)時(shí)使得斜度反向。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的種植機(jī)器，其中，對(duì)于各個(gè)種植吊架，從該對(duì)環(huán)形傳送器中的一個(gè)伸出的第一懸掛支承件變換角度成在另一環(huán)形傳送器的另一第一懸掛支承件的前面還包括使得該對(duì)環(huán)形傳送器中的一個(gè)的驅(qū)動(dòng)鏈輪相對(duì)于另一個(gè)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換角度。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的種植機(jī)器，其中，對(duì)于各個(gè)種植吊架，從該對(duì)環(huán)形傳送器中的一個(gè)伸出的第一懸掛支承件變換角度成在另一環(huán)形傳送器的另一第一懸掛支承件的前面還包括使得來自該對(duì)環(huán)形傳送器中的一個(gè)的第一懸掛支承件相對(duì)于另一環(huán)形傳送器的另一懸掛支承件定位成在生長(zhǎng)路 徑上前進(jìn)或延遲。
【文檔編號(hào)】B65G17/30GK103781350SQ201280021946
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月6日
【發(fā)明者】雅各布·班尼, 丹尼爾·梅克漢姆 申請(qǐng)人:非工業(yè)制造有限公司