用于受控环境农业的作物生产系统及相关联方法技术方案

一种垂直耕种结构具有垂直生长塔及相关联输送机构，所述相关联输送机构用于使所述垂直生长塔在暴露于例如照明、空气流、湿度及营养支持等受控条件的同时移动通过受控环境。本公开描述提供用于在所述受控环境中输送垂直生长塔的具成本效益的机构的往复凸轮机构。所述往复凸轮机构可经布置以在输送所述生长塔通过所述受控环境时增加所述生长塔的间距以对在所述塔上生长的作物进行分度。本公开还描述塔梭动机构，所述塔梭动机构通过以下操作提供操作灵活性：使所述生长塔相对于所述垂直耕种结构的装载操作与卸载操作分离，且因此允许先在批次过程中抽出多个生长塔来进行收割，然后在单独过程中将新的生长塔装载到所述垂直耕种结构中。耕种结构中。耕种结构中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于受控环境农业的作物生产系统及相关联方法
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2019年9月20日申请的美国临时申请案序号62/903,579的优选权，所述临时申请案出于所有目的以引用的方式并入本文中。


[0003]本公开一般来说涉及受控环境农业，且更特定来说，涉及用于垂直植物生产系统的装载及输送系统。

技术介绍

[0004]
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章节中论述的主题不应仅因为其在
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章节中的提及而被认为是现有技术。类似地，
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章节中提及或与
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章节的主题相关联的问题不应被认为先前已在现有技术中有所认知。
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章节中的主题仅表示就其本身来说还可对应于所主张技术的实施方案的不同方法。
[0005]在二十世纪，农业开始缓慢地从一个保守行业演变成快速发展的高技术行业。全球食品短缺、气候变化及社会变革促使人工实施的农业技术朝向计算机实施的技术转变。过去，且在许多情况下，当今依然如此，农民仅有一个生长季来生产作物，这将决定其全年的收入及粮食产量。然而，这种情况正在改变。在将室内栽培作为选项且较佳接入数据处理技术的情况下，农业科技已变得更机敏。随着新数据的收集且产生透彻理解，农业科技正在适应和学习。
[0006]随着“受控环境农业”的出现，技术进步使得控制自然界的影响成为可能。空间利用、照明效率的改进及对水栽培、空气栽培、作物循环的深入了解以及环境控制系统的进步已允许人类更好地重建有益于农业作物生长的环境，目标旨在每平方英尺产量更高、营养更好且成本更低。
[0007]美国专利公开案第2018/0014485及2018/0014486号(所述两个公开案均转让给本公开的受让人且以全文引用的方式并入本文中)描述环境受控垂直耕种系统。垂直耕种结构(例如，垂直柱)可以开环或闭环方式围绕自动输送系统移动，暴露于精确控制的照明、空气流及湿度，以便获得满意的营养支持。
[0008]美国专利公开案第US 2017/0055460号(“布鲁萨托雷(Brusatore)”)描述一种用于连续自动植物生长的系统。垂直植物支撑臂阵列从中心轴线径向延伸。每一臂包含接收植物籽苗及营养液和水的罐托座。灌注臂在生长灯及授粉臂下面旋转。然而，植物之间的间距似乎是固定的。

技术实现思路

[0009]本公开针对于具有垂直生长塔及相关联输送机构的垂直耕种结构，所述相关联输送机构用于使所述垂直生长塔在暴露于例如照明、空气流、湿度及营养支持等受控条件的同时移动通过受控环境。本公开描述提供用于在所述受控环境中输送垂直生长塔的具成本
效益的机构的往复凸轮机构。所述往复凸轮机构可经布置以在输送所述生长塔通过所述受控环境时增加所述生长塔的间距以对在所述塔上生长的作物进行分度。本公开还描述塔梭动机构，所述塔梭动机构通过以下操作提供操作灵活性：使所述生长塔相对于所述垂直耕种结构的装载操作与卸载操作分离，且因此允许先在批次过程中抽出多个生长塔来进行收割，然后在单独过程中将新的生长塔装载到所述垂直耕种结构中。
附图说明
[0010]图1是图解说明实例受控环境农业系统的功能框图。
[0011]图2是实例受控环境农业系统的透视图。
[0012]图3A及3B是实例生长塔的透视图。
[0013]图4A是实例生长塔的俯视图；图4B是实例生长塔的透视俯视图；图4C是实例生长塔的区段的立面图；且图4D是实例生长塔的部分的截面立面图。
[0014]图5A是实例生长管线的一部分的透视图；且图5B是实例塔钩子的透视图。
[0015]图6是实例生长管线及往复凸轮机构的一部分的分解透视图。
[0016]图7A是图解说明实例往复凸轮机构的操作的序列图；且图7B图解说明包含扩张接头的替代凸轮通道。
[0017]图8是实例生长管线及灌溉供应管线的轮廓视图。
[0018]图9是实例塔钩子及集成漏斗结构的侧视图。
[0019]图10是实例生长管线的轮廓视图。
[0020]图11A是实例塔钩子及集成漏斗结构的透视图；图11B是实例塔钩子及集成漏斗结构的截面图；且图11C是实例塔钩子及集成漏斗结构的俯视图。
[0021]图12是实例载架组合件的立面图。
[0022]图13是生长管线及实例塔梭动机构的透视图。
[0023]图14是实例塔梭动机构的立面图。
[0024]图15A是实例塔梭动机构的侧立面图；且图15B是图解说明实例塔梭动机构的载架组合件的截面图。
[0025]图16是替代塔梭动机构的侧立面图。
具体实施方式
[0026]本说明是参考其中展示各种实例实施例的附图做出的。然而，可使用许多不同的实例实施例，且因此本说明不应视为限于本文中陈述的实例实施例。而是，提供这些实例实施例使得本公开将是透彻且完整的。所属领域的技术人员将易于明了对示范性实施例的各种修改，且在本文中所定义的一般原理可在不背离本公开的精神及范围的情况下应用于其它实施例及应用。因此，本公开不打算限于所展示的实施例，但欲符合与本文中所公开的原理及特征相一致的最宽广范围。
[0027]下文描述一种经配置用于高密度生长及作物产量的垂直农场生产系统。图1及2图解说明根据本专利技术的一个可能实施例的受控环境农业系统10。在高等级下，系统10可包含：环境受控生长室20；垂直塔输送系统200，其安置在生长室20内且经配置以输送其中安置有作物的生长塔50；及中央处理设施30。可生长的作物或植物物种可以是向地性的/屈地性的
及/或向光性的，或其某一组合。作物或植物物种可显著地变化且包含各种叶类蔬菜、水果蔬菜、花类作物、水果等。受控环境农业系统10可经配置以一次生长单个作物类型，或者同时生长多个作物类型。
[0028]系统10还可包含用于使生长塔在遍及作物生长循环的线路中移动的输送系统，所述线路包括经配置用于从垂直塔输送机构200来回装载生长塔50的暂放(staging)区域。中央处理系统30可包含用于将生长塔50引导到中央处理系统30中的站(例如，用于将植物装载到生长塔50中及从生长塔50收割作物的站)的一或多个输送机构。生长室20内的垂直塔输送系统200经配置以支撑一或多个生长塔50且使其沿着生长管线202平移。每一生长塔50经配置用于含纳支撑在其中生长的至少一种作物植物的根结构的植物生长介质。每一生长塔50还经配置以在垂直定向上可释放地附接到生长管线202且在生长期期间沿着生长管线202移动。一起地，垂直塔输送机构200及中央处理系统30(包含相关联输送机构)可在一或多个计算系统的控制下布置在生产线路中。
[0029]生长环境20可包含定位于在垂直塔输送系统200的生长管线202之间且沿着所述生长管线的各种位置处的发光源。所述发光源可相对于生长管线202中的生长塔50横向定位且经配置以朝向生长塔50的横向端面发射光，所述横向端面包含作物从中生长的开口。所述发光源可并入到水冷式LED照明系统中，如美国公开案第2017/0146226A1号中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于受控环境农业的作物生产系统，其包括：一或多个生长管线，所述一或多个生长管线中的每一者包括生长输送机构及塔梭动系统；及多个生长塔，所述多个生长塔中的每一者垂直地附接到所述一或多个生长管线中的相应一者且可沿着所述一或多个生长管线中的相应一者移动；其中每一生长输送机构包括：共用横梁，其安置于轨道中，所述轨道在平行于所述生长管线的方向上延伸；致动器，其附接到所述共用横梁，其中所述致动器操作以使所述共用横梁在向前行程及返回行程中沿着所述轨道移动；及多个凸轮构件，其沿着所述共用横梁枢转地附接在选择位置处，其中每一凸轮构件经安装以限制所述凸轮构件在所述向前行程期间旋转从而致使所述凸轮构件在所述向前行程期间接合第一生长塔并将所述第一生长塔在第一方向上向前推动，且允许所述凸轮构件在所述返回行程期间滑过第二生长塔；其中所述多个凸轮构件的所述选择位置各自经配置使得，在向前行程中相应凸轮构件在所述向前行程期间接合第一生长塔且在所述返回行程期间在邻近于所述第一塔的第二生长塔上松脱；且其中每一塔梭动系统包括轨道，其安装成接近于所述生长管线且平行于所述生长管线而延伸；载架，其附接到所述轨道；致动器，其经配置以致使所述载架沿着所述轨道滑动；及接合构件，其附接到所述载架且经配置以可释放地接合生长塔；以及控制系统，其操作以致使所述接合构件在装载位置处接合所述生长塔且致使所述载架使所述生长塔沿着所述生长管线滑动到选择位置。2.根据权利要求1所述的作物生产系统，其中所述接合构件包括棘爪，其枢转地附接到所述载架，其中在于向前方向上行进时，所述棘爪接合生长塔并使所述生长塔沿着所述生长管线滑动，且在于向后方向上行进时，所述棘爪在位于装载位置中的第二生长塔上松脱。3.根据权利要求1所述的作物生产系统，其中所述接合构件包括棘爪，其枢转地附接到所述载架；及棘爪致动器，其操作以接合所述棘爪，其中所述棘爪经配置使得，在于向前方向上行进时，所述棘爪接合生长塔并使所述生长塔沿着所述生长管线滑动，且在于向后方向上行进时，所述棘爪致动器使所述棘爪向上移动以允许所述棘爪移过位于装载位置中的第二生长塔。4.根据权利要求1所述的作物生产系统，其中所述选择位置的间距在所述第一方向上增加，使得随着所述致动器的连续循环在沿着所述一或多个生长管线推动所述生长塔时，此些生长塔的间距增加。5.根据权利要求1所述的作物生产系统，其中所述共用横梁具有u形轮廓，所述u形轮廓具有从底座延伸的第一及第二壁，且其中所述多个凸轮构件各自沿着所述第一及第二壁安装在所述选择位置处。6.根据权利要求1所述的作物生产系统，其中所述多个生长塔中的每一者包括附接到所述生长塔的顶部的钩子，其中所述钩子经配置以接合所述生长管线。
7.根据权利要求6所述的作物生产系统，其中所述一或多个生长管线中的每一者包含生长塔的所述钩子可滑动地附接到的凹槽区。8.根据权利要求1所述的作物生产系统，其中所述多个生长塔中的每一者包括沿着所述生长塔的第一端面布置的第一多个盆栽容器。9.根据权利要求8所述的作物生产系统，其中所述多个生长塔中的每一者包括沿着所述生长塔的第二端面布置的第二多个盆栽容器，其中所述第二端面与所述第一端面对置。10.根据权利要求1所述的作物生产系统，其进一步包括装载机构，所述装载机构包括积放式输送机及一或多个载架；其中所述一或...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：MJNN有限责任公司，
类型：发明
国别省市：