一种植物工厂及植物培养方法技术

本发明专利技术涉及一种植物工厂及植物培养方法，至少包括：被配置为用于承载植物以进行植物培育的培育装置，其包括同轴配置的至少一个第一轨道和若干第二轨道，其中，至少一个第一轨道被构造为沿培育装置的轴体环绕成形，且第一轨道在沿轴体的远地端向近地端延伸方向上的曲线围绕半径或其与轴体之间的距离是不断变化的；若干第二轨道被配置为基于第一方向和/或第二方向上的设置错位分布于轴体的径向外侧面，并且沿第一方向观察，沿轴体轴向排布的若干第二轨道的长度是彼此不同的；其中，第一轨道和第二轨道彼此相交以构造出若干错位相邻的用于植物培育的种植部。的用于植物培育的种植部。的用于植物培育的种植部。

【技术实现步骤摘要】
一种植物工厂及植物培养方法


[0001]本专利技术涉植物培育
，尤其涉及一种植物工厂及植物培养方法。

技术介绍

[0002]现今，根据设施条件和设施内环境因子控制水平来分，园艺设施类型主要包括塑料大棚、日光温室、连栋温室和植物工厂等几类。人工光植物工厂被国际上公认为设施农业的最高阶段，是技术密集型设施形式，其核心技术包括无土栽培技术、LED照明技术和智能控制技术。人工光植物工厂具有全封闭、对周围环境要求低，缩短植物收获期，节水节肥、无农业生产、不向外排放废物等优点。
[0003]光作为重要的物理环境因子，对植物的生长发育和物质代谢均起到关键的调控作用。“植物工厂的主要特征之一就是全人工光源并实现光环境的智能调控”已经成为业界的普遍共识。
[0004]CN111174153A公开了一种运动式植物补光装置，包括补光单元及导轨单元，补光单元包括移动支架、设置于移动支架上的补光灯安装架及若干设置于补光灯安装架上的植物补光灯；导轨单元包括固定支架、与固定支架连接的导轨；移动支架与导轨活动连接；移动支架具有分别位于导轨两侧的侧支脚，侧支脚的末端转动连接有行走轮，行走轮与导轨抵接；其中一个行走轮连接有驱动装置。如此使得所需的植物光照灯的数量减少、减少成本、植物光照调节灵活且方便。
[0005]CN104302062B公开了一种应用多色LED的智能型植物工厂的光照控制系统和方法，通过探测不同光色LED植物灯的发光功率计算多种光色的发光功率比例，根据多种光色LED植物灯的发光功率比例和预设的参考发光功率比例进行计算并发出光照控制信号，光照控制信号控制不同光色LED植物灯的发光功率，使得多种光色的发光功率比例与参考发光功率比例相匹配，以满足植物不同生长阶段的光照需求。通过对多种光色LED植物灯的发光功率进行连续、实时的在线探测，结合植物在不同生长阶段的光照需求来调节多种光色LED植物灯的发光功率，使得植物工厂内的植物处于最佳的生长状态，并且提高了植物工厂的能量利用率，节约了能源。
[0006]现有植物工厂中在在进行植物培育时，植物栽培架常采用的是平面架构和立体架构，对于平面架构而言，其会占用大量空间使得位于其上方的有效空间无法被充分利用，同时基于平面架构常配合有大量用于辅助植物生长的补光设备，大量补光设备无疑增加了生产成本，为了解决这一点有现有技术利用到了移动补光设备，但移动补光设备也无法保证植物种植区域内各种植点位的植物均能够接收到比例、强度适宜及照度均匀的光线；而对于立体架构而言，虽然其能有效增加空间利用率，但是在配合相应的补光设备进行照射时，无非还是利用在每一种植层上都布置光源或者基于立体架构设置可沿竖直方向移动的移动补光设备的手段，但这同样存在光线照射存在光照盲区，且其所能提供的光线照射不均匀的问题。其次，在利用补光设备对植物进行生长照射时，其光源的设计常采用的是按照一定间隙将具有不同发射波长或发光颜色的光源进行组合并可通过电力独立驱动的方式，但
是其忽略了在实际照射时，具有不同发射波长的光源在组合照射时，基于各种植点位与光源之间的距离差异，各种植点位所能接收的实际光照是有所不同的，故采用类似等间距的方式进行光源排布的手段无法满足处于不同位置的植物对于光线的要求，即无法使得各种植点位接收有效均匀、强度适宜及比例合理的光线。因此，现有技术仍然有需要改进的至少一个或几个方面。
[0007]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0008]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种植物工厂及植物培养方法，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一种植物工厂及植物培养方法，其中，植物工厂至少包括：被配置为用于承载植物以进行植物培育的培育装置，其包括同轴配置的至少一个第一轨道和若干第二轨道。
[0010]优选地，至少一个第一轨道被构造为按照沿环绕培育装置的轴体成形的方式由轴体远地端向近地端延伸，且第一轨道在沿轴体的远地端向其近地端延伸方向上的曲线围绕半径或其与轴体之间的距离是逐渐增大的。
[0011]优选地，若干第二轨道被构造为基于第一方向和/或第二方向上的设置间隙错位分布于轴体的周向外侧面，并且沿第一方向观察，在沿轴体的远地端向近地端延伸方向上排布的若干第二轨道的长度是逐渐增大的。
[0012]优选地，具有第一槽道的第一轨道和具有第二槽道的第二轨道彼此相交以构造出若干错位相邻的用于植物培育的种植部。
[0013]优选地，若干沿轴体轴向延伸环绕成形的第一轨道彼此能够基于第一方向和/或第二方向上的相同和/或不相同的间隙设置于轴体的周向外侧面，以使得若干第一轨道能够基于该间隙而构造出若干彼此层间距不完全相同的栽培层。基于实际的种植需求，各栽培层所培育的植物可以是相同或不相同，并且基于不同植物在不同生长周期可能具备的生长形态，各植物彼此间至少会在外形体态上存在一定差异，故基于实际需种植的植物类型来调整各栽培层间的层间距以及栽培层所限定范围是为了适应于不同植物的生长特性以及生长表现，以促进其生长发育从而使其表现出最优异的生长状态。优选地，基于第一轨道的设计结构，不仅使得种植于各栽培层上的植物保持优异的生长状态，同时也使得各栽培层之间的有限空间被充分利用。
[0014]优选地，若干第二轨道与地面彼此之间形成一定的夹角，且第二轨道上的任一一点的曲率是鉴于其与轴体之间的距离的增加而逐渐减小的，以使得用于植物培育的营养液能够基于重力作用下落以对种植部内的植物进行浇灌，并且营养液沿第二轨道延伸方向流动的速率是鉴于第二轨道逐渐减小的曲率而逐渐增大的。
[0015]优选地，轴体的远地端和其周向外侧面设置有用于对培育装置的种植部内的植物进行生长照射的第一照明组件和第二照明组件，并且第一照明组件被配置为沿轴体径向延
伸的可折叠式线形光源，和第二照明组件被配置为环形光源。
[0016]优选地，第一照明组件和第二照明组件包括若干个可独立驱动的发光模块，发光模块被配置为由若干个可独立驱动且具有不同发射波长和/或发光颜色的发光单元组合形成。
[0017]优选地，第一照明组件和/或第二照明组件各自相邻的若干发光模块内的各发光单元的安装间隙是彼此不同的。
[0018]优选地，第一照明组件的任一发光模块内的各发光单元彼此间的安装间隙是基于该发光模块与轴体之间的距离的增加而逐渐减小的。基于第一照明组件相邻发光模块内的各发光单元彼此安装间隙的不同，以相应减少或增加对应于培育装置的各栽培层上的重合光线，使得照射至培育装置各处的光照强度更加均匀，除防止光线冗余造成浪费使其无法被有效利用之外，同时也防止过强和/或过弱的光照对植物生长带来的抑制作用，其次，基于光的辐射扩散使各发光元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物工厂，其特征在于，至少包括：被配置为用于承载植物以进行植物培育的培育装置(1)，其包括同轴配置的至少一个第一轨道(102)和若干第二轨道(103)，其中，至少一个所述第一轨道(102)被构造为沿所述培育装置(1)的轴体(101)环绕成形，且所述第一轨道(102)在沿轴体(101)的远地端(101b)向近地端(101a)延伸方向上的曲线围绕半径或其与所述轴体(101)之间的距离是不断变化的；若干所述第二轨道(103)被配置为基于第一方向和/或第二方向上的设置间隙错位分布于轴体(101)的径向外侧面，并且沿第二方向观察，沿轴体(101)径向排布的若干第二轨道(103)的长度是彼此不同的；其中，第一轨道(102)和第二轨道(103)彼此相交以构造出若干错位相邻的用于植物培育的种植区(P)。2.根据前述权利要求之一所述的植物工厂，其特征在于，沿轴体(101)轴向延伸且环绕成形的多个所述第一轨道(102)彼此间能够基于第一方向和/或第二方向上的相同和/或不相同的间隙配置在所述轴体(101)的周向外侧，以使得多个所述第一轨道(102)能够基于该间隙而构造出若干彼此层间距不完全相同的栽培层。3.根据前述权利要求之一所述的植物工厂，其特征在于，若干所述第二轨道(103)与地面形成一夹角，以使得用于植物培育的营养液能够基于重力作用下落以对所述种植区(P)内的植物进行浇灌，且所述第二轨道(103)上任一一点的曲率是鉴于其与所述轴体(101)之间的距离的增加而不断变化的，其中，所述营养液沿第二轨道(103)延伸方向流动的速率是鉴于第二轨道(103)逐渐减小的曲率而逐渐增大的。4.根据前述权利要求之一所述的植物工厂，其特征在于，所述轴体(101)的远地端(101b)和其径向外侧配置有用于对所述培育装置(1)的种植区(P)内的植物进行生长照射的第一照明组件(21a)和第二照明组件(21b)，并且所述第一照明组件(21a)被配置为沿轴体(101)径向延伸的可折叠式线形光源，和所述第二照明组件(21b)被配置为环形光源，其中，所述第一照明组件(21a)和第二照明组件(21b)包括若干个可独立驱动的发光模块(210)，所述发光模块(210)被配置为由若干个可独立驱动且具有不同发射波长和/或发光颜色的发光单元组合形成。5.根据权利要求4所述的植物工厂，其特征在于，所述第一照明组件(21a)和/或第二照明组件(21b)各自相邻的若干发光模块(210)内的各发光单元的安装间隙是彼此不同的，其中，所述第一照明组件(21a)的任一发光模块(210)内的各发光单元彼此间的安装间隙是基于该发光模块(210)与所述轴体(101)之间的距离的增加而逐渐减小的，以及所述第二照明组件(21b)的任一发光模块(210)内的各发光单元彼此间的安装间隙是基于该发光模块(210)与所述轴体(101)远地端(101b)之间的距离的增加而逐渐减小的。6.根据权利要求5所述的植物工厂，其特征在于，所述第一照明组件(21a)至少能够基于外部驱动来调节其在对培育装置(1)上的植物进行照射时的照射姿态和/或相应的光源
光质，并且所述外部驱动是按照基于外部检测设备对植物生长状态和/或植物生长环境的监测数据并将其与预设阈值相关联的方式来完成的，其中，所述第一照...

【专利技术属性】
技术研发人员：王森，杨其长，
申请(专利权)人：中国农业科学院都市农业研究所，
类型：发明
国别省市：