植物工厂种植自动化系统及使用方法技术方案

本发明专利技术涉及植物工厂技术领域，公开了一种植物工厂种植自动化系统，包括架体、种植单元、可移动的移动单元、可移动的小车，种植单元包括多列可移动设置于架体的种植列，小车包括用于实现小车与种植列之间锁定或解锁的锁定组件，小车与种植列之间锁定后用于带动种植列从种植单元进入移动单元或者从所述移动单元进入所述种植单元。本发明专利技术具有以下优点和效果：本发明专利技术完成了植物工厂的种植塔运输、收割、移栽等处理过程中的自动化，极大提高了自动化程度和生产效率高，降低了植物工厂生产成本，解决了植物工厂垂直种植时的自动化实现难度高、自动化成本高的技术难题，对植物工厂大规模垂直种植、产业化有十分重大的意义。

【技术实现步骤摘要】
植物工厂种植自动化系统及使用方法
本专利技术涉及植物工厂
，特别涉及一种植物工厂种植自动化系统及使用方法。
技术介绍
植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现植物周年连续生产的高效农业系统，利用计算机、电子传感系统、农业设施对植物生育的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。目前植物工厂主流的立体式布局主要为托盘式，将植物在种植托盘内种植，托盘分层放置于多层货架结构内进行种植，当需要取出种植托盘进行收割、移栽等处理时，在自动化设计中需用机器人进行夹持、水平取出、下降等多个复杂的操作，实现自动化过程中存在以下技术难题：一是实现复杂动作的机器人设备昂贵，导致植物工厂生产成本的增加；二是在大规模种植时，自动化设计时机器人复杂的动作会导致托盘移动效率的低下，进一步造成生产成本的增加。正是由于植物工厂存在自动化难度高、自动化成本高的技术难题，较高的生产成本使得植物工厂产出的蔬菜等植物不具备价格优势，目前植物工厂仅在土地资源极度匮乏的城市如沙漠城市等少数地区实际运行，难以真正进行大规模推广应用和产业化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种植物工厂种植自动化系统，具有高效、自动化程度高的效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：植物工厂种植自动化系统，包括架体、种植单元、可移动的移动单元、可移动的小车，所述种植单元包括多列可移动的种植列，所述小车包括用于实现所述小车与所述种植列之间锁定或解锁的锁定组件，所述小车与所述种植列之间锁定后用于带动所述种植列从所述种植单元进入所述移动单元或者从所述移动单元进入所述种植单元。通过采用上述技术方案，蔬菜等植物在种植列上进行垂直种植，充分利用竖直方向上的空间。当需要对种植列上的植物进行收割、移栽、运输等处理时，移动单元移动至对准种植单元内的一列种植列，小车从移动单元内移动至种植单元内，锁定组件将小车与一列种植列锁定后，小车带动一列种植列从种植单元内进入到移动单元内，用收割机等设备可以对移动单元内的种植列进行收割处理，用移栽机等设备可以移栽植物，移动单元运动可运输种植列。收割、移栽、运输等处理完毕后，小车再带动种植列从移动单元进入到种植单元内，锁定组件解锁后，种植列留在种植单元内，小车返回移动单元中。通过用小车将种植列带出到种植单元外进行处理，在种植单元布局上可以减小多列种植列之间间隙，充分利用植物工厂内的空间，便于对种植列进行收割、移栽、运输等各种处理，实现自动化操作，减少人工操作，自动化程度高，动作简单，操作成本低。本专利技术的进一步设置为：所述种植列包括可移动设置于所述架体的连接件、悬挂固定于所述连接件的多个种植塔。本专利技术的进一步设置为：所述连接件为链条。通过采用上述技术方案，多个种植塔悬挂在链条上，便于种植列在移动过程中转换方向。本专利技术的进一步设置为：所述架体固定有多列第一种植轨道，所述移动单元包括第二种植轨道，所述第二种植轨道端部可以与所述第一种植轨道端部对接，所述种植列可以沿所述第一种植轨道、第二种植轨道移动。通过采用上述技术方案，第一种植轨道对接第二种植轨道后，种植列沿第一种植轨道移动到第二种植轨道内，实现从种植单元进入移动单元。种植列沿第二种植轨道移动到第一种植轨道内，实现从移动单元进入到种植单元内。本专利技术的进一步设置为：所述架体固定有多列第一小车轨道，所述移动单元包括第二小车轨道，所述第二小车轨道端部可以与所述第一小车轨道端部对接，所述小车可以沿所述第一小车轨道、第二小车轨道移动。通过采用上述技术方案，第一小车轨道与第二小车轨道对接后，小车沿第一小车轨道移动到第二小车轨道内，实现从种植单元进入移动单元。小车沿第二小车轨道移动到第一小车轨道内，实现从移动单元进入种植单元。本专利技术的进一步设置为：所述第一小车轨道位于所述第一种植轨道上方，所述第二小车轨道位于所述第二种植轨道上方。通过采用上述技术方案，小车高于种植列。本专利技术的进一步设置为：所述种植列上下两端均布置有第一种植轨道，所述第一小车轨道位于第一种植轨道下方，所述第二小车轨道位于第二种植轨道的下方。通过采用上述技术方案，小车低于种植列。本专利技术的进一步设置为：所述第二小车轨道包括直线段小车轨道、弧形的转向小车轨道，所述第二种植轨道包括直线段种植轨道、弧形的转向种植轨道。本专利技术的进一步设置为：所述转向小车轨道数量为两个，两个所述转向小车轨道分别与所述直线段小车轨道两端相连接，两个所述转向小车轨道分布于所述直线段小车轨道的两侧或者同一侧；所述转向种植轨道数量为两个，两个所述转向种植轨道分别与所述直线段种植轨道两端相连接，两个所述转向种植轨道分布于所述直线段种植轨道的两侧或者同一侧；所述种植单元数量为至少一个。本专利技术的进一步设置为：所述移动单元包括移动架，所述转向小车轨道数量为四个，四个所述转向小车轨道两两分布于所述直线段小车轨道的两侧，所述直线段小车轨道可移动设置于所述移动架上，所述移动架安装有用于驱动所述直线段小车轨道移动的小车轨道驱动单元；所述直线段小车轨道两端与其中两个所述转向小车轨道相对接，所述小车轨道驱动单元驱动所述直线段小车轨道移动后，所述直线段小车轨道两端与另外两个所述转向小车轨道相对接；所述转向种植轨道数量为四个，四个所述转向种植轨道分别两两分布于所述直线段种植轨道的两侧，所述直线段种植轨道可移动设置于所述移动架上，所述移动架安装有用于驱动所述直线段种植轨道移动的种植轨道驱动单元；所述直线段种植轨道两端分别与其中两个所述转向种植轨道相对接，所述种植轨道驱动单元驱动直线段种植轨道移动后，所述直线段种植轨道两端与另外两个所述转向种植轨道相对接，所述种植单元至少为两个且分布于所述移动单元两侧。本专利技术的进一步设置为：还包括空置区，所述空置区包括安装于所述架体的空置种植轨道、连接于所述空置种植轨道一端的转向空置种植轨道、安装于所述架体的空置小车轨道、连接于所述空置小车轨道一端的转向空置小车轨道。本专利技术的进一步设置为：所述种植列设置有连接部，所述小车包括车体，所述锁定组件包括安装于所述车体上的锁定驱动单元、受力于所述锁定驱动单元运动以连接或分离所述连接部的锁定部。通过采用上述技术方案，锁定驱动单元驱动锁定部运动后与种植列的连接部相连，实现小车与种植列之间的锁定。锁定驱动单元驱动锁定部运动后与种植列的连接部分离，实现小车与种植列之间的解锁。本专利技术的进一步设置为：所述连接部为定位孔，所述小车开设有竖直的导向孔，所述锁定部插接于所述导向孔内，所述锁定驱动单元驱动所述锁定部下降后插入所述定位孔内，所述锁定驱动单元驱动所述锁定部上升后脱离所述定位孔。本专利技术的进一步设置为：所述小车包括车体、安装于所述车体的动力单元、受力于所述动力单元后转动的销齿轮，所述第一小车轨道、所述第二小车轨道固定有销齿条，所述销齿轮与所述销齿条相啮合。通过采用上述技术方案，销齿轮与销齿条之间为销齿传动。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.植物工厂种植自动化系统，其特征在于：包括架体(1)、种植单元(2)、可移动的移动单元(3)、可移动的小车(4)，所述种植单元(2)包括多列可移动设置于所述架体(1)的种植列(21)，所述小车(4)包括用于实现所述小车(4)与所述种植列(21)之间锁定或解锁的锁定组件(5)，所述小车(4)与所述种植列(21)之间锁定后用于带动所述种植列(21)从所述种植单元(2)进入所述移动单元(3)或者从所述移动单元(3)进入所述种植单元(2)。/n

【技术特征摘要】
1.植物工厂种植自动化系统，其特征在于：包括架体(1)、种植单元(2)、可移动的移动单元(3)、可移动的小车(4)，所述种植单元(2)包括多列可移动设置于所述架体(1)的种植列(21)，所述小车(4)包括用于实现所述小车(4)与所述种植列(21)之间锁定或解锁的锁定组件(5)，所述小车(4)与所述种植列(21)之间锁定后用于带动所述种植列(21)从所述种植单元(2)进入所述移动单元(3)或者从所述移动单元(3)进入所述种植单元(2)。


2.根据权利要求1所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述种植列(21)包括可移动设置于所述架体(1)的连接件(212)、悬挂固定于所述连接件(212)的多个种植塔(211)。


3.根据权利要求2所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述连接件(212)为链条。


4.根据权利要求1所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述架体(1)固定有多列第一种植轨道(22)，所述移动单元(3)包括第二种植轨道(32)，所述第二种植轨道(32)端部可以与所述第一种植轨道(22)端部对接，所述种植列(21)可以沿所述第一种植轨道(22)、第二种植轨道(32)移动。


5.根据权利要求4所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述架体(1)固定有多列第一小车轨道(23)，所述移动单元(3)包括第二小车轨道(33)，所述第二小车轨道(33)端部可以与所述第一小车轨道(23)端部对接，所述小车(4)可以沿所述第一小车轨道(23)、第二小车轨道(33)移动。


6.根据权利要求5所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述第一小车轨道(23)位于所述第一种植轨道(22)上方，所述第二小车轨道(33)位于所述第二种植轨道(32)上方。


7.根据权利要求5所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述种植列(21)上下两端均布置有第一种植轨道(22)，所述第一小车轨道(23)位于第一种植轨道(22)下方，所述第二小车轨道(33)位于第二种植轨道(32)的下方。


8.根据权利要求5所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述第二小车轨道(33)包括直线段小车轨道(331)、弧形的转向小车轨道(332)，所述第二种植轨道(32)包括直线段种植轨道(321)、弧形的转向种植轨道(322)。


9.根据权利要求8所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述转向小车轨道(332)数量为两个，两个所述转向小车轨道(332)分别与所述直线段小车轨道(331)两端相连接，两个所述转向小车轨道(332)分布于所述直线段小车轨道(331)的两侧或者同一侧；所述转向种植轨道(322)数量为两个，两个所述转向种植轨道(322)分别与所述直线段种植轨道(321)两端相连接，两个所述转向种植轨道(322)分布于所述直线段种植轨道(321)的两侧或者同一侧；所述种植单元(2)数量为至少一个。


10.根据权利要求8所述的植物工厂种植自动化系统，其特征在于：所述移动单元(3)包括移动架(31)，所述转向小车轨道(332)数量为四个，四个所述转向小车轨道(332)两两分布于所述直线段小车轨道(331)的两侧，所述直线段小车轨道(331)可移动设置于所述移动架(31)上，所述移动架(31)安装有用于驱动所述直线段小车轨道(331)移动的小车轨道驱动单元(311)；所述直线段小车轨道(331)两端与其中两个所述转向小车轨道(332)相对接，所述小车轨道驱动单元(311)驱动所述直线段小车轨道(331)移动后，所述直线段小车轨道(331)两端与另外两个所述转向小车轨道(332)相对接；所述转向种植轨道(322)数量为四个，四个所述转向种植轨道(322)分别两两分布于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，
申请(专利权)人：湖北火爆机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42