CN102686102A - 用于水耕栽培蔬菜的自动化系统 - Google Patents

Abstract

系统基于两个地块（1和2），这两个地块由中间过道（3）分离，并且优选地具有相同的尺寸，在每个地块中，有多条栽培线（4），这些栽培线包括导管，所述导管用来让植物的营养物溶液循环，并且还作为植物的物理支撑，在第一地块（1）中限定了带有用于操作者（6）的工作站的前部的种植区域（5），所述栽培线（4）从前部的种植区域朝地块的相反端部移动，以便从地块（1）的远端部逐个地转移到地块（2），在这个地块中栽培线沿着相反的方向朝着收割区域（11）移动，该收割区域类似地设立在地块（2）的前端部中。这使得种植密度增加300%，并且事实上使每年的周期数翻倍，同时也大大减少了劳动力。

Description

用于水耕栽培蔬菜的自动化系统

技术领域

本发明涉及一种用于水耕栽培（hydroponic cultivation）蔬菜（例如生菜）的自动化系统，但该系统显然能够应用于其它种类的、基本上给人使用的蔬菜。

本发明的目的是实现对要被栽培的表面积的最大使用，即在每单位要被栽培的表面积上实现最大数量的植物，而不会对栽培造成任何损害。

本发明因此属于农产业领域。

背景技术

已知的是，对先前提及种类植物的传统栽培是在土地中进行的，在土地上将植物排成平行的行，允许操作者沿着这些被划定的行中的每一行移动来执行种植任务以及后续收割任务。

植物生长消耗掉土壤中现存的营养物，所需的施肥、耕地等定期任务降低了土地所提供的年度生产周期数量。

具体到栽培生菜的情况下，这类种植中的种植密度是每个周期每公顷约65000棵植物，每年生产2.5个周期，消耗掉了大量的水和肥料，并动用了大量劳动力来参与，相应地影响了成本。

上述信息将很大程度上取决于生产区域。上述信息针对于西班牙。每年栽培周期或多或少要视国家和其气候而定。

发明内容

本发明提出的自动化栽培系统是基于已知的水耕灌溉系统，即无土栽培，其中营养物溶液经由导管在闭合回路中流动，所述导管由水平高度不同的多个段（multi-band）构成，允许对根系进行通气，同时构成对植物的物理支撑。植物因而从所述溶液摄取必需的营养物，所述溶液可以在上述闭合回路的合适地点进行更换，以便让植物吸收营养物。

优选但非唯一地，上述导管应为由本申请人持有的发明专利9601651所示出的那些。

本发明包括装配所述导管，所述导管由水平高度的不同的多个段组成，允许对根系进行通气，可以移动（如将在下文评述地），从而它总是能够采取最理想的位置，不仅有利于植物的生长，还有利于执行所有种植和收割操作，用所提出的自动化系统能够超过先前提及的每个周期每公顷65000棵植物，达到206000棵植物，同时先前提及的每年2.5个周期能够翻倍至5个周期。该数据也视栽培区域而变化，甚至能够达到8个周期。

为了实现此目标，具体而言，根据本发明的系统，可用地（availableland）被划分成两个毗连的地块（parcel），这两个地块优选是相等的，由它们之间的过道分隔开，在每个地块中建立多条横向的栽培线（cultivation line），每条栽培线被具体化在先前提及的水耕栽培导管中，不过具有特殊的特征——所述栽培线是可移动的，因为它们能够沿两个地块中的任一地块行进，并且能够从一个地块移到另一个地块。

具体而言，一个地块的前端部由种植区域组成，而另一个地块的前端部由收割区域组成，操作者工作站仅处于端部。操作者无需在生产周期期间的任一点进入任一地块中。

在两个地块的前端部和后端部都设立了转移装置，在收割后，转移装置能够将收割区域的空的栽培线移到种植区域，并且在相反方向上的地块后端部处，限定出闭合回路，使得每条栽培线纵向地覆盖两个地块，从一个地块的种植区域到另一个地块的收割区域，然后再从另一个地块的收割区域再移到前一个地块的种植区域。

转移操作通过高架导轨的合作来实现，车在高架导轨上滑动，从收割区域逐一取得栽培线。一旦完成收割，栽培线被抬升到操作者上方，并移动到种植区域，其它操作者在种植区域进行种植操作，之后整个栽培线阵列朝第一地块的后方移动，同时栽培线中的最后的栽培线借助第二高架导轨以相同方式转移到第二地块。

在每个地块内，通过移动链条来实现栽培线的前后移动，从而连接的栽培导管彼此接触，充分利用了可用的表面积，这允许以前提到的种植密度显著增加。

然而，可以布置使栽培线间隔开的装置。这些装置在植物还比较小的时候将所述栽培线保持在一起，再随着植物生长使栽培线逐渐分离，从而植物能接收更多的光且体积更大。

本水耕栽培系统不仅节约了水和肥料，还实现了成本和劳动力的显著下降，因为如上面提到地，操作者无需进入地（即前面提到的地块）中进行种植或者收割，这些工作在地块的周边区域实际上是在地块的外部完成。

附图说明

为了补充将在下文进行的描述，并且为了有助于更好地理解本发明特征，根据本发明的优选实施例已含入单套附图作为描述的组成部分，其中以图解的、非限制性的方式在平面视图中示意性地示出了具有本发明提出的自动化水耕蔬菜栽培系统的农场。

具体实施方式

在突出显示的附图中观察到的是，根据所提出的自动化系统，可用于或打算用于栽培的农场被划分成两个地块（1和2），这两个地块横向相邻，并且优选由中间过道（3）彼此分隔开，地块（1）和地块（2）都被多条横向的栽培线（4）完全占据，这些横向的栽培线基于营养物溶液导管，处在一闭合回路中，还构成对被种植在各条栽培线中的植物的物理支撑。

在地块（1）的前端设立的是种植区域（5），在种植区域，合适数量的操作者（6）挨着地块（1）的前边缘适当地分布，将从苗床上长出的幼苗或植物收集在构成所述栽培线的聚乙烯袋上。

在填装好每条栽培线之后，由合适的机械装置自动地拉动该栽培线，使其根据附图箭头（7）朝地块（1）的其余栽培线的后方随着链条移动。同时，将在地块（1）的后端部产生出能够吸收栽培线的线性移动的空间，使得地块（1）的栽培线中的最后的栽培线根据箭头（8）朝地块（2）纵向移动，为此使用了高架导轨（9），该导轨具有可移动车或任何类似的元件，能够抓取每条栽培线（4），将其抬升并且使其朝另一个地块移动，然后能够移回到最后的栽培线的总平面。

在第二个地块中，同时产生了根据箭头（10）的向前运动，从而当栽培线（4）到达地块（2）的端部区域特别是收割区域（11）时，其它操作者（6’）将植物从端部栽培线（4）取出，该栽培线保持空的状态以便被转移回到种植区域，通过与后方导轨（9）在结构以及功能上相同的另一高架导轨（12）的合作和通过由箭头（13）所示出的运动确定了闭合的循环，在箭头（13）旁边出现了一条栽培线（4），该栽培线处于中间转移状态，也就是尚未到达在种植区域上的最终位置。

从上文已经描述的内容可以推论，当收割完植物（例如生菜）时，第二地块区域（11）中的相应栽培线被转移到第一种植区域（5）来接收新的一行植物，因此没有停歇时间，允许每年的生产周期数量如先前提及地翻倍。

清楚地，用于使栽培线从一个地块转移到另一地块的转移装置和在每个地块中使栽培线移动的装置能够变化很大，而不会影响本发明的本质，所述装置的致动机构以相同方式可以是完全自动的，被适当编程以驱使操作者以特定的速度工作，或者可以由一个操作者随意致动。

Claims (3)

1.用于蔬菜的自动化水耕栽培系统，所述蔬菜例如是生菜，其中，使用的栽培线通过由水平高度不同的多个段组成的导管实现，导管允许对根系进行通风，并且具有可变的长度，以便营养物溶液在闭合回路中流动来供养植物，从而导管构成植物的物理支撑，其特征在于：系统中带有两个地块（1和2），这两个地块横向相邻，由中间过道（3）分离，在每一个地块中设立多条横向的栽培线（4），这些栽培线能够沿着地块移动，在地块的前端和后端处从一个地块转移到另一个地块，因此所述栽培线（4）也能够以闭合循环的方式移动，在第一个地块（1）的前端部限定出带有用于一组操作者（6）的固定位置的种植区域（5），而在第二个地块（2）的前端部限定出用于另一组操作者（6’）的收割区域（11），由此，在从种植区域到收割区域的整个栽培线路径中，植物生长发育，并且同时进行栽培线的收割操作，空的所述栽培线移到种植区域以接收新的一组幼苗或新植物。

2.根据权利要求1的自动化水耕蔬菜栽培系统，其特征在于，从收割区域到种植区域的转移通过引入高架导轨（5）来进行，在所述导轨上设置的是装备有用于栽培线（4）的抓取和升/降装置的可移动车或类似物，在地块(1和2)的后方或后端部设立的转移装置基本上相同，用来将栽培线（4）从第一个地块转移到第二个地块。

3.根据权利要求1的自动化水耕蔬菜栽培系统，其特征在于，通过以下方式进行栽培线（4）在各个地块内的移动，即，从每个地块将最后的栽培线（4’）推动并入到另一个地块，同时拉动剩余的栽培线。

Images