CN115812586B - 一种具有连续传送结构的立式植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有连续传送结构的立式植物栽培装置，至少包括培育盘和用于将所述培育进行移动的传送链。培育盘上排列若干个培育孔。若干个培育孔用于培育若干个相应植物。培育盘与传送链的连接处设有偏转组件。装置还包括用于在传送结构中调节植物所需生长条件和传送链参数的调节单元和用于提供光照条件的照明单元。调节单元至少基于培育盘上各植物的生长情况的比例调整培育盘的偏转程度和/或照明单元的光照参数。本发明设置偏转组件，通过改变培育盘的偏转角度，从而对应改变培育盘上各植物的相对位置，以实现针对性光照。让植物受到不同谱段的组合光，使得植物的光形态建成反应达到较优的水平。

Description

一种具有连续传送结构的立式植物栽培装置

技术领域

本发明涉及植物培育技术领域，尤其涉及一种具有连续传送结构的立式植物栽培装置。

背景技术

随着现代化农业的高速发展，其发展趋势以及从室外植物培育转变为室内植物培育。但无论是室外培育还是室内培育，均存在植物生长所需光照不可控的问题。即，均着重于植物的整体生长状态而非植物的特定部分生长状态。实际培育过程中是为了收获植物的特定部位，例如叶片、果实等。但是现有技术的培育方式均是从植物整体生长趋势向上的方式进行监测和光照的给予，而未考虑植物的种类、生长阶段、对植物的需求、植物的光形态建成反应等，导致实际培育过程中得到的收获物不能达到良好的使用标准，甚至由于植物自身的竞争性生长而发生萎缩的情况。

中国专利CN1245586C公开了一种植物栽培设备，包括：用来贮放植物以及培育溶液的铝制长方形管状盘，一个按顺序横向传送这些盆的传送设备，以及一个其上设置着若干发光二极管位于该传送设备上方的照明设备，该照明设备设置成从该传送设备的上游侧到下游侧逐步升高，其中在盆的上表面设置支持植物的上部的漏斗状支持器，并且在该传送设备的上游侧和下游侧设置一个种植传送机和一收获传送机以供装盆和取盆，一个位于这些传送机和该传送设备之间的反射壁以及用于在该传送设备和种植、收获传送机之间传递盆的传递棒。该专利通过竖向空间上的叠加隔绝设计将各植物的生长环境分割开。虽然该专利以针对照明设备进行针对性设置，但是仍存在仅为简单提供光照的局限性。照明设备消耗了大量能量并且仍无法得到较高期望的植物果实，导致照明效率低。

中国专利CN104798627B公开了一种植物生长环境的自动控制装置，包括混合室、生长室及与混合室连接的洁净空气供给装置；混合室底部设有两台循环风机，第一风机用于排除混合室内的废气及对混合室内的空气调温调湿，第二风机用于混合室与生长室之间的气流循环；生长室内设有多个培育架，每个培育架分割为多层，每层设有导液槽和一定数量的LED灯，导液槽与给排水及营养液供给系统连接；生长室内还设有生长环境参数采集传感器，各传感器采集的数据通过物联网传送至控制器，控制器根据植物在不同时期的生长环境曲线调节植物生长环境的各种参数；控制器连接到人机操作界面。该专利大大缩短农作物育苗及生长周期，提高土地利用率，增加了单位面积的产出。但是该专利的缺陷在于对照明的调控仅停留在LED灯的开启数量以调节光照强度，未针对植物的生长因素及期望目标(产出果实或花粉)进行光质调节，导致植物易发生竞争性生长，果实和/或叶片发生萎缩的情况。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明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，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

植物实际培育过程中，由于存在相对应的个体生长差异，在进行大规模进行机械自动化培育时，其良品率处于一个较低的状态。即无法兼顾到植物个体生长较差的情况，导致培育成本大幅上升。现有技术的问题还在于：对于植物栽培架上的植物的光照，着重于植物的整体生长状态而非植物的特定部分生长状态。即，基于植物的整体生长情况提供光照。从植物整体生长趋势向上的方式进行监测和光照的给予。其采用同一生长特征信息并且进行同一水平光照，未考虑植物的种类、生长阶段、对植物的需求，而一味提供统一生长环境，导致实际培育过程中得到的收获物不能达到良好的使用标准，甚至发生萎缩的情况。

针对现有技术之不足，本发明的技术方案是提供一种具有连续传送结构的立式植物栽培装置，至少包括培育盘和用于将所述培育进行移动的传送链。所述培育盘上排列若干个培育孔。若干个培育孔用于培育若干个相应植物。所述培育盘与传送链的连接处设有偏转组件所述培育盘基于所述偏转组件被调节单元控制的偏转角度的角度变化来围绕所述铰接元件中的偏转轴进行以传送链为轴线的偏转运动。其中，所述装置还包括用于提供至少两种光的照明单元。所述调节单元基于所述培育盘上的植物的整体生长趋势判断植物的生长阶段，并且基于所述植物的生长阶段的特征来确定所述照明单元的不同光的照射比例，同时所述调节单元基于所述培育盘中的局部位置植物对光的需求来按照使得局部植物冠层与辅助光源的照射偏差角度变小的方式调节所述偏转组件。通过上述设置方式，能够使得培育盘以传送链为轴线进行偏转的角度可控。其目的在于：通过对培育盘偏转角度的控制，能够使得设置于培育盘上的植物进行相应偏转。

根据一种优选的实施方式，所述照明单元上阵列排布有用于发出不同光束的发光件，所发光件至少包括第一发光件和第二发光件。其中，所述第一发光件对应于所述培育盘上分布的每一培育孔以提供恒定光照。所述第二发光件设置于所述第一发光件的间隙中以对应于所述培育盘偏转后的每一培育孔位置并且提供组合光照。当特定植物需要补充辅助光源时(即需要组合光)，通过培育盘2的偏转使得植物对准照明单元的第二发光件，而无需照明单元10对光质进行调节。

根据一种优选的实施方式，所述偏转组件包括偏转基座。所述偏转基座与传送链直接连接并且在所述传送链带动下携带所述培育盘进行移动。所述偏转基座通过铰接元件与所述培育盘的中部连接，使得所述培育盘能够围绕所述铰接元件中的偏转轴进行以传送链为轴线的偏转运动。

根据一种优选的实施方式，所述调节单元基于设置于栽培装置中的视觉传感器或激光传感器对植物进行监测以获取植物生长阶段的特征。所述植物生长阶段的特征至少包括植物生长阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积。其中，当植物的生长阶段或状态由第一生长时期变为第二生长时期时，所述调节单元基于所述植物生长情况对所述培育盘的偏转进行调控，并且调控所述照明单元的第二发光件的光束。其中，所述调节单元响应于植物生长时期的转变，控制所述培育盘进行偏转，并且控制第二发光件提供参与植物光形态建成反应的第一形态光。照明单元提供不同谱段的以施加组合光的方式使得植物的光形态建成反应达到较优的水平。

根据一种优选的实施方式，所述第一发光件发出的恒定光是符合植物生长需求的红光和/或蓝光。所述第二发光件发出的组合光是促进植物光形态建成反应的不同光强的红光、远红光、蓝光和/或紫光的组合。

根据一种优选的实施方式，所述调节单元基于图像处理后得到的当前植物生长阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积与上一次监测到的参数的比对结果调节所述照明单元的第二发光件的组合光比例。其中，当植物的生长阶段或状态符合预期并且进入生殖期时，调节单元能够控制照明单元的第一发光件和第二发光件提供植物所需的第二形态光。例如，当监测到植物叶片发生较大萎缩时，调高远红光比例以增加植物叶片生长速度和恢复速度。相较于现有技术通过同一直行面板提供同一光照的方式，本发明以提供多种复合光照的方式着重于植物的整体生长状态，第二发光件12作为辅助光源以促进植物所需收获部位的生长。

根据一种优选的实施方式，当所述培育盘上的植物呈离散性分布地发生生长情况的改变时，所述调节单元至少通过发生改变的植物的占比调整所述培育盘的偏转程度和/或所述照明单元的光照参数。正方形排布的培育孔导致培育盘倾斜时，其相对位置仍难以判断，即缩短了培育孔之间的间距，光照仍无法直达需要光照的培育孔处。正六边形设计使得每一行每一列相对的培育孔位置更加清晰，使得照明单元的第二发光件能够对准培育孔位置。等间距设计也使得植物有均等的生长空间，最大限度提高空间利用率。

根据一种优选的实施方式，所述传送链包括垂直传送链和水平传送链。所述垂直传送链用于将植物的所述培育盘上升以获取植物在竖向上的叠加培育。所述水平传送链用于将植物的培育盘转向。其中，位于传送结构最高点和最低点的所述水平传送链至少被设为第一转向区和第二转向区。本发明通过用于栽培植物的自动化系统达成了相比于传统农业在田间中培育的更多优点。例如，培育天气的独立性，温室内的气候条件还可以最佳地适应任何需要培育的植物，从而实现植物的持续生长。设计的特殊的水培装置，与户外培育相比，种植植物所需的水量减少，并且在室内空间中种植植物能够避免杀虫剂的使用。

根据一种优选的实施方式，植物在沿传送链移动的过程中被固定并且植物的根部突出进入位于培育盘下表面的雾培空间中。植物的叶部和/或果实突出进入位于所述培育盘上表面的光照空间中。所述雾培空间中设有雾培喷头以提供植物所需的养分。其中，植物在其生长阶段中被固定在培育盘上并且进行连续或间歇运动。由于传送路径的设计，传送链交替地将植物移动至第一转向区，随后再移动至第二转向区。在植物处于第二转向区期间，植物的根部被侵入传送链的竖向下区域中以浸泡水培并提供营养物质。植物在经过短暂的水平传送链的移动后，植物再次移动到传递链的垂直传送链上，并且经历雾培。

根据一种优选的实施方式，所述照明单元还被配置为：在植物沿传送路径移动时，植物被完全或部分地被照明单元的光照射并且部分不被光照射。其中，当植物沿传送路径在所述第一转向区和第二转向区向竖向下方向移动时，植物被照射；当植物沿传递路径在所述第一转向区和第二转向区之间向竖向上方向移动时，植物被遮蔽。植物以选择性的方式被光照。尤其是以适合该植物类型和/或与植物生长阶段保持一致的方式被光照。通过上述设置，植物仅在传递路径上的特定区域被光照。该特定区域优选为垂直传送链，尤其是植物竖向上移动时的垂直传送链，以模仿自然环境的昼夜节奏。

本发明的有益技术效果：

本发明设置偏转组件，通过改变培育盘的偏转角度，从而对应改变培育盘上各植物的相对位置，以实现针对性光照。让植物受到不同谱段的组合光，使得植物的光形态建成反应达到较优的水平。本发明基于植物的生长因素及期望目标(产出果实或花粉)进行光质调节，使得植物最终产物能够明显优于室外培育和其余室内培育产物。针对植物的收获部位进行光质调节能够有效避免植物萎缩、植物自身造成竞争性生长的问题。

附图说明

图1是本发明的培育盘和偏转组件的优选实施例的结构示意图；

图2是本发明的一种具有连续传送结构的立式植物栽培装置的优选实施例的结构示意图；

图3是本发明的照明单元的优选实施例的结构示意图。

附图标记列表

1：传送链；2：培育盘；3：垂直传送链；4：水平传送链；5：培育孔；6：偏转基座；7：铰接元件；8：限位件；9：驱动件；10：照明单元；11：第一发光件；12：第二发光件；13：雾培空间；14：光照空间。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本申请涉及一种具有连续传送结构的立式植物栽培装置，传送结构至少包括用于培育植物的两个或多个空间层次。该空间层次在水平面上彼此叠加排布。该空间层次为竖向层次。每一个空间层次包括传送链1。传送链1包括垂直传送链3和水平传送链4。垂直传送链3用于将植物的培育盘2上升以获取植物在竖向上的叠加培育。水平传送链4用于将植物的培育盘2转向。装置还包括调节单元。调节单元用于在传送结构中调节植物所需生长条件和传送链参数。空间层次被配置成提供气候控制、营养控制、水分控制、生长监测和光照控制中的至少一种，以用于在各个空间层次中培育植物。优选地，培育盘2被固定在传送链1上。培育盘2上设有若干培育孔5以培育若干个植物。植物设置于培育孔5中。植物在沿传送链1移动的过程中被固定并且植物的根部突出进入位于培育盘2下表面的雾培空间13中。优选地，植物的叶部和/或果实突出进入位于培育盘2上表面的光照空间14中。雾培空间13中设有雾培喷头以提供植物所需的养分。优选地，植物在其生长阶段中被固定在培育盘2上并且进行连续或间歇运动。优选地，传送链1的移动速度控制植物的移动距离并且由此调节单元判断出当前植物的生长阶段。本发明实现了一种更高效、更灵活、更经济的植物栽培装置，能够有效降低各植物的培育成本以及设施的建设成本。优选地，培育盘2中设有用于固定植物的载体材料。载体材料还用于暂时储存水分和/或营养物质。

优选地，培育盘2在垂直传送链3带动下沿传送路径移动。培育盘2在水平传送链4带动下做平滑移动。优选地，位于传送结构最高点和最低点的水平传送链4至少被设为第一转向区和第二转向区。培育盘2用于防止植物掉落，并且用于隔绝植物的叶部和根部以防止植物疾病。优选地，植物的根部位于传送链下方，即雾培空间13。植物叶部位于传送链1上方，即光照空间14。植物的根部和叶部分别位于传送链1的竖向下方区域和竖向上方区域以在空间上彼此分离，使得当植物沿传送链1移动到垂直传送链3时，植物根部位于雾培空间13中，以经历雾培湿润和养分供给过程。由于传送路径的设计，传送链1交替地将植物移动至第一转向区，随后再移动至第二转向区。在植物处于第二转向区期间，植物的根部被侵入传送链1的竖向下区域中以浸泡水培并提供营养物质。植物在经过短暂的水平传送链4的移动后，植物再次移动到传递链的垂直传送链3上，并且经历雾培。优选地，两个垂直传送链3和两个水平传送链4组成一个传送模块。优选地，至少一个水平传送链4间隔设置于两个垂直传送链3之间。传送链的传送速度的设置使得植物循环通过传送模块。一个完整的传送结构由实现植物完整生长阶段所需的传送模块数量组成。模块化的设计有利于湿度自动化植物培育的整体系统能够适应植物生长的任何需求，即适应于植物的种类和/或生长阶段。通过排列传送模块的方式来延长传送结构，以满足植物生长的完整周期。每一个传送模块都适应该类植物的营养需求、照明需求、生长空间和生长阶段需求。组装若干个传送模块以形成一个整体传送结构，使其能够随着植物移动持续时间的增加，使得该传送结构适应各种植物生长。

根据一种优选的实施方式，系统包括照明单元10。该照明单元10被配置为：在植物沿传送路径移动时，植物被完全或部分地被照明单元10的光照射并且部分不被光照射。优选地，当植物沿传送路径在第一转向区和第二转向区向竖直向下的方向移动时，植物被照射。优选地，当植物沿传递路径在第一转向区和第二转向区之间向竖直向上的方向移动时，植物被遮蔽。植物被遮蔽时，照明单元10无法将光照射至植物。通过上述方式，能够将照明单元10的光照类型、强度和持续时间选择性提供给相应的植物。优选地，照明单元10通过控制单元控制调整。照明单元10能够横向设置于传送链1竖向上方或竖向相对设置于垂直传送链3旁。优选地，植物在其生长阶段沿着照明单元10连续或间隙移动，以便接收充足光照。优选地，植物以选择性的方式被光照。尤其是以适合该植物类型和/或与植物生长阶段保持一致的方式被光照。通过上述设置，植物仅在传递路径上的特定区域被光照。该特定区域优选为垂直传送链3，尤其是植物竖向上移动时的垂直传送链3，以模仿自然环境的昼夜节奏。

现有技术的室内农业有着能源需求增加的问题，本发明通过用于栽培植物的自动化系统达成了相比于传统农业在田间中培育的更多优点。例如，培育天气的独立性，温室内的气候条件还可以最佳地适应任何需要培育的植物，从而实现植物的持续生长。设计的特殊的水培装置，与户外培育相比，种植植物所需的水量减少，并且在室内空间中种植植物能够避免杀虫剂的使用。

根据一种优选的实施方式，当植物在垂直传送链3移动时，植物根部在雾培喷头上接收营养物质。植物至少部分通过第二转向区使得植物根部以水培的方式获取养分。在具有垂直传送链3的传送链上，位于其之间的水平传送链4使得植物不断获取水分和养分。通过如上所述设计的具有连续传送结构的立式植物栽培装置，优选能够在传送链1的下表面上连续地对植物根部进行雾培，而当植物处于第二转向区时，将植物进行水培。优选地，植物被连续或间隙地进行雾培，而不影响植物叶部生长。通过这种方式能够预防植物的叶部疾病。传送链1下表面的雾培空间13的温度和湿度，尤其是垂直传送链3的温度和湿度，设有温度传感器和湿度传感器进行监测，并且由控制单元控制，以避免该区域内温度和/或湿度过高。

根据一种优选的实施方式，传送链1的末端被连接至传送链1的首端以形成循环式结构或传送链1的末端被连接至收获单元以从传送链1中收获已经生长到可采摘程度的植物。在传送链1的末端被连接至传送链1的首端以形成循环式结构的情况下，植物循环至传送链1首端以进行下一次的生长循环。在传送链1的末端设置有收获单元的情况下，传送链1中的植物在被收割后，传送链1的末端被连接至传送链1的首端以形成循环式结构。优选地，在传送链1的末端连接至传送链1的首端的路径上设有清洁单元以确保传送链1所需的灭菌。该清洁单元能够是利用蒸汽进行灭菌。由此，传送链1首端始终处于完全清洁和灭菌状态。

优选地，培育盘能够由塑料材质制成，优选为聚氯乙烯，其形成板状，使得在其上的植物被布置为根部处于传送链1形成的雾培空间13中。而叶片和/或果实突出传送链1处于光照空间14中。其雾培空间13中还设有雾培喷头以给植物根部提供营养。优选地，传送链1被电机驱动。该电机借助于传动装置连接至传送链1。优选地，照明单元10被设置在传送链1上方区域或与倾斜传递短平行区域中。电机和照明单元10连接至控制单元。该控制单元使得植物的照明和植物沿传送链1移动的速度适应于植物的生长要求。本装置安装在具有可变气候的室内系统中，并用于植物培育。

实施例2

本实施例是对上述实施例的进一步补充，充分内容不再赘述。

在本发明中，照明单元10的延长线与垂直传送链3的延长线的夹角影响植物的实际受光面积。植物实际受光面积是植物的叶片受光面积。但是植物的叶片受光面积受到叶片覆盖面积的影响。叶片覆盖面积在植物生长过程中逐渐增加。叶片覆盖面积是与时间相关的变量。叶片覆盖面积是指植物在生长过程中，被覆盖在冠层下的叶片面积。叶片受光面积与叶片覆盖面积的比是该类植物的叶片占比。在本发明中，照明单元10以其发光点为顶点发出圆锥形光照区域。该光照区域与时间相关、与传送链移动速度相关、与培育盘2所在位置相关以及与叶片受光面积相关。考虑到仅通过照明单元10的光照量无法精确判断植物的受光量，本发明提出将叶片受光面积作为植物生长过程中的参考参数，针对不同种类、不同生长周期的植物的叶片分布特征调整照明单元10和/或培育盘2的倾斜程度以及光照水平。基于本发明的照明单元10和/或培育盘2的设计结构，对应植物的叶片分布特征。

根据一种优选的实施方式，培育盘2上排列若干个培育孔5。若干个培育孔5能够培育若干个相应植物。其中，培育盘2与传送链的连接处设有偏转组件。该偏转组件包括一个偏转基座6。偏转基座6与传送链直接连接并且在传送链带动下携带培育盘2进行相应移动。偏转基座6通过铰接元件7与培育盘2中部连接，使得培育盘2能够围绕铰接元件7中的偏转轴进行以传送链为轴线的偏转运动。偏转基座6和偏转轴之间还设有限位件8和驱动件9。限位件8以传送链为轴线对称设置于培育盘2的两侧以进行限位支撑。限位件8能够防止培育盘2偏转过度造成的植物倾倒。限位件8为弹性元件，通过回弹力防止培育盘2过度偏转。驱动件9设于铰接元件7处以保证培育盘2的高精度偏转角度。优选地，驱动件9能够是由电机组成，并用于控制铰接元件7偏转程度。通过电机驱动培育盘2实现偏转。优选地，驱动件9还能够是由液压油缸、轴承、回转销和连接销组成。液压油缸的输出轴与轴承连接，轴承与连接销铰接，通过驱动液压油缸带动培育盘2实现偏转。优选地，偏转组件设有与调节单元通信连接的通信模块，以使得调节单元能够控制驱动件9以实现培育盘2偏转角度的控制。

通过上述设置方式，能够使得培育盘2以传送链为轴线进行偏转的角度可控。其目的在于：通过对培育盘2偏转角度的控制，能够使得设置于培育盘2上的植物进行相应偏转。植物实际培育过程中，由于存在相对应的个体生长差异，在进行大规模进行机械自动化培育时，其良品率处于一个较低的状态。即无法兼顾到植物个体生长较差的情况，导致培育成本大幅上升。而植物生长的重要过程即为光对植物生长的作用，其包括光合作用和信号作用。光合作用时为植物通过生长所需的物质和能量，为高能反应。而信号作用为低能反应，也被称为光形态建成反应。植物的光形态建成反应实质上是受光调控植物的生长、发育和分化的过程。在对植物进行光形态建成反应的过程中，尤其需要针对植物的多个参数进行调控，分别是光谱质量(光质)、光照度(光强)、光照频率(单位时间的光照次数)和持续时间以及光照的空间对称性与非对称性。

对于上述多种参数来说，其调控对象多是照明单元10。但是植物的光受体包含原叶绿素酸酯、光敏色素和一种或多种蓝光受体，即对于光质来说，需要照明单元10提供不同谱段的以施加组合光的方式使得植物的光形态建成反应达到较优的水平。之所以是“较优”水平而不是“最优”水平，是因为植物的光形态建成反应由多种光照参数决定，并且光照难以针对特定植物单独进行，很难同时达到最优水平。对于照明单元10来说，光强、光照频率、持续时间以及光照的空间对称性与非对称性都能在调节单元控制下通过照明单元10的自适应调节完成，无需进行复杂的改变。而对于光质来说，照明单元10难以在短时间内进行组合光的调整，并且难以针对某一单独植物进行对应调整。例如，照明单元10发出蓝光能够增大植物的气孔导度、光合电子传递、促进Rubisco羧化反应、减少叶片碳水化合物积累，进而增加光合速率，但并非所有植物均需要进行蓝光照射，在栽培装置中进行植物的光照时，应当基于植物的生长因素及期望目标(产出果实或花粉)进行光质调节而非单纯给足光照。此外，照明单元10也难以兼顾培育盘2中各植物所需的光质条件。即，照明单元10发出恒定光时，难以将该恒定光改变为适合植物光形态建成反应的组合光。对此，本发明设置偏转组件，通过改变培育盘2的偏转角度，从而对应改变培育盘2上各植物的相对位置，以实现针对性光照。

现有技术的问题还在于：对于植物栽培架上的植物的光照，着重于植物的整体生长状态而非植物的特定部分生长状态。即，基于植物的整体生长情况提供光照。从植物整体生长趋势向上的方式进行监测和光照的给予。其采用同一生长特征信息并且进行同一水平光照，未考虑植物的种类、生长阶段、对植物的需求，而一味提供统一生长环境，导致实际培育过程中得到的收获物不能达到良好的使用标准，甚至发生萎缩的情况。

优选地，照明单元10上阵列排布有用于发出不同光束的发光件。发光件至少包括第一发光件11和第二发光件12。第一发光件11用于提供恒定光源，以使得植物进行光合作用。优选地，第一发光件11对应于培育盘2上分布的每一培育孔5以提供恒定光照。优选地，第二发光件12设置于第一发光件11的间隙中以对应于培育盘2偏转后的每一培育孔5位置。当特定植物需要补充辅助光源时(即需要组合光)，通过培育盘2的偏转使得植物对准照明单元10的第二发光件12，而无需照明单元10对光质进行调节。优选地，调节单元基于设置于栽培装置中的视觉传感器或激光传感器对植物进行监测以获取植物生长情况。视觉传感器获得植物的图像信息并且基于图像处理技术，通过图像实时获取包括植物生长阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积等参数。优选地，对于有着数种繁复背景的待测作物，能够通过图像处理所得数据建立针对该背景下的作物的参数模型。新模型的建立能够有效提高参考参数的监测精度，并且再次在该背景下进行参考参数获取时，能够直接调用该新模型，节省了大量的计算时间。

优选地，处于第一生长时期的植物仅使用第一发光件11进行光照。培育盘2不发生偏转。在植物处于第一生长时期时，照明单元10提供了一种恒光模式。当植物的生长阶段或状态由第一生长时期变为第二生长时期时。调节单元能够基于转变特征对培育盘2的偏转进行调控，并且调控照明单元10的第二发光件12的光束。例如，当植物的叶片覆盖面积较高(例如超过30％)时，即转变为了第二生长时期。调节单元响应于植物生长时期的转变，控制培育盘2进行偏转，并且控制第二发光件12提供参与植物光形态建成反应的第一形态光。优选地，第一发光件11发出的恒定光能够是符合植物生长需求的红光和/或蓝光。优选地，第二发光件12发出的组合光能够是促进植物光形态建成反应的不同光强的红光、远红光、蓝光和/或紫光的组合。优选地，组合光组合比例为红光：远红光：蓝光：紫光＝2：1：2：1。优选地，图像处理后得到的当前植物生长阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积等参数能够与上一次监测到的参数进行比对，以确定该植物光形态建成反应正确表达。优选地，调节单元基于图像处理后得到的当前植物生长阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积等参数与上一次监测到的参数的比对结果调节照明单元10的第二发光件12的组合光比例。例如，当监测到植物叶片发生较大萎缩时，调高远红光比例以增加植物叶片生长速度和恢复速度。

优选地，当植物的生长阶段或状态符合预期并且进入生殖期时，调节单元能够控制照明单元10的第一发光件11和第二发光件12提供植物所需的第二形态光。例如，当培育的植物的收获部位为叶片时，第一发光件11和第二发光件12能够同步给出光强和谱段相同的红光和/或蓝光。此时，不需要第二发光件12做出实时改变，所以照明单元10能够以较长时间去调整第二发光件12发出的组合光。相较于现有技术通过同一直行面板提供同一光照的方式，本发明以提供多种复合光照的方式着重于植物的整体生长状态，第二发光件12作为辅助光源以促进植物所需收获部位的生长。

优选地，第二发光件12设置为能够调整出射角度的发光元件。通过出射角度调节和培育盘2偏转调节能够更精确针对单一植物进行个性化组合光培育。

根据一种优选的实施方式，培育盘2上设置有等间距排布的培育孔5。优选地，培育盘2上的培育孔5能够呈正六边形排布。现有技术通常将培育植物的培育孔5简单通过正方形排布方式进行栽种，但是正方形排布的缺陷在于种植密度过高，并且每一植物所占有的生殖空间不均等，造成了空间上的浪费，甚至出现植物相互挤压生长但空间仍未用完的情况。此外，正方形排布还导致对于特定植物的单独光照无法做到精准、高效。尤其是对于本发明设置的第二发光件12来说，正方形排布的培育孔5导致培育盘2倾斜时，其相对位置仍难以判断，即缩短了培育孔5之间的间距，光照仍无法直达需要光照的培育孔5处。正六边形设计使得每一行每一列相对的培育孔5位置更加清晰，使得照明单元10的第二发光件12能够对准培育孔5位置。等间距设计也使得植物有均等的生长空间，最大限度提高空间利用率。优选地，调节单元至少基于培育盘2上各植物的生长情况的比例调整培育盘2的偏转程度和/或照明单元10的光照参数。当单独一个植物发生如上述的生长情况的改变时，由于偏转培育盘2将沿传送链轴线方向的同一线上的植物全部进行偏转，而部分植物并不需要该辅助光源。此时，能够通过调整第二发光件12的出射角度实现对单独植物的照射。当正六边形的最左侧或最右侧植物发生如上述的生长情况的改变时，通过偏转培育盘2能够使得对准第二发光件12。第二发光件12的启停在偏转培育盘2之后，并且第二发光件12能够独立进行照射控制。优选地，当植物呈离散性分布地发生如上述的生长情况的改变时，调节单元至少通过发生改变的植物的占比调整培育盘2的偏转程度和/或照明单元1O的光照参数。优选地，调节单元基于培育盘2中的局部位置植物对光的需求来按照使得局部植物冠层与辅助光源的照射偏差角度变小的方式调节偏转组件。需要说明的是，照射偏差角度是指：植物冠层与照明单元发出的光的传播方向的角度。即，照射出的光线与植物冠层(能够近似等于培育孔位置)形成的夹角。或者也能够理解为：照明单元发出的光线是否直射在植物冠层(或近似为培育孔)上，照射偏差角度越小，光线就越靠近植物冠层(或近似为培育孔)。

例如，当正六边形排布的若干个培育孔5中，超过50％的植物的生长情况出现如上述的改变时，调节单元偏转培育盘2使得该培育盘上的植物的冠层贴近照明单元10的第二发光件，并且调节第二发光件12的光质比。需要说明的是，虽培育盘2的沿传送链轴线上的培育孔5无法进行偏转。但是由于培育盘2和植物是具有空间层次的，在培育盆进行偏转后，虽然培育孔5未发生偏转，但是植物的冠层发生了偏转，同样能够达到改变植物位置的作用。

在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种具有连续传送结构的立式植物栽培装置，至少包括培育盘和用于将培育盘进行移动的传送链，培育盘上排列若干个培育孔，若干个培育孔用于培育若干个相应植物，其特征在于，

培育盘与传送链的连接处设有偏转组件，培育盘基于偏转组件被调节单元控制的偏转角度的角度变化来围绕铰接元件中的偏转轴进行以传送链为轴线的偏转运动，

其中，装置还包括用于提供至少两种光的照明单元，

调节单元基于植物生长阶段的特征来确定照明单元的不同光的照射比例，调节单元基于图像处理后得到的当前植物生长阶段参数、叶片受光面积参数和叶片覆盖面积参数与上一次监测到的参数的比对结果调节照明单元的第二发光件的组合光比例，同时调节单元基于培育盘中的局部位置植物对光的需求来按照使得局部植物冠层与辅助光源的照射偏差角度变小的方式调节偏转组件；照射偏差角度是指植物冠层与照明单元发出的光的传播方向的角度；

照明单元上阵列排布有用于发出不同光束的发光件，发光件至少包括第一发光件和第二发光件，其中，

第一发光件对应于培育盘上分布的呈正六边形排布的每一培育孔以提供恒定光照，

第二发光件设置于第一发光件的间隙中以调整出射角度的方式对应于培育盘偏转后的每一培育孔位置并且提供促进植物光形态建成反应的不同光强的红光、远红光、蓝光和/或紫光的组合光照，以实现对单独植物的照射；

调节单元基于设置于栽培装置中的视觉传感器或激光传感器对植物进行监测以获取植物生长阶段的特征，植物生长阶段的特征至少包括植物生长阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积，其中，

当植物的生长阶段或状态由第一生长时期变为第二生长时期时，调节单元基于植物生长情况对培育盘的偏转进行调控，并且调控照明单元的第二发光件的光束，其中，

调节单元响应于植物生长时期的转变，控制培育盘进行偏转，并且控制第二发光件提供参与植物光形态建成反应的第一形态光；

调节单元基于图像处理后得到的当前植物生长阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积与上一次监测到的参数的比对结果调节照明单元的第二发光件的组合光比例，其中，

当植物的生长阶段或状态符合预期并且进入生殖期时，调节单元能够控制照明单元的第一发光件和第二发光件提供植物所需的第二形态光。

2.如权利要求1所述的具有连续传送结构的立式植物栽培装置，其特征在于，所述第一发光件发出的恒定光是符合植物生长需求的红光和/或蓝光，

所述第二发光件发出的组合光是促进植物光形态建成反应的不同光强的红光、远红光、蓝光和/或紫光的组合。

3.如权利要求2所述的具有连续传送结构的立式植物栽培装置，其特征在于，当所述培育盘上的植物呈离散性分布地发生生长情况的改变时，所述调节单元至少通过发生改变的植物的占比调整所述培育盘的偏转程度和/或所述照明单元的光照参数。

4.如权利要求1所述的具有连续传送结构的立式植物栽培装置，其特征在于，所述传送链包括垂直传送链和水平传送链，所述垂直传送链用于将植物的所述培育盘上升以获取植物在竖向上的叠加培育，所述水平传送链用于将植物的培育盘转向，其中，

位于传送结构最高点和最低点的所述水平传送链至少被设为第一转向区和第二转向区。

5.如权利要求1所述的具有连续传送结构的立式植物栽培装置，其特征在于，植物在沿传送链移动的过程中被固定并且植物的根部突出进入位于培育盘下表面的雾培空间中，

植物的叶部和/或果实突出进入位于所述培育盘上表面的光照空间中，

所述雾培空间中设有雾培喷头以提供植物所需的养分，其中，

植物在其生长阶段中被固定在培育盘上并且进行连续或间歇运动。

6.如权利要求4所述的具有连续传送结构的立式植物栽培装置，其特征在于，所述照明单元还被配置为：在植物沿传送路径移动时，植物被完全或部分地被照明单元的光照射，其中，

当植物沿传送路径在所述第一转向区和第二转向区之间向竖向下方向移动时，植物被照射；

当植物沿传送路径在所述第一转向区和第二转向区之间向竖向上方向移动时，植物被遮蔽。