专利名称：植物立体栽培塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种植物立体栽培塔，特别涉及一种向上构建的塔 台结构体，其在无人参与管理的情况下，植物小苗从进口进入，经 过各层成熟后从出口输送出来，进行采收，从而形成多个连续的植 物生产线。
背景技术：
植物水耕法即一般所谓无土栽培法，该方法不需要土壤，可完 全在室内进行，甚至不需要自然阳光，能完全以人工光照取代，植 物的根部生长于水槽中或攀附在无机物质的架构上。在养份充足供
应的情况下，其产量几乎可达同等面积土壤栽培的2~4倍，且在室 内还可免除极端气候变化的伤害及大部分的病虫害。
为了争取更多的植物栽培空间，已知有许多立体栽培的相关技 术被提出，如图4所示为台湾文献第M317159号公开的一种多个 层式的蔬菜栽培装置，其主要包括多个用来栽培植物的倒锥形筒状 植栽容器40，共同被支持在一支撑架20上，彼此之间呈现上下不 同高低位差的立体架设状态；并且在最顶层植栽容器40上方罩设 一网罩60等。这样设计，能充分利用并节省蔬菜栽培面积，增加 栽培产量和效益。
又如图5所示为台湾文献第158107号公开的一种立体栽培系 统，其主要包括一架体10,其内部具有一容置空间。两个输送带31,相隔固定间距，两者互相对应平行枢设在所述架体10上，并
位于所述容置空间两侧，其上方对应具有一连续波形的采光段311, 下方则形成一水平的给养段312。多个栽培床40用于栽培植物， 其可拆卸地吊挂在所述输送带31上，并随之移动。 一传动装置50, 用于驱动所述两个输送带31同步转动。通过所述传动装置50将所 述栽培床40在采光段311和给养段312之间交替地移动。
上述文献公开的现有技术基本上都是通过立体栽培来取得更 多的植物栽培空间，但本领域的技术人员可以发现，所述现有技术 所节省的空间有限，仍有改善的余地。
发明内容
针对上述现有技术存在的节省空间有限的技术问题，本发明的 主要目的在于提供一种植物立体栽培塔，其能以最小的土地成本、 最少的人力需求，达到最大的经济效益，同时可在无人参与决策的 情况下，控制包括培养液供给、人工光照和气体补充等的生产管理 流程，从而实现自动化生产。
为实现上述目的，本发明植物立体栽培塔包括由侧壁围成具有 内部空间的塔台结构体，在所述内部空间中使用隔板分隔成多个 层，所述塔台结构体的底部一侧设有进口 ，另 一侧设有出口 。其中， 所述层底面上，分别设置有支持架，对应于所述支持架特定位置处 配置有培养液管路及顶面上配置多个光源装置。至少一储槽，用于 储存培养液，及通过一水泵装置将培养液泵送到各层的管路中。多 个栽培槽，用于定置植栽。至少一上架装置，配置在进口侧，其至 少包括一垂直输送机构，受控将栽种有植物小苗的栽培槽从进口输 送到各个层；至少一平移机构，用于将栽培槽平移到所述支持架上。 多个水平移动装置，至少每一层配置一个，受控将栽培槽向出口侧
7移动。至少一下架装置，配置在出口侧，其至少包括一平移机构，
用于将成熟植物的栽培槽从所述支持架平移下来；及至少一垂直输
送机构，受控将栽培槽输送到出口。 一控制单元，根据反馈生成控 制信号，以控制所述光源装置在光照不足时补充光照，控制所述水 泵装置定时定量补充培养液，控制所述上架装置、水平移动装置及 下架装置的运转等。这样设计，使得植物小苗分批次沿所述进口移 动到层空间，成熟后再输送到出口分批次采收，从而形成多个连续 的植物生产线。
根据本发明，在所述塔台结构体最高层的顶部上，配置有太阳 能集电设备或风能发电设备，并通过一储能设备储存，能以自生能 源提供植物工厂所需的部分能源，从而以更低的成本来生产植物。
本发明的植物立体栽培塔能够很好的节省种植空间，并且形成 多个连续的植物生产线，而且在无人进行管理的情况下，能够自动 的进行植物栽培，实现自动化生产，从而以最小的土地成本和最少 的人力需求，达到最大的经济效益。
图1为本发明的植物立体栽培塔的第一实施例的纵断面示意 图，其中植物小苗从进口经过各层成熟后向出口方向移动。
图la为图1中的la-la向局部剖面示意图。 图lb为图la的局部立体示意图。
图2为本发明的植物立体栽培塔的第二实施例的纵断面示意 图，其中植物小苗从进口沿最低层向最高层方向移动，成熟后移动 到出口 。
图3为本发明的植物立体栽培塔的第三实施例的纵断面示意 图，其中植物小苗从进口沿最高层向最低层方向移动，成熟后移动
8到出口 。
图4为台湾文献第M317159号公开的一种多个层式的蔬菜栽 培装置的示意图。
图5为台湾文献第158107号公开的一种立体栽培系统的示意图。
具体实施例方式
以下将配合实施例对本发明技术特点作进一步地说明，所述实 施例仅为优选的范例，并非用来限定本发明的实施范围，通过参考 附图并结合下列详细说明，对本发明将会有更进一步的理解。
首先，请参考图1至图lb,本发明植物立体栽培塔包括由側 壁10围成具有内部空间的塔台结构体1,在所述内部空间中使用 隔板11分隔成多个层12，所述塔台结构体1可以是一般大楼建筑 物，所述隔板11可以是楼层地板。所述塔台结构体1的一側形成 有一通道la及其底部设有进口 15,另一侧形成有一通道lb及其底 部设有出口 17。
所述每一层12底面上，分别设置有支持架13，对应于所述支 持架13特定位置处配置有培养液管路20，每一层12顶面上配置 多个光源装置30。其中在所述塔台结构体1最高层12n的顶部上 配置有太阳能集电设备90或风能发电设备91,并通过一储能设备 (未示出)储存以备用。
至少一储槽14,用来储存培养液，所述储槽14可以设置在所 述塔台结构体1地下层12b,通过一水泵装置141将培养液泵送到 各个层12的管路20中。
多个栽培槽40，例如配合所述支持架13宽度裁切成固定长度 的中空槽状结构，将两端封闭后，在其一端设有一承接培养液的进水口 41,另 一端设有一排放培养液的出水口 42;及，沿所述栽培 槽40长度方向的表面上形成多个栽培孔43,用来定置植栽例如蔬 菜或花卉等(成如图la及lb所示)。
至少 一 上架装置50,配置在所述塔台结构体1进口 15侧的通 道中，其至少包括一垂直输送机构51,例如公知链条带动的起重 机等，优选地有一对沿所述栽培槽40长度方向两端均衡配置，所 述垂直输送机构51至少设有一爪部511能挟持或释放所述栽培槽 40,受控将栽种有植物小苗的栽培槽40自进口 15输送到各层12。 及，至少一平移机构52，例如公知的机械臂等，优选地有一对沿 所述栽培槽40长度方向两端均衡配置，可在所述垂直输送机构51 输送到达定位时，用于将栽培槽40平移上支持架13。
多个水平移动装置60，至少每一层12配置一个，例如步进式 输送带等，优选地有一对，沿所述栽培槽40长度方向两端均衡配 置，可受控将栽培槽40向出口 17侧方向固定距离移动。
至少一下架装置70,配置在所述塔台结构体1出口 17侧的通 道中，其至少包括一平移机构72,例如公知的机械臂等，优选地 有一对沿所述栽培槽40长度方向两端均衡配置，用于将成熟植物 的栽培槽40平移下支持架13。至少一垂直输送机构71,例如公知 链条带动的起重机等，优选地有一对沿所述栽培槽40长度方向两 端均衡配置，所述垂直输送机构71至少设有一爪部711能挟持或 释放所述栽培槽40,可受控将下架的成熟植物栽培槽40输送到出 口 17采收。
一控制单元80，由公知的控制电路及控制组件所组成，可根 据植物生长期而反馈生成控制信号，以控制所述光源装置30在光 照不足时补充光照，控制所述水泵装置141定时定量补充培养液和 控制所述上架装置50、水平移动装置60及下架装置70的运转等。
10根据本发明，如图la及图lb所示，所述每一层12中，培养 液管路20形成多个分歧管21,将培养液分别导引至栽培槽40的 进水口 41中。上述水泵装置141,例如一种可调控泵，可通过一 定时器(未示出)控制，将培养液定时定量从储槽14通过进水管20a 输送到每一层12的管路20中，并以一压力自分歧管21挤压出分 配到每一栽培槽40，如此能控制管路20流量或压力可达到液体变 量输出的效果。所述培养液从进水口 41进入流经栽培槽40从另一 端的出水口 42流出。其中，包括集水槽25、 25',分别承接在所述 栽培槽40的进水口 41和出水口 42的下方，培养液被收集后经一 排水管20b回流至储槽14形成一循环回路。位于所述储槽14上方 设有一给料装置142,其通过一检测器(未示出)控制，用于在培养 液浓度不足时将养料补充至储槽14中。另外，包括一空气补充装 置143,可通过一定时器控制定时定量将空气补充至储槽14的培 养液中，以增加养液溶氧量。
根据本发明，所述塔台结构体1的侧壁10可由透光材料所构 成，形成密闭式。所述光源装置30配置在除了层12四周边缘的外， 集中在各层12中央的顶面上，可以节省光源装置30的使用数量。 所述光源装置30,例如由多个单一波长或组合波长的发光二极管 LED所构成的光管、光条或光盘等，其部分电源可来自上述太阳能 集电设备90或风能发电设备91输出的通过储能设备所储存的储备 电源。所述控制单元80至少包括一光感测控制器(未示出)，用于控 制光源装置30在光照不足时补充光照。所述控制单元80也可以通 过设定允许各层空间12采不同的给光时机，以控制各层空间12的 植抹处于亮期或暗期，如此暗期植物所产生的二氧化碳可以提供给 处于亮期植抹以进行光合作用的使用。另外，还包括一气体补充装 置81，通过一气体传感器(未示出)控制，用于感测二氧化碳浓度低
11于默认值时，通过所述气体补充装置81补充二氧化碳，将塔内各 层12中的二氧化碳浓度维持在一适当范围，以提高植物光合作用。
可以根据植物例如蔬菜或花卉等的生长期进行设定，使小苗分 批次沿进口进入，并被输送到各层空间中，根据生长期间分先后批 次向出口方向移动，同时将成熟植物输送到出口采收，形成多个连 续的植物生产线，从而能以最小的土地成本和最少的人力需求，达 到最大的经济效益。
图2所示为本发明植物立体栽培塔的第二实施例。本实施例与 上述实施例相同之处不再重复叙述，其不同的处在于所述控制单 元80通过设定，控制所述上架装置50、水平移动装置60及下架 装置70，将栽种有植物小苗的栽培槽40从进口 15输送到层12的 最低层121,根据生长期间将植物小面按照先后批次交互地向最高 层12n方向移动，同时将最高层12n的成熟植物的栽培槽40输送 到出口 17采收，形成多个连续的植物生产线。
图3所示为本发明植物立体栽培塔的第三实施例。本实施例基 本上与第二实施例恰恰相反，其不同的处在于所述控制单元80 通过设定，控制所述上架装置50、水平移动装置60及下架装置70 等，将栽种有植物小苗的栽培槽40从进口 15输送到层12的最高 层12n,根据生长期间将植物小苗按照先后批次交互地向最低层 121方向移动，同时将最低层121的成熟植物的栽培槽40输送到 出口 17采收，形成多个连续的植物生产线。
以上，仅为本发明的优选实施例，其并不局限本发明的实施和 保护范围，在不偏离本发明的范围内所作的等价变化和修改，应仍 在本发明的涵盖范围之内。
权利要求
1.一种植物立体栽培塔，其主要包括由侧壁(10)围成的具有内部空间的塔台结构体(1)，在所述内部空间中用隔板(11)将其分隔成多个层(12)，并且所述塔台结构体(1)的底部一侧设有进口(15)和另一侧设有出口(17)；其特征在于所述多个层(12)底面上，分别设置有支持架(13)，对应于所述支持架(13)的特定位置处配置有培养液管路(20)，及顶面上配置多个光源装置(30)；至少一储槽(14)，用于储存培养液，并通过一水泵装置(141)将培养液泵送到各个层(12)的管路(20)中；多个栽培槽(40)，用于定置植栽；至少一上架装置(50)，配置在进口(15)侧，其至少包括一垂直输送机构(51)，其受控垂直输送所述栽培槽(40)；至少一平移机构(52)，用于将栽培槽(40)平移到支持架(13)上；多个水平移动装置(60)，至少每一层(12)配置一个，受控线性移动栽培槽(40)；至少一下架装置(70)，配置在出口(17)侧，其至少包括一平移机构(72)，用于将栽培槽(40)从支持架(13)平移下来；至少一垂直输送机构(71)，受控将栽培槽(40)输送到出口(17)；控制单元(80)，根据反馈生成控制信号，以控制所述光源装置(30)在光照不足时补充光照，控制所述水泵装置(141)定时定量补充培养液，控制所述上架装置(50)、水平移动装置(60)以及下架装置(70)的运转。
2. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述控制 单元(80)控制所述上架装置(50)、所述水平移动装置(60)和所述下架装置(70),将栽种有植物小苗的栽培槽(40)从所述进口 (15)通过 所述上架装置(50)分别输送到所述各个层(12)上的所述支持架(13) 上，然后通过所述水平移动装置(60)将所述各个层(12)上的所述支 持架(13)上的栽培槽(40)分别向所述出口 (17)—侧移动，最后通过 所述下架装置(70)将装有已经成熟的植物的栽培槽(40)分别从所 述各个层(12)上的所述支持架(13)平移下来并输送到所述出口 (17)。
3. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述控制 单元(80)控制所述上架装置(50)、所述水平移动装置(60)和所述下 架装置(70)，将栽种有植物小苗的栽培槽(40)从所述进口 (15)输送 到所述层(12)的所述最底层(121)，且交互地接驳，从而向所述最 高层(12n)移动，同时将所述最高层(12n)的成熟植物的栽培槽(40) 输送到所述出口(17)。
4. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述控制 单元(80)控制所述上架装置(50)、所述水平移动装置(60)和所述下 架装置(70)，将栽种有植物小苗的栽培槽(40)从所述进口 (15)输送 到所述层(12)的所述最高层(12n)，且交互地接驳，从而向所述最 低层(121)移动，同时将所述最低层(121)的成熟植物的栽培槽(40) 输送到所述出口 (17)。
5. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述塔台 结构体(l)为一般大楼建筑物，所述隔板(ll)为楼层地板。
6. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述塔台 结构体(l)最高层(12n)的顶部配置有太阳能集电设备(90)或风能发 电设备(91)，并通过一储能设备储存备用。
7. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于在所述塔 台结构体(l)的地下层(12b)至少设有一培养液储槽(14)。
8. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述栽培槽(40)为中空的槽状结构，其两端分别设有一进水口 (41)和一出水 口 (42)，且沿其长度方向的表面上形成多个栽培孔(43)。
9. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述管路 (20)形成多个分歧管(21)，将培养液分别导引至栽培槽(40)的进水 口(")。
10. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于其至少 包括一集水槽(25)，承接在所述栽培槽(40)的出水口(42),且通过 一排水管(20b)将培养液排放至储槽(14)。
11. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于其还包 括一给料装置(142)，用于在培养液浓度不足时，将养料补充至储 槽(14)中。
12. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于其还包 括一检测器，用于检测培养液浓度及控制所述给料装置(142)在培 养液浓度不足补充养料。
13. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于其还包 括一空气补充装置(143),用于定时定量将空气补充至储槽(14)的 培养液中。
14. 如权利要求l所述的植物立体栽培塔，其特征在于其至少 包括一定时器，用于控制所述水泵装置(141)定时定量将培养液泵 送到管路(20)中，及控制所述空气补充装置(143)定时定量将空气 补充至储槽(14)的培养液中。
15. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述光 源装置(30)分别由多个的发光二极管LED所组成。
16. 如权利要求15所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述光 源装置(30)其部分电源来自所述储能设备。
17. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述塔台结构体(1)的侧壁(10)由透光材料所构成。
18. 如权利要求l所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述光 源装置(30)配置在除了层(12)四周边缘的外，集中在各层(12)中央的顶面上。
19. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于其至少 包括 一 光感测控制器，用于感测光照不足时通过所述光源装置(3 0) 补充光照，或通过设定控制各层采不同的给光时机。
20. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于所述塔 台结构体(l)的侧壁成密闭式。
21. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于其还包 括一气体补充装置(81),用于各层(12)中的二氧化碳浓度维持在一 个适当范围内。
22. 如权利要求1所述的植物立体栽培塔，其特征在于其至少 还包括一气体传感器，用于感测二氧化碳浓度低于默认值时，通 过所述气体补充装置(81)补充二氧化碳。
全文摘要
本发明涉及一种植物立体栽培塔，包括由侧壁围成的具有内部空间的塔台结构体，在所述内部空间中用隔板将其分隔成多个层，所述塔台结构体的底部设有进口和出口；所述多个层底面上，分别设置有支持架，对应于所述支持架配置有培养液管路，其顶面上配置多个光源装置；至少一储槽，用于储存培养液；多个栽培槽，用于定置植栽；至少一上架装置，其至少包括一垂直输送机构；至少一平移机构，用于将栽培槽平移到支持架上；多个水平移动装置，可线性移动栽培槽；至少一下架装置，其至少包括一平移机构；至少一垂直输送机构，可将栽培槽输送到出口；控制单元，用于控制所述光源装置、所述水泵装置、所述上架装置、水平移动装置和下架装置。
文档编号A01G31/02GK101647386SQ20081014628
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者张明毅, 炜 方, 邬家琪 申请人:炜 方