一种自动化植物工厂流水线及其自动化种植方法与流程

本发明涉及自动化植物工厂领域，特别是一种自动化植物工厂流水线及其自动化种植方法。

背景技术：

1、随着科学技术的不断发展，愈来愈多的自动化技术被应用到农业种植领域，这些技术被用来降低种植农作物所需的人力成本，提高工作效率，降低生产成本。室内自动化植物工厂技术近年来发展起来的植物种植技术，植物工厂的种植一般包括播种、催芽、育苗、分栽、定植、采收包装过程，植物采收完成后还需要对种植槽板进行存储，以上过程均涉及到了种植槽板的物流转运，现有的植物工厂布局在上述几个工序之间无法实现完全的自动化转运和多工序并行，部分工序之间需要人工参与，且即使设置多个自动化设备完成种植槽板的转运，整个植物工厂布局常常比较臃肿，且存在物流转运模式不灵活，效率低下的问题。

技术实现思路

1、为此，需要提供一种自动化植物工厂流水线及其自动化种植方法，解决现有植物工厂中物流转运模式不灵活，效率低下的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种自动化植物工厂流水线，包括：

3、栽培作业区，所述栽培作业区内用于催芽后的植株幼苗或分栽后的植株成苗的栽培生长，植株种植在种植槽板上，所述栽培作业区的侧边设有转运设备，所述转运设备用于向栽培作业区内转进或转出种植槽板；

4、采摘作业流水线，所述采摘作业流水线的输入端连接转运设备，所述转运设备用于将栽培作业区内种植槽板上的成熟植株转出至采摘作业流水线，所述采摘作业流水线用于采收成熟植株并输出空的种植槽板；

5、清洗作业流水线，所述清洗作业流水线的输入端连接采摘作业流水线的输出端，所述清洗作业流水线的用于对种植槽板进行清洗；

6、缓冲储存作业区，所述缓冲储存作业区位于清洗作业流水线的侧边，所述缓冲储存作业区内设有前端移动单元、多排模组储存架、后端移动单元和四向穿梭车，每排模组储存架沿x向进行延伸，所述前端移动单元和后端移动单元分别位于多排模组储存架的两侧并沿y向延伸，x向和y向相垂直，所述清洗作业流水线的输入端和输出端分别与所述前端移动单元和后端移动单元的一端位置相对应，所述前端移动单元用于将清洗后的种植槽板转运至模组储存架上进行堆叠，所述四向穿梭车用于将堆叠的种植槽板沿x向进行移动；

7、播种作业流水线，所述播种作业流水线的输入端连接清洗作业流水线的末端，所述播种作业流水线的输出端位于前端移动单元的侧边，所述播种作业流水线用于向种植槽板内播种植物种子；

8、催芽作业区，所述催芽作业区位于缓冲储存作业区内，所述前端移动单元用于将播种后的种植槽板转运至缓冲储存作业区内，所述四向穿梭车用于将播种后的种植槽板转运至催芽作业区内，催芽完成后，所述四向穿梭车用于将催芽后的种植槽板转运至后端移动单元侧边；

9、幼苗输送线，所述幼苗输送线位于后端移动单元和转运设备之间，所述后端移动单元用于将催芽后的种植槽板转运到幼苗输送线上，所述幼苗输送线用于将催芽后的种植槽板输送至转运设备上，所述转运设备用于将催芽后的种植槽板输送至栽培作业区内；

10、分栽作业流水线，所述分栽作业流水线位于后端移动单元和转运设备之间，所述分栽作业流水线用于将高密度种植槽板上的植株分栽到低密度种植槽板上，所述后端移动单元用于将分栽后的高密度的栽培板转运至清洗作业流水线的输入端，所述转运设备用于将分栽后的低密度种植槽板转运进栽培作业区内。

11、上述的自动化植物工厂流水的自动化种植方法，包括如下步骤：

12、(1)高密度种植槽板输入到播种作业流水线上，播种流水线对高密度种植槽板进行自动理杯、自动海绵填充和自动播种作业，从而将植株种子播种到种植槽板上，播种流水线将播种后的种植槽板输送至前端移动单元的侧面，高密度种植槽板的输入有以下几种方式：

13、(a)由清洗作业流水线清洗后直接输出至播种作业流水线上，

14、(b)由前端移动单元将缓冲储存作业区内的高密度栽培板输送至播种作业流水线；

15、(2)前端移动单元将播种流水线播种后的高密度种植槽板层层叠放到缓冲储存作业区内，之后有四向穿梭车将叠放的播种后的种植槽板转运至催芽作业区内进行催芽，催芽完成后，四向穿梭车将叠放的催芽后的种植槽板转运至后端移动单元侧面，

16、(3)后端移动单元将催芽后的种植槽板逐个转运到幼苗输送线上，幼苗输送线将催芽后的种植槽板转运至栽培作业区侧面，转运设备将幼苗输送线上的催芽后的种植槽板转运进栽培作业区，催芽后的种植槽板上的植株幼苗在栽培作业区进行生长发育，

17、(4)当步骤(3)中的种植槽板上的植株幼苗生长发育至分栽期后，转运设备将该种植槽板从栽培作业区转运至分栽作业流水线的高密度种植槽板的输入端，此时后端移动单元将缓冲储存作业区的低密度种植槽板转运至分栽作业流水线的低密度种植槽板的输入端上，分栽作业流水线将高密度种植槽板上的植株分栽到低密度种植槽板上，转运设备将分栽有植株的低密度种植槽板转运至栽培作业区继续栽培培养，后端移动单元将分栽后空的高密度栽培板转运至清洗作业流水线的输入端上，清洗作业流水线对空的高密度栽培板进行清洗，

18、(5)当栽培作业区内分栽后的植株生长至成熟阶段，转运设备将栽有成熟植株的种植槽板转运至采摘作业流水线的输入端，采摘作业流水线对种植槽板上的成熟植株进行采收，并输出空的种植槽板，清洗作业流水线对该清洗种植槽板进行清洗，

19、(6)清洗作业流水线清洗后的种植槽板通过前端移动单元转移至缓冲储存作业区的模组储存架进行缓冲存储。

20、上述技术方案具有以下有益效果：

21、本发明中，以下三种空间布局：(1)催芽作业区位于缓冲储存作业区内，(2)播种作业流水线的输出端位于前端移动单元的侧边，(3)前端移动单元的一端与清洗作业流水线的输出端相对应使得前端移动单元具有以下转运模式：(1)将清洗后的种植槽板转运到储存模组储存架上进行储存，(2)将完成播种的催芽模组由播种作业流水线转运到催芽区内；以下三种空间布局：(1)幼苗输送线、(2)分栽作业流水线均位于后端移动单元侧面、(3)后端移动单元的一端与清洗作业流水线的输入端使得后端单元具有以下转运模式：(1)将催芽后的空间模组转运到幼苗输送线上，(2)将空的低密度的种植槽板转运到分栽作业流水线上，(3)将分栽后的高密度种植槽板转运到清洗作业流水线上进行清洗，既缓冲储存作业区的前端移动单元和后端移动单元均能够实现有多种转运功能，实现种植槽板的灵活转运，缓冲储存作业区相对位置的设置，有效简化了自动化工厂的物流转换形式，前端移动单元和后端移动单元实现一机多用，减少了转运设备，降低了植物自动化工厂的生产成本，且每排模组储存架沿x向进行延伸，使用一个四向穿梭车可以顶起堆叠的种植槽板，从而使得种植槽板进行移动。

技术特征：

1.一种自动化植物工厂流水线，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述栽培作业区包括多排栽培层架，所述栽培层架用于放置种植槽板，每排栽培层架沿x向排列，多排栽培层架之间沿y向排列，每两排栽培层架之间设有转运通道，所述转运设备包括通道穿梭车、对接滑轨和对接输送台，所述转运通道内设有所述通道穿梭车，所述对接滑轨在多排栽培层架的侧边沿y向延伸，所述对接输送台滑动设置在对接滑轨上，所述采摘作业流水线的输入端、分栽作业流水线分栽后的低密度的种植槽板的输出端、高密度的种植槽板的输入端、幼苗输送线的输出端在对接滑轨的侧面沿y向间隔设置，所述对接输送台同时具有以下功能：

3.如权利要求2所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述栽培层架具有多层支撑架，所述栽培层架位于转运通道的侧边设有滑动轨道，每层支撑架对应一个滑动轨道，每个所述转运通道内设有一个所述通道穿梭车，所述通道穿梭车滑动设置在滑动轨道上，所述对接输送台还具有以下功能：所述对接输送台用于将通道穿梭车转运至不同层支撑架对应的滑动轨道上。

4.如权利要求1所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述采摘作业流水线包括切根流水线和采收流水线，所述切根流水线的输入端位于转运设备的侧边，所述切根流水线包括自动切根工位、切根植株输出端和所述模组输出端，所述模组输出端连接清洗作业流水线的输入端，所述采收流水线的输入端连接切根植株输出端，所述自动切根工位用于将植株的根系进行切除并且通过切根植株输出端将植株输送至采收流水线，所述采收流水线用于对切根后的植株进行采收包装。

5.如权利要求1所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述清洗作业流水线沿x向延伸设置，所述清洗作业流水线包括依次连接的清洗输入线、自动拆盘设备、第一自动翻转设备、自动清洗设备、第二自动翻转设备、自动合盘设备和清洗输出线，所述清洗输入线用于承接采摘作业流水线输出的空的种植槽板，所述自动拆盘设备用于将种植槽板的栽培槽和种植板拆解分开，所述第一自动翻转设备用于将栽培槽和种植板进行翻转，所述自动清洗设备用于对拆解翻转的栽培槽和种植板进行清洗并输送至第二自动翻转设备，所述第二自动翻转设备用于将清洗后的栽培槽和种植板进行翻转，所述自动合盘设备将清洗后的栽培槽和种植板进行装合并由清洗输出线输出，

6.如权利要求1所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述播种作业流水线包括依次相连接的自动理杯装置、自动海绵填充设备、自动播种设备和播种输出线，所述自动理杯装置用于将种植槽板上的种植孔内放置种植杯，所述自动海绵填充设备用于向种植杯内填充种植海绵，所述自动播种设备用于向种植海绵内播种植物种子，所述播种输出线位于前端移动单元的侧面，所述前端移动单元用于将播种输出线上播种后的种植槽板转运至缓冲储存作业区内。

7.如权利要求1所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述每排所述模组储存架包括两个相对设置的侧面立架，所述侧面立架沿x向延伸设置，所述侧面立架的底部内侧面设有支撑底板，两个所述侧面支架的支撑底板共同支撑叠放的种植槽板，所述支撑底板和地面之间具有穿梭通道，所述四向穿梭车包括升降平台和固定在升降平台底部的万向轮，所述升降平台用于顶起支撑底板上叠放的种植槽板。

8.如权利要求7所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述前端移动单元包括前端移动滑轨和前端移动机器人，所述后端移动单元包括后端移动滑轨和后端移动机器人，所述前端移动滑轨和后端移动滑轨均沿y向延伸设置，所述前端移动机器人滑动设置在前端移动滑轨上，所述后端移动机器人滑动设置在后端移动滑轨上，

9.如权利要求7所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述缓冲储存作业区设有多排催芽储存架，所述催芽储存架与模组储存架结构相同，每排所述催芽储存架沿x向进行延伸，每排所述催芽储存架的两端分别位于前端移动单元和后端移动单元的侧边，多排所述催芽储存架共同罩设有隔离罩形成催芽作业区，所述前端移动单元用于将播种输出线上播种后的种植槽板转运至催芽储存架的一端堆叠，所述四向穿梭车用于堆叠的播种后的种植槽板转运至催芽作业区内，催芽完成后，所述四向穿梭车用于将堆叠的催芽后的种植槽板转运至前端移动单元侧边，所述前端移动单元侧边将催芽后的种植槽板逐个转运至幼苗输送线上。

10.如权利要求9所述的自动化植物工厂流水线，其特征在于，所述缓冲储存作业区设有隔板缓存架，所述隔板缓存架与模组储存架结构相同，所述隔板缓存架沿x向延伸设置，所述隔板缓存架用于放置催芽隔板，所述四向穿梭车用于将催芽隔板沿x向移动至靠近前端移动单元的一端，所述前端移动单元用于将催芽隔板叠放在每层催芽前的种植槽板上，所述后端移动单元用于将每层催芽后的种植槽板上的催芽隔板转运至隔板缓存架的一端上。

技术总结
本发明涉及自动化植物工厂领域，公开了一种自动化植物工厂流水线及其自动化种植方法，流水线包括栽培作业区、采摘作业流水线、清洗作业流水线、缓冲储存作业区、播种作业流水线、催芽作业区、幼苗输送线和分栽作业流水线，缓冲储存作业区内设有前端移动单元、多排模组储存架、后端移动单元和四向穿梭车，前端移动单元和后端移动单元分别位于多排模组储存架的两侧，清洗作业流水线的输入端和输出端分别与前端移动单元和后端移动单元的一端位置相对应，前端移动单元用于将清洗后的种植槽板转运至模组储存架上进行堆叠，四向穿梭车用于将堆叠的种植槽板沿X向进行移动，本发明能够有效提供植物工厂的物流转运效率。

技术研发人员：张炳鑫,李绍华,叶世堂,杨继洪
受保护的技术使用者：福建省中科生物股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11