一种基于产业集群式的设施农业共享农机体系

本发明涉及设施农业自动化领域，具体为一种基于产业集群式的设施农业共享农机体系。

背景技术：

1、这种基于产业集群式的设施农业共享农机体系用于对至少两种园艺作物组成的设施农业产业集群采用共享农机体系组织生产。所述产业集群例如是果菜、蔬菜、花卉和药材等。所述设施农业共享农机指可以通用的设施农业机械装备，例如播种、移栽、定植、收获、吊蔓、落蔓、分枝、绕秧、打杈、喷药、授粉、疏花、疏果、整枝打叶、采收等种植或生产环节的设施农业机械装备。

2、设施农业的组织形式可以分为农户分散式组织和产业集群式组织。现有的农户分散式组织形式一方面由于设施农业机械装备本身成本高昂而很难实际得到推广，一方面由于已经购置的设施农业机械装备只能在园艺作物需要相关生产操作时才能充分使用而面临利用效率低下。对于市场上少数农户组织的大规模生产或少量产业集群式组织方式，往往因为缺乏前期规划而限制了购置设施农业机械装备性能的有效发挥。现有设施农业农机体系可能存在设备利用率低、产业协同效应弱、购置成本高和应用推广难等问题。

3、本发明考虑实现至少两种园艺作物的产业集群式组织，提出了基于产业集群式的设施农业共享农机体系，通过集结分散农户或组织类似产业集聚，可以实现农机更高的设备利用效率和投资产出比。基于共享农机体系，可以实现产业集群式的设施农业中农机更强的工作协同，更低的购置成本和更广的应用场景。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可以部分解决现有设施农业农机中存在的设备利用率低、产业协同效应弱、购置成本高和应用推广难等问题的产业集群式的设施农业共享农机体系。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、本发明第一方面，一种基于产业集群式的设施农业共享农机体系，用于对至少两种园艺作物组成的设施农业产业集群采用共享农机体系组织生产，包括控制中心，种植区，物流搬运装置，生产操作装置。其特征在于：

4、所述控制中心针对每种园艺作物的实时信息，确定包含该园艺作物生长发育过程种所需生产操作所对应的物流搬运装置或生产操作装置，并通过控制物流搬运装置的运动、调度和路径规划以及生产操作装置的生产计划、排产和控制执行进行物流搬运装置和生产操作装置实现农机共享或共用；

5、所述种植区包括种植容器，所述园艺作物能在种植容器中正常生长发育，所述园艺作物生长发育过程中的部分组织(包括但不限于叶、茎、花、果、根等)还需要至少一次的生产操作(包括但不限于分拣、消毒、干燥、包装等)；

6、所述物流搬运装置包括至少一条固定式物流输送线和至少一个移动式搬运装置，所述不同园艺作物部分组织与所述可以共享的移动式搬运装置配合作用，通过控制中心的控制信息，将园艺作物部分组织转移至可以共用的固定式物流输送线或生产操作装置。

7、所述生产操作装置包括至少一个固定式生产操作装置或至少一个移动式生产操作装置，所述至少一个固定式生产操作装置与多种园艺作物部分组织配合作用，可以实现多种园艺作物部分组织所需的至少一类的作业操作(包括但不限于播种、移栽、定植、收获、吊蔓、落蔓、分枝、绕秧、打杈、喷药、授粉、疏花、疏果、整枝打叶、采收等)。所述至少一个移动式生产操作装置与种植容器或多种园艺作物配合作用，可以实现多种园艺作物生长过程中所需至少一类的作业操作(包括但不限于播种、移栽、定植、收获、吊蔓、落蔓、分枝、绕秧、打杈、喷药、授粉、疏花、疏果、整枝打叶、采收等)。

8、进一步的，所述控制中心接收到园艺作物的所需的生产或物流操作时，可以控制移动式搬运装置或移动式生产操作装置运动至需要实施生产或物流操作的种植容器处，控制移动式搬运装置和固定式物流输送线将园艺作物部分组织搬运至固定式生产操作装置组织生产操作或控制移动式生产操作装置对园艺作物实施生产操作，或者，在所述园艺作物部分组织被操作完毕后，固定式物流输送线和移动式搬运装置返回至种植区，等待下一个共享控制信息。上述过程在当园艺作物的生长发育过程中需要操作时会循环进行。

9、进一步的，所述种植区中的种植容器具有模块化特征，所述园艺作物之间具有类似特征或所需操作(包括但不限于收获、吊蔓、落蔓、分枝、绕秧、打杈、喷药、授粉、疏花、疏果、整枝打叶、采收)，可以使用同样的农机进行生产操作。

10、进一步的，所述移动式搬运装置将根据所述控制中心提供的控制信息，在种植区中可以与移动式生产操作装置协同配合，得到园艺作物生长发育过程中还需要至少一次生产操作的园艺作物部分组织。

11、进一步的，所述园艺作物或者园艺作物部分组织被操作过程中，固定式生产操作装置或移动式生产操作装置始终保持与园艺作物或者园艺作物部分组织对接配合并完成园艺作物或者园艺作物部分组织所需的生产操作。

12、本发明的有益之处包括：

13、本发明通过园艺作物的产业集群式组织替代农户分散式组织，实现农机更高的设备利用效率和投资产出比，通过集群式的种植区规划、控制中心与共享的物流搬运装置配合，实现更加灵活的作业流程，并通过可以共享的移动式生产操作装置和可以共用的固定式生产操作装置，分别实现园艺作物生长种植过程的自动化和园艺作物关键订单生产执行环节的自动化。

14、另外，本发明可实现多种园艺作物产业的集群生产，可根据园艺作物的物流搬运或生产操作需求共享物流搬运装置和生产操作装置，整个体系可实现园艺作物集群式生产中农机更强的工作协同，更低的购置成本和更广的应用场景，从而实现农业机械装备的更大规模应用推广和更高设备利用效率。

技术特征：

1.一种基于产业集群式的设施农业共享农机体系，用于对至少两种园艺作物(t1，t2，t3，t4)组成的设施农业产业集群采用共享农机体系组织生产；包括控制中心(1)、种植区(2)、物流搬运装置(3)和生产操作装置(4)；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于产业集群式的设施农业共享农机体系，其特征在于，所述控制中心(1)接收到园艺作物(t1，t2，t3，t4)的所需的生产或物流操作时，控制移动式搬运装置(32)或移动式生产操作装置(42)运动至需要实施生产或物流操作的种植容器(21)处，控制移动式搬运装置(32)和固定式物流输送线(31)将园艺作物部分组织(t11，t21，t31，t41)搬运至固定式生产操作装置(41)组织生产操作或控制移动式生产操作装置(42)对园艺作物(t1，t2，t3，t4)实施生产操作，或者，在所述园艺作物部分组织(t11，t21，t31，t41)被操作完毕后，固定式物流输送线(31)和移动式搬运装置(32)返回至种植区(1)，等待下一个共享控制信息；上述过程在当园艺作物(t1，t2，t3，t4)的生长发育过程中需要操作时会循环进行。

3.根据权利要求1所述的基于产业集群式的设施农业共享农机体系，其特征在于，所述种植区(2)中的种植容器(21)具有模块化特征，所述园艺作物(t1，t2，t3，t4)之间具有类似特征或所需操作，使用同样的农机进行生产操作。

4.根据权利要求1所述的基于产业集群式的设施农业共享农机体系，其特征在于，所述移动式搬运装置(42)将根据所述控制中心(1)提供的控制信息，在种植区(2)中与移动式生产操作装置(42)协同配合，得到园艺作物(t1，t2，t3，t4)生长发育过程中还需要至少一次生产操作的园艺作物部分组织(t11，t21，t31，t41)。

5.根据权利要求1所述的基于产业集群式的设施农业共享农机体系，其特征在于，所述园艺作物(t1，t2，t3，t4)或者园艺作物部分组织(t11，t21，t31，t41)被操作过程中，固定式生产操作装置(41)或移动式生产操作装置(42)始终保持与园艺作物(t1，t2，t3，t4)或者园艺作物部分组织(t11，t21，t31，t41)对接配合并完成园艺作物(t1，t2，t3，t4)或者园艺作物部分组织(t11，t21，t31，t41)所需的生产操作。

技术总结
本发明公开了一种基于产业集群式的设施农业共享农机体系，用于对至少两种园艺作物组成的设施农业产业集群采用共享农机体系组织生产；包括控制中心，种植区，物流搬运装置和生产操作装置组成。种植区包括种植容器。所述物流搬运装置包括至少一条固定式物流输送线和至少一个移动式搬运装置。所述生产操作装置包括包括至少一个固定式生产操作装置或至少一个移动式生产操作装置。本发明能够实现多种园艺作物产业的集群生产，根据园艺作物的物流搬运或生产操作需求共享物流搬运装置和生产操作装置，整个体系实现园艺作物集群式生产中农机更强的工作协同，低购置成本和更广的应用场景，从而实现农业机械装备的更大规模应用推广和更高设备利用效率。

技术研发人员：高国华,冯永炳
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11