專利名稱：植物栽培設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于栽培植物的設(shè)備和方法，尤其涉及一種包括多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的筒狀植物栽培結(jié)構(gòu)的設(shè)備，植物在這些結(jié)構(gòu)中徑向朝內(nèi)生長(zhǎng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)用燈光照亮在平坦苗床上栽培的植物時(shí)，植物與燈之間的距離會(huì)變化。使既定光源照射的所有植物與該光源的距離均為相等的，就可更為有效地利用燈光，減少栽培區(qū)每生產(chǎn)平方單位所需燈的數(shù)量。這是可借助于轉(zhuǎn)動(dòng)栽培設(shè)備而實(shí)現(xiàn)的，在該設(shè)備中，植物在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上圍繞著光源轉(zhuǎn)動(dòng)。
美國(guó)專利第6604321號(hào)(Marchildon)公開了一種轉(zhuǎn)動(dòng)植物栽培設(shè)備，該設(shè)備帶有末端開口的筒狀鼓，該鼓在支承架上圍繞著水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。在鼓的軸線上布置了一盞燈。鼓的一些孔支撐著栽培罐，植物面對(duì)著燈光，且栽培壺底部從鼓上徑向朝外延伸。鼓下的一個(gè)托盤裝有水，且該托盤與鼓有間隔，從而當(dāng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，壺的下部部分就與水接觸，澆灌植物。
加拿大已發(fā)表的專利申請(qǐng)第2401737號(hào)(Poirier等人)公開了一種轉(zhuǎn)動(dòng)植物栽培設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)或鼓，該結(jié)構(gòu)帶有一系列平行的縱向延伸長(zhǎng)籃子，用以支撐植物。鼓上設(shè)置了支座，且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使鼓在支座上圍繞著鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線而轉(zhuǎn)動(dòng)。在鼓的內(nèi)部裝有光源。當(dāng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)而且籃子與栽培液接觸時(shí)，喂送系統(tǒng)就把栽培液供應(yīng)給正在栽培的植物。那些長(zhǎng)籃子限定于底壁與側(cè)壁中，因此，就有多個(gè)小孔可供栽培液抵達(dá)植物上。借助于末端帶有彈性連接銷的管狀構(gòu)件，長(zhǎng)籃子就可卸除地連接著一對(duì)平行且相反的鼓緣(rim)。
盡管上述類型的轉(zhuǎn)動(dòng)栽培機(jī)比起使用平坦苗床或植物栽培托盤的傳統(tǒng)方法來，減少了栽培既定數(shù)量植物所要求的占地面積量，但通過使轉(zhuǎn)動(dòng)植物栽培組件(module)從一個(gè)地點(diǎn)移動(dòng)到另一地點(diǎn)同時(shí)讓該機(jī)械繼續(xù)運(yùn)行，就可更加有效地利用占地面積。例如，假如植物栽培機(jī)能被垂直移動(dòng)，那么，比起多個(gè)此種機(jī)械位于地面上的情況來，其運(yùn)行所占據(jù)的占地面積就更小。另外，在有些情況下，可以使多個(gè)植物栽培機(jī)成水平移動(dòng)而節(jié)省占地面積，例如使所述機(jī)械在便于維護(hù)它們而空間不充足的區(qū)域與能夠使它們得到維護(hù)所用區(qū)域之間移動(dòng)，就是如此。最好提供一種植物栽培設(shè)備，以便實(shí)現(xiàn)多個(gè)此種機(jī)械從一個(gè)地點(diǎn)移動(dòng)到另一地點(diǎn)同時(shí)讓所述機(jī)械繼續(xù)運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種植物栽培設(shè)備，所述設(shè)備具有多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的植物栽培組件，這些組件能被垂直移動(dòng)。所述設(shè)備具有多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的植物栽培組件。每個(gè)組件包括一個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)以便支撐植物栽培容器。植物在所述容器中在筒狀結(jié)構(gòu)里面朝著組件內(nèi)部的光源徑向生長(zhǎng)，且植物的根朝著組件之外徑向生長(zhǎng)。所述設(shè)備具有組件支承裝置，用于支承每個(gè)組件并使該組件圍繞著其縱向軸線在基本為水平的位置上轉(zhuǎn)動(dòng)。所述設(shè)備具有組件移動(dòng)裝置，用于沿著垂直方向較高位置與垂直方向較低位置之間的路徑傳送組件支承裝置和組件。該設(shè)備還包括送水裝置，其用于把水或栽培溶液傳送給植物。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種植物栽培設(shè)備，該設(shè)備具有多個(gè)能被水平移動(dòng)的可轉(zhuǎn)動(dòng)植物栽培組件。組件和組件支承裝置如上上述，且所述設(shè)備具有組件移動(dòng)裝置，其用于沿著通常為水平的路徑傳送組件支承裝置和組件。所述設(shè)備還包括送水裝置，其用于把水或栽培溶液傳送給植物。
本發(fā)明還提供一種栽培植物的方法。植物材料(plant material)被放置在栽培介質(zhì)(medium)中，且該介質(zhì)被放置在轉(zhuǎn)動(dòng)栽培設(shè)備中，從而使植物在該設(shè)備里徑向生長(zhǎng)。光源在可轉(zhuǎn)動(dòng)栽培設(shè)備內(nèi)照亮。該設(shè)備圍繞著光源轉(zhuǎn)動(dòng)。該設(shè)備被沿著兩個(gè)分開的位置之間的一條路徑移動(dòng)。水被送給栽培介質(zhì)。
從下文對(duì)本發(fā)明推薦實(shí)施例的說明中，可得知本發(fā)明的這些及其他性能，所做說明配有附圖。


圖1是植物栽培設(shè)備推薦實(shí)施例的透視圖；圖2是所述設(shè)備的前視圖；圖3的正視圖顯示圖1所示設(shè)備的鏈輪齒和鏈條；圖4的透視圖顯示圖1所示設(shè)備的植物栽培組件和支承裝置；圖5的側(cè)視圖顯示圖4所示的組件和支承裝置；圖6的端視圖顯示圖4所示的組件和支承裝置；圖7的側(cè)視圖顯示圖4所示組件和支承裝置的一個(gè)部分；圖8的透視圖顯示植物栽培組件的一個(gè)實(shí)施例；圖9是圖8所示組件的剖視圖；圖10的透視圖顯示植物栽培設(shè)備的又一實(shí)施例；圖11是沿著圖10中線段11-11截取繪制的剖視圖；圖12的側(cè)視圖顯示圖4所示植物栽培組件及支承裝置的一個(gè)實(shí)施例，所示者具有水槽(water trough)；圖13的頂視圖顯示植物栽培設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備是為了植物栽培組件通常為水平的移動(dòng)而提供的；圖14的側(cè)視圖顯示圖13所示設(shè)備的一個(gè)部分。
具體實(shí)施例方式
在以下說明中，會(huì)涉及到對(duì)等及相同的部分，且這些部分在圖紙中均以相同的附圖標(biāo)記表示。
參看圖1和圖2，植物栽培設(shè)備10具有框架12，該框架包括被多個(gè)框架構(gòu)件16一起支撐著的側(cè)部框架構(gòu)件14、15。每個(gè)框架構(gòu)件14均可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著一組鏈輪18，該鏈輪通常被構(gòu)造成橢圓形或跑道形狀排列的。分別處于框架構(gòu)件14、15上的鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置20和22，包括電動(dòng)機(jī)和適當(dāng)?shù)凝X輪，以及控制裝置，以便同步轉(zhuǎn)動(dòng)分別處于框架構(gòu)件14和15上的鏈輪18a和18b。
鏈條24、25操作性地裝配在分別處于框架構(gòu)件14和15上的各組鏈輪18上。如圖3所示，多個(gè)組件支承桿26借助于支架28而附接在鏈條24、25上并延伸于它們之間。
組件支承框架30被來自每根支承桿26的懸掛裝置29所懸掛。為了清晰起見，圖1和圖2僅僅顯示4根支承桿26且僅僅顯示兩個(gè)組件支承框架30，但要明白的是，設(shè)備10可以包括許多支承桿26，每根支承桿均支撐著組件支承框架。
參看圖4至7，組件支承框架30被構(gòu)造成可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著筒狀植物栽培組件32。支承框架30具有通常為水平的框架構(gòu)件34，還有處于一個(gè)末端上的成角度構(gòu)件36、38和另外那個(gè)末端上的成角度構(gòu)件40、42，以及下部水平構(gòu)件44、46?？赊D(zhuǎn)動(dòng)水平構(gòu)件48、50在下部水平構(gòu)件44、46與支承組件32之間延伸。
組件32的末端輪緣52、54徑向朝外延伸到該組件剩余部分(remainder)之外，且所述輪緣的外邊緣上具有齒輪齒56。如圖7清楚顯示的那樣，輪緣52、54靠在可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件48、50上，且齒輪齒56與可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件48、50上的齒輪齒58嚙合?？蚣軜?gòu)件44上的驅(qū)動(dòng)裝置60分別包括電動(dòng)機(jī)和適當(dāng)?shù)凝X輪，以及控制裝置，以便轉(zhuǎn)動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件48。當(dāng)所述構(gòu)件被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，組件32就圍繞著其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
框架構(gòu)件44上的支承構(gòu)件67支承著燈68，該燈縱向延伸進(jìn)入組件32中處于通常為軸向的位置上。在框架構(gòu)件46上設(shè)置了同樣的支承構(gòu)件和燈69，從而使燈69從相反末端延伸進(jìn)入組件32中。每盞燈68、69均延伸進(jìn)入而抵達(dá)略小于組件32一半長(zhǎng)度處，以便為組件中植物的栽培提供充分的軸向照亮。
組件32適合于支承植物，從而能以水耕法(hydroponically)或氣耕法(aeroponically)栽培植物，并使該植物定向而在組件里面徑向朝著位于組件中的燈68、69而生長(zhǎng)，同時(shí)，所述植物的根則徑向朝外生長(zhǎng)。各種形式的組件適宜用于本發(fā)明。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖8與9所示，組件32是筒狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括帶有多個(gè)植物栽培托盤64的輪緣52、54，這些托盤的末端被(用適宜的閉鎖裝置，在圖紙中未顯示)可分離地緊固在輪緣上。支承構(gòu)件66也延伸于這些輪緣之間。托盤64具有帶了孔71的的底壁70以便讓水進(jìn)入，且具有側(cè)壁72，并適合于接納及留持植物74在其中能夠生長(zhǎng)的栽培介質(zhì)。
在組件的另一實(shí)施例中，如圖10與11所示，組件32具有連接著輪緣52、54的筒狀壁76。壁76中的縱向狹槽78具有至少一個(gè)開口79，該開口適合于植物栽培容器80滑動(dòng)地插入及退出。為了清楚起見，在圖10中僅顯示了單一個(gè)容器80，但要明白，在使用時(shí)，狹槽78中填充了一個(gè)挨一個(gè)放置的多個(gè)容器80。每個(gè)容器80均構(gòu)造成裝有植物的。所述容器具有開口(未顯示)以便植物74從那里長(zhǎng)出來，且具有底部開口82以便水流入。容器80相反兩側(cè)的每一側(cè)上均具有朝外延伸的凸緣84，該凸緣適合于裝配在形成于壁76與L形支架88之間的開口79和滑動(dòng)配合的縱向通道86中，而所述支架則連接著縱向壁76的內(nèi)部。
可選擇的是，可采用美國(guó)專利第6604320號(hào)(Marchildon)所示那種類型的筒狀結(jié)構(gòu)。
在植物栽培設(shè)備10中，設(shè)置了裝置，用于把水和栽培液傳送給植物。如圖1和2所示，水槽90位于設(shè)備10的底部，從而當(dāng)植物栽培組件32處于其垂直方向最低位置上時(shí)，組件32的底部部分就會(huì)處于水槽90中。水槽中的水位被保持，從而組件下部末端處的植物栽培容器底部的開口就會(huì)處于表面之下，讓水流入容器的植物栽培介質(zhì)中。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖12所示，每個(gè)組件都具有其自己的水槽，且在設(shè)備10的底部可能沒有水槽。此種情況下的送水裝置包括由組件支承框架30的水平構(gòu)件44、46所支承的水槽92。而且水槽92中的水位被保持，以便當(dāng)容器轉(zhuǎn)動(dòng)而向下進(jìn)入水槽中時(shí)，讓水流入所述容器的植物栽培介質(zhì)中。
可選的是，送水裝置可包括適當(dāng)定位的噴灑器、噴射器或任何其他便利的裝置，用于把水和栽培液送給植物栽培介質(zhì)。若有要求的話，則可用噴灑器等等來補(bǔ)充水槽90。補(bǔ)充者位于植物栽培設(shè)備10的上部區(qū)域中，以確保植物能得到充足頻率的澆灌。
還是參看圖1所示實(shí)施例，一旦帶有植物材料的植物栽培介質(zhì)位于組件32中，就啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件20、22而轉(zhuǎn)動(dòng)鏈輪18a、18b，并把鏈條24、25及與它們一起的組件32移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)一周，就這樣使用植物栽培設(shè)備10。對(duì)旋轉(zhuǎn)的速度以及每個(gè)組件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度加以選擇，從而使植物栽培容器如通常所要求那樣得到澆灌。所述設(shè)備可持續(xù)運(yùn)行或有間歇地運(yùn)行，并可順著鏈條24、25的任一行進(jìn)方向運(yùn)行。
由于各個(gè)組件持續(xù)運(yùn)行即圍繞著它們各自的燈及所栽培植物運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，它們處于鏈條24、25行進(jìn)回路(circuit)的所有位置上，顯然，所述設(shè)備就會(huì)讓許多植物栽培組件在設(shè)備10所占據(jù)的有限占地面積上運(yùn)行，而該面積小于各個(gè)組件在地面上運(yùn)行時(shí)所占面積。
為了維護(hù)各個(gè)組件，例如為了收獲植物、插入植物材料或植物栽培容器，等等，或?yàn)榱俗鰴C(jī)械保養(yǎng)，就在所要維護(hù)的各個(gè)組件處于便于達(dá)到的位置上時(shí)，例如處于接近回路下部部分時(shí)，使驅(qū)動(dòng)裝置20、22停止。如果必要，可把掛鉤29從支承桿26上卸下而卸除該設(shè)備。
在每個(gè)組件均具有其自己水槽的情況下，如圖12所示，就不必非要使設(shè)備10旋轉(zhuǎn)而澆灌植物，且通常僅需操作驅(qū)動(dòng)裝置20、22來使各個(gè)組件到達(dá)維護(hù)保養(yǎng)所要求的位置。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種設(shè)備，用于使各個(gè)植物栽培組件通常成水平移動(dòng)。當(dāng)植物栽培組件只是位于靜止在地面上的底部時(shí)，如同現(xiàn)有技術(shù)例如美國(guó)專利第6604321號(hào)(Marchildon)所述情況，所述組件就必須夠得著維護(hù)保養(yǎng)，為此就對(duì)其周圍的占地面積有要求。通過設(shè)置使各個(gè)組件移動(dòng)同時(shí)能使它們繼續(xù)運(yùn)行的裝置，例如使它們?cè)趬虿恢S護(hù)保養(yǎng)的位置與可以夠著的位置之間移動(dòng)，就能節(jié)省占地面積。參看圖13與14，植物栽培設(shè)備100具有一對(duì)鏈輪傳動(dòng)鏈條102、104，最好是并非必須在環(huán)形軌道上運(yùn)行的那種鏈條。驅(qū)動(dòng)裝置20和22包括電動(dòng)機(jī)和適當(dāng)?shù)凝X輪，以及控制裝置，以便同步轉(zhuǎn)動(dòng)每條軌道上的鏈輪18而分別驅(qū)動(dòng)鏈條102、104。支承桿26的末端(由未顯示的支架，如同圖1所示情況一樣)連接著對(duì)應(yīng)的鏈條，且所述支承桿在該鏈條之間延伸。帶有植物栽培組件32的組件支承框架30如上所述從每根支承桿26處懸掛，如圖1所示那樣。植物栽培組件最好是圖12所示那種類型的，在該組件中，水槽92由每個(gè)組件支承裝置所支承。
設(shè)備100的軌道包括區(qū)段106，在該區(qū)段中，組件32可讓用戶夠得著以便維護(hù)保養(yǎng)。軌道其余部分中的組件并不需要夠得著維護(hù)保養(yǎng)。
在運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置20、22，使鏈條102、104同步移動(dòng)，并由于它們而使組件32在可以維護(hù)保養(yǎng)組件的那個(gè)區(qū)段106與軌道其余部分之間移動(dòng)。鏈條102、104是可讓其在半徑周圍移動(dòng)那種類型的，從而就可使軌道形成環(huán)形的圈?？蛇x的是，也可用傳動(dòng)帶(belt)而非鏈條，且可用適應(yīng)于承載傳動(dòng)帶的滑輪來支承并驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)帶，以便推動(dòng)在半徑周圍轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道。
在設(shè)備100的一個(gè)可選實(shí)施例中，其中的組件32不具有一個(gè)個(gè)單獨(dú)的水槽，此種設(shè)備的送水裝置可包括適當(dāng)定位的噴灑器、噴射器或其他任何便利的裝置，以便把水和栽培液送給植物栽培介質(zhì)。若有要求的話，則可把噴灑器設(shè)置在軌道下方的一個(gè)或多個(gè)位置上，且當(dāng)組件32被移動(dòng)到水槽上方的位置上時(shí)就把水槽提升起來，當(dāng)容器向下轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)入水槽中時(shí)，讓水流入容器中的植物栽培介質(zhì)中。
盡管已對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例做了說明，但并非為了把本發(fā)明僅限于這些實(shí)施例。專業(yè)人員顯然都可以在本發(fā)明范圍內(nèi)做各種修改。例如，盡管上文所說明的是環(huán)形鏈條軌道，但軌道也并不需要是環(huán)形的，因?yàn)楦鱾€(gè)組件可被沿著其終止處的軌道垂直地或水平地移動(dòng)，且隨后沿著同樣那條軌道往回移動(dòng)。還有，組件移動(dòng)裝置不需要包括鏈條，因?yàn)榭刹捎脗鲃?dòng)帶或其他機(jī)械構(gòu)造。另外，用于組件水平移動(dòng)的設(shè)備實(shí)施例中的組件移動(dòng)裝置，可以包括有組件懸掛著的單一鏈條(或傳動(dòng)帶)，兩條有間隔的鏈條并非絕對(duì)必要。本發(fā)明的范圍由下文的權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.一種植物栽培設(shè)備包括(a)多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的植物栽培組件，每個(gè)所述組件包括一個(gè)用于支承植物栽培容器的筒狀結(jié)構(gòu)，從而在所述容器中的所述植物就在所述筒狀結(jié)構(gòu)里徑向朝著所述筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的光源生長(zhǎng)，且所述植物的根朝著所述筒狀結(jié)構(gòu)外面徑向生長(zhǎng)；(b)組件支承裝置，其用于支承每個(gè)所述組件并使每個(gè)所述組件圍繞著其縱向軸線在基本為水平的位置上轉(zhuǎn)動(dòng)；(c)組件移動(dòng)裝置，其用于把所述組件支承裝置和各個(gè)組件沿著兩個(gè)分開的位置之間的一條路徑傳送；以及(d)用于把水送給所述植物的送水裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述兩個(gè)分開的位置是垂直方向較高位置與垂直方向較低位置。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述兩個(gè)分開的位置是水平方向上分開的位置。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述送水裝置是水槽，在其中所述植物栽培容器被放置成在所述垂直方向較低位置上與水相接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述送水裝置是被支承在所述組件支承裝置上的水槽，以便當(dāng)所述組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)澆灌所述植物。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述組件移動(dòng)裝置包括多個(gè)鏈輪以及一條環(huán)形鏈條。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述組件支承裝置包括一對(duì)有間隔的可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述筒狀結(jié)構(gòu)具有適合與所述可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件相嚙合的輪緣。
9.一種栽培植物的方法，包括如下步驟(a)把植物材料放置在栽培介質(zhì)中；(b)把所述介質(zhì)放置在可轉(zhuǎn)動(dòng)栽培設(shè)備中，從而使植物在所述設(shè)備里面徑向地朝著燈而生長(zhǎng)；(c)使所述可轉(zhuǎn)動(dòng)栽培設(shè)備中的光源發(fā)亮光；(d)圍繞著所述光源轉(zhuǎn)動(dòng)所述可轉(zhuǎn)動(dòng)栽培設(shè)備；(e)沿著兩個(gè)分開位置之間的一條路徑移動(dòng)所述可轉(zhuǎn)動(dòng)栽培設(shè)備；以及(f)把水送給所述栽培介質(zhì)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述兩個(gè)分開的位置是垂直方向較高位置與垂直方向較低位置。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述兩個(gè)分開的位置是水平方向上分開的位置。
全文摘要
一種植物栽培設(shè)備(10)，其具有多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)植物栽培組件(32)，該組件可在垂直方向或水平方向上兩個(gè)分開的位置之間被移動(dòng)。每個(gè)組件(32)包括用于支承植物栽培容器(80)的筒狀結(jié)構(gòu)，其中，植物在筒狀結(jié)構(gòu)里面徑向朝著光源(68)生長(zhǎng)。該設(shè)備(10)具有組件支承裝置，用于支承每個(gè)組件并使該組件在基本為水平的位置上轉(zhuǎn)動(dòng)。該設(shè)備具有組件移動(dòng)裝置例如鏈輪傳動(dòng)鏈條(24、25)，其用于在兩個(gè)位置之間傳送各個(gè)組件。
文檔編號(hào)A01G31/02GK1713814SQ200380103674
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者特德·馬奇爾頓 申請(qǐng)人:貝蒂·斯托里, 特德·馬奇爾頓