[发明专利]对在受控生长环境中二维及三维空间中的植物进行变址

说明书

提供一种用于受控植物生长环境的作物生产系统。第一组合件包括第一子组合件，其自身包括从中央部分向外辐射的第一多个臂，其中每一臂与所述第一多个臂的两个邻近臂分离相应角度，每一臂具有在所述中央部分近端的第一端及在所述中央部分远端的第二端，且每一臂经配置以支撑多个植物生长模块。所述多个植物生长模块可在从所述第一多个臂中的每一臂的所述第一端延伸到所述第二端的第一方向上移动。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2018年12月21日申请的第62/784,177号美国临时专利申请案的优先权的权益，并与2016年9月28日申请的第2018/0014486号美国专利申请案公开案相关，所述公开案转让给本公开的受让人，所有所述文献的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及室内农业领域，并且特定来说，涉及受控生长环境中植物的自动处置。

背景技术

在二十世纪，农业慢慢地开始从一个保守的产业发展成为一个快速发展的高科技产业。全球粮食短缺、气候变化及社会变化促使从手工实施的农业技术转向计算机实施的技术。在过去，且在许多情况下直到今天，农民只有一个生长季节来生产决定他们全年的收入及粮食产量的作物。然而，这种情况正在改变。随着室内生长成为一种选择，以及更好地获得数据处理技术，农业科学变得更加灵活。随着新数据的收集及见解的产生，农业科学正在适应及学习。

随着“受控室内农业”的出现，科技的进步使得控制自然的影响成为可能。空间利用率、光照效率的提高及对水培、气培、作物周期的更好理解以及环境控制系统的进步，使人类能够更好地重建有利于农业作物生长的环境，其目标是提高每平方英尺的产量、更好的营养及更低的成本。

第2018/0014485号及第2018/0014486号美国专利公开案(两者都转让给本公开的受让人并且其全部内容以引用的方式并入本文中)描述环境受控垂直耕作系统。垂直耕作结构(例如，垂直柱)可以开环或闭环方式围绕自动传送系统移动，暴露于精确受控光照、气流及湿度下，并具有理想的营养支持。

所述应用认识到，随着植物随时间推移而生长，容纳植物的柱中的生长模块可以增加的间距间隔开。常规系统允许柱结构在植物的生长周期中以单一维度移动。任何其它间隔通常是手动完成的，或越来越自动化。

第US 2017/0055460号美国专利公开案(“Brusatore”)描述一种用于植物的连续自动生长的系统。植物支撑臂的垂直阵列从中央轴线径向延伸。每一臂包含接纳植物幼苗、液体养分及水的盆托。盆栽臂在生长灯及授粉臂下面旋转。然而，植物之间的间隔似乎是固定的。

发明内容

本公开的实施例提供一种用以允许对生长空间中的植物进行二维及三维变址(即，移动到新位置)的机械框架及方法。一段时间以来，通过温室中的营养膜技术(“NFT”)槽的步进梁传送，在单一维度上对植物进行变址是可能的。这有助于随着植物生长将其间隔开，借此增加光截获，并通过可变间隔增加对温室空间的高效利用。然而，由于沿两个垂直轴将个别植物分开的机械复杂性，二维变址在温室生产中尚未实施。本公开的实施例实现使用单个机构在二维或三维中进行变址。

第US 2017/0055460号美国专利公开案(“Brusatore”)描述从中央轴线径向延伸的植物支撑臂的垂直阵列。每一臂具有多个盆托。盆栽臂在生长灯及授粉臂下面旋转。然而，与本公开的实施例不同，Brusatore不教示沿臂移动个别植物。其也不教示本公开的实施例的三维布置，以及所公开实施例的许多其它特征。

本公开的实施例包括径向起源于生长空间的单个中央区域的臂阵列。阵列中的径向臂可限定圆的全部或部分，假设臂具有相同的长度。所述臂可以包含流槽、槽、轨道、通道或其组合的形式来体现。(所属领域的技术人员将认识到这些术语中的一些可同义地使用。)在二维中，每一阵列可定位在水平平面(x、y轴)、垂直平面(y、z轴)或任何其它平面中。