用于连续传送作物的传递结构及包含该传递结构的系统的制作方法

1.本发明涉及作物培育技术领域，尤其涉及用于连续传送作物的传递结构及包含该传递结构的系统。


背景技术：

2.雾培植物培育已发展数年，特别是在过去的十几年间，这类培育方法被广泛用于密集培育植物中。采用这种培育方式的温室作物尤其多，如西红柿、生菜等，形成了严格控制外部因素影响的大规模室内农业。现有技术中，该类室内农业将作物布置在种植架上，在作物的各生长阶段以自动化的方式供应作物所需的营养。在该情况下，预培育的作物通常被单独固定在水平面上的种植盆中，并通过定期喷洒营养物质来提供水分和养分。但是上述这种培育方式无法对繁多的作物进行自动化光照和营养物质给予，大多依靠人工进行。此外，在室内环境中用于自动化植物栽培的已知系统的问题通常是：所使用的系统难以适应不同种类和不同生育阶段的作物。当生育中的作物发生变化时，必须考虑到不同作物在生育阶段的不同程度和不同时期所需生育空间发生的变化。而现有技术的自动化植物栽培系统难以完成上述调整。更重要的是，现有技术很难在不对作物的叶子或根部造成损害的情况下为作物提供所需的营养和水分。因此急需一种能够锚定作物，在作物湿润的根部和叶部之间隔绝，并且具有成本效益的连续传送作物的传递结构及包含该传递结构的系统。
3.中国专利cn110024596a公开了一种用于生菜大棚的培育结构及其植物灯的制备方法，所述培育结构包括：基座，所述基座上竖直固定支架，所述支架上设有传送带，所述传送带上设有培养皿，所述培养皿正上方不接触设有升降灯架，所述升降灯架上连接有全光谱植物灯，所述传送带末端设有收割区，所述培育生菜工作流程为：将生菜种子放入盛有培养液的培养皿中，将其置于传送带上，并位于种子培育植物灯下照射；当生菜发芽后，通过传送带传送到幼苗培育植物灯下照射；当生菜进入生长期后，通过传送带传送到生长期培育植物灯上照射，最后当生菜完全成熟后，通过传送带传送到收割区收割。其用全光谱植物灯模拟阳光培育生菜秧苗仅需45天左右即可收割，比用暖棚育苗90天时间大为缩短。该专利的缺陷在于其水平培育结构，该专利虽考虑了不同生育阶段，作物不同的光照需求，但是，其占地面积过大，建设成本高，难以进行大规模作物培育。
4.中国专利cn104756716b公开了一种烟草育苗方法，所述方法包括使用气雾育苗装置育苗，且对所述烟草苗培育的温度、湿度、喷雾周期、溶氧量、co2、无机盐、ph值和叶面光照强度这些影响植物育苗和生长的因素进行全面调控；所述气雾育苗装置设置在大棚内，所述气雾育苗装置包括位于地面上的蓄液池、位于蓄液池上方的支撑件、位于支撑件上的育苗盘、位于育苗盘内的基质，且所述蓄液池、支撑件、育苗盘和基质共同形成一个中空且不透光的气雾室；所述蓄液池中盛装有用于喷雾的营养液。该专利的方法能缩短育苗周期、培育出更为健壮的幼苗、节省育苗空间、高效降低成本且绿色环保。但是，该专利的缺陷在于不具有传递结构，导致对育苗空间的节约仅体现在其排列方式，并且形成的中空不透光的气雾室易对作物的叶部和/或根部造成损坏，难以预防作物疾病。
5.中国专利cn111820121b公开了一种植株槽生产设备及植株槽传送机构，其因应水耕植物的逐日成长而调整其间距以让不同日龄的水耕植物获得最佳成长空间的植株槽生产设备；该专利的植株槽生产设备包括有一进料输送机构、一植株槽传送机构，以及一出料输送机构；借此，该专利的植株槽生产设备主要借由复数个顶件定位各水槽的硬体设计，有效因应各水槽内的水耕植物逐日成长而调整其间距，以让不同日龄的水耕植物可以获致最佳的成长空间，配合植株槽进料及出料，确实达到栽培水耕植物自动化，提高生产培育的水耕植物的品质，以及有效应用有限的空间，进而提高培植栽种收成量。该专利的缺陷在于，其着重点在于对不同日龄的作物的生育空间的适应性调节，但是未考虑不同日龄不仅对生育空间有需求，对于光照、营养以及水分等方面也有着不同的需求。此外，该专利的栽培设计为在空间上进行叠加，仅在水平方向上进行调整，导致该装置占地面积大，所培育作物少，仅能作为实验用设备，而无法规模化培育。
6.此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

7.现有技术的室内农业有着能源需求增加的问题，本发明通过用于栽培作物的自动化系统达成了相比于传统农业在田间中培育的更多优点。例如，培育天气的独立性，温室内的气候条件还可以最佳地适应任何需要培育的作物，从而实现作物的持续生长。设计的特殊的水培系统，与户外培育相比，种植作物所需的水量减少，需要肥料，并且在室内空间中种植作物能够避免杀虫剂的使用。传递结构的排列方式和/或排列长度的设计降低了室内培育的能耗，增加了作物培育可用表面积。关于减少作物培育面积，对于在城市地区和/或适合农业的表面积相对较少的发达国家是非常重要的技术措施。
8.针对现有技术之不足，本发明的技术方案是提供一种用于连续传送作物的传递结构，所述传递结构至少包括若干个倾斜传递段和若干个转角传递段。若干个所述倾斜传递段和/或若干个转角传递段用于将作物沿传递方向移动。所述传递结构还包括照明单元。所述照明单元连接有倾斜模块，所述照明单元基于所述倾斜模块被控制单元控制的倾斜度的变化来朝向所述传递结构进行沿所述传递结构传递方向上的延伸面的倾斜运动。其中，所述控制单元基于培育盘上的作物的作物属性集调整照明单元的倾斜角度，同时控制单元基于培育盘中作物的叶片受光面积来按照使得作物的受光量满足生长条件的方式调节倾斜模块。本发明实现了一种用于作物培育的带有传递结构的系统，能够有效降低各作物的培育成本以及培育设施的建设成本。
9.根据一种优选实施方式，所述控制单元控制所述照明单元使得以所述照明单元的发光点为顶点发出的圆锥形光照区域照射在所述倾斜传递段和/或转角传递段上的范围发生改变。该光照区域与时间相关、与传递带移动速度相关、与培育盘所在位置相关以及与叶片受光面积相关。考虑到仅通过照明单元的光照量无法精确判断作物的受光量，本发明提出将叶片受光面积作为作物生育过程中的参考参数，针对不同种类、不同生育周期的作物的叶片分布特征调整照明单元的倾斜度、若干个倾斜传递段和若干个转角传递段的传递速
度，基于本发明的照明单元的设计，对应作物的叶片分布特征，实现让作物快速生长的目的。
10.根据一种优选实施方式，所述照明单元上阵列排布有用于发出不同光束的光束件，所述光束件至少包括第一光束件和第二光束件。其中，所述第一光束件对应于培育盘位置以提供恒定光照，所述第二光束件设置于所述第一光束件的间隙中以对应于所述照明单元倾斜后的每一培育盘的位置。当特定植物需要补充辅助光源时，通过照明单元倾斜后使得照明单元的第二光束件对准培育盘上的作物，而无需照明单元对光质进行调节。相较于现有技术通过直板光照提供恒定光束的方式，本发明以提供多种辅助光照的方式着重于植物的整体生长状态去提供优化作物生长的光照条件。控制单元响应于植物生长时期的转变，控制照明单元的第二光束件进行偏转，并且控制第二光束件提供参与植物光形态建成反应的辅助光。
11.根据一种优选实施方式，所述作物属性集由描述该作物生育阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积的参考参数组成。上述参考参数是指能够表达当前作物生长情况的各类参数。包括作物生育阶段、受光面积，受光量等。
12.根据一种优选实施方式，所述传递结构通过若干个倾斜传递段和若干个转角传递段设有若干中排布方式。其中，所述传递结构的最高点和最低点设为第一偏转区域和第二偏转区域。所述第一偏转区域和第二偏转区域交替出现使作物处于周期性运动的过程中。其中，当作物在所述倾斜传递段移动时，作物根部接收营养物质；作物至少部分通过所述第二偏转区域使得作物根部以水培的方式获取养分。通过如上所述设计的用于连续传送作物的传递结构及包含该传递结构的系统，能够在传递带的下表面的内部空间中连续地对作物根部进行雾培，而当作物处于第二偏转区域时，将作物进行水培。
13.根据一种优选实施方式，所述传递结构的末端被连接至所述传递结构的首端以形成循环式结构，或所述传递结构的末端被连接至获取单元以从传递结构中收获已经生长到可采摘程度的作物；其中，在所述传递结构的末端被连接至传递结构的首端以形成循环式结构的情况下，作物循环至所述传递结构首端以进行下一次的生长循环；在所述传递结构的末端设置有获取单元的情况下，传递结构中的作物在被收割后，所述传递结构的末端被连接至所述传递结构的首端以形成循环式结构。
14.本发明还涉及一种包含用于连续传送作物的传递结构的系统，所述系统包括控制单元，所述控制单元至少针对作物建立作物属性集，作物属性集由描述该作物生育阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积的参考参数组成。其中，所述控制单元获取作物属性集，根据作物属性集确定照明单元的调整方式；基于作物属性集确定调整的触发条件；基于作物属性集中的至少一种参考参数满足上述触发条件时，所述控制单元控制所述照明单元以上述确定的所述照明单元的调整方式进行调整；从而，达成实时调整照明单元倾斜度以满足作物受光量的目的。本发明基于作物属性集确定触发条件，在作物触发相应条件后，才对照明单元进行相应调整，能够避免“不可控力污染”的问题，且基于多条件触发验证的方式，能够使得本发明的室内农业培育以更加符合作物生育期望的方式调整照明单元。
15.根据一种优选实施方式，所述照明单元的调整方式至少包括：基于倾斜模块被控制单元控制的倾斜度的变化来使所述照明单元朝向所述传递结构进行沿所述传递结构传递方向上的延伸面的倾斜运动。其中，所述控制单元基于培育盘上的作物的作物属性集调
整照明单元的倾斜角度，同时控制单元基于培育盘中作物的叶片受光面积来按照使得作物的受光量满足生长条件的方式调节倾斜模块。由于对传递结构1的调整带来了需要调整作物间接以及整个传递结构被拉长的问题，对此本发明提出通过改变照明单元的倾斜角度去间接实现传递结构1的相对转动。
16.根据一种优选实施方式，所述系统还包括照明单元，所述照明单元被配置为：在作物沿传递路径移动时，作物被完全或部分地被所述照明单元的光照射并且部分不被光照射。其中，当作物沿传递路径在第一偏转区域和第二偏转区域向竖向下方向移动时，作物被照射；当作物沿传递路径在第一偏转区域和第二偏转区域之间向竖向上方向移动时，作物被遮蔽。
17.根据一种优选实施方式，作物在其生育阶段沿着所述照明单元连续或间隙移动，以便接收充足光照；作物以适合作物类型和/或与作物生育阶段保持一致的方式被光照。通过这种方式，该系统从经济和生态角度有效地运行，例如作物处于苗期时，供应水分和光照的成本减少。
18.本发明的有益技术效果：
19.本发明通过改变照明单元倾斜度以适应于作物的各个生育阶段，从而满足生长中作物日益增长的生育空间需求。照明和水分获取针对作物之间的距离进行了优化设计，能在能耗方面节省大量成本，并且本发明的模块化周期设计使得本系统使用灵活，能够对不同种类、不同生育阶段的作物进行对应培育，且具有经济性。本发明用于提高现有作物种植架中的空间利用率，并且不会明显降低对整个光照环境中光线的利用率。
附图说明
20.图1是本发明的用于连续传送作物的传递结构及包含该传递结构的系统的优选实施例的结构示意图；
21.图2是本发明的周期模块的优选实施例的结构示意图；
22.图3是本发明的固定元件和旋转元件的连接结构示意图。
23.附图标记列表
24.1：传递结构；2：倾斜传递段；3：转角传递段；4：第一偏转区域；5：第二偏转区域；6：内部空间；7：外部空间；8：作物；9：培育盘；10：周期模块；11：传递带；12：雾培装置；13：水培装置；14：照明单元；15：温度传感器；16：湿度传感器；17：周期模块；18：获取单元；19：固定元件；20：旋转元件；21：制动元件；22：蜗杆；23：蜗轮；24：光束件。
具体实施方式
25.下面结合附图进行详细说明。
26.实施例1
27.从已知的用于植物自动化栽培的现有技术系统以及上述问题出发，本技术涉及一种用于连续传送作物的传递结构及包含该传递结构的系统。优选地，作物在沿传递路径的运输期间被固定以使得作物的至少部分根部突出到位于传递带11下表面的内部空间6中。优选地，作物的至少部分叶部和/或果实突出到位于传递带11下表面相对的上表面的外部空间7中。内部空间6至少设有雾培装置12使得固定在传递带11上的作物以雾培的方式供应
营养。优选地，作物在其生育阶段被固定在传递带11上进行连续或间歇移动并且周期性获取光照。优选地，在作物移动过程中，根部不断供应营养物质。作物在沿传递路径的运输期间通过培育盘9固定在传递结构1上。传递路径尺寸和传递结构1的传递速度使得作物沿传递路径移动的时间段对应于作物的生长阶段。本发明实现了一种用于作物培育的带有传递结构的系统，能够有效降低各作物的培育成本以及培育设施的建设成本。优选地，培育盘9中设有用于作物培育的载体材料。载体材料用于短时储存水分和/或营养物质，并且还用于固定作物。
28.优选地，传递结构1至少包括若干个倾斜传递段2和若干个转角传递段3。若干个倾斜传递段2使得作物沿传递方向移动。若干个转角传递段3使得作物在转向时做平滑移动。优选地，作物至少在传递结构1的最高点和最低点处转向时在转角传递段3带动下做平滑移动。传递结构1设有第一偏转区域4和第二偏转区域5。传递结构1上间隔设有用于种植作物的培育盘9。培育盘9被固定在传递结构1上。培育盘9用于防止作物倾倒或掉落。优选地，作物的根部位于传递结构1竖向下方区域。作物叶部位于传递结构1竖向上方区域。作物的根部和叶部分别位于传递结构1的竖向下方区域和竖向上方区域。培育盘9在空间上将作物的根部和叶部进行分离，使得当作物沿传递路径移动到倾斜传递段2时，作物根部位于内部空间6中，作物叶部位于外部空间中，以实现对作物的雾培湿润和养分供给过程。由于传递路径的设计，传递结构1交替地将作物移动至第一偏转区域4，随后再移动至第二偏转区域5。在作物处于第二偏转区域5期间，作物的根部被侵入传递结构1的竖向下区域中以浸泡水培并提供营养物质。作物在经过短暂的转角传递段3的移动后，作物再次移动到传递结构1的倾斜传递段2上，并且经历雾培。优选地，传递路径中的一部分至少由两个倾斜传递段2和两个转角传递段3组成。其中作物从竖向下位置移动至竖向上位置，再从竖向上位置移动至竖向下位置。优选地，至少一个转角传递段3间隔设置于两个倾斜传递段2之间。优选地，两个倾斜传递段2和两个转角传递段3组成一个周期模块17。传递结构1的传递速度的设置使得作物往复循环通过周期模块17。一个完整的传递结构1由实现作物完整生长阶段所需的周期模块17数量组成。模块化的设计有利于湿度自动化作物培育的整体系统能够适应作物生长的任何需求，即适应于作物的种类和/或生育阶段。通过排列周期模块17的方式来延长传递结构1，以满足作物生育的完整周期。每一个周期模块17都适应该类作物的营养需求、照明需求、生育空间和生育阶段需求。组装若干个周期模块17以形成一个整体传递结构1，使其能够随着作物移动持续时间的增加，增加相邻两个倾斜传递段2之间的距离，使得该距离适应作物生长。优选地，至少基于固定在传递带11上的作物的给定尺寸，改变相邻两个倾斜传递段2之间的距离。
29.优选地，传递结构1通过若干个倾斜传递段2和若干个转角传递段3设有若干中排布方式。包括但不限于横向连续的“w”形、横向连续的“s”形、横向连续的“n”形以及纵向连续的“s”形中的一种或其多种组合。优选地，传递结构1的最高点和最低点设为第一偏转区域4和第二偏转区域5。传递结构1的连续设计使其最高点和最低点交替出现，使作物8处于周期性运动的过程中。
30.根据一种优选实施方式，控制单元获取作物属性集，根据作物属性集确定传递结构1的调整方式；基于作物属性集确定调整的触发条件；基于作物属性集中的至少一种参考参数满足上述触发条件时，控制单元控制传递结构1以上述确定的传递结构1的调整方式进
行调整；从而，达成实时调整传递结构1特征以满足作物生育特征的目的。上述参考参数是指能够表达当前作物生长情况的各类参数。包括作物生育阶段、受光面积，受光量等。
31.优选地，传递结构1的调整方式包括：若干个倾斜传递段2和/或若干个转角传递段3以一定弯曲弧度沿纵向上升或下降，以及随纵向高度的变化改变该弯曲弧度。其升降过程能够由升降电机等多种实施方式完成，在此不作赘述。其弯曲弧度变化通过调整相邻倾斜传递段2和转角传递段3的夹角完成。该改变能够通过在相邻倾斜传递段2和转角传递段3之间的连接处设置类可调节铰链实现。例如，在倾斜传递段2和转角传递段3分别设置固定件，两个固定件之间通过连接的旋转轴点进行夹角调节，其中，固定件内设有蜗杆22电机以控制夹角大小，并且蜗杆22电机与控制单元通信连接。
32.但是，由于对传递结构1的调整带来了需要调整作物间接以及整个传递结构被拉长的问题，对此本发明提出通过改变照明单元的倾斜角度去间接实现传递结构1的相对转动。优选地，照明单元连接有倾斜模块。优选地，照明单元基于倾斜模块被控制单元控制的倾斜角度的角度变化来朝向传递结构进行倾斜运动。优选地，控制单元基于培育盘上的作物的作物属性集调整照明单元的倾斜角度。优选地，控制单元基于培育盘中作物的叶片受光面积来按照使得作物的受光量满足生长条件的方式调节倾斜模块。优选地，控制单元控制照明单元使得以照明单元发光点为顶点发出的圆锥形光照区域照射在倾斜传递段2和/或转角传递段3上的范围发生改变。优选地，控制单元获取作物属性集，根据作物属性集确定照明单元的调整方式；基于作物属性集确定调整的触发条件；基于作物属性集中的至少一种参考参数满足上述触发条件时，控制单元控制照明单元以上述确定的照明单元的调整方式进行调整；从而，达成实时调整照明单元倾斜度以满足作物受光量的目的。倾斜模块能够通过设置于照明单元的电机或油缸进行倾斜度调整。倾斜模块与控制单元通信连接。
33.上述方案基于作物的参考参数生成若干种触发条件，但是不会预先对照明单元进行调整，以防止出现不可控因素对作物生育产生影响。本发明基于作物属性集确定触发条件，在作物触发相应条件后，才对照明单元进行相应调整，能够避免“不可控力污染”的问题，且基于多条件触发验证的方式，能够使得本发明的室内农业培育以更加符合作物生育期望的方式调整照明单元。优选地，控制单元至少针对作物8建立作物属性集，作物属性集为各种描述该作物生育阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积的参考参数组成。例如，作物处于苗期，作物类型为小麦，在该生育阶段的所需受光量为200μmol
·
m-2
·
s-1
，叶片受光面积和叶片覆盖面积的比为0.7：0.3。在上述情况下应当使照明单元14发出的光照量大于其所需受光量，使得作物的实际受光量处于其适合生长的标准。其调整光照量的值取决于叶片受光面积和叶片覆盖面积的比，即升高30％光照量以适应作物生育。上述参考参数中的叶片受光面积和叶片覆盖面积的比满足触发条件，由此控制单元控制照明单元的光照量以调整作物的实际受光量。具体地，作物属性集中的参考参数能够由设置于系统中的视觉传感器对作物的监测获取。视觉传感器获得作物的图像信息并且基于图像处理技术，通过图像实时获取包括作物生育阶段、叶片受光面积和叶片覆盖面积等参数。优选地，对于有着数种繁复背景的待测作物，能够通过图像处理所得数据建立针对该背景下的作物的参数模型。新模型的建立能够有效提高参考参数的监测精度，并且再次在该背景下进行参考参数获取时，能够直接调用该新模型，节省了大量的计算时间。优选地，控制单元还通过视觉传感器对作物进行图像采集并且基于数字图像处理技术得到对应植物的当前叶绿素含量。叶绿素
含量能够用于对作物所处的生育阶段进行校对。
34.在本发明中，照明单元与倾斜传递段2和/或转角传递段3之间的夹角影响作物8的实际受光面积。作物8实际受光面积是作物的叶片受光面积。但是作物8的叶片受光面积受到叶片覆盖面积的影响。叶片覆盖面积在作物生育过程中逐渐增加。叶片覆盖面积是与时间相关的变量。叶片覆盖面积是指作物在生长过程中，被覆盖在冠层下的叶片面积。叶片受光面积与叶片覆盖面积的比是该类作物的叶片占比。在本发明中，照明单元14以其发光点为顶点发出圆锥形光照区域。该光照区域与时间相关、与传递带11移动速度相关、与培育盘9所在位置相关以及与叶片受光面积相关。上述说明了该光照区域与时间相关、与传递带11移动速度相关，其具体在于：随着作物的不断生长，作物沿传递结构1的移动距离在不断增加。由于照明单元14为固定照明，导致在该移动过程中，作物相对于光照区域在不停移动，并且该移动的特征与时间和传递带11的移动速度息息相关。此外，叶片覆盖面积也是与时间相关的变量，其本身也带来了与时间和速度相关的影响。考虑到仅通过照明单元14的光照量无法精确判断作物的受光量，本发明提出将叶片受光面积作为作物8生育过程中的参考参数，针对不同种类、不同生育周期的作物8的叶片分布特征调整照明单元的倾斜度、若干个倾斜传递段2和若干个转角传递段3的传递速度，基于本发明的照明单元的设计，对应作物的叶片分布特征，实现让作物快速生长的目的。
35.照明单元倾斜度的调整还在于：当叶片受光面积和叶片覆盖面积的比较高时，叶片被覆盖面积小，即受光量增加，满足触发条件。此时，本发明通过调节照明单元与倾斜传递段2和/或转角传递段3之间的夹角以使得作物的受光面积发生变化。例如，当夹角为45
°
时(该夹角是指倾斜传递段2与照明单元的倾斜夹角为45
°
)，照明单元照射在倾斜传递段2上的实际光照区域为照明单元照射在竖直面上的光照区域的√2倍。即，在照明单元发出相同光照强度的情况下，每一植物的受光量等比减少为√2/2。由此，通过控制单元控制照明单元的倾斜度即能控制培育盘上每一植物的受光量。优选地，照明单元还设置为若干个光束件。光束件之间通过可控铰链连接，使得每一光束件之间的角度可调节。当叶片受光面积和叶片覆盖面积的比较低时，叶片被覆盖面积大，即受光量减少，满足触发条件。此时，本发明的控制单元通过调节光束件之间的角度使多个光束件重叠照射至该培育盘和/或该植物以使得作物的受光量增加。之所以不通过改变照明单元的发光量去改变植物的受光量，是因为在实际培育过程中，每一培育盘和每一作物之间的间隙较大，需要留足空间以使得作物能够充分生长。而这些空间导致照明单元实际照射到植物的范围远小于整体照射范围。即，更多的光照浪费在照射上述空间中，而非照射作物。若此时通过增加或减少照明单元发光量的方式去调整作物的受光量，必然使得照明单元的功耗大幅度提升，导致成本升高。对此，本发明通过调节照明单元的倾斜度和光束件的出射角度去间接改变作物受光量的方式，无需增加额外能耗，并且更适应于作物的生长发育。
36.优选地，可控铰链包括固定元件19和旋转元件20。两个固定元件19分别连接至相邻两个光束件。两个固定元件19之间通过旋转元件20进行角度调节。优选地，固定元件19与光束件24之间通过螺栓连接或卡扣连接的方式固定。优选地，固定元件19内存在空间以用于电线或电池组件或其余需要放置的设备的摆放。优选地，固定元件19内的电线或电池组件还用于光束件的电能供应。固定元件19能够保护电线或电池组件不受到外界因素干扰或污染。优选地，固定元件靠近光束件的尖端能够设为锥形结构，以加强照明单元的牢固性。
固定元件19尽可能伸向光束件以增加照明单元整体的抗弯曲能力，从而提高照明单元对应倾斜角度调节的精度。旋转元件20内还设有限位件，限位件用于限制两个旋转元件20围绕轴点的旋转。其中，旋转元件20内还设有用于调节两个旋转元件20之间旋转角度的制动元件21。优选地，两个旋转元件20之间相互啮合以在组成后形成能够控制角度的完整铰链。制动元件21于旋转元件20内延伸至旋转元件20的中心线。制动元件21的输出端设为蜗杆22。两个旋转元件20的中心轴杆上设有蜗轮23。蜗轮23和蜗杆22啮合以进行倾斜角度的调节。优选地，两个旋转元件20之间设有中心轴杆以辅助蜗轮和蜗杆进行旋转。可控铰链用于旋转调整每个相邻光束件之间的倾斜角度。即，限位件用在预定角度范围内限制两个旋转元件20的相对转动。例如，限位件能够采用卡槽或凸轮的方式在旋转元件20内限制旋转元件20的转动。优选地，两个旋转元件20的相对转动角度被限制为
±
30
°
。限位件使得光束件能够按照预设的空间排列形成照明单元。制动元件21通过旋转蜗杆22的方式控制蜗轮23的转动，从而控制两个旋转元件20之间的相对转动。优选地，制动元件21能够接收控制单元的控制信号以控制自身的转动程度。
37.优选地，照明单元上阵列排布有用于发出不同光束类型的光束件。光束件至少包括第一光束件和第二光束件。第一光束件用于提供恒定光束，以使得植物进行光合作用。优选地，第一光束件对应于传递带上的每一培育盘以提供恒定光照。优选地，第二光束件设置于第一光束件的间隙中以对应于照明单元倾斜后的每一培育盘位置。当特定植物需要补充辅助光源时，通过照明单元倾斜后使得照明单元的第二光束件对准培育盘上的作物，而无需照明单元对光质进行调节。相较于现有技术通过直板光照提供恒定光束的方式，本发明以提供多种辅助光照的方式着重于植物的整体生长状态去提供优化作物生长的光照条件。控制单元响应于植物生长时期的转变，控制照明单元的第二光束件进行偏转，并且控制第二光束件提供参与植物光形态建成反应的辅助光。优选地，第一光束件发出的恒定光能够是符合植物生长需求的红光和/或蓝光。优选地，第二光束件发出的辅助光能够是促进植物光形态建成反应的不同光强的红光、远红光、蓝光和/或紫光的组合。优选地，辅助光的组合比例为红光：远红光：蓝光：紫光＝2：1：2：1。优选地，辅助光的组合比例为红光：远红光：蓝光：紫光＝2：2：2：1
38.现有技术对于作物的辅助光源提供并不重视，导致植物生长过程中为整体生长。辅助光源能够实现作物的针对性生长，例如针对作物的叶片或果实或花粉进行针对性光照，使其超前生长。但是辅助光源不能如同作物光合作用的恒定光源一样长时间提供。对此，本发明在此基础上，提出将光束件分割为第一光束件和第二光束件，通过第一光束件和第二光束件分别提供恒定光源和辅助光源的方式，实现作物的优选性生长，使得获取的期望目标(如叶片或果实或花粉等)生长趋势远好于作物其余部位。本发明还通过照明单元倾斜度的调节使得辅助光源不会长时间照射作物。一个第一光束件和一个第二光束件组成一个完整光束件，并且光束件之间通过可控铰链连接，从而使得每一光束件之间的角度可调。在针对性调整光束件后，通过调节照明单元整体的倾斜度，从而使得第二光束件对准需要光照的培育盘以及其上的作物，能够更精确针对单一植物进行个性化组合光培育。
39.本发明通过改变照明单元倾斜度以适应于作物的各个生育阶段，从而满足生长中作物日益增长的生育空间需求。照明和水分获取针对作物之间的距离进行了优化设计，能在能耗方面节省大量成本，并且本发明的模块化周期设计使得本系统使用灵活，能够对不
同种类、不同生育阶段的作物进行对应培育，且具有经济性。本发明用于提高现有作物种植架中的空间利用率，并且不会明显降低对整个光照环境中光线的利用率。
40.根据一种优选的实施方式，系统包括照明单元14。该照明单元14被配置为：在作物沿传递路径移动时，作物被完全或部分地被照明单元14发出的光照射并且在部分传递路径上不被光照射。优选地，当作物沿传递路径在第一偏转区域4和第二偏转区域5向竖向下方向移动时，作物被照明单元14照射。优选地，当作物沿传递路径在第一偏转区域4和第二偏转区域5之间向竖向上方向移动时，作物被传递结构遮蔽。作物被遮蔽时，照明单元14无法将光照射至作物。通过上述方式，能够将照明单元14的光质、光照强度和光照持续时间选择性提供给相应的作物。优选地，照明单元14通过控制单元控制调整。照明单元14能够横向设置于传递结构1竖向上方或竖向相对设置于倾斜传递段2旁。优选地，作物在其生育阶段沿着照明单元14连续或间隙移动，以便接收充足光照。优选地，作物以选择性的方式被光照。尤其是以适合该作物类型和/或与作物生育阶段保持一致的方式被光照。通过上述设置，作物仅在传递路径上的特定区域被光照。该特定区域优选为倾斜传递段2，尤其是作物竖向上移动时的倾斜传递段2，以模仿自然环境的昼夜节奏。
41.现有技术的室内农业带来了自动化培育作物的功能，但是同样带来了培育所需能源增加的问题。本发明采用的自动化系统达成了相比于传统农业在田间中培育的更多优势。例如具有可控的独立天气。室内的气温调节还能够根据所需培育的作物进行自适应调节。本发明的雾培装置和水培装置和田间培育相比，种植所消耗的水量减少，并且在室内空间中种植作物能够避免杀虫剂的使用。对于现有技术中的室内农业来说，传递结构1的排列方式和/或排列长度的设计降低了室内培育的能耗，增加了作物培育可用表面积。关于减少作物培育面积，对于在城市地区和/或适合农业的表面积相对较少的发达国家是非常重要的技术措施。
42.根据一种优选的实施方式，当作物在倾斜传递段2上进行移动时，作物根部伸入雾培装置12中以接收雾培湿润。作物在到达第二偏转区域5时，其根部伸入水培装置中以水培的方式获取水分和/或养分。在具有倾斜传递段2的传递带11上，位于其之间的并且位于传递结构最低点的转角传递段3使得作物不断获取营养物质。通过如上所述设计的用于连续传送作物的传递结构1及包含该传递结构1的系统，能够在传递带11的下表面的内部空间中连续地对作物根部进行雾培，而当作物处于第二偏转区域5时，将作物进行水培。优选地，作物被连续或间隙地进行雾培，通过培育盘和传递带的隔绝作用使得雾培不影响作物的叶部生长。通过这种方式去预防作物的叶部疾病。传递带11下表面的内部空间6的温度和湿度，尤其是倾斜传递段2的温度和湿度，设有温度传感器15和湿度传感器16进行监测，并且由控制单元控制，以避免该区域内温度和/或湿度不适宜作物生长。
43.根据一种优选的实施方式，还包括用于调节各周期模块17之间距离的调节单元，以适应单个作物的生长大小变化。优选地，调节单元至少基于作物的生长情况调节相邻两个周期模块17之间的距离大小。当作物沿传递结构1移动时，作物也在不断地生长。在作物不断生长的基础上，由于作物绿化量不断增加，需要增加各个周期模块17之间的距离以适应光照需求的变化。优选地，传递结构1还被设计为使得单个培育盘9之间的距离基于作物生长程度而改变。上述调节单元能够是由伸缩杆组成的能够控制距离变化的伸缩组件。根据一种优选的实施方式，传递结构1的传递末端被连接至传递结构1的首端从而形成往复循
环的传递结构或传递结构1的末端被连接至获取单元18以从传递结构1的末端收获已经生长到可采摘程度的作物。优选地，传递结构1的长度能够适应作物生长至收获期。优选地，递结构1的传递末端被连接至传递结构1的首端从而形成往复循环的传递结构的情况下，作物循环至传递结构1首端以进行下一次的生长循环。在传递结构1的末端设置有获取单元18的情况下，传递结构1中的作物在被收割后，传递结构1的末端被连接至传递结构1的首端以形成循环式结构。优选地，在传递结构1的末端连接至传递结构1的首端的路径上设有清洁单元以确保传递结构1所需的灭菌。该清洁单元能够是利用蒸汽进行灭菌。
44.根据一种优选的实施方式，相邻两个培育盘9在传递结构1上之间的距离基于培育盘9上作物的生长程度而调整。随着作物的生长，尤其是作物叶片的生长，其生育所需的表面积会随之增加。因此，相邻两个培育盘9之间通过传递结构1上的机械元件适当分开，适使得单个作物具有更多的生育空间并且被充分照射。上述调整是通过改变培育盘9之间的距离实现的。每个作物的根系都被固定在相应培育盘9中。优选地，基于作物在传递结构1上的生长程度和速度，在传递作物时，相邻两个培育盘9之间的距离增加。可以理解的是，随着作物的生长，各个培育盘9之间会进一步分离。优选地，传递结构1包括传递链。培育盘9通过具有弹性的传递带11固定在传递链上。传递带11在传递链带动下沿传递路径移动。传递带11被设计为：传递带11弯折后形成的两段之间的距离a和固定在该传递带11上的相邻两个培育盘9之间的距离b可改变。虽能够通过改变相邻两条传递带11之间的距离a来改变培育盘9之间的距离，但是本发明中优选为通过纵向弹性地拉长传递带11的方式来改变各个培育盘9之间的距离机械元件可不设置。通过以这种方式将传递路径或传递带11基于不断变化的作物生育空间大小进行相应调整，满足了室内农业不断增加的空间要求，并且最大限度地减少了材料和能量的使用。通过这种方式，该系统从经济和生态角度有效地运行，例如作物处于苗期时，供应水分和光照的成本减少。优选地，在传递带11移动时，在各个培育盘9之间提供弹性元件来增加与未直接连接到传递带11的培育盘9的距离。在传递带11移动时，弹性元件被相应拉长。优选地，培育盘9至少部分固定在传递带11上。优选地，培育盘9至少部分被刚性连接至传递带11上。优选地，培育盘9还能够通过弹性元件间接连接至传输带。随着作物传递时间的增加，传递带11被纵向拉长。优选地，弹性元件设置在培育盘9之间，而仅用于增加培育盘9之间的距离。优选地，培育盘9能够布置在弹性元件的不同位置，或者相应弹性元件能够为传递带11的一部分，从而根据需要，尤其是根据作物生长情况来将弹性元件展开，以改变培育盘9之间的距离。此外，单个培育盘9不会由于弹性元件的移动而移动。单个培育盘9能够单独主动移动。可以理解的是，无论所使用的机构类型，都需要在沿传递路径方向上改变各个培育盘9之间的距离以满足作物日益增长的生育空间的需求。上述系统适应于各种作物，例如生菜、草莓和/或西红柿等，并且能够在第二偏转区域5进行收获。
45.为进一步说明本发明传递带的原理。如图2所示，示出了单个周期模块17的结构示意图。该周期模块17具有传递带11，其为类椭圆形循环，包括两个倾斜传递段2和两个转角传递段3，并且竖向上方存在第一偏转区域4，竖向下方存在第二偏转区域5。可以理解的是，该示意图的倾斜传递段2和转角传递段3相对较短，仅作为原理示意，并且未示出弹性元件和培育盘9。优选地，传递带11能够由塑料材质制成，优选为聚氯乙烯，其形成板状传递带，使得在其上的作物的根部(即固定作物的培育盘)处于传递带11形成的内部空间6中。而叶片和/或果实突出传递带11处于外部空间7中。其内部空间6中还设有雾培装置12以给作物
根部提供营养。优选地，传递带11能够被电机驱动。该电机借助于传动装置连接至传递带11。电机和照明单元14连接至控制单元。该控制单元使得作物的照明和作物沿传递带11移动的速度适应于作物的生长周期。
46.在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
47.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。