一种人工光植物工厂循环移动栽培的植物建筑、一体式层架植物工厂
【技术领域】
本实用新型属于植物工厂技术领域，特别是涉及一种人工光植物工厂的循环移动栽培的植物建筑、一体式层架植物工厂。
【背景技术】
植物工厂分为太阳光与人工光植物工厂。太阳光植物工厂无需光耗电，但种植土地的利用率与大地种植相同。人工光植物工厂的光照需要耗电，一体式层架植物工厂投入成本高，但人工光植物工厂的层架栽培的特点，适合工业化栽培，栽培平效(植物栽培面积/密闭空间占地面积)高，其栽培平效可以是太阳光植物工厂的几倍甚至上百倍。
现有技术的人工光植物工厂为分布式层架结构，即层架之间设置过道便于人工生产作业及设备维护。由于现有技术的人工光植物工厂的这种人与植物混合存在于密闭空间中，因此，密闭空间内的栽培平效低，密闭空间能耗大，密闭空间的洁净度保持困难，维护使用成本高。
中国实用新型专利CN205830574U公开了一种自动化立体层架型植物工厂，为了让种植槽体2在栽培层架1各层输送，在栽培层架1的每一层设置了横向传送机构的导轨输送线8-1及动力第二电机8-2，这个结构非常复杂庞大，成本高，无法适应大规模植物工厂的要求。
中国发明专利CN107637513A公开了一种多层智能自动水培种植系统，在升降移动装置的升降台上设置移动小车，由于种植盘是通过移动小车离开升降台进入种植架后升高托起种植盘再回到升降平台，移动小车移动必须自带动力，结构复杂；并且随着移动的种植盘数量多，移动的时间变长，移动效率低。
【实用新型内容】
本实用新型所要解决的技术问题之一在于提供一种人工光植物工厂循环移动栽培的植物建筑，栽培过程实现人与植物隔离，仅在植物生长的地方设置密闭空间，维护使用成本低；栽培平效高；植物工厂的机械化，自动化，智能化程度高，提高了人工光植物工厂的效率和规模。
本实用新型所要解决的技术问题之二在于提供一种人工光植物工厂循环移动栽培的一体式层架植物工厂，栽培过程实现人与植物隔离，仅在植物生长的地方设置密闭空间，植物生长的密闭空间小，能耗低；密闭空间的洁净度保持好，维护使用成本低；栽培平效高；植物工厂的机械化，自动化，智能化程度高，提高了人工光植物工厂的效率和规模。
本实用新型是这样实现的：
一种人工光植物工厂循环移动栽培的植物建筑，包括密闭建筑外部墙体、人工活动区、Y层栽培区、升降推拉装置、营养液供应装置、及其空气调节控制装置，其中Y≥1；
所述密闭建筑外部墙体内部设置所述人工活动区、所述Y层栽培区、所述升降推拉装置、所述营养液供应装置、及其所述空气调节控制装置；所述空气调节控制装置包括温度、湿度、二氧化碳调节控制装置；
所述人工活动区设置在所述植物建筑的最底层，所述人工活动区内设置所述空盘空间层，所述空盘空间层设置X个没有种植植物的可移动栽培盘装置的空盘；所述人工活动区一侧设置植物种植窗口，另一侧设置植物采收窗口；
所述Y层栽培区设置在所述人工活动区的上面；每一层所述栽培区内设置Z个一体式层架栽培系统，其中Z≥1；
每个所述一体式层架栽培系统是由P组所述栽培层架在宽度方向无通道连续扩展组成的其中P＞1；所述栽培层架的层架是一种柜式框架层架，所述栽培层架的柜式框架层架内设置所述N层栽培空间；每一层所述栽培空间的底面上在长度方向布置满M个相互紧密相靠的可移动栽培盘装置；每一层所述栽培空间的底面在长度方向的两侧面设置与可移动栽培盘装置移动对应的轮子导轨；每一层所述栽培空间的顶面设置光照装置；在每一层所述栽培空间的侧面，对应所述可移动栽培盘装置的上面设置有营养液注入口，对应所述可移动栽培盘装置下面设置有营养液排水槽；所述营养液注入口与所述营养液排水槽连接到一营养液供应装置；
所述升降推拉装置包括升降机构和推拉机构；所述推拉机构上设置有推动部件和拉动部件，所述的推拉机构上设置所述可移动栽培盘装置的车子进出所述栽培空间的车子进出导轨；在所述Y层栽培区及人工活动区的种植窗口和采收窗口的相对应两侧各设置一部所述升降推拉装置；
进一步地，所述空盘空间层的底面长度方向布置满X个相互紧密相靠的没有种植植物的可移动栽培盘装置的空盘；所述的可移动栽培盘装置的数量≥N*M+X+1个。
进一步地，所述空盘空间层的底面长度方向设置X个没有种植植物的可移动栽培盘装置的空盘；所述可移动栽培盘装置的空盘采用输送机构进行移动。
进一步地，所述可移动栽培盘装置，包括车子和设置在所述车子上的浸湿法栽培盘；所述车子底部设置有轮子；所述可移动栽培盘装置的轮子在所述轮子导轨上移动。
进一步地，所述光照装置，包括光源板与电源；所述光源板的两端设置支撑结构；所述的光源板的电源线与所述电源的电源线插拔活动连接。
进一步地，所述的柜式框架层架的两侧设置安装：所述的光照装置的挂件、所述的轮子导轨的固定架、所述的营养液注入口固定架及所述的营养液排水槽固定架；所述光源板的支撑结构可活动放置在所述光照装置的挂件上；所述的轮子导轨安装在轮子导轨的固定架上，所述的营养液注入口安装在营养液注入口固定架上及所述的营养液排水槽安装在营养液排水槽固定架上。
一种人工光植物工厂循环移动栽培的一体式层架植物工厂，包括密闭空间、一体式层架栽培系统、空盘空间层、升降推拉装置、营养液供应装置及其空气调节控制装置；
所述密闭空间内设置所述一体式层架栽培系统、所述空盘空间层、所述升降推拉装置；营养液供应装置及其空气调节控制装置也可设置在密闭空间内；
所述一体式层架栽培系统是由P组所述栽培层架在宽度方向无通道连续扩展组成的；所述栽培层架的层架是一种柜式框架层架，所述栽培层架的柜式框架层架内设置所述N层栽培空间；每一层所述栽培空间的底面上在长度方向布置满M个相互紧密相靠的可移动栽培盘装置；每一层所述栽培空间的底面在长度方向的两侧面设置与可移动栽培盘装置移动对应的轮子导轨，每一层所述栽培空间的顶面设置光照装置；在每一层所述栽培空间的侧面，对应所述可移动栽培盘装置的上面设置有营养液注入口，对应所述可移动栽培盘装置下面设置有营养液排水槽；所述营养液注入口与所述营养液排水槽连接到营养液供应装置；
所述可移动栽培盘装置，包括车子和设置在所述车子上的浸湿法栽培盘；所述车子底部设置有轮子；所述可移动栽培盘装置的轮子在所述轮子导轨上移动；
所述光照装置，包括光源板与电源；所述光源板的两端设置支撑结构；所述的光源板的电源线与所述电源的电源线插拔活动连接；
所述柜式框架层架的两侧设置安装：所述光照装置的挂件、所述轮子导轨的固定架、所述营养液注入口固定架、所述营养液排水槽固定架；
所述光源板的支撑结构可活动放置在所述光照装置的挂件上；所述轮子导轨安装在所述轮子导轨的固定架上；所述营养液注入口安装在的营养液注入口固定架上；所述营养液排水槽安装在所述营养液排水槽固定架上；
所述空盘空间层设置在所述一体式层架栽培系统的栽培层架下方，或中间或上方；
所述升降推拉装置包括升降机构和推拉机构；所述推拉机构上设置有推动部件和拉动部件，所述的推拉机构上设置所述可移动栽培盘装置的车子进出所述栽培空间的车子进出导轨；所述升降推拉机构设置在在所述栽培层架和所述空盘空间长度方向的两端；
所述密闭空间在所述栽培层架和空盘空间两端的升降推拉装置外侧对应位置设置种植窗口和采收窗口。
进一步地，所述空盘空间层设置在一体式层架栽培系统的每一组栽培层架的下方，所述空盘空间层底面长度方向布置满M个相互紧密相靠的没有种植植物的可移动栽培盘装置的空盘；所述的可移动栽培盘装置的数量为 N*M+M+1个。
进一步地，所述空盘空间层设置在一体式层架栽培系统的每一组栽培层架的下方，所述空盘空间层的底面长度方向设置X个没有种植植物的可移动栽培盘装置的空盘；所述的可移动栽培盘装置的空盘采用输送机构装置移动。
本实用新型的优点在于：
1、本实用新型的一种人工光植物工厂循环移动栽培方法的植物建筑，区别了现有技术的植物工厂设置在人类活动建筑内或参考人类活动建筑建设的植物工厂新建筑，把植物工厂的植物种植、采收的工作区设置在植物建筑底层的人工活动区内，在人工活动区设置空盘空间，在人工活动区两侧设置种植窗口和采收窗口，多层的栽培区设置在人工区的上面；可移动栽培盘装置通过升降推拉装置在栽培区内的任一层栽培空间进出、在任一层栽培区和人工活动区上下移动，通过人工活动区的种植窗口和采收窗口与空盘空间层循环移动。因此，本实用新型的植物幼苗—生长—成熟在一层栽培空间内完成，满足植物工厂的定时定量种植、定量产出的流水线工业化栽培要求；本实用新型的植物建筑在栽培过程人与植物隔离的状态下实现机械化自动化生产；植物生长的密闭空间小，能耗低；密闭空间的洁净度保持好，维护使用成本低；本实用新型的Y层栽培区，层数越多，栽培面积越大，植物工厂的栽培平效越高。例如在3亩的大地上盖一座植物建筑，栽培区4层，栽培空间60 层，建筑高度35米，栽培面积可达到100亩，植物建筑技术可以实现单体植物工厂的栽培面积达到上百亩或者上千亩的规模，对植物工厂大规模产业化具有推动作用。
2、本实用新型的一种人工光植物工厂循环移动栽培的一体式层架植物工厂，密闭空间可以是一个柜子，或者是人类活动建筑的房间，空盘空间层设置在栽培层架的下方，空盘空间层内的可移动栽培盘装置的空盘可以通过升降推拉装置的推拉机构移动或者输送机构装置移动，密闭空间在栽培层架和空盘空间两端的升降推拉装置外侧对应位置，一端设置种植窗口，另一端设置采收窗口；因此，本实用新型一体式层架植物工厂的植物幼苗—生长—成熟在任一层栽培空间内完成，满足植物工厂的定时定量种植、定时定量产出的流水线工业化栽培要求；本实用新型的一体式层架植物工厂在栽培过程人与植物隔离的状态下实现机械化自动化生产；植物生长的密闭空间小，能耗低；密闭空间的洁净度保持好，维护使用成本低；一体式层架植物工厂结构简单紧凑，
3、本实用新型的一体式层架栽培系统是由P(＞1)组所述的栽培层架在宽度方向无通道连续扩展组成的，栽培层架的层架是一种柜式框架层架，可移动栽培盘装置和光源板可以从层架内活动移出，移出后，柜式框架层架是一个通道走廊，因此，本实用新型与现有技术的层架之间设置通道的分布式层架结构比，具有栽培平效高，维护维修方便。
4、本实用新型的升降推拉装置，设置在栽培层架的两端，在推拉机构上设置推动部件和拉动部件及导轨；由于栽培空间内布置满M(≥1)个相互紧密相靠的可移动栽培盘装置，当在推拉机构导轨上的可移动栽培盘装置从栽培空间一端被推动部件推入时，在另一端的可移动栽培盘装置同时被推出进入另一端的推拉机构上的导轨，推拉机构上拉动部件拉动可移动栽培盘装置完全离开栽培空间进入推拉机构的导轨上，因此，本实用新型的升降推拉装置一次推拉动作，可移动栽培盘装置在栽培空间内完成一进一出；并且无论栽培空间长度多长，完成一进一出的用时都相同，因此，极大提高可移动栽培盘装置的移动效率，推拉机构结构简单，成本低。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的一体式层架植物工厂示意图。
图2是本实用新型的一体式层架栽培系统示意图
图3是本实用新型的升降推拉装置结构示意图。
图4是本实用新型的推拉机构局部结构示意图
图5是本实用新型的可移动栽培盘装置结构示意图。
图6是本实用新型的植物建筑主视图。
图7是本实用新型的植物建筑左视图。
1—栽培空间，2—空盘空间层，3—可移动栽培盘装置，4—植物建筑， 5—密闭建筑外部墙体，6--营养液供应装置，7--空气调节控制装置，8--人工活动区，9—种植窗口，10—采收窗口，11—栽培区，12—一体式层架栽培系统，13—栽培层架，14--柜式框架层架，15—车子，16—浸湿法栽培盘，17—车子轮子，18--轮子导轨，19--轮子导轨的固定架，20--光照装置，21--光源板， 22—光源板支撑结构，23--光照装置的挂件，24--电源，25--营养液注入口， 26--营养液注入口固定架，27--营养液排水槽固定架，28--营养液排水槽，29—升降推拉装置，30--升降机构，31--推拉机构，32--推动部件，33--拉动部件， 34--车子进出导轨，35--输送机构装置，36--一体式层架植物工厂，38-密闭空间。
【具体实施方式】
第一实施例：
如图1至图5所示，一种人工光植物工厂循环移动栽培的一体式层架植物工厂，包括密闭空间38、一体式层架栽培系统12、空盘空间层2、升降推拉装置29、营养液供应装置6及其空气调节控制装置7；
所述密闭空间38内设置所述一体式层架栽培系统12、所述空盘空间层2、所述升降推拉装置29、营养液供应装置6及其空气调节控制装置7；
所述一体式层架栽培系统12是由3组所述栽培层架13在宽度方向无通道连续扩展组成的；所述栽培层架13的层架是一种柜式框架层架14，所述栽培层架13的柜式框架层架14内设置所述5层栽培空间1；每一层所述栽培空间1的底面在长度方向布置满30个相互紧密相靠的可移动栽培盘装置3；每一层所述栽培空间1的底面在长度方向的两侧面设置与可移动栽培盘装置3 移动对应的轮子导轨18，每一层所述栽培空间1的顶面设置光照装置20；在每一层所述栽培空间1的侧面，对应所述可移动栽培盘装置3的上面设置有营养液注入口25，对应所述可移动栽培盘装置3下面设置有营养液排水槽28；所述营养液注入口25与所述营养液排水槽28连接到营养液供应装置6；
所述可移动栽培盘装置3，包括车子15和设置在所述车子上的浸湿法栽培盘16；所述车子底部设置有车子轮子17；所述可移动栽培盘装置3在所述轮子导轨18上移动；
所述光照装置20，包括光源板21与电源24；所述光源板21的两端设置支撑结构22；所述的光源板21的电源线与所述电源24的电源线插拔活动连接；
所述柜式框架层架14的两侧设置安装：所述光照装置20的挂件23、所述轮子导轨18的固定架19、所述营养液注入口25的固定架26、所述营养液排水槽28的固定架27；
所述光源板21的支撑结构22可活动放置在所述光照装置20的挂件23 上；所述轮子导轨18安装在所述轮子导轨18的固定架19上；所述营养液注入口25安装在的营养液注入口25的固定架26上；所述营养液排水槽28安装在所述营养液排水槽28的固定架27上；
所述空盘空间层1设置在所述一体式层架栽培系统12的栽培层架13的下方；所述空盘空间层底面长度方向布置满30个相互紧密相靠的没有种植植物的可移动栽培盘装置3的空盘；所述空盘空间层1的底面在长度方向的两侧面设置与可移动栽培盘装置3移动对应的轮子导轨18；
所述营养液供应装置设置在空盘空间层的下方；
所述升降推拉装置29包括升降机构30和推拉机构31；所述推拉机构31 上设置有推动部件32和拉动部件33，所述的推拉机构31上设置所述可移动栽培盘装置的车子进出所述栽培空间的车子进出导轨34；所述升降推拉装置 29设置在所述栽培层架13和所述空盘空间1长度方向的两侧面；
所述密闭空间38在升降推拉装置29外侧对应空盘空间层1位置设置种植窗口9和采收窗口10。
植物栽培时：
设定植物生长天数为15天，每层栽培空间内放置30个可移动栽培盘装置，则每天需要在每层栽培空间种植2个可移动栽培盘装置3空盘的植物幼苗，在每层栽培空间采收2个可移动栽培盘装置3上的植物；一体式层架植物工厂共有可移动栽培盘装置数量＝P*(N*M+M+1)＝3*(5*30+30+1)＝543个，其中一体式层架栽培系统12存450个，空盘空间层1存90个，升降推拉装置29的车子进出导轨34存3个；
植物栽培时，两端的升降推拉装置同时降到种植窗口和采收窗口位置，通过种植窗口从升降推拉装置上取出可移动栽培盘装置3的空盘，种上植物幼苗后，将其从种植窗口9推人到升降推拉装置的推拉机构的车子进出导轨上，两端的升降推拉装置通过升降机构同时上升到第五层栽培空间的对应位置，推拉机构的推动部件将其上的可移动栽培盘装置3从第五层栽培空间1 的一侧推入该层栽培空间1内，同时位于该层另一侧的可移动栽培盘装置3 被推出该层栽培空间1，然后通过推拉机构的拉动部件把可移动栽培盘装置拉出栽培空间进入推拉机构的车子进出导轨34上，两端升降推拉装置同时下降的种植窗口和采收窗口的位置，推拉机构的推动部件将其上的可移动栽培盘装置3从空盘空间层的一侧推入空盘空间层内，同时位于另一侧的可移动栽培盘装置3被推出空盘空间层，然后通过推拉机构的拉动部件把可移动栽培盘装置拉出空盘空间层进入推拉机构的车子进出导轨34上；通过种植窗口从升降推拉装置上取出可移动栽培盘装置3的空盘，种上植物幼苗；定期循环上述操作，直到每层栽培空间内的可移动栽培盘装置上种满植物为止；
按确定的植物生长周期，按上述操作方法，一体式层架植物工厂每天每层栽培空间种植2个共种植30个可移动栽培盘装置的植物幼苗，每天每层栽培空间采收2个共30个可移动栽培盘装置的成熟植物，在所述的任一层栽培空间里完成植物幼苗—生长—成熟的循环移动栽培过程。
第二实施例：
如图6至图7所示，实现的一种人工光植物工厂循环移动栽培方法的植物建筑，包括密闭建筑外部墙体5、人工活动区、Y(本实施例中，Y＝4)层栽培区、升降推动装置、营养液供应装置、及其空气调节控制装置。
密闭建筑外部墙体5内部设置人工活动区、四层栽培区、升降推拉装置、营养液供应装置、及其空气调节控制装置；空气调节控制装置包括温度、湿度、二氧化碳调节控制装置。
人工活动区设置在植物建筑的最底层；人工活动区内设置空盘空间层，空盘空间层设置5个没有种植植物的可移动栽培盘装置的空盘，空盘空间层底面设置输送机构装置；人工活动区一侧设置植物种植窗口9，另一侧设置植物采收窗口10。
四层栽培区设置在人工活动区的上面；每一层栽培区内设置一个一体式层架栽培系统12。
每个一体式层架栽培系统12的结构与第二实施例相同，是由P(本实施例中，P＝6)组栽培层架在宽度方向无通道连续扩展组成的；所述栽培层架的柜式框架层架内设置N层(本实施例中，N＝12)栽培空间。所述营养液供应装置设置在栽培空间的下方；
所述升降推拉装置29包括升降机构30和推拉机构31；所述推拉机构31 上设置有推动部件32和拉动部件33，所述的推拉机构31上设置所述可移动栽培盘装置的车子进出所述栽培空间的车子进出导轨34，升降推拉装置29 设置在四层栽培区及人工活动区的种植窗口和采收窗口的相对应两侧。
植物栽培时：
设定植物生长天数为15天，每层栽培空间内放置30个可移动栽培盘装置，则每天需要在每层栽培空间种植2个可移动栽培盘装置3空盘的植物幼苗，在每层栽培空间采收2个可移动栽培盘装置3上的植物；植物建筑共有可移动栽培盘装置数量＝Y*P*(N*M+X+1)＝4*6*(12*30+5+1)＝8784个，其中一体式层架栽培系统12存8640个，空盘空间层1存120个，升降推拉装置29 的车子进出导轨34存6个。
植物栽培时，两端的升降推拉装置同时降到种植窗口和采收窗口位置，通过种植窗口从升降推拉装置上取出可移动栽培盘装置3的空盘。
可移动栽培盘装置3的空盘种上植物幼苗后，将其从种植窗口9推人到升降推拉装置的推拉机构的车子进出导轨上，两端的升降推拉装置通过升降机构同时上升到第四层栽培区第12层栽培空间的对应位置，推拉机构的推动部件将其上的可移动栽培盘装置3从第12层栽培空间1的一侧推入该层栽培空间1内，同时位于该层另一侧的可移动栽培盘装置3被推出该层栽培空间1，然后通过推拉机构的拉动部件把可移动栽培盘装置拉出栽培空间进入推拉机构的车子进出导轨34上，两端升降推拉装置同时下降到种植窗口和采收窗口的位置，推拉机构的推动部件将其上的可移动栽培盘装置3经过采收窗口从空盘空间层的一侧推入空盘空间层内，通过空盘空间层内输送机构装置输送另一侧推动使靠外侧的可移动栽培盘装置3进入种植窗口，可移动栽培盘装置3的空盘种上植物幼苗后，定期循环上述操作，直到每层栽培空间内的可移动栽培盘装置上种满植物为止。
按确定的植物生长周期，按上述操作方法，植物建筑每天每层栽培空间种植2个共种植288个可移动栽培盘装置的植物幼苗，每天每层栽培空间采收2个共288个可移动栽培盘装置的成熟植物，在所述的任一层栽培空间里完成植物幼苗—生长—成熟的循环移动栽培过程。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施用例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
