[发明专利]一种用于植物工厂立体栽植的多层穿梭车系统及控制方法

说明书

本发明涉及智能农业装备领域，尤其涉及一种用于植物工厂立体栽植的多层穿梭车系统及控制方法。包括：上位机、栽培架、穿梭车的行走装置、抬升装置及电气控制系统；行走装置、抬升装置设于穿梭车车体内；上位机与电气控制系统无线通信；栽培架上设有营养液槽，营养液槽上设有多个栽培位；电气控制系统设于穿梭车车体内，以接收到上位机发送的任务指令后，得到作业模式和目标信息，选择并切换定位模式，根据作业流程分别驱动行走装置、抬升装置执行行走和抬升定位。本发明结构紧凑，使用作物上方的狭小空间作为其运行通道，大大提高了栽植空间的利用率；简便利用原有栽植设施，对栽植环境影响小；借助外围搬运设备的灵活转运，还具有高柔性、高可维护性的特点。

技术领域

本发明涉及智能农业装备领域，尤其涉及一种用于植物工厂立体栽植的多层穿梭车系统及控制方法。

背景技术

植物工厂是一种通过设施内高精度的环境控制，实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是由计算机对植物生长过程的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，不受或很少受自然条件制约的全新生产方式。在植物工厂中，作物生长所需光照由人工光源提供，所需营养由营养液提供，实现了可控环境下的高效生产。

按照作物的栽植生命周期，植物工厂可划分播种区、育苗区、栽培区、间苗区、采收区等功能分区。在作物的栽植过程中，需要多次在各个分区往返搬运。目前，植物工厂的整体结构设计趋于完善，但其中的自动化物流系统还非常欠缺，物流搬运作业普遍依赖于人工。传统的人工搬运的方式，其劳动强度大，作业效率低，且多层栽培架的高度较高，人工搬运不方便。此外，生产过程中有人为因素干扰，对作物的品质、卫生均有一定程度的不利影响。在CO2浓度过高的栽培区长期工作，也会对人体健康造成风险。因此，设计一种适用于植物工厂立体栽植的自动化物流装备，非常必要，且具有显著的价值。

目前，已经有个别厂商尝试将传统的仓储物流自动化装备，例如堆垛机、多层穿梭车，引入植物工厂。

这些物流装备实现了搬运作业的自动化、无人化，显著提高了生产效率。但此类装备的劣势也是明显的：

1、只能处理标准化的货物单元，只能将作物、栽培板、营养液按照周转箱式的货物单元进行封装。在这种栽植条件下，营养液无法循环，其成分配比也无法有效检测调节，对作物生长不利；

2、堆垛机、多层穿梭车需要留出巷道空间作为运行通道，占用了宝贵的栽植空间。

3、周转箱式的货物单元，其装箱、拆箱流程和动作相对复杂。

发明内容

为了满足植物工厂立体多层密集化栽植，实现物流自动化、智能化高效作业和无菌化生产，本发明提供了一种用于植物工厂立体栽植的多层穿梭车系统及控制方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种用于植物工厂立体栽植的多层穿梭车系统，包括：上位机、栽培架、电气控制系统以及与其连接的行走装置、抬升装置；所述行走装置、抬升装置设于穿梭车车体内；

其中，所述上位机与电气控制系统无线通信，用于发送任务指令至电气控制系统；

所述栽培架上设有营养液槽，按照栽培板的长度沿营养液槽无间隙连续分配栽培位。穿梭车车体以营养液槽两侧的栽培架作为轨道，承载栽培板在营养液槽上移动，并在栽培位放置栽培板；

所述行走装置、抬升装置均设有两个，且每对所述行走装置、抬升装置均对称设于穿梭车车体两侧；所述电气控制系统设于穿梭车车体内；

所述行走装置，用于接收电气控制系统的控制指令，使穿梭车车体在栽培架的轨道上移动；

所述抬升装置，用于栽培板的抬升，并完成栽培板装卸作业；