CN105248038A - 自动化谷荻采摘分拣设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物可食部分采集机械，具体的说是自动化谷荻采摘分拣设备，包括采摘设备、传送设备和分拣设备；采摘设备设置在传送设备前部；分拣设备设置在传送设备后部；采摘设备包括定位装置、复原装置、采摘装置、换位装置和支架；定位装置和采摘装置分别设置在换位装置的上下方；定位装置用于将谷荻位置确定，以便采摘装置进行采摘；分拣设备包括竖立传送带、筛孔、收集箱、杂料箱和挡板；竖立传送带位于收集箱上方，竖立传送带一端安装在水平辊上，另一端安装在竖直辊上，竖立传送带用于将横置的谷荻转换成竖直摆放以便筛选。本发明可以实现自动化的谷荻定位、采摘、分拣和收集，相比于现有的手工采摘方式具有显著的进步。

Description

自动化谷荻采摘分拣设备

技术领域

本发明涉及一种植物可食部分采集机械，具体的说是自动化谷荻采摘分拣设备。

背景技术

谷荻是多年生草本植物茅草处于花苞时期的花穗。茅草萌出的芽儿，可能先是谷荻，也可能是谷荻和包着谷荻的一片叶儿同时长出，或者只有叶子而没有谷荻。由于茅草生长的环境不同，土地或干或湿，则长出的谷荻有胖有瘦，有长有短，或许是品种不同。谷荻一般是细圆锥形的，多数有三分之二露在地面外，另三分之一在泥土中，有些谷荻特别难提。

将谷荻外皮剥开后，内部是白白软软的花苞，可以食用，味道鲜嫩，带着春天的清香，并伴有微微的甜味，是难得的美味，很多老一辈的和农村的孩子都品尝过。随着社会的发展，食物的种类越来越多，食用绿色环保食物成为社会的主流。谷荻作为一种天然的食物，被很多孩子追捧，在经过现代的加工和保鲜后味道更佳。但是现在人们采摘谷荻的方式仍然是采用传统手工拔取的方式，效率低下，在谷荻较多时劳动量较大。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了自动化谷荻采摘分拣设备，可以实现自动化的谷荻定位、采摘、分拣和收集，相比于现有的手工采摘方式具有显著的进步。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：自动化谷荻采摘分拣设备，包括采摘设备、传送设备和分拣设备；所述的采摘设备设置在传送设备前部；所述的分拣设备设置在传送设备后部。

所述的采摘设备包括定位装置、复原装置、采摘装置、换位装置和支架；所述的支架底部设置有液压起降装置；所述的换位装置包括旋转框、旋转轴和用来驱动旋转轴的旋转电机；所述的旋转框呈长方体框架形；所述的旋转轴设置在旋转框中心，该旋转轴一端与支架旋转连接，旋转轴的另一端与旋转电机连接，旋转轴转动会带动旋转框转动；所述旋转电机固定在支架上；所述的定位装置固定在换位装置的上部，定位装置包括成型箱、发光装置和传感器；所述的成型箱内设置有空腔，该空腔内设置有橡皮泥，橡皮泥在空腔内均匀分布，在旋转框将定位装置转向下方时，支架底部的液压起降装置带动定位装置向下移动，在地上的谷荻位置，定位装置空腔内的橡皮泥被扎出小洞，而其它区域完好；所述的发光装置和传感器分别设置在成型箱两侧，发光装置发出光线照射到成型箱内的橡皮泥上，橡皮泥上被谷荻扎出的小洞亮度低于其周围亮度，传感器通过分析其亮度确定出谷荻的位置；所述的复原装置设置在采摘设备正上方，复原装置包括压板、带动压板上下运动的伸缩机构和驱动伸缩机构运行的驱动装置，伸缩机构带动压板向下运动时，压板压在橡皮泥上使其表面恢复平整；所述的采摘装置固定在换位装置下部，采摘装置包括固定盘、机械手和移动单元；所述的固定盘内设置有空腔，该空腔内设置有倒“T”形的固定单元，相邻固定单元之间设置有间隙；所述的移动单元设置在相邻固定单元之间的间隙内，移动单元呈立方体，移动单元顶面四角设置有横向轮四个和纵向轮四个，移动单元通过横向轮和纵向轮的配合转动来实现在相邻固定单元之间的间隙内移动；所述的机械手固定在移动单元底部。

所述的传送设备包括接收传送带和提升传送带；所述的接收传送带水平放置在采摘设备后侧，且接收传送带前端部分设置在采摘装置底部，接收传送带用来将采摘装置采下的谷荻向后传送；所述的提升传送带前端向下倾斜设置在接收传送带末端下方，提升传送带上设置有横向的凹槽，该凹槽用于避免谷荻从提升传送带上滑下。

所述的分拣设备包括竖立传送带、筛孔、收集箱、杂料箱和挡板；所述的竖立传送带位于收集箱上方，竖立传送带一端安装在水平辊上，该端设置在提升传送带末端下方，竖立传送带另一端安装在竖直辊上，竖立传送带用于将横置的谷荻转换成竖直摆放以便筛选；所述的杂料箱设置在竖立传送带尾部下方；所述的挡板沿着竖立传送带设置；所述的筛孔设置在收集箱顶面上，且筛孔设置在竖立传送带和挡板之间。

优选的，所述成型箱空腔底面上设置有倒圆台形的粘接台，该粘接台可防止成型箱内橡皮泥脱落。

优选的，所述的发光装置呈长棒形，发光装置与成型箱上表面平行，使照射在成型箱上的光线均匀。

优选的，所述的竖立传送带上设置有方条形的褶片，该褶片可防止谷荻在竖立过程中滑倒。

优选的，所述的机架和分拣设备底部均设置有滚轮。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的自动化谷荻采摘分拣设备，利用谷荻尖锐的特点，使用平整的橡皮泥按压在谷荻上，通过对橡皮泥上的小孔定位来间接对谷荻进行定位，定位精确，该方法具有开拓性的创新；；

(2)本发明的自动化谷荻采摘分拣设备，通过将机械手卡在倒置的缝隙内，使机械手可在倒置的平面上移动，减少了机械臂的长度，扩大了机械手采摘的有效范围，并可安装多个机械手提高采摘效率；

(3)本发明的自动化谷荻采摘分拣设备，可以实现自动化的谷荻定位、采摘、分拣和收集，相比于现有的手工采摘方式具有显著的效果和实质性的进步。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明左侧视角的立体结构示意图；

图2是本发明右侧视角的立体结构示意图；

图3是采摘设备的立体结构示意图；

图4是采摘设备的主视图；

图5是固定盘的仰视图；

图6是图5中A-A面的断面图；

图7是图5中B-B面的断面图；

图8是移动单元的立体结构示意图；

图9是成型箱的立体结构示意图；

图10是分拣设备的立体结构示意图；

图中：1-采摘设备，2-传送设备，3-分拣设备，11-定位装置，12-复原装置，13-采摘装置，14-换位装置，15-支架，21-接收传送带，22-提升传送带，31-竖立传送带，32-筛孔，33-收集箱，34-杂料箱，35-挡板，111-成型箱，112-发光装置，113-传感器，121-压板，122-伸缩机构，123-驱动装置，131-固定盘，132-机械手，133-移动单元，141-旋转框，142-旋转轴，143-旋转电机，1111-粘接台，1311-固定单元，1331-横向轮，1332-纵向轮。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1，本实施例的自动化谷荻采摘分拣设备，包括采摘设备1、传送设备2和分拣设备3；所述的采摘设备1设置在传送设备2前部；所述的分拣设备3设置在传送设备2后部。

如图3、图4，所述的采摘设备1包括定位装置111、复原装置12、采摘装置13、换位装置14和支架15；所述的支架15底部设置有液压起降装置；所述的换位装置14包括旋转框141、旋转轴142和用来驱动旋转轴142的旋转电机143；所述的旋转框141呈长方体框架形；所述的旋转轴142设置在旋转框141中心，该旋转轴142一端与支架15旋转连接，旋转轴142的另一端与旋转电机143连接，旋转轴142转动会带动旋转框141转动；所述旋转电机142固定在支架15上。

如图3、图4、图9，所述的定位装置111固定在换位装置14的上部，定位装置111包括成型箱111、发光装置112和传感器113；所述的成型箱111内设置有空腔，该空腔内设置有橡皮泥，橡皮泥在空腔内均匀分布，成型箱111空腔底面上设置有倒圆台形的粘接台1111，该粘接台1111可防止成型箱111内橡皮泥脱落，在旋转框141将定位装置11转向下方时，支架15底部的液压起降装置带动定位装置11向下移动，在地上有谷荻的位置，定位装置11空腔内的橡皮泥被扎出小洞，而其它区域完好；所述的发光装置112和传感器113分别设置在成型箱111两侧，发光装置112发出光线照射到成型箱111内的橡皮泥上，橡皮泥上被谷荻扎出的小洞亮度低于其周围亮度，传感器113通过分析其亮度确定出谷荻的位置，发光装置112呈长棒形，发光装置112与成型箱111上表面平行，使照射在成型箱111上的光线均匀；所述的复原装置12设置在采摘设备1正上方，复原装置12包括压板121、带动压板121上下运动的伸缩机构122和驱动伸缩机构122运行的驱动装置123，伸缩机构122带动压板121向下运动时，压板121压在橡皮泥上使其表面恢复平整；所述的采摘装置13固定在换位装置14下部，采摘装置13包括固定盘131、机械手132和移动单元133,。

如图5、图6、图7，所述的固定盘131内设置有空腔，该空腔内设置有倒“T”形的固定单元1311，相邻固定单元1311之间设置有间隙。

如图4、图8，所述的移动单元133设置在相邻固定单元1311之间的间隙内，移动单元133呈立方体，移动单元133顶面四角设置有横向轮1331四个和纵向轮1332四个，移动单元133通过横向轮1331和纵向轮1332的配合转动来实现在相邻固定单元1311之间的间隙内移动；所述的机械手132固定在移动单元133底部。

如图2，所述的传送设备2包括接收传送带21和提升传送带22；所述的接收传送带21水平放置在采摘设备1后侧，且接收传送带21前端部分设置在采摘装置13底部，接收传送带21用来将采摘装置13采下的谷荻向后传送；所述的提升传送带22前端向下倾斜设置在接收传送带21末端下方，提升传送带22上设置有横向的凹槽，该凹槽用于避免谷荻从提升传送带22上滑下。

如图1、图2、图10，所述的分拣设备3包括竖立传送带31、筛孔32、收集箱33、杂料箱34和挡板35；所述的竖立传送带31位于收集箱33上方，竖立传送带31一端安装在水平辊上，该端设置在提升传送带22末端下方，竖立传送带31另一端安装在竖直辊上，竖立传送带31用于将横置的谷荻转换成竖直摆放以便筛选；竖立传送带31上设置有方条形的褶片，该褶片可防止谷荻在竖立过程中滑倒；所述的杂料箱34设置在竖立传送带31尾部下方；所述的挡板35沿着竖立传送带31设置；所述的筛孔32设置在收集箱33顶面上，且筛孔32设置在竖立传送带31和挡板35之间；所述的机架15和分拣设备3底部均设置有滚轮。

本实施例的自动化谷荻采摘分拣设备在使用时，采摘设备1中旋转框141将定位装置11转向下方，支架15底部的液压起降装置带动定位装置11向下移动，在地上有谷荻的位置，定位装置11空腔内的橡皮泥被扎出小洞，而其它区域依然平整；转动旋转框141将定位装置11转向上方，而采摘装置13相应地被转到下方；发光装置112发出光线照射到成型箱111内的橡皮泥上，橡皮泥上被谷荻扎出的小洞亮度低于平整部分亮度，传感器113通过分析其亮度确定出地上谷荻的位置；驱动装置123通过驱动伸缩机构122带动压板121向下运动时，压板121压在橡皮泥上使其表面恢复平整以待下次使用，与此同时，移动单元133通过横向轮1331和纵向轮1332的配合转动在相邻固定单元1311之间的间隙内移动，固定在移动单元133底部的机械手132在传感器113所确定的谷荻位置将谷荻夹取并移动到固定盘131末端将谷荻放到接收传送带21上，接收传送带21将谷荻带到提升传送带22上并传送到竖立传送带31上，谷荻在竖立传送带31上由横置状态转换为竖直状态，并在经过筛孔32时掉入收集箱33，而夹取的草叶则掉入末端的杂料箱34。

发明人使用本发明的自动化谷荻采摘分拣设备和传统手工操作方式分别对谷荻密度相同的两块100㎡的土地进行实地采摘，并将结果进行了统计和对比，统计数据如表1所示：

对比项目	本发明设备	传统手工采摘	备注
				采出数量(株)	1621	1633	采出数量相差0.7％
遗漏数量(株)	4	1	遗漏数量相差3株
				遗漏数量所占比例	0.2％	0.06％	遗漏比例相差0.14％
所用时间(min)	8	93	省时10.4倍

表1的结果表明，使用本发明的自动化谷荻采摘分拣设备和传统手工操作方式相比，采摘相同面积的谷荻，遗漏比例只相差0.14％，而省时可达10.4倍，取得了预想不到的技术效果，具有突出的实质性特点和显著的进步。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.自动化谷荻采摘分拣设备，其特征在于：包括采摘设备(1)、传送设备(2)和分拣设备(3)；所述的采摘设备(1)设置在传送设备(2)前部；所述的分拣设备(3)设置在传送设备(2)后部；其中：

所述的采摘设备(1)包括定位装置(11)、复原装置(12)、采摘装置(13)、换位装置(14)和支架(15)；所述的换位装置(14)包括旋转框(141)、旋转轴(142)和用来驱动旋转轴(142)的旋转电机(143)；所述的旋转框(141)呈长方体框架形；所述的旋转轴(142)设置在旋转框(141)中心，该旋转轴(142)一端与支架(15)旋转连接，旋转轴(142)的另一端与旋转电机(143)连接；所述旋转电机(142)固定在支架(15)上；所述的定位装置(11)固定在换位装置(14)的上部，定位装置(11)包括成型箱(111)、发光装置(112)和传感器(113)；所述的成型箱(111)内设置有空腔，该空腔内设置有橡皮泥；所述的发光装置(112)和传感器(113)分别设置在成型箱(111)两侧；所述的复原装置(12)设置在采摘设备(1)正上方，复原装置(12)包括压板(121)、带动压板(121)上下运动的伸缩机构(122)和驱动伸缩机构(122)运行的驱动装置(123)；所述的采摘装置(13)固定在换位装置(14)下部，采摘装置(13)包括固定盘(131)、机械手(132)和移动单元(133)；所述的固定盘(131)内设置有空腔，该空腔内设置有倒“T”形的固定单元(1311)，相邻固定单元(1311)之间设置有间隙；所述的移动单元(133)设置在相邻固定单元(1311)之间的间隙内，移动单元(133)呈立方体，移动单元(133)顶面四角设置有横向轮(1331)四个和纵向轮(1332)四个；所述的机械手(132)固定在移动单元(133)底部；所述的支架(15)底部设置有液压起降装置；

所述的传送设备(2)包括接收传送带(21)和提升传送带(22)；所述的接收传送带(21)水平放置在采摘设备(1)后侧，且接收传送带(21)前端部分设置在采摘装置(13)底部；所述的提升传送带(22)前端向下倾斜设置在接收传送带(21)末端下方，提升传送带(22)上设置有横向的凹槽；

所述的分拣设备(3)包括竖立传送带(31)、筛孔(32)、收集箱(33)、杂料箱(34)和挡板(35)；所述的竖立传送带(31)位于收集箱(33)上方，竖立传送带(31)一端安装在水平辊上，该端设置在提升传送带(22)末端下方，竖立传送带(31)另一端安装在竖直辊上；所述的杂料箱(34)设置在竖立传送带(31)尾部下方；所述的挡板(35)沿着竖立传送带(31)设置；所述的筛孔(32)设置在收集箱(33)顶面上，且筛孔(32)设置在竖立传送带(31)和挡板(35)之间。

2.根据权利要求1所述的自动化谷荻采摘分拣设备，其特征在于：所述成型箱(111)空腔底面上设置有倒圆台形的粘接台(1111)。

3.根据权利要求1所述的自动化谷荻采摘分拣设备，其特征在于：所述的发光装置(112)呈长棒形，发光装置(112)与成型箱(111)上表面平行。

4.根据权利要求1所述的自动化谷荻采摘分拣设备，其特征在于：所述的竖立传送带(31)上设置有方条形的褶片。

5.根据权利要求1所述的自动化谷荻采摘分拣设备，其特征在于：所述的机架(15)和分拣设备(3)底部均设置有滚轮。