CN105409437A - 一种绿叶菜整株连续采收装置及采收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种绿叶菜整株连续采收装置及采收方法，包括机架、分禾器、松土铲、夹持拔取翻转装置、根切装置、运送装置、提升装置和行走装置。分禾器用于对收获区域的绿叶菜进行分禾扶禾；松土铲用于松动分禾器聚拢的绿叶菜根系处的土壤；夹持拔取翻转装置用于将聚拢的叶菜夹持拔取并在夹持传送过程中进行翻转；根切装置用于夹持输送过程中平稳整齐的对叶菜进行根切；运送装置用于运送拔出的绿叶菜；提升装置用于支撑夹持拔取翻转装置和调整夹持拔取翻转装置的离地高度；行走装置用于驱动机架在收获区域行进。本发明采用柔性带对行拔取方式，实现叶菜整株连续收获；采用柔性材料避免对茎叶的损伤，对蔬菜收获适应性强。
Description
技术领域
本发明属于农业机械领域，涉及一种绿叶菜的有序采收装置及采收方法，尤其是涉及一种适于鲜食绿叶菜类蔬菜的整株有序采收作业。
技术背景
我国居民喜爱绿叶蔬菜，素有“三天不吃青，两眼冒金星”的说法。绿叶菜是指以肥嫩菜叶和叶柄作为食用部位的速生性蔬菜，是一种重要营养源，在食物中的构成比例越来越高，需求量越来越大。叶菜周年均衡供应，是反映生活质量的重要标志之一。绿叶菜多茬种植，鲜食而不耐储运，须以本地城郊生产为主。因此迫切需要发展绿叶菜收获机械。
经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利“绿色蔬菜收割机”专利申请号201110260154.0和发明专利“一种设施叶菜采收机器人的在轨自走式采收装置及采收方法”专利申请号201510028490.0，均采用留茬切割、无序收获方式采收绿叶菜，这种收获方式存在以下几个问题：①茎叶割茬增加了微生物污染几率，降低了货架寿命，对后续保鲜处理提出更高要求，综合生产成本大大增加；②茎叶残留率过高、损耗过大、残茬存在有害生物需集中处理，否则侵染下茬作物；③割茬过高导致叶柄散落，只能散叶无序销售，这种售卖方式在国外容易接受，但不适合国内民众的选购习惯。
依据绿叶蔬菜根系相对较浅，主根茎部靠近土壤界面处，模仿人工收菜方式实现整株绿叶菜的完整有序收获，符合大多数人的选购习惯，能大幅提高绿叶菜的有效产量，因此，绿叶菜有序完整收获更符合我国国情，发明一种绿叶菜的整株有序采收装置及采收方法十分有必要。
发明内容
本发明针对绿叶菜类蔬菜收获存在的不足，提供了一种绿叶菜整株连续采收装置及采收方法，能够实现鲜食绿叶菜的根系铲切、植株拔取和夹持输送的整株连续采收作业。
本发明的一种绿叶菜整株连续采收装置及采收方法采用如下技术方案：机架、分禾器、松土铲、夹持拔取翻转装置、根切装置、运送装置、提升装置和行走装置。所述的机架用于支撑和固定其他装置；所述的分禾器用于对收获区域的绿叶菜进行分禾扶禾；分禾器将行内谷物茎秆集束引向切割区。所述的松土铲用于松动分禾器聚拢的绿叶菜根系处的土壤；所述的夹持拔取翻转装置用于将聚拢的叶菜夹持拔取并在夹持传送过程中进行翻转；所述的根切装置用于夹持输送过程中平稳整齐的对叶菜进行根切；所述的运送装置用于运送拔出的绿叶菜；所述的提升装置用于支撑夹持拔取翻转装置和调整夹持拔取翻转装置的离地高度；所述的行走装置用于驱动机架在收获区域行进。
所述的夹持拔取翻转装置包括柔性带、导向辊组、导向辊固定架、驱动电机。所述的导向辊固定架是平行结构，导向辊固定架上部两端与机架铰连接；所述导向辊组包括第一导向辊组、第二导向辊组、第三导向辊组和第四导向辊组；所述的四个导向辊组分别安装固定在导向辊固定架上，第一导向辊组、第二导向辊组依次安装在导向辊固定架前侧且导向辊轴线与固定架上表面垂直；第三导向辊组、第四导向辊组依次安装导向辊固定架的后侧且导向辊轴线与第一导向辊轴线垂直；第一导向辊组和第二导向辊组分别由一对直径相同的左右辊组成，第三导向辊和第四导向辊分别由一对直径相同的上下辊组成；第三导向辊组导辊直径大于其他导辊组直径；所述的柔性带表面在宽度方向设有均匀的弧形柔性凸起，所述的柔性带为左右两条，两条柔性带依次绕过四个导向辊组完成张紧，两柔性带中间形成一道空隙，柔性带在第二导向辊组与第三导向辊组之间发生90度的扭转变向；所述的驱动电机固定在机架上，驱动电机轴与减速器连接，减速器另一侧与固定安装第四导向辊组的传动轴连接，驱动电机驱动第四导向辊组的上导向辊转动，下导向辊通过传动轴上啮合的传动齿轮驱动且运动方向相反，柔性带运转；所述的柔性带做环形运动，两柔性带速度同步且环形运动方向相反，柔性带中间空隙的两相对的柔性凸起可夹持叶菜，叶菜与柔性带是柔性接触，柔性凸起间的拉力可将叶菜提起拔出；所述的分禾器将未收获的绿叶菜分禾并扶禾聚拢，深入土中的松土铲将叶菜根系的土壤松动，同时转动的两柔性带夹持住松动的叶菜，利用柔性带间的拉力可将叶菜拉拽拔出，在柔性带扭转变向段将夹持的叶菜完成90度翻转，完成叶菜翻转后向后夹持输送。夹持拔取翻转装置悬挂于机架上，由提升装置调整导向辊固定架位置，使夹持拔取翻转装置与水平地面根据需要呈一定的角度。
所述根切装置包括圆盘割刀、根切电机、驱动轴和割刀固定板。所述的圆盘割刀安装在割刀驱动轴上，圆盘割刀位于第三导向辊组和第四导向辊组之间，上下两片圆盘割刀转动方向相反，两片圆盘割刀与柔性带侧面保持一定距离，两圆盘割刀间隙与柔性带间隙侧面中心线对齐；所述的驱动轴通过轴承固定在割刀固定板上；所述的割刀固定板安装在夹持拔取翻转装置上的导向辊固定架的侧面；根切电机安装在机架上，根切电机轴与上圆盘割刀的驱动轴连接，下圆盘割刀通过驱动轴上啮合的齿轮驱动且运动方向相反；柔性带夹持翻转的绿叶菜输送过程中，根切电机驱动圆盘割刀，对柔性带翻转的绿叶菜根部进行整齐切割，减少叶菜散落量，提高蔬菜的洁净程度。
所述的提升装置包括旋转电机、支撑杆、绳索、定滑轮、滑轮、轴承座和电机支座。所述的旋转电机通过电机支座固定在机架上；所述的支撑杆通过轴承座固定在机架上，支撑杆与旋转电机固接；所述的滑轮固定在支撑杆上，所述的定滑轮固定在导向辊固定架上，滑轮与定滑轮槽面中心线重合，滑轮和定滑轮分别为对称布置；所述的绳索一端用锁扣固定在滑轮上，另一端绕过导向辊固定架上的定滑轮后用锁扣锁紧在机架上；当旋转电机转动，支撑杆带动滑轮缠绕绳索，绳索缩短拉动导向辊固定架升高，提升夹持拔取翻转装置离地高度，使夹持拔取翻转装置与水平地面根据需要呈一定的角度。
所述的运送装置包括传送带、主动辊、从动辊和电机；所述的传送带由主动辊和从动辊张紧，所述的运送装置布置在夹持翻转装置的下面，经过夹持拔取翻转装置翻转后的叶菜落到运送装置上对应的传送带上进行搬运。
一种绿叶菜整株连续采收装置的采收方法：提升装置调整夹持拔取翻转装置的离地高度，分禾器将未收获的绿叶菜分禾并扶禾聚拢，深入土中的松土铲将叶菜根系的土壤松动，同时转动的两柔性带夹持住松动的叶菜，利用柔性带间的拉力可将叶菜拉拽拔出，在柔性带扭转变向段将夹持的叶菜完成90度翻转，完成叶菜翻转后向后夹持输送，柔性带夹持翻转的绿叶菜输送过程中，根切电机驱动圆盘割刀，对柔性带翻转的绿叶菜根部进行整齐切割，夹持拔取翻转装置翻转后的叶菜落到运送装置上对应的传送带上进行搬运。
与现在技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明能实现绿叶菜一次性全部收获，收获成本低、效率高和可靠性高，能大幅提高绿叶菜的有效产量，采后加工简单方便，成品符合大多数人的选购习惯，具有更长的自然保存期。
2、本发明采用对行扶禾、破土铲根、柔顺拔取的方式完成整株连续采收，后续容易实现有序包装等工作，创新采收方法，提高采收效果，同时采用柔性夹持带减小了对茎叶的机械损伤，对蔬菜收获适应性强。
附图说明
图1为一种绿叶菜整株连续采收装置的结构图；
图2为一种绿叶菜整株连续采收装置的正视图；
图3为夹持拔取翻转装置的收获示意图；
图4为夹持拔取翻转装置的正视图；
图中：1、柔性带2、机架3、根切电机4、轴承座5、滑轮6、旋转电机7、定滑轮8、导向辊固定架9、分禾器10、松土铲11、减速器12、绳索13、铰链14、驱动电机15、传送带16、主动辊17、地面18、驱动轴19、圆盘割刀20、绿叶菜21、第一导向辊组22、第二导向辊组23、第三导向辊组24、第四导向辊组25、传动齿轮26、柔性凸起
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利进行进一步描述。本发明的一种绿叶菜的有序采收装置，如图1、2、3、4所示，所述的夹持拔取翻转装置包括柔性带(1)、导向辊组、导向辊固定架(8)、驱动电机(14)。所述的导向辊固定架(8)是平行结构，导向辊固定架上部两端与机架(2)铰连接；所述导向辊组包括第一导向辊组(21)、第二导向辊组(22)、第三导向辊组(23)和第四导向辊组(24)；所述的四个导向辊组分别安装固定在导向辊固定架(8)上，第一导向辊组(21)、第二导向辊(22)组依次安装在导向辊固定架前侧且导向辊轴线与固定架上表面垂直；第三导向辊组(23)、第四导向辊组(24)依次安装导向辊固定架的后侧且导向辊轴线与第一导向辊轴线垂直；第一导向辊组和第二导向辊组分别由一对左右辊组成，第三导向辊(23)和第四导向辊(24)分别为一对上下辊；第三导向辊组的导辊直径大于其他导辊组直径；所述的柔性带(1)表面在宽度方向设有均匀的弧形柔性凸起(26)，所述的柔性带为左右两条，两条柔性带依次绕过四个导向辊组完成张紧，两柔性带中间形成一道空隙，柔性带在第二导向辊组与第三导向辊组之间发生90度的扭转变向；所述的驱动电机(14)固定在机架上，驱动电机轴与减速器(11)连接，减速器另一侧与固定安装第四导向辊组的传动轴连接，驱动电机驱动第四导向辊组转动，柔性带运转；所述的柔性带做环形运动，两柔性带速度同步且环形运动方向相反，柔性带中间空隙的两相对的柔性凸起可夹持绿叶菜(20)，绿叶菜与柔性带是柔性接触，柔性凸起间的拉力可将绿叶菜(20)提起拔出；所述的分禾器(9)将未收获的绿叶菜(20)分禾并扶禾聚拢，深入土中的松土铲(10)将绿叶菜根系的土壤松动，同时转动的两柔性带夹持住松动的绿叶菜(20)，利用柔性带间的拉力可将叶菜拉拽拔出，在柔性带扭转变向段将夹持的绿叶菜(20)完成90度翻转，完成绿叶菜翻转后向后夹持输送。所述的松土铲(10)是前端有铲尖圆弧形铲，松过的土壤可以不被翻动直接通过铲体。夹持拔取翻转装置悬挂于机架上，由提升装置调整导向辊固定架位置，使夹持拔取翻转装置与水平地面呈一定的角度。
如图1、3、4所示，所述根切装置包括圆盘割刀(19)、根切电机(3)、驱动轴(18)和割刀固定板。所述的圆盘割刀(19)安装在驱动轴上，圆盘割刀位于第三导向辊组(23)和第四导向辊组(24)之间，上下两片圆盘割刀转动方向相反，两片圆盘割刀与柔性带(1)侧面保持一定距离，两圆盘割刀间隙与柔性带(1)间隙侧面中心线对齐；所述的驱动轴(18)通过轴承固定在割刀固定板上；所述的割刀固定板安装在夹持拔取翻转装置上的导向辊固定架的侧面；所述的根切电机(3)安装在机架上，根切电机轴与上圆盘割刀的驱动轴(18)连接，下圆盘割刀通过驱动轴上啮合的齿轮驱动且运动方向相反；柔性带夹持翻转的绿叶菜输送过程中，根切电机驱动圆盘割刀，对柔性带翻转的绿叶菜根部进行整齐切割，减少叶菜散落量，提高蔬菜的洁净程度。
如图1、2所示所述的提升装置包括旋转电机(6)、支撑杆、绳索(12)、定滑轮(7)、滑轮(5)、轴承座(4)和电机支座。所述的旋转电机(6)通过电机支座固定在机架(2)上；所述的支撑杆通过轴承座(4)固定在机架上，支撑杆与旋转电机固接；所述的滑轮(5)固定在支撑杆上，所述的定滑轮(7)固定在导向辊固定架上，滑轮与定滑轮槽面中心线重合，滑轮和定滑轮分别为对称布置；所述的绳索(7)一端用锁扣固定在滑轮(5)上，另一端绕过导向辊固定架上的定滑轮(7)后用锁扣锁紧在机架(2)上；当旋转电机(6)转动，支撑杆带动滑轮(5)缠绕绳索，绳索缩短拉动导向辊固定架升高，提升夹持拔取翻转装置离地高度，使夹持拔取翻转装置与水平地面呈一定的角度。
如图2、3所示，所述的运送装置包括传送带(15)、主动辊(16)和电机。所述的传送带(15)由主动辊和从动辊张紧，所述的运送装置布置在夹持翻转装置的下面，经过夹持拔取翻转装置翻转后的绿叶菜(20)落到运送装置上对应的传送带上进行搬运。
本发明的工作过程：提升装置调整夹持拔取翻转装置的离地高度，分禾器将未收获的绿叶菜分禾并扶禾聚拢，深入土中的松土铲将叶菜根系的土壤松动，同时转动的两柔性带夹持住松动的叶菜，利用柔性带间的拉力可将叶菜拉拽拔出，在柔性带扭转变向段将夹持的叶菜完成90度翻转，完成叶菜翻转后向后夹持输送，柔性带夹持翻转的绿叶菜输送过程中，根切电机驱动圆盘割刀，对柔性带翻转的绿叶菜根部进行整齐切割，夹持拔取翻转装置翻转后的叶菜落到运送装置上对应的传送带上进行搬运。
Claims (2)
1.一种绿叶菜整株连续采收装置，其特征在于包括机架、分禾器、松土铲、夹持拔取翻转装置、根切装置、运送装置、提升装置和行走装置组成；
所述的夹持拔取翻转装置包括柔性带、导向辊组、导向辊固定架、驱动电机；所述的导向辊固定架是平行结构，导向辊固定架上部两端与机架铰连接；所述导向辊组包括第一导向辊组、第二导向辊组、第三导向辊组和第四导向辊组；所述的四个导向辊组分别安装固定在导向辊固定架上，第一导向辊组、第二导向辊组依次安装在导向辊固定架前侧且导向辊轴线与固定架上表面垂直；第三导向辊组、第四导向辊组依次安装导向辊固定架的后侧且导向辊轴线与第一导向辊轴线垂直；第一导向辊组和第二导向辊组分别由一对直径相同的左右辊组成，第三导向辊和第四导向辊分别由一对直径相同的上下辊组成；第三导向辊组导辊直径大于其他导辊组直径；所述的柔性带表面在宽度方向设有均匀的弧形柔性凸起，所述的柔性带为左右两条，两条柔性带依次绕过四个导向辊组完成张紧，两柔性带中间形成一道空隙，柔性带在第二导向辊组与第三导向辊组之间发生90度的扭转变向；所述的驱动电机固定在机架上，驱动电机轴与减速器连接，减速器另一侧与固定安装第四导向辊组的传动轴连接，驱动电机驱动第四导向辊组的上导向辊转动，下导向辊通过传动轴上啮合的传动齿轮驱动且运动方向相反，柔性带运转；所述的柔性带做环形运动，两柔性带速度同步且环形运动方向相反，柔性带中间空隙的两相对的柔性凸起能夹持叶菜，叶菜与柔性带是柔性接触，柔性凸起间的拉力能将叶菜提起拔出；所述的分禾器将未收获的绿叶菜分禾并扶禾聚拢，深入土中的松土铲将叶菜根系的土壤松动，同时转动的两柔性带夹持住松动的叶菜，利用柔性带间的拉力能将叶菜拉拽拔出，在柔性带扭转变向段将夹持的叶菜完成90度翻转，完成叶菜翻转后向后夹持输送；夹持拔取翻转装置悬挂于机架上，由提升装置调整导向辊固定架位置，使夹持拔取翻转装置与水平地面根据需要呈一定的角度；
所述根切装置包括圆盘割刀、根切电机、驱动轴和割刀固定板；所述的圆盘割刀安装在割刀驱动轴上，圆盘割刀位于第三导向辊组和第四导向辊组之间，上下两片圆盘割刀转动方向相反，两片圆盘割刀与柔性带侧面保持一定距离，两圆盘割刀间隙与柔性带间隙侧面中心线对齐；所述的驱动轴通过轴承固定在割刀固定板上；所述的割刀固定板安装在夹持拔取翻转装置上的导向辊固定架的侧面；根切电机安装在机架上，根切电机轴与上圆盘割刀的驱动轴连接，下圆盘割刀通过驱动轴上啮合的齿轮驱动且运动方向相反；柔性带夹持翻转的绿叶菜输送过程中，根切电机驱动圆盘割刀，对柔性带翻转的绿叶菜根部进行整齐切割，减少叶菜散落量，提高蔬菜的洁净程度；
所述的提升装置包括旋转电机、支撑杆、绳索、定滑轮、滑轮、轴承座和电机支座；所述的旋转电机通过电机支座固定在机架上；所述的支撑杆通过轴承座固定在机架上，支撑杆与旋转电机固接；所述的滑轮固定在支撑杆上，所述的定滑轮固定在导向辊固定架上，滑轮与定滑轮槽面中心线重合，滑轮和定滑轮分别为对称布置；所述的绳索一端用锁扣固定在滑轮上，另一端绕过导向辊固定架上的定滑轮后用锁扣锁紧在机架上；当旋转电机转动，支撑杆带动滑轮缠绕绳索，绳索缩短拉动导向辊固定架升高，提升夹持拔取翻转装置离地高度，使夹持拔取翻转装置与水平地面根据需要呈一定的角度；
所述的运送装置包括传送带、主动辊、从动辊和电机；所述的传送带由主动辊和从动辊张紧，所述的运送装置布置在夹持翻转装置的下面，经过夹持拔取翻转装置翻转后的叶菜落到运送装置上对应的传送带上进行搬运。
2.如权利要求1所述一种绿叶菜整株连续采收装置的采收方法，其特征在于包括如下步骤：提升装置调整夹持拔取翻转装置的离地高度，分禾器将未收获的绿叶菜分禾并扶禾聚拢，深入土中的松土铲将叶菜根系的土壤松动，同时转动的两柔性带夹持住松动的叶菜，利用柔性带间的拉力能将叶菜拉拽拔出，在柔性带扭转变向段将夹持的叶菜完成90度翻转，完成叶菜翻转后向后夹持输送，柔性带夹持翻转的绿叶菜输送过程中，根切电机驱动圆盘割刀，对柔性带翻转的绿叶菜根部进行整齐切割，夹持拔取翻转装置翻转后的叶菜落到运送装置上对应的传送带上进行搬运。
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