CN105724081A - 一种苗菜自动种植装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苗菜自动种植装置及系统，属于农业技术领域，该装置包括：架体、种植单元和行车装置；其中，架体包括主体和行车停留架，在架体的上部内侧设有行车导轨；其中，种植单元包括培养基质、容器和支撑板；培养基质置于容器内，支撑板架设于架体底部之上，位于容器下部；其中，行车装置包括自动播种装置、自动洒水施肥装置和自动收割装置。本发明苗菜自动种植装置及系统，实现苗菜种植的播种、洒水施肥和收割自动一体化模式，从而实现苗菜的自动化种植。而且，对于行车装置的优化合理设计，能够直接提供种植各个过程中的效率，降低人力成本的同时，还有效缩短了种植周期，增加了经济效益。

Description

一种苗菜自动种植装置及系统

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，涉及一种苗菜自动种植装置及系统，尤其涉及一种苗菜自动化播种、洒水施肥和自动收割采集的装置，以及由该装置组成的规模种植系统。

背景技术

苗菜具有种植洁净、营养丰富和生长周期较短的特点，广受人们的青睐。随着人们对苗菜营养价值的不断关注，苗菜的不同类型及不同种植方式取得了较为广泛的发展。

目前，在苗菜种植领域，已经呈现出较大规模的种植趋势，大规模种植除了可控环境因素必须予以考虑之外，另外最为重要的是两个方面：种植的规模和人力成本。

为提高产量，种植的规模需要不断扩大，在有效的种植面积内提供产量的难度是较大的，这是因为苗菜种植技术相对稳定，提高产量一般意味着必须增加有效种植面积，而增加有效种植面积，则意味着需要扩大种植场地。

人力成本也是规模化种植的限制因素，随着经济的发展，人力成本呈现出不断上升的趋势，因此，大规模生产中必须慎重考虑人力成本。现今，苗菜的种植，仅靠人力已经不能满足大规模的生产，规模种植还是需要依靠一定的自动化机械设备，以降低人力成本，缩短种植周期。

结合以上两点，现在苗菜种植的规模化种植就存在以下问题：

第一，扩大种植场地的扩大，一方面增加了环境因素控制的难度，而且，用地成本提高，另一方面，场地扩大，对自动化机械的设计和运行也是不小的要求。

第二，通过层叠的方式，合理利用空间，苗菜种植采用多层结构，这个目前也得到相应发展，但是仍然存在很多问题。一方面，是苗菜层叠之后，对于人力的要求提高，多层结构不便于管理，需要增加人力；而且简单的多层结构并不便于统一操作，还是需要人力解决播种和收割的问题，对人力的要求非常之高，大规模机械化难以实现。

如何在提高种植场地空间利用率的基础之上，做到自动机械化，进一步缩短种植周期，降低人力成本是苗菜规模种植面临的核心问题。

发明内容

本发明的解决的技术问题针对苗菜规模种植中自动一体化的技术问题，克服苗菜种植不能实现自动播种、洒水施肥和自动收割的缺陷，提供一种苗菜自动种植装置及系统。

本发明的技术方案：

一种苗菜自动种植装置，包括：架体、种植设备和行车装置；

其中，架体为框架结构，可以为方形框架、扇形框架或环形框架，在架体内设置行车导轨，用于行车通过，方形框架或扇形框架，在架体两端设有行车停留架，用于停留行车装置；环形框架可以其中一处设置行车停留架；

其中，种植设备设于架体内底部，包括容器、培养基质和垫板，其中培养基质置于容器内，垫板铺设于架体底部，在垫板之上放置容器，种植设备构成苗菜种植区；

本发明的一个实施方式，容器为网袋，其孔径根据培养基质的选择而已，具有透气和滤水的作用；垫板作用于支撑网袋，避免变形或直接与架体底面接触。

其中，行车装置包括自动播种行车、自动洒水施肥行车和自动收割行车；行车装置在苗菜种植区上运行；

其中，所述自动播种行车，包括行车架、驱动电机、电源、控制开关和播种单元；其中，行车架用于支持其他部件；所述播种单元由滚筒、料仓和滚筒电机构成；滚筒中心轴架设在行车架下部，其中心轴与行车运行方向垂直，即与种植区垂直；中心轴一端与滚筒电机相连；料仓设于滚筒中上部，其底板向下倾斜至滚筒表面，料仓底板与料仓前侧壁之间为料仓出料口；在滚筒表面设有孔结构或槽结构，以便于容纳种子；

所述自动洒水施肥行车，包括行车架、驱动电机、电源、控制开关和水箱单元；其中水箱单元包括水箱、导流管、喷水开关和喷头，喷头设于水箱底部，通过导流管与水箱相连，在导流管上设有喷水开关；

所述自动收割行车，包括行车架、驱动电机、电源、控制开关和收割单元；其中，收割单元包括刀片组件和切割电机，所述刀片组件包括切割刀片、刀片支架和连接杆，切割刀片安装于刀片支架底部；刀片支架架设在行车架之上，与种植区垂直，其宽度要小于种植区宽度，连接杆与刀片支架相连；切割电机与连接杆相连，其中切割电机的转轴与行车运行方向平行，运行时，连接杆带动刀片支架左右运动，即在种植区的垂直方向运动，以便收割苗菜。

本发明的一个实施方式，自动播种行车还包括耕地单元，所述耕地单元设于播种单元前部，包括耕地耙和耕地耙电机，耕地耙中心轴架设在行车架底部，与种植区垂直，其中心轴一端与耕地耙电机相连，通过耕地耙的转动，实现耕地的效果。

作为优选，在耕地单元上部设置防护罩，避免培养基质在运行过程中被带出或污染其他部件；

本发明的一个实施方式，自动播种行车还包括压实单元，所述压实单元设于播种单元后部，包括支撑架和压实滚轮，支撑架上端与行车架相连，下部连接压实滚轮的两端，压实单元用于压实培养基质表面，便于种子进入培养基质。

作为优选，压实单元包括的包括两个支撑杆和一个压实滚轮，支撑杆上端与行车架相连，下端分别与压实滚轮相连，更优地，支撑杆具有伸缩结构，可调节压实滚轮的高度。

本发明的一个实施方式，是在自动播种行车中播种单元滚筒表面设置多条水平或横向的线槽，槽内部为倾斜角结构，根据滚筒滚动方向的不同，采用向上或向下的倾斜角结构。

本发明的一个实施方式，所述自动收割行车还包括拨片装置，拨片装置设于收割单元前部，包括拨片滚筒和拨片电机，拨片滚筒中心轴两端架设在行车架底部，其滚筒中心轴垂直于种植区；拨片电机与拨片滚筒相连，拨片装置将苗菜拨向切割单元，便于收割。

本发明的一个实施方式，所述自动收割行车还包括收集单元，位于收割单元后部，收集单元包括输送滚筒和输送带，输送滚筒两端架设在行车架底部，输送滚筒后部设置输送带，输送带向架体一侧传输，输送带与行车架相连。

本发明的一个实施方式，收割单元包括两组刀片组件，其中，两个切割刀片上下层叠设置，切割电机轴一端设有凸轮轴，凸轮轴与行车运行方向平行，切割电机轴的另一端和凸轮轴一端各连接一个连接杆，通过切割电机轴的运动，带动连接杆，实现切割刀架的交错运动，进一步实现切割刀片的水平切割交错运动。

作为优选，由于两个刀片支架的运行方向相反，可以在两个刀架临近的位置内侧，平行与运动方向，各设置锯齿结构，在两个锯齿结构之间设置至少一组齿轮，两个刀片支架通过齿轮相连，以平衡切割刀架的交错运动，增加稳定性。

本发明的一个实施方式，在行车架内原切割单元的位置，设置一个升降架结构，由升降电机控制升降，切割单元的切割刀架架设在升降架结构上，通过升降架的升降，控制切割刀架，更为具体的是控制切割刀片的高度。

本发明的一个实施方式，是在架体内一侧设置传送带，位于种植区一侧，自动收割行车中的输送带将收割完成的苗菜输送传动带上，由传送带传送到架体一端，便于收集。

一种苗菜自动种植系统，至少两组苗菜自动种植装置在空间上水平或竖直叠加放置，或水平、竖直组合放置。

其中，所述种植系统为多层种植系统，在架体行车停留架上设置升降结构，用于行车装置在单个苗菜自动种植装置中上下移动，实现一体化操作。

其中，所述种植系统为平层种植系统，在架体行车停留架上设置水平移动结构，用于行车装置在单个苗菜自动种植装置中水平移动

有益效果

本发明一种苗菜自动种植装置及系统，是在苗菜种植空间利用技术的基础之上，将苗菜规模种植分为若干单个种植装置，单个种植装置又由单栏苗菜种植构成，单栏苗菜，根据空间的调整架体的长度，通过在架体内架设功能行车，实现苗菜种植的播种、洒水施肥和收割自动一体化模式，从而实现苗菜的自动化种植。而且，对于行车装置的优化合理设计，能够直接提供种植各个过程中的效率，降低人力成本的同时，还有效缩短了种植周期，增加了经济效益。

以单个种植装置为基础的种植系统，是将苗菜种植的空间利用率发挥到极致，将多个种植装置通过水平放置或叠加放置，将行车装置在各个单个种植栏中实现统一一体化运作，不仅可有效降低成本，而且还可实现大规模的苗菜种植，具有非常理想的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明一种苗菜自动种植装置结构示意图。

图中：10、架体；102、行车导轨；20、行车停留架；301、网袋；302、支撑板；40、自动播种装置；50、自动洒水施肥装置；60、自动收割装置；70、传送带。

图2是本发明苗菜自动种植装置自动播种行车结构示意图。

图中：41、自动播种行车架；421、自动播种驱动电机；422、行车轮；43、播种单元；44、耕地单元；433、料仓；443、防护罩；45、压实单元；46、播种控制开关。

图3是本发明苗菜自动种植装置自动播种行车局部结构示意图。

图中：41、自动播种行车架；431、滚筒；433、料仓；441、耕地耙；443、防护罩；451、滚轮；452、手柄；453、支撑杆；455、固定架。

图4是本发明苗菜自动种植装置自动洒水施肥行车结构示意图。

图中：51、自动洒水施肥行车架；521、自动洒水施肥驱动电机；531、水箱；532、导流管；533、喷头。

图5是本发明苗菜自动种植装置自动洒水施肥行车底部结构示意图。

图中：51、自动洒水施肥行车架；532、导流管；533、喷头；534、电磁阀；54、自动洒水施肥行车控制开关。

图6是本发明苗菜自动种植装置自动收割行车结构示意图。

图中：61、自动收割行车架；62、支撑架；621、拨片滚筒轴孔；622、输送滚筒轴孔；631、切割电机；643、挡片；651、输送滚筒；653、输送带；66、自动收割装置控制开关。

图7是本发明苗菜自动种植装置自动收割行车中收割刀架结构示意图。

图中：631、切割电机；632-1、第一连接杆；632-2、第二连接杆；633-1、第一刀片支架；633-2、第二刀片支架；634-1、第一切割刀片；634-2、第二切割刀片；635、锯齿结构；636、齿轮；637、圆杆。

图8是本发明一种苗菜自动种植系统结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“前、后”的含义指的是自动收割装置在实现自动收割采集功能时运行的方向为前，反之为后。

本发明中所述的“左、右”的含义指的是自动收割装置在实现自动收割采集功能时运行的方向左侧为左，运行的方向右侧为右。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

下面结合附图1-8对本发明进行详细的说明：

本发明的技术方案：

一种苗菜自动种植装置，如图1-7所示，该装置包括：架体10、种植单元和行车装置；

其中，架体10主体为四方架体，两端为行车停留架20，在架体10的上部内侧设有行车导轨102；

其中，种植单元包括培养基质303、网袋301和支撑板302；培养基质303置于网袋301内，支撑板302架设于架体10底部之上，支撑板302为带有多个凹槽的板状结构，位于网袋301下部，为更好的支撑网袋301，在支撑板302和网袋301两侧，设置若干钢管或挡板，本实施例为钢管304，用于更好的固定网袋301；

其中，在架体10内一侧设置传送带70，位于种植单元一侧；

其中，行车装置包括自动播种装置40、自动洒水施肥装置50和自动收割装置60。

其中，自动播种装置40，该装置包括：自动播种行车架41、自动播种驱动电机421、电源、播种控制开关46、播种单元43、耕地单元44和压实单元45；

其中，自动播种行车架41包括上框架和行车架运行方向两侧的侧支架；在行车架顶部设有前后四个行车轮422，两个前行车轮通过轮轴相连，两个后行车轮通过轮轴相连，自动播种驱动电机421设于自动播种行车架41上框架之上，通过皮带带动前行车轮；

其中，在行车架侧支架上各有一个支撑架，在两个支撑架上对应设置两组轴孔，一组连接播种单元43，一组连接耕地单元44；

其中，播种单元由滚筒431、料仓433和滚筒电机构成；滚筒431中心轴两端穿过后部轴孔，其中一端与滚筒电机相连，滚筒电机设于支撑架上部；料仓433设于滚筒431中上部，其底板向下倾斜至滚筒431表面，料仓433底板与料仓前侧壁之间为料仓出料口，料仓433前侧壁靠近滚筒表面，用于将溢出滚筒水平槽内的种子刮落至料仓内；在滚筒431表面设置多条水平槽，用于容纳种子，通过滚筒播种。

其中，耕地单元44设于播种单元43前部，包括耕地耙441和耕地耙电机，耕地耙中心轴两端穿过支撑架前部轴孔，其中一端与耕地耙电机相连，通过耕地耙441的转动，实现耕地的效果，其中，在耕地耙441之上设有防护罩443；

其中，所述压实单元45设于播种单元43后部，包括支撑杆453、固定架455、滚轮451和手柄452，固定架455底端与滚轮相连，在固定架455上设有两个短杆，分别与两个支撑杆453对应，手柄452固定在支撑杆453之上，手柄452杆体上设有齿轮，在短杆上设有齿轮结构，通过手柄的转动，带动短杆的上下移动，以调整压实单元44的高度。

其中，所述自动播种行车控制开关46分别与自动播种驱动电机421、滚筒电机和耕地耙电机相连，分别控制不同电机的运行，所述电源为蓄电池，对整个行车装置供电。

自动洒水施肥装置50，该装置包括：自动洒水施肥行车架51、自动洒水施肥驱动电机521、电源、自动洒水施肥行车控制开关54和水箱单元；其中，自动洒水施肥行车架51包括上框架和行车架运动方向两侧的侧支架构成；在行车架顶部设有前后四个行车轮，两个前行车轮通过轮轴相连，两个后行车轮通过轮轴相连，自动洒水施肥驱动电机521设于自动洒水施肥行车架51上框架之上，通过皮带带动前行车轮，连接方式同自动播种行车架41；

其中，水箱单元设于自动洒水施肥行车架51内，水箱531架设在自动洒水施肥行车架51之上；

其中，水箱单元包括水箱531、导流管532、电磁阀534和喷头533，喷头533设于水箱531底部，通过导流管532与水箱531相连，在导流管532上设有电磁阀534。

其中，所述自动洒水施肥控制开关54分别与自动洒水施肥驱动电机521和电磁阀534相连，所述电源为蓄电池，对整个装置供电。

自动收割装置60，该装置包括：自动收割行车架61、自动收割驱动电机、电源、自动收割装置控制开关66和收割单元；其中，自动收割行车架61包括上框架和行车架运动方向两侧的侧支架构成；

在行车架顶部设有前后四个行车轮422，两个前航车轮通过轮轴相连，两个后行车轮通过轮轴相连，驱动电机设于行车架上框架之上，通过皮带带动前行车轮，连接方式同自动播种行车架41；

其中，在行车架侧支架上内侧各设置一个支撑架62，支撑架62架体上部设有一组切割刀架轴孔，支撑架62架体底部设有两组轴孔，拨片滚筒轴孔621和输送滚筒轴孔622，拨片单元轴孔621连接拨片单元，输送滚筒轴622连接输送滚筒；

其中，收割单元包括两组刀片组件和切割电机631，其中第一刀片组件包括第一切割刀片634-1、第一刀片支架633-1和第一连接杆632-1，第一切割刀片634-1为锯齿状刀片，与第一刀片支架633-1相连，位于第一刀片支架633-1底部，第一刀片支架633-1的宽度小于两个平行支撑架之间的距离，第一刀片支架633-1与第一连接杆632-1相连；第一连接杆632-1与切割电机相连；第二刀片组件包括第二切割刀片634-2、第二刀片支架633-2和第二连接杆632-2，连接关系同第一刀片组件；两组刀片组件在放置时，第一刀片支架633-1和第二刀片支架633-2上端水平高度一致，将第一切割刀片634-1和第二切割刀片634-2上下层叠设置；切割电机设于自动收割行车架61上框架上，切割电机轴为凸轮轴，两端分别连接第一连接杆632-1和第二连接杆632-2，通过切割电机轴的运动，带动两个连接杆，实现切割刀架的交错运动，

其中，第一刀片支架633-1两侧各设置一个圆杆637，圆杆637穿过切割刀架轴孔，第一刀片支架633-1的宽度小于两个平行支撑架之间的距离；在第一刀片支架633-1和第二刀片支架633-2上部相对应的内侧位置分别设有锯齿结构635，在两个锯齿结构之间设置两组齿轮636，两个刀片支架通过齿轮相连，以平衡切割刀架的交错运动，提高稳定性。

其中，拨片单元设于收割单元前部，包括拨片滚筒和拨片电机，拨片滚筒的两端设于行支撑架上的拨片滚筒轴孔621内，拨片电机设于上框架下部，与拨片滚筒相连，拨片滚筒上均匀设置6组拨片；在拨片单元两侧，支撑架底部各设置一个挡片643；

其中，收集单元，位于收割单元后部，收集单元包括输送滚筒651和输送带653，输送滚筒两端与输送滚筒轴孔622相连，输送滚筒后部设置输送带653，输送带653与行车架相连。

其中，自动收割行车控制开关66分别与自动收割驱动电机、拨片电机、切割电机和输送带653相连，所述电源为蓄电池，对整个装置供电。

一种多层种植系统，由三个苗菜自动种植装置上下叠加构成，架体两侧的行车停留区向外延伸，各设置一个升降梯，升降梯结构为现有技术，将行车上升至上个苗菜种植区，或下降到下个苗菜种植区，实现行车的上下升降移动，从而实现一体化操作。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种苗菜自动种植装置，其特征在于，该装置包括：架体、种植设备和行车装置；

其中，架体为框架结构，在架体内设置行车导轨，在架体上设有行车停留架；

其中，种植设备设于架体内底部，包括容器、培养基质和垫板，其中培养基质置于容器内，垫板铺设于架体底部，在垫板之上放置容器；

其中，行车装置包括自动播种行车、自动洒水施肥行车和自动收割行车；

其中，所述自动播种行车，包括行车架、驱动电机、电源、控制开关和播种单元；其中，所述播种单元由滚筒、料仓和滚筒电机构成；滚筒中心轴架设在行车架下部，其中一端与滚筒电机相连；料仓设于滚筒中上部，其底板向下倾斜至滚筒表面，料仓底板与料仓前侧壁之间为料仓出料口；在滚筒表面设有孔结构或槽结构；

所述自动洒水施肥行车，包括行车架、驱动电机、电源、控制开关和水箱单元；其中水箱单元包括水箱、导流管、喷水开关和喷头，喷头设于水箱底部，通过导流管与水箱相连，在导流管上设有喷水开关；

所述自动收割行车，包括行车架、驱动电机、电源、控制开关和收割单元；其中，收割单元包括刀片组件和切割电机，所述刀片组件包括切割刀片、刀片支架和连接杆，切割刀片安装于刀片支架底部，刀片支架架设在行车架之上，连接杆与刀片支架相连；切割电机与连接杆相连。

2.根据权利要求1所述的苗菜自动种植装置，其特征在于：所述自动播种行车还包括耕地单元，所述耕地单元设于播种单元前部，包括耕地耙和耕地耙电机，耕地耙中心轴架设在行车架底部，其中一端与耕地耙电机相连。

3.根据权利要求1所述的苗菜自动种植装置，其特征在于：所述自动播种行车还包括压实单元，所述压实单元设于播种单元后部，包括支撑架和压实滚轮，支撑架上端与行车架相连，下部连接压实滚轮的两端。

4.根据权利要求1所述的苗菜自动种植装置，其特征在于：所述自动收割行车，包括行车架、驱动电机、电源、控制开关和收割单元；其中，收割单元包括刀片组件和切割电机，所述刀片组件包括切割刀片、刀片支架和连接杆，切割刀片安装于刀片支架底部，刀片支架架设在行车架之上，连接杆与刀片支架相连；切割电机与的连接杆相连。

5.根据权利要求1所述的苗菜自动种植装置，其特征在于：所述自动收割行车还包括拨片装置，拨片装置设于收割单元前部，包括拨片滚筒和拨片电机，拨片滚筒中心轴的两端架设在行车架底部，拨片电机与拨片滚筒相连。

6.根据权利要求1所述的苗菜自动种植装置，其特征在于：所述自动收割行车还包括收集单元，位于收割单元后部，收集单元包括输送滚筒和输送带，输送滚筒中心轴两端架设在行车架底部，输送滚筒后部设置输送带，输送带向架体一侧传输，疏松带与行车架相连。

7.根据权利要求1-6任一项所述的苗菜自动种植装置，其特征在于：所述自动收割行车中的收割单元包括两组刀片组件，其中将两个切割刀片上下层叠设置，切割电机轴一端设有凸轮轴，凸轮轴与行车运行方向平行，切割电机轴的另一端和凸轮轴一端各连接一个连接杆。

8.根据权利要求1-6任一项所述的苗菜自动种植装置，其特征在于：所述自动播种行车中滚筒，表面设置多条水平槽结构，槽结构内部具有倾斜角结构。

9.根据权利要求1-6任一项所述的苗菜自动种植装置，其特征在于：在架体内一侧设置传送带。

10.一种根据权利要求1所述的苗菜自动种植系统，其特征在于：至少两组苗菜自动种植装置在空间上水平相邻或竖直叠加放置，或水平相邻、竖直叠加组合放置；

其中，多个苗菜自动种植装置水平放置时，在架体行车停留架上设置行车水平移动结构，用于行车装置在相邻苗菜自动种植装置中左右移动；

其中，多个苗菜自动种植装置垂直放置时，在架体行车停留架上设置行车升降结构，用于行车装置在上下苗菜自动种植装置中上下移动。