CN106471988B - 一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械领域，具体的说是一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其自动收获机主体包括拔取装置、皮带输送机、切球装置、支撑装置、螺旋桨和PLC控制器；所述的切球装置包括固定架、一号分隔板、摄像头、切球气缸、刀片、集料板和二号分隔板；所述的支撑装置包括顶板、底板和气囊；本发明能够实现水上运动；且本发明能够实现对茨菰的自动拔取以及自动对茨菰球茎和茨菰主体的分离，自动化程度高，提高了工作效率。

Description

一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体的说是一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台。

背景技术

茨菰，别名：慈姑、燕尾草、白地栗、燕尾草、芽菇等科属：泽泻科，慈菇属、天南星科本草植物类别：多年生挺水植物，是无公害绿色保健食品中的上等珍品。中医认为茨菇性味甘平，生津润肺，补中益气，对劳伤、咳喘等病有独特疗效。茨菇每年处暑开始种植，元旦春节期间收获上市，为冬春补缺蔬菜种类之一，其营养价值较高，主要成份为淀粉、蛋白质和多种维生素，富含铁、钙、锌、磷、硼等多种活性物所需的微量无素，对人体肌能有调节促进作用，具有较好的药用价值。

茨菰原产中国。植株高约1米。叶戟形,长25～40厘米，宽10～20厘米，为根出叶，具长柄。短缩茎，秋季从各叶腋间向地下四面斜下方抽生匍匐茎，长40～60厘米，粗1厘米,每株10多枝。顶端着生膨大的球茎，高3～5厘米，横径3～4厘米，呈球形或卵形，具2～3环节。顶芽尖嘴状。成长植株从叶腋抽生花梗1～2枝。总状花序，雌雄异花。花萼、花瓣各3枚,雄蕊多数，雌花心皮多数，集成球形。瘦果。染色体数2n=22。植株直立，高50-100cm。匍匐茎，长40-60cm，每株有10余条匍匐茎。匍匐茎入土约25cm，入土深浅，受气候影响。气温较高，匍匐茎顶端窜出泥面，发叶生根成为分株；气温下降，匍匐茎向深处生长，末端积累养分形成球茎。

茨菰主要生长于陆地上各种水面的浅水田中，其性喜温暖，用顶芽繁殖。气温15℃时萌芽生根；栽插期和茎叶生长期适温为白天25℃，夜间15℃；球茎形成期适温为10～20℃。昼夜温差大，日照良好， 有利球茎发育。球茎自膨大至成熟约需25～40天。栽培时切取球茎成熟、肥壮的顶芽，进行扦插育苗。苗3～4片叶时定植大田。株行距40×40厘米，亩栽约4000株。生育期叶面积系数控制在1～1.5之间。新叶、匍匐茎抽生时追施氮肥；球茎膨大前增施磷、钾肥。摘除老黄叶和维持相应水层有利养分积累。

现有技术中，还未存在一种专门针对茨菰进行拔取和切球的一体化水上收获平台，上述步骤往往采用人工操作，费时费力。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其能够在浅水田或浅湖内对茨菰进行自动拔取以及自动使茨菰球茎与茨菰主体分离，自动化程度高，弥补了由工人操作上述步骤造成费时费力，生产效率低的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其特征在于：包括拔取装置、皮带输送机、切球装置、支撑装置、螺旋桨和PLC控制器；所述的拔取装置位于支撑装置左端，所述的皮带输送机位于支撑装置中部，所述的切球装置位于支撑装置右端，所述的螺旋桨位于支撑装置右端，PLC控制器安装在支撑装置上，PLC控制器用于控制拔取装置、皮带输送机、切球装置、支撑装置和螺旋桨中电动设备、气动设备和传感器等的自动作业，其中：

所述的拔取装置整体为传送链结构，所述的传送链由各长条形链板组成，所述的传送链沿支撑装置左右方向从左往右逐步倾斜向上布置，且所述的传送链左端位于支撑装置的左端前下方，所述的传送链右端位于支撑装置的左部上方；

所述传送链的各链板上都均匀设置有圆柱形拔取杆，所述拔取杆主轴与对应链板端面垂直，且相邻两个拔取杆之间距离为2cm；

传送链各链板上的每排拔取杆均包括一号拔杆和二号拔杆，一号拔杆与二号拔杆相互交错布置，并排的每两个二号拔杆之间布置有一根一号拔杆，且二号拔杆的高度是一号拔杆的三倍；

所述传送链右端沿支撑装置前后方向从后往前竖直布置有一块扁平挡板，且所述的挡板上端设置有长条形阻隔条，所述的各阻隔条位于经过传送链右端的链板上各拔取杆之间；所述的传送链右端连接外部动力装置；

所述的皮带输送机左端位于拔取装置的传送链右端下方，皮带输送机右端贯穿切球装置；

所述的切球装置包括固定架、一号分隔板、摄像头、切球气缸、刀片、集料板和二号分隔板；所述的固定架位于切球装置左部，所述的固定架整体为“Π”形，所述的一号分隔板沿支撑装置左右方向从左往右竖直固定布置在固定架上部，所述的一号分隔板沿固定架至少布置有五十个，各一号分隔板之间形成输送通道，所述各相连一号分隔板之间距离为4-6cm；所述皮带输送机的皮带输送机右端位于一号分隔板右端下方；所述各输送通道内从左往右依次安装有摄像头和切球气缸，所述的各切球气缸下端均固定有刀片；所述的集料板水平位于固定架右侧，且集料板上端面与皮带输送机上端面等高，且所述的集料板左端与固定架右端相连接，所述的集料板左端上端面沿支撑装置左右方向从左往右竖直固定布置有至少五十个二号分隔板，且所述二号分隔板与所述一号分隔板一一对应；所述各二号分隔板之间形成分流通道，所述的各分流通道内均设置有直径为4-6cm的落料孔。

所述的支撑装置包括顶板、底板和气囊，所述的顶板与底板均为扁平矩形板，所述的顶板与底板相固连，且所述的顶板上均匀设置有漏水孔，且所述的拔取装置、皮带输送机与切球装置均安装在顶板上，所述的底板上以7×5的排列方式固定有35个空心气囊，所述的气囊为“胶囊”形；所述的支撑装置上端还安装有PLC控制器，PLC控制器可用于控制本发明的拔取装置、皮带输送机、切球装置和螺旋桨中的电气元件和气动设备的自动作业，且本发明的电气元件和气动设备都有防水功能或设有防水罩，该设计为现有技术，本发明中不再做出阐述。

所述的螺旋桨至少有一对，各螺旋桨通过动力装置对称安装在支撑装置的顶板与底板后方。

当需要对浅水田或者浅湖内的茨菰进行收获，则支撑装置接触水面，支撑装置上的众多气囊使本发明浮起，螺旋桨运动带动本发明在水面运动，当本发明运动到茨菰种植区时，则拔取装置工作，传送链转动，传送链上的各拔取杆随传送轮同步运动，又由于相邻两个拔取杆之间距离为2cm，所以在拔取杆随本发明同步向前运动的过程中，位于拔取杆前端的各茨菰主茎能很好的嵌入拔取杆之间的间隙中而不易脱落，并且，相邻两个二号拔杆之间的间隙为两个拔取杆之间距离的2倍，即为4cm，从而当茨菰主茎较粗，而无法卡入两个相邻拔取杆时，粗大的茨菰主茎能够被相邻的两个二号拔杆拔取出来，从而该设计使得各茨菰无论粗大还是细小，均能够卡入拔取杆中而被拔起，从而使得本发明的茨菰能够被充分收获，接着，随着传送链的继续运动，拔取杆拉拽茨菰使得茨菰被拔起，并随传送链一同被运送到传送链右端；

当被拔取的茨菰运送到传送链右端时，当茨菰随拔取杆继续运动，挡板上端的长条形阻隔条阻隔茨菰，使得茨菰脱离拔取杆进而被传送链推送至皮带输送机；

茨菰从拔取装置进入皮带输送机上，随皮带输送机向切球装置运动，茨菰随皮带输送机输送到切球装置的输送通道内，此时摄像头工作实时监控茨菰球茎的运动地点，当跟踪到茨菰球茎位于切球气缸处时，PLC控制器控制切球气缸伸出，使得刀片对茨菰进行切割，使得茨菰球茎与茨菰主体分离；接着茨菰球茎与茨菰主体都随皮带输送机运动到分流通道，其中茨菰球茎从分流通道的落料孔漏出，从而使得茨菰球茎被分离收集起来；实现了茨菰球茎与茨菰主体的自动分离；其中，各相邻一号分隔板与相邻二号分隔板之间距离均为4-6cm，使得每次输送通道与分流通道均不允许多个茨菰并排通过，从而便于刀片对茨菰的切球处理。

从而经过上述步骤，本发明能够实现对茨菰的自动收获以及茨菰球茎与茨菰主体的分离。

有益效果：

1.本发明能够实现水上作业，在水中既能实现茨菰的拔取和切球，运动和实用均很方便。

2.本发明能够实现对茨菰的自动拔取与自动对茨菰球茎和茨菰主体的分离，自动化程度高，有效的减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体示意图；

图2是本发明俯视图的局部示意图；

图3是图2的A-A方向剖开立体图；

图4是本发明拔取装置的局部示意图；

图5是本发明拔取装置前端的局部示意图；

图6是图4中E处的放大示意图；

图7是图2中C-C方向剖开示意图；

图8是本发明切球装置处的局部俯视图；

图9是本发明支撑装置和螺旋桨的示意图；

图10是图9的另一视角示意图；

图中：拔取装置1、皮带输送机2、切球装置3、支撑装置4、螺旋桨6、传送链11、链板12、拔取杆13、挡板14、阻隔条141、固定架31、一号分隔板32、摄像头33、切球气缸34、刀片35、集料板36、二号分隔板37、输送通道321、分流通道371、落料孔372、顶板41、漏水孔411、底板42、气囊43。

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、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本发明所述的一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，包括拔取装置1、皮带输送机2、切球装置3、支撑装置4、螺旋桨6和PLC控制器；所述的拔取装置1位于支撑装置4左端，所述的皮带输送机2位于支撑装置4中部，所述的切球装置3位于支撑装置4右端，所述的螺旋桨6位于支撑装置4右端，PLC控制器安装在支撑装置4上，PLC控制器用于控制拔取装置1、皮带输送机2、切球装置3、支撑装置4和螺旋桨6中电动设备、气动设备和传感器等的自动作业，其中：

所述的拔取装置1整体为传送链11结构，所述的传送链11由各长条形链板12组成，所述的传送链11沿支撑装置4左右方向从左往右逐步倾斜向上布置，且所述的传送链11左端位于支撑装置4的左端前下方，所述的传送链11右端位于支撑装置4的左部上方；

所述传送链11的各链板12上都均匀设置有圆柱形拔取杆13，所述拔取杆13主轴与对应链板12端面垂直，且相邻两个拔取杆13之间距离为2cm；

传送链各链板11上的每排拔取杆13均包括一号拔杆和二号拔杆，一号拔杆与二号拔杆相互交错布置，并排的每两个二号拔杆之间布置有一根一号拔杆，且二号拔杆的高度是一号拔杆的三倍；

所述传送链11右端沿支撑装置4前后方向从后往前竖直布置有一块扁平挡板14，且所述的挡板14上端设置有长条形阻隔条141，所述的各阻隔条141位于经过传送链11右端的链板12上各拔取杆13之间；

所述的传送链11右端连接外部动力装置；

所述的皮带输送机2左端位于拔取装置1的传送链11右端下方，皮带输送机2右端贯穿切球装置3；

所述的切球装置3包括固定架31、一号分隔板32、摄像头33、切球气缸34、刀片35、集料板36和二号分隔板37；所述的固定架31位于切球装置3左部，所述的固定架31整体为“Π”形，所述的一号分隔板32沿支撑装置4左右方向从左往右竖直固定布置在固定架31上部，所述的一号分隔板32沿固定架31至少布置有五十个，各一号分隔板32之间形成输送通道321，所述各相连一号分隔板32之间距离为4-6cm；所述皮带输送机2的皮带输送机2右端位于一号分隔板32右端下方；所述各输送通道321内从左往右依次安装有摄像头33和切球气缸34，所述的各切球气缸34下端均固定有刀片35；所述的集料板36水平位于固定架31右侧，且集料板36上端面与皮带输送机2上端面等高，且所述的集料板36左端与固定架31右端相连接，所述的集料板36左端上端面沿支撑装置4左右方向从左往右竖直固定布置有至少五十个二号分隔板37，且所述二号分隔板37与所述一号分隔板32一一对应；所述各二号分隔板37之间形成分流通道371，所述的各分流通道371内均设置有直径为4-6cm的落料孔372。

所述的支撑装置4包括顶板41、底板42和气囊43，所述的顶板41与底板42均为扁平矩形板，所述的顶板41与底板42相固连，且所述的顶板41上均匀设置有漏水孔411，且所述的拔取装置1、皮带输送机2与切球装置3均安装在顶板41上，所述的底板42上以7×5的排列方式固定有35个空心气囊43，所述的气囊43为“胶囊”形。

所述的螺旋桨6至少有一对，各螺旋桨6通过动力装置对称安装在支撑装置4的顶板41与底板42后方。

当需要对浅水田或者浅湖内的茨菰进行收获，则支撑装置4接触水面，支撑装置4上的众多气囊43使本发明浮起，螺旋桨6运动带动本发明在水面运动，当本发明运动到茨菰种植区时，则拔取装置1工作，传送链11转动，传送链11上的各拔取杆13随传送轮同步运动，又由于相邻两个拔取杆13之间距离为2cm，所述在拔取杆13随本发明同步向前运动的过程中，位于拔取杆13前端的各茨菰主茎能很好的嵌入拔取杆13之间的间隙中而不易脱落，并且，相邻两个二号拔杆之间的间隙为两个拔取杆之间距离的2倍，即为4cm，从而当茨菰主茎较粗，而无法卡入两个相邻拔取杆时，粗大的茨菰主茎能够被相邻的两个二号拔杆拔取出来，从而该设计使得各茨菰无论粗大还是细小，均能够卡入拔取杆中而被拔起，从而使得本发明的茨菰能够被充分收获，接着，随着传送链11的继续运动，拔取杆13拉拽茨菰使得茨菰被拔起，并随传送链11一同被运送到传送链右端；

当被拔取的茨菰运送到传送链11右端时，当茨菰随拔取杆13继续运动，挡板14上端的长条形阻隔条141阻隔茨菰，使得茨菰脱离拔取杆13进而被传送链11推送至皮带输送机2；

茨菰从拔取装置1进入皮带输送机2上，随皮带输送机2向切球装置3运动，茨菰继续随皮带输送机2输送到切球装置3的输送通道321内，此时摄像头33工作实时监控茨菰球茎的运动地点，当跟踪到茨菰球茎位于切球气缸34处时，PLC控制器控制切球气缸34伸出，使得刀片35对茨菰进行切割，使得茨菰球茎与茨菰主体分离；接着茨菰球茎与茨菰主体都随皮带输送机2运动到分流通道371，其中茨菰球茎从分流通道371的落料孔372漏出，从而使得茨菰球茎被分离收集起来；实现了茨菰球茎与茨菰主体的自动分离；其中，各相邻一号分隔板32与相邻二号分隔板之间距离均为4-6cm，使得每次输送通道321与分流通道371均不允许多个茨菰并排通过，从而便于刀片35对茨菰的切球处理。

从而经过上述步骤，本发明能够实现对茨菰的自动收获以及茨菰球茎与茨菰主体的分离。

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，上述实施例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要求保护的本发明范围内。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 (6)

1.一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其特征在于：包括拔取装置(1)、皮带输送机(2)、切球装置(3)、支撑装置(4)、螺旋桨(6)和PLC控制器；所述的拔取装置(1)位于支撑装置(4)左端，所述的皮带输送机(2)位于支撑装置(4)中部，所述的切球装置(3)位于支撑装置(4)右端，所述的螺旋桨(6)位于支撑装置(4)右端，所述的PLC控制器安装在支撑装置(4)上，其中：

所述的切球装置(3)包括固定架(31)、一号分隔板(32)、摄像头(33)、切球气缸(34)、刀片(35)、集料板(36)和二号分隔板(37)；所述的固定架(31)位于切球装置(3)左部，所述的固定架(31)整体为“Π”形，所述的一号分隔板(32)沿支撑装置(4)左右方向从左往右竖直固定布置在固定架(31)上部，所述的一号分隔板(32)沿固定架(31)至少布置有五十个，各一号分隔板(32)之间形成输送通道(321)；所述皮带输送机(2)的皮带输送机(21)右端位于一号分隔板(32)右端下方；所述各输送通道(321)内从左往右依次安装有摄像头(33)和切球气缸(34)，所述的各切球气缸(34)下端均固定有刀片(35)；所述的集料板(36)水平位于固定架(31)右侧，且集料板(36)上端面与皮带输送机(21)上端面等高，且所述的集料板(36)左端与固定架(31)右端相连接，所述的集料板(36)左端上端面沿支撑装置(4)左右方向从左往右竖直固定布置有至少五十个二号分隔板(37)，且所述二号分隔板(37)与所述一号分隔板(32)一一对应；所述各二号分隔板(37)之间形成分流通道(371)，所述的各分流通道(371)内均设置有直径为4-6cm的落料孔(372)。

2.根据权利要求1所述的一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其特征在于：所述的拔取装置(1)整体为传送链(11)结构，所述的传送链(11)由各长条形链板(12)组成，所述的传送链(11)沿支撑装置(4)左右方向从左往右逐步倾斜向上布置，且所述的传送链(11)左端位于支撑装置(4)的左端前下方，所述的传送链(11)右端位于支撑装置(4)的左部上方；

所述传送链(11)的各链板(12)上都均匀设置有圆柱形拔取杆(13)，所述拔取杆(13)主轴与对应链板(12)端面垂直；所述传送链(11)右端沿支撑装置(4)前后方向从后往前竖直布置有一块扁平挡板(14)，且所述的挡板(14)上端设置有长条形阻隔条(141)，所述的各阻隔条(141)位于经过传送链(11)右端的链板(12)上各拔取杆(13)之间；所述的传送链(11)右端连接外部动力装置；

所述的皮带输送机(2)水平安装在支撑装置(4)上方，且皮带输送机(2)左端位于拔取装置(1)的传送链(11)右端下方，皮带输送机(2)右端贯穿切球装置(3)。

3.根据权利要求1所述的一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其特征在于：所述的支撑装置(4)包括顶板(41)、底板(42)和气囊(43)，所述的顶板(41)与底板(42)均为扁平矩形板，所述的顶板(41)与底板(42)相固连，且所述的顶板(41)上均匀设置有漏水孔(411)，且所述的拔取装置(1)、皮带输送机(2)与切球装置(3)均安装在顶板(41)上，所述的底板(42)上以7×5的排列方式固定有35个空心气囊(43)，所述的气囊(43)为“胶囊”形。

4.根据权利要求1所述的一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其特征在于：所述的螺旋桨(6)至少有一对，各螺旋桨(6)通过动力装置对称安装在支撑装置(4)的顶板(41)与底板(42)后方。

5.根据权利要求2所述的一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其特征在于：相邻两个拔取杆(13)之间距离为2cm；所述各相邻一号分隔板(32)之间距离为4-6cm。

6.根据权利要求2所述的一种茨菰用拔菇切球综合化水面作业平台，其特征在于：传送链各链板(12)上的每排拔取杆(13)均包括一号拔杆和二号拔杆，一号拔杆与二号拔杆相互交错布置，并排的每两个二号拔杆之间布置有一根一号拔杆，且二号拔杆的高度是一号拔杆的三倍。