CN107135736A - 一种定植板培育蔬菜的采收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种定植板培育蔬菜的采收装置，属于农业机械自动化技术领域，包括定植板输送机构、扶禾机构、根部导正机构、拨禾机构、切割机构、蔬菜输送机构、去根机构、机架和控制系统。通过定植板输送机构将蔬菜运送到指定部位，在扶禾机构、根部导正机构作用下将蔬菜叶扶起和根部被输送到切割位置，然后在拨禾机构和切割机构作用下完成根部的切割，切割后蔬菜的根部在去根机构作用下掉入根部收集箱，割后蔬菜继续在拨禾机构作用下有序地输送到蔬菜输送机构，最后在蔬菜输送机构的输送下顺利有序地被运送到蔬菜收集箱。即本发明可一次完成定植板上蔬菜的切割、采收和根部处理，为实现植物工厂采收作业的机械化，自动化和智能化提供了条件。

Description

一种定植板培育蔬菜的采收装置

技术领域

本发明公开一种定植板培育蔬菜的采收装置，尤其涉及设施农业中植物工厂所广泛应用的定植板培育蔬菜并进行自动采收的装置，属于农业机械自动化技术领域。

背景技术

作为设施农业最高级形式的植物工厂，它利用人工建造的设施，创造相对可控的小气候环境条件，因而可以在任何时间任何地点进行培育生产；同时全程培育中没有病虫害的侵入，因而产品纯绿色无公害；且作物的生长速度更快，单位土地的利用率可达户外种植的40～108倍；因而近年来植物工厂成为设施农业发展最为迅猛的行业之一。

定植板培育的蔬菜是目前国内外植物工厂主要的培育方式之一，因定植板上的定植孔都具有相对标准的位置，因此这有利于实现农业种植的机械化、自动化。但目前国内外对种植在定植板上蔬菜的研究主要集中在环境控制与栽培技术方面，而对采收装置的研究相对较少。因此采收环节仍主要依靠人工完成，不仅效率低下，而且劳动力成本在不断增加。

因此研制出一种定植板培育蔬菜的采收装置显得尤为必要，它是植物工厂自动化流水线生产的核心工作装置之一，同时这也正好符合国家十三五规划所要求的加快现代农业作业的机械化水平。

发明内容

针对现阶段植物工厂中定植板培育的蔬菜主要仍依靠人工完成采收作业，本发明的目的在于提供一种定植板培育蔬菜的采收装置，以实现植物工厂蔬菜采收作业自动高效地完成。该装置自动化程度较高，工作稳定可靠，且可一次完成定植板上蔬菜的切割、采收和根部处理，有效地提高了工作效率，为实现针对植物工厂的机械化，自动化和智能化提供了条件。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种定植板培育蔬菜的采收装置，包括定植板输送机构、扶禾机构、根部导正机构、拨禾机构、切割机构、蔬菜输送机构、去根机构、机架和控制系统；

其特征在于：所述定植板输送机构包括运输架、电机I、定植板输送导轨和定植板，在它们共同的作用下将定植板培育的蔬菜运送到采收装置的位置；

所述扶禾机构包括输送板、调节其倾斜程度的输送板滑槽、扶禾挡板和调节其间距的扶禾挡板上滑槽、扶禾挡板下滑槽，在它们共同的作用下保证蔬菜叶不被损伤和蔬菜有序地被输送到后续的蔬菜输送机构；

所述根部导正机构包括拨禾爪和调节其间距的拨禾爪滑槽，在它们共同的作用下将蔬菜根部导正，保证蔬菜根部顺利地被输送到切割位置；

所述拨禾机构包括旋转拨禾滚筒、弧形拨禾板和调节旋转拨禾滚筒高度的旋转拨禾滚筒滑轨，在它们共同的作用下使蔬菜在被切割过程中，蔬菜顶部也具有向前的输送动力，同时保证蔬菜被切割后顺利地被输送到后续的蔬菜输送机构；

所述切割机构包括割刀、弹簧、弹簧挡块、切割滑槽、切割滑块、连接切割滑块的连杆和凸轮，在它们共同的作用下割刀做往复运动，从而保证蔬菜的根部被顺利地切割；

所述蔬菜输送机构包括从动轮、从动轮滑槽、主动轮、主动轮滑槽、波纹状输送带、输送挡板和蔬菜收集箱，在它们共同的作用下保证切割后的蔬菜有序地被输送到蔬菜收集箱；

所述去根机构包括电机II、螺旋割刀和根部收集箱，在它们共同的作用下将切割后蔬菜的根部从定植板的定植孔中拔出并自动地掉落在根部收集箱；

所述机架包括滚轮、支撑割刀的割台、调节扶禾挡板间距的扶禾挡板上滑槽和扶禾挡板下滑槽、调节输送板倾斜程度的输送板滑槽、调节拨禾爪间距的拨禾爪滑槽、调节旋转拨禾滚筒高度的旋转拨禾滚筒滑轨、和调节输送蔬菜从动轮和主动轮高度的从动轮滑槽和主动轮滑槽；

控制系统包括单片机控制各个电机的转速，从而使各执行机构在规定的速度运行，保证整个采收作业有序顺利地完成。

本发明的有益效果是：

本发明通过定植板输送机构将定植板培育的蔬菜运送到指定部位，在扶禾机构、根部导正机构的作用下将蔬菜叶片扶起和蔬菜根部被输送到切割位置，然后在拨禾机构和切割机构的作用下完成蔬菜根部的切割，切割后蔬菜的根部在去根机构的作用下掉入根部收集箱，切割后的蔬菜则继续在拨禾机构的作用下有序地输送到后续的蔬菜输送机构，最后在蔬菜输送机构的输送下顺利有序地被运送到蔬菜收集箱。即本发明可一次完成定植板上蔬菜的切割、采收和根部处理，实现了蔬菜的自动采收，减轻了人的作业强度，并且本发明的有序收获为后续的蔬菜包装销售等提供了基础，为实现植物工厂采收作业的机械化，自动化和智能化提供了条件。

附图说明

图1为本发明的总体采收效果立体图；

图2为本发明的采收装置立体图；

图3为本发明的采收装置拆掉旋转拨禾滚筒立体图；

图4为本发明的割台割刀布置立体图；

附图标号说明：1-运输架、2-电机I、3-定植板输送导轨、4-定植板、5-定植孔、6-旋转拨禾滚筒滑轨、7-旋转拨禾滚筒、8-弧形拨禾板、9-滚轮、10-电机II、11-螺旋割刀、12-根部收集箱、13-从动轮滑槽、14-从动轮、15-输送挡板、16-波纹状输送带、17-蔬菜收集箱、18-主动轮、19-主动轮滑槽、20-扶禾挡板、21-扶禾挡板上滑槽、22-扶禾挡板下滑槽、23-输送板滑槽、24-输送板、25-拨禾爪、26-拨禾爪滑槽、27-割台高度滑轨、28-采收机架、29-割刀、30-弹簧挡块、31-弹簧、32-连杆、33-切割滑槽、34-切割滑块、35-螺栓孔、36-凸轮。

具体实施方式

下面结合各个附图对本发明的工作方式进行详细描述，本发明是一种定植板培育蔬菜的采收装置，包括定植板输送机构、扶禾机构、根部导正机构、拨禾机构、切割机构、蔬菜输送机构、去根机构、机架和控制系统。

首先为了达到农艺与农机相结合的思想，定植板4上的定植孔5都有相对固定的位置，从而在定植板4上培育出的蔬菜都具有相对固定的位置。如图1所示，定植板输送机构包括运输架1、电机I2、定植板输送导轨3和定植板4，在定植板输送机构的作用下将定植板4培育的蔬菜向采收装置移动。

结合图1和图3所示，当定植板4上的蔬菜靠近采收装置时，扶禾机构首先发挥作用，扶禾挡板20将蔬菜的叶片扶起来以便后续切割，然后在根部导正机构的拨禾爪25作用下蔬菜根部被输送到切割刀具处准备切割。为了适应不同种类的采收对象，通过输送板24上的扶禾挡板上滑槽21和扶禾挡板下滑槽22将扶禾挡板20设计成间距可调，同时通过拨禾爪滑槽26使拨禾爪25也间距可调。

如图1和图4所示，当蔬菜根部接近拨禾爪25时，拨禾机构和切割机构发挥作用，通过旋转拨禾滚筒7上的弧形拨禾板8使蔬菜在切割和割后一段时间都具有向前的运动动力，当蔬菜根部到达割刀位置时切割机构发挥切割作用，其工作原理为割刀29与割台上的切割滑槽33和切割滑块34，通过螺栓孔35使用螺栓连接，割刀布置在割台下方。由于定植板宽度较大，为了增加割刀29的刚度和使用率，将割刀29使用三把相同的刀具代替，相应的三个切割滑块34通过连杆32进行焊接固定，割刀29在弹簧31和凸轮36的共同作用下进行往复切割，弹簧31通过弹簧挡块30固定其行程，凸轮36通过割台上的电机驱动。为了适应不同的采收对象，拨禾机构的旋转拨禾滚筒7通过采收机架28上的旋转拨禾滚筒滑轨6高度可调。如图3所示，割台通过采收机架28上的割台高度滑轨27实现割台高度可调。

当蔬菜完成切割后，扶禾机构和拨禾机构继续发挥作用，如图1和图3所示，拨禾机构中的弧形拨禾板8在旋转拨禾滚筒7的作用下，去掉根部的蔬菜被推送到扶禾机构中的输送板24上，从而有序地被输送到后面的蔬菜输送机构。为了适应不同的采收对象，输送板24的倾斜程度通过固定在采收机架28上的输送板滑槽23完成。

如图2所示，当蔬菜被切割后，蔬菜输送机构发挥作用，通过从动轮14、主动轮18、输送挡板15和波纹状输送带16将蔬菜有序地运送到蔬菜收集箱17。为了适应不同的采收对象，从动轮14和主动轮18通过从动轮滑槽13和主动轮19同样高度可调。

如图1所示，当蔬菜完成切割后，需要去除定植孔5中残余的根部，此时去根机构发挥作用，电机II10带动螺旋割刀11旋转，将定植孔5中的根部拔出并自动地掉落在根部收集箱12。电机II10和螺旋割刀11安装在运输架1上。

为了使整个采收装置在合理的速度范围内运行，通过控制系统使用单片机控制各个电机的转速，从而使各执行机构在规定的速度运行，保证整个采收作业有序顺利地完成。

所述机架包括滚轮9、支撑割刀29的割台、调节扶禾挡板间距的扶禾挡板上滑槽21和扶禾挡板下滑槽22、调节输送板24倾斜程度的输送板滑槽23、调节拨禾爪间距的拨禾爪滑槽26、调节旋转拨禾滚筒高度的旋转拨禾滚筒滑轨6、和调节输送蔬菜从动轮和主动轮高度的从动轮滑槽13和主动轮滑槽19。这些都在前述机构中有详细描述，此处不再赘述，从而在机架的作用下保证各执行机构能顺利完成各自的任务。

综上所述，本发明可一次完成定植板上蔬菜的切割、采收和根部处理，实现了蔬菜的自动采收，减轻了人的作业强度，并且本发明的有序收获为后续的蔬菜包装销售等提供了基础，为实现植物工厂采收作业的机械化，自动化和智能化提供了条件。

Claims (6)

1.一种定植板培育蔬菜的采收装置，包括定植板输送机构、扶禾机构、根部导正机构、拨禾机构、切割机构、蔬菜输送机构、去根机构、机架和控制系统；

其特征在于：所述定植板输送机构包括运输架、电机I、定植板输送导轨和定植板，在它们共同的作用下将定植板培育的蔬菜运送到采收装置的位置；所述扶禾机构包括输送板、调节其倾斜程度的输送板滑槽、扶禾挡板和调节其间距的扶禾挡板上滑槽、扶禾挡板下滑槽，在它们共同的作用下保证蔬菜叶不被损伤和蔬菜有序地被输送到后续的蔬菜输送机构；所述根部导正机构包括拨禾爪和调节其间距的拨禾爪滑槽，在它们共同的作用下将蔬菜根部导正，保证蔬菜根部顺利地被输送到切割位置；所述拨禾机构包括旋转拨禾滚筒、弧形拨禾板和调节旋转拨禾滚筒高度的旋转拨禾滚筒滑轨，在它们共同的作用下使蔬菜在被切割过程中，蔬菜顶部也具有向前的输送动力，同时保证蔬菜被切割后顺利地被输送到后续的蔬菜输送机构；所述切割机构包括割刀、弹簧、弹簧挡块、切割滑槽、切割滑块、连接切割滑块的连杆和凸轮，在它们共同的作用下割刀做往复运动，从而保证蔬菜的根部被顺利地切割；所述蔬菜输送机构包括从动轮、从动轮滑槽、主动轮、主动轮滑槽、波纹状输送带、输送挡板和蔬菜收集箱，在它们共同的作用下保证切割后的蔬菜有序地被输送到蔬菜收集箱；所述去根机构包括电机II、螺旋割刀和根部收集箱，在它们共同的作用下将切割后蔬菜的根部从定植板的定植孔中拔出并自动地掉落在根部收集箱；所述机架包括滚轮、支撑割刀的割台、调节扶禾挡板间距的扶禾挡板上滑槽和扶禾挡板下滑槽、调节输送板倾斜程度的输送板滑槽、调节拨禾爪间距的拨禾爪滑槽、调节旋转拨禾滚筒高度的旋转拨禾滚筒滑轨、和调节输送蔬菜从动轮和主动轮高度的从动轮滑槽和主动轮滑槽；控制系统包括单片机控制各个电机的转速，从而使各执行机构在规定的速度运行，保证整个采收作业有序顺利地完成。

2.根据权利要求1所述的一种定植板培育蔬菜的采收装置，其特征在于：扶禾机构中扶禾挡板的间距，通过输送板上的扶禾挡板上滑槽和扶禾挡板下滑槽调节，当调整好间距后用螺栓固定扶禾挡板；

3.根据权利要求1所述的一种定植板培育蔬菜的采收装置，其特征在于：根部导正机构中拨禾爪间距的调节通过拨禾爪滑槽完成；

4.根据权利要求1所述的一种定植板培育蔬菜的采收装置，其特征在于：拨禾机构中的旋转拨禾滚筒为了适应不同的采收对象，通过采收机架上的旋转拨禾滚筒滑轨调节其高度；

5.根据权利要求1所述的一种定植板培育蔬菜的采收装置，其特征在于：安装割刀的割台，为了适应不同的采收对象，通过采收机架上的割台高度滑轨实现割台高度可调；

6.根据权利要求1所述的一种定植板培育蔬菜的采收装置，其特征在于：通过安装在运输架上的螺旋割刀，在电机的作用下将定植孔中的蔬菜根部拔出，然后自动掉入下面的根部收集箱。