CN107329475B - 栽培盘收集装置及栽培盘收集方法 - Google Patents
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Abstract
一种栽培盘抓取装置，包括：移动小车、折叠式顶起支架、推送臂、收缩式滑梯、控制器及驱动装置。移动小车包括设置在移动小车上表面设置有用于支撑待抓取的栽培盘的顶板，所述移动小车能根据所述控制器发出的指令在营养池中运动；所述折叠式顶起支架设置在所述移动小车的底表面，折叠式顶起支架展开时能将移动小车顶起，在移动小车运动时可收缩折叠在所述移动小车的底表面；所述收缩式滑梯固定在顶板上且长度可调；推送臂设置在所述移动小车的与可收缩式滑梯相对的一侧，所述控制器用于接收用户操作并发出相应的控制指令；所述驱动装置用于接收所述控制指令并且执行所述控制指令，所述驱动装置包括用于驱动所述移动小车在营养池中运动。
Description
技术领域
本发明涉及植物的深液培养技术领域，尤其涉及一种栽培盘收集装置及栽培盘收集方法。
背景技术
深液培技术是指植株根系生长在较为深厚并且是流动的营养液层的一种水培技术。种植槽中盛放约5－10公分有时甚至更深厚的营养液，将作物根系置于其中，同时采用水泵间歇开启供液使得营养液循环流动，以补充营养液中的氧气并使营养液中养分更加均匀。深液流水培设施由种植槽、定植网或定植板、贮液池、循环系统等部分组成。它是最早开发成可以进行农作物商品生产的无土栽培技术。能生产出番茄、黄瓜、辣椒、节瓜、丝瓜、甜瓜、西瓜等果菜类以及菜心、小白菜、生菜、通菜、细香葱等叶菜类。
现有技术中，因为培养池(即上述水槽)为了充分利用空间，都是紧密排列着栽培盘，中间没有多余的空隙，需要拿取其中的栽培盘时，只能先拿外围的，再利用工具将内部的推送至外围以供拿取。或者直接设置机械手，到达指定培养池中的确定位置，进行抓取。这两种方法都比较麻烦；第一种耗费人力，耗费时间，不适于批量大生产；第二种需要使得机械手可以在任意位置停留，前期布局轨道线路的费用成本较高，而且还需要使得栽培盘的结构适于机械手操作，需要做一定的结构改进，投入成本较高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的栽培盘收集装置及栽培盘收集方法。
一种用于大型营养池中的栽培盘收集装置，其包括：移动小车、折叠式顶起支架、推送臂、可收缩式滑梯、控制器及驱动装置；
所述移动小车包括设置在所述移动小车上表面的顶板，所述顶板用于支撑待收集的栽培盘，所述移动小车能根据所述控制器发出的指令在营养池中运动；
所述折叠式顶起支架设置在所述移动小车的底表面，所述折叠式顶起支架展开时能将所述移动小车顶起，在所述移动小车运动时可收缩折叠在所述移动小车的底表面；
所述可收缩式滑梯固定在所述顶板上且长度可调；
所述推送臂设置在所述移动小车的与可收缩式滑梯相对的一侧；
所述控制器用于接收用户操作并发出相应的控制指令；
所述驱动装置用于接收所述控制指令并且执行所述控制指令，所述驱动装置包括用于驱动所述移动小车在营养池中、所述栽培盘下方运动的第一驱动模块、用于驱动折叠式顶起支架的伸缩以顶起所述移动小车上方的栽培盘的第二驱动模块、用于控制所述推送臂的伸缩运动以将所述栽培盘推送至可收缩式滑梯的第三驱动模块及用于控制可收缩式滑梯的伸缩运动使栽培盘在可收缩式滑梯上滑动至营养池边缘第四驱动模块。
进一步地，所述可收缩式滑梯为多节套筒式可收缩式滑梯。
进一步地，所述可收缩式滑梯相对所述顶板倾斜设置，所述栽培盘在重力的作用下、在可收缩式滑梯上从靠近所述顶板的位置滑动至可收缩式滑梯的末端。
进一步地，所述支撑平台上设置有支撑块，所述可收缩式滑梯的一端设置在所述支撑块上以使所述可收缩式滑梯相对所述支撑平台倾斜设置。
进一步地，所述滚轮组件包括万向轮，以使所述移动小车能作转向运动。
进一步地，折叠式顶起支架包括底盘以及设置在底盘中的轴杆，所述轴杆能相对所述底盘在竖直方向伸缩。
进一步地，所述推送臂包括呈L型的弯曲臂及套设于所述弯曲臂中的驱动杆，所述驱动杆能相对所述弯曲臂伸缩运动。
进一步地，所述顶板的尺寸小于所述栽培盘的尺寸。
进一步地，所述移动小车与所述顶板的高度之和小于所述栽培盘与营养液池底部之间的距离。
进一步地，所述移动小车还包括一个位置传感器，所述位置传感器与所述控制器及驱动装置电性连接，所述位置传感器可以追踪定位所述移动小车在所述营养池中的具体位置及根据待收集的栽培盘的位置计算所述移动小车的移动轨迹。
本发明还涉及一种用于大型营养池中的栽培盘收集方法，其包括如下步骤：
提供如上所述的栽培盘收集装置；
获取待收集栽培盘的位置信息；
在所述第一驱动模块中输入所述位置信息指令，所述移动小车上的位置传感器会根据所述移动小车的当前位置及待收集栽培盘的位置信息计算所述移动小车的移动轨迹，所述第一驱动模块控制所述移动小车在栽培盘下方移动至待收集的所述栽培盘下方；
启动所述第二驱动模块，使折叠式顶起支架顶起所述待收集的栽培盘，使之高于其它周边栽培盘；
启动所述第三驱动模块伸展可收缩式滑梯，使得它能够接触到所述营养池边；
启动所述第四驱动模块推送所述待采集的栽培盘，将它送至滑梯；
所述栽培盘在可收缩式滑梯表面滑动至所述营养池边缘，以供人工收集。
与现有技术相比，本发明提供的栽培盘收集装置，包括移动小车、折叠式顶起支架、推送臂、可收缩式滑梯、控制器及驱动装置，使所述栽培盘的顶起及收集完全自动化，不需要额外设计轨道线路就能很方便及快速的收集栽培盘，降低了栽培盘的收集成本。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的栽培盘收集装置的示意图。
图2是图1提供的栽培盘收集装置的可收缩式滑梯展开时的示意图。
图3是图1提供的可收缩式滑梯的的结构图。
图4是栽培盘在所述营养池中的分布示意图。
图5是本发明第一实施例提供的栽培盘收集装置的工作模块图。
主要元件符号说明
具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合将结合附图及实施例，对本发明提供的栽培盘收集装置作进一步的详细说明。
请参阅图1～3，一种用于大型营养池中的栽培盘收集装置100，其包括：移动小车10、折叠式顶起支架20、可收缩式滑梯40、推送臂30、控制器50及驱动装置60。
所述移动小车10包括设置在所述移动小车10上表面的顶板12，所述顶板12用于支撑待收集的栽培盘80，所述移动小车10能根据所述控制器50发出的控制指令在营养池70中运动。
所述顶板12为楔形板，其包括一个支撑面120，所述支撑面120相对所述移动小车10的上表面倾斜设置，优选地，所述支撑面120倾斜的角度是使所述可收缩式滑梯40完全展开时是最低端位于栽培盘80之上。
且所述顶板12的尺寸小于或者等于所述栽培盘80的尺寸，以防止所述顶板12在被顶起时影响到周围的栽培盘80。请参阅图4，栽培盘80是一泡沫板，所述栽培盘80上开设有多个栽培孔81，水培植物的根须穿过所述栽培孔81浸泡在营养池70的营养液中。
所述移动小车10与所述顶板12的高度之和小于所述栽培盘80与营养池70底部之间的距离，如此设计，是为了使移动小车10在栽培盘80下方顺畅的行走移动。
请参阅图5，所述移动小车10还包括一个位置传感器14，所述位置传感器14与所述控制器50及驱动装置60电性连接，所述位置传感器14可以追踪定位所述移动小车10在所述营养池70中的具体位置且及根据待收集的栽培盘80的位置计算移动小车10在营养池中的移动轨迹。
所述折叠式顶起支架20设置在所述移动小车10的底表面，所述折叠式顶起支架20展开时能将所述移动小车10顶起，在所述移动小车10运动时可收缩折叠在所述移动小车10的底表面。具体地，所述折叠式顶起支架20包括底盘22以及设置在底盘22中的轴杆24，所述轴杆24能相对所述底盘22在竖直方向伸缩。
所述可收缩式滑梯40固定在所述顶板12上，从而可以随着顶板12的上升而上升；并且不使用时是完全收缩在所述顶板12内，在使用时是旋转180度，再伸展开来延伸至所述营养池70的边缘，这样所述顶板12上升时，可收缩式滑梯40不会碰到其他栽培盘80。
可收缩式滑梯40为多节可收缩式，譬如可以设计成多节套筒式，具体地，包括多个套筒41，套筒41的直径依次增加嵌套的设置在一起形成一个侧杆410，两个侧杆410之间通过多个滑竿42连接，滑竿42设置在两个侧杆410的同一直径的套筒41的顶端位置，如此，所述可收缩式滑梯40在不使用时可以顺利收缩，且栽培盘80是在所述滑竿42上滑动，这样对于较大的营养池70，即使所述移动小车10在离营养池70边缘最远的位置，可收缩式滑梯40也可以够到营养池70的边缘。由套筒形成的可收缩式滑梯40的宽度小于所述栽培盘80的尺寸，从而所述栽培盘80能在所述可收缩式滑梯40上滑动而不会从滑梯平行相对的滑竿形成的间隙中落下。
所述推送臂30设置在所述移动小车10的与所述可收缩式滑梯40相对的一侧。在本实施方式中，所述推送臂30包括呈L型的弯曲臂32及套设于所述弯曲臂32中的驱动杆34，所述驱动杆34能相对所述弯曲臂32伸缩运动。
所述控制器50用于接收用户操作并发出相应的控制指令；在本实施方式中，所述控制器50为无线遥控装置，以方便操作者在地面上操作。
所述驱动装置60用于接收所述控制器50所发出的所述控制指令并且执行所述控制指令。所述驱动装置60包括用于驱动所述移动小车在营养池70中、所述栽培盘80下方运动的第一驱动模块61；用于驱动折叠式顶起支架20的伸缩以顶起所述移动小车10上方的栽培盘的第二驱动模块62；用于控制所述推送臂30的伸缩运动以将所述栽培盘推送至可收缩式滑梯40的第三驱动模块63；及用于控制可收缩式滑梯40的伸缩运动使栽培盘80在可收缩式滑梯40上滑动至营养池70边缘第四驱动模块64。
所述驱动装置60包括的第一至第四驱动模块分别设置在与驱动模块对应的结构上，以使每一个驱动模块能执行与之对应结构的动作。具体地，在本实施方式中，第一驱动模块61设置所述移动小车10上，所述第二驱动模块62设置在折叠式顶起支架20上，所述第三驱动模块63设置在所述推送臂30上，所述第四驱动模块64设置在可收缩式滑梯40上。每一个模块接收到对应的指令时会执行与所述指令相对应的动作，以完成所述栽培盘80从营养池中顶起至收集的动作。
本发明还涉及一种用于大型营养池中的栽培盘收集方法，其包括如下步骤：
第一步：提供如上所述的栽培盘收集装置100。
第二步：获取所述待收集栽培盘80的位置及计算出移动小车10的移动轨迹。
在本实施方式中，获取所述待收集栽培盘80的位置、计算出移动小车10的移动轨迹的方法包括：对营养池70中所有的栽培盘80依次编号，根据每个栽培盘80的尺寸、所述营养池70的尺寸及所述待收集的栽培盘80的编号计算得到所述待收集栽培盘80的位置；用户向所述控制器50中输入待收集的栽培盘80的编号；所述位置传感器14根据待收集栽培盘80的编号及移动小车10的当前位置，以计算出移动小车10的移动轨迹，移动轨迹包括移动小车10的移动方向及待移动的路程。
第三步：所述第一驱动模块61根据上述移动轨迹，控制所述移动小车10在营养池70中、栽培盘80下方移动至待收集的栽培盘80的下方。
第四步：利用所述控制器50启动第二驱动模块62，第二驱动模块62驱动所述折叠式顶起支架顶起所述待收集的栽培盘80，使之高于其它周边栽培盘80。优选地，所述折叠式顶起支架顶起的高度是使后续可收缩式滑梯40的末端高于所述营养池70中栽培盘80的高度，以防所述折叠式顶起支架20伤害到其它栽培盘上种植的植物。
第五步：利用所述控制器50启动第四驱动模块64，第四驱动模块64驱动所述可收缩式滑梯40伸展，使得所述可收缩式滑梯40能够接触到营养池70边缘；
第六步：利用所述控制器50启动第三驱动模块63，所述第三驱动模块63驱动所述推送臂30的伸展以将所述待采集的栽培盘推送至所述可收缩式滑梯40上，由于所述可收缩式滑梯40相对所述顶板12倾斜设置，所述栽培盘80在重力的作用下、在可收缩式滑梯40上从靠近所述顶板12的位置滑动至可收缩式滑梯40的末端。从而，所述栽培盘80在可收缩式滑梯40的表面滑动至所述营养池70边缘，以供人工收集。
可以理解，收集到待收集的栽培盘之后，操作员在所述控制器中输入信息，所述驱动装置会驱动所述折叠式顶起支架、推送臂、可收缩式滑梯均恢复到初始状态，重复以上步骤，可以收集更多的栽培盘。
综上所述，本发明提供的栽培盘收集装置100，包括移动小车10、折叠式顶起支架20、推送臂30、可收缩式滑梯40、控制器50及驱动装置60，从所述待收集的栽培盘的顶起至收集这一系列过程，全部是自动化操作，无需利用机械手或者设置滑轨，降低了大型营养池中水培植物对栽培盘80的的收集成本。
可以理解的是，以上实施例仅用来说明本发明，并非用作对本发明的限定。对于本领域的普通技术人员来说，根据本发明的技术构思做出的其它各种相应的改变与变形，都落在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种用于大型营养池中的栽培盘收集装置，其包括：移动小车、折叠式顶起支架、推送臂、可收缩式滑梯、控制器及驱动装置；
所述移动小车包括设置在所述移动小车上表面的顶板，所述顶板用于支撑待收集的栽培盘，所述移动小车能根据所述控制器发出的指令在营养池中运动；
所述折叠式顶起支架设置在所述移动小车的底表面，所述折叠式顶起支架展开时能将所述移动小车顶起，在所述移动小车运动时可收缩折叠在所述移动小车的底表面；
所述可收缩式滑梯固定在所述顶板上且长度可调；
所述推送臂设置在所述移动小车的与可收缩式滑梯相对的一侧；
所述控制器用于接收用户操作并发出相应的控制指令；
所述驱动装置用于接收所述控制指令并且执行所述控制指令，所述驱动装置包括用于驱动所述移动小车在营养池中、所述栽培盘下方运动的第一驱动模块、用于驱动折叠式顶起支架的伸缩以顶起所述移动小车上方的栽培盘的第二驱动模块、用于控制所述推送臂的伸缩运动以将所述栽培盘推送至可收缩式滑梯的第三驱动模块及用于控制可收缩式滑梯的伸缩运动使栽培盘在可收缩式滑梯上滑动至营养池边缘的第四驱动模块。
2.如权利要求1所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述可收缩式滑梯为多节套筒式可收缩式滑梯。
3.如权利要求1所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述可收缩式滑梯相对所述营养池的底表面倾斜设置，所述栽培盘在重力的作用下、在可收缩式滑梯上从靠近所述顶板的位置滑动至可收缩式滑梯的末端。
4.如权利要求3所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述顶板为楔形板，其包括一个支撑面，所述支撑面相对所述移动小车的上表面倾斜设置。
5.如权利要求1所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述移动小车的底部设置有万向轮以使所述移动小车能作转向运动。
6.如权利要求1所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述折叠式顶起支架包括底盘以及设置在底盘中的轴杆，所述轴杆能相对所述底盘在竖直方向伸缩。
7.如权利要求1所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述推送臂包括呈L型的弯曲臂及套设于所述弯曲臂中的驱动杆，所述驱动杆能相对所述弯曲臂伸缩运动。
8.如权利要求1所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述顶板的尺寸小于所述栽培盘的尺寸。
9.如权利要求8所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述移动小车与所述顶板的高度之和小于所述栽培盘与营养液池底部之间的距离。
10.如权利要求1所述的栽培盘收集装置，其特征在于，所述移动小车还包括一个位置传感器，所述位置传感器与所述控制器及驱动装置电性连接，所述位置传感器可以追踪定位所述移动小车在所述营养池中的具体位置及根据待收集的栽培盘的位置计算所述移动小车的移动轨迹。
11.一种用于大型营养池中的栽培盘收集方法，其包括：
提供如权利要求10所述的栽培盘收集装置；
获取待收集栽培盘的位置信息；
在所述第一驱动模块中输入所述位置信息指令，所述移动小车上的位置传感器会根据所述移动小车的当前位置及待收集栽培盘的位置信息计算所述移动小车的移动轨迹，所述第一驱动模块控制所述移动小车在栽培盘下方移动至待收集的所述栽培盘下方；
启动所述第二驱动模块，使折叠式顶起支架顶起待收集的所述栽培盘，使之高于其它周边栽培盘；
启动所述第四驱动模块伸展可收缩式滑梯，使得它能够接触到所述营养池边；
启动所述第三驱动模块推送待收集的所述栽培盘，将它送至滑梯；
所述栽培盘在可收缩式滑梯表面滑动至所述营养池边缘，以供人工收集。
12.如权利要求11所述的栽培盘收集方法，其特征在于：获取所述待收集栽培盘的位置、计算出移动小车的移动轨迹的方法包括：对营养池中所有的栽培盘依次编号，根据每个栽培盘的尺寸、所述营养池的尺寸及所述待收集的栽培盘的编号计算得到所述待收集栽培盘的位置；用户向所述控制器中输入待收集的栽培盘的编号；所述位置传感器根据待收集栽培盘的编号及移动小车的当前位置，以计算出移动小车的移动轨迹。
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