CN108401719B - 黄瓜自动栽培系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黄瓜自动栽培系统,包括横梁支架，横梁支架两侧经主动环形链轮和从动环形链轮连接有环形链，环形链上按相同间隔排列有多个绕线器，绕线器两侧中心设有固定在横梁支架下端的环形双层轨道，绕线器底部经吊绳连接有按压装置，按压装置底部设有环形轨道，环形轨道一侧设有与按压装置配合的按压驱动装置，环形轨道内设有栽培槽，环形轨道外侧设有修剪收获导轨，修剪收获导轨上设有修剪收获机器人。本发明能够替代原有手工作业的模式，并具有种植效率和自动化程度高、种植质量好的特点。

Description

黄瓜自动栽培系统

技术领域

本发明涉及一种栽培系统，特别是一种黄瓜自动栽培系统。

背景技术

随着社会需求的增长，我国黄瓜种植面积也逐渐增大，大规模种植趋势明显；但由于常规的黄瓜种植设备大多功能单一，使种植户无法通过单一的机械设备实现对黄瓜的自动化种植、修剪和采摘，从而导致目前对黄瓜的侧枝修剪、败叶去除、收获采摘工作仍由人工完成，造成黄瓜种植过程中的人工成本高、工作强度大的问题，并且随着我国老龄化的日渐严重，农业从事者更是不断减少并且良莠不齐，严重影响了黄瓜的种植效率和种植质量，难以满足大众的需求。此外，由于目前黄瓜均采用温室栽培和吊绳攀沿的栽培方式，导致大棚的空间局限性或固定线绳的栽培方式无法充分发挥黄瓜的生长优势，造成黄瓜生长栽培周期短、产量低的现象，进一步降低了黄瓜的种植质量。因此，现有对黄瓜的种植方式存在种植效率和自动化程度低、种植质量差的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种黄瓜自动栽培系统。它具有种植效率和自动化程度高、种植质量好的特点。

本发明的技术方案：黄瓜自动栽培系统，包括横梁支架，横梁支架两侧经链轮固定装置分别连接有主动环形链轮和从动环形链轮，主动环形链轮和从动环形链轮外侧经环形链相互连接，环形链上按相同间隔排列有多个绕线器，绕线器两侧中心设有固定在横梁支架下端的环形双层轨道，绕线器一侧设有偏心设置的转动销，环形双层轨道上设有与转动销配合的矩形槽，绕线器底部经吊绳连接有按压装置，相邻按压装置之间经线绳相互连接，按压装置底部设有环形轨道，环形轨道一侧设有与按压装置配合的按压驱动装置，环形轨道内设有栽培槽，环形轨道外侧设有修剪收获导轨，修剪收获导轨上设有修剪收获机器人；所述修剪收获机器人包括底座，底座底部设有多组与修剪收获导轨配合的第一导向轮，底座上经支架设有第三驱动电机和杠杆条，第三驱动电机一端连接有偏心轮，偏心轮顶部与杠杆条底部相互贴合，杠杆条顶部设有压缩弹簧，杠杆条两端经第四连杆连接有升降导轮，底座上方经安装架连接有底座顶板，底座顶板下端设有机械臂旋转装置，底座顶板上端经机械臂旋转装置连接有升降叉架固定板，升降叉架固定板上端经升降叉架组件连接有升降座底板，升降座底板上设有升降壳体，升降壳体上端经第一安装杆连接有第一机械臂，第一机械臂上端经第二安装杆连接有第二机械臂，第二机械臂端部经第三安装杆连接有夹持修剪装置，升降壳体内侧设有固定在升降座底板上的电机固定架，电机固定架上分别设有第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置，所述环形轨道的外径小于环形双层轨道。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述按压驱动装置包括按压驱动电机，按压驱动电机一端经一对相互垂直的锥齿轮连接有第二偏心轮，第二偏心轮上设有第一连杆，第一连杆端部连接有第二连杆，第二连杆下端固定在地面上，第二连杆上端连接有第三连杆，第三连杆上端连接有驱动U型管，驱动U型管两侧设有安装导轮，安装导轮下端设有位于环形轨道上的驱动导轨，驱动U型管两端经弹簧连接有驱动块，驱动块一侧设有挡块。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述修剪收获导轨包括直线导轨，直线导轨两端设有弧形板组，弧形板组包括对称设置在直线导轨上的弧形板，直线导轨两侧设有对称的环形导轨，环形导轨两端均设有轨道垫板，轨道垫板与环形导轨之间设有垫板弹簧。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述升降叉架组件包括并排设置在升降叉架固定板上的叉架连杆组，叉架连杆组包括多个依次连接的叉架连杆，叉架连杆之间经横杆相互连接，横杆上设有伸缩电缸。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述按压装置包括导轮固定架，导轮固定架一端设有与环形轨道配合的多个导轮，导轮固定架另一端经连接件连接有按压爪，按压爪两端底部设有连接筋板，所述吊绳经按压爪连接按压装置，所述线绳经连接筋板连接按压装置。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述链轮固定装置包括设置在主动环形链轮或从动环形链轮内侧的转动轴，转动轴上端连接有固定方管，固定方管两侧经移动支架连接有螺纹杆，螺纹杆两端经固定座和安装垫块连接横梁支架，移动支架一侧的螺纹杆上设有涨紧弹簧。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述夹持修剪装置包括设置在第三安装杆上的连接块，连接块一端连接有末端夹持电机，连接块另一端依次连接有旋转锥齿轮和可旋转的夹持器支架，夹持器支架内侧设有连杆夹持组，连杆夹持组一端经涡轮蜗杆连接末端夹持电机，夹持器支架一侧连接有剪切电机，剪切电机一端经依次连接的第二主动同步带轮、第二同步带和第二从动同步带轮连接有第一丝杆，第一丝杆端部经联轴器连接有第二丝杆，第一丝杆和第二丝杆上经丝杆螺母连接有对称设置的电热刀。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述机械臂旋转装置包括固定支架，固定支架两端经法兰连接有旋转轴，旋转轴中部连接有第一从动同步带轮，第一从动同步带轮外侧经第一同步带连接有第一主动同步带轮，第一主动同步带轮内侧连接有位于旋转轴一侧的第四驱动电机，旋转轴上端连接升降叉架固定板。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述环形链四周均匀分布有多个可旋转的三爪件，三爪件上端连接横梁支架，三爪件下端均匀分布有三个承重爪，其中一个承重爪上端与环形链底部相互贴合。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述主动环形链轮上连接有转动链轮，转动链轮一端经链条连接有驱动链轮，驱动链轮内侧连接有第一驱动电机。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述第一导向轮之间设有并排设置在底座下端的从动轴和驱动轴，从动轴和驱动轴两端均设有移动车轮，驱动轴中部设有相互连接的从动齿轮和差速器，从动齿轮上端设有主动齿轮，主动齿轮内侧连接有第二驱动电机，第二驱动电机下端经支架固定在底座上。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述安装架一侧连接有收获箱，收获箱底部四周设有万向轮，收获箱底部中心设有与修剪收获导轨配合的第二导向轮。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述第一驱动装置包括安装在电机固定架上的第一机械臂驱动电机，第一机械臂驱动电机经依次连接的第一机械臂同步带主动轮、第一机械臂驱动同步带和第一机械臂同步带从动轮连接第一安装杆。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述第二驱动装置包括安装在电机固定架上的第二机械臂驱动电机，第二机械臂驱动电机经依次连接的第二机械臂同步带主动轮、第二机械臂连接同步带、第二机械臂双联同步带轮、第二机械臂驱动同步带和第二机械臂同步带从动轮连接第二安装杆，所述第二机械臂双联同步带轮设置在第一安装杆上。

前述的黄瓜自动栽培系统中，所述第三驱动装置包括并排设置在电机固定架两侧的夹持修剪装置驱动电机，夹持修剪装置驱动电机经依次连接的夹持修剪装置同步带主动轮、第一夹持修剪装置同步带、第一夹持修剪装置双联同步带轮、第二夹持修剪装置同步带、第二夹持修剪装置双联同步带轮、第三夹持修剪装置同步带和夹持修剪装置锥齿轮连接夹持修剪装置，所述第一夹持修剪装置双联同步带轮设置在第一安装杆上，所述第二夹持修剪装置双联同步带轮设置在第二安装杆上，所述夹持修剪装置锥齿轮设置在第三安装杆上，夹持修剪装置锥齿轮外侧与旋转锥齿轮相互啮合。

前述的黄瓜自动栽培系统的使用方法：黄瓜藤苗种植在环形轨道内侧后相隔交错向外生长并沿吊绳向上攀沿，从而使黄瓜藤苗上的黄瓜在重力作用下竖直生长并避免与倾斜的黄瓜藤苗重叠；当黄瓜藤苗向上攀沿至接近绕线器时，主动环形链轮带动环形链旋转使绕线器水平移动，并通过转动销和矩形槽的配合使绕线器在移动过程中将伸长吊绳，同时按压驱动装置驱动按压装置在环形轨道上与绕线器配合水平移动，对黄瓜藤苗进行平移和下降；黄瓜的种植过程中修剪收获机器人在修剪收获导轨上水平移动，并通过夹持修剪装置对黄瓜藤苗的侧枝和黄瓜进行修剪和采摘。

与现有技术相比，本发明通过环形轨道和环形双层轨道的配合，使栽培槽内的黄瓜藤苗可以倾斜攀沿至吊绳上，从而使黄瓜藤苗上的黄瓜在重力作用下与黄瓜藤苗相互分离，方便修剪收获机器人对黄瓜的采摘和对侧枝的修剪工作并降低黄瓜或黄瓜藤苗在修剪收获机器人在工作时受损的可能性；通过环形链和绕线器的配合可以使绕线器上的吊绳沿环形双层轨道水平移动，通过转动销和矩形槽的配合可以使绕线器在移动时自动伸出吊绳，从而当黄瓜藤苗生长至吊绳顶部时，系统可以通过环形链的旋转使吊绳上的黄瓜藤苗水平移动并下降，最大程度的提高了黄瓜藤苗的生长效果和黄瓜的种植质量，用户还可以通过矩形槽的间距设置绕线器在移动时的吊绳伸出长度，使吊绳的伸出长度可以和绕线器的移动距离保持统一，方便黄瓜藤苗的收集并降低了黄瓜藤苗在移动时受损的可能性；通过按压驱动装置可以使按压装置沿环形轨道水平移动，使吊绳在移动时保持竖直状态，通过按压装置上的按压爪和连接筋板可以对移动后的黄瓜藤苗起到约束和限位作用，防止黄瓜藤苗的下端在平移后与设备接触造成损伤，提高了黄瓜藤苗的生长稳定性和装置的工作稳定性；通过修剪收获机器人和修剪收获导轨的配合，使修剪收获机器人可以在黄瓜藤苗四周自由移动，并通过升降导轮和弧形板组的配合使修剪收获机器人可以根据需要移动至相邻的环形导轨，从而使一台修剪收获机器人可以同时应用于多排黄瓜藤苗，降低了栽培系统的生产和运营成本；通过升降叉架组件、第一机械臂、第二机械臂和夹持修剪装置的配合，使修剪收获机器人可以在4个自由度上对黄瓜修剪和采摘工作，相比人工修剪和采摘的方式有效提高了工作效率并降低了工人的劳动成本，自动化程度高；并且各驱动装置均设置在机械臂内，可以有效减小机械臂的占用空间并防止外界粉尘对机械臂转动造成的影响，使修剪收获机器人具有良好的工作稳定性和使用寿命；通过蜗轮蜗杆和连杆夹持组的配合可以使连杆夹持组具有35mm的夹持距离，通过电热刀的切割方式可以有效防止藤苗切断处出现失水或感染的现象，进一步提高了黄瓜藤苗的种植效果。此外，本发明通过驱动块和挡块的配合可以对按压装置起到防退回的效果，通过链轮固定装置和三爪件可以分别对环形链起到涨紧和支撑的作用，通过轨道垫板可以避免环形导轨在修剪收获机器人转向时的妨碍，通过垫板弹簧可以避免轨道垫板对导向轮的妨碍，使本发明具有良好的工作稳定性。所以，本发明具有种植效率和自动化程度高、种植质量好的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A向示图；

图3是图1的B向示图；

图4是图1的C向示图；

图5是按压驱动装置的结构示意图；

图6是修剪收获机器人的结构示意图；

图7是第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的结构示意图；

图8是三爪件的结构示意图；

图9是夹持修剪装置的结构示意图；

图10是连杆夹持组的外形图。

附图中的标记为：1-横梁支架，2-链轮固定装置，3-主动环形链轮，4-从动环形链轮，5-环形链，6-绕线器，7-环形双层轨道，8-吊绳，9-按压装置，10-线绳，11-环形轨道，12-按压驱动装置，13-修剪收获导轨，14-修剪收获机器人，15-底座，16-第一导向轮，17-从动轴，18-驱动轴，19-移动车轮，20-差速器，21-主动齿轮，22-第二驱动电机，23-支架，24-第三驱动电机，25-偏心轮，26-杠杆条，27-第四连杆，28-升降导轮，29-安装架，30-底座顶板，31-固定支架，32-法兰，33-旋转轴，34-第一从动同步带轮，35-第一同步带，36-第一主动同步带轮，37-第四驱动电机，38-栽培槽，39-升降叉架固定板，40-升降叉架组件，41-升降座底板，42-升降壳体，43-第一安装杆，44-第一机械臂，45-第二安装杆，46-第二机械臂，47-第三安装杆，48-夹持修剪装置，49-电机固定架，50-第一驱动装置，51-第二驱动装置，52-第三驱动装置，53-机械臂旋转装置，54-按压驱动电机，55-锥齿轮，56-第二偏心轮，57-第一连杆，58-第二连杆，59-第三连杆，60-驱动U型管，61-安装导轮，62-驱动导轨，63-从动齿轮，64-驱动块，65-挡块，66-三爪件，67-转动链轮，68-链条，69-驱动链轮，70-第一驱动电机，71-收获箱，72-万向轮，73-第二导向轮，74-第一机械臂驱动电机，75-第一机械臂同步带主动轮，76-第一机械臂驱动同步带，77-第一机械臂同步带从动轮，78-第二机械臂驱动电机，79-第二机械臂同步带主动轮，80-第二机械臂连接同步带，81-第二机械臂双联同步带轮，82-第二机械臂驱动同步带，83-第二机械臂同步带从动轮，84-夹持修剪装置驱动电机，85-夹持修剪装置同步带主动轮，86-第一夹持修剪装置同步带，87-第一夹持修剪装置双联同步带轮，88-第二夹持修剪装置同步带，89-第二夹持修剪装置双联同步带轮，90-第三夹持修剪装置同步带，91-夹持修剪装置锥齿轮，201-转动轴，202-固定方管，203-移动支架，204-螺纹杆，205-固定座，206-安装垫块，207-涨紧弹簧，401-叉架连杆组，4011-叉架连杆，402-横杆，403-伸缩电缸，601-转动销，701-矩形槽，901-导轮固定架，902-导轮，903-连接件，904-按压爪，905-连接筋板，131-直线导轨，132-弧形板组，133-弧形板，134-环形导轨，135-轨道垫板，136-垫板弹簧，481-连接块，482-末端夹持电机，483-夹持器支架，484-连杆夹持组，485-剪切电机，486-第二主动同步带轮，487-第二同步带，488-第二从动同步带轮，489-第一丝杆，490-第二丝杆，491-电热刀，492-旋转锥齿轮，661-承重爪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。黄瓜自动栽培系统，构成如图1所示，包括横梁支架1，横梁支架1两侧经链轮固定装置2分别连接有主动环形链轮3和从动环形链轮4，主动环形链轮3和从动环形链轮4外侧经环形链5相互连接，环形链5上按相同间隔排列有多个绕线器6，绕线器6两侧中心设有固定在横梁支架1下端的环形双层轨道7，绕线器6一侧设有偏心设置的转动销601，环形双层轨道7上设有与转动销601配合的矩形槽701，绕线器6底部经吊绳8连接有按压装置9，相邻按压装置9之间经线绳10相互连接，按压装置9底部设有环形轨道11，环形轨道11一侧设有与按压装置9配合的按压驱动装置12，环形轨道11内设有栽培槽38，环形轨道11外侧设有修剪收获导轨13，修剪收获导轨13上设有修剪收获机器人14；所述修剪收获机器人14包括底座15，底座15底部设有多组与修剪收获导轨13配合的第一导向轮16，第一导向轮16一侧设有移动传感器，底座15上经支架23设有第三驱动电机24和杠杆条26，第三驱动电机24一端连接有偏心轮25，偏心轮25顶部与杠杆条26底部相互贴合，杠杆条26顶部设有压缩弹簧，压缩弹簧上端连接支架23，杠杆条26两端经第四连杆27连接有升降导轮28，底座15上方经安装架29连接有底座顶板30，底座顶板30下端设有机械臂旋转装置53，底座顶板30上端经机械臂旋转装置53连接有升降叉架固定板39，升降叉架固定板39上端经升降叉架组件40连接有升降座底板41，升降叉架组件40内设有升降传感器，升降座底板41上设有升降壳体42，升降壳体42上端经第一安装杆43连接有第一机械臂44，第一机械臂44上端经第二安装杆45连接有第二机械臂46，第二机械臂46端部经第三安装杆47连接有夹持修剪装置48，升降壳体42内侧设有固定在升降座底板41上的电机固定架49，电机固定架49上分别设有第一驱动装置50、第二驱动装置51和第三驱动装置52，所述环形轨道11的外径小于环形双层轨道7。

所述按压驱动装置12包括按压驱动电机54，按压驱动电机54一端经一对相互垂直的锥齿轮55连接有第二偏心轮56，第二偏心轮56上设有第一连杆57，第一连杆57端部连接有第二连杆58，第二连杆58下端固定在地面上，第二连杆58上端连接有第三连杆59，第三连杆59上端连接有驱动U型管60，驱动U型管60两侧设有安装导轮61，安装导轮61下端设有位于环形轨道11上的驱动导轨62，驱动U型管60两端经弹簧连接有驱动块64，驱动块64一侧设有挡块65，所述驱动U型管60沿环形轨道11输送方向一侧还设有多个限位装置，限位装置的结构和驱动块64、挡块65的配合结构相同。

所述修剪收获导轨13包括直线导轨131，直线导轨131两端设有弧形板组132，弧形板组132包括对称设置在直线导轨131上的弧形板133，直线导轨131两侧设有对称的环形导轨134，环形导轨134两端均设有轨道垫板135，轨道垫板135与环形导轨134之间设有垫板弹簧136。

所述升降叉架组件40包括并排设置在升降叉架固定板39上的叉架连杆组401，叉架连杆组401包括多个依次连接的叉架连杆4011，叉架连杆4011之间经横杆402相互连接，横杆402上设有伸缩电缸403。

所述按压装置9包括导轮固定架901，导轮固定架901一端设有与环形轨道11配合的多个导轮902，导轮固定架901另一端经连接件903连接有按压爪904，按压爪904两端底部设有连接筋板905，所述吊绳8经按压爪904连接按压装置9，所述线绳10经连接筋板905连接按压装置9。

所述链轮固定装置2包括设置在主动环形链轮3或从动环形链轮4内侧的转动轴201，转动轴201上端连接有固定方管202，固定方管202两侧经移动支架203连接有螺纹杆204，螺纹杆204两端经固定座205和安装垫块206连接横梁支架1，移动支架203一侧的螺纹杆204上设有涨紧弹簧207。

所述夹持修剪装置48包括设置在第三安装杆47上的连接块481，连接块481一端连接有末端夹持电机482，连接块481另一端依次连接有旋转锥齿轮492和可旋转的夹持器支架483，夹持器支架483内侧设有连杆夹持组484，连杆夹持组484一端经涡轮蜗杆连接末端夹持电机482，夹持器支架483一侧连接有剪切电机485，剪切电机485一端经依次连接的第二主动同步带轮486、第二同步带487和第二从动同步带轮488连接有第一丝杆489，第一丝杆489端部经联轴器连接有第二丝杆490，第一丝杆489和第二丝杆490上经丝杆螺母连接有对称设置的电热刀491。

所述机械臂旋转装置53包括固定支架31，固定支架31两端经法兰32连接有旋转轴33，旋转轴33中部连接有第一从动同步带轮34，第一从动同步带轮34外侧经第一同步带35连接有第一主动同步带轮36，第一主动同步带轮36内侧连接有位于旋转轴33一侧的第四驱动电机37，旋转轴33上端连接升降叉架固定板39。

所述环形链5四周均匀分布有多个可旋转的三爪件66，三爪件66上端连接横梁支架1，三爪件66下端均匀分布有三个承重爪661，其中一个承重爪661上端与环形链5底部相互贴合。。

所述主动环形链轮3上连接有转动链轮67，转动链轮67一端经链条68连接有驱动链轮69，驱动链轮69内侧连接有第一驱动电机70。

所述第一导向轮16之间设有并排设置在底座15下端的从动轴17和驱动轴18，从动轴17和驱动轴18两端均设有移动车轮19，驱动轴18中部设有相互连接的从动齿轮63和差速器20，从动齿轮63上端设有主动齿轮21，主动齿轮21内侧连接有第二驱动电机22，第二驱动电机22下端经支架23固定在底座15上。

所述安装架29一侧连接有收获箱71，收获箱71底部四周设有万向轮72，收获箱71底部中心设有与修剪收获导轨13配合的第二导向轮73。

所述第一驱动装置50包括安装在电机固定架49上的第一机械臂驱动电机74，第一机械臂驱动电机74经依次连接的第一机械臂同步带主动轮75、第一机械臂驱动同步带76和第一机械臂同步带从动轮77连接第一安装杆43。

所述第二驱动装置51包括安装在电机固定架49上的第二机械臂驱动电机78，第二机械臂驱动电机78经依次连接的第二机械臂同步带主动轮79、第二机械臂连接同步带80、第二机械臂双联同步带轮81、第二机械臂驱动同步带82和第二机械臂同步带从动轮83连接第二安装杆45，所述第二机械臂双联同步带轮81设置在第一安装杆43上。

所述第三驱动装置52包括并排设置在电机固定架49两侧的夹持修剪装置驱动电机84，夹持修剪装置驱动电机84经依次连接的夹持修剪装置同步带主动轮85、第一夹持修剪装置同步带86、第一夹持修剪装置双联同步带轮87、第二夹持修剪装置同步带88、第二夹持修剪装置双联同步带轮89、第三夹持修剪装置同步带90和夹持修剪装置锥齿轮91连接夹持修剪装置48，所述第一夹持修剪装置双联同步带轮87设置在第一安装杆43上，所述第二夹持修剪装置双联同步带轮89设置在第二安装杆45上，所述夹持修剪装置锥齿轮91设置在第三安装杆47上，夹持修剪装置锥齿轮91外侧与旋转锥齿轮492相互啮合。

所述黄瓜自动栽培系统的使用方法：黄瓜藤苗种植在栽培槽后相隔交错向外生长并沿吊绳向上攀沿，从而使黄瓜藤苗上的黄瓜在重力作用下竖直生长并避免与倾斜的黄瓜藤苗重叠；当黄瓜藤苗向上攀沿至接近绕线器时，主动环形链轮带动环形链旋转使绕线器水平移动，并通过转动销和矩形槽的配合使绕线器在移动过程中将伸长吊绳，同时按压驱动装置驱动按压装置在环形轨道上与绕线器配合水平移动，对黄瓜藤苗进行平移和下降；黄瓜的种植过程中修剪收获机器人在修剪收获导轨上水平移动，并通过夹持修剪装置对黄瓜藤苗的侧枝和黄瓜进行修剪和采摘。

本发明的工作原理：将黄瓜藤苗栽培在栽培槽38后，黄瓜藤苗沿按压装置9上的吊绳8向上攀沿，并通过倾斜设置吊绳8使黄瓜藤苗上的黄瓜在生长时与黄瓜藤苗相互分离，方便修剪收获机器人14的修剪和采摘工作；当黄瓜藤苗生长至接近绕线器6时，主动环形链轮3和从动环形链轮4旋转带动环形链5旋转，使环形链5上的绕线器6沿环形双层轨道7水平移动，链轮固定装置2上的涨紧弹簧207可以对环形链5起到涨紧作用，三爪件66可以对环形链5起到支撑作用并与环形链5配合旋转，使环形链5具有较高的工作稳定性；绕线器6移动后使转动销601沿绕线器6的中心做圆周运动使吊绳8伸出，从而对缠绕在吊绳8上的黄瓜藤苗起到水平移动和下降的效果，转动销601在做圆周运动的过程中会与环形双层轨道7干涉使吊绳8停止伸出，当进入矩形槽701后能够重新转动继续伸长吊绳，从而使用户可以通过矩形槽701的间距来设置绕线器6在移动时吊绳的伸出长度，方便吊绳8上黄瓜藤苗的移动稳定性和约束效果；吊绳8在移动时，按压驱动电机54旋转并经锥齿轮55、偏心轮56、第一连杆57、第二连杆58和第三连杆59的配合使驱动U型管60在驱动导轨62上做步进移动并通过驱动块64推动按压装置9在环形轨道11上水平移动，驱动块64和挡块65的配合可以对按压装置9起到防退作用，驱动块64上的弹簧可以使驱动块64在退回过程中受到后续按压装置9的推动后自动压下，从而配合限位装置实现按压装置9的稳定移动，驱动U型管60上的按压装置9在移动后通过线绳10依次带动相邻按压装置9进行水平移动，使按压装置9能够和绕线器6的相对位置保持一致，降低黄瓜藤苗在移动时受损的可能性，按压装置9上的按压爪904可以对因吊绳8下降而掉落在环形轨道11上的黄瓜藤苗起到收集和约束的作用，避免黄瓜藤苗在下降后影响系统的正常运行。黄瓜藤苗在生长时，修剪收获机器人14通过第一导向轮16和修剪收获导轨13的配合在环形轨道11四周自由移动，当修剪收获机器人14移动至直线导轨131端部时，修剪收获机器人14可以通过压缩弹簧和偏心轮25的配合使杠杆条26在支架23上旋转至倾斜状态，从而使一侧升降导轮28在下降后接触弧形板133并带动修剪收获机器人14往相应的环形导轨134上移动，使修剪收获机器人14可以同时适用于多排黄瓜藤苗的修剪和采摘工作，自由度高、生产和运营成本低；修剪收获机器人14移动到位后通过升降叉架组件40调节各机械臂的高低位置，通过机械臂旋转装置53对各机械臂进行旋转，通过第一驱动装置50对第一机械臂44进行俯仰升降，通过第二驱动装置51对第二机械臂46进行俯仰升降，通过第三驱动装置52对夹持修剪装置48进行旋转，使修剪收获机器人14可以在5个自由度上对黄瓜侧枝或黄瓜进行操作，使夹持修剪装置48能够按需要移动至不同位置和角度；夹持修剪装置48到位后通过剪切电机485、第一丝杆489、联轴器和第二丝杆490的配合可以使电热刀491相互分离或合拢，从而对黄瓜侧枝起到剪切作用，电热刀491的切割方式可以防止黄瓜藤苗的切断处出现失水或感染的问题，提高黄瓜的生长效果；通过末端夹持电机482和蜗轮蜗杆的配合可以使连杆夹持组484对黄瓜实现夹持采摘工作，连杆夹持组484的夹持范围能够达到35mm以上，从而适用于不同宽度的黄瓜摘取，连杆夹持组484将黄瓜摘取后可直接放入收获箱71内，完成对黄瓜的收集工作并防止黄瓜在采摘时出现掉落碎裂的情况。本发明能够实现对黄瓜藤苗的自动栽培和采摘工作，工作过程中无需人工辅助，在降低了人工劳动成本的同时具有种植效率高、种植质量好的特点。

Claims (10)

1.黄瓜自动栽培系统，其特征在于：包括横梁支架(1)，横梁支架(1)两侧经链轮固定装置(2)分别连接有主动环形链轮(3)和从动环形链轮(4)，主动环形链轮(3)和从动环形链轮(4)外侧经环形链(5)相互连接，环形链(5)上按相同间隔排列有多个绕线器(6)，绕线器(6)两侧中心设有固定在横梁支架(1)下端的环形双层轨道(7)，绕线器(6)一侧设有偏心设置的转动销(601)，环形双层轨道(7)上设有与转动销(601)配合的矩形槽(701)，绕线器(6)底部经吊绳(8)连接有按压装置(9)，相邻按压装置(9)之间经线绳(10)相互连接，按压装置(9)底部设有环形轨道(11)，环形轨道(11)一侧设有与按压装置(9)配合的按压驱动装置(12)，环形轨道(11)内设有栽培槽(38)，环形轨道(11)外侧设有修剪收获导轨(13)，修剪收获导轨(13)上设有修剪收获机器人(14)；所述修剪收获机器人(14)包括底座(15)，底座(15)底部设有多组与修剪收获导轨(13)配合的第一导向轮(16)，底座(15)上经支架(23)设有第三驱动电机(24)和杠杆条(26)，第三驱动电机(24)一端连接有偏心轮(25)，偏心轮(25)顶部与杠杆条(26)底部相互贴合，杠杆条(26)顶部设有压缩弹簧，杠杆条(26)两端经第四连杆(27)连接有升降导轮(28)，底座(15)上方经安装架(29)连接有底座顶板(30)，底座顶板(30)下端设有机械臂旋转装置(53)，底座顶板(30)上端经机械臂旋转装置(53)连接有升降叉架固定板(39)，升降叉架固定板(39)上端经升降叉架组件(40)连接有升降座底板(41)，升降座底板(41)上设有升降壳体(42)，升降壳体(42)上端经第一安装杆(43)连接有第一机械臂(44)，第一机械臂(44)上端经第二安装杆(45)连接有第二机械臂(46)，第二机械臂(46)端部经第三安装杆(47)连接有夹持修剪装置(48)，升降壳体(42)内侧设有固定在升降座底板(41)上的电机固定架(49)，电机固定架(49)上分别设有第一驱动装置(50)、第二驱动装置(51)和第三驱动装置(52)，所述环形轨道(11)的外径小于环形双层轨道(7)。

2.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统，其特征在于：所述按压驱动装置(12)包括按压驱动电机(54)，按压驱动电机(54)一端经一对相互垂直的锥齿轮(55)连接有第二偏心轮(56)，第二偏心轮(56)上设有第一连杆(57)，第一连杆(57)端部连接有第二连杆(58)，第二连杆(58)下端固定在地面上，第二连杆(58)上端连接有第三连杆(59)，第三连杆(59)上端连接有驱动U型管(60)，驱动U型管(60)两侧设有安装导轮(61)，安装导轮(61)下端设有位于环形轨道(11)上的驱动导轨(62)，驱动U型管(60)两端经弹簧连接有驱动块(64)，驱动块(64)一侧设有挡块(65)。

3.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统，其特征在于：所述修剪收获导轨(13)包括直线导轨(131)，直线导轨(131)两端设有弧形板组(132)，弧形板组(132)包括对称设置在直线导轨(131)上的弧形板(133)，直线导轨(131)两侧设有对称的环形导轨(134)，环形导轨(134)两端均设有轨道垫板(135)，轨道垫板(135)与环形导轨(134)之间设有垫板弹簧(136)。

4.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统，其特征在于：所述升降叉架组件(40)包括并排设置在升降叉架固定板(39)上的叉架连杆组(401)，叉架连杆组(401)包括多个依次连接的叉架连杆(4011)，叉架连杆(4011)之间经横杆(402)相互连接，横杆(402)上设有伸缩电缸(403)。

5.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统，其特征在于：所述按压装置(9)包括导轮固定架(901)，导轮固定架(901)一端设有与环形轨道(11)配合的多个导轮(902)，导轮固定架(901)另一端经连接件(903)连接有按压爪(904)，按压爪(904)两端底部设有连接筋板(905)，所述吊绳(8)经按压爪(904)连接按压装置(9)，所述线绳(10)经连接筋板(905)连接按压装置(9)。

6.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统，其特征在于：所述链轮固定装置(2)包括设置在主动环形链轮(3)或从动环形链轮(4)内侧的转动轴(201)，转动轴(201)上端连接有固定方管(202)，固定方管(202)两侧经移动支架(203)连接有螺纹杆(204)，螺纹杆(204)两端经固定座(205)和安装垫块(206)连接横梁支架(1)，移动支架(203)一侧的螺纹杆(204)上设有涨紧弹簧(207)。

7.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统，其特征在于：所述夹持修剪装置(48)包括设置在第三安装杆(47)上的连接块(481)，连接块(481)一端连接有末端夹持电机(482)，连接块(481)另一端依次连接有旋转锥齿轮(492)和可旋转的夹持器支架(483)，夹持器支架(483)内侧设有连杆夹持组(484)，连杆夹持组(484)一端经涡轮蜗杆连接末端夹持电机(482)，夹持器支架(483)一侧连接有剪切电机(485)，剪切电机(485)一端经依次连接的第二主动同步带轮(486)、第二同步带(487)和第二从动同步带轮(488)连接有第一丝杆(489)，第一丝杆(489)端部经联轴器连接有第二丝杆(490)，第一丝杆(489)和第二丝杆(490)上经丝杆螺母连接有对称设置的电热刀(491)。

8.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统，其特征在于：所述机械臂旋转装置(53)包括固定支架(31)，固定支架(31)两端经法兰(32)连接有旋转轴(33)，旋转轴(33)中部连接有第一从动同步带轮(34)，第一从动同步带轮(34)外侧经第一同步带(35)连接有第一主动同步带轮(36)，第一主动同步带轮(36)内侧连接有位于旋转轴(33)一侧的第四驱动电机(37)，旋转轴(33)上端连接升降叉架固定板(39)。

9.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统，其特征在于：所述环形链(5)四周均匀分布有多个可旋转的三爪件(66)，三爪件(66)上端连接横梁支架(1)，三爪件(66)下端均匀分布有三个承重爪(661)，其中一个承重爪(661)上端与环形链(5)底部相互贴合。

10.根据权利要求1所述的黄瓜自动栽培系统的使用方法，其特征在于：黄瓜藤苗种植在栽培槽后相隔交错向外生长并沿吊绳向上攀沿，从而使黄瓜藤苗上的黄瓜在重力作用下竖直生长并避免与倾斜的黄瓜藤苗重叠；当黄瓜藤苗向上攀沿至接近绕线器时，主动环形链轮带动环形链旋转使绕线器水平移动，并通过转动销和矩形槽的配合使绕线器在移动过程中将伸长吊绳，同时按压驱动装置驱动按压装置在环形轨道上与绕线器配合水平移动，对黄瓜藤苗进行平移和下降；黄瓜的种植过程中修剪收获机器人在修剪收获导轨上水平移动，并通过夹持修剪装置对黄瓜藤苗的侧枝和黄瓜进行修剪和采摘。

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