CN108714920B - 一种高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机 - Google Patents

Abstract

本发明属于农用切割装置技术领域，具体提供一种高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机，包括切割机械机构和气动控制机构，切割机械机构包括底座、斜撑板和切割装置，切割装置包括带把手的架体和电机，架体下部与斜撑板铰接，架体外侧、远离斜撑板一端设有带插孔的连接块，电机的输出轴上间隔设有第一切刀和第二切刀；斜撑板上设置有与切刀相匹配的镂空切口；斜撑板下方设甘蔗放置架；气动控制机构包括支架、与支架铰接的气动推杆和控制器，气动推杆末端通过插销与连接块铰接，气动推杆还通过带电磁阀的气管与空气压缩机相连，电磁阀与控制器相连。本机采用机电一体化设计，结构简单、合理，操作简便、省力、效率高；切出的甘蔗种茎切口整齐、无裂痕。

Description

一种高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机

技术领域

本发明属于农用切割装置技术领域，具体的提供了一种高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机。

背景技术

甘蔗是制糖的重要原料，发展高产高糖的甘蔗品种、控制甘蔗种植成本，对我国制糖业的发展有重要影响。目前，甘蔗大部分采用种茎进行繁殖，甘蔗种植前，一般将甘蔗茎切割成若干段种茎，每段含1-2节芽，然后再拿去种植。甘蔗种茎切割长度控制不当、切口质量不高等，都会增加甘蔗的种植成本并影响甘蔗的产量。现有的甘蔗种茎切割装置要么采用铡刀手动切割，要么使用结构复杂的切割机切种。前者劳动强度大、效率低，且切割的精度不够，浪费种茎。后者结构复杂、维护成本高，且这些设备大多采用挤压式切割，容易造成甘蔗切口破裂，影响甘蔗的生长。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机。

本发明的技术方案：一种高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机，包括切割机械机构和气动控制机构，所述切割机械机构包括底座、设于底座上的斜撑板，以及与斜撑板铰接的切割装置，所述切割装置包括带把手的架体和电机，架体下部与斜撑板铰接，所述把手设于架体上部，架体外侧、远离斜撑板一端还设有带插孔的连接块，所述电机的输出轴上间隔设置有第一切刀和第二切刀；所述斜撑板上设置有与所述第一切刀及第二切刀相匹配的镂空切口；所述斜撑板下方、远离切割装置一侧设有甘蔗放置架；所述气动控制机构包括设于底座上的支架、与支架铰接的气动推杆，以及控制器，所述气动推杆末端通过插销与切割装置的连接块铰接，气动推杆还通过气管与空气压缩机相连，所述气管上设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连。

使用时，先开机启动，电机及气动控制机构正常运行后在在甘蔗放置架上放入甘蔗，并使甘蔗芽位于第一切刀与第二切刀之间。气动推杆带动切割装置沿切割装置与斜撑板的铰接处呈弧形摆动并下压，第一切刀及第二切刀穿过镂空切口并切割甘蔗。双切刀的设计，一次即可切出带芽点的甘蔗种茎。切完一段种茎后，气动推杆带动切割装置抬起，与此同时，移动待切的甘蔗茎，进行下一段甘蔗种茎的切割，以此往复。本切割装置可由电锯或其它切割装置改装而成。切割装置的把手处设有电机启动开关，切割装置电机的启动可由控制器统一控制启动，也可由把手处的电机启动开关启动。当推杆电机出现故障或只需切割少量甘蔗种茎时，可将插销拔出，将切割机械机构与气动控制机构断开，手握把手，人工带动切割装置进行甘蔗切割。

本发明斜撑板的设置，切割更省力。双切刀设计，并由电机带动其转动，切割更快捷、省力。切割装置由气动推杆带动，自动化程度高。当气动出现故障或只需切割少量甘蔗种茎时，也可人工带动切割装置进行切割，适用性强。本切种机采用机电一体化设计，操作简便、效率高。同时，切割机械机构和气动控制机构可拆卸式相连，可根据切割需要做适应性调整，适用范围广。机子整体结构简单、便于安装维护、可靠性高。

进一步的，所述底座上还设有竖板，所述竖板一侧与斜撑板相连，竖板外侧设有甘蔗识别传感器，所述甘蔗识别传感器与控制器线路连通。当甘蔗识别传感器识别到有甘蔗放到甘蔗放置架，控制器的单片机即接受指令并输出驱动信号，使气动推杆向上运行，从而带动切割装置运动，完成甘蔗的切割，切割装置到达切割终点自动停止运动，并自动给控制器的单片机到位信号，控制器的单片机输出回位指令，使气动推杆向下运行，从而带动切割装置运动回起点并停止，等待下一次切割触发。甘蔗识别传感器可根据人工放置甘蔗的速度来调整切割装置的工作，相比机械式切割，切割的有效率更高。即可避免切割装置空转，也可避免人工放置甘蔗太慢而把甘蔗放歪甚至将甘蔗卡住，人机协作关系好、安全系数高。

进一步的，所述竖板内侧设有计数传感器，所述计数传感器与数显屏、控制器线路连通。所述数显屏可设于控制器外侧。计数传感器通过计量切刀的运动次数来计量甘蔗种茎的切割数量，并通过数显屏显示数据，计量准确、方便，有利于甘蔗的机械化种植。

进一步的，所述甘蔗放置架上方的斜撑板上还设有红外线发射器，所述红外线发射器与控制器线路连通。红外线发射器发出的红外线可用于定位甘蔗芽，使切割出的甘蔗段都含有甘蔗芽，达到精准切割的目的。

进一步的，所述气动推杆上设有限位传感器，所述限位传感器与控制器线路连通。限位传感器用于限定启动推杆的运动路径，从而限制切割装置的运动路径，提高工作效率。

进一步的，所述斜撑板上设有向远离甘蔗放置架一侧延伸的限位块，所述限位块上设有弧形限位槽，所述切割装置的架体上设于有贯穿所述弧形限位槽的定位杆。人工操作时，切割装置沿弧形限位槽来回运动，减少切割装置的运动途径，减少劳动强度、提高工作效率。

进一步的，所述甘蔗放置架包括带放置槽的第一放置板和第二放置板，所述第一放置板及第二放置板一端与斜撑板垂直相连，另一端与底座相连，两放置板间还设置有导向条，所述导向条一端与斜撑板相连，另一端与底座相连，且导向条与底座的夹角大于第一放置板与底座的夹角。导向条与放置板配合，便于将不同大小的甘蔗卡紧，同时，切出的甘蔗可从导向条与放置板件的间隙排出，避免甘蔗渣累积而影响甘蔗种茎的排出。

进一步的，所述第一放置板及第二放置板均包括连接斜撑板及底座的板体以及设于板体上方的定位板，所述定位板与斜撑板间形成放置槽，放置槽顶部的开口宽度大于底部的开口宽度。便于放甘蔗。

进一步的，所述甘蔗放置架对应的底座上设有镂空状的第一排渣口，所述第一切刀及第二切刀对应的底座上设有镂空状的第二排渣口。还可在底座下方设置支撑脚，更有利于甘蔗渣的排出。

进一步的，所述空气压缩机同时与两个或两个以上的气动推杆相连。一台空气压缩机同时供多台本高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机使用，提高空气压缩机的利用率，也提高了甘蔗种茎切种机的工作效率。

本发明优点：

1、本切种机采用机电一体化设计，结构简单、合理，操作简便、省力、效率高；且切出的甘蔗种茎切口整齐、无裂痕。切割机械机构和气动控制机构可拆卸式相连，可根据切割需要采用气动推杆带动切割装置切割，也可将插销取出，人工带动切割装置进行切割，适用性强、可靠性高。

2、甘蔗识别传感器的设计，可根据人工放置甘蔗的速度来调整切割装置的工作，相比机械式切割，切割的有效率更高。即可避免切割装置空转，也可避免人工放置甘蔗太慢而把甘蔗放歪甚至将甘蔗卡住，人机协作关系好、安全系数高。

3、红外线发射器的设置，可用于定位甘蔗芽，使切割出的甘蔗种茎都含有甘蔗芽，达到精准切割的目的。计数传感器的设计，有利甘蔗种茎的准确计量，有利于机械化精准种植。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为甘蔗放置架的结构示意图。

图中的附图标号为：1-底座，2-斜撑板， 3-切割装置，4-把手，5-架体，6-电机，7-红外线发射器，8-第一切刀，9-第二切刀，10-镂空切口，11-弧形限位槽，12-定位杆，13-甘蔗放置架，14-放置槽，15-第一放置板，16-第二放置板，17-导向条，18-板体，19-定位板，20-插孔，21-连接块，22-限位块，23-支架，24-气动推杆，25-插销，26-控制器，27-电机启动开关，28-支撑脚，29-竖板，30-限位传感器，31-第一排渣口，32-第二排渣口，33-气管，34-空气压缩机，35-电磁阀，36-甘蔗识别传感器，37-计数传感器，38-数显屏。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1-2所示，一种高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机，包括切割机械机构和气动控制机构，所述切割机械机构包括底座1、设于底座1上的斜撑板2，以及与斜撑板2铰接的切割装置3，所述切割装置3包括带把手4的架体5和电机6，架体5下部与斜撑板2铰接，所述把手4设于架体5上部，架体5外侧、远离斜撑板2一端还设有带插孔20的连接块21，所述电机6的输出轴上间隔设置有第一切刀8和第二切刀9。第一切刀8和第二切刀9可为锯齿状。本切割装置3由电锯改装而成，切割装置3的把手4处设有电机启动开关27，切割装置3还与控制器26线路联通，切割装置3的电机6的启动可由控制器26统一控制启动，也可由把手4处的电机启动开关27启动。

所述斜撑板2下方、远离切割装置3一侧设有甘蔗放置架13。所述甘蔗放置架13包括带放置槽14的第一放置板15和第二放置板16，所述第一放置板15及第二放置板16一端与斜撑板2垂直相连，另一端与底座1相连，两放置板间还设置有导向条17，所述导向条17一端与斜撑板2相连，另一端与底座1相连，且导向条17与底座1的夹角大于第一放置板15与底座1的夹角，且导向条17与第一放置板15及第二放置板16间有间隙。所述第一放置板15及第二放置板16均包括连接斜撑板2及底座1的板体18以及设于板体18上方的定位板19，所述定位板19与斜撑板2间形成放置槽14，放置槽14顶部的开口宽度大于底部的开口宽度。所述甘蔗放置架13对应的底座1上设有镂空状的第一排渣口31，所述第一切刀8及第二切刀9对应的底座1上设有镂空状的第二排渣口32。所述底座1下方还设有支撑脚28。

所述斜撑板2与底座1的夹角为45°。斜撑板2上设置有与所述第一切刀8及第二切刀9相匹配的镂空切口10。所述斜撑板2上设有向远离甘蔗放置架13一侧延伸的限位块22，所述限位块22上设有弧形限位槽11，所述切割装置3的架体5上设于有贯穿所述弧形限位槽11的定位杆12。甘蔗放置架13上方的斜撑板2上还设有红外线发射器7，所述红外线发射器7与控制器26线路连通。

所述气动控制机构包括设于底座1上的支架23、与支架23铰接的气动推杆24，以及控制器26，所述气动推杆24末端通过插销25与切割装置3的连接块21铰接，气动推杆24还通过气管33与空气压缩机34相连，所述气管33上设有电磁阀35，所述电磁阀35与控制器26相连。所述气动推杆24上设有限位传感器30，所述限位传感器30与控制器26线路连通。控制器26包括单片机、控制开关等结构。

所述底座1上还设有竖板29，所述竖板29一侧与斜撑板2相连，竖板29外侧设有甘蔗识别传感器36，所述甘蔗识别传感器36与控制器26线路连通。所述竖板29内侧设有计数传感器37，所述计数传感器37与数显屏38、控制器26线路连通。所述数显屏38设于控制器26外侧。

使用时，先开机启动，电机6及气动控制机构正常运行后在在甘蔗放置架13上放入甘蔗，并使甘蔗芽位于第一切刀8与第二切刀9之间的红外线处。甘蔗识别传感器36识别到有甘蔗，将信号传输给控制器26的单片机，控制器26的单片机接受指令并输出驱动信号，使气动推杆24向上运行，从而带动切割装置3沿切割装置3与斜撑板2的铰接处呈弧形摆动并下压，第一切刀8及第二切刀9穿过镂空切口10并切割甘蔗。切割装置3到达切割终点自动停止运动，并自动给控制器26的单片机到位信号，控制器26的单片机输出回位指令，使气动推杆24向下运行，从而带动切割装置3运动回起点并停止，等待下一次切割触发。若需同时切割大量的甘蔗种茎，可将空气压缩机34同时8-10个的气动推杆24相连。一台空气压缩机34同时供多台本高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机使用，提高空气压缩机34的利用率，也提高了甘蔗种茎切种机的工作效率。

本切种机采用机电一体化设计，结构简单、合理，操作简便、效率高。斜撑板2的设置，相比传统的铡刀，切割更省力。切割机械机构和气动控制机构可拆卸式相连，可根据切割需要采用气动推杆24带动切割装置3切割，也可将插销25取出，人工带动切割装置3进行切割，适用性强、可靠性高。通过设置甘蔗识别传感器36、红外线发射器7、计数传感器37等结构，可根据人工放置甘蔗的速度来调整切割装置3的工作，并能定位甘蔗芽、计算甘蔗种茎的数量，人机协作关系好、安全系数高，且能实现精准切割，有利于机械化精准种植。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种修改或改动，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机，包括切割机械机构和气动控制机构，其特征在于：所述切割机械机构包括底座、设于底座上的斜撑板，以及与斜撑板铰接的切割装置，所述切割装置包括带把手的架体和电机，架体下部与斜撑板铰接，所述把手设于架体上部，架体外侧、远离斜撑板一端还设有带插孔的连接块，所述电机的输出轴上间隔设置有第一切刀和第二切刀；所述斜撑板上设置有与所述第一切刀及第二切刀相匹配的镂空切口；所述斜撑板下方、远离切割装置一侧设有甘蔗放置架；所述气动控制机构包括设于底座上的支架、与支架铰接的气动推杆，以及控制器，所述气动推杆末端通过插销与切割装置的连接块铰接，气动推杆还通过气管与空气压缩机相连，所述气管上设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连，

所述底座上还设有竖板，所述竖板一侧与斜撑板相连，竖板外侧设有甘蔗识别传感器，所述甘蔗识别传感器与控制器线路连通，

所述竖板内侧设有计数传感器，所述计数传感器与数显屏、控制器线路连通，

所述甘蔗放置架上方的斜撑板上还设有红外线发射器，所述红外线发射器与控制器线路连通，

所述甘蔗放置架包括带放置槽的第一放置板和第二放置板，所述第一放置板及第二放置板一端与斜撑板垂直相连，另一端与底座相连，两放置板间还设置有导向条，所述导向条一端与斜撑板相连，另一端与底座相连，且导向条与底座的夹角大于第一放置板与底座的夹角，

所述第一放置板及第二放置板均包括连接斜撑板及底座的板体以及设于板体上方的定位板，所述定位板与斜撑板间形成放置槽，放置槽顶部的开口宽度大于底部的开口宽度。

2.如权利要求1所述的高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机，其特征在于：所述气动推杆上设有限位传感器，所述限位传感器与控制器线路连通。

3.如权利要求1所述的高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机，其特征在于：所述斜撑板上设有向远离甘蔗放置架一侧延伸的限位块，所述限位块上设有弧形限位槽，所述切割装置的架体上设于有贯穿所述弧形限位槽的定位杆。

4.如权利要求1所述的高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机，其特征在于：所述甘蔗放置架对应的底座上设有镂空状的第一排渣口，所述第一切刀及第二切刀对应的底座上设有镂空状的第二排渣口。

5.如权利要求1所述的高效可控的精准气动甘蔗种茎切种机，其特征在于：所述空气压缩机同时与两个以上的气动推杆相连。