CN109328629A - 一种番茄采摘装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种番茄采摘装置和方法，包括驱动装置和拖车，驱动装置驱动拖车在两垄番茄植株之间行走，在拖车上设有储盘装置、驱盘装置和称重装置；储盘装置：包括竖直固定连接在拖车上的两块立板，在两块立板上分别设有一组落盘机构，在各块立板下端均设有一个开口，在两块立板之间码垛有多个托盘；驱动部：包括固定连接在拖车端面上的多个第一气缸和多条导轨，在各条导轨上均设有滑块，各导轨上滑块共同固定连接在一个框架上，在框架内安装有多个第一驱动电机和多个摩擦轮，第一驱动电机与摩擦轮传动连接，第一气缸驱动框架在导轨上移动；本发明能够将番茄采摘、称重和分包同时进行，降低工人劳动强度的同时，提高采摘效率，缩短番茄上市时间。

Description

一种番茄采摘装置和方法

技术领域

本发明涉及一种番茄采摘装置和方法。

背景技术

我国于20世纪50年代以后开始大面积种植番茄，目前种植面积正呈上升趋势。采摘作业是番茄生产链中最耗时、最费力的一个环节，采摘收获约占整个生产作业量 40%。现有对大棚种植番茄的采摘方式一般工人采摘，这种采摘方式的弊端在于：1、工人需要来回走动和频繁搬运装载番茄的箩筐，因此工人劳动强度较高，采摘效率较低；2、由于番茄较为柔软，频繁搬运箩筐和番茄在箩筐中码垛较多时，番茄容易受到挤压，导致番茄损伤；3、在番茄采摘完毕后，需要将番茄集中起来，在进行称重和分包，称重和分包，这些过程是分步进行，使番茄上市时间滞后。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种番茄采摘装置和方法，能够将番茄采摘、称重和分包同时进行，降低工人劳动强度的同时，提高采摘效率，缩短番茄上市时间。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种番茄采摘装置，包括驱动装置和拖车，驱动装置驱动拖车在两垄番茄植株之间行走，在拖车上设有储盘装置、驱盘装置和称重装置；

储盘装置：包括竖直固定连接在拖车上的两块立板，在两块立板上分别设有一组落盘机构，在各块立板下端均设有一个开口，在两块立板之间码垛有多个托盘；

驱盘装置具有多组，各组驱盘装置是沿着拖车行走方向依次排列设置，每组驱盘装置是由两个间隔平行设置的驱盘部构成，各组驱盘装置中其中一组驱盘装置中的两个驱盘部分别设有两块立板上的两个开口中，称重装置设置在远离立板的一组驱动装置中的两个驱盘部之间；

驱动部：包括固定连接在拖车端面上的多个第一气缸和多条导轨，在各条导轨上均设有滑块，各导轨上滑块共同固定连接在一个框架上，在框架内安装有多个第一驱动电机和多个摩擦轮，第一驱动电机与摩擦轮传动连接，第一气缸驱动框架在导轨上移动；

称重装置：包括开设在拖车端面上的通孔，在通孔下端固定连接有第一支架，在第一支架内安装有电子秤，在电子秤远离立板一侧第一支架上安装有多个第二气缸，第二气缸活塞杆上端可移动电子秤上方。

所述驱动装置包括链条输送机和设置在两垄番茄植株之间的两条轨道，在各条轨道一侧均设有一套凹槽，在拖车下端面两侧安装有多组滚动组件，滚动组件在轨道上滚动，所述滚动组件包括固定连接在拖车下端上的第二支架，在第二支架上安装有两个滚轮，其中一个滚轮抵靠在轨道端面上，另外一个滚轮设置在凹槽内，链条输送机带动拖车在两条轨道上行走。

在两条轨道之间设有两条立条，在两条立条之间安装有多个滚筒，立条上端高于滚筒端面。

落盘机构包括由上到下依次排列的多层第三气缸，各层第三气缸是由多个水平布置的第三气缸构成，第三气缸活塞杆可移动到两块立板之间的间隙中。

还包括一根倾斜设置在导管，导管通过多个卡箍与立板连接，导管较低一端位于电子秤上方，导管较高一端连通有料斗，在导管上安装有定位套，在定位套上安装有第四气缸，第四气缸活塞杆可以移动到导管内。

还包括PLC控制器，电子秤将检测到的信号传送给PLC控制器，PLC控制器控制第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸、链条输送机和第一驱动电机。

一种使用采摘装置对番茄进行采摘的方法，包括如下步骤：

第一步、将多个托盘码垛到两块立板之间的缝隙中，链条输送机将拖车移动到两条导轨一端，码垛的多个托盘中最下端的两层托盘外缘分别横置在落盘机构中上下两层第三气缸活塞杆上；

第二步、两组落盘机构中位于下层中的各第三气缸活塞杆同步缩回，码垛的多个托盘中最下端的托盘掉落到两块立板开口中的两个驱动部中，而后下层中的各第三气缸活塞杆同步伸长，接着上层中的各第三气缸活塞杆同步缩回后在伸长，以使码垛的多个托盘掉落到两组落盘机构中位于下层中的各第三气缸活塞杆上；

第三步、第二气缸活塞杆上端移动电子秤上方，两块立板开口中的两个驱动部中第一气缸和第一驱动电机动作，将各摩擦轮抵靠在托盘两侧后，利用旋转的摩擦轮将托盘输送到电子秤上，并让该托盘抵靠在第二气缸活塞杆上；

第四步、站立在拖车上工人将两垄番茄植株采摘下来的番茄由导管输送到电子秤上的托盘中，与此同时，链条输送机驱动拖车缓慢移动；

第五步、电子秤实时监控托盘中番茄的重量，当番茄重量达到预设值后，拖车停止移动，随后位于电子秤两侧驱动部中的第一气缸和第一驱动电机动作，第二气缸活塞杆缩回到电子秤下方，利用旋转的摩擦轮将装有番茄的托盘输送到两条立条之间的多个滚筒上；

第六步、按照上述第二步到第五步依次循环，直到将码垛在两块立板之间的多个托盘全部装上番茄或者两垄番茄植株上的番茄被采摘完毕。

还包括设置在两条轨道一端的停车坪，运输车辆停靠在停车坪上，在进行到第六步后，链条输送机驱动拖车向停车坪方向移动，利用拖车推动滚筒上装有番茄的托盘向停车坪方向运动，工人站立在停车坪上将装有番茄的托盘搬运到运输车辆上。

在进行到第五步时，电子秤实时监控托盘中番茄的重量，当番茄重量达到预设值后，拖车停止移动，第四气缸活塞杆运动到导管内，以对进入到导管中的番茄进行拦截。

一种托盘，包括托盘本体，在托盘开口上端连通有一个比托盘开口粗的插管，在托盘底部安装有万向轮，当将两个托盘进行码垛时，其中一个托盘底部插入在另外一个托盘插管中。

本发明的有益效果是：工人采摘番茄时，可以坐在拖车上对番茄进行采摘，并且采摘下来的番茄可以自动对其进行称重分包，将采摘、称重和分包合为一个步骤进行，缩短了番茄采摘步骤，同时避免工人来回走动，降低了工人劳动强度，而且能够有效的避免番茄受到挤压。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的俯视结构示意图，

图2为本发明关于拖车的俯视结构示意图，

图3为本发明关于拖车的主视结构示意图，

图4为本发明的局部剖面结构示意图，

图5为本发明关于称重装置的剖面结构示意图，

图6为本发明的局部放大结构示意图，

图7为本发明关于导管的剖面结构示意图，

图8为本发明的局部放大结构示意图，

图9为本发明的局部剖面结构示意图，

图10为本发明关于托盘的剖面结构示意图，

图11为本发明在使用时的俯视结构示意图。

图中：拖车1、驱盘部2、驱动装置3、导管4、称重装置5、储盘装置6、托盘7、停车坪8、番茄植株9、框架21、导轨22、摩擦轮23、第一气缸24、第一驱动电机25、轨道31、第二支架32、滚轮33、立条34、滚筒35、料斗41、第四气缸42、电子秤51、第二气缸52、第一支架53、立板61、开口63、立板61、第三气缸62、开口63、插管71、万向轮72、链条输送机81、第二驱动电机82、立架91、蓄电池93、微型空压机92。

具体实施方式

如图1到11所示，一种番茄采摘装置，包括驱动装置3和拖车1，驱动装置3驱动拖车1在两垄番茄植株之间行走，在拖车1上设有储盘装置6、驱盘装置和称重装置5；

如图4和9所示，储盘装置6：包括竖直固定连接在拖车1上的两块立板61，在两块立板61上分别设有一组落盘机构，在各块立板61下端均设有一个开口63，在两块立板61之间码垛有多个托盘7；

如图1到3所示，驱盘装置具有多组，各组驱盘装置是沿着拖车1行走方向依次排列设置，每组驱盘装置是由两个间隔平行设置的驱盘部2构成，各组驱盘装置中其中一组驱盘装置中的两个驱盘部2分别设有两块立板61上的两个开口63中，称重装置5设置在远离立板61的一组驱动装置3中的两个驱盘部2之间；

如图3和6所示，驱动部：包括固定连接在拖车1端面上的多个第一气缸24和多条导轨22，在各条导轨22上均设有滑块，各导轨22上滑块共同固定连接在一个框架21上，在框架21内安装有多个第一驱动电机25和多个摩擦轮23，第一驱动电机25与摩擦轮23传动连接，第一气缸24驱动框架21在导轨22上移动；

如图5所示，称重装置5：包括开设在拖车1端面上的通孔，在通孔下端固定连接有第一支架53，在第一支架53内安装有电子秤51，在电子秤51远离立板61一侧第一支架53上安装有多个第二气缸52，第二气缸52活塞杆上端可移动电子秤51上方。

如图3所示，在拖车1上设有立架，在立架上安装有蓄电池和微型空压机，蓄电池为各电气件供电，微型空压机为各气缸提供动力。

如图1和4所示，所述驱动装置3包括链条输送机81和设置在两垄番茄植株之间的两条轨道31，在各条轨道31一侧均设有一套凹槽，在拖车1下端面两侧安装有多组滚动组件，滚动组件在轨道31上滚动，所述滚动组件包括固定连接在拖车1下端上的第二支架32，在第二支架32上安装有两个滚轮33，其中一个滚轮33抵靠在轨道31端面上，另外一个滚轮33设置在凹槽内，链条输送机81带动拖车1在两条轨道31上行走。另外也可以不采用链条输送机81拉动拖车1，可以在拖车1第二支架32上安装上第二驱动电机，由第二驱动电机与抵靠在轨道31端面上的滚轮33连接，由第二驱动电机驱动拖车1在轨道31上行走；当人们站立在拖车1上时，滚动组件的这种结构可以有效的防止拖车1侧翻。

如图1和4所示，在两条轨道31之间设有两条立条34，在两条立条34之间安装有多个滚筒35，立条34上端高于滚筒35端面。当将托盘7推动滚筒35上，由两条立条34对托盘7左右位置进行限定，以防止托盘7移动到滚筒35外。

如图9所示，落盘机构包括由上到下依次排列的多层第三气缸62，各层第三气缸62是由多个水平布置的第三气缸62构成，第三气缸62活塞杆可移动到两块立板61之间的间隙中。在将多个托盘7码垛到两块立板61之间的间隙中时，由第三气缸62对最下方的几个托盘7进行支撑，通过交替驱动各层第三气缸62，以将各托盘7逐个放置到拖车1端面上。

如图3和7所示，还包括一根倾斜设置在导管4，导管4通过多个卡箍与立板61连接，导管4较低一端位于电子秤51上方，导管4较高一端连通有料斗41，在导管4上安装有定位套，在定位套上安装有第四气缸42，第四气缸42活塞杆可以移动到导管4内。工人可以站立的拖车1上，将采摘的番茄放入到导管4中，由导管4将番茄倒入到电子秤51上的托盘7中。

还包括PLC控制器，电子秤51将检测到的信号传送给PLC控制器，第一气缸24、第二气缸52、第三气缸62和第四气缸42分别与一个电磁阀连接，PLC控制器通过控制电磁阀以控制第一气缸24、第二气缸52、第三气缸62和第四气缸42伸缩，PLC控制器链条输送机81和第一驱动电机25启停。

为了方便描述，在此将立板61开口63中的驱动部设为第一驱动部，将远离立板61的一个驱动部设为第二驱动部，落盘机构中设置上下两层第三气缸62。

一种使用采摘装置对番茄进行采摘的方法，包括如下步骤：

第一步、将多个托盘7码垛到两块立板61之间的缝隙中，链条输送机81或者第二驱动电机将拖车1移动到两条导轨22一端，码垛在两块立板61之间的多个托盘7中最下端的两个托盘7外缘分别横置在落盘机构中上下两层第三气缸62活塞杆上；

第二步、两组落盘机构中位于下层中的各第三气缸62活塞杆同步缩回，码垛的多个托盘7中最下端的托盘7掉落到两块立板61开口63中的两个驱动部中，而后下层中的各第三气缸62活塞杆同步伸长，接着上层中的各第三气缸62活塞杆同步缩回后在伸长，这时码垛在两块立板61之间的多个托盘7掉落到下层中的各第三气缸62活塞杆上；

第三步、第二气缸52活塞杆上端移动电子秤51上方，两个第一驱动部中第一气缸24和第一驱动电机25动作，将各摩擦轮23抵靠在托盘7两侧后，利用旋转的摩擦轮23将托盘7输送到电子秤51上，并让该托盘7抵靠在第二气缸52活塞杆上，在第二气缸52活塞杆的阻挡下，托盘7准确落在电子秤51上；

第四步、站立或座在拖车1上工人将从两垄番茄植株采摘下来的番茄由导管4输送到电子秤51上的托盘7中，与此同时，链条输送机81或者第二驱动电机驱动拖车1缓慢移动，拖车1的移动速度可以根据待采摘番茄的数量来确定；

第五步、电子秤51实时监控托盘7中番茄的重量，当番茄重量达到预设值后，拖车1停止移动，随后位于电子秤51两侧第二驱动部中的第一气缸24和第一驱动电机25动作，同时第二气缸52活塞杆缩回到电子秤51下方，利用旋转的摩擦轮23将装有番茄的托盘7输送到两条立条34之间的多个滚筒35上；

第六步、按照上述第二步到第五步依次循环，直到将码垛在两块立板61之间的多个托盘7全部装上番茄或者两垄番茄植株上的番茄被采摘完毕。

由此可见，通过本装置和方法，能够在工人不走动的情况下，完成对番茄的采摘、称重和分拣，降低工人劳动强度，另外由于番茄被精确称重后分包到各托盘7中，将番茄细分成多份，因此能够有效的避免番茄相互挤压碰撞，能够将采摘、称重和分包合并在一个步骤进行，提高了番茄的采摘效率。

如图11所示，还包括设置在两条轨道31一端的停车坪8，运输车辆停靠在停车坪8上，在进行到第六步后，链条输送机81驱动拖车1向停车坪8方向移动，利用拖车1推动滚筒35上装有番茄的托盘7向停车坪8方向运动，工人站立在停车坪8上将装有番茄的托盘7搬运到运输车辆上，工人可以通过计算托盘7数量，算出番茄总重量。

在进行到第五步时，电子秤51实时监控托盘7中番茄的重量，当番茄重量达到预设值后，拖车1停止移动，第四气缸42活塞杆运动到导管4内，以对进入到导管4中的番茄进行拦截。在托盘7中番茄重量达到预设值后，工人也许会继续向导管4中装入番茄，进而导致托盘7中番茄超重，因此在此设置第四气缸42对番茄进行拦截，以提高托盘7中番茄重量精度。

如图10所示，包括托盘7本体，在托盘7开口上端连通有一个比托盘开口粗的插管71，在托盘底部安装有万向轮72，当将两个托盘7进行码垛时，其中一个托盘7底部插入在另外一个托盘7插管71中。当使用结构的托盘7时，可以不用设置滚筒35，直接让托盘7在两条导轨22之间的地面滑动。

Claims (10)

1.一种番茄采摘装置，包括驱动装置（3）和拖车（1），驱动装置（3）驱动拖车（1）在两垄番茄植株之间行走，其特征在于：在拖车（1）上设有储盘装置（6）、驱盘装置和称重装置（5）；

储盘装置（6）：包括竖直固定连接在拖车（1）上的两块立板（61），在两块立板（61）上分别设有一组落盘机构，在各块立板（61）下端均设有一个开口（63），在两块立板（61）之间码垛有多个托盘（7）；

驱盘装置具有多组，各组驱盘装置是沿着拖车（1）行走方向依次排列设置，每组驱盘装置是由两个间隔平行设置的驱盘部（2）构成，各组驱盘装置中其中一组驱盘装置中的两个驱盘部（2）分别设有两块立板（61）上的两个开口（63）中，称重装置（5）设置在远离立板（61）的一组驱动装置（3）中的两个驱盘部（2）之间；

驱动部：包括固定连接在拖车（1）端面上的多个第一气缸（24）和多条导轨（22），在各条导轨（22）上均设有滑块，各导轨（22）上滑块共同固定连接在一个框架（21）上，在框架（21）内安装有多个第一驱动电机（25）和多个摩擦轮（23），第一驱动电机（25）与摩擦轮（23）传动连接，第一气缸（24）驱动框架（21）在导轨（22）上移动；

称重装置（5）：包括开设在拖车（1）端面上的通孔，在通孔下端固定连接有第一支架（53），在第一支架（53）内安装有电子秤（51），在电子秤（51）远离立板（61）一侧第一支架（53）上安装有多个第二气缸（52），第二气缸（52）活塞杆上端可移动电子秤（51）上方。

2.根据权利要求1所述的一种番茄采摘装置，其特征在于：所述驱动装置（3）包括链条输送机（81）和设置在两垄番茄植株之间的两条轨道（31），在各条轨道（31）一侧均设有一套凹槽，在拖车（1）下端面两侧安装有多组滚动组件，滚动组件在轨道（31）上滚动，所述滚动组件包括固定连接在拖车（1）下端上的第二支架（32），在第二支架（32）上安装有两个滚轮（33），其中一个滚轮（33）抵靠在轨道（31）端面上，另外一个滚轮（33）设置在凹槽内，链条输送机（81）带动拖车（1）在两条轨道（31）上行走。

3.根据权利要求2所述的一种番茄采摘装置，其特征在于：在两条轨道（31）之间设有两条立条（34），在两条立条（34）之间安装有多个滚筒（35），立条（34）上端高于滚筒（35）端面。

4.根据权利要求2或3所述的一种番茄采摘装置，其特征在于：落盘机构包括由上到下依次排列的多层第三气缸（62），各层第三气缸（62）是由多个水平布置的第三气缸（62）构成，第三气缸（62）活塞杆可移动到两块立板（61）之间的间隙中。

5.根据权利要求4所述的一种番茄采摘装置，其特征在于：还包括一根倾斜设置在导管（4），导管（4）通过多个卡箍与立板（61）连接，导管（4）较低一端位于电子秤（51）上方，导管（4）较高一端连通有料斗（41），在导管（4）上安装有定位套，在定位套上安装有第四气缸（42），第四气缸（42）活塞杆可以移动到导管（4）内。

6.根据权利要求5所述的一种番茄采摘装置，其特征在于：还包括PLC控制器，电子秤（51）将检测到的信号传送给PLC控制器，PLC控制器控制第一气缸（24）、第二气缸（52）、第三气缸（62）、第四气缸（42）、链条输送机（81）和第一驱动电机（25）。

7.一种使用权利要求6所述的采摘装置对番茄进行采摘的方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步、将多个托盘（7）码垛到两块立板（61）之间的缝隙中，链条输送机（81）将拖车（1）移动到两条导轨（22）一端，码垛的多个托盘（7）中最下端的两层托盘（7）外缘分别横置在落盘机构中上下两层第三气缸（62）活塞杆上；

第二步、两组落盘机构中位于下层中的各第三气缸（62）活塞杆同步缩回，码垛的多个托盘（7）中最下端的托盘（7）掉落到两块立板（61）开口（63）中的两个驱动部中，而后下层中的各第三气缸（62）活塞杆同步伸长，接着上层中的各第三气缸（62）活塞杆同步缩回后在伸长，以使码垛的多个托盘（7）掉落到两组落盘机构中位于下层中的各第三气缸（62）活塞杆上；

第三步、第二气缸（52）活塞杆上端移动电子秤（51）上方，两块立板（61）开口（63）中的两个驱动部中第一气缸（24）和第一驱动电机（25）动作，将各摩擦轮（23）抵靠在托盘（7）两侧后，利用旋转的摩擦轮（23）将托盘（7）输送到电子秤（51）上，并让该托盘（7）抵靠在第二气缸（52）活塞杆上；

第四步、站立在拖车（1）上工人将两垄番茄植株采摘下来的番茄由导管（4）输送到电子秤（51）上的托盘（7）中，与此同时，链条输送机（81）驱动拖车（1）缓慢移动；

第五步、电子秤（51）实时监控托盘（7）中番茄的重量，当番茄重量达到预设值后，拖车（1）停止移动，随后位于电子秤（51）两侧驱动部中的第一气缸（24）和第一驱动电机（25）动作，第二气缸（52）活塞杆缩回到电子秤（51）下方，利用旋转的摩擦轮（23）将装有番茄的托盘（7）输送到两条立条（34）之间的多个滚筒（35）上；

第六步、按照上述第二步到第五步依次循环，直到将码垛在两块立板（61）之间的多个托盘（7）全部装上番茄或者两垄番茄植株上的番茄被采摘完毕。

8.根据权利要求7所述的一种使用番茄采摘装置对番茄进行采摘的方法，其特征在于：还包括设置在两条轨道（31）一端的停车坪（8），运输车辆停靠在停车坪（8）上，在进行到第六步后，链条输送机（81）驱动拖车（1）向停车坪（8）方向移动，利用拖车（1）推动滚筒（35）上装有番茄的托盘（7）向停车坪（8）方向运动，工人站立在停车坪（8）上将装有番茄的托盘（7）搬运到运输车辆上。

9.根据权利要求7所述的一种使用番茄采摘装置对番茄进行采摘的方法，其特征在于：在进行到第五步时，电子秤（51）实时监控托盘（7）中番茄的重量，当番茄重量达到预设值后，拖车（1）停止移动，第四气缸（42）活塞杆运动到导管（4）内，以对进入到导管（4）中的番茄进行拦截。

10.一种用于如权利要求2所述番茄采摘装置的托盘，其特征在于：包括托盘（7）本体，在托盘（7）开口上端连通有一个比托盘开口粗的插管（71），在托盘底部安装有万向轮（72），当将两个托盘（7）进行码垛时，其中一个托盘（7）底部插入在另外一个托盘（7）插管（71）中。