CN109463108A - 叶菜收获机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶菜收获机及其控制方法。叶菜收获机包括动力车、输送带和切割组件，所述动力车包括车架、车轮和车斗，所述车轮设置在所述车架的底部，所述车斗设置在所述车架的上部，所述输送带安装在所述车架上，所述输送带前端部设置所述切割组件，所述切割组件包括两条竖向布置的转轴，所述转轴可转动的安装在所述输送带的前端部，所述转轴的底部设置有切刀。实现叶菜收获机自动收获叶菜，以提高收获效率并降低工人劳动强度。

Description

叶菜收获机及其控制方法

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种叶菜收获机及其控制方法。

背景技术

蔬菜是含营养成分极高的绿色食品，我国的蔬菜收获量占全世界总收获量的50%左右，而作为全球最大的蔬菜生产国家，大多数叶类蔬菜的收获基本上是手工完成的。在蔬菜从种植到收获这一过程中，收获的工作量占总操作量的30%左右，是最耗时、消耗成本最大的环节。其特点是采收强度高，生长期短。我国栽培的叶菜品种丰富多样，种植面积十分辽阔，不同叶菜的种植的密度、培育的模式和生长的特性差异比较大，因此，相关农产品的叶菜类收获机开发是非常具有意义的。以收获白菜为例，现有技术通常有人工进行收割，即工人通过刀具将白菜与泥土中的根部切断，完成收获，同时，残留在泥土中的根部后期还需要进一步的挖出并平整土地，整个操作过程自动化程度低、收获效率低并工人的劳动强度大。如何设计一种自动收获叶菜的收获机以实现自动化操作提高收获效率并降低工人劳动强度是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种叶菜收获机及其控制方法，实现叶菜收获机自动收获叶菜，以提高收获效率并降低工人劳动强度。

本发明提供的技术方案是，一种叶菜收获机，其特征在于，包括动力车、输送带和切割组件，所述动力车包括车架、车轮和车斗，所述车轮设置在所述车架的底部，所述车斗设置在所述车架的上部，所述输送带安装在所述车架上，所述输送带前端部设置所述切割组件，所述切割组件包括两条竖向布置的转轴，所述转轴可转动的安装在所述输送带的前端部，所述转轴的底部设置有切刀；

进一步的，所述车架上还设置有支撑架，所述输送带的上端部可转动安装在所述支撑架上，所述车架和所述输送带的底部之间还设置有伸缩油缸，所述输送带的底部还设置有用于检测离地距离的距离传感器。

进一步的，所述输送带的底部还设置有限位支撑轮。

进一步的，所述车架的底部配置有升降平台，所述动力箱安装在所述升降平台上。

进一步的，所述输送带的上端部与所述车斗之间还设置有输送导槽。

进一步的，还包括刨根组件, 所述刨根组件包括动力箱、锄头和双曲柄连杆机构，所述动力箱设置在所述车架的底部，所述动力箱中设置有第一驱动电机，所述双曲柄连杆机构的曲柄可转动的安装在所述动力箱上，所述第一驱动电机与其中一所述曲柄驱动连接，所述锄头设置在所述双曲柄连杆机构的连杆上。

进一步的，还包括覆土组件，所述刨根组件和所述覆土组件沿所述动力车前行方向依次设置在所述车架的底部；所述覆土组件包括安装支架、齿轮箱、第二电机和刮板，所述安装支架设置在所述车架的底部，所述齿轮箱设置在所述安装支架上，所述齿轮箱中设置有主动轮、第一齿轮、第二齿轮，所述主动轮可转动的设置在所述齿轮箱中，所述第二电机与所述主动轮驱动连接，所述第一齿轮与所述主动轮同轴设置并固定在所述齿轮箱中，所述第二齿轮可转动的安装在所述主动齿轮上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第二齿轮上还固定有连接臂，所述连接臂的自由端部设置有可转动的滑块，所述齿轮箱上设置有与所述主动轮同轴布置的可转动的动力输出轴，所述动力输出轴位于所述齿轮箱内的端部设置有连接杆，所述滑块上设置有滑动通孔，所述连接杆插在所述滑动通孔中，所述刮板固定在所述动力输出轴上。

进一步的，在所述刮板移动到最底部的位置处，所述滑块转动轴线与所述主动轮转动轴线之间的距离不大于所述连接臂两端部的转动轴线之间的距离。

本发明还提供一种上述叶菜收获机的控制方法，其特征在于，当叶菜收获机检测到两个切刀进行切割叶菜时，根据动力车的行驶速度，刨根组件间隔设定时间动作使得锄头旋转一周以刨处残留在土地中的菜根，然后，覆土组件间隔设定时间动作使得刮板旋转一周以平整土地上形成的土坑。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的叶菜收获机及其控制方法，通过输送带的前端部配置切割组件，切割组件中的两个并排布置的切刀能够自动切割土地上的叶菜，切割下的叶菜并通过输送带传输到车斗中进行存储，从而完成自动收获叶菜，而无需工人手工切割，以提高收获效率并降低工人劳动强度。而对于残留在土地中的菜根则通过刨根组件的锄头进行刨除，而刨根过程中在土地上形成的土坑则由覆土组件的刮板进行平整，从而在完成收获叶菜的过程中，同时完成菜根的清理以及土地的平整，实现叶菜收获机自动收获叶菜，以提高收获效率并降低工人劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明叶菜收获机实施例的结构示意图；

图2为本发明叶菜收获机实施例中覆土组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图2所示，本实施例菜收获机，包括动力车1、输送带2和切割组件3，所述动力车包括车架11、车轮12和车斗13，所述车轮12设置在所述车架11的底部，所述车斗13设置在所述车架11的上部，所述输送带2安装在所述车架11上，所述输送带2前端部设置所述切割组件3，所述切割组件3包括两条竖向布置的转轴31，所述转轴31可转动的安装在所述输送带2的前端部，所述转轴31的底部设置有切刀32。

具体而言，叶菜收获机在实际使用过程中，动力车1能够有动力驱动自行移动，动力车1上对应设置有控制器接收叶菜收获机中相关检测部件检测的参数来对应控制叶菜收获机中的相关电气部件动作，动力车1的动力来源可以采用发动机或电动机等形式。动力车1在移动过程中，当切刀32移动到带切割的叶菜处时，便可以通过切刀32对叶菜进行切割处理，切刀32将叶菜切割下后，并通过输送带2输送至车斗12中进行存储。优选地，为了确保叶菜切割下后能够可靠的落到输送带2上进行输送，转轴31上还设置有柔性拨杆33，柔性拨杆33将切割下的叶菜拨动到输送带2上。其中，所述车架1上还设置有支撑架（未标记），所述输送带2的上端部可转动安装在所述支撑架上，所述车架1和所述输送带2的底部之间还设置有伸缩油缸22，所述输送带2的底部还设置有用于检测离地距离的距离传感器（未图示），具体的，距离传感器能够检测离地间距，以方便通过伸缩油缸22来调节输送带2底部与地层的距离，从而间距的调节切刀32的切割高度，以满足不同种类叶菜的切割要求。另外，输送带2的底部还设置有限位支撑轮23，限位支撑轮23能够在输送带2的底部对输送带2进行支撑，而限位支撑轮23与输送带2之间可以采用减震器进行连接。

进一步的，本实施例菜收获机还包括刨根组件4和覆土组件5，所述刨根组件4和所述覆土组件5沿所述动力车1前行方向依次设置在所述车架11的底部；所述刨根组件4包括动力箱41、锄头43和双曲柄连杆机构42，所述动力箱41设置在所述车架11的底部，所述动力箱41中设置有第一驱动电机（未图示），所述双曲柄连杆机构42的曲柄可转动的安装在所述动力箱41上，所述第一驱动电机与其中一所述曲柄驱动连接，所述锄头43设置在所述双曲柄连杆机构42的连杆上；所述覆土组件5包括安装支架51、齿轮箱52、第二电机（未图示）和刮板53，所述安装支架51设置在所述车架1的底部，所述齿轮箱52设置在所述安装支架51上，所述齿轮箱52中设置有主动轮521、第一齿轮522和第二齿轮523，所述主动轮521可转动的设置在所述齿轮箱52中，所述第二电机与所述主动轮521驱动连接，所述第一齿轮522与所述主动轮521同轴设置并固定在所述齿轮箱52中，所述第二齿轮523可转动的安装在所述主动齿轮521上，所述第二齿轮523与所述第一齿轮522啮合，所述第二齿轮523上还固定有连接臂524，所述连接臂524的自由端部设置有可转动的滑块525，所述齿轮箱52上设置有与所述主动轮521同轴布置的可转动的动力输出轴54，所述动力输出轴54位于所述齿轮箱52内的端部设置有连接杆541，所述滑块525上设置有滑动通孔（未标记），所述连接杆541插在所述滑动通孔中，所述刮板53固定在所述动力输出轴54上。具体的，在切割下叶菜后，叶菜的根还残留在土地中，则可以通过刨根组件4将根部刨出，而土地上形成的土坑，则可以由覆土组件5进行平整掩埋，具体的，转轴31上配置有力矩传感器来检测切刀32是否处于切割叶菜的状态，由于切刀32切割叶菜根部时，切刀32受根部阻挡使得力矩传感器检测到力矩相比于空载状态有变化，以判断切刀32正在切割叶菜，在确认切刀32切割叶菜后，相对应的，刨根组件4和覆土组件5对应启动，切割下的叶菜落到输送带2上进行传输，并经由输送带2的上端部与所述车斗13之间的输送导槽21导向输送到车斗13中存储。叶菜切割后，根据控制器将根据动力车1的行驶速度来控制刨根组件4和覆土组件5分别动作，控制器根据动力车1的行驶速度来控制刨根组件4移动到残留菜根的位置处由锄头43旋转一周将菜根从土地中刨出，而刨出菜根后，土地上将形成土坑，同样的，控制器根据动力车1的行驶速度来控制覆土组件5移动距离土坑一定距离处动作，使得刮板53移动到最底部将土坑后侧的土推向土坑中，以完成土地的平整，这样，便可以完成自动收割、刨根和平地操作，实现自动化操作，以提高效率降低劳动强度。其中，转轴31可以通过电机等方式驱动其转动，在此不做限制。

更进一步的，所述车架11的底部配置有升降平台14，所述动力箱41安装在所述升降平台14上。具体的，根据不同叶菜根部深度的不同，可以通过升降平台14来调节刨根组件4的高度位置，最终满足彻底刨根的要求。另外，对于覆土组件5而言，要确保刮板53移动到最低位置处保持不动一定时间，以使得刮板53能够跟随动力车1前行实现平整土坑周围的土层，在所述刮板53移动到最底部的位置处，所述滑块525转动轴线与所述主动轮521转动轴线之间的距离不大于所述连接臂524两端部的转动轴线之间的距离。具体的，第二电机驱动主动轮521转动，主动轮521将带动第二齿轮523绕着第一齿轮522公转，同时第二齿轮523还将自转以带动连接臂524转动，连接臂524通过滑块525来带动连接杆541转动，连接杆541固定在动力输出轴54上，转动的动力输出轴54最终实现带动刮板53转动。由于连接杆541的转动由连接臂524通过滑块525来拉动实现，在所述刮板53移动到最底部进行覆土时，所述滑块525转动轴线与所述主动轮521转动轴线之间的距离L2不大于所述连接臂524两端部的转动轴线之间的距离L1，此时，滑块525将沿着连接杆541滑动而不会对连接杆541产生拉动力，同时，由于第二齿轮523与第一齿轮522啮合，使得滑块525还能进一步的限制连接杆541转动；而随着连接臂524跟随主动轮521继续转动过程中，所述滑块525转动轴线与所述主动轮521转动轴线之间的距离L2将先变小后变大，在L2大于L1时，滑块525将继续拉动连接杆541转动，以实现刮板53移动到最底部进行覆土操作时能够间歇性停顿，以满足对土坑周围进行平整的要求。其中，停留设定时长的时间长短则由连接臂524的长短来决定。确保而为了主动轮521能够顺畅平稳的转动，主动轮521上还设置有用于平衡所述第二齿轮523的配重块526，这样，配重块526能够对第二齿轮523及其连接的连接臂524和滑块525进行配重平衡，以确保主动轮521不会因重心偏移而导致转动不平稳。

本发明还提供一种上述叶菜收获机的控制方法，当叶菜收获机检测到两个切刀进行切割叶菜时，根据动力车的行驶速度，刨根组件间隔设定时间动作使得锄头旋转一周以刨处残留在土地中的菜根，然后，覆土组件间隔设定时间动作使得刮板旋转一周以平整土地上形成的土坑。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的叶菜收获机及其控制方法，通过输送带的前端部配置切割组件，切割组件中的两个并排布置的切刀能够自动切割土地上的叶菜，切割下的叶菜并通过输送带传输到车斗中进行存储，而对于残留在土地中的菜根则通过刨根组件的锄头进行刨除，而刨根过程中在土地上形成的土坑则由覆土组件的刮板进行平整，从而在完成收获叶菜的过程中，同时完成菜根的清理以及土地的平整，实现叶菜收获机自动收获叶菜，以提高收获效率并降低工人劳动强度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种叶菜收获机，其特征在于，包括动力车、输送带和切割组件，所述动力车包括车架、车轮和车斗，所述车轮设置在所述车架的底部，所述车斗设置在所述车架的上部，所述输送带安装在所述车架上，所述输送带前端部设置所述切割组件，所述切割组件包括两条竖向布置的转轴，所述转轴可转动的安装在所述输送带的前端部，所述转轴的底部设置有切刀。

2.根据权利要求1所述的叶菜收获机，其特征在于，所述车架上还设置有支撑架，所述输送带的上端部可转动安装在所述支撑架上，所述车架和所述输送带的底部之间还设置有伸缩油缸，所述输送带的底部还设置有用于检测离地距离的距离传感器。

3.根据权利要求2所述的叶菜收获机，其特征在于，所述输送带的底部还设置有限位支撑轮。

4.根据权利要求2所述的叶菜收获机，其特征在于，所述车架的底部配置有升降平台，所述动力箱安装在所述升降平台上。

5.根据权利要求1所述的叶菜收获机，其特征在于，所述输送带的上端部与所述车斗之间还设置有输送导槽。

6.根据权利要求1所述的叶菜收获机，其特征在于，还包括刨根组件, 所述刨根组件包括动力箱、锄头和双曲柄连杆机构，所述动力箱设置在所述车架的底部，所述动力箱中设置有第一驱动电机，所述双曲柄连杆机构的曲柄可转动的安装在所述动力箱上，所述第一驱动电机与其中一所述曲柄驱动连接，所述锄头设置在所述双曲柄连杆机构的连杆上。

7.根据权利要求6所述的叶菜收获机，其特征在于，还包括覆土组件，所述刨根组件和所述覆土组件沿所述动力车前行方向依次设置在所述车架的底部；所述覆土组件包括安装支架、齿轮箱、第二电机和刮板，所述安装支架设置在所述车架的底部，所述齿轮箱设置在所述安装支架上，所述齿轮箱中设置有主动轮、第一齿轮、第二齿轮，所述主动轮可转动的设置在所述齿轮箱中，所述第二电机与所述主动轮驱动连接，所述第一齿轮与所述主动轮同轴设置并固定在所述齿轮箱中，所述第二齿轮可转动的安装在所述主动齿轮上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第二齿轮上还固定有连接臂，所述连接臂的自由端部设置有可转动的滑块，所述齿轮箱上设置有与所述主动轮同轴布置的可转动的动力输出轴，所述动力输出轴位于所述齿轮箱内的端部设置有连接杆，所述滑块上设置有滑动通孔，所述连接杆插在所述滑动通孔中，所述刮板固定在所述动力输出轴上。

8.根据权利要求7所述的叶菜收获机，其特征在于，在所述刮板移动到最底部的位置处，所述滑块转动轴线与所述主动轮转动轴线之间的距离不大于所述连接臂两端部的转动轴线之间的距离。

9.一种如权利要求1-8任一所述的叶菜收获机的控制方法，其特征在于，当叶菜收获机检测到两个切刀进行切割叶菜时，根据动力车的行驶速度，刨根组件间隔设定时间动作使得锄头旋转一周以刨处残留在土地中的菜根，然后，覆土组件间隔设定时间动作使得刮板旋转一周以平整土地上形成的土坑。