CN110356822A - 一种设施水培叶菜的立体输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种设施水培叶菜的立体输送装置，涉及设施农业中叶菜的机械化、自动化输送领域。该设施水培叶菜立体输送装置包括叶菜培养架，水平输送机构，垂直输送机构以及过渡输送机构。输送机构包括抬升定植板到指定位置的有杆气缸，完成定植板水平输送的链条拨杆装置、垂直输送的链条支撑杆装置以及过渡输送的链条挡杆装置，降低输送过程摩擦力的流利条，以及检测定植板位置的光电传感器。定植板叶菜在有杆气缸的作用下抬升到指定位置，然后链条拨杆装置带动定植板在流利条上滑动完成水平输送，链条支撑杆装置支撑定植板并带动定植板上下运动完成垂直输送。本发明结构简单，使用方便，提高设施水培叶菜输送效率、减少叶菜损伤。

Description

一种设施水培叶菜的立体输送装置

技术领域

本发明属于设施农业机械化、自动化领域，涉及水培叶菜输送机械，具体涉及一种设施水培叶菜的立体输送装置。

背景技术

目前，我国设施农业发展迅速，其中叶菜类蔬菜采用设施水培进行生产的规模较大。目前国内设施农业中，叶菜种植多采用立体多层的栽培装置以及分阶段培养，叶菜的输送主要由人工作业完成，费时费力，生产效率低，不能适应设施水培叶菜的机械化、自动化和规模化生产。随着自动化技术的发展以及人们对食品安全认识的提高，自动化装置在农产品的生产领域变得越来越具有竞争力。运用自动化技术完成设施水培生菜的立体输送过程，不仅能实现输送过程的自动化，提高工作效率和降低劳动强度，还能减少输送过程中叶菜的损伤提高叶菜的产量和质量。

中国专利CN 204399939 U公开了一种叶菜有序输送装置及其工作方法，包括基座、支架、切割装置、升降装置和纵向输送装置。其纵向输送装置采用输送带的纵向输送装置，通过相互啮合的齿轮驱动机架两端的主动带轮和从动带轮运动，能够完成叶菜有效的纵向输送。此种装置能够实现叶菜有序的输送和，但是输送效果较差，输送过程中易造成叶菜的损伤，且不适应于设施水培叶菜的输送。

有鉴于此，需要一种设施水培叶菜的立体输送装置，设计一种立体输送装置，能够完成设施水培叶菜的高效、低损输送。作用于设施水培叶菜的机械化、自动化作业过程中，能够依次完成定植板栽培叶菜的水平输送、垂直输送以及过渡输送过程。而且目前市场上没有对于设施水培叶菜的立体自动输送装置，因此设施水培叶菜的立体输送装置的研究对于提高设施水培叶菜的输送效率和减轻劳动强度以及降低叶菜损伤提高叶菜质量具有重要意义。

发明内容

针对设施水培叶菜输送效率低，人工劳动强度大以及菜叶损伤严重等问题，本发明提出一种设施水培叶菜的立体输送装置。

本发明通过下列技术方案实现：一种设施水培叶菜的立体输送装置，由垂直输送机构1、水平输送机构2、叶菜培养架3和过渡输送机构4组成。其特征是：垂直输送机构1、水平输送机构2和过渡输送机构4固定在叶菜培养架3上，三种不同输送机构通过过渡装置连接并利用传感器检测控制不同输送机构的工作状态。水平输送机构2利用步进电机带动链条拨杆装置往复运动并且通过调节运动的速度和方向以实现定植板叶菜在水平方向上的左右输送，垂直输送机构1利用步进电机带动链条支撑杆装置往复运动以完成定植板叶菜的上下立体输送，过渡输送机构4通过利用步进电机带动链条挡杆装置，使定植板叶菜在一定安装角度的流利条上利用自重和挡杆作用以合适的速度输送到下一阶段的工作中。

一种设施水培叶菜的立体输送装置主要包括垂直输送机构1、水平输送机构2和过渡输送机构4。其中垂直输送机构1中，垂直输送链条102、支撑杆103安装和固定方式一致且对称分布，利用垂直输送链轮108对称安装在垂直输送架105的两侧实现对定植板叶菜的有效稳定支撑，垂直输送链轮108间用垂直输送轴107进行连接与动力传输，垂直输送轴承与轴承座106用于垂直输送轴107的固定安装，步进电机一101通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力，光电传感器一104紧靠垂直输送链条102与支撑杆103的连接处安装在垂直输送架105上，用于检测定植板叶菜的位置。水平输送机构2中，定植板207与栽培箱210用于叶菜的培养，水平输送装置对称分布安装在定植板207的两端，水平输送链条204、拨杆203利用水平输送链轮205对称安装在水平输送架211的两侧实现对定植板叶菜的水平拨动与输送，水平输送链轮205间用水平输送轴206进行连接与动力传输，水平输送轴承与轴承座202用于水平输送轴206的固定安装，步进电机二208通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力，水平输送流利条209安装在栽培箱210的两侧且与定植板207的两端接触起支撑作用，四个有杆气缸201分别安装在流利条209的两端，工作时将流利条和定植板叶菜提升到合适的位置。过渡输送机构4中，过渡输送流利条401、挡杆403和过渡输送链条407对称分布安装在过渡输送架406的两侧，过渡输送流利条401以30°的倾斜角安装，使定植板叶菜能够有效的沿其安装位置下滑，挡杆403安装在过渡输送链条407上对定植板叶菜的下滑起阻挡作用，防止定植板因下滑过快而发生侧翻，过渡输送链轮405间用过渡输送轴409进行连接与动力传输，过渡输送轴承与轴承座402用于过渡输送轴409的固定安装，步进电机三408通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力且控制定植板叶菜的下滑速度，光电传感器二404仅靠过渡输送流利条401的上端安装在过渡输送架406上，用于检测定植板叶菜的位置控制机构的工作。

优选的，所述叶菜培养架的定植板采用泡沫材料，定植板尺寸长×宽×高为：600mm×200mm×27mm，在定植板的中部上下开直径25mm的圆孔，在距中心43mm处前后开宽35mm、高12mm的左右对称的通槽用于叶菜的定植。

优选的，所述叶菜培养架的栽培箱采用不锈钢材料，栽培箱尺寸长×宽×高为：600mm×600mm×100mm，培养箱一侧面开有直径30mm的孔用于营养液输入，培养箱地面开有直径30mm的孔用于营养液排出。

优选的，所述水平输送机构由左右完全对称的两部分组成，用于平稳高效的推动定植板的左右两侧，完成其输送过程。

优选的，所述水平输送机构的有杆气缸通过气缸杆的伸缩作用使定植板上下运动，将定植板抬升到指定输送位置。

优选的，所述水平输送机构的流利条水平安装，工作时将定植板的滑动摩擦变为滚动摩擦，提高输送效率减少定植板摩擦消耗。

优选的，所述水平输送机构的链条选用三分链，完成整个机构的动力传输，以及定植板的输送过程。

优选的，所述水平输送机构的拨杆采用钢材对称焊接在左右链条上，总长80mm并将一端20mm处折弯用以拨动定植板。

优选的，所述垂直输送机构由左右完全对称的两部分组成，完成定植板在垂直方向上的上下输送的过程。

优选的，所述垂直输送机构的支撑杆采用钢材对称焊接在左右链条上，完成定植板叶菜在垂直输送过程中的支撑作用，支撑杆总长250mm且一端微折弯使定植板能够平稳过渡。

优选的，所述垂直输送机构的光电传感器通过光源的遮挡检测信号，调整检测距离为30mm到60mm使其能有效检测到定植板的同时又不受其它部件干扰。

优选的，所述过渡输送机构由左右完全对称的两部分组成，完成定植板由立体输送装置到下一装置之间的过渡输送。

优选的，所述过渡输送机构的流利条与水平面成30°倾斜安装，使定植板叶菜在自身的重力作用下能够自由下滑。

优选的，所述过渡输送机构的挡杆采用钢材对称焊接在左右链条上，挡杆总长为200mm垂直链条焊接，能够有效限制定植板叶菜的下滑速度，防止其因速度过快而发生侧翻。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果，本发明能够实现设施水培叶菜的立体输送且具有输送速度可调，结构简单、适应性强的优点，同时能够保证输送过程的平稳性和快速性，能够较大的减少劳动力、提高工作效率、减少叶菜损伤和保证工作质量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本专利进一步说明。

图1是一种设施水培叶菜的立体输送装置；

图2是垂直输送机构1的结构示意图；

图3是水平输送机构2的结构示意图；

图4是过渡输送机构4的结构示意图。

以下是图中各部件标号：垂直输送机构1、水平输送机构2、叶菜培养架3、过渡输送机构4、步进电机一101、垂直输送链条102、支撑杆103、光电传感器一104、垂直输送架105、垂直输送轴承与轴承座106、垂直输送轴107、垂直输送链轮108、有杆气缸201、水平输送轴承与轴承座202、拨杆203、水平输送链条204、水平输送链轮205、水平输送轴206、定植板207、步进电机二208、水平输送流利条209、栽培箱210、水平输送架211、过渡输送流利条401、过渡输送轴承与轴承座402、挡杆403、光电传感器二404、过渡输送链轮405、过渡输送架406、过渡输送链条407、步进电机三408、过渡输送轴409。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、2、3和4所示，本专利的一种设施水培叶菜的立体输送装置，包括垂直输送机构1、水平输送机构2、叶菜培养架3、过渡输送机构4、步进电机一101、垂直输送链条102、支撑杆103、光电传感器一104、垂直输送架105、垂直输送轴承与轴承座106、垂直输送轴107、垂直输送链轮108、有杆气缸201、水平输送轴承与轴承座202、拨杆203、水平输送链条204、水平输送链轮205、水平输送轴206、定植板207、步进电机二208、水平输送流利条209、栽培箱210、水平输送架211、过渡输送流利条401、过渡输送轴承与轴承座402、挡杆403、光电传感器二404、过渡输送链轮405、过渡输送架406、过渡输送链条407、步进电机三408、过渡输送轴409等。垂直输送机构1、水平输送机构2和过渡输送机构4固定在叶菜培养架3上，三种不同输送机构通过过渡装置连接并利用传感器检测控制不同输送机构的工作状态。其中垂直输送机构1中，垂直输送链条102、支撑杆103安装和固定方式一致且对称分布，利用垂直输送链轮108对称安装在垂直输送架105的两侧实现对定植板叶菜的有效稳定支撑，垂直输送链轮108间用垂直输送轴107进行连接与动力传输，垂直输送轴承与轴承座106用于垂直输送轴107的固定安装，步进电机一101通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力，光电传感器一104紧靠垂直输送链条102与支撑杆103的连接处安装在垂直输送架105上，用于检测定植板叶菜的位置。水平输送机构2中，定植板207与栽培箱210用于叶菜的培养，水平输送装置对称分布安装在定植板207的两端，水平输送链条204、拨杆203利用水平输送链轮205对称安装在水平输送架211的两侧实现对定植板叶菜的水平拨动与输送，水平输送链轮205间用水平输送轴206进行连接与动力传输，水平输送轴承与轴承座202用于水平输送轴206的固定安装，步进电机二208通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力，水平输送流利条209安装在栽培箱210的两侧且与定植板207的两端接触起支撑作用，四个有杆气缸201分别安装在流利条209的两端，工作时将流利条和定植板叶菜提升到合适的位置。过渡输送机构4中，过渡输送流利条401、挡杆403和过渡输送链条407对称分布安装在过渡输送架406的两侧，过渡输送流利条401以30°的倾斜角安装，使定植板叶菜能够有效的沿其安装位置下滑，挡杆403安装在过渡输送链条407上对定植板叶菜的下滑起阻挡作用，防止定植板因下滑过快而发生侧翻，过渡输送链轮405间用过渡输送轴409进行连接与动力传输，过渡输送轴承与轴承座402用于过渡输送轴409的固定安装，步进电机三408通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力且控制定植板叶菜的下滑速度，光电传感器二404紧靠过渡输送流利条401的上端安装在过渡输送架406上，用于检测定植板叶菜的位置控制机构的工作。

具体工作过程：

工作时，首先有杆气缸201将水平输送流利条209和定植板207提升到合适位置，然后步进电机二208带动水平输送链条204以及焊接在其上的拨杆203运动，拨动定植板207在水平输送流利条209上滑动，直到将定植板207输送到垂直输送机构1的支撑杆103上，完成上层水平输送工作。当光电传感器一104检测到信号时水平输送机构2停止工作，垂直输送机构1开始工作，首先步进电机一101带动垂直输送链条102以及焊接在其上的支撑杆103运动，带动定植板207由上向下输送，直到将定植板207输送到下层水平输送机构上，完成垂直输送工作。然后重复水平输送工作，当传感器二404检测到信号时，下层水平输送机构停止工作，过渡输送机构4开始工作，步进电机三408带动过渡输送链条以及垂直焊接在其上的挡杆403运动，控制定植板207沿过渡输送流利条401的下滑速度，直到其下滑到下一作业装置，完成一次立体输送工作，回归原始位置，开始下一次立体输送工作。

所述叶菜培养架3的定植板207采用泡沫材料，定植板尺寸长×宽×高为：600mm×200mm×27mm，在定植板的中部上下开直径25mm的圆孔，在距中心43mm处前后开宽35mm、高12mm的左右对称的通槽用于叶菜的定植，紧密放置在培养箱210上面。

所述叶菜培养架3的栽培箱210采用不锈钢材料固定在叶菜培养架3上，栽培箱尺寸长×宽×高为：600mm×600mm×100mm，培养箱一侧面开有直径30mm的孔用于营养液输入，培养箱地面开有直径30mm的孔用于营养液排出。

所述水平输送机构2的水平输送流利条209安装在有杆气缸201上，定植板207的两端与水平输送流利条209的外侧相对应，使其能够准确输送。

所述水平输送机构2的拨杆203选择硬度大的钢材且长度为100mm，并需将其一端20mm折弯一定的长度，保证其在拨动定植板207时不出现脱离定植板207的现象。

所述垂直输送机构1的垂直输送链条102必须具有较大的张紧度，在垂直输送定植板207的过程中不会出现侧翻。

所述垂直输送机构1的支撑杆103牢固焊接在垂直输送链条102上，总长250mm且一端微折弯使定植板207能够平稳过渡，完成定植板207在垂直输送过程中的支撑作用。

所述过渡输送机构4的过渡输送流利条401与水平面成30°倾斜安装，使定植板207在自身的重力作用下能够沿过渡输送流利条401自由下滑。

所述过渡输送机构4的挡杆403垂直牢固焊接在左右链条上总长为200mm，其能够有效限制定植板207的下滑速度，防止定植板207因速度过快而发生侧翻。

所述垂直输送机构1、水平输送机构2、叶菜培养架3、过渡输送机构4共同作用，完成设施水培叶菜的栽培和立体输送过程。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (11)

1.一种设施水培叶菜的立体输送装置，包括垂直输送机构、水平输送机构、叶菜培养架、过渡输送机构，工作部件包括步进电机一、垂直输送链条、支撑杆、光电传感器一、垂直输送架、垂直输送轴承与轴承座、垂直输送轴、垂直输送链轮、有杆气缸、水平输送轴承与轴承座、拨杆、水平输送链条、水平输送链轮、水平输送轴、定植板、步进电机二、水平输送流利条、栽培箱、水平输送架、过渡输送流利条、过渡输送轴承与轴承座、挡杆、光电传感器二、过渡输送链轮、过渡输送架、过渡输送链条、步进电机三、过渡输送轴，其特征在于，垂直输送机构、水平输送机构和过渡输送机构固定在叶菜培养架上，三种不同输送机构通过过渡装置连接并利用传感器检测控制不同输送机构的工作状态，其中垂直输送机构中，垂直输送链条、支撑杆安装和固定方式一致且对称分布，利用垂直输送链轮对称安装在垂直输送架的两侧实现对定植板叶菜的有效稳定支撑，垂直输送链轮间用垂直输送轴进行连接与动力传输，垂直输送轴承与轴承座用于垂直输送轴的固定安装，步进电机一通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力，光电传感器一紧靠垂直输送链条与支撑杆的连接处安装在垂直输送架上，用于检测定植板叶菜的位置，水平输送机构中，定植板与栽培箱用于叶菜的培养，水平输送装置对称分布安装在定植板的两端，水平输送链条、拨杆利用水平输送链轮对称安装在水平输送架的两侧实现对定植板叶菜的水平拨动与输送，水平输送链轮间用水平输送轴进行连接与动力传输，水平输送轴承与轴承座用于水平输送轴的固定安装，步进电机二通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力，水平输送流利条安装在栽培箱的两侧且与定植板的两端接触起支撑作用，四个有杆气缸分别安装在流利条的两端，工作时将流利条和定植板叶菜提升到合适的位置，过渡输送机构中，过渡输送流利条、挡杆和过渡输送链条对称分布安装在过渡输送架的两侧，过渡输送流利条以30°的倾斜角安装，使定植板叶菜能够有效的沿其安装位置下滑，挡杆安装在过渡输送链条上对定植板叶菜的下滑起阻挡作用，防止定植板因下滑过快而发生侧翻，过渡输送链轮间用过渡输送轴进行连接与动力传输，过渡输送轴承与轴承座用于过渡输送轴的固定安装，步进电机三通过联轴器与装置相连接，提供整个运动所需的动力且控制定植板叶菜的下滑速度，光电传感器二紧靠过渡输送流利条的上端安装在过渡输送架上，用于检测定植板叶菜的位置控制机构的工作。

2.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述叶菜培养架的定植板采用泡沫材料，定植板尺寸长×宽×高为：600mm×200mm×27mm，在定植板的中部上下开直径25mm的圆孔，在距中心43mm处前后开宽35mm、高12mm的左右对称的通槽用于叶菜的定植。

3.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述叶菜培养架的栽培箱采用不锈钢材料，栽培箱尺寸长×宽×高为：600mm×600mm×100mm，培养箱一侧面开有直径30mm的孔用于营养液输入，培养箱地面开有直径30mm的孔用于营养液排出。

4.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述水平输送机构、垂直输送机构和过渡输送机构都为左右完全对称的两部分进行设计安装，保证输送过程的平稳性。

5.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述水平输送机构的四个有杆气缸对称固定在叶菜培养架的基架上，通过气缸杆的伸缩作用带动流利条和定植板上下运动，将定植板抬升到指定输送位置。

6.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述水平输送机构的流利条水平安装，工作时将定植板的滑动摩擦变为滚动摩擦，提高输送效率减少定植板摩擦消耗。

7.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述水平输送机构的拨杆选用钢材料对称焊接在左右链条上，总长80mm并将一端20mm处折弯用以拨动定植板。

8.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述垂直输送机构的支撑杆选用钢材料对称焊接在左右链条上，完成定植板叶菜在垂直输送过程中的支撑作用，支撑杆总长250mm且一端微折弯使定植板能够平稳过渡。

9.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述垂直输送机构的光电传感器通过光源的遮挡检测信号，调整检测距离在30mm到60mm之间，使其能有效检测到定植板的同时又不受其它机构的干扰。

10.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述过渡输送机构的流利条与水平面成30°倾斜安装，使定植板叶菜在自身的重力作用下能够自由下滑。

11.根据权利要求1所述一种设施水培叶菜的立体输送装置，其特征在于：所述过渡输送机构的挡杆选钢材料对称焊接在左右链条上，挡杆总长为200mm垂直链条焊接，能够有效限制定植板叶菜的下滑速度，防止其因速度过快而发生侧翻。