CN110710377A - 一种自行走韭菜收割机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自行走韭菜收割机，包括机械结构部分和自动控制电气部分，机械结构部分包含履带式车身、料仓，拢割装置和海绵传送带组；所述拢割装置包括拢型机构和电动割刀；自动控制电气部分包括单片机、安装在履带式车身一侧的激光传感器、安装在电动割刀旁且和电动割刀同高度的测距传感器、安装在电动割刀上的光电传感器，所述激光传感器、测距传感器、光电传感器与单片机电连接；上述各电器元件均与供电电源连接。本发明不仅适用于低矮棚作业使用，而且适用于高棚作业；能实现在低矮棚（近90cm矮棚）进行循迹自行走，并完成韭菜收割、收集传输等工作任务。
Description
技术领域
本发明属于农业机械自动化设备技术领域，尤其涉及一种自行走韭菜收割机。
背景技术
韭菜是簇生、叶片易损坏且根部能再生的食用及保健价值较高的菜品，鉴于其生产与种植的特点，传统韭菜收割多采用人工持刀作业，耗时费力，效率低下。且长时间从事韭菜收割的人员，多存在手指关节炎、风湿病等劳作疾病。
随着农业机械化的发展，旱地和高棚韭菜收割作业，已经引入机械机具，替代了部分人工作业。但在售及使用的机具大部分是蔬菜收割通用型机具，不能很好地针对韭菜的特点进行收割作业，多造成韭菜割茬过高或过低、叶片损坏严重等；且采用汽油机拖动，成本高，还污染环境；外形笨重、体积庞大、结构复杂，需人工推扶作业，自动化程度低；鲜有专门针对于低矮棚韭菜收割作业的产品研究与应用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种自行走韭菜收割机，本发明不仅适用于低矮棚作业使用，而且适用于高棚作业；能实现在低矮棚（近90cm矮棚）进行循迹自行走，并完成韭菜收割、收集传输等工作任务。
本发明是通过如下技术方案实现的，本发明一方面提供一种自行走韭菜收割机，包括机械结构部分和自动控制电气部分，所述机械结构部分包含由直流电机驱动的履带式车身、安装在履带式车身尾部上方的料仓，安装履带式车身前端的拢割装置；所述拢割装置包括由舵机驱动的拢型机构和安装在拢型机构下方且由割刀调整电机和割刀电机驱动的电动割刀；在料仓与拢割装置之间设有斜置安装在车身底盘上且高端翘起处连接车身尾部料仓的海绵传送带组；
自动控制电气部分包括位于电控盒内的单片机、安装在履带式车身一侧的激光传感器、安装在电动割刀旁且和电动割刀同高度的测距传感器、安装在电动割刀上的光电传感器，所述激光传感器、测距传感器、光电传感器、直流电机、舵机、割刀电机均与单片机电连接；上述个电器元件均与供电电源连接；
所述激光传感器：实现每侧车身和相应侧韭菜距离的检测，便于调整车身沿韭菜垄前行；
所述测距传感器：传导割刀和地面的间隔距离，实现割刀高度信号检测；
所述光电传感器：实现前方拢型机构拢菜量的检测，进而调整割刀的前后距离。
通过安装在割刀旁且和割刀同高度的测距传感器实现对地距离的检测，为保证韭菜的生长，实现割茬高度调整。
通过安装在割刀上的光电传感器，实现前方拢菜量的检测，进而调整割刀的前后距离。
作为优选，所述电动割刀分为上下刀片，所述割刀电机采用直流电机，上下刀片通过直流电机带动偏心轮运转，将旋转运动转化为上下刀片的往复运动。是直流电机带动下的割菜动作。
作为优选，所述割刀调整电机采用步进电机，电动割刀的上下刀片由步进电机驱动实现前后和上下调整。
本专利中采用了三种电机，直流电机和步进电机和舵机。直流电机用在了驱动车身行走和割刀旋转割菜。步进电机用在割刀前后调整和上下调整的驱动上。舵机用在了拢菜的电动手抓控制上。调整滑台是割刀位置调整时的滑道。
作为优选，所述海绵传送带组包括两个并列排布且运送方向相反的的海绵传送带，每个海绵传送带包括由直流电机驱动的主动轴、从动轴以及套在主动轴和从动轴上的海绵皮带。
两个直流电机带动两根海绵皮带一个顺时针转，一个逆时针转，通过反向力量把菜带上去向后传输。
作为优选，在履带式车身上设有与控制盒内的单片机电连接的操作面板。
作为优选，所述拢型机构包括相对设置的两套电动气爪组成。
作为优选，所述供电电源采用锂电池供电电源。
本发明是工作原理：按下操作面板上的启动按钮，机器进入工作状态，直流电机拖动履带式机身前行至韭菜垄前，舵机带动拢型机构工作，将韭菜收拢至海绵传送带八字入口处，直流电机带动海绵传送带进行夹持上传韭菜操作，同步于以上动作，电动割刀根据光电传感器和测距传感器传感信号，进行前后和上下调整至合适位置，具体为根据韭菜长势，可事先通过操作面板设定韭菜的割茬高度，此时测距传感器会根据设定割茬高度进行割刀的高度电动调节。收菜过程中，当地面不平整时，为保证割茬均匀，割刀也会根据事先设定高度进行上下高度的实时调整。前后调节是通过光电传感器传感到前方拢菜量的多少而实现的。长势茂盛，拢菜量多，光电传感器信号获取及时，此时，割刀前行自调整，保证及时割菜，防止大量菜在后续皮带传输中电机堵转；进行韭菜收割工作。割掉根的韭菜在传送带的运输下到达机身尾部料仓内，料仓内韭菜存满后进行人为打包操作。
拢型机构配备两套电动气爪，交替工作，保证收拢菜多且整齐。电动割刀可根据收拢韭菜的疏密多少进行割刀位置的前后调整，还可根据地面平整度进行割刀位置的上下调整，保证割茬高度的整齐划一。
本发明的有益效果为：
1）本发明是一种能循迹自行走的韭菜收割机器人，主要在于收拢机构的设计，车身前两套电动气爪配合实现整齐收拢；割刀部分的设计，电动割刀可实现上下前后自动调整；智能传感器感测车身自循迹功能的实现。
2）本发明锂电池供电，避免了铅污染，绿色环保，结构小巧，操作简单，使用性能高；批量生产，可做到3000元/台，便宜，利于普及；主要解决了低矮棚韭菜种植户的收割难题，提高效率，减少劳作疾病的发生。
3）本发明不仅适用于低矮棚作业使用，而且适用于高棚作业；能实现在低矮棚（近90cm矮棚）进行循迹自行走，并完成韭菜收割、收集传输等工作任务。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明结构的主视图；
图2为本发明结构的俯视图；
图3为本发明结构的仰视图；
图4为本发明结构的立体图；
图中：1、激光传感器，2、测距传感器，3、调整滑台，4、海绵传送带，5、割刀电机，6、操作面板，7、料仓，8、舵机，9、电控盒，10、拢型机构，11、底盘，12、割刀调整电机，13、光电传感器，14、履带式车身，15、电动割刀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例，如图1-4所示；一种自行走韭菜收割机，包括机械结构部分和自动控制电气部分，所述机械结构部分包含由直流电机驱动的履带式车身14、安装在履带式车身14尾部上方的料仓7，安装履带式车身14前端的拢割装置；所述拢割装置包括由舵机8驱动的拢型机构和安装在拢型机构下方且由割刀调整电机12和割刀电机5驱动的电动割刀15；在料仓7与拢割装置之间设有斜置安装在车身底盘11上且高端翘起处连接车身尾部料仓的海绵传送带组；
自动控制电气部分包括位于电控盒9内的单片机、安装在履带式车身14一侧的激光传感器1、安装在电动割刀15旁且和电动割刀15同高度的测距传感器2、安装在电动割刀15上的光电传感器13，所述激光传感器1、测距传感器2、光电传感器13、直流电机、舵机8、割刀电机5均与单片机电连接；上述个电器元件均与供电电源连接；
所述激光传感器：实现每侧车身和相应侧韭菜距离的检测，便于调整车身沿韭菜垄前行；
所述测距传感器：传导割刀和地面的间隔距离，实现割刀高度信号检测；
所述光电传感器：实现前方拢型机构拢菜量的检测，进而调整割刀的前后距离。
通过安装在割刀旁且和割刀同高度的测距传感器2实现对地距离的检测，为保证韭菜的生长，实现割茬高度调整。
通过安装在割刀上的光电传感器13，实现前方拢菜量的检测，进而调整割刀的前后距离。
所述电动割刀15分为上下刀片，所述割刀电机5采用直流电机，上下刀片通过直流电机带动偏心轮运转，将旋转运动转化为上下刀片的往复运动。是直流电机带动下的割菜动作。
所述割刀调整电机12采用步进电机，电动割刀15的上下刀片由步进电机驱动实现前后和上下调整。
本专利中采用了三种电机，直流电机和步进电机和舵机。直流电机用在了驱动车身行走和割刀旋转割菜。步进电机用在割刀前后调整和上下调整的驱动上。舵机用在了拢菜的电动手抓控制上。调整滑台是割刀位置调整时的滑道。
所述海绵传送带组包括两个并列排布且运送方向相反的的海绵传送带，每个海绵传送带包括由直流电机驱动的主动轴、从动轴以及套在主动轴和从动轴上的海绵皮带。
两个直流电机带动两根海绵皮带一个顺时针转，一个逆时针转，通过反向力量把菜带上去向后传输。
在履带式车身14上设有与控制盒9内的单片机电连接的操作面板6。
所述拢型机构包括相对设置的两套电动气爪组成。
所述供电电源采用锂电池供电电源。
本发明是工作原理：按下操作面板6上的启动按钮，机器进入工作状态，直流电机拖动履带式机身14前行至韭菜垄前，舵机8带动拢型机构10工作，将韭菜收拢至海绵传送带4八字入口处，直流电机带动海绵传送带进行夹持上传韭菜操作，同步于以上动作，电动割刀15根据光电传感器13和测距传感器2传感信号，进行前后和上下调整至合适位置，具体为根据韭菜长势，可事先通过操作面板6设定韭菜的割茬高度，此时测距传感器2会根据设定割茬高度进行割刀的高度电动调节。收菜过程中，当地面不平整时，为保证割茬均匀，割刀也会根据事先设定高度进行上下高度的实时调整。前后调节是通过光电传感器13传感到前方拢菜量的多少而实现的。长势茂盛，拢菜量多，光电传感器13信号获取及时，此时，割刀前行自调整，保证及时割菜，防止大量菜在后续皮带传输中电机堵转；进行韭菜收割工作。割掉根的韭菜在传送带的运输下到达机身尾部料仓7内，料仓7内韭菜存满后进行人为打包操作。
拢型机构10配备两套电动气爪，交替工作，保证收拢菜多且整齐。电动割刀可根据收拢韭菜的疏密多少进行割刀位置的前后调整，还可根据地面平整度进行割刀位置的上下调整，保证割茬高度的整齐划一。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
Claims (7)
1.一种自行走韭菜收割机，其特征在于：包括机械结构部分和自动控制电气部分，所述机械结构部分包含由直流电机驱动的履带式车身（14）、安装在履带式车身（14）尾部上方的料仓（7），安装在履带式车身（14）前端的拢割装置；所述拢割装置包括由舵机（8）驱动的拢型机构（10）和安装在拢型机构（10）下方且由割刀调整电机（12）和割刀电机（5）驱动的电动割刀（15）；在料仓（7）与拢割装置之间设有斜置安装在车身底盘（11）上且高端翘起处连接车身尾部料仓的海绵传送带组；
自动控制电气部分包括位于电控盒（9）内的单片机、安装在履带式车身（14）一侧的激光传感器（1）、安装在电动割刀（15）旁且和电动割刀（15）同高度的测距传感器（2）、安装在电动割刀（15）上的光电传感器（13），所述激光传感器（1）、测距传感器（2）、光电传感器（13）、直流电机、舵机（8）、割刀电机（5）均与单片机电连接；上述个电器元件均与供电电源连接；
所述激光传感器：实现每侧车身和相应侧韭菜距离的检测，便于调整车身沿韭菜垄前行；
所述测距传感器：传导割刀和地面的间隔距离，实现割刀高度信号检测；
所述光电传感器：实现前方拢型机构拢菜量的检测，进而调整割刀的前后距离。
2.根据权利要求1所述的一种自行走韭菜收割机，其特征在于：所述电动割刀（15）分为上下刀片，所述割刀电机（5）采用直流电机，上下刀片通过直流电机带动偏心轮运转，将旋转运动转化为上下刀片的往复运动。
3.根据权利要求2所述的一种自行走韭菜收割机，其特征在于：所述割刀调整电机（12）采用步进电机，电动割刀（15）的上下刀片由步进电机驱动实现前后和上下调整。
4.根据权利要求1所述的一种自行走韭菜收割机，其特征在于：所述海绵传送带组包括两个并列排布且运送方向相反的的海绵传送带（4），每个海绵传送带（4）包括由直流电机驱动的主动轴、从动轴以及套在主动轴和从动轴上的海绵皮带。
5.根据权利要求1所述的一种自行走韭菜收割机，其特征在于：在履带式车身（14）上设有与控制盒（9）内的单片机电连接的操作面板（6）。
6.根据权利要求1所述的一种自行走韭菜收割机，其特征在于：所述拢型机构（10）包括相对设置的两套电动气爪组成。
7.根据权利要求1所述的一种自行走韭菜收割机，其特征在于：所述供电电源采用锂电池供电电源。
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| 高善铭: ""展成式磨齿机的二轴联动控制系统设计"", 《制造业信息化》 * |
| 高龙: ""小型韭菜收割机的改进设计与试验"", 《包装与机械》 * |
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