CN111316814A - 一种主动喂入的绿叶菜收获机及速度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种主动喂入的绿叶菜收获机及速度控制方法，其特征在于：包括机架、传动装置、行走装置、主动喂入装置、切割装置、夹持输送装置。机架用于固定及支撑其他装置；传动装置用于动力传输；行走装置用于行走及采收角度的调整；主动喂入装置用于绿叶菜喂入、收拢及传送；切割装置用于绿叶菜根系切割；夹持输送装置用于夹持切割后的绿叶菜并将其输送至菜篮中。本发明较好的克服了机器收获时工作范围小和对绿叶菜损伤、污染等问题，对于大范围种植的绿叶菜的收获作业具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于农业机械化领域，涉及一种主动喂入的绿叶菜收获机及速度控制方法，用于完成绿叶菜的喂入、剪切、夹持输送等收获作业。
技术背景
绿叶菜是一类主要以鲜嫩的绿叶、叶柄和嫩茎为产品的速生蔬菜，由于生长期短，采收灵活，栽培十分广泛，我国绿叶菜收获依靠人工的采收，劳动强度大，工作效率低下，因此发展机械化叶菜采收十分必要。
经对现有技术的文献检索发现，中国发明新型专利“一种绿叶菜整株连续采收装置及采收方法”专利申请号：201510924799.8，提供了一种收获机械，但其存在问题：无法有效的将绿叶菜进行喂入扶禾，在收获过程中绿叶菜呈散状的情况较多，可收获的叶菜范围较小，铲切后土壤起垄较高，而且收获蔬菜的根茎带有土壤，对打捆销售有一定影响。
随着城市人口逐渐增加，对即食绿叶菜的需求也日渐增大，但绿叶菜种植收获存在用工多，劳动强度大等诸多问题。因此继续发明一种主动喂入的绿叶菜收获机及速度控制方法，实现绿叶菜的机械化采收，提高效率，节省农力，对绿叶菜的可持续行发展及低损上采收有重大意义。
发明内容
本发明针对绿叶菜收获机存在的不足，发明了一种主动喂入的绿叶菜收获机，对于大范围种植的绿叶菜的收获作业具有重要意义，较好的克服了机器收获时工作范围小和对绿叶菜损伤、污染等问题。
本发明一种主动喂入的绿叶菜收获机采用如下技术方案：包括机架、传动装置、行走装置、主动喂入装置、切割装置、夹持输送装置。所述的机架用于固定及支撑其他装置；所述的传动装置用于动力传输；所述的行走装置用于行走及采收角度的调整；所述的主动喂入装置用于绿叶菜喂入及传送；所述的切割装置用于绿叶菜根系切割；所述的夹持输送装置用于夹持切割后的绿叶菜并将其输送至菜篮中。
所述的行走装置包括轮子，轮子固定杆。所述的轮子用于支撑整个装置；所述的轮子固定杆固定在机架上。可以进行伸缩以调整装置采收高度和角度。
所述的传动装置包括电机、电机架、主动链轮、被动链轮、链条。所述的传动装置为对称结构。所述的电机架用于固定电机；所述的电机用于为夹持输送装置提供动力；所述的主动链轮用于输出动力；所述的被动链轮用于传输动力，驱动主动辊旋转；所述的链条用于连接主动链轮和被动链轮。
所述的主动喂入装置包括电机、电机固定架、齿轮、万向轴、带轮固定架、主动带轮、从动带轮、上传送带、下传送带。主动喂入装置为对称结构，通过啮合齿轮进行传动；所述的电机为喂入装置提供动力；所述的带轮固定架用于固定带轮；所述的主动齿轮用于传输动力，逆时针转动；所述齿轮分为主动齿轮和被动齿轮，两者啮合，用于传输动力；所述的万向传动轴用于传输动力驱动输送装置，为可伸缩设计；所述的主动带轮用于支撑传送带并且提供动力；所述的从动带轮，用于支撑传送带；所述的上传送带用于喂入和输菜叶，采用柔性材料多重包裹，其表面有圆形凸起，增加柔性带与菜叶的摩擦，可防止输送时叶菜掉落；所述的下传送带用于喂入收拢根茎，其表面有毛刷，可以将根茎拨入并在一定程度上清理根茎上泥土。
所述的铲切装置包括铲刀、铲刀固定杆，棘轮、棘爪。所述的铲刀用于铲切绿叶菜的根系；所述的铲刀固定杆用于固定铲刀，并调节铲刀的前后位置；所述的棘轮与所述的棘爪配合，用于调节入土角度，改变入土的深度。
所述的夹持输送装置包括夹持输送装置机架、柔性带、主动支撑辊、从动支撑辊、浮动辊、扭簧。所述的夹持输送装置为对称结构。所述的夹持输送装置机架用于固定和支撑其他装置；所述的柔性带用于夹持和输送绿叶菜；所述的主动支撑辊用于支撑柔性带并且提供动力；所述的从动支撑辊用于支撑柔性带；所述的浮动辊用于张紧柔性带并使柔性带存在一定浮动；所述的扭簧用于使浮动辊浮动。
本发明一种主动喂入的绿叶菜收获机速度控制方法为：
首先根据轮子行走速度确定夹持输送装置输送带的速度，其速度应大于等于行走速度，才能保证叶菜不会因为推挤、摩擦而损伤；再根据采收角度、以及主动喂入装置张开角度求得喂入装置传送带的速度，保证夹持输送装置输送带速度与喂入装置传送带速度在水平方向一致，提高采采收速度，减少损伤。
所述的喂入装置传送带速度应满足条件为：
其中：V为喂入装置传送带速度；VX为夹持输送装置输送带在X方向的分速度；α为两传送带之间的夹角。
所述的夹持输送装置输送带在X方向的分速度VX为：
其中：Vs为夹持输送装置输送带的速度；α为采收角度，即输送带与地面的速度；VQ为机械的的前进速度。
本发明的有益效果是：
1、叶菜在喂入过程中有传送带的辅助，大大降低了摩擦力，降低了因喂入造成的损伤。
2、夹持输送装置的开口可以调节，且入口后端装有浮动辊，适合于不同株数的叶菜同时进入，增大了采收面积。
附图说明
图1为本发明的结构简图；
图2为本发明的后视结构简图；
图3为主动喂入装置的结构简图；
图4为剪切装置的结构简图；
图5为夹持输送装置的结构简图。
图中：1、机架、电机2、电机架3、主动链轮4、被动链轮5、链条6轮子7、轮子固定杆8、电机9、电机固定架10、主动齿轮11、被动齿轮12、万向传动轴13、主动带轮14、上传送带15、从动带轮16、下传送带17、带轮固定板18、铲刀19、铲刀固定杆20、棘爪21、棘轮22、夹持输送装置机架23、主动支撑辊24、从动支撑辊25、柔性带26、扭簧27、浮动辊28。
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利进行进一步描述。
所述的动力传动装置包括所述的传动装置包括电机2、电机架3、主动链轮4、被动链轮5、链条6。所述的电机2嵌套在电机架3上；所述的电机架3安装于夹持输送装置机架23末端位置；所述的主动链轮23固定于电机输出轴上；所述的被动链轮固定在夹持输送装置主动辊的转轴上。
所述的行走装置包括轮子7、轮子固定杆8。所述的轮子7嵌套在轮子固定杆8的转轴上，所述的轮子固定杆8通过螺栓安装在机架1上，通过调节螺栓可以调整整机的高度及与地面的夹角。
所述的主动喂入装置包括电机9、电机固定架10、主动齿轮11、被动齿轮12、万向传动轴13、主动带轮14、上传送带15、从动带轮16、下传送带17、带轮固定板18。所述的电机9嵌套在电机架10内部；电机架10上设计有与电机输出轴同样的从动轴；电机架10可安装在采收机机架1的横梁等位置；所述的主动齿轮11与电机9输出轴连接，逆时针方向转动；所述被动齿轮12与主动齿轮11啮合，嵌套在电机固定架10的转轴上，顺时针方向转动；所述的万向传动轴13有两个，左右对称，万向传动轴13一端与电机9输出轴连接，一端与主动带轮14轴连接；所述的带轮固定板18前端和后端均开孔，两块为一组用于固定带轮；所述的主动带轮14共两个，分别对称安装在带轮固定板18后端，尺寸较大；所述的从动带轮16共两个，对称安装于带轮固定板18的末端，尺寸较小；所述的上传送带15为多层包裹，其内层为支撑层，为皮质材料，外层为柔性海绵包裹，在海绵上设计有半圆状凸起增大摩擦；所述的下传送带17采用和上传送带15的形同材质，在表面设计有毛刷，可以将根茎拨入并进行土壤清理。所述的上传送带15和下传送带17环绕于主动带轮14、从动带轮16上，转速相同。
所述的铲切装置包括铲刀19、铲刀固定杆20、棘爪21、棘轮22。所述的铲刀19固定于铲刀固定杆20上，可以通过螺栓调节铲刀19的前后位置；所述的铲刀固定杆20与棘轮22配合，固定于夹持输送装置机架23上；所述的棘轮22与所述的棘爪21配合，用于调节入土角度，改变入土的深度。
所述的夹持输送装置包括夹持输送装置机架23、主动支撑辊24、从动支撑辊25、柔性带26、扭簧27、浮动辊28。所述的夹持输送装置机架23共两条，均固定于收获机机架1上，从而组成一组夹持输送装置；所述的主动支承辊24共两个，分别安装于两条夹持输送装置机架23的末端；所述的从动支撑辊25共两个，分别安装于两条夹持输送装置机架23前端最远处；所述的浮动辊28共计4个，两两一组对称安装于夹持输送装置机架23上；所述的扭簧15共计4个，一端固定于浮动辊14上，另一端固定于夹持输送装置机架23上；所述的柔性带11为柔性海绵材料；所述的柔性带11环绕于主动支承辊24、浮动辊28和从动支承辊25上。
本发明一种主动喂入的绿叶菜采收机的速度控制方法为：首先根据轮子行走速度确定夹持输送装置输送带的速度，其速度应大于等于行走速度，才能保证叶菜不会因为推挤、摩擦而损伤；再根据采收角度、以及主动喂入装置张开角度求得主动喂入装置传送带的速度，保证夹持输送装置输送带速度与主动喂入装置传送带速度在水平方向一致，提高采采收速度，减少损伤。
所述的喂入装置传送带速度应满足条件为：
其中：V为喂入装置传送带速度；VX为夹持输送装置输送带在X方向的分速度；α为两传送带之间的夹角。
所述的夹持输送装置输送带在X方向的分速度VX为：
其中：Vs为夹持输送装置输送带的速度；α为采收角度，即输送带与地面的速度；VQ为机械的的前进速度。
Claims (2)
1.一种主动喂入的绿叶菜收获机，其特征在于：机架、传动装置、行走装置、主动喂入装置、切割装置、夹持输送装置；
所述的传动装置包括电机、电机架、主动链轮、被动链轮、链条；所述的传动装置为对称结构；所述的电机架用于固定电机；所述的电机用于为夹持输送装置提供动力；所述的主动链轮用于输出动力；所述的被动链轮用于传输动力，驱动主动辊旋转；所述的链条用于连接主动链轮和被动链轮；
所述的行走装置包括轮子，轮子固定杆；所述的轮子用于支撑整个装置；所述的轮子固定杆固定在机架上；可以进行伸缩以调整装置采收高度和角度；
所述的主动喂入装置包括电机、电机固定架、齿轮、万向轴、带轮固定架、主动带轮、从动带轮、上传送带、下传送带；主动喂入装置为对称结构，通过啮合齿轮进行传动；所述的电机为喂入装置提供动力；所述的带轮固定架用于固定带轮；所述的主动齿轮用于传输动力，逆时针转动；所述齿轮分为主动齿轮和被动齿轮，两者啮合，用于传输动力；所述的万向传动轴用于传输动力驱动输送装置，为可伸缩设计；所述的主动带轮用于支撑传送带并且提供动力；所述的从动带轮，用于支撑传送带；所述的上传送带用于喂入菜叶，采用柔性材料多重包裹，其表面有圆形凸起，增加柔性带与菜叶的摩擦，可防止输送时叶菜掉落；所述的下传送带用于喂入根茎，其表面有毛刷，可以将切割后的根拨入并一定程度上清理根茎上泥土；
所述的铲切装置包括铲刀、铲刀固定杆，棘轮、棘爪；所述的铲刀用于铲切绿叶菜的根系；所述的铲刀固定杆用于固定铲刀，并调节铲刀的前后位置；所述的棘轮与所述的棘爪配合，用于调节入土角度，改变入土的深度；
所述的夹持输送装置包括夹持输送装置机架、柔性带、主动支撑辊、从动支撑辊、浮动辊、扭簧；所述的夹持输送装置为对称结构；所述的夹持输送装置机架用于固定和支撑其他装置；所述的柔性带用于夹持和输送绿叶菜；所述的主动支撑辊用于支撑柔性带并且提供动力；所述的从动支撑辊用于支撑柔性带；所述的浮动辊用于张紧柔性带并使柔性带存在一定浮动；所述的扭簧用于使浮动辊浮动。
2.如权利要求1所述的一种主动喂入的绿叶收获机的速度控制方法，其特征在于：
首先根据机械行走速度确定夹持输送装置输送带的速度，其速度应大于等于行走速度，才能保证叶菜不会因为推挤、摩擦而损伤；再根据采收角度、以及喂入装置张开角度求得传送带的速度，保证夹持输送装置输送带速度与喂入装置传送带速度在水平方向一致，提高采收速度，减少损伤；
所述的喂入装置传送带速度应满足条件为：
其中：V为喂入装置传送带速度；VX为夹持输送装置输送带在X方向的分速度；α为两传送带之间的夹角；
所述的夹持输送装置输送带在X方向的分速度VX为：
其中：Vs为夹持输送装置输送带的速度；α为采收角度，即输送带与地面的速度；VQ为机械的前进速度。
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