CN112021242B - 一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新型农业技术领域，尤其是涉及一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法，包括鱼箱，所述鱼箱上固定连接有固定块，且固定块转动连接有种植板，所述鱼箱远离固定块的一侧侧壁开设有三个矩形腔，所述鱼箱上转动连接有与矩形腔相配合的螺纹套，位于中间所述螺纹套中螺纹连接有第一螺杆。本发明可利用利用空心菜的生长高度变化，在气缸和传动机构的配合下，及时对空心菜进行收割，且可将收割后的空心菜自动运送至收菜箱进行收纳，同时可对空心菜的根部进行及时补水，促进空心菜根再次生长，整个过程，可实现切割、收集、清理、再培育一体化流程，极大的节省了人力，提高了蔬菜的处理效率。
Description
技术领域
本发明属于新型农业技术领域，尤其是涉及一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法。
背景技术
鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖与水耕栽培这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应。
鱼菜共生装置中的种植板，一般是简单的放置于鱼箱上，然后将蔬菜种植于种植板上，其中最常种植的蔬菜为空心菜，由于空心菜是一种可再生蔬菜，在空心菜成熟后，常需要人工手持切割刀逐个对种植板上的空心菜进行收割，同时保留空心菜的根部，以便空心菜可以继续生长，间隔7-10天后又可以再次收割，切割后，还需人工对每个种植槽的空心菜根部进行补水，这种方式，较为浪费人力，且收取效率低下，且种植者有时不能及时判断空心菜的生长情况，容易错过空心菜的最佳收割期，导致收割的空心菜品质下降。
为此，我们提出一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种基于鱼菜共生的自动收菜装置，包括鱼箱，所述鱼箱上固定连接有固定块，且固定块转动连接有种植板，所述鱼箱远离固定块的一侧侧壁开设有三个矩形腔，所述鱼箱上转动连接有与矩形腔相配合的螺纹套，位于中间所述螺纹套中螺纹连接有第一螺杆，所述种植板上开设有滑槽，且第一螺杆与滑槽滑动连接，位于两侧所述螺纹套中均螺纹连接有第二螺杆，所述第一螺杆通过滑块与矩形腔滑动连接，两个所述第二螺杆均通过推板与矩形腔滑动连接，三个所述螺纹套之间设置有传动机构，位于两侧所述的矩形腔均通过进水管与鱼箱连通，且两侧矩形腔均连通有排水管，所述种植板远离固定块的一侧侧壁固定连接有固定板，所述固定板上设置有喷头，且喷头与排水管连通，所述固定板上固定连接有气缸，且气缸的输出端贯穿固定板并固定连接有切割刀，所述种植板上设置有行程开关，且行程开关与气缸电性连接，所述鱼箱上设置有与传动机构相配合的通电延时继电器，所述固定板上固定连接有支撑板，且支撑板上设置有多个补光灯，所述种植板上耦合有与补光灯相配合的光敏电阻，所述种植板上设置有与光敏电阻电性连接的电磁继电器，所述鱼箱上设置有与电磁继电器电性连接的断电延时继电器。
在上述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置中，所述传动机构包括蜗杆、蜗轮和伺服电机，所述蜗杆转动连接于鱼箱上，所述蜗轮套设于螺纹套上，且蜗杆与蜗轮相啮合，所述蜗杆的一端与伺服电机传动连接，且伺服电机与通电延时继电器电性连接。
在上述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置中，所述种植板上固定连接有储刀板，且储刀板上开设有与切割刀相配合的储刀槽。
在上述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置中，所述第一螺杆上转动连接有滚珠，且滚珠与滑槽滑动连接。
在上述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置中，所述种植板上开设有两个滑道，且切割刀与滑道滑动连接。
在上述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置中，所述鱼箱的一侧侧壁固定连接有收菜箱，且收菜箱的下端侧壁连通有出料管。
在上述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置中，所述排水管通过波纹软管与喷头连通，且排水管和进水管上均设置有单向阀。
在上述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置中，所述喷头的长度为切割刀的1.1倍，且喷头倾斜设置。
一种基于鱼菜共生的自动收菜装置的使用方法，该方法包括以下步骤：
S1、种植板上的空心菜生长到所需收割高度时，空心菜会遮挡补光灯，种植板上的光敏电阻接受的光照达到最小，此时电路上电阻增大，在电磁继电器的配合下，行程开关会得电启动气缸，气缸会根据行程开关设定的行程进行运动，气缸会带动切割刀在滑道上滑动，切割刀在滑动的过程中，会将空心菜从关节处切除，切除完成后，气缸会带动切割刀回位；
S2、空心菜被切割后，不再阻碍补光灯的光照，电磁继电器的触点回位，此时，在断电延时继电器的作用下，整个电路会继续保持导通状态，切割刀回位后，气缸完成整个行程，在行程开关的作用下，会停止运动，此时通电延时继电器到达设定时间，会闭合，使伺服电机得电启动，初始时，伺服电机根据实际需要设定了正反转间隔时间，此时，伺服电机会带动蜗杆正转，蜗杆会通过蜗轮带动螺纹套转动，三个螺纹套在转动的过程中，会带动第一螺杆和两个第二螺杆上滑；
S3、第一螺杆上升的过程中，会将种植板缓缓顶起，并使之保持倾斜状态，使种植板上的空心菜可以滑入收菜箱中，同时在两个第二螺杆的作用下，推板会上升，挤压两侧矩形腔中的水流，使水可以通过排水管进入喷头中，在喷头的作用下，水会被缓缓喷向种植板上的空心菜根部，配合种植板缓缓倾斜的状态，使种植板上的空心菜的根部均可以接触到水的滋养，同时在水流的作用下，可以对种植板进行清洁，进入收菜箱中的水会通过出料管排出；
S4、当伺服电机反转时，同理，可以使得第一螺杆和两个第二螺杆下滑，第一螺杆会带动种植板缓缓回位，第二螺杆下滑的过程中，会带动推板下滑，进而可以通过进水管将鱼箱内的水吸进两侧的矩形腔中，随着伺服电机的往复正反转，可以使种植板不断倾斜和回位，且可以保证种植板上的空心菜根部可以得到充分的滋润，一段时间后断电延时继电器达到设定时间，会断开整个电路。
本发明的有益效果在于：当空心菜达到所需收割高度时，在光敏电阻和电磁继电器的配合下，可以使整个电路导通，进而通过气缸带动切割刀运动，对整个种植板上的空心菜进行一次性收割，收割完成后，在伺服电机和传动机构的配合下，可以带动种植板转动，使之处于倾斜状态，便于空心菜滑落入收菜箱，同时，在两侧推板的作用下，喷头会向种植板喷出水流，既可以加快空心菜的滑落，且可以对种植板进行清洗，便于后期再次种植。
本发明的突出特点在于：利用空心菜的生长高度变化，在气缸和传动机构的配合下，及时对空心菜进行收割，且可将收割后的空心菜自动运送至收菜箱进行收纳，同时可对空心菜的根部进行及时补水，促进空心菜根再次生长，整个过程，可实现切割、收集、清理、再培育一体化流程，极大的节省了人力，提高了蔬菜的处理效率。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法的正视透视结构示意图；
图2是本发明提供的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法的侧视透视结构示意图；
图3是本发明提供的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法的种植板的俯视透视结构示意图；
图4是本发明提供的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法的鱼箱的俯视透视结构示意图；
图5是本发明提供的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法的喷头的俯视透视结构示意图；
图6为图1中A处的放大结构示意图；
图7为图2中B处的放大结构示意图；
图8是本发明提供的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置及其使用方法的电性连接结构示意图。
图中，1鱼箱、2固定块、3种植板、4矩形腔、5螺纹套、6第一螺杆、7滑槽、8第二螺杆、9滑块、10推板、11传动机构、111蜗杆、112蜗轮、113伺服电机、12进水管、13排水管、14固定板、15喷头、16气缸、17切割刀、18行程开关、19通电延时继电器、20储刀板、21储刀槽、22滚珠、23滑道、24收菜箱、25出料管、26单向阀、27波纹软管、28支撑板、29补光灯、30光敏电阻、31电磁继电器、32断电延时继电器。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
如图1-8所示，一种基于鱼菜共生的自动收菜装置，包括鱼箱1，鱼箱1的一侧侧壁固定连接有收菜箱24，且收菜箱24的下端侧壁连通有出料管25，收菜箱24的设置，便于收纳空心菜，出料管25的设置，可以排出进入收菜箱24中的水。
鱼箱1上固定连接有固定块2，且固定块2转动连接有种植板3，鱼箱1远离固定块2的一侧侧壁开设有三个矩形腔4，初始状态时，两侧空腔4中注入有鱼箱1中的水，鱼箱1上转动连接有与矩形腔4相配合的螺纹套5，位于中间螺纹套5中螺纹连接有第一螺杆6，种植板3上开设有滑槽7，且第一螺杆6与滑槽7滑动连接，第一螺杆6上转动连接有滚珠22，且滚珠22与滑槽7滑动连接，滚珠22的设置，可以使得种植板3运动的更加顺畅。
位于两侧螺纹套5中均螺纹连接有第二螺杆8，第一螺杆6通过滑块9与矩形腔4滑动连接，两个第二螺杆8均通过推板10与矩形腔4滑动连接，三个螺纹套5之间设置有传动机构11，传动机构11包括蜗杆111、蜗轮112和伺服电机113，蜗杆111转动连接于鱼箱1上，蜗轮112套设于螺纹套5上，且蜗杆111与蜗轮112相啮合，蜗杆111的一端与伺服电机113传动连接，且伺服电机113与通电延时继电器19电性连接，通过设置的蜗杆111和蜗轮112的配合，可以实现三个螺纹套5的联动，减少增设驱动设备所增加的生产成本。
位于两侧的矩形腔4均通过进水管12与鱼箱1连通，且两侧矩形腔4均连通有排水管13，排水管13通过波纹软管27与喷头15连通，且排水管13和进水管12上均设置有单向阀26，波纹软管27的设置，可以利用自身的伸缩特性，配合种植板3的运动，单向阀26的设置，可以避免水的回流，种植板3远离固定块2的一侧侧壁固定连接有固定板14，固定板14上设置有喷头15，且喷头15与排水管13连通，喷头15的长度为切割刀的1.1倍，且喷头15倾斜设置，喷头15的尺寸设计，可以使之对种植区域进行充分的冲洗，喷头15的位置设计，可以使得水流更好的作用于空心菜的根部。
固定板14上固定连接有气缸16，且气缸16的输出端贯穿固定板14并固定连接有切割刀17，种植板3上固定连接有储刀板20，且储刀板20上开设有与切割刀17相配合的储刀槽21，储刀槽21的设置可以对切割刀17进行收纳，避免切割刀17裸露于外部，碰伤工作人员。
种植板3上开设有两个滑道23，且切割刀17与滑道23滑动连接，滑道23的设置，可以保证切割刀17运动的稳定性，种植板3上设置有行程开关18，且行程开关18与气缸16电性连接，鱼箱1上设置有与传动机构11相配合的通电延时继电器19，所述固定板14上固定连接有支撑板28，且支撑板28上设置有多个补光灯29，支撑板28的高度可以根据空心菜成熟时的高度进行设定，补光灯29可以对空心菜提供生长所需的光照，所述种植板3上耦合有与补光灯29相配合的光敏电阻30，所述种植板3上设置有与光敏电阻30电性连接的电磁继电器31，所述鱼箱1上设置有与电磁继电器31电性连接的断电延时继电器32。
当种植板3上的空心菜达到所需收割高度时，此时空心菜会遮挡补光灯29，种植板3上的光敏电阻30接受的光照达到最小，此时电路上电阻增大，在电磁继电器31的配合下，行程开关18会得电启动气缸16，气缸16会根据行程开关18设定的行程进行运动，气缸16会带动切割刀17在滑道23上滑动，切割刀17在滑动的过程中，会将空心菜从关节处切除，切除完成后，气缸16会带动切割刀17回位。
空心菜被切割后，不再阻碍补光灯29的光照，电磁继电器31的触点回位，此时，在断电延时继电器32的作用下，整个电路会继续保持导通状态，切割刀17回位后，气缸16完成整个行程，在行程开关18的作用下，会停止运动，此时通电延时继电器19到达设定时间，会闭合，使伺服电机113得电启动，初始时，伺服电机113根据实际需要设定了正反转间隔时间，此时，伺服电机113会带动蜗杆111正转，蜗杆111会通过蜗轮112带动螺纹套5转动，三个螺纹套5在转动的过程中，会带动第一螺杆6和两个第二螺杆8上滑。
第一螺杆6上升的过程中，会将种植板3缓缓顶起，并使之保持倾斜状态，使种植板3上的空心菜可以滑入收菜箱24中，同时在两个第二螺杆8的作用下，推板10会上升，挤压两侧矩形腔4中的水流，使水可以通过排水管13进入喷头15中，在喷头15的作用下，水会被缓缓喷向种植板3上的空心菜根部，配合种植板3缓缓倾斜的状态，使种植板3上的空心菜的根部均可以接触到水的滋养，同时在水流的作用下，可以对种植板3进行清洁，进入收菜箱24中的水会通过出料管25排出。
当伺服电机113反转时，同理，可以使得第一螺杆6和两个第二螺杆8下滑，第一螺杆6会带动种植板3缓缓回位，第二螺杆8下滑的过程中，会带动推板10下滑，进而可以通过进水管12将鱼箱1内的水吸进两侧的矩形腔4中，随着伺服电机113的往复正反转，可以使种植板3不断倾斜和回位，且可以保证种植板3上的空心菜根部可以得到充分的滋润，当收菜完毕，一段时间后断电延时继电器32达到设定时间，会断开整个电路，通过本装置的设置，极大的节省了人力，提高了收菜效率，且有效的保证了收菜的及时性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于鱼菜共生的自动收菜装置，包括鱼箱(1)，其特征在于，所述鱼箱(1)上固定连接有固定块(2)，且固定块(2)转动连接有种植板(3)，所述鱼箱(1)远离固定块(2)的一侧侧壁开设有三个矩形腔(4)，所述鱼箱(1)上转动连接有与矩形腔(4)相配合的螺纹套(5)，位于中间所述螺纹套(5)中螺纹连接有第一螺杆(6)，所述种植板(3)上开设有滑槽(7)，且第一螺杆(6)与滑槽(7)滑动连接，位于两侧所述螺纹套(5)中均螺纹连接有第二螺杆(8)，所述第一螺杆(6)通过滑块(9)与矩形腔(4)滑动连接，两个所述第二螺杆(8)均通过推板(10)与矩形腔(4)滑动连接，三个所述螺纹套(5)之间设置有传动机构(11)，位于两侧所述的矩形腔(4)均通过进水管(12)与鱼箱(1)连通，且两侧矩形腔(4)均连通有排水管(13)，所述种植板(3)远离固定块(2)的一侧侧壁固定连接有固定板(14)，所述固定板(14)上设置有喷头(15)，且喷头(15)与排水管(13)连通，所述固定板(14)上固定连接有气缸(16)，且气缸(16)的输出端贯穿固定板(14)并固定连接有切割刀(17)，所述种植板(3)上设置有行程开关(18)，且行程开关(18)与气缸(16)电性连接，所述鱼箱(1)上设置有与传动机构(11)相配合的通电延时继电器(19)，所述固定板(14)上固定连接有支撑板(28)，且支撑板(28)上设置有多个补光灯(29)，所述种植板(3)上耦合有与补光灯(29)相配合的光敏电阻(30)，所述种植板(3)上设置有与光敏电阻(30)电性连接的电磁继电器(31)，所述鱼箱(1)上设置有与电磁继电器(31)电性连接的断电延时继电器(32)；
所述传动机构(11)包括蜗杆(111)、蜗轮(112)和伺服电机(113)，所述蜗杆(111)转动连接于鱼箱(1)上，所述蜗轮(112)套设于螺纹套(5)上，且蜗杆(111)与蜗轮(112)相啮合，所述蜗杆(111)的一端与伺服电机(113)传动连接，且伺服电机(113)与通电延时继电器(19)电性连接；
所述种植板(3)上开设有两个滑道(23)，且切割刀(17)与滑道(23)滑动连接；
所述鱼箱(1)的一侧侧壁固定连接有收菜箱(24)，且收菜箱(24)的下端侧壁连通有出料管(25)；
所述一种基于鱼菜共生的自动收菜装置的使用方法包括以下步骤：
S1、种植板(3)上的空心菜生长到所需收割高度时，空心菜会遮挡补光灯(29)，种植板(3)上的光敏电阻(30)接受的光照达到最小，此时电路上电阻增大，在电磁继电器(31)的配合下，行程开关(18)会得电启动气缸(16)，气缸(16)会根据行程开关(18)设定的行程进行运动，气缸(16)会带动切割刀(17)在滑道(23)上滑动，切割刀(17)在滑动的过程中，会将空心菜从关节处切除，切除完成后，气缸(16)会带动切割刀(17)回位；
S2、空心菜被切割后，不再阻碍补光灯(29)的光照，电磁继电器(31)的触点回位，此时，在断电延时继电器(32)的作用下，整个电路会继续保持导通状态，切割刀(17)回位后，气缸(16)完成整个行程，在行程开关(18)的作用下，会停止运动，此时通电延时继电器(19)到达设定时间，会闭合，使伺服电机(113)得电启动，初始时，伺服电机(113)根据实际需要设定了正反转间隔时间，此时，伺服电机(113)会带动蜗杆(111)正转，蜗杆(111)会通过蜗轮(112)带动螺纹套(5)转动，三个螺纹套(5)在转动的过程中，会带动第一螺杆(6)和两个第二螺杆(8)上滑；
S3、第一螺杆(6)上升的过程中，会将种植板(3)缓缓顶起，并使之保持倾斜状态，使种植板(3)上的空心菜可以滑入收菜箱(24)中，同时在两个第二螺杆(8)的作用下，推板(10)会上升，挤压两侧矩形腔(4)中的水流，使水可以通过排水管(13)进入喷头(15)中，在喷头(15)的作用下，水会被缓缓喷向种植板(3)上的空心菜根部，配合种植板(3)缓缓倾斜的状态，使种植板(3)上的空心菜的根部均可以接触到水的滋养，同时在水流的作用下，可以对种植板(3)进行清洁，进入收菜箱(24)中的水会通过出料管(25)排出；
S4、当伺服电机(113)反转时，同理，可以使得第一螺杆(6)和两个第二螺杆(8)下滑，第一螺杆(6)会带动种植板(3)缓缓回位，第二螺杆(8)下滑的过程中，会带动推板(10)下滑，进而可以通过进水管(12)将鱼箱(1)内的水吸进两侧的矩形腔(4)中，随着伺服电机(113)的往复正反转，可以使种植板(3)不断倾斜和回位，且可以保证种植板(3)上的空心菜根部可以得到充分的滋润，一段时间后断电延时继电器(32)达到设定时间，会断开整个电路。
2.根据权利要求1所述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置，其特征在于，所述种植板(3)上固定连接有储刀板(20)，且储刀板(20)上开设有与切割刀(17)相配合的储刀槽(21)。
3.根据权利要求1所述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置，其特征在于，所述第一螺杆(6)上转动连接有滚珠(22)，且滚珠(22)与滑槽(7)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置，其特征在于，所述排水管(13)通过波纹软管(27)与喷头(15)连通，且排水管(13)和进水管(12)上均设置有单向阀(26)。
5.根据权利要求1所述的一种基于鱼菜共生的自动收菜装置，其特征在于，所述喷头(15)的长度为切割刀的1.1倍，且喷头(15)倾斜设置。
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