CN113179747A - 移动式水培蔬菜收获机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动式水培蔬菜收获机，收获机本体具有移动装置，驱动收获机本体沿预定方向移动；提升装置，与移动装置固定连接，用于提升蔬菜高度；切割装置，对应于提升装置设置，对提升的蔬菜进行切割；收集装置，设置在提升装置的一侧，用于收获切割后的蔬菜；控制系统，控制收获机本体的定向移动以及切割、收集蔬菜的动作。本发明通过收获机本体的移动装置和提升装置对即将切割的蔬菜进行提升，切割装置通过接触感应实现对蔬菜的自动切割，降低了叶菜的损坏率，并通过收集装置的活动拨片将切割的蔬菜拨动到收集箱中，整个收获过程自动化进行，有效降低了人工劳动强度，提高了蔬菜收获的工作效率。

Description

移动式水培蔬菜收获机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种移动式水培蔬菜收获机。

背景技术

由于传统叶菜生产属于劳动密集型产业，需要大量的劳动力，随着人口老龄化的加剧和我国城市化的加快，叶菜生产劳动力短缺。在设施园艺蔬菜生产作业中，收获作业约占总作业量的40％，人工收获劳动强度大、效率低、收获质量不稳定，难以适应规模生产的要求。机械化、自动化收割是实现叶菜生产全程自动化的关键。

浅液流栽培技术由于其投资少、生产成本低、可显著提高作物产量和品质等优点，在国外已得到了较为成熟的应用，浅液流栽培已成功地应用于莴苣、芹菜、生菜、草莓、番茄、茄子、甜瓜等果蔬上。我国浅液流栽培技术起步晚，特别是收获作业没有形成完整的技术和装备体系，收获作业效率低，成本高，成为现代化蔬菜生产的技术瓶颈之一。所以，针对浅液流栽培的广泛应用，目前缺乏一种高效收获作业的全自动化设备。

发明内容

本发明提供一种移动式水培蔬菜收获机，用以弥补现有技术中缺乏高效收获作业的全自动化设备的缺陷，实现水培蔬菜全自动化收获。

本发明提供一种移动式水培蔬菜收获机，包括收获机本体，所述收获机本体具有：

移动装置，驱动所述收获机本体沿预定方向移动；

提升装置，与所述移动装置固定连接，用于提升蔬菜高度；

切割装置，对应于所述提升装置设置，对提升的蔬菜进行切割；

收集装置，设置在所述提升装置的一侧，用于收获切割后的蔬菜；

控制系统，与所述移动装置、所述切割装置以及所述收集装置电连接，控制所述收获机本体定向移动并切割收集蔬菜。

根据本发明提供移动式水培蔬菜收获机，所述提升装置包括斜面提升板，所述斜面提升板沿所述移动装置行进方向的一侧设置有导向口；所述切割装置包括切割模块和感应模块，所述切割模块和所述感应模块设置在所述导向口位置处，所述切割模块接收所述感应模块指令进行切割动作；所述收集装置包括拨动模块和收集箱，所述拨动模块和所述收集箱对立设置在所述斜面提升板的两侧，所述拨动模块的运作响应于所述切割模块的切割动作。

根据本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，所述导向口设置成向所述斜面提升板内部收缩型的V型豁口。

根据本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，所述斜面提升板前进方向的一侧端部设置有水平延伸板，所述V型豁口贯穿所述水平延伸板并沿所述斜面提升板向上延伸。

根据本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，所述斜面提升板与所述收获机本体活动连接，所述提升装置还包括设置在所述斜面提升板下端的限深轮组件以及设置在所述斜面提升板上端的张紧组件，所述限深轮组件和所述张紧组件用于所述斜面提升板的行进及位置保持。

根据本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，所述切割模块包括刀片、控制所述刀片运作的振动器以及连接所述刀片和所述振动器的刀架，所述刀片贴合设置在所述斜面提升板的下表面，所述感应模块包括接触开关，所述接触开关设置在所述V型豁口的最深处。

根据本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，所述拨动模块包括拨片和控制所述拨片拨动的旋转气缸以及气泵，所述拨动模块在所述切割模块运作后的预定时间内向所述收集箱方向拨动。

根据本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，所述移动装置包括移动底座和动力源，所述移动底座上设置有将所述提升装置、所述切割装置以及所述收集装置固定连接的固定支架，所述控制系统设置在所述移动底座上。

根据本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，还包括与所述移动装置配合的导轨，所述导轨与所述移动装置上设置有对应的限位装置，所述控制系统与所述限位装置电连接。

根据本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，所述限位装置包括设置在所述导轨两个端部的限位标识以及设置在所述移动装置上的限位开关，所述控制系统通过所述限位开关和所述限位标识控制所述收获机本体沿所述导轨做往复运动。

本发明提供的移动式水培蔬菜收获机，通过收获机本体的移动装置和提升装置对即将切割的蔬菜进行提升，保证切割的精准性，降低叶菜的损坏率，切割装置通过接触感应实现对蔬菜的自动切割，并通过收集装置的活动拨片将切割的蔬菜拨动到收集箱中，整个收获过程自动化进行，有效降低了人工劳动强度，提高了蔬菜收获的工作效率。整体结构紧凑，同时可以收割不同品种蔬菜，适应性广。

进一步的，收获机本体通过导轨和限位装置的配合，实现来回往复的运作，能够在完成收获单个栽培槽后自动退回到初始位置，为后续对栽培槽作业提供了便利，减少了工作时间，提高了持续收获作业的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的移动式水培蔬菜收获机的整体结构示意图；

图2是本发明提供的移动式水培蔬菜收获机的工作状态图；

图3是本发明提供的移动式水培蔬菜收获机的收获机本体结构示意图；

图4是本发明提供的移动式水培蔬菜收获机的收获机本体局部放大图；

图5是图1中A部的放大图。

附图标记：

1：导轨； 2：收获机本体； 3：蔬菜栽培系统；

4：蔬菜； 101：第一磁性限位标志； 102：第二磁性限位标志；

201：固定支架； 202：收集箱； 203：气泵；

204：移动底座； 205：控制面板； 206：第一霍尔限位开关；

207：第二霍尔限位开关； 208：U型轮； 209：接触开关；

210：拨片； 211：旋转气缸； 212：张紧支架；

213：振动器； 214：刀架； 215：限深轮支架；

216：限深轮； 217：锯齿刀片 218：斜面提升板；

219：张紧弹簧组件； 220：V型豁口。 301：栽培槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。

下面结合图1-图5描述本发明的具体实施例：

本实施例提供的一种移动式水培蔬菜收获机，包括导轨1以及在导轨1上移动行驶的收获机本体2。收获机本体2具有移动装置，驱动收获机本体2在导轨1上行驶，具体的，移动装置包括移动底座204和动力源，移动底座204下端设置有U型轮207，移动底座204通过U型轮207在导轨1上移动，动力源是设置在移动底座204内的直流电机以及动力锂电池，由直流电机通过齿轮减速器为U型轮207提供动力。

收获机本体2还具有提升装置、切割装置以及收集装置。移动底座204上设置有固定支架201，固定支架201用于固定安装提升装置、切割装置以及收集装置。

提升装置包括斜面提升板218，斜面提升板218沿移动底座204行进方向的一侧设置有导向口，导向口设置成向斜面提升板218内部收缩型的V型豁口220，V型豁口220后端为圆弧形。斜面提升板218前进方向的一侧端部设置有水平延申板，V型豁口220贯穿水平延申板并沿斜面提升板218向上延申。斜面提升板218与收获机本体2活动连接，具体的，斜面提升板218上端通过铰链连接在固定支架201上。

提升装置还包括设置在斜面提升板218下端的限深轮组件以及设置在斜面提升板218上端的张紧组件，用于斜面提升板218的行进及位置保持。具体的，张紧组件包括张紧支架212和张紧弹簧219，张紧支架212固定在固定支架201上，同时张紧弹簧219套在张紧支架212的圆柱销外，并压紧在斜面提升板218上表面。限深轮组件包括限深轮支架215和限深轮216，斜面提升板218下面通过限深轮支架215安装限深轮216，在张紧弹簧219的作用下，限深轮216始终压紧在栽培槽301的上表面，并保持斜面提升板218前端水平部分与栽培槽301之间的间隙不变。

在收获机前进过程中，斜面提升板218前端的V型豁口220将蔬菜4的下部进行导向和聚拢，并随着斜面提升板218的进一步前进，因为豁口变窄，平面转变为斜面，这里的斜面倾斜角度设置为20°。斜面提升板218将对蔬菜4从根茎部产生一个往上抬升的作用，使蔬菜4提升约2cm的高度，可使根茎部分较为好地的显露出来，便于切割和保证蔬菜4的完整性。斜面提升板218通过上端通过铰链连接于固定支架201上，同时通过限深轮支架215使限深轮216在栽培槽201上滚动。张紧弹簧219套在张紧支架的销轴外，并压紧在斜面提升板218上，使限深轮216在一定压力下紧贴栽培槽301上表面，可降低导轨1与栽培槽301不平行等因素的影响，保证斜面提升板218前端和栽培槽的距离。

切割装置包括切割模块和感应模块，切割模块包括振动器213、刀架214、锯齿刀片217，锯齿刀片217刀刃部分设计为锯齿形，通过刀架214固连在振动器216侧面，并贴合设置在斜面提升板218的下表面。感应模块为接触开关209，设置在V型豁口220圆弧形后端的最深处。当收获机前进过程中接触开关209触碰到蔬菜4的根茎部分时，振动器216带动锯齿刀片217进行振动切割，从而实现对蔬菜4的切割。

值得一提的是，限深轮216纵向设计为工字形，中间横梁部分高度比锯齿刀片217安装位置要高，避免与遗留的菜根发生干涉。

收集装置包括拨动模块和收集箱202，拨动模块和收集箱202对立设置在斜面提升板218的两侧，拨动模块的运作响应于切割模块的切割动作。具体的，拨动模块由旋转气缸214、拨片213和气泵203组成。V型拨片213安装在旋转气缸214输出轴上，旋转气缸214固连在固定支架201上，由气泵203提供动力。V型拨片213跟随收获机2在两条栽培槽301之间移动，为避免对两条栽培槽301上的蔬菜4造成损伤，V型拨片213前端设计成V型，并有圆角过渡。V型拨片213下端设计成一斜切面，斜切面与斜面提升板218上表面平行并比其高约10mm，这样可以避免与斜面提升板218发生干涉并降低安装误差带来的影响。

当接触限位开关209接触到蔬菜4时开始进行切割，根据收获机的前进速度，经过一定的延时后，蔬菜4被切断。然后旋转气缸211带动V型拨片213顺时针旋转90°，将切割后的蔬菜4拨向收集箱202，收集箱202侧面有一斜面，用于承接掉落下来的蔬菜4。为减少对蔬菜4的损伤，可在收集箱202里面垫上泡沫或海绵。收集箱202与移动底座204之间采用可拆卸式连接。

控制系统包括控制面板205以及处理器，控制面板205安装在移动底座204上，控制面板205控制收获机本体2的启动与急停，并显示收获机本体2的相关状态。

导轨1与移动装置上设置有对应的限位装置，控制系统与限位装置电连接。限位装置包括限位开关和限位标识，具体的，移动底座204上的限位开关为安装在移动底座204前后两端的第一霍尔开关206和第二霍尔开关207，限位标识为导轨1两个端部的第一磁性限位标志101和第二磁性限位标志102，移动底盘204与导轨1通过限位开关和限位标识感应从而达到自动换向和停止的目的。当收获机本体2切割完一条栽培槽301，第二霍尔开关207感应到第二磁性限位标志102时，收获机2反向移动；直至第一霍尔开关206感应到第一磁性限位标志101时，收获机停止工作。

本实施例的实施过程如下：

通过控制面板205启动收获机本体2，收获机本体2在导轨1上移动，首先由斜面提升板218将蔬菜4提起一定的高度，收获机本体2继续往前移动，当接触开关209触碰到蔬菜4的根茎部分时，振动器213带动锯齿刀片217振动切割，当蔬菜4被切割完成时，由旋转气缸214带动V型拨片213拨动蔬菜4倒向收集箱202，经由收集箱202的斜面落入收集箱。当收获机2切割完一条栽培槽301，第二霍尔开关207感应到第二磁性限位标志102上的磁铁时，收获机2反向移动；直至第一霍尔开关206感应到第一磁性限位标志101时，收获机停止工作。待收集箱202里的蔬菜4被移除，且当前空的栽培槽301被卸下，栽培床3上的下一根栽培槽移动至当前切割位置。通过控制面板205上的启动开关，可使收获机本体2启动下一个收获循环。整个收获过程自动化进行，有效降低了人工劳动强度，提高了蔬菜收获的工作效率。同时，该装置也可以收割不同品种蔬菜，适应性广。

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 (10)

1.一种移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，包括收获机本体，所述收获机本体具有：

移动装置，驱动所述收获机本体沿预定方向移动；

提升装置，与所述移动装置固定连接，用于提升蔬菜高度；

切割装置，对应于所述提升装置设置，对提升的蔬菜进行切割；

收集装置，设置在所述提升装置的一侧，用于收获切割后的蔬菜；

控制系统，与所述移动装置、所述切割装置以及所述收集装置电连接，控制所述收获机本体定向移动并切割收集蔬菜。

2.根据权利要求1所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，

所述提升装置包括斜面提升板，所述斜面提升板沿所述移动装置行进方向的一侧设置有导向口；

所述切割装置包括切割模块和感应模块，所述切割模块和感应模块设置在所述导向口位置处，所述切割模块接收所述感应模块指令进行切割动作；

所述收集装置包括拨动模块和收集箱，所述拨动模块和所述收集箱对立设置在所述斜面提升板的两侧，所述拨动模块的运作响应于所述切割模块的切割动作。

3.根据权利要求2所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，所述导向口设置成向所述斜面提升板内部收缩型的V型豁口。

4.根据权利要求3所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，所述斜面提升板前进方向的一侧端部设置有水平延伸板，所述V型豁口贯穿所述水平延伸板并沿所述斜面提升板向上延伸。

5.根据权利要求4所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，所述斜面提升板与所述收获机本体活动连接，所述提升装置还包括设置在所述斜面提升板下端的限深轮组件以及设置在所述斜面提升板上端的张紧组件，所述限深轮组件和所述张紧组件用于所述斜面提升板的行进及位置保持。

6.根据权利要求3所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，所述切割模块包括刀片、控制所述刀片运作的振动器以及连接所述刀片和所述振动器的刀架，所述刀片贴合设置在所述斜面提升板的下表面，所述感应模块包括接触开关，所述接触开关设置在所述V型豁口的最深处。

7.根据权利要求2所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，所述拨动模块包括拨片和控制所述拨片拨动的旋转气缸以及气泵，所述拨动模块在所述切割模块运作后的预定时间内向所述收集箱方向拨动。

8.根据权利要求2所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，所述移动装置包括移动底座和动力源，所述移动底座上设置有将所述提升装置、所述切割装置以及所述收集装置固定连接的固定支架，所述控制系统设置在所述移动底座上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，还包括与所述移动装置配合的导轨，所述导轨与所述移动装置上设置有对应的限位装置，所述控制系统与所述限位装置电连接。

10.根据权利要求9所述的移动式水培蔬菜收获机，其特征在于，所述限位装置包括设置在所述导轨两个端部的限位标识以及设置在所述移动装置上的限位开关，所述控制系统通过所述限位开关和所述限位标识控制所述收获机本体沿所述导轨做往复运动。

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