CN113396675B - 温室蔬菜种植全程作业的一体化装备以及藤蔓类蔬菜种植方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种温室蔬菜种植全程作业的一体化装备、温室藤蔓类蔬菜种植方法以及温室结球类蔬菜和立叶类蔬菜种植方法,涉及温室蔬菜种植机械化作业设备技术领域。温室蔬菜种植全程作业的一体化装备包括第一机架、第一移动组件和作业装置;第一机架包括横向承载结构和竖向承载结构;竖向承载结构用于承载横向承载结构,竖向承载结构布置在横向承载结构的两端和/或中部;在横向承载结构上设有联合连接构造;第一移动组件包括直线行走机关和切换机关,切换机关用于直角调整直线行走机关的行进方向;作业装置包括执行温室蔬菜种植全程作业中各个环节作业的多种执行机械,以实现连栋温室蔬菜种植高效率的全程机械化、自动化、智能化、无人化。
Description
技术领域
本申请涉及温室蔬菜种植机械化作业设备技术领域,具体而言,涉及一种温室蔬菜种植全程作业的一体化装备、温室藤蔓类蔬菜种植方法以及温室结球类蔬菜和立叶类蔬菜种植方法。
背景技术
首先需要说明的是,本申请的温室是指设有隔热空间的连栋温室(详见专利号为202010226301.1一种连栋温室隔热空间及连栋温室保温方法申请文件),这类温室由于有隔热空间的阻挡,温室蔬菜种植结构(如藤蔓类蔬菜引蔓架的吊绳)不可以与温室结构连接,蔬菜种植结构与温室结构之间存在无障碍空间,对于藤蔓类蔬菜而言,其引蔓架是与温室结构相互分离的独立结构。对于本申请而言,这类温室至少在靠近边柱处设置温室梁结构,以便于本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备在温室内转移作业空间。
桁架是温室梁结构的一种形式,只有一层温室梁结构的连栋温室,该层温室梁结构直接设置在温室立柱的上部,该层温室梁结构的长度和高度与本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备的长度/宽度/高度相匹配;设置有两层及两层以上温室梁结构的连栋温室,最下层的温室梁结构直接设置在温室立柱的上部,最下层的温室梁结构的长度和高度与本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备的长度/宽度/高度相匹配;除此之外,本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备的高度还要和隔热空间的高度相匹配。相匹配的意思是,本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备在连栋温室内温室梁结构下/隔热空间下温室立柱之间的空间内可以沿纵向以及设定横向的直线方向无障碍行进。
现有蔬菜种植温室没有设置隔热空间,蔬菜种植结构可以和温室结构固定连接,如藤蔓类蔬菜引蔓架上的吊绳直接连接在温室屋架结构上,这就使得藤蔓类蔬菜设置引蔓架后,作业装备不能骑跨在蔬菜种植行的上方行进执行该行的作业任务,这就使得温室蔬菜种植作业装备只能一行一行地在蔬菜行间行进执行该行的作业任务。现有技术作业效率低下。
一般蔬菜一个种植周期短则数月,长则一年多。现有蔬菜种植机械设备都是每一种作业执行机械各自都至少占用一套行走装置,一种作业执行机械随一种作业结束而闲置,与其相连的行走装置也处于闲置状态。一种蔬菜从种到收一个种植周期中包括多个作业环节,每个作业环节都需要一种执行机械执行该环节的作业,多个作业环节就需要多种作业执行机械执行各环节作业,除了结果类蔬菜的绑蔓、打杈、摘收三种作业环节历时较长甚至历时数月外,其余的作业环节历时很短,甚至只历时1天,显然,安装在所有作业环节历时短的执行机械上的行走装置在一个种植周期中的绝大部分时间里处于闲置状态。现有技术至少存在行走装置的浪费现象。
存在浪费的现象还包括动力装置、动力传输装置、控制装置、以及存放场地等。
本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备的技术目的是:
第一,不论温室蔬菜是不是藤蔓类蔬菜,本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备可以骑跨在连栋温室两排温室立柱之间的多行蔬菜种植行的上方行走,以便行走一趟就可完成各行蔬菜种植全过程多环节作业中的至少一个环节的作业,或者,一个作业环节多批次作业中的至少一个批次的作业。
第二,连栋温室不用为本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备执行作业过程中设置用于转弯的转弯半径空间,本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备可以绕连栋温室设定的立柱进行直角转弯,以便节约温室空间。
第三,本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备用一套第一联合体可交替地更换组成作业装置的执行蔬菜种植各个环节作业的不同的执行机械,所有执行机械都无需额外配套至少包括行走装置在内的共用装置,所有执行机械都共用至少包括行走装置在内的共用装置,以便节约设备成本。
第四,在两排温室立柱之间用一套固定的机走道路/轨道,用同一个第一联合体携带执行蔬菜种植各个环节作业的系列执行机械,可确保该系列执行机械在执行作业时的点位精准,为温室蔬菜种植全程作业的一体化装备的自动化和智能化奠定了基础。
第五,对于非藤蔓类蔬菜而言,使本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备与连栋温室以及连栋温室蔬菜种植工艺三者相互之间获得标准性、成套性、和匹配性;对于藤蔓类蔬菜而言,使本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备与连栋温室、连栋温室蔬菜种植工艺以及蔬菜引蔓架搭设四者相互之间获得标准性、成套性、和匹配性。
根据蔬菜吸收营养的方式不同,温室蔬菜种植方式包括土壤种植、基质种植、水培种植、汽培种植;根据蔬菜种植空间方式不同,温室蔬菜种植方式包括单层平面种植、多层平面种植、和竖面种植;根据蔬菜分类不同,温室蔬菜种植方式包括绿色蔬菜种植和菌菇类蔬菜种植。在本申请中,蔬菜种植结构(如引蔓架、床架等)与温室建筑结构是不相连的、是分离状的。这也为本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备能在温室建筑结构(温室梁结构和温室立柱)内骑跨在温室蔬菜种植结构的上方自由地、无障碍地纵向行进提供了可能。这样的话,连栋温室蔬菜种植的平面布局结构、连栋温室立柱平面布局结构与本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备结构及其运动规则四者之间均存在相关性,根据这种相关性,连栋温室蔬菜种植的平面布局结构设计标准、温室立柱平面布局结构设计标准与本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备的设计标准在相关参数上就具有了统一性、配套性、匹配性。
发明内容
本申请实施例提供一种温室蔬菜种植全程作业的一体化装备、温室藤蔓类蔬菜种植方法以及温室结球类蔬菜和立叶类蔬菜种植方法,以实现连栋温室蔬菜种植高效率的全程机械化、自动化、智能化、无人化。
第一方面,本申请实施例提供一种温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,包括第一机架、第一移动组件和作业装置;
第一机架至少包括横向承载结构和竖向承载结构;竖向承载结构用于承载横向承载结构,竖向承载结构布置在横向承载结构的两端,或者,竖向承载结构布置在横向承载结构的两端和中部;在横向承载结构上设有联合连接构造,用于可拆卸地连接作业装置;
第一移动组件至少包括直线行走机关和切换机关,切换机关用于直角调整直线行走机关的行进方向,以便直线行走机关可以绕温室立柱进行90°转向,从温室内的第一直线上切换至第二直线上行进,或从温室内的第二直线上切换至第一直线上行进;直线行走机关和切换机关连接于竖向承载结构;直线行走机关用于承载竖向承载结构;
作业装置至少包括执行温室蔬菜种植全程作业中各个环节作业的多种执行机械,和与各种执行机械配合使用的第二机架,各种执行机械对应连接于与之配合使用的第二机架,第二机架可拆卸地连接于联合连接构造上;联合连接构造通过依次交替更换各种第二机架的方式依次交替更换各种执行机械以便执行温室蔬菜种植全程作业中各环节的作业;
第一机架和第一移动组件组成第一联合体,第一联合体携带作业装置后至少可以在温室内所有第一直线上无障碍穿行,以及在设定位置的第二直线上无障碍穿行。
上述技术方案中,执行温室蔬菜种植全程作业中各环节作业的多个作业机械共用一套第一联合体,即共用一套第一机架和第一移动组件,起到了节约第一机架和第一移动组件的作用。第一移动组件可以绕温室立柱进行90°转向,节约了温室使用空间。联合连接构造的设置使各种执行机械执行温室蔬菜种植全程作业中各环节的作业之间具有了统一性、配套性、匹配性。
在本申请第一方面的一些实施例中,直线行走机关包括纵向行走机关和横向行走机关;
切换机关包括升降装置;纵向行走机关固定连接于竖向承载结构,升降装置的固定端固定连接于竖向承载结构,升降装置的活动端固定连接于横向行走机关,用于驱动横向行走机关向上升起离开地面,同步使纵向行走机关着地,或者,用于驱动横向行走机关下降并着地,并通过反向作用力作用于竖向承载结构,使其升起,同步带动纵向行走机关离开地面;
横向行走机关用于使第一联合体带动作业装置沿第二直线行进;纵向行走机关用于使第一联合体带动作业装置沿第一直线行进。
上述技术方案中,仅用一套升降装置的升降作用实现使第一联合体可以绕温室立柱进行90°转向。
在本申请第一方面的一些实施例中,直线行走机关可直角转动地连接于竖向承载结构,直线行走机关设置有直角转向从动组件,切换机关固定连接于竖向承载结构,切换机关设置有直角转向驱动装置,直角转向驱动装置连接于直角转向从动组件,用于驱动直线行走机关原地直角转向,使直线行走机关处于纵向行走状态或横向行走状态。
上述技术方案中,只设置一种直线行走机关,依靠直角转向驱动装置和直角转向从动组件配合使用实现使第一联合体可以绕温室立柱进行90°转向。
在本申请第一方面的一些实施例中,切换机关还设置升降装置,升降装置的固定端固定连接于竖向承载结构,升降装置的活动端相对大地可伸缩地连接于升降装置的本体,持续向下伸长活动端并着地,利用大地的反作用力能把竖向承载结构升起,以减轻对直线行走机关的压力,以便直角转向驱动装置通过驱动直角转向从动组件使直线行走机关原地直角转向。
上述技术方案中,通过升降装置的作用,减轻直角转向驱动装置和直角转向从动组件配合使用所需动力,轻松实现使第一联合体可以绕温室立柱进行90°转向。
在本申请第一方面的一些实施例中,竖向承载结构是固定高度的定型结构,横向承载结构固定连接于竖向承载结构的上部,以便使第一联合体所携带的作业装置获得固定的作业高度。
上述技术方案中,对于只种植低矮蔬菜的连栋温室,可以减少温室蔬菜种植全程作业的一体化装备的材料用量。
在本申请第一方面的一些实施例中,竖向承载结构是预设高度的定型结构,横向承载结构可变高度地与竖向承载结构固定连接,以便使第一联合体所携带的作业装置获得可变的作业高度;
或者,竖向承载结构是预设高度的定型结构,横向承载结构通过升降装置与竖向承载结构实现可升降连接,升降装置的固定端固定连接于竖向承载结构,升降装置的活动端固定连接于横向承载结构,横向承载结构随升降装置的活动端的升降而升降,以便使第一联合体所携带的作业装置获得可变的作业高度。
上述技术方案中,对于只种植植株不断长高的蔬菜的连栋温室,使温室蔬菜种植全程作业的一体化装备随时适应同种蔬菜不同阶段不同高度的田间作业需要。
在本申请第一方面的一些实施例中,竖向承载结构的本体是升降装置,升降装置的固定端固定连接于第一移动组件的直线行走机关,升降装置的活动端固定连接于横向承载结构,横向承载结构随升降装置的活动端的升降而升降,以便使第一联合体所携带的作业装置获得可变的作业高度。
上述技术方案中,节约了组成竖向承载结构的机架柱,简化了横向承载结构实现可变高度的操作方案。
在本申请第一方面的一些实施例中,横向承载结构包括固定承载结构和转动承载结构,转动承载结构可转动地连接在固定承载结构上,联合连接构造设置在转动承载结构上;固定承载结构用于与竖向承载结构连接,转动承载结构通过联合连接构造与作业装置连接,以便把作业装置的作业方向调整至与第一联合体的行进方向一致。
上述技术方案中,不用转动温室蔬菜种植全程作业的一体化装备本体,只通过调整转动承载结构,就能使作业装置的作业方向与第一联合体的行进方向一致。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是第一载种器育苗机械,第一载种器育苗机械至少包括载种器转运盘传送装置和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件,载种器转运盘传送装置和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件连接于第一载种器育苗机械的第二机架;
载种器转运盘传送装置和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件配合使用,载种器转运盘传送装置能使载种器转运盘从载种器转运盘集合处转移至载种器转运盘抓取放置机械手臂组件的抓取作业点,载种器转运盘抓取放置机械手臂组件能从抓取作业点抓取载种器转运盘,并把该载种器转运盘转移至载种器育苗床上的放置作业点,抓取作业点布置在载种器转运盘传送装置的本体,或布置在第二机架和/或第一机架。
上述技术方案中,提高了在育苗床上布设载种器的效率,也为载种器苗育成后,用配套设备高效率地起苗作业奠定了基础。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是第二载种器育苗机械,第二载种器育苗机械至少包括载种器转运盘传送装置和载种器转运盘铺设装置,载种器转运盘传送装置和载种器转运盘铺设装置按作业顺次连接于第二载种器育苗机械的第二机架,载种器转运盘传送装置和载种器转运盘铺设装置之间配合使用;
载种器转运盘传送装置用于接收按预设方式放置在载种器转运盘传送装置的本体的载种器转运盘,并把载种器转运盘转移至载种器转运盘铺设装置;载种器转运盘铺设装置设置有坡状传送带,坡状传送带的本体位于低位的部位抵接育苗床面,位于高位的部位抵接载种器转运盘传送装置,用于接收载种器转运盘。
上述技术方案中,更大程度地提高了在育苗床上布设载种器的效率,适合规模更大的载种器育苗场所使用,也为载种器苗育成后,用配套设备高效率地起苗作业奠定了基础。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是第一载种器苗定植机械;
第一载种器苗定植机械至少包括定植穴开挖机械手臂组件、载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置;定植穴开挖机械手臂组件、载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置按作业顺次连接于第一载种器苗定植机械的第二机架,定植穴开挖机械手臂组件、载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置相互之间配合使用,定植穴开挖机械手臂组件用于在定植蔬菜苗的土壤/基质上的放置作业点扒出一个定植穴坑,载种器苗传送装置用于把粒状载种器苗从载种器苗集合处按序转移至载种器苗抓取植入机械手臂组件实施抓取作业的抓取作业点,载种器苗抓取植入机械手臂组件把该载种器苗从抓取作业点转移至放置作业点的定植穴坑中。
上述技术方案中,把载种器苗安放在穴坑中,减少了土壤/基质对载种器苗根系的摩擦损伤。
在本申请第一方面的一些实施例中,定植穴开挖机械手臂组件中的执行机构包括至少两个相对间隔布置的设有竖面的挡土板和至少两个相对布置的设有竖面的可离合的扒土板,两个扒土板位于两挡土板之间,扒土板的扒土面与挡土板的挡土面垂直,两个挡土板和两个扒土板可升降地连接于定植穴开挖机械手臂组件的本体,两个扒土板在两个挡土板之间可聚合靠紧在一起,与两个挡土板组合成H型,也可以水平分离与两个挡土板组合成口型;
载种器苗抓取植入机械手臂组件中的执行机构至少包括可张开闭合的夹持结构,所述夹持结构连接于所述载种器苗抓取植入机械手臂组件的本体。
上述技术方案中,载种器苗被植入口型穴坑,土壤/基质随着扒土板和挡土板的撤离而塌落掩埋载种器苗根系,使载种器苗根系与土壤/基质充分接触。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是第二载种器苗定植机械;
第二载种器苗定植机械至少包括载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置;载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置按作业顺次连接于第二载种器苗定植机械的第二机架,载种器苗抓取植入机械手臂组件与载种器苗传送装置相互之间配合使用,载种器苗传送装置用于把载种器苗从载种器苗集合处按序转移至载种器苗抓取植入机械手臂组件的抓取作业点,载种器苗抓取植入机械手臂组件把载种器苗从抓取作业点转移至放置作业点,并把所持载种器放置或按压连接于放置作业点的土壤/基质。
上述技术方案中,第二载种器苗定植机械与设有受力构造的载种器配合使用,把载种器苗直接按压放置在土壤/基质上或土壤/基质中,使第二载种器苗定植机械结构简单化,并提高了载种器苗定植效率。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是第三载种器苗定植机械;
第三载种器苗定植机械至少包括载种器苗抓取植入机械手臂组件;载种器苗抓取植入机械手臂组件连接于第三载种器苗定植机械的第二机架;载种器苗抓取植入机械手臂组件从载种器苗集合处抓取载种器苗,并把所持载种器苗放置或按压连接于放置作业点的土壤/基质。
上述技术方案中,第三载种器苗定植机械与设有受力构造的载种器配合使用,把载种器苗直接按压放置在土壤/基质上或土壤/基质中,使第三载种器苗定植机械结构更加简单化,并提高了载种器苗定植效率。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是播种带布设机械;
播种带布设机械至少包括播种带引导滚轮组件和播种带铺设滚轮组件,播种带引导滚轮组件和播种带铺设滚轮组件按作业顺次布置在播种带布设机械的第二机架上,播种带引导滚轮组件把播种带从播种带集合处转移至播种带铺设滚轮组件,播种带铺设滚轮组件把播种带从播种带引导滚轮组件转移铺设在温室单层平面种植结构上。
上述技术方案中,播种带布设效率提高,播种带被播种带铺设滚轮组件精准布置在温室单层平面种植结构上。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是支撑柱布设机械;
支撑柱布设机械至少包括支撑柱传送装置和支撑柱布设机械手臂组件,支撑柱传送装置和支撑柱布设机械手臂组件按作业顺次连接于支撑柱布设机械的第二机架,支撑柱传送装置用于把支撑柱从支撑柱集合处转移至支撑柱布设机械手臂组件的抓取作业点,支撑柱布设机械手臂组件能从抓取作业点把支撑柱抓取转移至放置作业点,并把支撑柱连接在放置作业点预设的支撑柱连接结构上。
上述技术方案中,支撑柱布设效率提高,支撑柱被支撑柱布设机械手臂组件精准布置在支撑柱连接结构上。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是绑打摘联合机械;
绑打摘联合机械至少包括绑蔓机械手臂组件、打杈机械手臂组件和摘收机械手臂组件,绑蔓机械手臂组件的本体、打杈机械手臂组件的本体和摘收机械手臂组件的本体均设有机械臂移动机关,绑打摘联合机械的第二机架设有机械臂轨道,机械臂移动机关携带该三种组件本体通过机械臂轨道可升降移动地连接于第二机架;打杈机械手臂组件、绑蔓机械手臂组件和摘收机械手臂组件根据预设程序分别执行打杈、绑蔓、和摘收作业。
上述技术方案中,三种作业执行机械布置在一套第二机架上,在温室内沿第一直线一趟作业同步完成绑蔓、打杈、和摘收作业,提高了第一联合体的使用效率。
在本申请第一方面的一些实施例中,打杈机械手臂组件至少包括打杈机械脑和侧枝去除执行机构,打杈机械脑至少具有侧枝搜寻功能、侧枝识别功能、侧枝定位功能,打杈机械脑和侧枝去除执行机构连接于打杈机械手臂组件的本体;
绑蔓机械手臂组件至少包括绑蔓机械脑、自由蔓抓取-移动执行机构和束缚执行机构;绑蔓机械脑至少具有固蔓器搜寻功能、固蔓器识别功能、固蔓器定位功能、自由蔓搜寻功能、自由蔓识别功能、自由蔓定位功能,绑蔓机械脑、自由蔓抓取-移动执行机构和束缚执行机构连接于绑蔓机械手臂组件的本体,束缚执行机构是固蔓器闭环执行机构;
或者,绑蔓机械手臂组件至少包括绑蔓机械脑、自由蔓抓取-移动执行机构和束缚执行机构,绑蔓机械脑至少具有吊绳搜寻功能、吊绳识别功能、吊绳定位功能、自由蔓搜寻功能、自由蔓识别功能、自由蔓定位功能;绑蔓机械脑、自由蔓抓取-移动执行机构和束缚执行机构连接于绑蔓机械手臂组件的本体;束缚执行机构是绑扎执行机构;
或者,绑蔓机械手臂组件至少包括绑蔓机械脑和自由蔓抓取-移动执行机构;绑蔓机械脑至少具有吊绳搜寻功能、吊绳识别功能、吊绳定位功能、自由蔓搜寻功能、自由蔓识别功能、自由蔓定位功能;绑蔓机械脑和自由蔓抓取-移动执行机构连接于绑蔓机械手臂组件的本体;自由蔓抓取-移动执行机构是环绕吊绳执行机构;
摘收机械手臂组件至少包括摘收机械脑和适摘果实摘收执行机构;摘收机械脑至少具有适摘果实搜寻功能、适摘果实识别功能、适摘果实定位功能;摘收机械脑和适摘果实摘收执行机构连接于摘收机械手臂组件的本体。
上述技术方案中,三种作业执行机械相应设置有机械脑,使得作业执行机械能模仿人的作业行为,使作业行为更精准,作业效率更高。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是第一蔬菜铲收机械;
第一蔬菜铲收机械至少包括倾倒式离地传送装置、根颈剪切装置、单向推倒装置和中转输送装置;
倾倒式离地传送装置和单向推倒装置对应平行设置,倾倒式离地传送装置布置在近地面处,根颈剪切装置布置在单向推倒装置下方,与倾倒式离地传送装置持平,倾倒式离地传送装置和中转输送装置按传送方向首尾抵接设置,倾倒式离地传送装置、根颈剪切装置、单向推倒装置和中转输送装置按作业顺次固定连接于第一蔬菜铲收机械的第二机架;
根颈剪切装置用于把执行切割动作范围的蔬菜根颈切断,单向推倒装置随即沿垂直于蔬菜行向方向把离地蔬菜单向推倒至倾倒式离地传送装置上,倾倒式离地传送装置把接收到的离地蔬菜以倾倒状传送给中转输送装置,中转输送装置把接收到的离地蔬菜传送至预设的离地蔬菜收集集合处。
上述技术方案中,适合对结球类蔬菜和立叶类蔬菜实施机械化采收,执行机械结构简单,采收作业效率高。
在本申请第一方面的一些实施例中,作业装置的执行机械是第二蔬菜铲收机械;
第二蔬菜铲收机械至少包括直立式离地传送装置、根颈剪切装置和中转输送装置,根颈剪切装置设置在近地面处,直立式离地传送装置设置在根颈剪切装置上方,直立式离地传送装置和中转输送装置按传送方向首尾抵接设置,根颈剪切装置、直立式离地传送装置和中转输送装置按作业顺次固定连接于第二机架;
直立式离地传送装置包括由两个对应设置的竖向传送带/竖向传送滚轴组成的一组竖向夹持传送机关,竖向夹持传送机关包括喇叭口入料段和平行夹持段,喇叭口入料段位于平行夹持段前端,平行夹持段位于根颈剪切装置上方,根颈剪切装置在执行切割动作范围的蔬菜时,该范围的蔬菜已经进入到喇叭口入料段,该范围蔬菜的根颈被割断后,随即被平行夹持段夹持住并转移给中转输送装置,中转输送装置把接收到的离地蔬菜传送至预设的离地蔬菜收集集合处;
组成喇叭口入料段和平行夹持段的两个竖向传送带之间的间距可调,以便适应蔬菜型体的大小变化。
上述技术方案中,适合行间距较小的结球类蔬菜和立叶类蔬菜的采收作业。
本申请中的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备能够实现连栋温室蔬菜种植高效率的全程机械化、自动化、智能化、无人化。
第二方面,本申请实施例提供一种温室藤蔓类蔬菜种植方法,至少包括以下步骤:
第一步,用第一载种器育苗机械,或者第二载种器育苗机械进行载种器育苗;
第二步,用第一载种器苗定植机械,或者用第二载种器苗定植机械,或者用第三载种器苗定植机械进行载种器苗定植;
第三步,用支撑柱布设机械,为藤蔓类蔬菜布设引蔓架;
第四步,用绑打摘联合机械,为藤蔓类蔬菜绑蔓、打杈、摘果。
或者,第一步,用第一载种器苗定植机械,或者用第二载种器苗定植机械,或者用第三载种器苗定植机械进行载种器定植;
第二步,用支撑柱布设机械,为藤蔓类蔬菜布设引蔓架;
第三步,用绑打摘联合机械,为藤蔓类蔬菜绑蔓、打杈、摘果。第三方面,本申请实施例提供一种温室结球类蔬菜和立叶类蔬菜种植方法,至少包括以下步骤:
第一步,用第一载种器育苗机械,或者,用第二载种器育苗机械进行载种器育苗;
第二步,用第一载种器苗定植机械,或者用第二载种器苗定植机械,或者用第三载种器苗定植机械进行载种器苗定植;
第三步,用第一蔬菜铲收机械铲收,或者,用第二蔬菜铲收机械铲收;
或者,第一步,用播种带布设机械播种;
第二步,用第一蔬菜铲收机械铲收,或者,用第二蔬菜铲收机械铲收。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备在连栋温室内的第一种行进方式的俯视示意;
图2为本申请实施例提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备在连栋温室内的第二种行进方式的俯视示意图;
图3为本申请实施例提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备在连栋温室内的一种工作侧视示意图;
图4为本申请实施例提供的组成第一联合体的第一种横向承载结构的一种俯视示意图;
图5为本申请实施例提供的组成第一联合体的第二种横向承载结构的一种俯视示意图;
图6为本申请实施例提供的组成第一联合体的第三种横向承载结构的一种俯视示意图;
图7为本申请实施例提供的组成第一联合体的第二种横向承载结构的一种工作侧视示意图;
图8为本申请实施例提供的一种第一载种器苗定植机械工作侧视示意图;
图9为本申请实施例提供的组成第一联合体的第一种竖向承载结构的一种侧视示意图;
图10为本申请实施例提供的组成第一联合体的第二种竖向承载结构的一种侧视示意图;
图11为本申请实施例提供的组成第一联合体的第三种竖向承载结构的一种侧视示意图;
图12为本申请实施例提供的组成第一联合体的第四种竖向承载结构的一种侧视示意图;
图13为本申请实施例提供的一种第一载种器育苗机械作业的一种侧视示意图;
图14为本申请实施例提供的一种第二载种器育苗机械作业的一种侧视示意图;
图15为本申请实施例中提供的链式载种器转运盘传送装置侧视示意图;
图16为本申请实施例提供的一种第二载种器苗定植机械作业的一种侧视示意图;
图17为本申请实施例提供的一种第三载种器苗定植机械作业的一种侧视示意图;
图18为本申请实施例提供的另一种第三载种器苗定植机械作业的一种俯视示意图;
图19为本申请实施例提供的一种播种带布设机械作业的一种侧视示意图;
图20为本申请实施例提供的一种支撑柱布设机械作业的一种侧视示意图;
图21为本申请实施例提供的一种绑打摘联合机械工作的第一种侧视示意图;
图22为本申请实施例提供的一种绑打摘联合机械的另一种侧视示意图;
图23为本申请实施例提供的一种摘收机械手臂组件工作的俯视示意图;
图24为本申请实施例提供的一种第一蔬菜铲收机械工作的第一种侧视示意图;
图25为本申请实施例提供的一种第一蔬菜铲收机械工作的第二种侧视示意图;
图26为本申请实施例提供的另一种第一蔬菜铲收机械工作的第一种俯视示意图;
图27为本申请实施例提供的一种第二蔬菜铲收机械工作的第一种侧视示意图;
图28为本申请实施例提供的一种第二蔬菜铲收机械工作的第二种侧视示意图;
图29为本申请实施例提供的一种第二蔬菜铲收机械工作的第一种俯视示意图。
图标:10000-温室蔬菜种植全程作业的一体化装备;1000-第一联合体;1001-机架梁;1002-机架檩;1003-机架柱;1100-第一机架;1110-横向承载结构;1111-联合连接构造;1112-固定承载结构;1113-转动承载结构;1114-转盘式连接件;1115-上层转动承载结构;1116-下层转动承载结构;1117-环形轨道滚轮支撑组件;1118-环形轨道滚轮悬挂组件;1120-竖向承载结构;1200-第一移动组件;1210-直线行走机关;1211-纵向行走机关;1212-横向行走机关;1220-切换机关;1221-直角转向从动组件;1222-直角转向驱动装置;2000-作业装置;2001-第一载种器育苗机械;2002-第二载种器育苗机械;2003-第二载种器苗定植机械;2004-第三载种器苗定植机械;2005-播种带布设机械;2006-支撑柱布设机械;2007-绑打摘联合机械;2008-第一蔬菜铲收机械;2009-第二蔬菜铲收机械;2010-第一载种器苗定植机械;2100-执行机械;2111-定植穴开挖机械手臂组件;2112-载种器苗抓取植入机械手臂组件;2113-载种器苗传送装置;2114-挡土板;2115-扒土板;2120-土壤疏松机械;2200-第二机架;2201-第二机架移动组件;2202-第二机架轨道;2300-机械手臂组件;2301-机械臂轨道;2302-机械臂移动机关;2400-载种器转运盘传送装置;2401-链式载种器转运盘传送装置;2402-载种器转运盘铺设装置;2403-载种器转运盘传送装置辅助传送带;2404-传送带式载种器转运盘传送装置;2500-载种器转运盘抓取放置机械手臂组件;2501-载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件;2502-载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件轨道;2503-播种带引导滚轮组件;2504-播种带铺设滚轮组件;2505-支撑柱传送装置;2506-支撑柱布设机械手臂组件;2507-绑蔓机械手臂组件;2508-打杈机械手臂组件;2509-摘收机械手臂组件;2600-打杈机械脑;2601-侧枝去除执行机构;2700-绑蔓机械脑;2701-自由蔓抓取-移动执行机构;2702-束缚执行机构;2800-摘收机械脑;2801-果柄截断执行机构;2802-离体果实接收转移执行机构;2900-倾倒式离地传送装置;2901-根颈剪切装置;2902-单向推倒装置;2903-中转输送装置;2904-直立式离地传送装置;3000-连栋温室;3100-第一直线;3200-第二直线;3300-温室梁结构;3400-温室立柱;3500-作业空间;3600-待作业空间;3700-换装空间;3800-隔热空间;3900-土壤地面;3901-育苗床面;3902-定植床面;4000-蔬菜种植结构;4001-粒状载种器苗;4002-粒状载种器;4003-载种器转运盘;4004-载种器转运盘托盘;4005-载种器转运盘集合处;4006-载种器苗转运盘;4007-载种器苗转运盘集合处;4008-播种带集合处;4009-播种带箱托盘;4010-播种带释放辅助装置;4011-播种带;4012-支撑柱;4013-支撑柱集合处;4014-支撑柱托盘;4015-果实收集集合处;4016-果实收集辅助装置;4017-离地蔬菜收集集合处;4018-离地蔬菜收集辅助装置;4019-离地蔬菜打包处;4100-藤蔓类蔬菜;4101-载种器苗集合处;4102-抓取作业点;4103-放置作业点;4104-自由蔓;4105-侧枝;4106-适摘果实;4200-悬索;4300-吊绳;4500-结球类蔬菜;5000-升降装置;5001-液压升降装置;5002-滑轮吊索升降装置;5003-蜗轮蜗杆升降装置;5004-剪叉升降装置;5100-固定端;5200-活动端;5300-平衡轨道;6000-离合锁死机构;7000-动力源;9000-辅助设备。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
如图1-图29所示,本申请实施例提供一种温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000,包括第一机架1100、第一移动组件1200和作业装置2000。第一机架1100至少包括横向承载结构1110和竖向承载结构1120;竖向承载结构1120用于承载横向承载结构1110,竖向承载结构1120布置在横向承载结构1110的两端,或者,竖向承载结构1120布置在横向承载结构1110的两端和中部;在横向承载结构1110上设有联合连接构造1111,用于可拆卸地连接作业装置2000。
第一移动组件1200至少包括直线行走机关1210和切换机关1220,切换机关1220用于直角调整直线行走机关1210的行进方向,以便直线行走机关1210可以绕温室立柱3400进行90°转向,从温室内的第一直线3100上切换至第二直线3200上行进,或从温室内的第二直线3200上切换至第一直线3100上行进;直线行走机关1210和切换机关1220连接于竖向承载结构1120;直线行走机关1210用承载竖向承载结构1120。
作业装置2000至少包括执行温室蔬菜种植全程作业中各个环节作业的多种执行机械2100,和与各种执行机械2100配合使用的第二机架2200,各种执行机械2100对应连接于与之配合使用的第二机架2200,第二机架2200可拆卸地连接于联合连接构造1111上。联合连接构造1111通过依次交替更换各种第二机架2200的方式依次交替更换各种执行机械2100以便执行温室蔬菜种植全程作业中各环节的作业。
第一机架1100和第一移动组件1200组成第一联合体1000,第一联合体1000携带作业装置2000后至少可以在温室内所有第一直线3100上无障碍穿行,以及在设定位置的第二直线3200上无障碍穿行。
如图1所示,连栋温室3000有北向、南向、西向和东向四个方位,连栋温室3000室内有多个立柱和多个梁结构,连栋温室3000的立柱东西成行、南北也成行,梁结构南北向设于立柱上,作业空间3500、待作业空间3600、换装空间3700都布置在梁结构之间,第一直线3100呈南北向,第二直线3200呈东西向。本方案中第一直线3100和第二直线3200首尾相连,使得温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000从连栋温室3000的西北角A点换装上预设的作业装置2000后出发到东南角B点终止,完成蔬菜种植全程作业中预定的一个环节的作业,或者一个环节多次作业中的一次作业,形成一条连续的“执行作业-空间切换-执行作业-空间切换”的行进曲线,一体化装备到达B点后,可以换装上预设的另一个作业装置后再原路返回至A点,完成另一个环节的作业,或完成一个环节的另一次作业。整个过程中,第一联合体1000方位姿态保持初始状态,如果执行机械2100存在作业方向,当作业方向与第一联合体1000行进方向相反时,就要通过转动承载结构1113调整执行机械2100的方位,使其作业方向与第一联合体1000行进方向保持一致。空间切换是指从第一直线3100切换至第二直线3200,再从第二直线3200切换至另一第一直线3100,反复进行。
如图2所示,本方案中第一直线3100和第二直线3200间隔相交于连栋温室3000南侧边柱附近,使得温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000在连栋温室3000内作业时,从南侧出发沿第一直线3100到北侧终止,完成该作业空间3500内蔬菜种植全程作业中一个环节的作业,或者一个环节多次作业中的一次作业,然后再沿第一直线3100从北侧原路返回南侧,切换到第二直线3200进入到待作业空间3600,再从南侧出发沿下一条第一直线3100到北侧终止,再完成该作业空间3500内蔬菜种植全程作业中一个环节的作业,或者一个环节多次作业中的一次作业,然后再沿第一直线3100从北侧原路返回南侧,再次切换到第二直线3200进入到下下一个待作业空间3600,以此类推。整个过程中,如果执行机械2100存在作业方向,第一联合体1000在执行作业时的行进方向与执行机械2100的作业方向一致。
根据结构力学的习惯,柱是竖向受力的杆件,梁和檩是横向受力的杆件。
在本申请说明书中,用机架梁1001、机架檩1002、和机架柱1003的概念阐述组成第一移动组件1200、竖向承载结构1120、横向承载结构1110的具体受力结构。机架柱1003承载机架梁1001,机架梁1001承载机架檩1002,机架檩1002垂直连接于机架梁1001。在第一移动组件1200中竖向连接滚轮组件的受力杆件也可以视为是一种机架柱1003。
横向承载结构1110至少包括机架梁1001和机架檩1002,机架梁1001和机架檩1002连接出横向承载结构1110的受力骨架结构。本申请对横向承载结构1110的具体构造不做限制。
联合连接构造1111布置在机架梁1001和/或机架檩1002上,联合连接构造1111可以是在机架梁1001和/或机架檩1002上预设的孔眼,也可以是在机架梁1001和/或机架檩1002上预设的连接件,该连接件可以固定连接在机架梁1001和/或机架檩1002上,也可以可拆卸地连接在机架梁1001和/或机架檩1002上。
蔬菜种植不同环节作业所需的执行机械2100在联合连接构造1111上对应的具体连接部位可以不同,也可以相同。
竖向承载结构1120可以仅包括机架梁1001,该机架梁1001与第一移动组件1200连接,适合组成执行低矮类型的蔬菜种植作业所需的第一机架1100。
竖向承载结构1120可以仅包括机架柱1003,机架柱1003下端与第一移动组件1200连接,机架柱1003的高度与温室蔬菜种类有关,低矮类型的蔬菜所需机架柱1003较低,藤蔓类蔬菜4100所需机架柱1003最高;如果蔬菜种类不确定,机架柱1003可以选择较高的;
竖向承载结构1120还可以包括机架梁1001+机架柱1003组成的复合体,如果机架梁1001设置在机架柱1003下端,该机架梁1001与第一移动组件1200连接;
竖向承载结构1120还可以包括机架梁1001+机架柱1003+机架梁1001组成的复合体,两个机架梁1001设置在机架柱1003上下两端,下端机架梁1001与第一移动组件1200连接;
竖向承载结构1120还可以包括具有支撑功能的升降装置5000。
竖向承载结构1120和横向承载结构1110是配合使用的关系,以便保证第一机架1100的稳定性。组成横向承载结构1110的机架梁1001布置在组成竖向承载结构1120的机架梁1001/机架柱1003或升降装置5000上。
第一移动组件1200具有直线行进、直角转向、承载第一机架1100荷载、以及维持连栋温室3000蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体平衡与稳定的多重功能,直线行走机关1210与大地接触的部件至少包括滚轮组件和/或滚轮+履带组件,其滚轮轴直接和/或间接连接于竖向承载结构1120,以便把温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体的重力以及所负荷载传给大地。
可以在第一移动组件1200本体上设置动力装置(如电机)用于驱动直线行走机关1210和切换机关1220;也可以在第一机架1100上设置动力装置(如电机)和动力传输机关用于驱动直线行走机关1210和切换机关1220;还可以在直线行走机关1210运动直线两端设置牵引索,通过绞盘用牵引的方式拉动直线行走机关1210运动;还可以把驱动滚轮和/或滚轮+履带的电机与滚轮和/或滚轮+履带集合为一体结构,使该一体结构具有自走功能。
第一移动组件1200本体还可以包括机架梁1001,滚轮和/或滚轮+履带集合在该机架梁1001上,竖向承载结构1120连接在该机架梁1001上。
本申请对第一移动组件1200的机架梁1001、竖向承载结构1120的机架柱1003、竖向承载结构1120的机架梁1001、横向承载结构1110的机架梁1001、横向承载结构1110的机架檩1002不做限制。
第一直线3100是指温室蔬菜种植行的行线,第二直线3200是指垂直于温室蔬菜种植行的行线。温室蔬菜种植行向既可以呈南北向,也可以呈东西向,如果蔬菜种植行向呈南北向,第一直线3100就在南北方向上,相应的,第二直线3200在东西方向上;如果蔬菜种植行向呈东西向,第一直线3100就在东西方向上,相应的,第二直线3200在南北方向上。
本申请把第一直线3100定义为本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000执行温室蔬菜种植全程作业的行进路线,把第二直线3200定义为“移库路线”,即温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000在连栋温室3000两排温室立柱3400之间沿第一直线3100执行完一趟作业后,需要经过90度直角转向切换到第二直线3200上行进一段路程后,再切换到另一趟作业的第一直线3100上。90°直角转向就是在没有转弯半径的情况下,直线行走机关1210沿第一直线3100行进停止后,绕设定位置处的温室立柱3400原地变为沿第二直线3200行进;或者,沿第二直线3200行进停止后,绕设定位置处的温室立柱3400原地变为沿第一直线3100行进。
如果连栋温室3000较小,蔬菜种植行较短,在连栋温室3000平面布局中,位于最南侧边的温室立柱3400及与其相邻的温室立柱3400之间的东西向空间和位于最北侧边的温室立柱3400及与其相邻的温室立柱3400之间的东西向空间属于温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000行进的第二直线3200,该两条第二直线3200之间的所有温室立柱3400的柱间空间属于温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000行进的第一直线3100。
如果连栋温室3000较大,蔬菜种植行较长,在南北两端两个第二直线3200之间,还可以设置第二直线3200,以便温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000可以在温室中部“移库”。
作业装置2000中执行不同环节作业的系列执行机械2100,只要按照连栋温室3000蔬菜种植株距和行距预设的精准点位要求布置在联合连接构造1111上,就能实现按照统一的作业标准精准地执行整地、播种、定植、引蔓支架布设、引蔓、打杈、采摘、拔秧等环节作业任务。
例如,如果连栋温室3000南北行向的温室立柱3400与相邻南北行向的温室立柱3400在东西向上的间距为11m,南北行向的温室立柱3400间距12m,相应的,(下层)温室梁结构3300南北向布置在间距为12m的温室立柱3400上,该温室梁结构3300下方可利用的有效高度为5m,用本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000在该连栋温室3000内种植黄瓜,则,该温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000的长度小于等于12m、宽度小于等于11m、高度小于等于5m,就可以在该连栋温室3000内的第一直线3100或第二直线3200上无障碍地自由行进。
在该连栋温室3000内每两排温室梁结构3300之间的间距11m,计划定植10行黄瓜,黄瓜行与黄瓜行之间以及黄瓜行与温室梁结构3300之间的距离均为100cm,黄瓜株距40cm。10行黄瓜从东到西分别为第一行、第二行、第三行、第四行、第五行、第六行、第七行、第八行、第九行、第十行,各行黄瓜从北向南由第一株、第二株、第三株至第n(n为大于等于三的自然数)株组成,第一联合体1000携带的黄瓜播种执行机械2100或者定植执行机械2100不但可以一趟完成第一行至第十行黄瓜的播种或定植作业,还可以使每行黄瓜的第一株、第二株、第三株至第n株都布置在垂直于南北行向的一条东西向的直线上,也可以使所有奇数行的第一株、第二株、第三株至第n株都布置在垂直于南北行向的一条东西向直线上,使所有偶数行的第一株、第二株、第三株至第n株都布置在垂直于南北行向的另一条东西向直线上。
对于黄瓜土壤栽培而言,可以用第一联合体1000携带执行土地平整的机械一次性完成11m宽度范围内用于种植十行黄瓜的整地起垄/做畦作业,再携带执行黄瓜播种的机械一次性完成11m宽度范围内的十行黄瓜的播种作业,或者,再携带执行黄瓜苗定植的机械一次性完成11m宽度范围内的十行黄瓜苗的移栽定植作业。
或者,对于黄瓜膜材容器基质栽培而言,可以用第一联合体1000携带执行膜材容器布设的机械一次性完成11m宽度范围内用于种植十行黄瓜的膜材容器布设作业,再携带执行黄瓜播种的机械一次性完成11m宽度范围内的十行黄瓜播种作业,或者,再携带执行黄瓜苗定植的机械一次性完成11m宽度范围内的十行黄瓜苗的移栽定植作业。
相应的在后续作业中,可以用第一联合体1000分别替换携带执行滴灌铺设/引蔓支架布设/引蔓/打杈/摘瓜/拔秧/打药作业的机械,精准地为每一行的每一株黄瓜布设滴灌、搭建引蔓架、引蔓、绑蔓、打杈、摘瓜、打药、直至拔秧。
本申请的任意一种执行机械2100都拥有属于自己的第二机架2200,任一种闲置的执行机械2100都可以通过属于自己的第二机架2200与连接在联合连接构造1111上的已经用毕的执行机械2100替换,以便开始温室蔬菜种植全程作业中的另一个环节的作业。
根据温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000中的执行机械2100作业特点分类,温室蔬菜大体上可分为结球类蔬菜4500(如甘蓝、大白菜、花椰菜、结球莴苣)、立叶类蔬菜(如芹菜、茼蒿、生菜、韭菜)、根类蔬菜(如萝卜、土豆)、藤蔓类蔬菜4100(如黄瓜、南瓜、西红柿、彩椒、长茄、菜豆、豇豆)、立杆类蔬菜(如圆茄、辣椒)。
不同种类的温室蔬菜种植所需要的全程作业一体化装备中所包括的执行机械2100不同。不同的执行机械2100可以有对应不同的第二机架2200。
温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000在连栋温室3000的作业空间3500沿第一直线3100执行起垄做畦/播种定植/滴灌铺设/插架绑蔓/整枝打杈/采摘拔秧作业时,行进一趟一次性完成作业空间3500内所有蔬菜的一个环节的作业/一个批次的作业,需要多个同种执行机械2100同时作业,连接多个同种执行机械2100的第二机架2200可以是分布式的,可以是一体式的。
分布式的第二机架2200方案是,执行机械2100数和对应的第二机架2200套数一致,多个第二机架2200按照预设的间隔布置在联合连接构造1111上。
一体式的第二机架2200方案是,多个执行机械2100共用一个第二机架2200,多个执行机械2100按照预设的间隔布置在第二机架2200上,该第二机架2200再与联合连接构造1111连接。
对于机械手臂组件2300的执行机械2100,其第二机架2200可以是一根或多根独立的杆件;
对于松土机械等执行机械2100,其第二机架2200可以是一个框架;
本申请对第二机架2200不做限制。
作业装置2000的组成除了执行机械2100和第二机架2200外,还可以包括执行机械2100的控制机关。不同的执行机械2100可以有不同的执行机械2100控制机关,执行机械2100控制机关可以设置在第二机架2200上;不同的执行机械2100也可以共用一套执行机械2100控制机关,执行机械2100控制机关也可以设置在第一机架1100上。
本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000可以设置一套中央控制装置,分别用于控制第一移动组件1200的行进、纠偏与转向,控制横向承载结构1110的升降与锁死,控制转动承载结构1113的转动与锁死,控制作业装置2000的连接与拆卸,控制各种执行机械2100的作业与停机。
组成横向承载结构1110的联合连接构造1111上设置有用于连接多种第二机架2200的具体构造,各种第二机架2200都能在联合连接构造1111上找到对应的连接位置,实现与第一机架1100的可拆卸连接。因此,包含各种执行机械2100的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000中的第一移动组件1200、第一机架1100、各种执行机械2100及其第二机架2200都需要一体化设计,形成系统性、配套性和匹配性,才能相互之间配合使用。
在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000所涉及的各种执行机械2100中,土壤平整机械、土壤疏松机械2120、土壤做畦机械、土壤施肥机械、滴灌铺设机械、地膜铺设机械、收秧-整地-旋耕-做畦-施肥-铺设联合机械、裸种精播机械、种植容器布设机械、喷淋机械、升降平台工作时,可以采用一个中央动力驱动其执行作业,也可以采用分布式动力驱动其执行作业。中央动力源7000可以设置在第一机架1100上,也可以设置在第二机架2200上,通过蜗轮蜗杆组件或链轮链条组件连接执行机械2100与动力源7000,分布式动力源7000可以设置在作业装置2000本体上,使作业装置2000自带动力,作业装置2000通过自带动力传输机关驱动执行机械2100作业。
在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000所涉及的各种执行机械2100中,容器苗定植机械、载种器育苗机械(第一载种器育苗机械2001/第二载种器育苗机械2002)、载种器苗定植机械(第二载种器苗定植机械2003/第三载种器苗定植机械2004/第一载种器苗定植机械2010)、播种带布设机械2005、引蔓架布设回收联合机械、打杈绑蔓摘收联合机械(绑打摘联合机械2007)、叶菜铲收机械(第一蔬菜铲收机械2008/第二蔬菜铲收机械2009)、根菜挖收机械工作时,可以采用分布式动力驱动执行作业,分布式动力源7000设置在作业装置2000本体,使作业装置2000自带动力,作业装置2000通过自带动力驱动执行机械2100作业。
本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000驱动工作动力源7000的能量可以是化石能源(如液化天然气),也可以是电能(如锂电池),相应的动力源7000是燃气发动机或电动机。
本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体,在执行种植作业时可以只包括一种功能的执行机械2100,也可以同时包括多种功能的执行机械2100,例如,收秧-整地-旋耕-做畦-施肥-铺设联合机械可以一次性完成废弃菜秧收集、土地平整、土壤疏松、做畦起垄、基肥深施、滴灌铺设、地膜/地布铺设作业。
在本申请中,温室蔬菜种植全程作业中执行各环节作业的执行机械2100至少包括三类:
第一类:人控型执行机械2100。这类执行机械2100执行土地平整、旋耕松土、基肥深施、起垄做畦、地布地膜滴灌铺设、容器基质布设、精量播种、容器苗人机联合定植、立叶类蔬菜铲收、结球类蔬菜4500铲收、根菜类蔬菜挖收、藤蔓类菜秧收割打捆作业。只要把这类执行机械2100在联合连接构造1111上的布置方案与连栋温室3000蔬菜种植结构4000方案相匹配,仅依靠操作人员的经验技能就能控制这些执行机械2100,就能精准执行上述作业,如果利用自动控制装置和/或智能控制装置控制,就能更高效率地精准执行上述作业。
第二类:自动型执行机械2100。这类执行机械2100执行载种器育苗、载种器定植、载种器苗定植、藤蔓类蔬菜4100引蔓架布设、藤蔓类蔬菜4100引蔓架回收作业。要精准执行上述作业,需要把这类执行机械2100在联合连接构造1111上的布置方案与连栋温室3000蔬菜种植结构4000方案相匹配,要求被执行的载种器、载种器苗、引蔓架等物件都是工厂化制造的形状固定的标准件,还要求执行机械2100的执行机构与这些标准件相匹配,还要求这些执行机械2100的执行动作具有标准化的起止点,且,执行动作具有标准化的空间路径。这些执行机械2100只能利用自动控制装置和/或智能控制装置控制,才能高效率地精准执行上述作业。这些执行机械2100的执行机构是自动化机械手臂组件2300。
自动化机械手臂组件2300上的执行机构与被执行的标准件之间的位置关系是固定关系,执行机构在被执行的标准件上的实操点位是固定点位,执行机构对被执行的标准件无需识别也无需定位,执行机构只要按照标准化的起止点和标准化空间运动路径,就能对被执行的标准件的实操点位实施精准实操动作,从而,完成相应的执行作业。
第三类:智能型执行机械2100。这类机械执行藤蔓类蔬菜4100的打杈作业、绑蔓作业、摘收作业,或者,立杆类蔬菜打杈作业、摘收作业。要精准执行上述作业,需要把这类执行机械2100在联合连接构造1111上的布置方案与连栋温室3000蔬菜种植结构4000方案相匹配,要求执行机械2100对被执行的侧枝4105、老叶、自由蔓4104、适摘果实4106等非标准化物件(蔬菜器官)具有识别功能、定位功能、实操功能,相应的,这些执行机械2100至少包括识别执行机构、定位执行机构、实操执行机构等硬件,每一种执行机构都需要各自的驱动程序应用软件的配合才能运行,各种执行机构的应用软件都需要公用的系统软件平台支撑,即,在该公用系统软件平台上运行。这些执行机构中具有实操功能的执行机构的执行动作可以有/可以没有标准化的起止点,也可以有/可以没有标准化的空间运动路径。这些执行机械2100的执行机构是智能化机械手臂组件2300。
识别执行机构、定位执行机构、实操执行机构中的识别执行机构和定位执行机构可以集成在一起,形成识别-定位机构,至少包括取景照相装置、比对判断装置、坐标定位装置、实操指挥装置,取景照相装置对被执行的侧枝4105/老叶/自由蔓4104/适摘果实4106等物件所在空间取景照相,把被执行的侧枝4105/老叶/自由蔓4104/适摘果实4106等物件所在空间变成二维和/或三维坐标图;比对判断装置从该坐标图里的吊绳4300、主干茎蔓、健康叶片、非适摘果实、卷须、侧枝4105、老叶、自由蔓4104、适摘果实4106等多个不同种类的物件中区分出老叶/自由蔓4104/适摘果实4106等被执行物件;坐标定位装置确定老叶/自由蔓4104/适摘果实4106等被执行物件在坐标图里的所在坐标范围以及执行作业的实操点位坐标;实操指挥装置指令实操执行机构根据老叶/自由蔓4104/适摘果实4106等被执行物件所在坐标范围和执行作业的实操点位坐标执行实操动作。实操点位是指:侧枝4105的截断点位、叶柄的截断点位、自由蔓4104的抓取点位、适摘果实4106的抓取点位,实操点位坐标是指:侧枝4105的截断点位的所在坐标、叶柄的截断点位的所在坐标、自由蔓4104的抓取点位的所在坐标、适摘果实4106的抓取点位的所在坐标,实操动作是指:在侧枝4105的截断点位坐标处实施截断动作、在叶柄的截断点位坐标处实施截断动作、在自由蔓4104的抓取点位坐标处实施抓取动作、在适摘果实4106的抓取点位坐标处实施抓取动作。
自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300至少具有两种形式:
第一种形式:一种机械手臂上只设置一种执行机构,只执行一种作业任务或一种作业任务中的一个作业步骤。
第二种形式:一种机械手臂上设置多种执行机构,各种执行机构分别执行不同的作业任务或同一作业任务中的多个作业步骤。
在与自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300匹配的第二机架2200上可以设置机械臂轨道2301,相应的,在自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300上设置与机械臂轨道2301配合使用的机械臂移动机关2302,机械臂移动机关2302把自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300本体通过机械臂轨道2301连接于各自的第二机架2200上。
一个第二机架2200上可以设置多套功能相同的自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300组成一种执行机械2100,执行一个环节的作业,或者,同环节多批次作业中的一个批次的作业(如,分别单独执行或打杈、或绑蔓、或摘叶、或摘果作业)。
一个第二机架2200上可以设置多种功能不同的自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300组成一种执行机械2100,同步执行多个环节的作业,或者,多个环节一个批次的作业(如,同步执行打杈、绑蔓、摘叶、摘果作业)。
执行打杈、绑蔓、摘叶、摘果作业的动作都是“轻体力活”,因此,智能化机械手臂组件2300的体型可以是瘦小的,以便于在藤蔓类蔬菜4100行间穿行。
本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000在执行生长高度持续变化增高的温室蔬菜种植全过程各环节作业任务时,需要持续调整横向承载结构1110的高度,或者,调整作业装置2000中执行作业任务的执行机械2100的高度。
本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000在执行温室蔬菜种植全过程各环节作业任务时,需要第一移动组件1200在温室内沿第一直线3100或第二直线3200上适时运动/停车。
调整横向承载结构1110高度包括以下操控方式:
第一,由操作人员目测控制。
第二,由操作人员目测+自动控制装置控制。
第三,由自动控制装置+智能控制装置控制。
第四,由智能控制装置控制。
自动控制装置和/或智能控制装置可以作为本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000的组成部分设置在第一联合体1000上。
自动控制装置和/或智能控制装置对第一移动组件1200的运动/停车实施控制所需要的外部定位信号因子至少包括以下几种来源方案,自动控制装置和/或智能控制装置包括接收或识别对应的定位信号因子的机关:
第一,在第一联合体1000直线行进方向的一侧或两侧的连栋温室3000的温室梁结构3300上设置定位信号因子。
第二,在第一联合体1000直线行进方向的一侧或两侧的蔬菜引蔓架上设置定位信号因子。
第三,在第一联合体1000直线行进方向的一端或两端设置定位信号因子。
定位信号因子可以是图形,相应的,定位信号因子接收或识别机关是图形扫描-识别机关;定位信号因子可以是红外线发射装置,相应的,定位信号因子接收或识别机关是对应的红外线接收-识别机关;定位信号因子可以是激光发射装置,相应的,定位信号因子接收或识别机关是对应的激光接收-识别机关。以此类推。
第一联合体1000的运动/停车由自动控制装置+智能控制装置控制,或者由智能控制装置控制时,本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000不仅是在连栋温室3000的温室立柱3400之间运动,也是在计算机屏幕的多个定位信号网格中运动。
搭载在第一联合体1000上的作业装置2000执行温室蔬菜种植作业的方式至少包括以下几种:
第一种:作业装置2000搭载作业人员执行温室蔬菜种植全程作业。
第二种:作业装置2000搭载执行机械2100,由操作人员控制执行机械2100执行温室蔬菜种植全程作业。
第三种:作业装置2000搭载执行机械2100,由自动控制装置控制执行机械2100执行温室蔬菜种植全程作业。
第四种:作业装置2000搭载执行机械2100,由智能控制装置控制执行机械2100执行温室蔬菜种植全程作业。
第五种:温室蔬菜种植全程作业中,一部分作业是由作业装置2000搭载作业人员执行;一部分作业是由作业装置2000搭载执行机械2100,由操作人员控制执行机械2100执行;一部分作业是由作业装置2000搭载执行机械2100,由自动控制装置控制执行机械2100执行;一部分作业是由作业装置2000搭载执行机械2100,由智能控制装置控制执行机械2100执行。
作业装置2000执行温室蔬菜种植作业的停机/作业行为与第一联合体1000的运动/停车行为相互配合。即,第一联合体1000可以持续行进,所携带的执行机械2100可连续作业;或者,第一联合体1000可以持续行进,所携带的执行机械2100可间歇式作业;或者,第一联合体1000间歇式行进,所携带的执行机械2100间歇式作业。
在本申请中,温室蔬菜种植全程作业中执行各环节作业的执行机械2100至少包括下列执行机械2100种的任意一种:
单独执行土壤的:平地机、旋耕机、施肥机、起垄机、做畦机、开沟机;
单独执行地面的:地膜铺设机、地布铺设机、滴灌带铺设机、膜材容器布设机、容器基质填充机;
单独执行种苗的:菜籽直播机、载种器育苗机、载种器定植机、载种器苗定植机、穴盘苗定植机、钵体苗定植机;
单独执行植株的:藤蔓类蔬菜4100引蔓架布设机、藤蔓类蔬菜4100引蔓架回收机、藤蔓类蔬菜4100打杈机、藤蔓类蔬菜4100绑蔓机、立杆类蔬菜打杈机、菜秧收割打捆机;
单独执行采收的:藤蔓类蔬菜4100果实摘收机、立杆类蔬菜果实摘收机、立叶类蔬菜铲收机、结球类蔬菜4500铲收机、根菜类蔬菜挖收机;
可以把上述单独执行单个环节作业的执行机械2100中的多个执行机械2100联合在一起布置在联合连接构造1111上,组成联合作业机械。至少可以组合出下列几种联合作业机:
平地-旋耕-施肥-起垄联合作业机、平地-旋耕-施肥-做畦联合作业机、平地-旋耕-施肥-开沟联合作业机;
地膜-滴灌铺设联合作业机、地布-滴灌铺设联合作业机、地布铺设-种菜容器布设-基质填充-滴灌铺设联合作业机;
藤蔓类蔬菜4100打杈-绑蔓-摘收联合作业机、立杆类蔬菜打杈-摘收联合作业机。
平地机至少包括刮土板,刮土板连接于平地机的第二机架2200上。
旋耕机至少包括设有切土刀具的转轴,该转轴连接于旋耕机的第二机架2200。
施肥机至少包括肥料播放器、肥料接收传送机关,肥料播放器、肥料接收传送机关按工作顺次连接于施肥机的第二机架2200。
肥料接收传送机关把肥料从肥料集合处发送来的肥料有组织地分配给肥料播放器,由肥料播放器把肥料施入大地。肥料聚合处可以是施肥机本体的组成部分,也可以是配合施肥机执行施肥作业的辅助设备9000。
肥料可以是离散状的固态肥料(如化肥),可以是液态肥料(如沼液),也可以是粘团状的湿肥料(如湿沼渣)。不同状态的肥料,相应的肥料接收传送机关和肥料播放器的工作原理和组成结构不同。肥料可以被连续均匀散于土壤表面,可以连续集中施入土壤深层,也可以间隔点状施入土壤深层。
用于粘团状的湿肥料的肥料接收传送机关可以是螺杆推送机关,粘团状湿肥料通过螺杆搅拌推送被分割成细小的连续的或者间断的肥料条,再经过肥料播放器施入土壤深层,可完整地保留易挥发的氨氮营养。
起垄机包括两个相对设置的翻土板组件,翻土板组件连接于起垄机的第二机架2200上。
做畦机包括筑埂用的两个相对设置的聚土板,聚土板连接于做畦机的第二机架2200上。
开沟机包括两个相对设置的开沟板,开沟板连接于开沟机的第二机架2200上。
地膜/地布铺设机至少包括地膜/地布着地镇压滚轮和地膜/地布着地导向滚轮组,地膜/地布着地镇压滚轮和地膜/地布着地导向滚轮组连接于地膜/地布铺设机的第二机架2200上。
滴灌带铺设机包括滴灌带着地镇压滚轮、滴灌带着地导向滚轮组,滴灌带着地镇压滚轮、滴灌带着地导向滚轮组连接于滴灌带铺设机的第二机架2200上。
膜材容器布设机包括膜材容器着床镇压滚轮、膜材容器带床地导向滚轮组,膜材容器着床镇压滚轮、膜材容器带床地导向滚轮组连接于膜材容器布设机的第二机架2200上。
膜材容器撑开后的横截面是矩形/梯形/三角形/半圆形等,膜材组成下底部和两侧部,上底部开口,是在工厂内用膜材和/或编织布制成的长条状的连续贯通的槽状容器,容器内用于填充基质,也能填充水培液,两侧壁部上边缘可以复合索绳,出厂时,膜材容器的两侧壁和下底部折叠呈带状卷成卷备用。
支撑膜材容器的结构称之为容器床,容器床可以是地沟/地面/地上架板,膜材容器着床后,两侧壁的索绳与两端预设的地桩连接绷紧,使得膜材容器从折叠状展开形成平展的矩形腔体/梯形腔体/三角形腔体/半圆腔体,以便向腔体内填充蔬菜栽培基质。
容器基质填充机包括顺序连接的管式螺旋推送器和倒槽式螺旋挤紧器,管式螺旋推送器和倒槽式螺旋挤紧器连接于容器基质填充机的第二机架2200上。工作时,管式螺旋推送器和倒槽式螺旋挤紧器嵌入膜材容器槽内随第一联合体1000行进而移动,基质从基质集合处被送入管式螺旋推送器后,被螺旋机构推送至倒槽式螺旋挤紧器腔内,基质受限于倒槽侧壁和上底部,被螺旋机构挤压变实,随着管式螺旋推送器和倒槽式螺旋挤紧器的前移,变实了的基质遗留在了膜材容器内等待蔬菜播种/定植。
菜籽直播机至少包括种子播放器和种子接收传送机关,种子播放器和种子接收传送机关按作业顺次连接于菜籽直播机的第二机架2200。
种子接收传送机关把种子从种子集合处有组织地分配给种子播放器,种子播放器把种子送入土壤。在实际应用中,一些像四季豆、甜玉米等大粒蔬菜种子发芽率高、苗龄短、顶土能力强,可以用菜籽直播机直播。
穴盘苗定植机和钵体苗定植机都属于容器苗定植机,是容器苗人工辅助定植机械,至少包括定植穴成型器和容器苗盘架以及操作人员工位,定植穴成型器和容器苗盘架以及操作人员工位按作业顺次连接于容器苗人工辅助定植机械的第二机架2200上。执行容器苗定植作业时,需要人工从育苗穴盘/育苗钵体的容器里取出基质苗,再把取出的基质苗直接/间接放入由定植穴成型器挖成的定植穴中,完成一套定植动作。
本申请中的升降装置5000都设置有固定端5100和活动端5200,活动端5200相对于固定端5100可以位移靠近固定端5100或远离固定端5100,活动端5200连接需要升降运动的物件。
本申请中的升降装置5000包括液压升降装置5001、气压升降装置、剪叉升降装置5004、蜗轮蜗杆升降装置5003、齿轮齿条升降装置、滑轮吊索升降装置5002、链轮链条升降装置、链轮链板升降装置等等,在具体应用中,可根据使用场景中的结构力学原理等公知常识选用适宜的升降装置5000。
本申请文件中提到的“集合处”是指温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000在执行具体作业环节时所涉及到的“物流节点”,即,涉及到的物件/工件需要“聚集—转移”的场所,这个场所可以布置在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体上,也可以是布置在配合温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000工作的辅助设备9000上,该辅助设备9000与温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000联机作业,布置在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000行进方向的前端和/或尾端,例如,用于果实采摘作业时,辅助设备9000用于接收-存放-转运果实;用于引蔓架布设作业时,辅助设备9000用于转运-存放-传递引蔓架。
为了减小蔬菜种植全程作业的一体化装备的外形尺寸,以便适应在连栋温室3000内温室立柱3400之间行进,可以把部分非必要功能装置聚合在“辅助设备9000”上,用辅助设备9000配合温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000工作。
在一些实施例中,直线行走机关1210包括纵向行走机关1211和横向行走机关1212;切换机关1220包括升降装置5000;纵向行走机关1211固定连接于竖向承载结构1120,升降装置5000的固定端5100固定连接于竖向承载结构1120,升降装置5000的活动端5200固定连接于横向行走机关1212,用于驱动横向行走机关1212向上升起离开地面,同步使纵向行走机关1211着地,或者,用于驱动横向行走机关1212下降并着地,并通过反向作用力作用于竖向承载结构1120,使其升起,同步带动纵向行走机关1211离开地面。
横向行走机关1212用于使第一联合体1000带动作业装置2000沿第二直线3200行进;纵向行走机关1211用于使第一联合体1000带动作业装置2000沿第一直线3100行进。
本方案中的升降装置5000可以选用液压升降装置5001、气压升降装置、剪叉升降装置5004、蜗轮蜗杆升降装置5003、齿轮齿条升降装置中的任一种。
本申请中,把正在执行作业的空间称为作业空间3500,把需要执行作业的空间称为待作业空间3600,把停放或更换作业装置2000的空间称为换装空间3700。纵向行走机关1211在作业空间3500、或者在待作业空间3600、或者在换装空间3700行进,横向行走机关1212用于使纵向行走机关1211在作业空间3500、待作业空间3600、和换装空间3700之间切换。
纵向行走机关1211和横向行走机关1212均可采用滚轮组件和/或“滚轮+履带”组件着地行走,两个行走机关是交替式的工作机关,即,一个机关着地行走,另一个机关离地停机。两个机关的行走方向垂直,是一种直角转弯的运动,不存在转弯半径。不论沿纵向运动还是横向运动,第一机架1100的方位姿态保持不变,即,第一机架1100始终保持初始方位状态,即,向北的一侧一直向北,向南的一侧一直向南,向东的一侧一直向东,向西的一侧一直向西。
当纵向行走机关1211和横向行走机关1212不是在轨道上行进时,纵向行走机关1211和横向行走机关1212均可以设置纠偏机关和纠偏控制装置,纠偏机关和纠偏控制装置与纵向行走机关1211的驱动装置互联,纠偏机关和纠偏控制装置与横向行走机关1212的驱动装置也互联连接,纠偏机关具有监测纵向行走机关1211或横向行走机关1212运动时偏离预设轨迹的功能,并将所监测到的信息传递给纠偏控制装置,由纠偏控制装置通过调节纵向行走机关1211的驱动装置或横向行走机关1212的驱动装置实现纠偏,即,通过减速或加速一侧的驱动实施纠偏。
在本方案中,执行切换方向的升降装置5000至少需要在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体的四个边缘拐角附近设置,以便保持第一机架1100的平衡,切换机关1220在执行切换作业时,各个升降装置5000要短时间分担温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体的重力以及所负荷载。当温室结构以及温室蔬菜种植平面布局是一种标准化的行为时,切换机关1220实施切换作业的地面位置就是固定位置,就可以在切换位置的大地上设置抗压结构,以免该位置被切换机关1220反复实施切换作业压陷。
如图3所示,第一种横向承载结构1110只是一层固定承载结构1112,联合连接构造1111直接设置在固定承载结构1112下侧。升降装置5000是一种蜗轮蜗杆升降装置5003,包括两个不可转动的大螺帽固定端5100、一个固定位置可转动的动力源7000和一根螺杆活动端5200,横向行走机关1212连接于活动端5200。正向/反向转动动力源7000,活动端5200携带横向行走机关1212升起悬空/降落着地。使第一联合体1000能在原地直角切换行进方向。作业装置2000通过联合连接构造1111直接连接于横向承载结构1110。第一联合体1000在连栋温室3000内温室立柱3400之间温室梁结构3300/隔热空间3800之下行进。
如图4所示,横向承载结构1110和竖向承载结构1120组成了第一机架1100,第一机架1100和第一移动组件1200组成了第一联合体1000。横向行走机关1212、纵向行走机关1211和切换机关1220组成了第一移动组件1200。切换机关1220连接于竖向承载结构1120和横向行走机关1212。切换机关1220能使横向行走机关1212着地,同时使纵向行走机关1211离地,使得第一联合体1000可以沿第二直线3200左右行走;切换机关1220也能使横向行走机关1212离地,同时使纵向行走机关1211着地,使得第一联合体1000可以沿第一直线3100前后行走。横向行走机关1212和纵向行走机关1211由滚轮组件组成,驱动其行走的动力可以是分布式的电机。横向承载结构1110可以是由多个机架梁1001和机架檩1002组成的受力架构,以便在其上侧和/或下侧布置联合连接构造1111,或者,以便在其上侧和/或下侧布置固定承载结构1112、转动承载结构1113和联合连接构造1111。
在一些实施例中,如图5所示,横向承载结构1110包括由多个机架梁1001和机架檩1002组成的固定承载结构1112,以及在该固定承载结构1112下侧布置的转动承载结构1113和上侧布置的转盘式连接件1114组成,还包括离合锁死机构6000。联合连接构造1111与转动承载结构1113连接,转动承载结构1113通过转盘式连接件1114与固定承载结构1112可转动地连接,转动承载结构1113转动180°后被离合锁死机构6000锁死在固定承载结构1112上,以便确保执行机械2100工作时保持平稳。执行机械2100将与联合连接构造1111可拆卸地连接。可以在固定承载结构1112上设置用于驱动转盘式连接件1114转动的电机来驱动转盘式连接件1114带动转动承载结构1113转动。转动承载结构1113可以只在固定承载结构1112下侧设置一层,适合携带土地平整、土壤疏松、起垄做畦等存在作业方向但无需作业物流的作业执行机械2100。
如图6所示,在一些实施例中,横向承载结构1110包括三层,即,由多个机架梁1001和机架檩1002组成的固定承载结构1112,在固定承载结构1112下侧布置的下层转动承载结构1116,在固定承载结构1112上侧布置的上层转动承载结构1115。转盘式连接件1114依次连接下层转动承载结构1116、固定承载结构1112和上层转动承载结构1115。转盘式连接件1114与下层转动承载结构1116和上层转动承载结构1115是不可转动的固定连接,与固定承载结构1112是可转动的活动连接。
温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000还包括离合锁死机构6000。联合连接构造1111与下层转动承载结构1116连接。上下层转动承载结构同步转动180°后被离合锁死机构6000锁死在固定承载结构1112上,以便确保执行机械2100工作时保持平稳。执行机械2100将与联合连接构造1111连接。可以在固定承载结构1112上设置用于驱动转盘式连接件1114转动的电机来驱动转盘式连接件1114带动上下层转动承载结构转动。适合携带存在作业方向且有作业物流的作业执行机械2100,如播种、定植等执行机械2100。
在一些实施例中,直线行走机关1210可直角转动地连接于竖向承载结构1120,直线行走机关1210设置有直角转向从动组件1221,切换机关1220固定连接于竖向承载结构1120,切换机关1220设置有直角转向驱动装置1222,直角转向驱动装置1222连接于直角转向从动组件1221,用于驱动直线行走机关1210原地直角转向,使直线行走机关1210处于纵向行走状态或横向行走状态。
如图7所示,第二种横向承载结构1110包括一层固定承载结构1112和一层转动承载结构1113,该转动承载结构1113是下层转动承载结构1116,联合连接构造1111直接设置在下层转动承载结构1116下侧。该下层转动承载结构1116通过转盘式连接件1114可转动地连接于固定承载结构1112。下层转动承载结构1116携带着作业装置2000调整好作业方向后,被离合锁死机构6000固定于固定承载结构1112上。切换机关1220包括可直角传输动力的直角转向驱动装置1222和直角转向从动组件1221,直角转向驱动装置1222是一种由动力源7000的减速电机驱动的伞状齿轮转轴装置,固定连接于竖向承载结构1120;直角转向从动组件1221是与伞状齿轮转轴装置配合使用的伞状齿盘,固定连接于直线行走机关1210。直线行走机关1210可转动地连接于竖向承载结构1120。正向/反向转动动伞状齿轮转轴,令伞状齿盘正向/反向90°转动,带动直线行走机关1210在原地90°转向,使第一联合体1000能在原地直角切换行进方向。第二机架2200携带着作业装置2000通过联合连接构造1111直接连接于横向承载结构1110中的下层转动承载结构1116。执行机械2100是土壤疏松机械2120,执行松土作业时,土壤松土机械的工作构件深入土壤地面3900以下。第一联合体1000从作业空间3500首端至末端进入待作业空间3600后,180°转动下层转动承载结构1116,把土壤疏松机械2120的作业方向调整到与第一联合体1000在待作业空间3600中的行进方向一致。
如图8所示,第三种横向承载结构1110包括一层固定承载结构1112和两层转动承载结构1113,即,上层转动承载结构1115和下层转动承载结构1116。联合连接构造1111设置于下层转动承载结构1116和上层转动承载结构1115。上层转动承载结构1115和下层转动承载结构1116通过转盘式连接件1114可同步转动地连接于固定承载结构1112。在上层转动承载结构1115边缘与对应位置的固定承载结构1112设置环形轨道滚轮支撑组件1117,用于分担上层转动承载结构1115的荷载。下层转动承载结构1116边缘与对应位置的固定承载结构1112设置环形轨道滚轮悬挂组件1118,用于分担下层转动承载结构1116的荷载。上层转动承载结构1115和下层转动承载结构1116携带着作业装置2000调整好作业方向后,被离合锁死机构6000固定于固定承载结构1112上。切换机关1220在图7的基础上增设了升降装置5000,是一种液压升降装置5001,可将第一联合体1000顶起离地,以便于直角转向驱动装置1222驱动直角转向从动组件1221精准转向。执行机械2100是一种第一载种器苗定植机械2010,包括定植穴开挖装置,载种器苗抓取植入装置和载种器苗传送装置2113,该三个装置都是机械手臂组件2300,其中,定植穴开挖装置的机械手臂组件2111的执行机构包括挡土板2114和扒土板2115,载种器苗抓取植入机械手臂组件2112和载种器苗传送装置2113的机械手执行机构包括与载种器苗配合使用的“夹紧-松开”机关。第二机架2200设有竖杆,该竖杆设有与机械手臂组件2300配合使用的上下运动的机械臂轨道2301(如齿轮齿条)。图8方案完全用机械手臂作为执行机械2100执行载种器苗定植作业没有固定的作业方向,因此,执行机械2100也可以直接布置在固定承载结构1112上。
本方案中,直线行走机关1210在作业空间3500沿第一直线3100执行作业时,直线行走机关1210是纵向行走机关1211;在从作业空间3500沿第二直线3200向待作业空间3600/换装空间3700转移时,在切换机关1220作用下,直线行走机关1210在着地点原地碾压地面完成直角转向,变成横向行走机关1212;当进入待作业空间3600/换装空间3700后,在切换机关1220作用下,作为横向行走机关1212的直线行走机关1210再次在着地点原地碾压地面完成直角转向,变成纵向行走机关1211,继续沿另一个第一直线3100行进执行作业/换装作业装置2000。
在执行转向动作时,为了避免直线行走机关1210外形轮廓触碰相邻的作业装置2000,直线行走机关1210的外形设计呈细高型的履带或者是轮径较小的滚轮。
在一些实施例中,切换机关1220还设置升降装置5000,该升降装置5000的固定端5100固定连接于竖向承载结构1120,升降装置5000的活动端5200相对大地可伸缩地连接于升降装置5000的本体,持续向下伸长活动端5200并着地,利用大地的反作用力能把竖向承载结构1120升起,以减轻对直线行走机关1210的压力,以便直角转向驱动装置1222通过驱动直角转向从动组件1221使直线行走机关1210原地直角转向。
本方案是前述方案的优选方案,当升降装置5000活动端5200持续向下,还能使直线行走机关1210升高离地,可以减小切换机关1220的切换作业力学强度,可以提高切换作业的精度。
如图9所示,竖向承载结构1120包括多个间隔设置的机架柱1003和机架梁1001,部分机架柱1003上设置多层离合锁死机构6000,机架梁1001上设置升降装置5000的固定端5100,升降装置5000是滑轮吊索升降装置5002,活动端5200是从动滑轮,固定端5100是主动滑轮,升降装置5000的活动端5200连接于横向承载结构1110的机架梁1001上,横向承载结构1110在竖向承载结构1120的机架柱1003上升降至离合锁死机构6000处时被该机构锁死在机架柱1003上,以便所携带的作业装置2000工作时第一联合体1000处于设定的稳定状态。第一移动组件1200的直线行走机关1210包括横向行走机关1212和纵向行走机关1211,该两机关都是滚轮组件,都连接于机架梁1001,该处的机架梁1001既可以是第一移动组件1200的组成,也可以是竖向承载结构1120的组成,如果该处重叠设置两个机架梁1001,上层的机架梁1001可以作为竖向承载结构1120的组成,下层的机架梁1001就是第一移动组件1200的组成,该处两个相邻的机架梁1001把竖向承载结构1120和第一移动组件1200固定连接在一起。切换机关1220是液压升降装置5001,液压升降装置5001的底座作为升降装置5000的固定端5100固定连接于竖向承载结构1120的机架柱1003上,其活动端5200连接于横向行走机关1212。图中所示的是横向行走机关1212处于离地悬空状态,第一联合体1000可以沿第一直线3100行进。组成横向承载结构1110的机架梁1001端部设置的从动滑轮作为升降装置5000的活动端5200与吊索连接,该机架梁1001上侧设置组成横向承载结构1110的机架檩1002,下层设置用于连接作业装置2000的联合连接构造1111。各升降装置5000所需动力源7000可以就近布置在机架梁1001和/或机架柱1003上。直线行走机关1210的动力源7000可以是与滚轮组件集合为一体的电机。各动力源7000所需的能量可以是电能,电能可以由电池供给,电池可以连接于预设位置的机架梁1001和/或机架柱1003上。为了减小对作业空间3500地面的碾压,可以把纵向行走机关1211设置为“滚轮+履带”的组件。
如图14、图18、图19所示的实施例中,竖向承载结构1120是固定高度的定型结构,横向承载结构1110的机架梁1001固定连接于竖向承载结构1120的机架梁1001上部,以便使第一联合体1000所携带的作业装置2000获得固定的作业高度。
在这些实施例中,竖向承载结构1120是固定高度的定型结构是指,竖向承载结构1120可以是一根机架梁1001;或者,竖向承载结构1120可以是几段较矮的机架柱1003;或者是,竖向承载结构1120还可以是机架梁1001和机架柱1003组成的桁架。当连栋温室3000所种植的蔬菜是结球类蔬菜4500、立叶类蔬菜、部分根菜类蔬菜时,其全程作业中各环节的作业高度变化相对较小,可以选用本方案提出的竖向承载结构1120组成第一联合体1000。
如图10所示,在一些实施例中,竖向承载结构1120是预设高度的定型结构,横向承载结构1110可变高度地与竖向承载结构1120固定连接,以便使第一联合体1000所携带的作业装置2000获得可变的作业高度。
如图10所示,多个机架柱1003和上下两层机架梁1001组成竖向承载结构1120骨架,升降装置5000是蜗轮蜗杆升降装置5003,固定端5100是蜗杆端部,与上下机架梁1001可转动连接,动力源7000电机固定于机架柱1003,与蜗杆驱动连接。活动端5200是涡轮,与横向承载结构1110的机架梁1001端部连接,电机驱动蜗杆转动,涡轮带动横向承载结构1110机架梁1001升降。在竖向承载结构1120的机架柱1003设置离合锁死机构6000,与横向承载结构1110机架檩1002相交时把机架檩1002与机架柱1003锁死固定在一起。第一移动组件1200设置了机架梁1001,横向行走机关1212和纵向行走机关1211的滚轮组件都连接于该机架梁1001,该机架梁1001与竖向承载结构1120的机架梁1001固定连接。切换机关1220是液压升降装置5001,液压升降装置5001的底座作为升降装置5000的固定端5100固定连接于竖向承载结构1120的机架柱1003上,其活动端5200连接于横向行走机关1212。图中所示的是纵向行走机关1211处于离地悬空状态,第一联合体1000可以沿第二直线3200行进。各升降装置5000所需动力源7000可以就近布置在机架梁1001和/或机架柱1003上。直线行走机关1210的动力源7000可以是与滚轮组件集合为一体的电机。各动力源7000所需的能量可以是电能,电能可以由电池供给,电池可以连接于预设位置的机架梁1001和/或机架柱1003上。可用一套控制装置控制切换机关1220和直线行走机关1210。横向行走机关1212的滚轮组件也可以设置在相邻纵向行走机关1211滚轮组件的内侧。
如图11所示,在一些实施例中,竖向承载结构1120是预设高度的定型结构,横向承载结构1110通过升降装置5000与竖向承载结构1120实现可升降连接,升降装置5000的固定端5100固定连接于竖向承载结构1120,升降装置5000的活动端5200固定连接于横向承载结构1110,横向承载结构1110随升降装置5000的活动端5200的升降而升降,以便使第一联合体1000所携带的作业装置2000获得可变的作业高度。
竖向承载结构1120是预设高度的定型结构是指,当温室蔬菜全程作业中各环节的作业高度变化较大时,以作业高度最大时的高度为标准确定竖向承载结构1120的高度。这样,当作业高度较低时,横向承载结构1110处于低位;当作业高度较大时,横向承载结构1110处于中位;当作业高度最大时,横向承载结构1110处于高位。
本方案中,调整横向承载结构1110高度的方式包括两种:
第一种方法是可变高度的固定连接法。在换装空间3700拆开横向承载结构1110和竖向承载结构1120的固定连接,用千斤顶调整横向承载结构1110的高度后,再把横向承载结构1110和竖向承载结构1120固定连接。
第二种方法是升降装置5000连接法。
如果升降装置5000是液压升降装置5001、或气压升降装置5000、或剪叉升降装置5004,那么,升降装置5000的固定端5100布置在竖向承载结构1120的下部,连接于布置在第一移动组件1200上部的机架梁1001,或者,连接于布置在所述竖向承载结构1120本体下部的机架梁1001;活动端5200连接于横向承载结构1110的机架梁1001。
如果升降装置5000是蜗轮蜗杆升降装置5003,那么,蜗杆下部和上部可转动地连接于组成竖向承载结构1120的机架柱1003的下部和上部,在机架柱1003下部设置动力源7000电机驱动蜗杆正向/反向转动;或者,在竖向承载结构1120的机架柱1003的上端和下端设置机架梁1001,蜗杆下部和上部可转动地连接于该机架梁1001,在下部机架梁1001设置动力源7000电机驱动蜗杆正向/反向转动;涡轮与组成横向承载结构1110的机架梁1001的端部固定连接,蜗杆穿过涡轮,当蜗杆正向/反向转动时,涡轮沿蜗杆纵向上/向下移动,带动与其连为一体的机架梁1001同步升降。
如果升降装置5000是滑轮吊索升降装置5002,在组成竖向承载结构1120的机架柱1003和/或机架梁1001上部设置缠绕/释放吊索的主动滑轮和吊索固定端5100,或者,设置引导吊索上升/下降的导向滑轮和吊索固定端5100;在组成横向承载结构1110的机架梁1001端部设置从动滑轮;吊索一端缠绕连接于主动滑轮,另一端固定连接于吊索固定端5100,中部可移动地绕连于从动滑轮;或者,吊索一端绕连于导向滑轮,并缠绕连接于预设的主动滑轮,另一端固定连接于吊索固定端5100,中部可移动地绕连于从动滑轮;动力源7000驱动电机按预设方案驱动主动滑轮正向/反向转动,吊索在主动滑轮上缠绕/释放,吊索自由段伸长/缩短,从动滑轮随之升降,与从动滑轮连为一体的组成横向承载结构1110的机架梁1001随之升降。
升降装置5000的具体结构和工作原理还包括很多,本申请对升降装置5000的具体结构和运行方式不做限制。
在竖向承载结构1120的中部至上部间隔设置能与横向承载结构1110配合使用的离合锁死机构6000,当横向承载结构1110升至预定位置,对应位置的离合锁死机构6000把横向承载结构1110端部和竖向承载结构1120可离合地固定连接为一体,以保证第一联合体1000的整体稳定性。
升降装置5000本体可以设置用于驱动升降运动的动力装置(如电机)和控制装置,由该控制装置控制动力装置驱动升降装置5000的升降运动或停机。
连栋温室3000蔬菜从种到收的各个种植环节执行作业的空间高度是不同的,例如,藤蔓类蔬菜4100作业高度从初期的近地面处到中期的1-3米高度再到后期的4m-5m高度,作业高度逐渐升高,执行插架作业、绑蔓作业、打杈作业、采摘作业、拔秧作业的执行机械2100的高度也要及时地调整。调整执行机械2100高度的方式至少包括两种:
第一种方式:通过调整横向承载结构1110的高度来调整执行机械2100的高度。
第二种方式:执行机械2100利用本体结构调整执行作业的执行机构的高度。这种方式适用于藤蔓类蔬菜4100引蔓架布设后直至菜秧收割前的所有作业。执行这些作业的执行机械2100是自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300,相应的第二机架2200可以设置成竖向布置的杆状结构,杆状结构上部连接于联合连接构造1111,下端自由;在该杆状结构上设置机械臂轨道2301,自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300均包括机械臂移动机关2302,机械臂移动机关2302和机械臂轨道2301配合使用,机械臂移动机关2302可以携带自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300在机械臂轨道2301上向上/向下移动,以便对不同高度的被执行物(例如,老叶、病叶、侧枝、适摘果实、畸形果实、自由蔓、卷须、吊绳、固蔓器等)实施搜寻、识别、定位、实操。
对于执行“轻体力劳动”的自动化机械手臂组件2300/智能化机械手臂组件2300的体型可以设置得娇小一些,体重也可以设置得轻盈一些,这样,机械臂轨道2301承担的荷载也小一些,机械臂轨道2301的截面也可以相应地设置得小一些。
当横向承载结构1110处于高位时,为了降低温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体的重心,可以在第一移动组件1200上设置配重物。
在一些实施例中,如图11所示,多个机架柱1003和上下两层机架梁1001组成竖向承载结构1120骨架,升降装置5000是剪叉升降装置5004,固定端5100是剪叉结构的底座,与下部机架梁1001固定连接,活动端5200是一段横向支撑杆件,与横向承载结构1110的机架梁1001的端部连接,机架柱1003与活动端5200横向杆件两端相交处设置平衡轨道5300,以增强横向承载结构1110升降运动的平稳,动力源7000及其驱动方式不做限制。在竖向承载结构1120的机架柱1003设置离合锁死机构6000,与横向承载结构1110机架檩1002相交时把机架檩1002与机架柱1003锁死固定在一起。第一移动组件1200设置了机架梁1001,横向行走机关1212和纵向行走机关1211的滚轮组件都连接于该机架梁1001,该机架梁1001与竖向承载结构1120的机架梁1001固定连接。切换机关1220是液压升降装置5001,液压升降装置5001的底座作为升降装置5000的固定端5100固定连接于竖向承载结构1120的机架柱1003上,其活动端5200连接于横向行走机关1212。图中所示的是纵向行走机关1211处于离地悬空状态,第一联合体1000可以沿第二直线3200行进。各升降装置5000所需动力源7000可以就近布置在机架梁1001和/或机架柱1003上。直线行走机关1210的动力源7000可以是与滚轮组件集合为一体的电机。各动力源7000所需的能量可以是电能,电能可以由电池供给,电池可以连接于预设位置的机架梁1001和/或机架柱1003上。可用一套控制装置控制切换机关1220和直线行走机关1210。横向行走机关1212的滚轮组件也可以设置在相邻纵向行走机关1211滚轮组件的内侧。
在一些实施例中,如图12所示,竖向承载结构1120的本体是升降装置5000,是一种剪叉升降装置5004,固定端5100是剪叉结构的底座,与下部机架梁1001固定连接,活动端5200是一段横向支撑杆件,与横向承载结构1110的机架梁1001端部连接。动力源7000及其驱动方式不做限制。第一移动组件1200设置了机架梁1001,横向行走机关1212和纵向行走机关1211的滚轮组件都连接于该机架梁1001,该机架梁1001与竖向承载结构1120的机架梁1001固定连接。切换机关1220是蜗轮蜗杆升降装置5003,蜗轮蜗杆升降装置5003的固定端5100是涡轮,固定连接于竖向承载结构1120的机架梁1001端部上,其活动端5200连接于横向行走机关1212。图中所示的是纵向行走机关1211和横向行走机关1212都处于着地状态,第一联合体1000处于停机/静止状态。各升降装置5000所需动力源7000可以就近布置在机架梁1001上。直线行走机关1210的动力源7000可以是与滚轮组件集合为一体的电机。各动力源7000所需的能量可以是电能,电能可以由电池供给,电池可以连接于预设位置的机架梁1001上。可用一套控制装置控制切换机关1220和直线行走机关1210。
在一些实施例中,竖向承载结构1120的本体是升降装置5000,升降装置5000的固定端5100固定连接于第一移动组件1200的直线行走机关1210,升降装置5000的活动端5200固定连接于横向承载结构1110,横向承载结构1110随升降装置5000的活动端5200的升降而升降,以便使第一联合体1000所携带的作业装置2000获得可变的作业高度。
本方案竖向承载结构1120是总体高度不定型的结构、总体高度随时可以调整的结构,通过随时调整竖向承载结构1120本体的高度来调整横向承载结构1110的高度。实现这种技术目的的方案是选用适合的升降装置5000作为竖向承载结构1120的本体。这种升降装置5000至少包括剪叉升降装置5004、液压升降装置5001等。
如图13所示,在一些实施例中,横向承载结构1110包括固定承载结构1112和转动承载结构1113,转动承载结构1113可转动地连接在固定承载结构1112上,联合连接构造1111设置在转动承载结构1113上;固定承载结构1112用于与竖向承载结构1120连接,转动承载结构1113通过联合连接构造1111与作业装置2000连接,以便把作业装置2000的作业方向调整至与第一联合体1000的行进方向一致。
温室蔬菜种植全程作业中,部分作业环节的作业装置2000是存在作业方向的,且,其作业方向与第一联合体1000的行进方向一致,如土壤旋耕作业、起垄作业、铺设作业等,执行机械2100的作业方向需要与第一联合体1000的行进方向一致。
当第一联合体1000携带作业装置2000从作业空间3500首端(起点)执行作业行进至末端(终点)进入待作业空间3600的方式有两种:一是从末端进入,二是退回到首端从首端进入。从末端进入是一种效率高的方式,退回到首端从首端进入是一种低效率的方式。从末端进入,待作业空间3600变成新的作业空间3500,末端终点变成新的首端起点。
由于第一联合体1000在连栋温室3000内的转弯是依靠直线行走机关1210和切换机关1220配合完成的,第一联合体1000在连栋温室3000内的方位姿态是始终保持初始状态的,是不变的,如果在作业空间3500作业装置2000的作业方向与第一联合体1000的行进方向一致,那么,从末端进入到了待作业空间3600后,其作业方向与第一联合体1000的行进方向则相反。
调整作业装置2000的作业方向的方式包括两种:一是作业装置2000本体设置旋转机构,用于调整执行机械2100的作业方向,这种方案只适合土地平整、起垄做畦等部分作业;二是通过转动承载结构1113整体调整作业装置2000的作业方向。
转动承载结构1113可转动地与固定承载结构1112的连接方式:
第一种方式:在固定承载结构1112的中心设置一个可转动的转盘式连接件1114,转动承载结构1113通过该转盘式连接件1114与固定承载结构1112连接。
第二种方式:以固定承载结构1112的中心为圆心,在该圆心设定范围的半径处设置环形轨道滚轮支撑组件1117和/或环形轨道滚轮悬挂组件1118,转动承载结构1113通过环形轨道滚轮支撑组件1117和/或环形轨道滚轮悬挂组件1118与固定承载结构1112连接。
第三种方式:在固定承载结构1112的中心设置一个可转动的转盘式连接件1114,以固定承载结构1112的中心为圆心,在该圆心设定范围的半径处设置环形轨道滚轮支撑组件1117和/或环形轨道滚轮悬挂组件1118,转动承载结构1113分别通过转盘式连接件1114、环形轨道滚轮支撑组件1117和/或环形轨道滚轮悬挂组件1118与固定承载结构1112连接。
还需要设置相应的驱动装置用于驱动转动承载结构1113转动。还需要设置相应的离合锁死机构6000用于把转动承载结构1113和固定承载结构1112锁死,即,可离合地固定连接在一起。
请继续参考图13,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是第一载种器育苗机械2001,第一载种器育苗机械2001至少包括载种器转运盘传送装置2400和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500,载种器转运盘传送装置2400和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500连接于第一载种器育苗机械2001的第二机架2200。
载种器转运盘传送装置2400和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500配合使用,载种器转运盘传送装置2400能使粒状载种器4002从载种器转运盘集合处4005转移至载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500的抓取作业点4102,载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500能从抓取作业点4102抓取载种器转运盘4003,并把该载种器转运盘4003转移至载种器育苗床上的放置作业点4103,抓取作业点4102布置在载种器转运盘传送装置2400的本体,或布置在第二机架2200和/或第一机架1100。
本申请的载种器是一种完成了种子播种的定型物件,详见申请号为2019213187870,专利名称为载种器及播种带,发明人为任进礼的专利文件。
本方案的载种器是粒状载种器4002,粒状载种器4002和播种带4011都是为了应对植物种子精准化播种执行机械2100、机械化播种执行机械2100、自动化播种执行机械2100、机械化育苗执行机械2100、自动化育苗执行机械2100、机械化定植执行机械2100、自动化定植执行机械2100在精准执行其作业时的特殊需求而设计的有型物件;粒状载种器4002和播种带4011都是通过机械化播种完成了蔬菜种子播种的有型物件;粒状载种器苗4001是用粒状载种器4002育成的蔬菜苗;移栽粒状载种器苗4001抓取的是组成粒状载种器4002的载种体而不是蔬菜苗;载种体设有与机器抓取执行机构配合使用的构造和/或结构。在这方面,粒状载种器苗4001和传统的容器苗完全不同。
载种器成了种子从育种领域进入种植领域的入口(接口),种子通过载种器进入种植领域所需要的作业流程不同于现有种子通过育苗容器进入种植领域的作业流程。
为了提高育苗作业效率和起苗作业效率,即在育苗床上布置载种器的效率和转运育成载种器苗的效率,在用载种器育苗时,可以把粒状载种器4002先布置在载种器转运盘4003里,然后把装有粒状载种器4002的转运盘放置在育苗床上育苗,苗育成后,再直接把装有粒状载种器苗4001的载种器转运盘4003搬运到载种器苗定植场所进行定植。这样的话,载种器育苗机械就是载种器转运盘4003布设机械。把粒状载种器4002先布置在载种器转运盘4003里这个作业环节可以在载种器制造工厂里完成,即,在种子播种环节完成。
对于本申请而言,载种器是标准化产品,是有设定形状的有型产品;载种器转运盘4003也是标准化产品,也是有设定形状的有型产品,使用载种器、或者载种器苗、或者载种器转运盘4003的执行机械2100与对应的载种器、或载种器转运盘4003、或载种器苗是匹配的,即,载种器、或者载种器苗、或者载种器转运盘4003的标准化形状是为了使用它的执行机械2100能够精准地操作它,使它从一个具体点位(抓取作业点4102)经过标准化的空间路径精准地被转移至另一个具体点位(放置作业点4103)。
对于不同种类的温室蔬菜,其载种器、或者载种器苗、或者载种器转运盘4003可以相同,也可以不同;相应的,使用不同种类的温室蔬菜种子的载种器、或者载种器苗、或者载种器转运盘4003的执行机械2100可以相同,也可以不同。本申请在这方面不做限制。
载种器转运盘传送装置2400可以是一种能连续定向定点推送载种器转运盘4003的码放架,也可以采用输送带的方式传送载种器转运盘4003,也可以用机械手臂组件2300的方式传送载种器转运盘4003,还可以是其他能把载种器转运盘4003放置在机械手臂组件2300抓取作业点4102的机关,本申请对载种器转运盘传送装置2400不做限制。
载种器转运盘集合处4005可以设置在载种器育苗机械本体上,也可以设置在与载种器育苗机械本体配合使用的辅助设备9000上,本申请对载种器转运盘集合处4005不做限制。
为了提高效率,载种器转运盘4003码放架可以码放多层载种器转运盘4003,随着载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500的持续作业,反复抓走载种器转运盘4003码放架上的载种器转运盘4003,每次被抓取的载种器转运盘4003与载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500的相对位置都在变化,为了应对这种变化,要么,需要载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500每次实施抓取动作前先调整自己的位置;要么,载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500的位置不变,需要载种器转运盘4003码放架持续调整被抓取的载种器转运盘4003的位置,使其处于载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500实施抓取的动作半径圈,且位于抓取作业点4102。
载种器转运盘4003和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500是配合使用关系,在载种器转运盘4003上至少设置有供载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500抓取的构造,相应的,组成载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500的执行机构至少设置有夹持结构。
载种器转运盘4003在载种器转运盘4003码放架的多层码放方式可以是竖向码放也可以是横向码放。为了应对载种器转运盘4003在载种器转运盘4003码放架的位置变化,载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500本体上设置可竖向移动或/和横向移动的机械臂移动机关2302,在相应的第二机架2200上设置与该机械臂移动机关2302配合使用的机械臂轨道2301,载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500通过该机械臂移动机关2302能在该机械臂轨道2301上按预设方案移动,以便准确抓取位置持续变化的载种器转运盘4003。
如果载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500在固定位置工作,就要实时调整下一个即将被载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500抓取的载种器转运盘4003的位置。可以在载种器转运盘4003码放架上设置一个推送机关,用于整体或单个推送载种器转运盘4003,以便使下一个即将被载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500抓取的载种器转运盘4003位移至抓取作业点4102。载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500可以是自动化机械手臂,也可以是智能化机械手臂。
本方案在第一载种器育苗机械2001的本体上可以设置反向作业控制装置,以便对载种器转云盘实施起运作业。当载种器苗育成后,能令第一载种器育苗机械2001反向作业,即,令载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500从育苗床抓取育成苗的载种器转运盘4003,反向转移至抓取作业点4102,以便被码放在载种器苗盘码放架上,用于载种器苗定植。
第一载种器育苗机械2001方案是载种器转运盘4003在育苗床上的一种间歇式的布设方案/起运方案。
如图13所示,第一载种器育苗机械2001的执行机械2100是配合使用的两个机械手臂组件2300,载种器转运盘传送装置2400的机械手臂组件2300和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500均连接于共用的竖向杆状第二机架2200,该第二机架2200通过联合连接构造1111连接于上层转动承载结构1115,该上层转动承载结构1115通过环形轨道滚轮支撑组件1117连接于固定承载结构1112。育苗床面3901设置于大地。载种器转运盘传送装置2400是能按预设空间路径多方位移动的机械手臂组件2300,该机械手臂从载种器转运盘集合处4005抓取载种器转运盘4003转移至供载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500执行工作的抓取作业点4102,载种器转运盘抓取放置机械手臂组件2500从该抓取作业点4102处抓取载种器转运盘4003按预设空间路径经多方位移动把载种器转运盘4003转移至育苗床面3901上的放置作业点4103。
该组机械手臂组件2300每完成一次转移动作,第一移动组件1200沿第一直线3100向前移动一下,移动距离与载种器转运盘4003几何尺寸匹配。或者,第一移动组件1200按预设速度沿第一直线3100向前移动,该组机械手臂组件2300持续完成一次次转移动作。
如图14所示,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是第二载种器育苗机械2002。第二载种器育苗机械2002的执行机械2100是配合使用的载种器转运盘传送装置2400和载种器转运盘铺设装2402;载种器转运盘传送装置2400是一种链式载种器转运盘传送装置2401,以及配合载种器转运盘传送装置2400和载种器转运盘铺设装置2402作业的载种器转运盘传送装置辅助传送带2403;载种器转运盘4003从载种器转运盘托盘4004上转移至链式载种器转运盘传送装置2401上的方式不限。随着载种器转运盘托盘4004上的载种器转运盘4003叠层高度的下降,可就近把载种器转运盘4003从载种器转运盘托盘4004上转移至链式载种器转运盘传送装置2401上。图15是链式载种器转运盘传送装置2401的另一种视图。为了视图清晰,图中省去了第二机架2200和竖向承载结构1120的部分组成结构。当载种器转运盘集合处4005的载种器转运盘4003用完,可用叉车撤去空载种器转运盘托盘4004,再用叉车补充新的载种器转运盘托盘4004。
第二载种器育苗机械2002至少包括载种器转运盘传送装置2400和载种器转运盘铺设装置2402,载种器转运盘传送装置2400和载种器转运盘铺设装置2402按作业顺次连接于第二载种器育苗机械2002的第二机架2200,载种器转运盘传送装置2400和载种器转运盘铺设装置2402之间配合使用。
载种器转运盘传送装置2400用于接收按预设方式放置在载种器转运盘传送装置2400的本体的载种器转运盘4003,并把载种器转运盘4003转移至载种器转运盘铺设装置2402;载种器转运盘铺设装置2402设置有坡状传送带,坡状传送带的本体位于低位的部位抵接育苗床面3901,位于高位的部位抵接载种器转运盘传送装置2400,用于接收载种器转运盘4003。
第二载种器育苗机械2002方案是载种器转运盘4003在育苗床上的一种连续布设方案。当载种器转运盘4003落在坡状传送带后,就会被该坡状传送带推送到育苗床。载种器转运盘集合处4005可以布置在第二载种器育苗机械2002的本体上,也可以布置在与第二载种器育苗机械2002的本体配合使用的辅助设备9000上。不论载种器转运盘集合处4005在哪里,都通过载种器转运盘传送装置2400把一个个载种器转运盘4003连续转移至载种器转运盘铺设装置2402的坡状传送带上,由该坡状传送带把载种器转运盘4003布设在育苗床。载种器转运盘传送装置2400可以采用输送带工艺,也可以用机械手臂组件2300工艺。如果用输送带工艺传送载种器转运盘4003,那么,坡状传送带的高位部分抵接于载种器转运盘传送装置2400的输送带末端,这种抵接是传送带与传送带的首尾连接。如果用机械手臂组件2300工艺传送载种器转运盘4003,那么,坡状传送带的高位部分抵接于该机械手臂组件2300的作业半径圈,这种抵接是传送带端部与作业半径圈的连接,即,机械手臂组件2300从载种器转运盘集合处4005把一个个载种器转运盘4003直接抓取—转移—放置在坡状传送带高位处。
本方案在第二载种器育苗机械2002的本体上可以设置反向作业控制装置以便起运载种器转运盘4003。当载种器苗育成后,能令第二载种器育苗机械2002反向作业,即,把育成苗的载种器转运盘4003放置在坡状传送带的低位部分,被坡状传送带运抵高位处,以便被码放在载种器苗盘码放架上,用于载种器苗定植。
图8,是一种第一载种器苗定植机械2010工作侧视示意图,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是第一载种器苗定植机械2010。第一载种器苗定植机械2010至少包括定植穴开挖机械手臂组件2111、载种器苗抓取植入机械手臂组件2112和载种器苗传送装置2113;定植穴开挖机械手臂组件2111、载种器苗抓取植入机械手臂组件2112和载种器苗传送装置2113按作业顺次连接于第一载种器苗定植机械2010的第二机架2200,定植穴开挖机械手臂组件2111、载种器苗抓取植入机械手臂组件2112和载种器苗传送装置2113相互之间配合使用,定植穴开挖机械手臂组件2111用于在定植蔬菜苗的土壤/基质上的放置作业点4103扒出一个定植穴坑,载种器苗传送装置2113用于把粒状载种器4002苗从载种器苗集合处4101按序转移至载种器苗抓取植入机械手臂组件2112实施抓取作业的抓取作业点4102,载种器苗抓取植入机械手臂组件2112把该载种器苗从抓取作业点4102转移至放置作业点4103的定植穴坑中。
第一载种器苗定植机械2010和容器苗定植机械相比的优势在于定植蔬菜苗时节省了从育苗容器中分离蔬菜苗的步骤。
第一载种器苗定植机械2010既可以定植粒状载种器4002,也可以定植粒状载种器苗4001。不同的是定植载种器时,载种器中的种子处于干燥状态和休眠状态,被定植的载种器来自于载种器集合处;定植载种器苗时,载种器中的种子已经发育成待移栽的蔬菜苗,载种器苗来自于载种器苗集合处。两个集合处不同之处是载种器集合处的载种器可以多层重叠接触码放,载种器苗集合处的载种器苗只能多层重叠间隔码放。
第一载种器苗定植机械2010在执行蔬菜苗定植作业时,机器接触的是组成载种器的载种体,不接触蔬菜苗,可以避免机器误伤蔬菜苗。载种体的形状与第一载种器苗定植机械2010是匹配的,配合使用的。温室蔬菜的载种器苗是定植在土壤/基质中继续生长发育的,土壤/基质的含水量与第一载种器苗定植机械2010的作业原理有关,在不同含水量的土壤/基质上开挖载种器苗定植穴—放置载种器苗—固定载种器苗的方案不同。含水量高的土壤/基质具有粘连性,定植穴开挖装置在开挖含水量高的土壤/基质时,会粘连上土壤或基质,以至于影响定植穴开挖作业质量。因此,优选的方案是在预设干燥状态的土壤/基质上开挖定植穴,这种预设干燥状态的特征是土壤/基质不粘连定植穴开挖装置,载种器苗被植入定植穴,且定植穴开挖装置撤离该定植穴后,该定植穴四周的土壤/基质会向组成载种器苗的载种体塌陷,掩埋该载种体,从而使的该载种体与四周土壤/基质充分接触,有利于载种器苗的根系生长伸入土壤/基质中汲取土壤/基质中的营养和水分。
存在的问题是,载种器苗被植入干燥的土壤/基质中,需要及时补给水分,如果温室的作业空间3500长度很长,第一载种器苗定植机械2010从作业空间3500首端起点行进至末端终点需要很长时间,以致于行进至中部时先定植在干燥土壤/基质中的载种器苗就因缺水发生生理障碍(如萎蔫),这种状况下,不可以打开贯通整个作业空间3500的滴灌设备给土壤/基质补水,以免未完成定植的土壤/基质产生粘连性。针对这种情况,可以在第一载种器苗定植机械2010本体上设置补水装置,或者,另外设置辅助设备9000补水,以配合第一载种器苗定植机械2010作业持续执行载种器苗定植作业。直到到达末端终点完成该作业空间3500的载种器苗定植作业后,再开启该作业空间3500的滴灌设备进行系统性补水。
用载种器苗进行温室蔬菜种植,适合种植需要较大株行距的蔬菜(如结球类蔬菜4500和结果类蔬菜),这类蔬菜种植前需要先用地布/地膜对土壤/基质的表面进行覆盖,这样可以减少土壤/基质中的水分蒸发和养分挥发,以及阻止土壤/基质中的杂草生长,还可以减少土壤/基质中的灰尘飞扬使温室空间洁净。为了配合第一载种器苗定植机械2010作业,该地膜/地布是可以被定植穴开挖装置刺破的,但,优选的方案是,铺设在土壤/基质中的地膜/地布在预设的载种器苗放置作业点4103事先开设出缺口,以便于定植穴开挖装置通过该缺口直接对土壤/基质实施开挖作业。这个缺口可以是地膜/地布在工厂制造时预先设置的,也可以是在第一载种器苗定植机械2010本体上设置一个地膜/地布缺口开设装置,该装置布置在定植穴开挖装置前部,与定植穴开挖装置配合使用。该装置可以设置一个环切机关和回收机关,把环切掉的地膜/地布及时回收。对地膜/地布的环切工艺可以是激光环切工艺,也可以是刀具冲压环切工艺,回收机关可以采用真空吸收工艺,也可以采用机械倒刺杆件扎取工艺。第一载种器苗定植机械2010上的地膜/地布缺口开设装置和定植穴开挖装置在复位状态时是离开定植床面3902的。如果地面存在高低不平的现象,就会导致地膜/地布缺口开设装置和定植穴开挖装置每次作业缺乏精准性。这就要求土壤平整机械能把地面土壤平整到设定的平整度。也可以在第一载种器苗定植机械2010上设置着地滚轮作为限位机关用于控制第一载种器苗定植机械2010上的地膜/地布缺口开设装置、定植穴开挖装置以及载种器苗抓取植入机械手臂组件2112相对土壤/基质执行作业的动作幅度。
传统温室藤蔓类蔬菜4100种植的引蔓架是一根拴固在温室屋架上的吊绳4300,该吊绳4300把温室蔬菜种植结构4000与温室结构连为一体,对于本申请提供温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000而言,该吊绳4300成为第一联合体1000在温室结构和种植结构之间骑跨在藤蔓类蔬菜种植行上自由穿行的障碍。因此,对于本申请而言,种植温室藤蔓类蔬菜4100的引蔓架必须设置成独立于温室结构的一种结构,且,位于横向承载结构1110的下方,第一联合体1000将骑跨在该独立引蔓架的上方在第一直线3100上自由行进。
对于执行藤蔓类蔬菜4100定植作业的执行机械2100而言,在搭载第一载种器苗定植机械2010上,还可以再搭载用于布设藤蔓类蔬菜4100引蔓结构的引蔓架布设执行机械2100,使得第一载种器苗定植机械2010变成载种器苗定植-引蔓架布设联合作业机械。
能配套用于载种器苗定植-引蔓架布设联合作业机械操作的藤蔓类蔬菜4100的引蔓结构是悬索4200-吊绳4300复合结构。悬索4200-吊绳4300复合结构是由横向的悬索4200和竖向的吊绳4300组成,在制造该复合结构的工厂里,按藤蔓类蔬菜4100定植株距,用专用设备把多个吊绳4300的一端间隔固定连接在一根悬索4200上,制成的复合结构可以缠绕成卷状体备用,也可以折叠成堆状体打包备用。
悬索4200-吊绳4300复合结构中的悬索4200和吊绳4300都要具有设定的抗拉强度,其伸长性不能超过设定值。以便能使悬索4200-吊绳4300复合结构在使用过程中悬索4200处于稳定的平直状态。吊绳4300和悬索4200的固定连接方式可以是打结连接,也可以是焊接,还可以是铆接。
可以根据藤蔓类蔬菜4100的节间长度,在吊绳4300上间隔设置绑蔓结构,该绑蔓结构可以把茎蔓束缚在吊绳4300上,该绑蔓结构和茎蔓上的叶柄配合,防止茎蔓下坠。绑蔓结构可以是能打结的软质绳段,可以是可弯曲变形的硬质丝段,可以是可对接成环的构件。
引蔓架布设执行机械2100可以布置在第一联合体1000行进方向的末端,即,布置在第一载种器苗定植机械2010作业方向的末端。当第一联合体1000从作业空间3500首端起点行进至末端终点时,第一载种器苗定植机械2010也把载种器苗从首端定植到末端,引蔓架布设执行机械2100也同步把悬索4200-吊绳4300复合结构从首端铺设至末端。这时的悬索4200-吊绳4300复合结构是落在藤蔓类蔬菜4100种植结构4000上的,还需要至少下述几道工序使悬索4200-吊绳4300复合结构处于可用的工作状态:第一,在首端和末端设置端部支撑抗拉结构;第二,把悬索4200-吊绳4300复合结构的两端固定在端部支撑抗拉结构上端,使悬索4200悬空在预设高度处;第三,调整悬索4200-吊绳4300复合结构的方位,使吊绳4300与藤蔓类蔬菜4100苗一一对应;第四,在首端和末端之间的悬索4200下间隔设置支撑柱4012,支撑柱4012下端连接于藤蔓类蔬菜4100种植结构4000(如土壤栽培连接于大地),上端连接于悬索4200。
在一些实施例中,定植穴开挖机械手臂组件2111中的执行机构包括至少两个相对间隔布置的设有竖面的挡土板2114和至少两个相对布置的设有竖面的可离合的扒土板2115,两个扒土板2115位于两挡土板2114之间,扒土板2115的扒土面与挡土板2114的挡土面垂直,两个挡土板2114和两个扒土板2115可升降地连接于定植穴开挖机械手臂组件2111的本体,两个扒土板2115在两个挡土板2114之间可聚合靠紧在一起,与两个挡土板2114组合成H型,也可以水平分离与两个挡土板2114组合成口型。
载种器苗抓取植入机械手臂组件2112中的执行机构至少包括可张开闭合的夹持结构,夹持结构连接于载种器苗抓取植入机械手臂组件2112的本体。
定植穴开挖机械手臂组件2111中的挡土板2114和扒土板2115在闲时,两扒土板2115聚合靠拢在两挡土板2114之间的中部;在执行作业时,两个挡土板2114插入土壤/基质中,两个扒土板2115以收合姿态在两个挡土板2114之间中部插入土壤/基质中,然后做分离动作,把挡土板2114之间的土壤/基质扒开,由分离后的两个扒土板2115和两个间隔开的挡土板2114围出一个口型的定植穴坑。
执行挡土板2114和扒土板2115升降的往复机构可以是具有下压力的升降装置5000。执行两扒土板2115聚合-分离的往复执行机构可以是具有设定推力的液压机构、气动机构、齿轮齿条机构等。
挡土板2114和扒土板2115的表面可以涂敷防粘材料(如,特富龙)。
载种器苗抓取植入机械手臂组件2112运动至载种器苗抓取作业点4102,待其执行机构的夹持结构夹取载种器苗后再运动至放置作业点4103,该放置作业点4103是由定植穴开挖机械手臂组件2111中的两挡土板2114和两扒土板2115分离形成的口型定植穴上方,夹持结构松开,所夹持的载种器苗落入口型”定植穴中,两扒土板2115升起,被扒土板围堵的土壤/基质塌落挤压载种器,两挡土板2114升起,完成一个载种器苗定植。
图8所示的定植穴开挖机械手臂组件2111的执行机构是挡土板2114和扒土板2115,该执行机构的挡土板2114和扒土板2115在放置作业点4103处插入土壤/基质时呈H型,因此,可把地膜/地布缺口开设装置的执行机构设置成可以在放置作业点4103处的地膜/地布上开设出H型缺口的执行机构,这样,挡土板2114和扒土板2115在该缺口的缝隙中插入土壤/基质,扒土板2115实操扒土动作时连同地膜/地布一起扒开。可以在扒土板2115上设置“吸吹装置”,当扒土板2115从土壤/基质中升起时,该“吸吹装置”对被扒开的地膜/地布产生吸力,被吸附的地膜/地补随扒土板2115上升而离开土壤/基质,有助于被地膜/地布包裹的土壤/基质向下塌陷掩埋载种器,当扒土板2115离开土壤/基质时,该“吸吹装置”对被吸附的地膜/地布产生吹力,使地膜/地布与扒土板2115分离。该“吸吹装置”的吸力和吹力可以用与其连接的气缸形成,气缸可以作为定植穴开挖机械手臂组件2111本体的组成。
在图8中,可在连接定植穴开挖机械手臂组件2111下方的第二机架2200上设置在地膜/地布上开设H型缺口的执行机构,该执行机构在地膜/地布上完成开设H型缺口动作后向一侧转动,腾出空间,以便供定植穴开挖机械手臂组件2111和载种器苗抓取植入机械手臂组件2112依次执行作业。
可以在定植穴开挖机械手臂组件2111作业的后端,增设一组着地滚轮组件,用于对定植载种器苗后的土壤/基质实施适度挤压,以便使土壤/基质与载种体充分接触。
载种器苗传送装置2113至少包括闭环式传送链、往复式传送链、以及载种器苗传送机械手臂组件2300中的一种。
本方案既适合对设有增强机械强度的入土辅助构造的载种器实施定植,也可以对普通粒状载种器4002实施定植。
载种器苗集合处4101可以是第一载种器苗定植机械2010的本体组成,也可以是配合第一载种器苗定植机械2010作业的辅助设备9000。
载种器苗的集合方式可以是一层层码放的载种器苗转运盘,载种器苗被码放在该转运盘内;也可以是一层层码放载种器的载种器转运箱。载种器苗转运盘既适合用于集合种子休眠干燥状态的载种器,也适合用于集合载种器苗。用于集合载种器苗时,各层载种器苗转运盘4006之间的层间距与载种器苗高存在相关性。载种器转运箱适合用于集合种子干燥休眠状态的载种器。
如图16所示,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是第二载种器苗定植机械2003。第二载种器苗定植机械2003至少包括载种器苗抓取植入机械手臂组件2112和载种器苗传送装置2113;载种器苗抓取植入机械手臂组件2112和载种器苗传送装置2113按作业顺次连接于第二载种器苗定植机械2003的第二机架2200,载种器苗抓取植入机械手臂组件2112与载种器苗传送装置2113相互之间配合使用,载种器苗传送装置2113用于把载种器苗从载种器苗集合处4101按序转移至载种器苗抓取植入机械手臂组件2112的抓取作业点4102,载种器苗抓取植入机械手臂组件2112把载种器苗从抓取作业点4102转移至放置作业点4103,并把所持载种器放置或按压连接于放置作业点4103的土壤/基质。
如图16所示,在固定承载结构1112上设置上层转动承载结构1115,第二载种器苗定植机械的执行机械2100是配合使用的三组机械手臂组件2300,该三组机械手臂组件2300的执行机构分别是三种不同的夹持机构,该三组机械手臂组件2300和载种器苗转运盘集合处4007都布置在上层转动承载结构1115上。载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件2501把载种器苗转运盘4006从载种器苗转运盘集合处4007转移至载种器苗集合处4101,载种器苗传送装置2113是另一种机械手臂组件2300,从载种器苗集合处4101上的载种器苗转运盘4006中抓取载种器苗转移至抓取作业点4102,载种器苗抓取植入机械手臂组件2112从抓取作业点4102处抓取载种器苗4001转移至放置作业点4103,并向下按压载种器,使其嵌入定植床面3902。图16的方案还可以有其他变化,例如,载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件2501的作业可以由人力执行,或者,用链式载种器转运盘传送装置2401和载种器转运盘传送装置辅助传送带2403配合执行。
本方案适合对设置有增强机械强度的入土辅助构造的载种器苗实施定植,载种器苗被机械手臂直接按压插入土壤/基质定植床面3902下。载种器苗抓取植入机械手臂组件2112中的执行机构包括夹持结构,载种器苗抓取植入机械手臂组件2112能执行向下按压动作。
本方案也适合对没有设置增强机械强度的入土辅助构造的载种器苗实施定植,载种器苗被机械手臂直接放置在土壤/基质定植床面3902上。载种器苗抓取植入机械手臂组件2112中的执行机构包括夹持结构。
本方案中,载种器苗抓取植入机械手臂组件2112中的执行机构也可以是吸附机构。相应的,被执行的载种器上必须设置有和该吸附机构配合使用的结构。
吸附机构可以是真空吸头,真空吸头连接于载种器苗抓取植入机械手臂组件2112本体。
可以在载种器苗抓取植入机械手臂组件2112本体上设置喷淋机关,喷淋机关的水源布置在第一联合体1000上,当片状载种器被放置在放置作业点4103的土壤/基质上后,可以对其喷淋湿润,以便于该片状载种器与土壤/基质充分接触,有利于该载种器中种子发芽后的根系向土壤/基质中深入
如图17、图18所示,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是第三载种器苗定植机械2004。第三载种器苗定植机械2004至少包括载种器苗抓取植入机械手臂组件2112;载种器苗抓取植入机械手臂组件2112连接于第三载种器苗定植机械2004的第二机架2200;载种器苗抓取植入机械手臂组件2112从载种器苗集合处4101抓取载种器苗,并把所持载种器苗放置或按压连接于放置作业点4103的土壤/基质。
如图17所示,在一些实施例中,在固定承载结构1112上设置上层转动承载结构1115,第三载种器苗定植机械2004的执行机械2100是配合使用的两组机械手臂组件2300,该两组机械手臂组件2300的执行机构分别是两种不同的夹持机构,该两组机械手臂组件2300和载种器苗转运盘集合处4007都布置在上层转动承载结构1115上。载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件2501把载种器苗转运盘4006从载种器苗转运盘集合处4007转移至载种器苗集合处4101,载种器苗抓取植入机械手臂组件2112从载种器苗集合处4101上的载种器苗转运盘4006中抓取载种器苗转移至放置作业点4103,并向下按压载种器,使其嵌入定植床面3902。图17的方案还可以有其他变化,例如,载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件2501的作业可以由人力执行,或者,用链式载种器转运盘传送装置2401和载种器转运盘传送装置辅助传送带2403配合执行。
如图18所示,在一些实施例中,该种第三载种器苗定植机械2004适合在较大的连栋温室3000内较大作业空间3500里沿较长第一直线3100执行载种器苗的定植作业,作为载种器苗转运盘集合处4007的辅助设备9000可以一趟趟地给温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000中的第三载种器苗定植机械2004运送载种器苗。在辅助设备9000上设置载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件2501和与其配合使用的载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件轨道2502,该机械手臂组件2300在该轨道上移动,把载种器苗转运盘4006转移至搭载在第一联合体1000上的传送带式载种器转运盘传送装置2404上,传送带式载种器转运盘传送装置2404把载种器苗转运盘4006转移至载种器苗集合处4101,供载种器苗抓取植入机械手臂组件2112执行载种器苗定植作业。如果连栋温室3000较小,或作业空间3500和第一直线3100较短,就不需要辅助设备9000,直接把载种器苗转运盘集合处4007,以及载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件2501和与其配合使用的载种器苗转运盘抓取放置机械手臂组件轨道2502布置在第一联合体1000上位于传送带式载种器转运盘传送装置2404一端,相应的,该传送带可以设置得较短。
当载种器苗抓取植入机械手臂组件2112能够从载种器苗集合处4101寻找、识别、定位载种器苗时,载种器苗定植机械就可以只设置一个载种器苗抓取植入机械手臂组件2112来抓取位置持续变化中的载种器苗。
如图19所示,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是播种带布设机械2005。播种带布设机械2005至少包括播种带引导滚轮组件2503和播种带铺设滚轮组件2504,播种带引导滚轮组件2503和播种带铺设滚轮组件2504按作业顺次布置在播种带布设机械2005的第二机架2200上,播种带引导滚轮组件2503把播种带4011从播种带集合处4008转移至播种带铺设滚轮组件2504,播种带铺设滚轮组件2504把播种带4011从播种带引导滚轮组件2503转移铺设在温室单层平面种植结构上。
如图19所示,本方案的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000在执行播种带4011铺设作业时,播种带布设机械2005既可以沿实线标示的第一直线3100方向作业,也可以沿虚线标示的第一直线3100方向作业。播种带布设机械2005布置在横向承载结构1110的上下两侧。在横向承载结构1110的上侧依次设有一套播种带集合处4008、一套播种带释放辅助装置4010、和一套播种带引导滚轮组件2503,在横向承载结构1110的下侧对称设置两套播种带铺设滚轮组件2504,播种带4011从播种带集合处4008通过播种带释放辅助装置4010导入播种带引导滚轮组件2503,再导入两套播种带铺设滚轮组件2504中的一套被铺设在土壤地面3900。可以在横向承载结构1110的上侧,与现有一套播种带集合处4008、一套播种带释放辅助装置4010和一套播种带引导滚轮组件2503对称布置另一套播种带集合处4008、另一套播种带释放辅助装置4010、和另一套播种带引导滚轮组件2503,以满足更大作业空间3500所需要的更多的播种带4011。还可以只对称布置另一套播种带集合处4008和另一套播种带释放辅助装置4010,只用现有一套播种带引导滚轮组件2503,可以起到同样作用。在横向承载结构1110的下侧对称设置两套播种带铺设滚轮组件2504的方案节省了在横向承载结构1110的上下两侧设置上层转动承载结构1115、下层转动承载结构1116、转盘式连接件1114,以及环形轨道滚轮支撑组件1117和环形轨道滚轮悬挂组件1118。图中播种带集合处4008中的播种带4011是以折叠状态装箱搁置在播种带箱托盘4009上的,播种带4011也可以直接以折叠状态搁置在托盘上。播种带4011还可以成卷放在支架上,该支架设置在横向承载结构1110的上侧。
本申请的播种带4011是一种完成了种子播种的定型物件,可参考相关技术,比如,申请号为2019213187870,专利名称为:载种器及播种带。在此不再赘述。
对于温室蔬菜种植的全程作业的一体化设备10000而言,播种带4011适合用于需要密植的结球类蔬菜4500(如小型甘蓝、娃娃菜、花椰菜、结球莴苣)、立叶类蔬菜(如芹菜、茼蒿、生菜、韭菜)、根菜类(如萝卜、荸荠)的全程机械化种植。用播种带4011种植蔬菜不需要育苗环节,把播种带4011直接放置在温室蔬菜种植结构4000上。温室蔬菜种植结构4000包括土壤种植畦(平畦)、土壤种植槽(低畦)、土壤种植垄(高畦)、水培种植池、气雾种植架。其中,土壤种植畦、土壤种植槽、土壤种植垄为单层平面种植结构;水培种植池和气雾种植架可以是单层平面种植结构,也可以是多层平面种植结构;气雾种植架还可以是双竖面种植架。
本方案提供的播种带布设机械2005是用于在单层平面种植结构上铺设播种带4011。
播种带集合处4008可以设置在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体上,也可以设置在配合播种带布设机械2005作业的辅助设备9000上。播种带4011在播种带集合处4008存在至少两种待引导应用的搁置状态:第一种搁置状态是,播种带4011以折叠状态放置在待引导的平台上或敞口箱中。第二种状态是,播种带4011以绕卷状放置在待引导的支架上或滚轮组上。播种带4011在工厂制造时就可以采取折叠状态用平底托盘或者可敞口的箱体转运,这样,就可以直接把载有播种带4011的平底拖盘或转运箱直接放置在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体上使用,或者放置在配合播种带布设机械2005作业的辅助设备9000上使用。播种带4011在工厂制造时,还可以卷成卷,相应的在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体上或者在配合播种带布设机械2005作业的辅助设备9000上设置支架或滚轮组,用于释放播种带4011。
在一个作业空间3500里的单层平面蔬菜种植结构4000上可以布置一张完整的播种带4011,也可以用多张播种带4011布满一个作业空间3500的单层平面蔬菜种植结构4000。因此,播种带4011的幅宽与作业空间3500的单层平面蔬菜种植结构4000的尺寸、和播种带布设机械2005的结构尺寸、以及播种带4011制造设备的尺寸都具有相关性。
如果用一张播种带4011布满一个作业空间3500里的单层平面蔬菜种植结构4000,在第一联合体1000上就只携带一组播种带布设机械2005;如果用多张播种带4011布满一个作业空间3500里的单层平面蔬菜种植结构4000,在第一联合体1000上就携带多组播种带布设机械2005。
播种带引导滚轮组件2503至少包括两个相对设置的可以相向转动的滚轮,两个滚轮表面抵接,当播种带4011端部进入抵接处,就会被两个滚轮向前挤压推送。
播种带铺设滚轮组件2504至少包括两个相对设置的可以相向转动的滚轮和一个镇压滚轮,两个滚轮表面抵接,当播种带4011端部进入抵接处,就会被两个滚轮向前挤压推送着床,镇压滚轮单向向下镇压播种带4011,使其与床面土壤/基质充分结合。
当播种带4011被布设在土壤/基质栽培床面后,可以实时向播种带4011表面洒水,当水分渗入土壤/基质后,播种带4011与土壤/基质会结合得更紧密。洒水作业可以在镇压作业的前端执行,因此,洒水器可以设置在播种带铺设滚轮组件2504中相对设置的可以相向转动的滚轮后镇压滚轮前。水源可以布置在第一联合体1000上,也可以设置在辅助设备9000上。
当播种带引导滚轮组件2503和播种带铺设滚轮组件2504中的各个相对设置的可以相向转动的滚轮可以反向转动时,就可以使播种带布设机械2005具有回收废弃播种带4011的功能。
回收废弃播种带4011至少包括两种回收方式:
第一种方式:令播种带布设机械2005反向作业,即,令播种带引导滚轮组件2503和播种带铺设滚轮组件2504中的各相对设置的可以相向转动的滚轮反向转动,执行播种带4011回收作业,把单层平面种植结构上铺设的播种带4011一端引入播种带引导滚轮组件2503和播种带铺设滚轮组件2504,反向把废弃播种带4011转移至播种带集合处4008。
第二种方式,在播种带布设机械2005本体上设置废旧播种带4011缠绕装置,把单层平面种植结构上铺设的播种带4011一端引入该缠绕装置缠绕回收。
如图20所示,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是支撑柱布设机械2006。支撑柱布设机械2006至少包括支撑柱传送装置2505和支撑柱布设机械手臂组件2506,支撑柱传送装置2505和支撑柱布设机械手臂组件2506按作业顺次连接于支撑柱布设机械2006的第二机架2200,支撑柱传送装置2505用于把支撑柱4012从支撑柱集合处4013转移至支撑柱布设机械手臂组件2506的抓取作业点4102,支撑柱布设机械手臂组件2506能从抓取作业点4102把支撑柱4012抓取转移至放置作业点4103,并把支撑柱4012连接在放置作业点4103预设的支撑柱4012连接结构上。
如图20所示,在上层转动承载结构1115上依次设置支撑柱布设机械手臂组件2506和支撑柱传送装置2505,以及支撑柱集合处4013。支撑柱4012布置在支撑柱集合处4013,支撑柱集合处4013是用支撑柱托盘4014承载支撑柱4012的装置。支撑柱传送装置2505是一种机械手臂组件2300,该机械手臂组件2300从支撑柱托盘4014上抓取支撑柱4012,并转移至支撑柱布设机械手臂组件2506的抓取作业点4102,支撑柱布设机械手臂组件2506从抓取作业点4102处抓取支撑柱4012,并转移至放置作业点4103,固定在蔬菜种植结构4000上的预设位置。蔬菜种植结构4000上每间隔多个藤蔓类蔬菜4100苗(可以是粒状载种器苗4001)设置一个支撑柱4012,用于支撑组成藤蔓类蔬菜4100引蔓架的悬索4200。
为了用本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000执行藤蔓类蔬菜4100全程作业,藤蔓类蔬菜4100的引蔓架就不能像现有技术那样与温室结构连接,为了适应这种情况,引蔓架需要做成与温室结构相互分离的独立结构,具体做法是:在作业空间3500藤蔓类蔬菜4100种植行的首端和末端设置两抗拉柱,抗拉柱下端固定于大地;在两抗拉柱上端连接一根悬索4200;在两抗拉柱之间还要间隔设置多个支撑柱4012,支撑柱4012下端连接于大地,上端连接于悬索4200,用于分担悬索4200收到的藤蔓类蔬菜4100的荷载;在该悬索4200上间隔设置吊绳4300,吊绳4300的间隔与藤蔓类蔬菜4100定植的株距一致。下垂的吊绳4300就是藤蔓类蔬菜4100的引蔓构件,本申请把“悬索4200-吊绳4300-支撑柱4012-抗拉柱”组合体称为藤蔓类蔬菜4100的引蔓架。藤蔓类蔬菜4100的茎蔓被束缚在该吊绳4300上。藤蔓类蔬菜4100的茎蔓沿该吊绳4300向上部空间持续生长,需要把持续生长的茎蔓及时束缚在吊绳4300上,以防止其倒伏。因此,对于温室藤蔓类蔬菜4100种植全程作业的一体化装备而言,该一体化装备设计、温室结构设计、藤蔓类蔬菜4100种植结构4000设计、引蔓架设计四个方面需要统一性、配套性、匹配性。
可以在支撑柱4012上设置供支撑柱布设机械手臂组件2506抓取的构造,相应的,支撑柱布设机械手臂组件2506中执行抓取动作的执行机构是夹持结构或电磁吸附机关,该执行机构抓取支撑柱4012的方式与支撑柱4012的构造相匹配。如果执行机构是电磁吸附机关,相应的,支撑柱4012上被抓取的构造可以是设有一个或多个吸附面钢结构(如钢板或角钢等),该电磁吸附机关能通过对支撑柱4012实施吸附-转移-释放动作执行支撑柱4012布设作业。如果执行机构是夹持结构,则,支撑柱4012的被抓取构造是可夹持面。本申请对支撑柱布设机械手臂组件2506的工作原理和具体结构不做限制。
连栋温室3000两排立柱之间的作业空间3500里种植多行藤蔓蔬菜,相应地,在的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000的本体上就要间隔设置与蔬菜行数一样多的支撑柱布设机械2006,间隔距离与蔬菜行距一致。支撑柱集合处4013可以设置在的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000的本体上,也可以是设置在配合支撑柱布设机械2006的辅助设备9000上。
支撑柱4012在支撑柱集合处4013的搁置状态可以是竖立的,可以是平躺的,也可以是斜置的,支撑柱4012被支撑柱传送装置2505转移至抓取作业点4102后的状态可以是竖立的,可以是平躺的,也可以是斜置的,支撑柱传送装置2505把支撑柱4012从支撑柱集合处4013按初始状态转移至抓取作业点4102。在一套温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000的本体上要设置多个支撑柱传送装置2505,所以,斜置/平躺的支撑柱4012的延长方向要与温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000的行进方向相适应。
可以在工厂里把悬索4200与吊绳4300进行一体化制造,制成“悬索4200+吊绳4300”的索吊复合结构,并将该索吊复合结构用缠绕器绕成卷备用或者折叠成堆备用。
可以把支撑柱布设机械2006变成支撑柱4012与索吊复合结构联合布设机械,可实现的方案是:在温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000的本体上除了设置支撑柱传送装置2505和支撑柱布设机械手臂组件2506外,还设置索吊复合结构缠绕-释放装置;索吊复合结构缠绕-释放装置位于支撑柱传送装置2505和支撑柱布设机械手臂组件2506作业方向的前端,即,先布设索吊复合结构,再竖立支撑柱4012。在索吊复合结构缠绕-释放装置上可以设置喇叭口状的索吊复合结构限位布设器,该限位布设器的喇叭口用于使索吊复合结构与藤蔓类蔬菜4100定植行以及支撑柱4012位于一个垂面。
当搭载着支撑柱传送装置2505、支撑柱布设机械手臂组件2506和索吊复合结构缠绕-释放装置的第一联合体1000在作业空间3500从首端向末端行进时,索吊复合结构缠绕-释放装置持续释放出索吊复合结构,支撑柱传送装置2505和支撑柱布设机械手臂组件2506配合,间歇式地把支撑柱4012竖立在藤蔓类蔬菜4100种植结构4000预设的放置作业点4103上。
要使索吊复合结构和支撑柱4012发挥引蔓作用,还需要以下三项作业:第一,在作业空间3500藤蔓类蔬菜4100定植行的首端和末端设立抗拉柱;第二,把索吊复合结构的悬索4200的两端紧固在两抗拉柱上;第三,把支撑柱4012上端与悬索4200在交汇处连接。可以把支撑柱布设机械2006变成引蔓架自动布设机械,在作业空间3500第一直线3100行进一趟同步完成这三项作业,一次性搭建完成由“抗拉柱+索吊复合结构+支撑柱4012”组成的独立的引蔓架。
在由“抗拉柱+索吊复合结构+支撑柱4012”组成的独立引蔓架中,布置在藤蔓类蔬菜4100定植行首末两端的抗拉柱可以提前设置好,再由引蔓架自动布设机械一次性完成索吊复合结构+支撑柱4012的布设。
或者,在由“抗拉柱+索吊复合结构+支撑柱4012”组成的独立引蔓架中,引蔓架自动布设机械先从抗拉柱集合处获取一个抗拉柱固定于藤蔓类蔬菜4100定植行首端,再把索吊复合结构的悬索4200一端固定连接于首端抗拉柱,继而开始按序布设索吊复合结构+支撑柱4012,直至藤蔓类蔬菜4100定植行末端,把另一个抗拉柱固定于藤蔓类蔬菜4100定植行末端预设固定点,再把索吊复合结构的悬索4200另一端固定连接于末端抗拉柱,最后调整好吊绳4300与藤蔓类蔬菜4100定植点的位置关系。
支撑柱4012与悬索4200是可拆卸地连接。支撑柱4012与蔬菜种植结构4000是可插拔地固定连接,以防止支撑柱4012倒伏。藤蔓类蔬菜4100如果种植在土壤种植结构上,支撑柱4012下端与大地可分离地固定连接;藤蔓类蔬菜4100如果种植在无土栽培的支撑架结构上,支撑柱4012下端与大地和/或支撑架结构可分离地固定连接。可以在支撑柱4012固定点设置定位标示,在支撑柱布设机械2006本体上设置相应的识别机关,以便支撑柱布设机械手臂组件2506精准地执行支撑柱4012布设作业。可以把抗拉住设置成A型来提高“抗拉柱+索吊复合结构+支撑柱4012”组成的独立的引蔓架的稳定性,防止引蔓架侧倾。
支撑柱4012与悬索4200的可拆卸连接可以通过以下方案实现:
在支撑柱4012上端设置开口环型结构,开口向上,悬索4200可以从开口进入环形空腔,环形空腔用于容纳悬索4200,防止悬索4200从支撑柱4012顶端滑脱,为了防止滑脱,开口处可以设置防滑脱构造,如可控闭合闸门、单向撞击进入闸门等。
在悬索4200-吊绳4300缠绕-释放装置布好悬索4200的上方设置导入滑轮组,导入滑轮组至少有两个间隔布置的滑轮,该两个滑轮及其间隔是用于配合支撑柱4012上端环型结构开口捕捉悬索4200的;导入滑轮组的骨架结构以不妨碍支撑柱4012上下运动的方式连接于第二机架2200,导入滑轮组的滑轮凹槽开放端向下,悬索4200被限位在凹槽中。
支撑柱4012布设流程是,支撑柱布设机械手臂组件2506抓取支撑柱4012位移至悬索4200下方做捕捉悬索4200的动作,悬索4200同步进入环型结构;支撑柱布设机械手臂组件2506抓取立杆再做支撑柱4012下压动作,连接着悬索4200的支撑柱4012被植入支撑柱4012固定点。
当藤蔓类蔬菜4100需要拉秧时,先解除茎蔓与吊绳4300的束缚结构,使茎蔓倒伏脱离吊绳4300,就可以对索吊复合结构以及支撑柱4012实施回收作业。
还可以把引蔓架自动布设机械变成引蔓架自动布设回收联合机械。支撑柱4012回收流程是,随着第一联合体1000行进,支撑柱布设机械手臂组件2506抓取支撑柱4012做上拔动作,使支撑柱4012脱离支撑柱4012固定点,然后把支撑柱4012位移至抓取作业点4102,支撑柱传送装置2505把支撑柱4012转移至支撑柱集合处4013。
在索吊复合结构缠绕-释放装置布好悬索4200的上方设置推出滑轮组,推出滑轮组的骨架结构以不妨碍支撑柱4012上下运动的方式,以及不妨碍悬索4200从环型结构中移出的方式连接于第二机架2200,推出滑轮组的滑轮凹槽开放端向上,悬索4200能被滑轮挤出环型结构;索吊复合结构先引入推出滑轮组滑轮凹槽,再导入限位布设器的喇叭口,最终被缠绕在索吊复合结构缠绕-释放装置里。
导入滑轮组和推出滑轮组是交替使用的。
如图21、图22、图23所示,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是绑打摘联合机械2007。绑打摘联合机械2007至少包括绑蔓机械手臂组件2507、打杈机械手臂组件2508和摘收机械手臂组件2509,绑蔓机械手臂组件2507的本体、打杈机械手臂组件2508的本体和摘收机械手臂组件2509的本体均设有机械臂移动机关2302,绑打摘联合机械2007的第二机架2200设有机械臂轨道2301,机械臂移动机关2302携带该三种组件本体通过机械臂轨道2301可升降移动地连接于第二机架2200;打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507和摘收机械手臂组件2509根据预设程序分别执行打杈、绑蔓和摘收作业。
黄瓜、西红柿、彩椒、长茄等藤蔓类蔬菜4100从抽蔓至拔秧历时数月,是温室蔬菜种植全程作业中作业历程最漫长的作业环节,也是现有技术中耗费劳动力最多的作业环节。在历时数月的这个作业环节中,藤蔓类蔬菜4100的主蔓生长点每一天都在持续长高,每过几天主蔓生长点就长出一片新叶,新长出的主蔓节间每天也会长高一段,每隔几天就要绑蔓,以防止藤蔓歪倒;在新的叶腋还会长出侧枝4105,侧枝4105就需要及时去除,以便节约营养;在新的叶腋还会开花结果,开花结果一段时间后,果实就需要及时摘收。
连栋温室3000藤蔓类蔬菜4100每一行定植很多植株,在这很多植株中,每天都存在需要打杈的植株、需要绑蔓的植株、需要摘收的植株,在这个环节历时数月中的中后期,还需要对每个植株中下部的老叶/病叶执行摘叶作业。
对于本申请而言,第一联合体1000每天分别依次单独携带打杈执行机械2100、绑蔓执行机械2100、摘收执行机械2100,分别依次单独执行打杈作业、绑蔓作业、和摘收作业。这样的话,第一联合体1000每天在同一个作业空间3500内至少要重复行进三次;或者,在同一个作业空间3500需要至少三套第一联合体1000各行进一次。显然对于第一联合体1000而言这是一种效率不高的方案。
优选的方案是,可以用一种第一联合体1000同时携带打杈执行机械2100、绑蔓执行机械2100、摘收执行机械2100组成联合作业机械,每天同步执行打杈作业、绑蔓作业、和摘收作业。在连栋温室3000一个作业空间3500内沿第一直线3100每天只行进一趟,就能一次性同步完成该作业空间3500内的打杈作业、绑蔓作业、和摘收作业。
打杈执行机械2100包括打杈机械手臂组件2508;
绑蔓执行机械2100包括绑蔓机械手臂组件2507;
摘收执行机械2100包括摘收机械手臂组件2509。
对同一个植株整段茎蔓而言,全程的打杈作业、绑蔓作业、和摘收作业在历时数月的多批次作业过程中的作业高度总体上是逐渐升高的,相应的,要求打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507、和摘收机械手臂组件2509在机械臂移动机关2302携带下沿机械臂轨道2301向上移动。
对同一个植株的一段茎蔓而言,每一天的打杈作业、绑蔓作业、和摘收作业的节位高度有可能比前一天高,也有可能比前一天低,这就要求打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507、和摘收机械手臂组件2509在机械臂移动机关2302携带下每天沿机械臂轨道2301上下移动,以便搜寻、识别、定位被执行的侧枝4105、自由蔓4104、和适摘果实4106。
第二机架2200在联合连接构造1111上是固定连接的,不可移动的,为配合打杈、绑蔓、摘收作业的间歇性,第一联合体1000的行进方式也是间歇性的,第一联合体1000每向前移动一次,打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507、和摘收机械手臂组件2509可对一个植株执行一批次的打杈、绑蔓、摘收作业。第一联合体1000每次前移的间距就是藤蔓类蔬菜4100的株距。或者,第一联合体1000的行进方式是缓慢连续的,其单位时间的行进距离不超过打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507、和摘收机械手臂组件2509对一个植株执行一批次的打杈、绑蔓、摘收作业的动作半径。
第二机架2200在联合连接构造1111上是活动连接的,在联合连接构造1111上连接该第二机架2200的构造是第二机架轨道2202,第二机架轨道2202延长方向与第一联合体1000行进方向平行,在第二机架2200上设置第二机架移动组件2201,第二机架移动组件2201与第二机架轨道2202配合使用,这样的话,第二机架2200通过第二机架移动组件2201携带着打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507、和摘收机械手臂组件2509沿第二机架轨道2202可以间歇式前移一段距离,相应的,可以对多个植株分别执行一批次的打杈、绑蔓、摘收作业。第二机架移动组件2201沿第二机架轨道2202每次前移的间距就是藤蔓类蔬菜4100的株距。这样的话,第一联合体1000即可以连续式地行进,也可以间歇式地行进,连续式地行进状态和第二移动组件的间歇式地前移状态以及与打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507、和摘收机械手臂组件2509执行搜寻、识别、定位、实操动作要相匹配。
绑蔓机械手臂组件2507、打杈机械手臂组件2508、和摘收机械手臂组件2509从上向下依次布置在一个可竖向运动的机械臂移动机关2302上。
或者,绑蔓机械手臂组件2507、打杈机械手臂组件2508、和摘收机械手臂组件2509从上向下依次布置在共用机械臂上,共用机械臂连接于可竖向运动的机械臂移动机关2302上。
或者,绑蔓机械手臂组件2507、打杈机械手臂组件2508、和摘收机械手臂组件2509从前向后分别依次布置在三个间隔设置的可竖向运动的机械臂移动机关2302上。
或者,绑蔓机械手臂组件2507、打杈机械手臂组件2508、和摘收机械手臂组件2509从前向后间隔依次布置在一个共用机械臂上,共用机械臂连接于可竖向运动的机械臂移动机关2302上。
可以根据温室藤蔓类蔬菜4100定植行距,在第一联合体1000上间隔设置多组绑打摘联合作业机械,绑打摘联合作业机械布置在两行藤蔓类蔬菜4100的行间,对作业空间3500内所有行的藤蔓类蔬菜4100同步一次性执行一批次的打杈、绑蔓、摘收作业。
在实际应用中,绑打摘联合作业机械在第一联合体1000上的布置方式包括三种:
第一种方式,绑打摘联合作业机械组数=蔬菜行数-1;
第二种方式,绑打摘联合作业机械组数=蔬菜行数+1;
第三种方式,绑打摘联合作业机械组数=蔬菜行数。
按第一种方式布置的绑打摘联合作业机械,位于中部行间的绑打摘联合作业机械负责对相邻两行藤蔓的相邻侧执行打杈、绑蔓、摘收作业,位于两边行的两组绑打摘联合作业机械除了负责对相邻两行藤蔓的相邻侧执行打杈、绑蔓、摘收作业外,对位于两个边行藤蔓的两个外侧(非相邻侧)也要执行打杈、绑蔓、摘收作业。
按第二种方式布置的绑打摘联合作业机械,位于中部行间的绑打摘联合作业机械负责对相邻两行藤蔓的相邻侧执行打杈、绑蔓、摘收作业,位于两边行的两组绑打摘联合作业机械只对位于两个边行藤蔓的两个外侧执行打杈、绑蔓、摘收作业。
按第三种方式布置的绑打摘联合作业机械,每一组绑打摘联合作业机械只负责对预约的一行藤蔓的两侧执行打杈、绑蔓、摘收作业。
在第一联合体1000上可以布置一排绑打摘联合作业机械,一排绑打摘联合作业机械一字排开与藤蔓类蔬菜4100的定植行向垂直。也可以在第一联合体1000上布置多排绑打摘联合作业机械,各排绑打摘联合作业机械都一字排开,各排绑打摘联合作业机械与藤蔓类蔬菜4100的定植行向垂直,各排绑打摘联合作业机械之间的间隔距离可以是藤蔓类蔬菜4100定植株距的倍数。
例如,在连栋温室3000内两排立柱之间的作业空间3500里定植十行黄瓜,相应的,按照上述绑打摘联合作业机械在第一联合体1000上的布置方式,每一排绑打摘联合作业机械可以布置九组或者十一组或者十组。布置一排绑打摘联合作业机械,每执行完一套打杈、绑蔓、摘收作业动作可完成对十株黄瓜的作业;布置两排绑打摘联合作业机械,每执行完一套打杈、绑蔓、摘收作业动作可完成对二十株黄瓜的作业;布置三排绑打摘联合作业机械,每执行完一套打杈、绑蔓、摘收作业动作可完成对三十株黄瓜的作业。以此类推。绑打摘联合作业机械可24小时工作。
用本申请提供的绑打摘联合机械摘收的蔬菜果实被传送到果实收集集合处4015,这样的话,可以在果实收集集合处4015设置“初选-精选-包装-计量-打包”加工设备,果实从连栋温室3000种植状态通过绑打摘联合机械的摘收作业可以直接进入蔬菜流通环节的冷链系统。
当束缚蔬菜藤蔓的物件结构可以被绑蔓机械手臂组件2507识别并能开启闭合时,当藤蔓类蔬菜4100需要拔秧时,就可以令绑蔓机械手臂组件2507首先解开束缚藤蔓的物件结构,使藤蔓类蔬菜4100植株倒伏呈自由态,以便执行菜秧收割/拔秧作业。
对于只用一次就废弃的绑蔓索绳,束缚茎蔓的结构可以是闭合绳环,可以在绑蔓机械手上设置一个断绳机关,对束缚茎蔓的绳环执行断开作业。断开绳环的方式至少包括机械切割、激光切割、高温熔断等。
在一些实施例中,打杈机械手臂组件2508至少包括打杈机械脑2600和侧枝去除执行机构2601,打杈机械脑2600至少具有侧枝4105搜寻功能、侧枝4105识别功能、侧枝4105定位功能,打杈机械脑2600和侧枝去除执行机构2601连接于打杈机械手臂组件2508的本体。
绑蔓机械手臂组件2507至少包括绑蔓机械脑2700、自由蔓抓取-移动执行机构2701和束缚执行机构2702;绑蔓机械脑2700至少具有固蔓器搜寻功能、固蔓器识别功能、固蔓器定位功能、自由蔓4104搜寻功能、自由蔓4104识别功能、自由蔓4104定位功能,绑蔓机械脑2700、自由蔓抓取-移动执行机构2701和束缚执行机构2702连接于绑蔓机械手臂组件2507的本体;束缚执行机构2702是固蔓器闭环执行机构。
或者,绑蔓机械手臂组件2507至少包括绑蔓机械脑2700、自由蔓抓取-移动执行机构2701和束缚执行机构2702,绑蔓机械脑2700至少具有吊绳4300搜寻功能、吊绳4300识别功能、吊绳4300定位功能、自由蔓4104搜寻功能、自由蔓4104识别功能、自由蔓4104定位功能;绑蔓机械脑2700、自由蔓抓取-移动执行机构2701和束缚执行机构2702连接于绑蔓机械手臂组件2507的本体;束缚执行机构2702是绑扎执行机构。
或者,绑蔓机械手臂组件2507至少包括绑蔓机械脑2700和自由蔓抓取-移动执行机构2701;绑蔓机械脑2700至少具有吊绳4300搜寻功能、吊绳4300识别功能、吊绳4300定位功能、自由蔓4104搜寻功能、自由蔓4104识别功能、自由蔓4104定位功能;绑蔓机械脑2700和自由蔓抓取-移动执行机构2701连接于绑蔓机械手臂组件2507的本体;自由蔓抓取-移动执行机构2701是环绕吊绳4300执行机构。
摘收机械手臂组件2509至少包括摘收机械脑2800和适摘果实4106摘收执行机构;摘收机械脑2800至少具有适摘果实4106搜寻功能、适摘果实4106识别功能、适摘果实4106定位功能;摘收机械脑2800和适摘果实4106摘收执行机构连接于摘收机械手臂组件2509的本体。
藤蔓类蔬菜4100的主蔓是用于生产果实的,侧蔓(习惯上把黄瓜等葫芦科蔬菜等侧枝4105叫侧蔓)是与主蔓竞争营养的,是需要及时除去的。侧蔓与主蔓存在夹角,如果主蔓呈竖直状态,侧蔓侧呈倾斜状态;主蔓比侧蔓粗度大;新生侧蔓组织稚嫩,含水量高。
不同种类的藤蔓类蔬菜4100的侧枝4105形态是不同的。同一种类不同品种的藤蔓类蔬菜4100的侧枝4105形态也可能是不同的。同一品种的藤蔓类蔬菜4100从下到上不同节位的侧枝4105形态有时也是不同的。在藤蔓类蔬菜4100育种方面,要努力培育适合全程机械化作业的品种;在温室种植方面,要努力使栽培工艺与全程机械化作业相适应;在全程种植机械化作业方面,要努力设计能满足各个环节作业的执行机械2100;在农业机器人软硬件方面,要向快速、高效、精准地搜寻、识别、定位、实操被执行侧枝4105、被执行自由蔓4104、被执行适摘果实4106的方向努力。
打杈机械脑2600直线移动和/或曲线移动中对被执行侧枝4105可能存在的空间取景/照相,获取设定焦距范围空间的景/相中的吊绳4300、主蔓、侧枝4105、果实、卷须等物件的二维图形数据和/或三维图形数据,把这些数据与数据库中被执行侧枝4105的图形数据进行比对,区分出被执行侧枝4105;对所区分出的被执行侧枝4105在取景照相的二维空间和/或三维空间中的坐标进行计算,获得被执行侧枝4105的坐标范围和实操点位的坐标,向侧枝去除执行机构2601发出实操执行指令。
侧枝去除执行机构2601,是一种物理截断机构,至少包括刀具机械切割工艺装置(机械单向冲切、机械双向剪切)、激光熔断切割工艺装置、高温灼蚀工艺装置、低温冻蚀、流体高速冲断工艺装置中的一种,从主蔓断开侧蔓,或去除侧枝4105生长点,使其失去继续发生新叶的能力。侧枝去除执行机构2601按照打杈机械脑2600发来的实操执行指令调整姿态调整位置对被执行侧枝4105实施截断动作。
绑蔓机械脑2700以及与其配合使用的绑蔓执行机构执行绑蔓作业至少包括以下三种方式:
第一种方式,用固蔓器绑蔓,具体实现途径如下:
固蔓器是工厂化制造的定型物件,是设置在引蔓架吊绳4300上的结构物,是一种可开启敞口可闭合成环的物件,是用于通过机械手臂束缚藤蔓类蔬菜4100茎蔓的专用结构。固蔓器可以是硬质的条状物,把它弯曲成闭合环,把自由蔓4104束缚在环内;固蔓器也可以是硬质板状物,在其对着自由蔓4104的一面粘附一个物件把自由蔓4104束缚在二者之间;固蔓器可以是软质条状物,条状物端部设置魔术贴/钉扣/磁片等可两端连接在一起的构造。
绑蔓机械脑2700直线移动和/或曲线移动中对被执行的固蔓器可能存在的空间进行扫描和/或探测,感知固蔓器存在的二维空间和/或三维空间,计算固蔓器的坐标范围和实操点位的坐标,向束缚执行机构2702发出实操执行指令;绑蔓机械脑2700同时对被执行自由蔓4104可能存在的空间取景照相,获取吊绳4300、已束缚主蔓、侧枝4105、果实、卷须、自由蔓4104等物件的二维图形数据和/或三维图形数据,并与数据库中被执行自由蔓4104的图形数据进行比对,区分出被执行自由蔓4104,计算所区分出的被执行自由蔓4104在取景照相的二维空间和/或三维空间中的坐标,获得被执行自由蔓4104的坐标范围和实操点位的坐标,向自由蔓抓取-移动执行机构2701发出实操执行指令。
这里的束缚执行机构2702是一种固蔓器闭环执行机构,固蔓器闭环执行机构,是一种令固蔓器闭环的机械手,是基于固蔓器工作原理并与固蔓器配合使用的执行机构。当自由蔓抓取-移动执行机构2701把自由蔓4104位移至固蔓器附近,固蔓器闭环执行机构实操固蔓器闭环作业动作,把自由蔓4104束缚在环状结构中。
绑蔓机械脑2700对固蔓器的扫描和/或探测是一种对特定点状定型物件(如条形码或二维码)的视觉感知过程,或是一种对专用材质的雷达探测过程。
自由蔓抓取-移动执行机构2701是一种设有夹持结构或吸附结构的机械手。该机械手按照绑蔓机械脑2700的指令转移至被执行自由蔓4104实操点位坐标处抓取自由蔓4104后再移动至固蔓器闭环执行机构执行实操坐标的预设点位,等待固蔓器闭环执行机构完成固蔓器闭环后释放自由蔓4104并复位。
第二种方式,用丝绳捆扎绑蔓,具体实现途径如下:
吊绳4300是竖向布置的线型定型物件,吊绳4300外形可以设有有利于绑蔓机械脑2700识别吊绳4300的标记信息。
绑蔓机械脑2700在直线移动和/或曲线移动中,对吊绳4300可能存在的空间取景照相/扫描和/或探测,感知吊绳4300存在区域,计算吊绳4300和自由蔓4104各自的坐标位置,向自由蔓抓取-移动执行机构2701和束缚执行机构2702发出实操执行指令。
这里的束缚执行机构2702是一种绑扎执行机构,就像现有技术中的手持绑蔓器,能用丝绳把自由蔓4104和吊绳4300捆绑在一起。
自由蔓抓取-移动执行机构2701按照绑蔓机械脑2700的指令调整姿态调整位置,在指定坐标处抓取自由蔓4104、并向吊绳4300所在竖向坐标移动靠近,直至设定的坐标位置。
绑扎执行机构在设定的坐标位置执行丝绳绑扎实操动作,把自由蔓4104和吊绳4300在指定坐标处捆绑在一起。丝绳是一种软质/硬质条状材料。
第三种方式,缠绕吊绳4300固蔓,具体实现途径如下:
吊绳4300是竖向布置的线型定型物件,吊绳4300外形可以设有有利于绑蔓机械脑2700识别吊绳4300的标记信息。
绑蔓机械脑2700在直线移动和/或曲线移动中,对吊绳4300可能存在的空间取景照相/扫描和/或探测,感知吊绳4300存在区域,计算吊绳4300和自由蔓4104各自的坐标位置,向自由蔓抓取-移动执行机构2701和束缚执行机构2702发出实操执行指令。
这里的自由蔓抓取-移动执行机构2701和束缚执行机构2702是一种环绕吊绳4300执行机构,即环绕吊绳4300执行机构能够模仿人手抓取自由蔓4104环绕吊绳4300,依靠自由蔓4104和吊绳4300之间的摩擦阻力防止自由蔓4104下坠或脱离吊绳4300倾倒。
环绕吊绳4300执行机构按照绑蔓机械脑2700的指令,调整姿态调整位置,在设定的实施抓取动作的坐标位置抓取自由蔓4104,并向吊绳4300所在竖向坐标靠近,执行环绕吊绳4300动作,把自由蔓4104缠绕在吊绳4300上。
环绕吊绳4300执行机构可以是一个机械手臂组件2300,也可以是相互配合使用的多个机械手臂组件2300。
摘收机械脑2800在直线移动和/或曲线移动中,对被执行适摘果实4106可能存在的空间取景照相,对在设定焦距范围的空间中获取的吊绳4300、主蔓、侧枝4105、果实、卷须等物件的二维图形数据和/或三维图形数据与数据库中被执行适摘果实4106的图形数据进行比对,区分出被执行适摘果实4106,对所区分出的适摘果实4106在取景照相的二维空间和/或三维空间中的坐标进行计算,获得被执行适摘果实4106的坐标范围和实操点位的坐标,向适摘果实4106摘收执行机构发出摘收实操指令。
适摘果实4106摘收执行机构,是一种抓取-截断机构。抓取动作可以采用夹持和/或吸附原理实现。
如果采取刀具机械切割工艺装置对果柄实施截断的原理,适摘果实4106摘收执行机构包括离体果实接收转移执行机构2802和果柄截断执行机构2801。
如果采取旋转拧断工艺装置或拽拉绷断工艺装置对果柄实施截断的原理,适摘果实4106摘收执行机构包括抓取、截断、和转移离体果实三重功能。
适摘果实4106摘收执行机构按照摘收机械脑2800的指令调整姿态调整位置,接近适摘果实所在坐标,在抓取坐标处抓取适摘果实4106,实施截断动作。
执行摘收的工艺原理还可以包括:直线拉拽、直线拉拽+切割、旋转拉拽、旋转拉拽+切割、真空吸取、真空吸取+切割。本申请对执行果实摘收机关的具体方案也不做限制。
本申请对布置在机械手臂组件2300上的打杈机械脑2600、绑蔓机械脑2700、摘收机械脑2800实现对侧枝4105、自由蔓4104、适摘果实4106的搜寻、识别、定位、实操指令发布的工作原理、结构构造和执行方式不做限制,只要是能对侧枝4105、自由蔓4104、适摘果实4106实施搜寻、识别、定位、发布实操指令的计算机硬件软件组合都可视为本申请的打杈机械脑2600、绑蔓机械脑2700、摘收机械脑2800。
被去除的侧蔓可以自由散落,也可以实时回收。可以在第一联合体1000上设置侧枝4105回收装置,配合侧枝4105去除机关回收离体侧枝4105。可以用离体侧枝4105掉落接收容器+传送带的工艺路径回收离体侧枝4105。也可以直接用传送带承接离体侧枝4105并转移侧枝4105的工艺路径回收离体侧枝4105。
藤蔓类蔬菜4100生长点以下几节的茎蔓属于藤蔓的新梢,藤蔓新梢呈直立状,本申请称之为自由蔓4104,自由蔓4104持续生长到一定的长度如果不被束缚在吊绳4300上就会倒伏,束缚就是绑蔓作业。
现有技术中,引蔓的吊绳4300上端是拴固在连栋温室3000结构上的,这种方式会阻碍骑跨在藤蔓类蔬菜种植行上的第一联合体1000行进的。能和本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000配合使用的引蔓架是“抗拉柱+索吊复合结构+支撑柱4012”的独立结构,该独立结构布设完成后,本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000是骑跨在该独立结构的上方沿第一直线3100行进的,该独立机构对本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000执行连栋温室3000蔬菜种植全程作业没有任何障碍。在执行打杈、绑蔓、摘收作业时,绑打摘联合机械2007是下沉在藤蔓类蔬菜4100定植行间,打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507、摘收机械手臂组件2509是从藤蔓类蔬菜4100行的侧面执行打杈、绑蔓、摘收作业的。
“悬索4200+吊绳4300”的索吊复合结构在具体应用中存在以下五种形式:
第一,吊绳4300仅仅是一根受力的绳子;
第二,吊绳4300上间隔设置用于束缚茎蔓的固蔓器,固蔓器是一种可被闭环的结构;
第三,吊绳4300上附有发光器,用于给藤蔓类蔬菜4100补充光照;
第四,吊绳4300上附有二氧化碳释放器,用于给藤蔓类蔬菜4100光合作用增施二氧化碳;
第五,吊绳4300上间隔设置有固蔓器,并附有发光器和二氧化碳释放器。
吊绳4300的具体应用形式与绑蔓机械手臂组件2507执行绑蔓作业的工作原理以及功能结构存在相关性。
可以在本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体上设置离体果实集合处,该集合处也可以设置在配合绑打摘联合机械2007执行摘收作业的辅助设备9000上。
用本申请提供的绑打摘联合机械2007摘取的蔬菜果实被传送到蔬菜果实集合处,这样的话,可以在蔬菜果实集合处设置“初选-精选-包装-计量-打包”加工设备,藤蔓类蔬菜4100果实从连栋温室3000种植状态通过绑打摘联合机械2007的摘收作业可以直接进入蔬菜流通环节的冷链系统。
智能化的方案是,藤蔓类蔬菜4100的具体位置可以在温室结构和/或引蔓架上设有标示,温室蔬菜种植的全程作业的一体化装备10000本体存在对该具体位置的记忆,打杈机械手臂组件2508、绑蔓机械手臂组件2507、摘收机械手臂组件2509每次就能精准定位该位置的植株,打杈机械手臂组件2508每次可以精准定位新发生侧枝4105的节位,绑蔓机械手臂组件2507每次可以精准定位需要抓取的茎蔓节位,摘收机械手臂组件2509每次可以精准定位需要摘收的果实的节位。
当藤蔓类蔬菜4100生产周期结束需要拉秧时,需要先把束缚在吊绳4300上的茎蔓从吊绳4300上释放出来并使其倒地,以便对其实施收割作业。束缚机关用一段可熔接的软绳闭环完成绑蔓作业的,还可以在束缚机关上设置软绳环破解机关,软绳环破解机关可以用机械切割工艺、或激光切割工艺、或高温熔断工艺断开软绳环,释放出被束缚的茎蔓。
用固蔓器闭环机关束缚茎蔓的,可以给该固蔓器闭环机关赋予固蔓器开环功能,以便把束缚在吊绳4300上的茎蔓从吊绳4300上释放出来并使其倒地。
如图24、图25、图26所示,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是第一蔬菜铲收机械2008。第一蔬菜铲收机械2008至少包括倾倒式离地传送装置2900、根颈剪切装置2901、单向推倒装置2902和中转输送装置2903;
倾倒式离地传送装置2900和单向推倒装置2902对应平行设置,倾倒式离地传送装置2900布置在近地面处,根颈剪切装置2901布置在单向推倒装置2902下方,与倾倒式离地传送装置2900持平,倾倒式离地传送装置2900和中转输送装置2903按传送方向首尾抵接设置,倾倒式离地传送装置2900、根颈剪切装置2901、单向推倒装置2902和中转输送装置2903按作业顺次固定连接于第一蔬菜铲收机械2008的第二机架2200。
根颈剪切装置2901用于把执行切割动作范围的蔬菜根颈切断,单向推倒装置2902随即沿垂直于蔬菜行向方向把离地蔬菜单向推倒至倾倒式离地传送装置2900上,倾倒式离地传送装置2900把接收到的离地蔬菜以倾倒状传送给中转输送装置2903,中转输送装置2903把接收到的离地蔬菜传送至预设的离地蔬菜收集集合处4017。
第一蔬菜铲收机械2008用于铲收立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500。根颈是指立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500地下根与地上茎叶的交界处。立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500种植的行距要适合用第一蔬菜铲收机械2008铲收,即,这两类蔬菜中植株体型较大的蔬菜(大白菜、甘蓝、花椰菜等)要单行稀植,植株体型较细小的蔬菜(芹菜、韭菜、茼蒿等)可以单行密植,行距宽度要能容纳倾倒式离地传送装置2900、根颈剪切装置2901、和单向推倒装置2902进入行间作业。倾倒式离地传送装置2900和单向推倒装置2902同步进入被铲收蔬菜行的左侧行间和右侧行间,被铲收蔬菜处于倾倒式离地传送装置2900和单向推倒装置2902之间,根颈剪切装置2901位于被铲收蔬菜根颈处的右侧和/或右侧,根颈剪切装置2901对被铲收蔬菜的根颈执行从右向左的铲割动作,或者执行左右夹切的铲割动作,或者执行从左向右的铲割动作,或执行从后向前的铲割动作,令被铲收蔬菜根颈断开,单向推倒装置2902随即对被铲收蔬菜的地上茎叶执行从右向左的推倒动作,离地蔬菜随即从直立状态倒伏在倾倒式离地传送装置2900上,被倾倒式离地传送装置2900传送至中转输送装置2903上。
离地传送装置至少包括传送带。当(甘蓝、大白菜、花椰菜等)蔬菜行距较宽,或蔬菜高度较矮,传送带在宽度方向上可以平行于大地;当(芹菜、茼蒿、韭菜等)蔬菜行距较窄,或蔬菜高度较高,传送带在宽度方向上可以倾斜于大地。
单向推倒装置2902至少包括执行推倒动作的竖面推板和令竖面推板在水平方向上做往复运动的执行机关,该执行机关可以是凸轮+弹簧组件或曲轴机关。
根颈剪切装置2901包括一组执行往复运动的锯条,或一组执行旋转运动的锯盘/链锯,该锯盘或锯条或链锯可以从根颈左侧向根颈右测单向切割,也可以从根颈右测向根颈左侧单向切割;
或者,根颈剪切装置2901包括两组执行往复运动的锯条,或两组执行旋转运动的锯盘/链锯,两组锯盘或锯条或链锯组成倒“八”字型,喇叭口向前,两组锯条或链锯对根颈相向切割。
倾倒式离地传送装置2900、根颈剪切装置2901、和单向推倒装置2902可以组成一个作业组,一个作业组执行一行蔬菜的铲收作业,连栋温室3000两排立柱之间作业空间3500里种植多行蔬菜,就需要多个作业组,多个作业组间隔布置在组成横向承载结构1110的联合连接构造1111下方,其中心间隔距离就是被铲蔬菜的行距。
每一个作业组可以匹配一个中转输送装置2903,也可以多个作业组共用一个中转输送装置2903。本申请对中转输送装置2903不做限制。
离地蔬菜收集集合处4017可以设置在本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体上,也可以设置在配合第一蔬菜铲收机械2008执行铲收作业的辅助设备9000上。
用本申请提供的第一蔬菜铲收机械2008铲收的离地叶菜根部向下冠部向上有规律地倾倒在离地传送装置2900上,被中转输送装置2903有规则地传送到离地蔬菜收集集合处4017,这样的话,可以在离地蔬菜收集集合处4017设置“初选-精选-包装-计量-打包”加工设备4019,立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500从连栋温室3000种植状态通过第一蔬菜铲收机械2008的铲收作业可以直接进入蔬菜流通环节的冷链系统。
在连栋温室3000内两排立柱之间的作业空间3500里种植立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500可以布置多行,蔬菜行向与本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000沿第一直线3100的纵向直线行走方向一致。优选的方案是在组成横向承载结构1110的联合连接构造1111上布置的第一蔬菜铲收机械2008的组数和蔬菜行数一致。对于一些体型细小的立叶类蔬菜,定植行距较小,一般25cm左右,这样的话,如果两排立柱之间作业空间3500的距离10m左右,种植立叶类蔬菜的行数为五十行,相应的,需要设置五十组第一蔬菜铲收机械2008。该五十组第一蔬菜铲收机械2008在联合连接构造1111上布置的方式包括以下几种:
第一种方式,沿联合连接构造1111的对角线布置,即,第一组布置在联合连接构造1111的一个角,最后一个布置中在联合连接构造1111沿对角线的另一个角,其余的间隔布置在对角线中部,各组之间的前后间隔距离以互不影响彼此作业为原则。
第二种方式,在竖向承载结构1120之间组成横向承载结构1110的联合连接构造1111下方布置两排,即第一组和第二组之间的前后间隔距离以互不影响彼此作业为原则,第三组和第四组之间的前后间隔距离以互不影响彼此作业为原则,第五组和第六组之间之间的前后间隔距离以互不影响彼此作业为原则,以此类推,奇数组和偶数组分别布置在前后两排线上。
第三种方式,在竖向承载结构1120之间组成横向承载结构1110的联合连接构造1111下方布置三排,即第一组、第二组、和第三组彼此之间的前后间隔距离以互不影响彼此作业为原则,第四组、第五组、和第六组彼此之间的前后间隔距离以互不影响彼此作业为原则,第七组、第八组、和第九组彼此之间的前后间隔距离以互不影响彼此作业为原则,以此类推。
以此类推,还可以有多种方式。
如图27、图28、图29所示,在一些实施例中,作业装置2000的执行机械2100是第二蔬菜铲收机械2009。第二蔬菜铲收机械2009至少包括直立式离地传送装置2904、根颈剪切装置2901和中转输送装置2903,根颈剪切装置2901设置在近地面处,直立式离地传送装置2904设置在根颈剪切装置2901上方,直立式离地传送装置2904和中转输送装置2903按传送方向首尾抵接设置,根颈剪切装置2901、直立式离地传送装置2904和中转输送装置2903按作业顺次固定连接于第二机架2200。
直立式离地传送装置2904包括由两个对应设置的竖向传送带/竖向传送滚轴组成的一组竖向夹持传送机关,竖向夹持传送机关包括喇叭口入料段和平行夹持段,喇叭口入料段位于平行夹持段前端,平行夹持段位于根颈剪切装置2901上方,根颈剪切装置2901在执行切割动作范围的蔬菜时,该范围的蔬菜已经进入到喇叭口入料段,该范围蔬菜的根颈被割断后,随即被平行夹持段夹持住并转移给中转输送装置2903,中转输送装置2903把接收到的离地蔬菜传送至预设的离地蔬菜收集集合处4017。
组成喇叭口入料段和平行夹持段的两个竖向传送带之间的间距可调,以便适应蔬菜型体的大小变化。
第二蔬菜铲收机械2009用于铲收立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500。根颈是指立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500地下根与地上茎叶的交界处。
由于设置有喇叭口入料段向平行夹持段的导入作用,立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500既可以单行种植,也可以采取宽窄行距的双行种植。第二蔬菜铲收机械2009可以铲收植株体型较大的蔬菜(大白菜、甘蓝、花椰菜等),也可以铲收植株体型较细小的蔬菜(芹菜、韭菜、茼蒿等)。单行种植的行距以及宽窄行种植宽行行距的宽度要能容纳直立式离地传送装置2904、根颈剪切装置2901进入行间作业。根颈剪切装置2901位于被铲收蔬菜根颈处的右侧和/或右侧,或后侧,根颈剪切装置2901对被铲收蔬菜的根颈执行从右向左的铲割动作,或者执行左右夹切的铲割动作,或者执行从左向右的铲割动作,或者执行从后向前的铲割动作,令被铲收蔬菜根颈断开,喇叭口入料段把被铲收蔬菜向平行夹持段导入,平行夹持段随即把根颈被铲断的蔬菜地上茎叶加紧,离地蔬菜随即以直立状态被直立式离地传送装置2904传送至中转输送装置2903上。
两个对应设置的竖向传送带/竖向传送滚轴的表层可以设置弹性凹凸面层,既能夹紧蔬菜,又不会夹伤蔬菜,两个对应设置的竖向传送带/竖向传送滚轴之间的间距可以调大也可以调小,以适应夹持体型较大的蔬菜,如甘蓝、大白菜、花椰菜等,也可以夹持体型较细小的蔬菜,如,芹菜、茼蒿、韭菜等。
竖向传送带/竖向传送滚轴上的弹性凹凸面层,可以是可更换的空心气囊凸起,也可以是可更换的实心橡胶突起。对于竖向传送带还可以在竖向传送带环状结构内设置弹簧滚轮组件对传送带的平行夹持段弹性施压。
根颈剪切装置2901包括一组执行往复运动的锯条或链锯,该锯条或链锯可以从根颈左侧向根颈右测单向切割,也可以从根颈右测向根颈左侧单向切割;根颈剪切装置2901包括两组执行往复运动的锯条或链锯,两组锯条或链锯组成倒“八”字型,喇叭口向前,两组锯条或链锯对根颈相向切割。根颈剪切装置2901也可以是可旋转的锯盘组件。
直立式离地传送装置2904和根颈剪切装置2901可以组成一个作业组,一个作业组执行一行蔬菜的铲收作业,连栋温室3000两排立柱之间作业空间3500里种植多行蔬菜,就需要多个作业组,多个作业组间隔布置在组成横向承载结构1110的联合连接构造1111下方。
每一个作业组可以匹配一个中转输送装置2903,也可以多个作业组共用一个中转输送装置2903。本申请对中转输送装置2903不做限制。
离地叶菜收集集合处可以设置在本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000本体上,也可以设置在配合叶菜铲收机械执行铲收作业的辅助设备9000上。
第二蔬菜铲收机械2009铲收的离地蔬菜根部向下冠部向上规律地从喇叭口入料段进入平行夹持段被传送至中转输送装置2903,由中转输送装置2903按预设方案传送到离地蔬菜收集集合处4017。这样的话,可以在离地蔬菜收集集合处4017设置“初选-精选-包装-计量-打包”加工设备4019,立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500从连栋温室3000种植状态通过第二蔬菜铲收机械2009的铲收作业可以直接进入蔬菜流通环节的冷链系统。
由中转输送装置2903传送离地蔬菜的方案包括以下几种:
第一种方式,对于结球类蔬菜4500,中转输送装置2903末端设置结球蔬菜去除外叶-球菜包装-计量贴标-再次转运装置,由再次转运装置把包装好的蔬菜转运至蔬菜收集集合处。
第二种方式,对于立叶类蔬菜,中转输送装置2903末端设置直立叶蔬菜打捆包装-计量贴标-再次转运装置4019,由再次转运装置把包装好的蔬菜转运至蔬菜收集集合处。
在连栋温室3000内两排立柱之间的作业空间3500里种植立叶类蔬菜和结球类蔬菜4500可以布置多行,蔬菜行向与本申请提供的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备10000沿第一直线3100的纵向直线行走方向一致。优选的方案是在组成横向承载结构1110的联合连接构造1111上布置的第二蔬菜铲收机械2009的组数和蔬菜行数一致。对于一些体型细小的立叶类蔬菜,定植行距较小,一般25cm左右,这样的话,如果两排立柱之间作业空间3500的距离10m左右,种植立叶类蔬菜的行数为50行,相应的,需要设置50组第二蔬菜铲收机械2009。该50组叶菜铲收机械在联合连接构造1111上布置的方式包括以下几种:
第一种方式,沿联合连接构造1111的对角线布置,即,第一组布置在联合连接构造1111的一个角,最后一个布置中在联合连接构造1111沿对角线的另一个角,其余的间隔布置在对角线中部,各组之间的前后间隔距离以互补影响彼此作业为原则。
第二种方式,在竖向承载结构1120之间组成横向承载结构1110的联合连接构造1111下方布置两排,即第一组和第二组之间的前后间隔距离以互补影响彼此作业为原则,第三组和第四组之间的前后间隔距离以互补影响彼此作业为原则,第五组和第六组之间之间的前后间隔距离以互补影响彼此作业为原则,以此类推,奇数组和偶数组分别布置在前后两排线上。
第三种方式,在竖向承载结构1120之间组成横向承载结构1110的联合连接构造1111下方布置三排,即第一组、第二组、和第三组彼此之间的前后间隔距离以互补影响彼此作业为原则,第四组、第五组、和第六组彼此之间的前后间隔距离以互补影响彼此作业为原则,第七组、第八组、和第九组彼此之间的前后间隔距离以互补影响彼此作业为原则。以此类推,还可以有多种方式。
本申请实施例还提供一种温室藤蔓类蔬菜4100种植方法,至少包括以下步骤:
第一步,用第一载种器育苗机械2001,或者第二载种器育苗机械2002进行载种器育苗;
第二步,用第一载种器苗定植机械2010,或者用第二载种器苗定植机械2003,或者用第三载种器苗定植机械2004进行载种器苗定植;
第三步,用支撑柱布设机械2006,为藤蔓类蔬菜4100布设引蔓架;
第四步,用绑打摘联合机械2007,为藤蔓类蔬菜4100绑蔓、打杈、摘果。
或者,第一步,用第一载种器苗定植机械2010,或者用第二载种器苗定植机械2003,或者用第三载种器苗定植机械2004对载有藤蔓类蔬菜种子的载种器实施定植作业;
第二步,用支撑柱布设机械2006,为藤蔓类蔬菜4100布设引蔓架;
第三步,用绑打摘联合机械2007,为藤蔓类蔬菜4100绑蔓、打杈、摘果。
本申请实施例还提供一种温室结球类蔬菜4500和立叶类蔬菜种植方法,至少包括以下步骤:
第一步,用第一载种器育苗机械2001,或者,用第二载种器育苗机械2002进行载种器育苗;
第二步,用第一载种器苗定植机械2010,或者用第二载种器苗定植机械2003,或者用第三载种器苗定植机械2004进行载种器苗定植;
第三步,用第一蔬菜铲收机械2008铲收,或者,用第二蔬菜铲收机械2009铲收;
或者,第一步,用播种带布设机械2005在蔬菜种植结构上对载有结球类蔬菜4500或立叶类蔬菜种子的播种带实施布设;
第二步,用第一蔬菜铲收机械2008铲收,或者,用第二蔬菜铲收机械2009铲收。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,包括第一机架、第一移动组件和作业装置;
所述第一机架至少包括横向承载结构和竖向承载结构;所述竖向承载结构用于承载所述横向承载结构,所述竖向承载结构布置在所述横向承载结构的两端,或者,所述竖向承载结构布置在所述横向承载结构的两端和中部;在所述横向承载结构上设有联合连接构造,用于可拆卸地连接所述作业装置;
所述第一移动组件至少包括直线行走机关和切换机关,所述切换机关用于直角调整所述直线行走机关的行进方向,以便所述直线行走机关可以绕温室立柱进行90°转向,从温室内的第一直线上切换至第二直线上行进,或从温室内的第二直线上切换至第一直线上行进;所述直线行走机关和所述切换机关连接于所述竖向承载结构;所述直线行走机关用于承载所述竖向承载结构;
所述作业装置至少包括执行温室蔬菜种植全程作业中各个环节作业的多种执行机械,和与各种执行机械配合使用的第二机架,各种所述执行机械对应连接于与之配合使用的第二机架,所述第二机架可拆卸地连接于所述联合连接构造上;所述联合连接构造通过依次交替更换各种第二机架的方式依次交替更换各种执行机械,以便执行温室蔬菜种植全程作业中各环节的作业;
所述第一机架和所述第一移动组件组成第一联合体,所述第一联合体携带所述作业装置后至少可以在温室内所有第一直线上无障碍穿行,以及在设定位置的第二直线上无障碍穿行。
2.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述直线行走机关包括纵向行走机关和横向行走机关;
所述切换机关包括升降装置;所述纵向行走机关固定连接于所述竖向承载结构,所述升降装置的固定端固定连接于所述竖向承载结构,所述升降装置的活动端固定连接于所述横向行走机关,用于驱动所述横向行走机关向上升起离开地面,同步使所述纵向行走机关着地,或者,用于驱动所述横向行走机关下降并着地,并通过反向作用力作用于所述竖向承载结构,使其升起,同步带动所述纵向行走机关离开地面;
所述横向行走机关用于使所述第一联合体带动所述作业装置沿所述第二直线行进;所述纵向行走机关用于使所述第一联合体带动所述作业装置沿所述第一直线行进。
3.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述直线行走机关可直角转动地连接于所述竖向承载结构,所述直线行走机关设置有直角转向从动组件,所述切换机关固定连接于所述竖向承载结构,所述切换机关设置有直角转向驱动装置,所述直角转向驱动装置连接于所述直角转向从动组件,用于驱动所述直线行走机关原地直角转向,使所述直线行走机关处于纵向行走状态或横向行走状态。
4.根据权利要求3所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述切换机关还设置升降装置,所述升降装置的固定端固定连接于所述竖向承载结构,所述升降装置的活动端相对大地可伸缩地连接于所述升降装置的本体,持续向下伸长所述活动端并着地,利用大地的反作用力能把所述竖向承载结构升起,以减轻对所述直线行走机关的压力,以便所述直角转向驱动装置通过驱动所述直角转向从动组件使所述直线行走机关原地直角转向。
5.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述竖向承载结构是固定高度的定型结构,所述横向承载结构固定连接于所述竖向承载结构的上部,以便使所述第一联合体所携带的所述作业装置获得固定的作业高度。
6.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述竖向承载结构是预设高度的定型结构,所述横向承载结构可变高度地与所述竖向承载结构固定连接,以便使所述第一联合体所携带的所述作业装置获得可变的作业高度;
或者,所述竖向承载结构是预设高度的定型结构,所述横向承载结构通过升降装置与所述竖向承载结构实现可升降连接,所述升降装置的固定端固定连接于所述竖向承载结构,所述升降装置的活动端固定连接于所述横向承载结构,所述横向承载结构随所述升降装置的活动端的升降而升降,以便使所述第一联合体所携带的所述作业装置获得可变的作业高度。
7.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述竖向承载结构的本体是升降装置,所述升降装置的固定端固定连接于所述第一移动组件的直线行走机关,所述升降装置的活动端固定连接于所述横向承载结构,所述横向承载结构随所述升降装置的活动端的升降而升降,以便使所述第一联合体所携带的所述作业装置获得可变的作业高度。
8.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述横向承载结构包括固定承载结构和转动承载结构,所述转动承载结构可转动地连接在所述固定承载结构上,所述联合连接构造设置在所述转动承载结构上;所述固定承载结构用于与所述竖向承载结构连接,所述转动承载结构通过所述联合连接构造与所述作业装置连接,以便把所述作业装置的作业方向调整至与所述第一联合体的行进方向一致。
9.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是第一载种器育苗机械,所述第一载种器育苗机械至少包括载种器转运盘传送装置和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件连接于所述第一载种器育苗机械的第二机架;
所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件配合使用,所述载种器转运盘传送装置能使载种器转运盘从载种器转运盘集合处转移至所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件的抓取作业点,所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件能从所述抓取作业点抓取载种器转运盘,并把该载种器转运盘转移至载种器育苗床上的放置作业点,所述抓取作业点布置在所述载种器转运盘传送装置的本体,或布置在所述第二机架和/或所述第一机架。
10.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是第二载种器育苗机械,所述第二载种器育苗机械至少包括载种器转运盘传送装置和载种器转运盘铺设装置,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘铺设装置按作业顺次连接于所述第二载种器育苗机械的第二机架,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘铺设装置之间配合使用;
所述载种器转运盘传送装置用于接收按预设方式放置在所述载种器转运盘传送装置的本体的载种器转运盘,并把所述载种器转运盘转移至所述载种器转运盘铺设装置;所述载种器转运盘铺设装置设置有坡状传送带,所述坡状传送带的本体位于低位的部位抵接育苗床面,位于高位的部位抵接所述载种器转运盘传送装置,用于接收所述载种器转运盘。
11.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是第一载种器苗定植机械;
所述第一载种器苗定植机械至少包括定植穴开挖机械手臂组件、载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置;所述定植穴开挖机械手臂组件、所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置按作业顺次连接于所述第一载种器苗定植机械的第二机架,所述定植穴开挖机械手臂组件、所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置相互之间配合使用,所述定植穴开挖机械手臂组件用于在定植蔬菜苗的土壤/基质上的放置作业点扒出一个定植穴坑,所述载种器苗传送装置用于把粒状载种器苗从载种器苗集合处按序转移至所述载种器苗抓取植入机械手臂组件实施抓取作业的抓取作业点,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件把该载种器苗从抓取作业点转移至放置作业点的定植穴坑中。
12.根据权利要求11所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述定植穴开挖机械手臂组件中的执行机构包括至少两个相对间隔布置的设有竖面的挡土板和至少两个相对布置的设有竖面的可离合的扒土板,两个扒土板位于两挡土板之间,扒土板的扒土面与挡土板的挡土面垂直,两个挡土板和两个扒土板可升降地连接于所述定植穴开挖机械手臂组件的本体,两个扒土板在两个挡土板之间可聚合靠紧在一起,与两个挡土板组合成H型,也可以水平分离与两个挡土板组合成口型;
所述载种器苗抓取植入机械手臂组件中的执行机构至少包括可张开闭合的夹持结构,所述夹持结构连接于所述载种器苗抓取植入机械手臂组件的本体。
13.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是第二载种器苗定植机械;
所述第二载种器苗定植机械至少包括载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置按作业顺次连接于所述第二载种器苗定植机械的第二机架,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件与所述载种器苗传送装置相互之间配合使用,所述载种器苗传送装置用于把载种器苗从载种器苗集合处按序转移至所述载种器苗抓取植入机械手臂组件的抓取作业点,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件把载种器苗从所述抓取作业点转移至放置作业点,并把所持载种器放置或按压连接于放置作业点的土壤/基质。
14.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是第三载种器苗定植机械;
所述第三载种器苗定植机械至少包括载种器苗抓取植入机械手臂组件;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件连接于所述第三载种器苗定植机械的第二机架;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件从载种器苗集合处抓取载种器苗,并把所持载种器苗放置或按压连接于放置作业点的土壤/基质。
15.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是播种带布设机械;
所述播种带布设机械至少包括播种带引导滚轮组件和播种带铺设滚轮组件,所述播种带引导滚轮组件和所述播种带铺设滚轮组件按作业顺次布置在所述播种带布设机械的第二机架上,所述播种带引导滚轮组件把播种带从播种带集合处转移至所述播种带铺设滚轮组件,所述播种带铺设滚轮组件把播种带从所述播种带引导滚轮组件转移铺设在温室单层平面种植结构上。
16.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是支撑柱布设机械;
所述支撑柱布设机械至少包括支撑柱传送装置和支撑柱布设机械手臂组件,所述支撑柱传送装置和所述支撑柱布设机械手臂组件按作业顺次连接于所述支撑柱布设机械的第二机架,所述支撑柱传送装置用于把支撑柱从支撑柱集合处转移至所述支撑柱布设机械手臂组件的抓取作业点,所述支撑柱布设机械手臂组件能从所述抓取作业点把所述支撑柱抓取转移至放置作业点,并把所述支撑柱连接在所述放置作业点预设的支撑柱连接结构上。
17.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是绑打摘联合机械;
所述绑打摘联合机械至少包括绑蔓机械手臂组件、打杈机械手臂组件和摘收机械手臂组件,所述绑蔓机械手臂组件的本体、所述打杈机械手臂组件的本体和所述摘收机械手臂组件的本体均设有机械臂移动机关,所述绑打摘联合机械的第二机架设有机械臂轨道,所述机械臂移动机关携带该三种组件本体通过所述机械臂轨道可升降移动地连接于所述第二机架;所述打杈机械手臂组件、所述绑蔓机械手臂组件和所述摘收机械手臂组件根据预设程序分别执行打杈、绑蔓、和摘收作业。
18.根据权利要求17所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述打杈机械手臂组件至少包括打杈机械脑和侧枝去除执行机构,所述打杈机械脑至少具有侧枝搜寻功能、侧枝识别功能、侧枝定位功能,所述打杈机械脑和所述侧枝去除执行机构连接于所述打杈机械手臂组件的本体;
所述绑蔓机械手臂组件至少包括绑蔓机械脑、自由蔓抓取-移动执行机构和束缚执行机构;所述绑蔓机械脑至少具有固蔓器搜寻功能、固蔓器识别功能、固蔓器定位功能、自由蔓搜寻功能、自由蔓识别功能、自由蔓定位功能,所述绑蔓机械脑、所述自由蔓抓取-移动执行机构和所述束缚执行机构连接于所述绑蔓机械手臂组件的本体;所述束缚执行机构是固蔓器闭环执行机构;
或者,所述绑蔓机械手臂组件至少包括绑蔓机械脑、自由蔓抓取-移动执行机构和束缚执行机构,所述绑蔓机械脑至少具有吊绳搜寻功能、吊绳识别功能、吊绳定位功能、自由蔓搜寻功能、自由蔓识别功能、自由蔓定位功能;所述绑蔓机械脑、所述自由蔓抓取-移动执行机构和所述束缚执行机构连接于所述绑蔓机械手臂组件的本体;所述束缚执行机构是绑扎执行机构;
或者,所述绑蔓机械手臂组件至少包括绑蔓机械脑和自由蔓抓取-移动执行机构;所述绑蔓机械脑至少具有吊绳搜寻功能、吊绳识别功能、吊绳定位功能、自由蔓搜寻功能、自由蔓识别功能、自由蔓定位功能;所述绑蔓机械脑和所述自由蔓抓取-移动执行机构连接于所述绑蔓机械手臂组件的本体;所述自由蔓抓取-移动执行机构是环绕吊绳执行机构;
所述摘收机械手臂组件至少包括摘收机械脑和适摘果实摘收执行机构;所述摘收机械脑至少具有适摘果实搜寻功能、适摘果实识别功能、适摘果实定位功能;所述摘收机械脑和所述适摘果实摘收执行机构连接于所述摘收机械手臂组件的本体。
19.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是第一蔬菜铲收机械;
所述第一蔬菜铲收机械至少包括倾倒式离地传送装置、根颈剪切装置、单向推倒装置和中转输送装置;
所述倾倒式离地传送装置和所述单向推倒装置对应平行设置,所述倾倒式离地传送装置布置在近地面处,所述根颈剪切装置布置在所述单向推倒装置下方,与所述倾倒式离地传送装置持平,所述倾倒式离地传送装置和所述中转输送装置按传送方向首尾抵接设置,所述倾倒式离地传送装置、所述根颈剪切装置、所述单向推倒装置和所述中转输送装置按作业顺次固定连接于第一蔬菜铲收机械的第二机架;
所述根颈剪切装置用于把执行切割动作范围的蔬菜根颈切断,所述单向推倒装置随即沿垂直于蔬菜行向方向把离地蔬菜单向推倒至所述倾倒式离地传送装置上,所述倾倒式离地传送装置把接收到的离地蔬菜以倾倒状传送给所述中转输送装置,所述中转输送装置把接收到的离地蔬菜传送至预设的离地蔬菜收集集合处。
20.根据权利要求1所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备,其特征在于,所述作业装置的执行机械是第二蔬菜铲收机械;
所述第二蔬菜铲收机械至少包括直立式离地传送装置、根颈剪切装置和中转输送装置,所述根颈剪切装置设置在近地面处,所述直立式离地传送装置设置在所述根颈剪切装置上方,所述直立式离地传送装置和所述中转输送装置按传送方向首尾抵接设置,所述根颈剪切装置、所述直立式离地传送装置和所述中转输送装置按作业顺次固定连接于第二机架;
所述直立式离地传送装置包括由两个对应设置的竖向传送带/竖向传送滚轴组成的一组竖向夹持传送机关,所述竖向夹持传送机关包括喇叭口入料段和平行夹持段,所述喇叭口入料段位于所述平行夹持段前端,所述平行夹持段位于所述根颈剪切装置上方,所述根颈剪切装置在执行切割动作范围的蔬菜时,该范围的蔬菜已经进入到所述喇叭口入料段,该范围蔬菜的根颈被割断后,随即被所述平行夹持段夹持住并转移给所述中转输送装置,所述中转输送装置把接收到的离地蔬菜传送至预设的离地蔬菜收集集合处;
组成所述喇叭口入料段和所述平行夹持段的两个竖向传送带之间的间距可调,以便适应蔬菜型体的大小变化。
21.一种温室藤蔓类蔬菜种植方法,其特征在于,基于权利要求1-20任一项所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备实施,至少包括以下步骤:
第一步,用第一载种器育苗机械,或者第二载种器育苗机械进行载种器育苗,所述第一载种器育苗机械至少包括载种器转运盘传送装置和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件连接于所述第一载种器育苗机械的第二机架,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件配合使用,所述载种器转运盘传送装置能使载种器转运盘从载种器转运盘集合处转移至所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件的抓取作业点,所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件能从所述抓取作业点抓取载种器转运盘,并把该载种器转运盘转移至载种器育苗床上的放置作业点,所述抓取作业点布置在所述载种器转运盘传送装置的本体,或布置在所述第二机架;所述第二载种器育苗机械至少包括载种器转运盘传送装置和载种器转运盘铺设装置,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘铺设装置按作业顺次连接于所述第二载种器育苗机械的第二机架,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘铺设装置之间配合使用,所述载种器转运盘传送装置用于接收按预设方式放置在所述载种器转运盘传送装置的本体的载种器转运盘,并把所述载种器转运盘转移至所述载种器转运盘铺设装置;所述载种器转运盘铺设装置设置有坡状传送带,所述坡状传送带的本体位于低位的部位抵接育苗床面,位于高位的部位抵接所述载种器转运盘传送装置,用于接收所述载种器转运盘;
第二步,用第一载种器苗定植机械,或者用第二载种器苗定植机械,或者用第三载种器苗定植机械进行载种器苗定植,所述第一载种器苗定植机械至少包括定植穴开挖机械手臂组件、载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置;所述定植穴开挖机械手臂组件、所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置按作业顺次连接于所述第一载种器苗定植机械的第二机架,所述定植穴开挖机械手臂组件、所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置相互之间配合使用,所述定植穴开挖机械手臂组件用于在定植蔬菜苗的土壤/基质上的放置作业点扒出一个定植穴坑,所述载种器苗传送装置用于把粒状载种器苗从载种器苗集合处按序转移至所述载种器苗抓取植入机械手臂组件实施抓取作业的抓取作业点,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件把该载种器苗从抓取作业点转移至放置作业点的定植穴坑中;所述第二载种器苗定植机械至少包括载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置按作业顺次连接于所述第二载种器苗定植机械的第二机架,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件与所述载种器苗传送装置相互之间配合使用,所述载种器苗传送装置用于把载种器苗从载种器苗集合处按序转移至所述载种器苗抓取植入机械手臂组件的抓取作业点,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件把载种器苗从所述抓取作业点转移至放置作业点,并把所持载种器放置或按压连接于放置作业点的土壤/基质;组件;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件连接于所述第三载种器苗定植机械的第二机架;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件从载种器苗集合处抓取载种器苗,并把所持载种器苗放置或按压连接于放置作业点的土壤/基质;
第三步,用支撑柱布设机械,为藤蔓类蔬菜布设引蔓架,所述支撑柱布设机械至少包括支撑柱传送装置和支撑柱布设机械手臂组件,所述支撑柱传送装置和所述支撑柱布设机械手臂组件按作业顺次连接于所述支撑柱布设机械的第二机架,所述支撑柱传送装置用于把支撑柱从支撑柱集合处转移至所述支撑柱布设机械手臂组件的抓取作业点,所述支撑柱布设机械手臂组件能从所述抓取作业点把所述支撑柱抓取转移至放置作业点,并把所述支撑柱连接在所述放置作业点预设的支撑柱连接结构上;
第四步,用绑打摘联合机械,为藤蔓类蔬菜绑蔓、打杈、摘果,所述绑打摘联合机械至少包括绑蔓机械手臂组件、打杈机械手臂组件和摘收机械手臂组件,所述绑蔓机械手臂组件的本体、所述打杈机械手臂组件的本体和所述摘收机械手臂组件的本体均设有机械臂移动机关,所述绑打摘联合机械的第二机架设有机械臂轨道,所述机械臂移动机关携带该三种组件本体通过所述机械臂轨道可升降移动地连接于所述第二机架;所述打杈机械手臂组件、所述绑蔓机械手臂组件和所述摘收机械手臂组件根据预设程序分别执行打杈、绑蔓、和摘收作业;
或者,
第一步,用所述第一载种器苗定植机械,或者用所述第二载种器苗定植机械,或者用第三载种器苗定植机械进行载种器定植;
第二步,用所述支撑柱布设机械,为藤蔓类蔬菜布设引蔓架;
第三步,用所述绑打摘联合机械,为藤蔓类蔬菜绑蔓、打杈、摘果。
22.一种温室结球类蔬菜和立叶类蔬菜种植方法,其特征在于,基于权利要求1-20任一项所述的温室蔬菜种植全程作业的一体化装备实施,至少包括以下步骤:
第一步,用第一载种器育苗机械,或者,用第二载种器育苗机械进行载种器育苗,所述第一载种器育苗机械至少包括载种器转运盘传送装置和载种器转运盘抓取放置机械手臂组件,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件连接于所述第一载种器育苗机械的第二机架,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件配合使用,所述载种器转运盘传送装置能使载种器转运盘从载种器转运盘集合处转移至所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件的抓取作业点,所述载种器转运盘抓取放置机械手臂组件能从所述抓取作业点抓取载种器转运盘,并把该载种器转运盘转移至载种器育苗床上的放置作业点,所述抓取作业点布置在所述载种器转运盘传送装置的本体,或布置在所述第二机架;所述第二载种器育苗机械至少包括载种器转运盘传送装置和载种器转运盘铺设装置,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘铺设装置按作业顺次连接于所述第二载种器育苗机械的第二机架,所述载种器转运盘传送装置和所述载种器转运盘铺设装置之间配合使用,所述载种器转运盘传送装置用于接收按预设方式放置在所述载种器转运盘传送装置的本体的载种器转运盘,并把所述载种器转运盘转移至所述载种器转运盘铺设装置;所述载种器转运盘铺设装置设置有坡状传送带,所述坡状传送带的本体位于低位的部位抵接育苗床面,位于高位的部位抵接所述载种器转运盘传送装置,用于接收所述载种器转运盘;
第二步,用第一载种器苗定植机械,或者用第二载种器苗定植机械,或者用第三载种器苗定植机械进行载种器苗定植,所述第一载种器苗定植机械至少包括定植穴开挖机械手臂组件、载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置;所述定植穴开挖机械手臂组件、所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置按作业顺次连接于所述第一载种器苗定植机械的第二机架,所述定植穴开挖机械手臂组件、所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置相互之间配合使用,所述定植穴开挖机械手臂组件用于在定植蔬菜苗的土壤/基质上的放置作业点扒出一个定植穴坑,所述载种器苗传送装置用于把粒状载种器苗从载种器苗集合处按序转移至所述载种器苗抓取植入机械手臂组件实施抓取作业的抓取作业点,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件把该载种器苗从抓取作业点转移至放置作业点的定植穴坑中;所述第二载种器苗定植机械至少包括载种器苗抓取植入机械手臂组件和载种器苗传送装置;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件和所述载种器苗传送装置按作业顺次连接于所述第二载种器苗定植机械的第二机架,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件与所述载种器苗传送装置相互之间配合使用,所述载种器苗传送装置用于把载种器苗从载种器苗集合处按序转移至所述载种器苗抓取植入机械手臂组件的抓取作业点,所述载种器苗抓取植入机械手臂组件把载种器苗从所述抓取作业点转移至放置作业点,并把所持载种器放置或按压连接于放置作业点的土壤/基质;组件;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件连接于所述第三载种器苗定植机械的第二机架;所述载种器苗抓取植入机械手臂组件从载种器苗集合处抓取载种器苗,并把所持载种器苗放置或按压连接于放置作业点的土壤/基质;
第三步,用第一蔬菜铲收机械铲收,或者,用第二蔬菜铲收机械铲收,所述第一蔬菜铲收机械至少包括倾倒式离地传送装置、根颈剪切装置、单向推倒装置和中转输送装置;所述倾倒式离地传送装置和所述单向推倒装置对应平行设置,所述倾倒式离地传送装置布置在近地面处,所述根颈剪切装置布置在所述单向推倒装置下方,与所述倾倒式离地传送装置持平,所述倾倒式离地传送装置和所述中转输送装置按传送方向首尾抵接设置,所述倾倒式离地传送装置、所述根颈剪切装置、所述单向推倒装置和所述中转输送装置按作业顺次固定连接于第一蔬菜铲收机械的第二机架;所述根颈剪切装置用于把执行切割动作范围的蔬菜根颈切断,所述单向推倒装置随即沿垂直于蔬菜行向方向把离地蔬菜单向推倒至所述倾倒式离地传送装置上,所述倾倒式离地传送装置把接收到的离地蔬菜以倾倒状传送给所述中转输送装置,所述中转输送装置把接收到的离地蔬菜传送至预设的离地蔬菜收集集合处;
所述第二蔬菜铲收机械至少包括直立式离地传送装置、根颈剪切装置和中转输送装置,所述根颈剪切装置设置在近地面处,所述直立式离地传送装置设置在所述根颈剪切装置上方,所述直立式离地传送装置和所述中转输送装置按传送方向首尾抵接设置,所述根颈剪切装置、所述直立式离地传送装置和所述中转输送装置按作业顺次固定连接于第二机架;所述直立式离地传送装置包括由两个对应设置的竖向传送带/竖向传送滚轴组成的一组竖向夹持传送机关,所述竖向夹持传送机关包括喇叭口入料段和平行夹持段,所述喇叭口入料段位于所述平行夹持段前端,所述平行夹持段位于所述根颈剪切装置上方,所述根颈剪切装置在执行切割动作范围的蔬菜时,该范围的蔬菜已经进入到所述喇叭口入料段,该范围蔬菜的根颈被割断后,随即被所述平行夹持段夹持住并转移给所述中转输送装置,所述中转输送装置把接收到的离地蔬菜传送至预设的离地蔬菜收集集合处;组成所述喇叭口入料段和所述平行夹持段的两个竖向传送带之间的间距可调,以便适应蔬菜型体的大小变化;
或者,第一步,用播种带布设机械播种,所述播种带布设机械至少包括播种带引导滚轮组件和播种带铺设滚轮组件,所述播种带引导滚轮组件和所述播种带铺设滚轮组件按作业顺次布置在所述播种带布设机械的第二机架上,所述播种带引导滚轮组件把播种带从播种带集合处转移至所述播种带铺设滚轮组件,所述播种带铺设滚轮组件把播种带从所述播种带引导滚轮组件转移铺设在温室单层平面种植结构上;
第二步,用所述第一蔬菜铲收机械铲收,或者,用所述第二蔬菜铲收机械铲收。
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