CN117716876A - 蔬菜采收模块、蔬菜采收设备、蔬菜采收方法、机械化种植系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业机械领域,具体而言,涉及一种蔬菜采收模块、蔬菜采收设备、蔬菜采收方法、机械化种植系统和方法。包括菜体夹持机构、根颈切割机构、截取机架及蔬菜收纳机构;菜体夹持机构及根颈切割机构位于截取机架的一侧,蔬菜收纳机构位于截取机架背离菜体夹持机构的一侧;菜体夹持机构包括夹具及机械夹臂,机械夹臂的两端分别与夹具及截取机架连接;根颈切割机构包括切具和切具臂,切具臂的两端分别与切具及截取机架连接,且切具位于夹具的下方;蔬菜收纳机构设置有收纳空间,收纳空间在翻转豁口处连接于截取机架,用于收集菜体夹持机构投送的蔬菜。蔬菜采收模块能够连续地进行蔬菜的采收,且能够提高蔬菜的采收效率,并降低采收损耗。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械领域,具体而言,涉及一种蔬菜采收模块、蔬菜采收设备、蔬菜采收方法、机械化种植系统和方法。
背景技术
茎球类蔬菜(如菜苔、莴笋、甘蓝和菜花等)的机械化采收采用连续盲采作业工艺,即,不是针对一个个个体菜体的精准截取,而是成片随机截断,群体混合收取,然后再一个个地精准分拣打包。存在的问题是,随机截断、混合收取及精准分拣打包过程中,损耗大,效率低。
发明内容
本发明的目的包括,例如,提供了一种蔬菜采收模块、蔬菜采收设备、方法、机械化种植系统和方法,其能够连续地进行蔬菜的采收,且能够提高蔬菜的采收效率,并降低采收损耗。
本发明的实施例可以这样实现:
第一方面,本发明提供一种蔬菜采收模块,蔬菜采收模块包括菜体夹持机构、根颈切割机构、截取机架及蔬菜收纳机构;
截取机架竖向设置,菜体夹持机构及根颈切割机构位于截取机架的一侧,蔬菜收纳机构位于截取机架背离菜体夹持机构的一侧;截取机架配置有翻转豁口,翻转豁口用于供菜体夹持机构通过,以便抵达蔬菜收纳机构;
菜体夹持机构包括夹具及机械夹臂,机械夹臂的两端分别与夹具及截取机架连接;
根颈切割机构包括切具和切具臂,切具臂的两端分别与切具及截取机架连接,且切具位于夹具的下方;
蔬菜收纳机构设置有收纳空间,收纳空间在翻转豁口处连接于截取机架,用于收集菜体夹持机构投送的蔬菜。
在可选的实施方式中,蔬菜采收模块还包括与截取机架连接的第一平移机构,机械夹臂用于与截取机架连接的一端与第一平移机构连接,第一平移机构用于驱动机械夹臂沿垂直于蔬菜采收模块的作业行进方向的方向运动。
在可选的实施方式中,机械夹臂包括夹具臂、翻转臂、夹具臂前后翻转关节和翻转臂前后翻转关节;
夹具连接于夹具臂一端,夹具臂另一端通过夹具臂前后翻转关节连接于翻转臂一端,翻转臂的另一端通过翻转臂前后翻转关节连接于截取机架。
在可选的实施方式中,机械夹臂还包括辅臂,辅臂的一端连接于第一平移机构,辅臂的另一端与翻转臂用于与截取机架连接的一端连接;
或,机械夹臂还包括辅臂和辅臂前后翻转关节,翻转臂前后翻转关节连接于辅臂的一端,辅臂的另一端连接于辅臂前后翻转关节,辅臂前后翻转关节连接于第一平移机构。
在可选的实施方式中,蔬菜收纳机构还包括与截取机架连接的菜捆托架、束缚件供给部、束缚件牵拉部、束缚件紧固部及束缚件截断部;
束缚件供给部用于释放束缚件;束缚件牵拉部和束缚件供给部配合使用,以使束缚件形成收纳空间;束缚件牵拉部、束缚件供给部、束缚件紧固部和束缚件截断部配合使用,以将收纳空间内的蔬菜束缚成菜捆,菜捆托架用于支撑该菜捆。
第二方面,本发明提供一种蔬菜采收设备,蔬菜采收设备包括总成机架、多个菜捆竖向转运模块以及多个上述的蔬菜采收模块;
多个蔬菜采收模块通过其截取机架上部与所述总成机架并排间隔连接,用于在总成机架下方进行蔬菜采收作业,每个菜捆竖向转运模块均与一个蔬菜采收模块对应,且从所述蔬菜采收模块的蔬菜收纳机构所在侧与所述总成机架并排连接,每个菜捆竖向转运模块均用于把对应的蔬菜收纳机构中的菜捆转移至所述总成机架上方。
在可选的实施方式中,蔬菜采收设备包括第二平移机构,第二平移机构包括平移轨道和悬吊平移机组;平移轨道伸长方向按目标蔬菜种植预设行向布置,平移轨道从下方连接于总成机架;悬吊平移机组可滑动地连接于平移轨道;截取机架悬吊连接于悬吊平移机组;
菜捆竖向转运模块从第二平移机构后部连接于总成机架。
在可选的实施方式中,蔬菜采收设备还包括至少一个菜捆横向输送机构,菜捆横向输送机构布置在总成机架上部;
每个菜捆竖向转运模块均包括第一竖向机架、竖向链轮机构、竖向链条、升降托盘、菜捆装盘机构及菜捆卸盘机构;
第一竖向机架从菜捆横向输送机构外侧连接于总成机架,竖向链轮机构至少包括两个间隔设置的链轮,两个链轮均与第一竖向机架连接,竖向链条套设于链轮,升降托盘连接于竖向链条;
菜捆装盘机构均对应一个菜捆竖向转运模块,且每个菜捆装盘机构均位于对应的蔬菜收纳机构的上方,并连接于第一竖向机架和总成机架中的至少一个,其用于将收纳空间中的菜捆转移至升降托盘;
菜捆卸盘机构均对应一个菜捆竖向转运模块,菜捆卸盘机构用于将对应的菜捆竖向转运模块输送的菜捆转移至菜捆横向输送机构,菜捆横向输送机构用于将接收的菜捆转移至预设集中点。
在可选的实施方式中,蔬菜采收设备还包括至少一个菜捆横向输送机构,菜捆横向输送机构布置在总成机架上部;
每个菜捆竖向转运模块均包括第二竖向机架、竖向轨道、升降机构、菜捆夹持机构;
第二竖向机架从菜捆横向输送机构外侧连接于总成机架,竖向轨道连接于第二竖向机架,升降机构可升降运动地连接于竖向轨道,菜捆夹持机构连接于升降机构,用于随升降机构下降抓取收纳空间的菜捆,再随升降机构上升释放菜捆于菜捆横向输送机构,菜捆横向输送机构用于将接收的菜捆转移至预设集中点。
在可选的实施方式中,蔬菜采收设备还包括门式行走调转机架及旋转吊柱机组;
门式行走调转机架包括悬吊机架梁和行走调转机组,悬吊机架梁和行走调转机组围合成旋转空间;行走调转机组布置于悬吊机架梁至少相对的两侧,且用于带动悬吊机架梁至少沿第一方向或第二方向运动,第一方向与第二方向垂直;
旋转吊柱机组布置在旋转空间,其上端可转动地连接于悬吊机架梁,下端连接于总成机架,蔬菜采收设备悬吊容纳在旋转空间内,旋转吊柱机组用于驱动总成机架的转动。
第三方面,本发明提供一种蔬菜采收方法,采用上述的蔬菜采收设备实现,包括:
第一次启动行走调转机组沿第一方向向前移动,蔬菜采收设备在门式行走调转机架的拖带下,在现有作业带上沿蔬菜采收作业方向向前移动,进行蔬菜采收作业,直到抵达第一作业终点;
第二次启动行走调转机组沿第二方向移动,将蔬菜采收设备转移至另一个作业带上,启动旋转吊柱机组,180度旋转蔬菜采收设备的作业方向;
第三次启动行走调转机组再沿第一方向向后移动,蔬菜采收设备在门式行走调转机架的拖带下,沿与上一个作业带上蔬菜采收作业方向相反的方向进行蔬菜采收作业,直到抵达第二作业终点;
第四次启动行走调转机组再沿第二方向移动,将蔬菜采收设备转移至再另一个作业带上,再次启动旋转吊柱机组,再次180度旋转蔬菜采收设备的作业方向;
重复上述步骤,直至采收作业结束。
在可选的实施方式中,将蔬菜采收设备转移至另一个作业带上,并调整蔬菜采收设备的作业方向的步骤包括:
先启动旋转吊柱机组转动,使蔬菜采收设备转动180度;再启动行走调转机组向左或向右移动,蔬菜采收设备在门式行走调转机架的拖带下,转移至另一个作业带上;
或,先启动行走调转机组向左或向右移动,蔬菜采收设备在门式行走调转机架的拖带下,转移至另一个作业带上;启动旋转吊柱机组转动,使蔬菜采收设备转动180度。
第四方面,本发明提供一种机械化种植系统,机械化种植系统包括种子定距布放单元以及上述的蔬菜采收设备;
种子定距布放单元包括多个种子线材定距布放机构及多个成卷的种子线材定距结构,目标蔬菜种子按种植预设的株距固定在种子线材定距结构上;种子线材定距布放机构与蔬菜采收设备中的蔬菜采收模块一一对应布置在总成机架上,多个种子线材定距结构与多个种子线材定距布放机构一一对应连接;
或,种子定距布放单元包括种子面材定距布放机构及种子面材定距结构;种子面材定距布放机构布置在总成机架上,种子面材定距结构连接于种子面材定距布放机构,种子面材定距结构包括多行种子,多行种子与蔬菜采收模块一一对应。
第五方面,本发明提供一种机械化种植方法,采用如前述实施方式的机械化种植系统实现,包括:
启动门式行走调转机架中的行走调转机组,使种子线材定距布放机构位于预设初始位置;按目标蔬菜种植预设行距把种子线材定距结构布放到预设栽培床;
或,启动门式行走调转机架中的行走调转机组,使种子面材定距结构布放机构位于预设初始位置;将种子面材定距结构布放到预设栽培床。
本发明实施例的有益效果包括:
该蔬菜采收模块包括菜体夹持机构、根颈切割机构、截取机架及蔬菜收纳机构;截取机架竖向设置,菜体夹持机构及根颈切割机构位于截取机架的一侧,蔬菜收纳机构位于截取机架背离菜体夹持机构的一侧;截取机架配置有翻转豁口,翻转豁口用于供菜体夹持机构通过,以便抵达蔬菜收纳机构;菜体夹持机构包括夹具及机械夹臂,机械夹臂的两端分别与夹具及截取机架连接;根颈切割机构包括切具和切具臂,切具臂的两端分别与切具及截取机架连接,且切具位于夹具的下方;蔬菜收纳机构包括收纳空间,收纳空间在翻转豁口处连接于截取机架,用于收集菜体夹持机构投送的蔬菜。蔬菜采收模块能够连续地进行蔬菜的精准采收,且能够提高蔬菜的精准采收效率,并降低采收损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,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发明的某些实施例,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为本发明实施例中一种蔬菜采收模块第一视角的结构示意图;
图2为本发明实施例中组成蔬菜采收模块的一种蔬菜截取组件的结构示意图;
图3为本发明实施例中一种蔬菜采收模块第二视角的结构示意图;
图4为本发明实施例中一种蔬菜采收模块第三视角的结构示意图;
图5为本发明其他实施例中蔬菜采收模块第一视角的结构示意图;
图6为本发明实施例中蔬菜采收设备第一视角的结构示意图;
图7为本发明实施例中蔬菜采收设备第二视角的结构示意图;
图8为本发明实施例中蔬菜采收设备第三视角的结构示意图;
图9为本发明实施例中门式行走调转机架及旋转吊柱机组的结构示意图;
图10为本发明实施例中蔬菜采收设备第一视角的使用状态示意图;
图11为本发明实施例中蔬菜采收设备第二视角的使用状态示意图;
图12为本发明实施例中机械化种植系统的结构示意图;
图13为本发明其他实施例中机械化种植系统的结构示意图;
图14为本发明其他实施例中蔬菜采收设备的侧视图。
图标:100-蔬菜截取组件;101-切具;102-切具臂;103-夹具;104-夹具臂;105-翻转臂;106-夹具臂前后翻转关节;107-翻转臂前后翻转关节;108-辅臂;109-辅臂前后翻转关节;110-菜体夹持机构;120-根颈切割机构;1301-翻转豁口;130-截取机架;140-第一平移机构;200-蔬菜采收模块;2011-卷放器;2012-束缚件自由端;2013-膜材束缚件;201-束缚件;210-蔬菜收纳机构;211-收纳空间;212-菜捆托架;213-束缚件供给部;214-束缚件牵拉部;215-束缚件紧固部;216-束缚件截断部;220-第二平移机构;221-平移轨道;222-悬吊平移机组;300-蔬菜采收设备;301-旋转吊柱连接构造;310-总成机架;320-菜捆竖向转运模块;321-第一竖向机架;322-竖向链轮机构;323-竖向链轮;324-竖向链条;325-升降托盘;326-第二竖向机架;327-竖向轨道;328-升降机构;329-菜捆夹持机构;330-菜捆装盘机构;340-菜捆横向输送机构;350-菜捆卸盘机构;360-菜箱输送机构;370-菜捆装箱工位;380-菜箱暂存平台;400-门式行走调转机架;401-旋转轮廓;402-蔬菜采收模块与菜捆竖向转运模块布置区;403-旋转空间;410-悬吊机架梁;420-行走调转机组;500-旋转吊柱机组;600-机械化种植系统;610-种子线材定距结构;620-种子线材定距布放机构;630-种子面材定距结构;640-种子面材定距布放机构。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
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。
在本发明的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。
此外,若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1-图5,本实施例提供了一种蔬菜采收模块200,蔬菜采收模块200包括菜体夹持机构110、根颈切割机构120、截取机架130及蔬菜收纳机构210;
截取机架130竖向设置,菜体夹持机构110及根颈切割机构120位于截取机架130的一侧,蔬菜收纳机构210位于截取机架130背离菜体夹持机构110的一侧;截取机架130配置有翻转豁口1301,翻转豁口1301用于供菜体夹持机构110通过,以便抵达蔬菜收纳机构210;
菜体夹持机构110包括夹具103及机械夹臂,机械夹臂的两端分别与夹具103及截取机架130连接;
根颈切割机构120包括切具101和切具臂102,切具臂102的两端分别与切具101及截取机架130连接,且切具101位于夹具103的下方;
蔬菜收纳机构210设置有收纳空间211,收纳空间211在翻转豁口1301处连接于截取机架130,用于收集菜体夹持机构110投送的蔬菜。
请参考图1-图5,该蔬菜采收模块200的工作原理是:
该蔬菜采收模块200中的菜体夹持机构110、根颈切割机构120及截取机架130共同形成蔬菜截取组件100;而菜体夹持机构110包括夹具103及机械夹臂,机械夹臂的两端分别与夹具103及截取机架130连接;根颈切割机构120包括切具101和切具臂102,切具臂102的两端分别与切具101及截取机架130连接,且切具101位于夹具103的下方;
其中,菜体夹持机构110及根颈切割机构120均与截取机架130连接,菜体夹持机构110用于夹持待截取的蔬菜的根茎或其他位置,根颈切割机构120则用于将被夹持的蔬菜切断,而且被菜体夹持机构110夹持的蔬菜被根颈切割机构120切断后,菜体夹持机构110还可以将分离后的蔬菜转移至预设位置(收纳空间211);
具体的,为实现上述的蔬菜的夹持以及将分离后的蔬菜转移至预设位置,故,菜体夹持机构110包括夹具103及机械夹臂,机械夹臂的两端分别与夹具103及截取机架130连接,其中,夹具103用于进行蔬菜的夹持步骤,而机械夹臂则用于带动夹具103在空间内变换位置,从而使得夹具103运动至可夹持蔬菜的位置或运动至可将分离后的蔬菜投送至预设位置的位置;因此,在设置机械夹臂时,可以根据夹持蔬菜的位置以及将蔬菜投送至预设位置的位置而对机械夹臂进行适应设置,从而使得夹具103可在前述的两个位置间变换位置,以满足使用的需求;
而根颈切割机构120包括切具101和切具臂102,切具臂102的两端分别与切具101及截取机架130连接,且切具101位于夹具103的下方;切具101用于将蔬菜被夹具103夹持的部分与其根茎部分切断,从而能够分离蔬菜,基于此,在切具101进行切断工作时,为使得切具101能够对根茎进行切断,故,可以通过切具臂102的运动从而调整切具101的位置,以使得切具101的位置与被夹具103夹持的蔬菜的位置相对应,以便精确完成切断工作;
需要说明的是,由上述内容可知,在进行蔬菜的截取工作时,需要夹具103及切具101相互配合,从而完成蔬菜的夹持、切断以及投送工作,因此,在配置机械夹臂以及切具臂102时,可以根据实际的应用需求以及蔬菜的种类,以及夹具103和切具101的活动范围,对机械夹臂及切具臂102的空间自由度进行适应性设置,即,可以采用调整配置的活动关节以及活动结构的方式,使得机械夹臂及切具臂102能够满足使用的需求;
由此,该蔬菜截取组件100能够在采收的过程中,通过前述的结构完成对蔬菜的夹持、切断以及投送,从而能够连续地进行蔬菜的精准采收,且能够提高蔬菜的精准采收效率,并降低采收损耗。
在上述的蔬菜截取组件100的基础上,该蔬菜采收模块200还包括蔬菜收纳机构210;蔬菜收纳机构210与截取机架130连接,且位于截取机架130背离菜体夹持机构110的一侧;蔬菜收纳机构210包括收纳空间211,收纳空间211用于收集菜体夹持机构110投送的蔬菜。
该蔬菜采收模块200用于进行蔬菜的采收以及收纳,其包括前述的可进行蔬菜截取的蔬菜截取组件100,以及用于接收蔬菜截取组件100截取的蔬菜收纳机构210;其中,在配置蔬菜收纳机构210时,采用的是蔬菜收纳机构210位于截取机架130背离菜体夹持机构110的一侧,由此,在菜体夹持机构110夹持的蔬菜被切断后,便可在机械夹臂的作用下,使得夹具103通过翻转豁口1301运动至截取机架130背离菜体夹持机构110的一侧,并通过释放蔬菜的方式,将蔬菜投送至蔬菜收纳机构210中,而由于蔬菜收纳机构210包括收纳空间211,因此,可以通过收纳空间211收集多个蔬菜,以在采收过程中,进行连续的采收和收纳。
而且截取机架130竖向设置,菜体夹持机构110及根颈切割机构120位于截取机架130的一侧;截取机架130配置有翻转豁口1301,翻转豁口1301用于供菜体夹持机构110通过。这样设置方式,通过将菜体夹持机构110及根颈切割机构120设置于截取机架130的一侧,而在截取机架130的另一侧则用于接收菜体夹持机构110投送的蔬菜,而且为避免在机械夹臂带动夹具103相对于截取机架130运动的过程中,为避免机械夹臂及夹具103与截取机架130发生干涉,故在截取机架130配置有翻转豁口1301。
需要说明的是,一个蔬菜收纳机构210可以对应一个蔬菜截取组件100,其目的是对每一个蔬菜截取组件100所截取的菜体进行精准收纳,即,按菜体个数收纳,或按菜体重量收纳,或按菜体码放方式收纳,以便于定量打包或定型打包,以便于直接供应不同需求的客户。如,对于公共食堂所需的菜体,可以设置较大容积的收纳空间211;对于家庭所需菜体,可以设置较小容积的收纳空间211。
进一步地,在本实施例中,在进行蔬菜采收的过程中,为便于将蔬菜截取组件100调整至合适的夹持以及切断蔬菜的位置,蔬菜截取组件100还可以包括与截取机架130连接的第一平移机构140,机械夹臂用于与截取机架130连接的一端与第一平移机构140连接,第一平移机构140用于驱动机械夹臂沿垂直于蔬菜截取组件100的作业行进方向的方向运动,因此,在上述的机械夹臂及切具臂102可分别带动夹具103及切具101调整位置外,还可以通过第一平移机构140相对截取机架130的位置进行调整,从而快速调整夹具103及切具101的位置。而且第一平移机构140能使夹具103、夹具臂104、翻转臂105、夹具臂前后翻转关节106和翻转臂前后翻转关节107在垂直于所在二维空间的方向上向左或向右往复平移,以便夹具103能把各次夹持的自由蔬菜在预设空间里按序码放成预设的立方体。
基于上述内容,请参照图1-图5,在本实施例中,在设置机械夹臂时,为使得机械夹臂能够在空间中具备多个活动自由度,因此,机械夹臂包括夹具臂104、翻转臂105、夹具臂前后翻转关节106和翻转臂前后翻转关节107;夹具103连接于夹具臂104一端,夹具臂104另一端通过夹具臂前后翻转关节106连接于翻转臂105一端,翻转臂105的另一端通过翻转臂前后翻转关节107连接于截取机架130。由此,在通过机械夹臂调整夹具103的位置时,便可通过夹具臂前后翻转关节106和翻转臂前后翻转关节107的运动,使得夹具臂104和翻转臂105在空间内运动,进而调整夹具103的位置;
其外,在上述的机械夹臂的结构基础上,在本发明的其他实施例中,机械夹臂还可以包括辅臂108,辅臂108的一端连接于第一平移机构140,辅臂108的另一端与翻转臂105用于与截取机架130连接的一端连接;或,机械夹臂还包括辅臂108和辅臂前后翻转关节109,翻转臂前后翻转关节107连接于辅臂108的一端,辅臂108的另一端连接于辅臂前后翻转关节109,辅臂前后翻转关节109连接于第一平移机构140。即,在本实施例中,可以通过增设活动关节的方式,从而扩大机械夹臂的可活动范围。需要说明的是,不同球类蔬菜种植的株距差别很大,有些球类蔬菜种植的比较稀疏(如大型甘蓝),设置辅臂108以及辅臂前后翻转关节109的目的是扩大菜体夹持机构110的前后翻转运动范围,以适应对较大株距蔬菜实施夹持作业。
在配置蔬菜收纳机构210时,蔬菜收纳机构210包括与截取机架130连接的菜捆托架212、束缚件供给部213、束缚件牵拉部214、束缚件紧固部215及束缚件截断部216;束缚件供给部213用于释放束缚件201;束缚件牵拉部214和束缚件供给部213配合使用,以使束缚件201形成收纳空间211;束缚件牵拉部214、束缚件供给部213、束缚件紧固部215和束缚件截断部216配合使用,以将收纳空间211内的蔬菜束缚成菜捆,菜捆托架212用于支撑该菜捆。需要说明的是,菜捆托架212是用于承载自由蔬菜重量的,束缚件201可以是线材束缚件201(如线绳或绑带),也可以是膜材束缚件2013(如薄膜),还可以是网材束缚件201(如发泡网等);使用不同的束缚件201捆绑菜体,蔬菜收纳机构210用到的束缚件供给部213、束缚件牵拉部214、束缚件紧固部215和束缚件截断部216相应的不同;束缚件供给部213包括束缚件201和卷放器2011,束缚件201一端固接在卷放器2011,束缚件201可以成卷设置在束缚件供给部213,束缚件供给部213与束缚件牵拉部214配合,束缚件牵拉部214能夹持束缚件自由端2012从束缚件供给部213上释放出来一定的长度,该长度的束缚件201中部向下凹陷形成收纳空间211,或收纳空间211是被自由蔬菜下压形成;由于有菜捆托架212兜底,每捆蔬菜所用束缚件201的长度是受限定的。对于茎类蔬菜,可以是把多个单个菜体码放在收纳空间211里,用束缚件201捆绑成菜捆。对于球类蔬菜,可以是把单个菜体投放在收纳空间211里,用束缚件201捆绑成菜捆。
综上,该蔬菜采收模块200在采收的过程中,切具101和夹具103在对目标蔬菜执行夹持固定和根颈截断作业时上下相对,菜体夹持机构110和根颈切割机构120依靠截取机架130在蔬菜截取作业方向(如图中标记A所示)上可向前或向后同步移动;
而夹具臂前后翻转关节106和翻转臂前后翻转关节107配合使用,能使夹具臂104和翻转臂105在所在二维空间向前或向后作往复翻转运动,夹具103能随夹具臂104和翻转臂105向后的翻转运动把所夹持的已经被截取的自由蔬菜向后转移并释放到预设空间,即,截取机架130的另一侧,并且,能随夹具臂104和翻转臂105向前的翻转运动重回执行夹持目标蔬菜作业的待机状态。
需要说明的是,本实施例提供的蔬菜截取组件100是基于目标蔬菜种植行处于预设直线上的前提下执行截取作业的,即蔬菜截取组件100与蔬菜种植工艺是深度融合配合使用的。由于目标蔬菜种植行在一条直线上,当截取机架130携带着菜体夹持机构110和根颈切割机构120沿目标蔬菜种植行对准目标蔬菜向前移动时,必然会触及本行上的各目标蔬菜个体,菜体夹持机构110和根颈切割机构120也是配合使用的,在作业顺序上是先执行夹持动作再执行切割动作。
而截取机架130是竖向构件,具有设定的高度,其高度范围足以容纳菜体夹持机构110、根颈切割机构120和蔬菜收纳机构210,也能容纳菜体夹持机构110前后翻转的运动范围,为了不妨碍菜体夹持机构110前后翻转,截取机架130设置有翻转豁口1301,翻转豁口1301可以是“口形”的,也可以是“L形”的。
根颈切割机构120的切具101至少包括圆锯机构或带锯机构,所用动力可以自带也可以外供,不作限制;切具臂102可以是定尺杆件,也可以是伸缩杆件,伸缩杆件可以是液压缸杆机构或齿轮齿条机构等,还可以是剪叉式伸缩机构,伸缩杆件所需动力可自带也可以外供。
菜体夹持机构110的夹具103夹持蔬菜体的方式至少包括两大类:第一类是横向推进式夹具103,即,夹具103开口向前,从蔬菜体侧部合围夹持,对于菜苔和莴笋等茎类蔬菜,可以从菜体中部实施横向夹持;第二类是竖向下沉式夹具103,即,夹具103开口向下,从蔬菜体顶部合围夹持,对于甘蓝和菜花等球类蔬菜,可以从花球或叶球上部向下实施竖向夹持。
用于菜苔采收的菜体夹持机构110,由于单个菜苔花茎重量很轻,所用到的夹具103、夹具臂104、翻转臂105以及夹具臂前后翻转关节106和翻转臂前后翻转关节107的截面相应较小;用于莴笋采收的菜体夹持机构110,由于莴笋茎杆单个重量比单个菜苔花茎的重量重,所用到的夹具103、夹具臂104、翻转臂105以及夹具臂前后翻转关节106和翻转臂前后翻转关节107的截面相应较前者大,以此类推。
横向推进式夹具103执行夹持动作的方式至少包括两种:第一种方式是等距移动夹持,这是基于目标蔬菜是按预设的固定的等距离的株距种植的前提下实施的夹持作业,比如,种植菜苔的株距均按15厘米的等距离种植,这样的话,每次夹具103被向前移动15厘米,目标蔬菜必然会准确地处于夹具103执行夹持作业的范围,必然会被夹具103捕捉到。一旦捕捉到即可启动切具101,就会把目标蔬菜在被夹持固定的状态下在根颈处截断,成为自由蔬菜。第二种方式是移动触感夹持,当夹具103向目标蔬菜(如菜苔)靠近时,首先会触及目标蔬菜的外围叶片,而后会触及目标蔬菜的茎杆,外围叶片和茎杆对夹具103的阻力是不同的,可以根据夹具103得到的阻力信息判断是否该行使夹持动作以及是否该启动切具101。
为了避免损伤菜体,可以在夹具103上设置弹性构造实现夹持功能,弹性构造至少包括气囊结构、或海绵结构、或橡胶结构等。夹具103可以是液压剪叉式开合工艺,也可以是气囊冲泄气式开合工艺。菜体夹持机构110的夹具臂104和翻转臂105可以是定尺杆件,也可以是伸缩杆件,伸缩杆件可以是液压缸杆机构或齿轮齿条机构等,还可以是剪叉式伸缩机构。夹具臂前后翻转关节106和翻转臂前后翻转关节107可以是液压杠杆推拉机构,也可以是齿轮旋转推拉机构,不作具体限制。菜体夹持机构110及其各组成部所需动力可以自带也可以外供。
本实施例提供的蔬菜截取组件100是用于组装茎类蔬菜(如菜苔、莴笋)和球类蔬菜(如菜花、甘蓝)采收设备的独立单元,要求这些蔬菜的种植过程是规范化的,这些蔬菜在采收时被夹具103抓取的部位是有规律地处于二维空间上,因此,夹具臂前后翻转关节106和翻转臂前后翻转关节107只要能在二维空间向前或向后转动即可,就能使夹具臂104和翻转臂105在所在二维空间向前或向后作往复翻转运动,那么夹具103能随夹具臂104和翻转臂105向后的翻转运动把所夹持的自由蔬菜向后转移并释放到收纳空间211,并且,能随夹具臂104和翻转臂105向前的翻转运动重回执行夹持目标蔬菜作业的待机状态。
需要说明的是,要被采收的处于生长在栽培床(土壤栽培的栽培床为大地,无土栽培的栽培床是定植槽)上的蔬菜为目标蔬菜,被切具101截断根颈的目标蔬菜变为自由蔬菜,本申请的根颈是指被采收菜体与其根部之间的过渡部位,具体部位根据目标蔬菜的市场消费需求确定,即不是植物学定义。夹具103抓取的自由蔬菜被夹具臂104和翻转臂105向后翻转后能被放置在预设的收纳空间211中,如果自由蔬菜是花球类或叶球类蔬菜,可以对单个花球/叶球进行打包处理,以便于保鲜运输,这样的话,就不需要第一平移机构140做左右平移往复运动。但对于菜苔那样的细小菜体进行单个打包效率很低,需要多个菜体有规律码放成堆打包成捆,即,打包成捆就需要有序码放。第一平移机构140设置的技术目的就是实现有规律码放,以便码放成预设的堆形后再打包成捆。
当一些蔬菜偏离目标蔬菜种植行所在直线,且,菜体夹持机构110本体上设置有目标蔬菜搜寻、识别和定位装置时,第一平移机构140可以辅助菜体夹持机构110本体左右移位以便捕捉偏离种植行线的目标蔬菜。第一平移机构140可以用液压缸杆机构,也可以用齿轮齿条机构,不作限制,所需动力可自带也可以外供,如果用液压缸杆机构,缸体固接在截取机架130,其顶杆做伸缩平移部,如果用齿轮齿条机构,齿轮固接于截取机架130,齿条做伸缩平移部。
基于上述的蔬菜采收模块200,请参照图1-图11,并结合图14,本实施例还提供一种蔬菜采收设备300,蔬菜采收设备300包括总成机架310、多个菜捆竖向转运模块320以及多个上述的蔬菜采收模块200;
多个蔬菜采收模块200及多个菜捆竖向转运模块320均与总成机架310连接,多个蔬菜采收模块200通过其截取机架130上部与总成机架310并排间隔连接,用于在总成机架310下方进行蔬菜采收作业,即,多个蔬菜采收模块200在总成机架310下方一字排开间隔布置,通过截取机架130的翻转豁口1301旁边的上部与总成机架310连接,每个菜捆竖向转运模块320均与一个蔬菜采收模块200对应,且从蔬菜采收模块200的蔬菜收纳机构210所在侧与总成机架310并排连接,相应地,多个菜捆竖向转运模块320一字排开间隔布置,分布在蔬菜采收模块200的蔬菜收纳机构210所在一侧,且每个菜捆竖向转运模块320均用于把对应的蔬菜采收模块200形成的菜捆从蔬菜收纳机构210中转移至所述总成机架310上部。
其中,该蔬菜采收设备300用于进行蔬菜的采收,而在采收过程中,通过上述的蔬菜采收模块200进行采收,而采收后的蔬菜在投送至蔬菜收纳机构210中暂存,随后,便可通过对应的菜捆竖向转运模块320进行转运;在此过程中,每个蔬菜采收模块200采收的蔬菜均可通过对应的菜捆竖向转运模块320进行转运,从而能够提高转运以及采收的效率。
在配置菜捆竖向转运模块320时,每个菜捆竖向转运模块320均包括第一竖向机架321、竖向链轮机构322、竖向链条324及升降托盘325;第一竖向机架321连接于总成机架310,竖向链轮机构322至少包括两个间隔设置的竖向链轮323,两个竖向链轮323均与第一竖向机架321连接,竖向链条324套设于竖向链轮323,升降托盘325连接于竖向链条324。由此,通过第一竖向机架321上的竖向链轮机构322带动竖向链条324运动,便可带动升降托盘325升降,由此,便可通过这样的方式,对蔬菜采收模块200输送至升降托盘325进行转运,而在本实施例中,采用的是升降转运的方式,在本发明的其他实施例中,还可以采用其他方向的转运方式。为使得蔬菜采收模块200中的蔬菜能够输送至升降托盘325中,故,蔬菜采收设备300还包括多个菜捆装盘机构330;每个菜捆装盘机构330均对应一个菜捆竖向转运模块320,且每个菜捆装盘机构330均位于对应的蔬菜收纳机构210的上方,并连接于第一竖向机架321和总成机架310中的至少一个,其用于将收纳空间211中的菜捆转移至升降托盘325。
为了节约人力,蔬菜采收设备300还包括多个菜捆卸盘机构350及至少一个菜捆横向输送机构340;每个菜捆卸盘机构350均对应一个菜捆竖向转运模块320,菜捆卸盘机构350用于将对应的菜捆竖向转运模块320输送的菜捆从升降托盘325中转移至菜捆横向输送机构340,菜捆横向输送机构340用于将接收的菜捆转移至预设集中点。
蔬菜采收设备300还包括至少一个菜捆横向输送机构340,菜捆横向输送机构340布置在总成机架310上部;每个菜捆竖向转运模块320均包括第二竖向机架326、竖向轨道327、升降机构328、菜捆夹持机构329;第二竖向机架326从菜捆横向输送机构340外侧连接于总成机架310,竖向轨道327连接于第二竖向机架326,升降机构328可升降运动地连接于竖向轨道327,菜捆夹持机构329连接于升降机构328,用于随升降机构328下降抓取收纳空间211的菜捆,再随升降机构328上升释放菜捆于菜捆横向输送机构340,菜捆横向输送机构340用于将接收的菜捆转移至预设集中点。另外,总成机架310上部除了菜捆横向输送机构340、菜箱输送机构360、菜捆装箱工位370、旋转吊柱连接构造301占据的面积外,其余面积可用于菜箱暂存平台380。
在上述结构的基础上,请参照图1-图11,并结合图14,在本实施例中,蔬菜采收设备300还包括第二平移机构220,第二平移机构220包括平移轨道221和悬吊平移机组222;平移轨道221伸长方向按目标蔬菜种植预设行向布置,悬吊平移机组222可滑动地连接于平移轨道221;截取机架130悬吊连接于悬吊平移机组222。由此,通过这样的设置方式,便可通过第二平移机构220带动截取机架130沿目标蔬菜种植预设行向运动,从而调整其相对位置,并且这样的设置方式,便可结合第一平移机构140及第二平移机构220,使得蔬菜截取组件100沿目标蔬菜种植预设行向运动或与其垂直的方向运动,进而能够提高采收的精准度以及采收的效率。需要说明的是,蔬菜采收模块200需要搭载在预设的可移动平台下才可发挥其使用功能,在具体使用中,蔬菜采收模块200要完成夹持固定和根颈切割动作后,还要完成向后翻转码放和向前翻转待机这两个动作,而完成这两个动作也需要一个时间段,在这个时间段内,蔬菜采收模块200要沿着蔬菜种植行向从一个目标蔬菜向前移动到相邻另一个目标蔬菜附近,当目标蔬菜种植的株距较大时,蔬菜采收模块200从一个目标蔬菜前移到下一个目标蔬菜附近所经历的时间足以完成后两个动作,这样的话,蔬菜采收模块200实际上是处于连续前移运动状态中的,这种情况下,搭载蔬菜采收模块200的预设的可移动平台以预设的速度可以连续向前移动,蔬菜采收模块200也正常可以完成对目标蔬菜的截取和打包作业。但是,对于茎类蔬菜而言,其种植株距较小(如小于20厘米),在这样短的距离内,很难要求搭载蔬菜采收模块200的预设的可移动平台频繁地起步——停车,当该平台连续向前移动的速度难以降低时,蔬菜采收模块200从一个目标蔬菜前移至下一个目标蔬菜历时很短,菜体夹持机构110要以极快的速度才能完成向后翻转码放——向前翻转待机这两个动作,这就要求菜体夹持机构110具备相应的高速运行的质量性能,相应地实现起来难度较大。
为了解决上述问题,设置了第二平移机构220,蔬菜采收模块200本体可以在第二平移机构220上根据需要灵活地前后运动或停滞。平移轨道221设置有长度,在平移轨道221长度范围内存在多个较小株距的目标蔬菜,搭载蔬菜采收模块200的预设的可移动平台可以每前移一个平移轨道221长度的距离后停车,等待蔬菜采收模块200依靠悬吊平移机组222在平移轨道221上交替地运动——停滞来依次完成对一个平移轨道221长度范围内的多个目标蔬菜的采收作业后,该预设的可移动平台再次启动向前移动另一个平移轨道221长度的距离后再次停车。以此类推。悬吊平移机组222所需动力可自带也可外供。
需要说明的是,蔬菜采收设备300需要与预设的设备配合使用,才能用于蔬菜采收作业,且被采收的蔬菜种植行的行距与蔬菜采收模块200在蔬菜采收设备300本体上的间隔距离是一一对应的,即,蔬菜需要按预设的规范化行距要求种植,以便蔬菜采收设备300就位后,各个蔬菜采收模块200与目标蔬菜行一一对应。
在执行蔬菜采收作业时,蔬菜采收设备300在预设设备的携带下,每进行一趟蔬菜采收作业,可同时采收多行规范化种植的目标蔬菜。在采收作业中,每一行目标蔬菜需要匹配一组以下模块:即,一个蔬菜采收模块200和一个菜捆竖向转运模块320,一组中的蔬菜采收模块200和菜捆竖向转运模块320依据蔬菜采收作业各环节的顺序相互配合使用,把目标蔬菜截断成自由蔬菜、打包成捆、向上竖向转运至菜捆横向输送机构340、转运至预设的集中点集中装箱;目标蔬菜种植行是间隔开的,各个蔬菜采收模块200和菜捆竖向转运模块320和目标蔬菜种植行一一对应,并相应地间隔布置在总成机架310上的,总成机架310长度足以容纳各个蔬菜采收模块200和菜捆竖向转运模块320。
总成机架310设置了长度,相应地也要设置高度,以便阻止总成机架310中部向下弯曲,在具体实践中,总成机架310的承重结构可以用立体桁架结构。蔬菜采收设备300的总成机架310设置了宽度,以便布置菜捆横向输送机构340和菜箱暂存平台380,菜箱暂存平台380用于菜箱临时存放。总成机架310还可以设置可升降的着地支撑机构,用于闲置时依靠大地支撑,以便降低闲置时期的管护成本。着地机构可以是可伸缩的支撑机构,如液压机构,也可以是滚轮组等。基于前述内容,在本实施例中,为提高蔬菜采收设备300的采收效率,故,蔬菜采收设备300还包括门式行走调转机架400及旋转吊柱机组500;门式行走调转机架400包括悬吊机架梁410和行走调转机组420,悬吊机架梁410和行走调转机组420围合成旋转空间403,且形成有蔬菜采收模块与菜捆竖向转运模块布置区402;行走调转机组420布置于悬吊机架梁410至少相对的两侧,且用于带动悬吊机架梁410至少沿第一方向或第二方向运动,第一方向与第二方向垂直;
旋转吊柱机组500布置在旋转空间403,其上端可转动地连接于悬吊机架梁410,下端连接于总成机架310,蔬菜采收设备300悬吊容纳在旋转空间403内,旋转吊柱机组500用于驱动总成机架310携带着蔬菜采收设备300本体的转动。
悬吊机架梁410在左右方向上设置有长度,在上下方向上设置有高度,行走调转机组420至少包括两套,两套分别对应第一方向及第二方向,行走调转机组420布置于悬吊机架梁410在长度方向上的两端,并把悬吊机架梁410支撑于设定高度,悬吊机架梁410及其两端的行走调转机组420合围形成旋转空间403,行走调转机组420具有承载着悬吊机架梁410沿前后方向移动的功能,也具有沿左右方向移动的功能;旋转吊柱机组500布置在旋转空间403,其上端可转动地连接于悬吊机架梁410的中部,下端连接于总成机架310中部,蔬菜采收设备300能被悬吊容纳在旋转空间403内,可随旋转吊柱机组500的转动做180度无障碍旋转,以便反向改变蔬菜截取作业方向;
由此,通过上述的结构设置,便可通过行走调转机组420带动悬吊机架梁410至少沿第一方向或第二方向运动,第一方向与第二方向垂直,且第一方向与第二方向中的一个为蔬菜截取作业方向,进而能够在蔬菜采收设备300进行采收作业的过程中,调动门式行走调转机架400进行换向,而旋转吊柱机组500布置在旋转空间403,其上端可转动地连接于悬吊机架梁410,下端连接于总成机架310中部,蔬菜采收设备300能被悬吊容纳在旋转空间内403,可随旋转吊柱机组500的转动做180度无障碍旋转,以便反向改变蔬菜截取作业方向,其旋转轮廓401限制在旋转空间403内,因此,通过旋转吊柱机组500驱动总成机架310的转动,能够带动总成机架310进行换向,从而带动蔬菜采收设备300中的多个蔬菜采收模块200。还设置了旋转吊柱机组500,该机组布置在旋转空间403,其上端可转动地连接于悬吊机架梁410的中部,下端连接于总成机架310。
基于上述的蔬菜采收设备300,请参照图1-图11,本实施例还提供一种蔬菜采收方法,采用上述的蔬菜采收设备300实现,包括:
第一次启动行走调转机组420沿第一方向向前移动,蔬菜采收设备300在门式行走调转机架400的拖带下,在现有作业带上沿蔬菜截取作业方向向前移动,进行蔬菜采收作业,直到抵达第一作业终点(如图11中标记B所示);
第二次启动行走调转机组420沿第二方向移动,将蔬菜采收设备300转移至另一个作业带上,启动旋转吊柱机组500,180度旋转蔬菜采收设备300的作业方向;
第三次启动行走调转机组420再沿第一方向向后移动,蔬菜采收设备300在门式行走调转机架400的拖带下,沿与上一个作业带上蔬菜截取作业方向相反的方向进行蔬菜采收作业,直到抵达第二作业终点(如图11中标记C所示);
第四次启动行走调转机组420再沿第二方向移动,将蔬菜采收设备300转移至再另一个作业带上,再次启动旋转吊柱机组500,再次180度旋转蔬菜采收设备300的作业方向;
重复上述步骤,直至采收作业结束。
其中,将蔬菜采收设备300转移至另一个作业带上,并调整蔬菜采收设备300的作业方向的步骤包括:
先启动旋转吊柱机组500转动,使蔬菜采收设备300转动180度;再启动行走调转机组420向左或向右移动,蔬菜采收设备300在门式行走调转机架400的拖带下,转移至另一个作业带上;
或,先启动行走调转机组420向左或向右移动,蔬菜采收设备300在门式行走调转机架400的拖带下,转移至另一个作业带上;启动旋转吊柱机组500转动,使蔬菜采收设备300转动180度。
需要说明的是,基于蔬菜采收设备300的蔬菜采收方法在进行蔬菜采收作业时,都是按不同的作业带一趟一趟地有序推进的;当一趟作业进行到第一作业终点(菜田一端)时,就要转移到下一趟沿与上一趟作业方向相反的方向继续进行作业,这就需要蔬菜采收设备300行进到一趟的第一作业终点时转弯掉头,以便切换到另一趟作业带朝反方向继续作业。
对蔬菜采收设备300的使用方法不同,使蔬菜采收设备300在作业终点调转作业方向的方式相应不同,例如:可以给蔬菜采收设备300配套自走轮组机构,由自走轮组机构携带蔬菜采收设备300实施蔬菜采收作业,到达作业终点时,自走轮组机构自行转弯掉头;可以把蔬菜采收设备300通过液压悬挂机构安装在预设机车头部实施蔬菜采收作业,达到作业终点时,蔬菜采收设备300随机车转弯掉头而转弯掉头;可以给蔬菜采收设备300配套非自走轮组机构,用牵引机车牵引蔬菜采收设备300实施蔬菜采收作业,到达作业终点时,由牵引机车牵引蔬菜采收设备300转弯掉头;上述方法中,蔬菜采收设备300在作业终点转弯掉头都需要供转弯掉头的活动空间,在地面上都需要转弯半径,在转弯半径内的蔬菜会被碾压。如果菜田布置在连栋温室内,由于温室立柱(如图11中标记D所示)的阻碍,转弯掉头难度更大。而本实施例通过门式行走调转机架400和旋转吊柱机组500配合使用,很好地解决了这个问题,由此,通过门式行走调转机架400和旋转吊柱机组500配合使用,便可在行走调转机组420向前移动时,蔬菜采收设备300处于采收作业状态;行走调转机组420左右移动时,蔬菜采收设备300处于转场待机状态。转场前或转场后,蔬菜采收设备300转动180度,即可沿与上一趟作业方向相反的方向继续进行作业。这个过程不需要供转弯掉头的活动空间,在地面上也不需要转弯半径,蔬菜采收设备300调转作业方向时不会碾压蔬菜。
旋转吊柱机组500可以设置一定的高度,以便在总成机架310和悬吊机架梁410之间形成高度空间,使菜箱暂存平台380上可以存放较多的菜箱。
基于上述的蔬菜采收设备300,请参照图12-图13,本实施例还提供一种机械化种植系统600,机械化种植系统600包括种子定距布放单元以及上述的蔬菜采收设备300;
种子定距布放单元包括多个种子线材定距布放机构620及多个成卷的种子线材定距结构610,目标蔬菜种子按种植预设的株距固定在种子线材定距结构610上;种子线材定距布放机构620与蔬菜采收设备300中的蔬菜采收模块200一一对应布置在总成机架310上,多个种子线材定距结构610与多个种子线材定距布放机构620一一对应连接;
或,种子定距布放单元包括种子面材定距布放机构640及种子面材定距结构630;种子面材定距布放机构640布置在总成机架310上,种子面材定距结构630连接于种子面材定距构布放机构,种子面材定距结构630包括多行种子,多行种子与蔬菜采收模块200一一对应。
基于上述的机械化种植系统600,本实施例还提供一种机械化种植方法,采用上述的机械化种植系统600实现,包括:
启动门式行走调转机架400中的行走调转机组420,使种子线材定距布放机构620位于预设初始位置;按目标蔬菜种植预设行距把种子线材定距结构610布放到预设栽培床;
或,启动门式行走调转机架400中的行走调转机组420,使种子面材定距结构630布放机构位于预设初始位置;将种子面材定距结构630布放到预设栽培床。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种蔬菜采收模块,其特征在于:
所述蔬菜采收模块包括菜体夹持机构、根颈切割机构、截取机架及蔬菜收纳机构;
所述截取机架竖向设置,所述菜体夹持机构及根颈切割机构位于所述截取机架的一侧,所述蔬菜收纳机构位于所述截取机架背离所述菜体夹持机构的一侧;所述截取机架配置有翻转豁口,所述翻转豁口用于供所述菜体夹持机构通过,以便抵达所述蔬菜收纳机构;
所述菜体夹持机构包括夹具及机械夹臂,所述机械夹臂的两端分别与所述夹具及所述截取机架连接;
所述根颈切割机构包括切具和切具臂,所述切具臂的两端分别与所述切具及所述截取机架连接,且所述切具位于所述夹具的下方;
所述蔬菜收纳机构设置有收纳空间,所述收纳空间在所述翻转豁口处连接于截取机架,用于收集所述菜体夹持机构投送的蔬菜。
2.根据权利要求1所述的蔬菜采收模块,其特征在于:
所述蔬菜采收模块还包括与所述截取机架连接的第一平移机构,所述机械夹臂用于与所述截取机架连接的一端与所述第一平移机构连接,所述第一平移机构用于驱动所述机械夹臂沿垂直于所述蔬菜采收模块的作业行进方向的方向运动。
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的蔬菜采收模块,其特征在于:
所述机械夹臂包括夹具臂、翻转臂、夹具臂前后翻转关节和翻转臂前后翻转关节;
所述夹具连接于所述夹具臂一端,所述夹具臂另一端通过所述夹具臂前后翻转关节连接于所述翻转臂一端,所述翻转臂的另一端通过所述翻转臂前后翻转关节连接于所述截取机架。
4.根据权利要求3所述的蔬菜采收模块,其特征在于:
所述机械夹臂还包括辅臂,所述辅臂的一端连接于第一平移机构,所述辅臂的另一端与所述翻转臂用于与所述截取机架连接的一端连接;
或,所述机械夹臂还包括辅臂和辅臂前后翻转关节,所述翻转臂前后翻转关节连接于所述辅臂的一端,所述辅臂的另一端连接于所述辅臂前后翻转关节,所述辅臂前后翻转关节连接于所述第一平移机构。
5.根据权利要求1所述的蔬菜采收模块,其特征在于:
所述蔬菜收纳机构包括与所述截取机架连接的菜捆托架、束缚件供给部、束缚件牵拉部、束缚件紧固部及束缚件截断部;
所述束缚件供给部用于释放束缚件;所述束缚件牵拉部和束缚件供给部配合使用,以使所述束缚件形成所述收纳空间;所述束缚件牵拉部、束缚件供给部、束缚件紧固部和束缚件截断部配合使用,以将所述收纳空间内的蔬菜束缚成菜捆,所述菜捆托架用于支撑该菜捆。
6.一种蔬菜采收设备,其特征在于:
所述蔬菜采收设备包括总成机架、多个菜捆竖向转运模块以及多个如权利要求5所述的蔬菜采收模块;
多个所述蔬菜采收模块通过其截取机架上部与所述总成机架并排间隔连接,用于在总成机架下方进行蔬菜采收作业,每个所述菜捆竖向转运模块均与一个所述蔬菜采收模块对应,且从所述蔬菜采收模块的蔬菜收纳机构所在侧与所述总成机架并排连接,每个所述菜捆竖向转运模块均用于把对应的蔬菜收纳机构中的菜捆转移至所述总成机架上方。
7.根据权利要求6所述的蔬菜采收设备,其特征在于:
所述蔬菜采收设备包括第二平移机构,所述第二平移机构包括平移轨道和悬吊平移机组;所述平移轨道伸长方向按目标蔬菜种植预设行向布置,所述平移轨道从下方连接于所述总成机架;所述悬吊平移机组可滑动地连接于所述平移轨道;所述截取机架悬吊连接于所述悬吊平移机组;
所述菜捆竖向转运模块从所述第二平移机构后部连接于所述总成机架。
8.根据权利要求7所述的蔬菜采收设备,其特征在于:所述蔬菜采收设备还包括至少一个菜捆横向输送机构,所述菜捆横向输送机构布置在所述总成机架上部;
每个所述菜捆竖向转运模块均包括第一竖向机架、竖向链轮机构、竖向链条、升降托盘、菜捆装盘机构及菜捆卸盘机构;
所述第一竖向机架从所述菜捆横向输送机构外侧连接于总成机架,所述竖向链轮机构至少包括两个间隔设置的链轮,两个所述链轮均与所述第一竖向机架连接,所述竖向链条套设于所述链轮,所述升降托盘连接于竖向链条;
所述菜捆装盘机构均对应一个所述菜捆竖向转运模块,且每个所述菜捆装盘机构均位于对应的所述蔬菜收纳机构的上方,并连接于所述第一竖向机架和所述总成机架中的至少一个,其用于将收纳空间中的菜捆转移至所述升降托盘;
所述菜捆卸盘机构均对应一个所述菜捆竖向转运模块,所述菜捆卸盘机构用于将对应的所述菜捆竖向转运模块输送的所述菜捆转移至菜捆横向输送机构,所述菜捆横向输送机构用于将接收的菜捆转移至预设集中点。
9.根据权利要求7所述的蔬菜采收设备,其特征在于:
所述蔬菜采收设备还包括至少一个菜捆横向输送机构,所述菜捆横向输送机构布置在所述总成机架上部;
每个所述菜捆竖向转运模块均包括第二竖向机架、竖向轨道、升降机构、菜捆夹持机构;
所述第二竖向机架从所述菜捆横向输送机构外侧连接于总成机架,所述竖向轨道连接于第二竖向机架,升降机构可升降运动地连接于竖向轨道,菜捆夹持机构连接于升降机构,用于随升降机构下降抓取收纳空间的菜捆,再随升降机构上升释放菜捆于菜捆横向输送机构,所述菜捆横向输送机构用于将接收的菜捆转移至预设集中点。
10.根据权利要求8和9所述的蔬菜采收设备,其特征在于:
所述蔬菜采收设备还包括门式行走调转机架及旋转吊柱机组;
所述门式行走调转机架包括悬吊机架梁和行走调转机组,所述悬吊机架梁和行走调转机组围合成旋转空间;所述行走调转机组布置于所述悬吊机架梁至少相对的两侧,且用于带动所述悬吊机架梁至少沿第一方向或第二方向运动,所述第一方向与所述第二方向垂直;
所述旋转吊柱机组布置在所述旋转空间,其上端可转动地连接于所述悬吊机架梁,下端连接于所述总成机架,所述蔬菜采收设备悬吊容纳在所述旋转空间内,所述旋转吊柱机组用于驱动所述总成机架的转动。
11.一种蔬菜采收方法,采用如权利要求10所述的蔬菜采收设备实现,其特征在于,包括:
第一次启动行走调转机组沿第一方向向前移动,所述蔬菜采收设备在门式行走调转机架的拖带下,在现有作业带上沿蔬菜采收作业方向向前移动,进行蔬菜采收作业,直到抵达第一作业终点;
第二次启动行走调转机组沿第二方向移动,将所述蔬菜采收设备转移至另一个作业带上,启动旋转吊柱机组,180度旋转所述蔬菜采收设备的作业方向;
第三次启动所述行走调转机组再沿第一方向向后移动,所述蔬菜采收设备在所述门式行走调转机架的拖带下,沿与上一个作业带上蔬菜采收作业方向相反的方向进行蔬菜采收作业,直到抵达第二作业终点;
第四次启动行走调转机组再沿第二方向移动,将所述蔬菜采收设备转移至再另一个作业带上,再次启动旋转吊柱机组,再次180度旋转所述蔬菜采收设备的作业方向;
重复上述步骤,直至采收作业结束。
12.根据权利要求11所述的蔬菜采收方法,其特征在于:
将所述蔬菜采收设备转移至另一个作业带上,并调整所述蔬菜采收设备的作业方向的步骤包括:
先启动旋转吊柱机组转动,使所述蔬菜采收设备转动180度;启动所述行走调转机组向左或向右移动,所述蔬菜采收设备在所述门式行走调转机架的拖带下,转移至另一个作业带上;
或,先启动所述行走调转机组向左或向右移动,所述蔬菜采收设备在所述门式行走调转机架的拖带下,转移至另一个作业带上;再启动旋转吊柱机组转动,使所述蔬菜采收设备转动180度。
13.一种机械化种植系统,其特征在于:
所述机械化种植系统包括种子定距布放单元以及如权利要求10中所述的蔬菜采收设备;
所述种子定距布放单元包括多个种子线材定距布放机构及多个成卷的种子线材定距结构,目标蔬菜种子按种植预设的株距固定在所述种子线材定距结构上;所述种子线材定距布放机构与所述蔬菜采收设备中的蔬菜采收模块一一对应布置在所述总成机架上,多个所述种子线材定距结构与多个种子线材定距布放机构一一对应连接;
或,所述种子定距布放单元包括种子面材定距布放机构及种子面材定距结构;所述种子面材定距布放机构布置在所述总成机架上,所述种子面材定距结构连接于所述种子面材定距布放机构,所述种子面材定距结构包括多行种子,多行种子与所述蔬菜采收模块一一对应。
14.一种机械化种植方法,采用如权利要求13所述的机械化种植系统实现,其特征在于,包括:
启动门式行走调转机架中的行走调转机组,使所述种子线材定距布放机构位于预设初始位置;按目标蔬菜种植预设行距把种子线材定距结构布放到预设栽培床;
或,启动所述门式行走调转机架中的行走调转机组,使种子面材定距结构布放机构位于预设初始位置;将种子面材定距结构布放到预设栽培床。
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