CN218417362U - 根茎作物采收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种根茎作物采收装置，包括：转移机械手、分离机构、根茎切除机构、第一输送线、抓取机械手和套框堆叠机构；转移机械手用于将分离机构分离出的携带根茎作物的套框转运至与根茎切除机构对接；根茎切除机构包括第二输送线、切根铰刀组和切根升降驱动装置，切根升降驱动装置用于驱动第二输送线降落，使得套框上根茎作物的根部落入切根铰刀组进行切除；第一输送线与第二输送线对接，待第一输送线上的根茎作物被抓取机械手抓取并转移出去后，套框能够被输送至套框堆叠机构上进行堆叠。本实用新型实现了作物分离、转运、切根、抓取及叠框的全自动采收作业，降低人工劳动强度，提高生产效率，且不会对作物造成损伤。

Description

根茎作物采收装置

技术领域

本实用新型涉及农作物收获技术领域，特别涉及一种根茎作物采收装置。

背景技术

对于一些采用培养容器（诸如培养瓶）进行栽培的作物（蔬菜、食用菌等），为了便于搬运及管理，往往都是将多个培养容器放置在一个载料框内，并且在培养容器顶部装设套框，让作物从套框上的碗口向上生长。目前，针对于此种培育方式完成后的作物往往都是以人工进行采收，导致生产效率非常低下，而且人工采收容易对作物造成损伤，不利于作物的销售及储存。因此，如何实现对栽培的作物进行自动采收以代替人工作业是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种根茎作物采收装置，以克服现有对栽培的作物以人工方式进行采收导致生产效率低下及容易对作物造成损伤的缺陷。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种根茎作物采收装置，包括用于培育根茎作物的若干培养容器，若干所述培养容器以阵列方式布置在载料框内，且若干所述培养容器的顶部放置有套框，所述套框上设置有供根茎作物向外伸出的若干碗口；根茎作物采收装置还包括转移机械手、分离机构、根茎切除机构、第一输送线、抓取机械手和套框堆叠机构；所述转移机械手用于将所述分离机构分离出的携带根茎作物的所述套框转运至与所述根茎切除机构对接；所述根茎切除机构包括第二输送线、切根铰刀组和切根升降驱动装置，所述第二输送线用于承接来自所述转移机械手转运的携带根茎作物的所述套框，所述切根升降驱动装置用于驱动所述第二输送线降落，并能够使得所述套框上根茎作物的根部落入所述切根铰刀组；所述第一输送线与所述第二输送线对接，用于承接来自所述第二输送线输送的所述套框，所述抓取机械手用于抓取所述第一输送线上所述套框中的根茎作物；所述套框堆叠机构与所述第一输送线对接，用于承接来自所述第一输送线输送的所述套框。

作为本实用新型的进一步改进，所述转移机械手包括第一支架、安装在所述第一支架上的转移升降驱动装置、以及与所述转移升降驱动装置连接的托载机构，所述托载机构设置有两个可相对移动的第一托板以及两个可相对移动的第二托板，两个所述第一托板用于托载所述载料框；两个所述第二托板处于两个所述第一托板的上方，用于托载所述套框。

作为本实用新型的进一步改进，所述分离机构包括叉杆以及与所述叉杆连接的无杆气缸，所述无杆气缸用于驱动所述叉杆插入若干所述培养容器与所述套框之间的空隙中。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一输送线具有平行分布的两个第一输送链条，所述套框的两侧边能够分别搭载在两个所述第一输送链条上；所述第一输送线的输送末端设置有第一止挡机构，所述第一止挡机构用于对所述第一输送线上输送到位的所述套框进行止挡。

作为本实用新型的进一步改进，两个所述第一输送链条中间的下方位置安装有顶升机构，所述顶升机构设置有一可上下移动的顶板，所述顶板上阵列设置有与所述套框上的所述碗口一一对应的顶块。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二输送线具有平行分布的两个第二输送链条，所述套框的两侧边能够分别搭载在两个所述第二输送链条上；所述第二输送线的输送末端设置有第二止挡机构，所述第二止挡机构用于对所述第二输送线上输送到位的所述套框进行止挡。

作为本实用新型的进一步改进，所述切根铰刀组设置在两个所述第二输送链条中间的下方，其包括与所述套框上的所述碗口一一对应的若干套筒、位于所述套筒内的铰刀以及驱动所述铰刀旋转的切根驱动电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述根茎切除机构还包括下压机构，所述下压机构设置在所述第二输送线的上方，并与所述切根铰刀组上下相对；所述下压机构设置有一可上下移动的柔性压块，所述柔性压块用于在切根时压附在根茎作物的顶部。

作为本实用新型的进一步改进，所述抓取机械手包括第二支架、安装在所述第二支架上的横移驱动装置、以及与所述横移驱动装置连接的夹爪机构，所述夹爪机构设置有可相对运动的两个夹持板，两个所述夹持板彼此相对的一侧面上均排列设置有多个夹持杆。

作为本实用新型的进一步改进，所述套框堆叠机构包括堆叠升降驱动装置以及与所述堆叠升降驱动装置连接的堆叠平台。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种根茎作物采收装置，通过转移机械手将分离机构分离出的携带根茎作物的套框转运至与根茎切除机构对接，根茎切除机构承接来自转移机械手转运的套框，并对其上的根茎作物进行切根，之后再输送至第一输送线上，待第一输送线上的根茎作物被抓取机械手抓取并转移出去后，套框再由第一输送线输送至套框堆叠机构上进行堆叠，进而实现了作物分离、转运、切根、抓取及叠框的全自动采收作业，降低了人工劳动强度，大大提高了生产效率，而且不会对作物造成损伤。

附图说明

图1为本实用新型根茎作物采收装置的立体图；

图2为本实用新型根茎作物采收装置中转移机械手的立体图；

图3为本实用新型根茎作物采收装置中根茎切除机构及第一输送线的立体图；

图4为本实用新型根茎作物采收装置中根茎切除机构及第一输送线另一视角的立体图；

图5为本实用新型根茎作物采收装置中抓取机械手的立体图；

图6为本实用新型根茎作物培育所使用的培养容器、载料框及套框的立体图。

结合附图，作以下说明：

1、培养容器；2、载料框；3、套框；31、碗口；4、转移机械手；41、第一支架；42、转移升降驱动装置；43、托载机构；431、第一托板；432、第二托板；5、分离机构；51、叉杆；52、无杆气缸；6、根茎切除机构；61、第二输送线；611、第二输送链条；612、第二止挡机构；62、切根铰刀组；621、套筒；622、铰刀；623、切根驱动电机；63、切根升降驱动装置；64、柔性压块；7、第一输送线；71、第一输送链条；72、第一止挡机构；73、顶板；8、抓取机械手；81、第二支架；82、横移驱动装置；83、夹持板；84、夹持杆；9、套框堆叠机构；91、堆叠平台。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

参阅图1至图6，本实用新型提供一种根茎作物采收装置，包括机架、转移机械手4、分离机构5、根茎切除机构6、第一输送线7、抓取机械手8和套框堆叠机构9。以图1为参照，分离机构5、根茎切除机构6、第一输送线7、套框堆叠机构9自右向左依次装设于机架上。

需要说明的是，本申请采收装置所采收的根茎作物是培育在培养容器1中的，且若干培养容器1以阵列方式布置在载料框2内（如图6所示）；同时，还在若干培养容器1的顶部放置有套框3，套框3一一对应于每个培养容器1的端口均设置有碗口31，碗口31自上至下直径逐渐缩小；根茎作物穿过套框3上的碗口31向上生长。由于作物培育完成后，其上部一般是向外发散的，这样，在将套框3从培养容器1顶部向上提起时，能够通过碗口31携带作物一同脱离培养容器1。

参阅图1和图2，转移机械手4往复运动于分离机构5和根茎切除机构6之间，用于将分离机构5分离出的携带根茎作物的套框3转运至与根茎切除机构6对接。转移机械手4包括处于机架一侧的龙门型第一支架41、安装在第一支架41上的转移升降驱动装置42、以及由转移升降驱动装置42驱动做升降运动的托载机构43。转移升降驱动装置42包括转移升降电机，转移升降电机固定在第一支架41的横梁上，且其输出轴上安装有第一齿轮；第一支架41的横梁上还滑动安装有一沿竖直方向分布的吊装支架，该吊装支架上沿竖直方向固定有第一齿条，且第一齿条与第一齿轮啮合。托载机构43安装在吊装支架上，转移升降电机驱动第一齿轮转动，并通过第一齿条带动吊装支架及托载机构43上下移动。

其中，吊装支架呈音叉形状。托载机构43设置有两个可相对移动的第一托板431以及两个可相对移动的第二托板432，两个第一托板431和两个第二托板432均呈L型。两个第一托板431分别安装在吊装支架下段的两个杆部，且相对设置，两个第一托板431分别由各自上连接的气缸驱动彼此相对靠近或远离，用于托载或松开载料框2。两个第二托板432同样分别安装在吊装支架的两个杆部，且处于两个第一托板431的上方，两个第二托板432分别由各自上连接的气缸驱动彼此相对靠近或远离，用于托载套框3。

初始时，托载机构43处于承接来料工位，其上的两个第一托板431由对应的气缸驱动朝向彼此方向伸出；由推料装置或人工将载料框2（其上装载有培养容器1及套框3）从一侧送入托载机构43上，并使得载料框2的两侧边分别搭载在两个第一托板431上；转移升降驱动装置42驱动托载机构43向下移动直至将载料框2放置在下方的分离工位上，之后两个第一托板431由对应的气缸驱动朝向彼此远离的方向移动，松开载料框2，托载机构43进入等待分离状态。

参阅图1，分离机构5设置在分离工位的右侧，包括叉杆51和无杆气缸52，无杆气缸52沿横向布置在机架上，且无杆气缸的两侧安装有相平行的导杆，叉杆51与无杆气缸52连接并通过导套滑配在导杆上。在载料框2到达分离工位上后，被限位机构压紧，之后无杆气缸52驱动叉杆51插入若干培养容器1与套框3之间的空隙中，在叉杆51的作用力下，撑开套框3携带根茎作物相对培养容器1向上移动，以将根茎作物的根部从培养容器1中松动。之后，两个第二托板432由对应的气缸驱动朝向彼此方向伸出至套框3两侧边的下方，然后转移升降驱动装置42驱动托载机构43向上移动，通过两个第二托板432将套框3携带着根茎作物一同提升至初始位，并与根茎切除机构6对接；当下一载料框2送入托载机构43上时，会推着前面的套框3进入根茎切除机构6中。在叉杆51复位后，将载料框2携带空的若干培养容器1从分离工位上送出。

参阅图3和图4，根茎切除机构6包括第二输送线61、切根铰刀组62和切根升降驱动装置63，第二输送线61用于承接来自转移机械手4转运的携带根茎作物的套框3。第二输送线61可上下滑动的安装在机架上，其具有平行分布的两个第二输送链条611，套框3的两侧边能够分别搭载在两个第二输送链条611上而向后输送。第二输送线61的输送末端设置有第二止挡机构612，第二止挡机构612设置有由气缸驱动的第二挡板，第二挡板转动安装在第二输送线61的一个侧板上，当气缸驱动第二挡板转动至与第二输送链条611垂直时，能够对第二输送线61上输送到位的套框3进行止挡，以保证套框3与切根铰刀组62对位准确。当气缸驱动第二挡板转动至与第二输送链条611平行时，用以对第二输送线61上输送的套框3放行。

其中，切根铰刀组62固定在机架上，并处在两个第二输送链条611中间的下方，其包括与套框3上的碗口31一一对应的若干套筒621、位于每一套筒621内的铰刀622以及驱动铰刀622旋转的切根驱动电机623。每个铰刀622上均具有一竖向的转轴，且每个转轴的下端均安装有从动链轮，若干从动链轮通过传动链条与切根驱动电机623上的主动链轮传动连接，以使得切根驱动电机623能够驱动若干铰刀622同步旋转做切割运动。

进一步的，切根升降驱动装置63安装在机架上，处于第二输送线61的上方。切根升降驱动装置63包括切根升降电机、驱动轴和两个凸轮连杆机构，切根升降电机与驱动轴传动连接，两个凸轮连杆机构均连接在驱动轴与第二输送线61之间。切根升降电机驱动驱动轴朝一方向转动时，通过两个凸轮连杆机构带动第二输送线61及其上的套框3降落，使得套框3上每一碗口31中根茎作物的根部一一对应落入套筒621内进行切除；切除完成后，切根升降电机驱动驱动轴朝反方向转动，通过两个凸轮连杆机构带动第二输送线61及其上的套框3上升复位。

此外，根茎切除机构6还包括下压机构，下压机构具有一柔性压块64，该柔性压块64通过导柱滑动连接在机架上，并处于第二输送线61的上方，而且与切根铰刀组62上下相对；柔性压块64由一气缸驱动进行上下移动。本实施例中，柔性压块64为海绵块，当切根升降驱动装置63驱动第二输送线61降落使得根茎作物的根部一一对应落入套筒621内后，柔性压块64在气缸的驱动下向下移动压附在根茎作物的顶部，以便于切根铰刀组62进行切根，且不会对根茎作物造成损伤。

继续参阅图3和图4，第一输送线7与第二输送线61对接，用于承接来自第二输送线61输送的携带切根后根茎作物的套框3。第一输送线7具有平行分布的两个第一输送链条71，套框3的两侧边能够分别搭载在两个第一输送链条71上而向后输送。第一输送线7的输送末端安装有第一止挡机构72，第一止挡机构72设置有由气缸驱动的第一挡板，第一挡板通过导柱滑动连接在机架上，并能够由气缸驱动上下移动。当气缸驱动第一挡板顶升时，用于对第一输送线7上输送到位的套框3进行止挡；当气缸驱动第一挡板下降时，用以对第一输送线7上输送的套框3放行。

此外，机架上还安装有顶升机构，处于两个第一输送链条71中间的下方位置，顶升机构设置有一由气缸驱动上下移动的顶板73，顶板73上阵列设置有与套框3上的碗口31一一对应的顶块，该顶块用于将套框3上的切根后根茎作物顶起。

参阅图1和图5，抓取机械手8架设在第一输送线7的上方，其包括第二支架81、安装在第二支架81上的横移驱动装置82、以及由横移驱动装置82驱动做横向移动的夹爪机构。横移驱动装置82包括横移驱动电机，横移驱动电机通过滑移板滑动安装在第二支架81的横梁上，横移驱动电机的输出轴上安装有第二齿轮。第二支架81的横梁上沿横向固定有第二齿条，第二齿轮与第二齿条相啮合。滑移板上固定连接有L型的型材，夹爪机构通过一气缸安装在L型的型材上，并能够由气缸驱动相对型材上下移动。横移驱动电机驱动第二齿轮转动时，通过与第二齿条配合，使得横移驱动电机、滑移板及夹爪机构同步沿横向移动。

其中，夹爪机构设置有相对的两个夹持板83，两个夹持板83分别由各自上连接的气缸驱动而相互靠近或远离。两个夹持板83彼此相对的一侧面上均排列设置有多个夹持杆84。当第一输送线7输送携带切根后根茎作物的套框3被第一止挡机构72止挡定位后，横移驱动装置82驱动夹爪机构横向移动至套框3的上方，夹爪机构由其连接的一个气缸驱动向下移动，使得两个夹持板83分别位于套框3的两侧，与此同时套框3上的切根后根茎作物被顶板73顶起；之后，两个夹持板83由各自上连接的气缸驱动相互靠近，使得夹持杆84伸入每排根茎作物之间的空隙中，夹爪机构由其连接的一个气缸驱动向上移动，通过夹持杆84将根茎作物托起，再由横移驱动装置82驱动转移送出。

参阅图1，本发明还设置有套框堆叠机构9，待套框3上的根茎作物被抓取机械手8抓取并转移出去后，套框3能够被第一输送线7输送至套框堆叠机构9上进行堆叠。具体的，套框堆叠机构9包括堆叠平台91以及驱动堆叠平台91做升降运动的堆叠升降驱动装置，堆叠平台91与第一输送线7对接，用于承接来自第一输送线7输送的套框3；当根茎作物被抓取机械手8抓取并转移出去后，第一挡板下降对套框3放行，第一输送线7输送套框3至堆叠平台91上，且每堆叠一个套框3，堆叠升降驱动装置驱动堆叠平台91下降一定高度，使得后续的套框3均能够自动叠加到前一套框3上。其中，堆叠升降驱动装置具体采用的是现有的丝杆模组。

由此可见，本实用新型一种根茎作物采收装置，通过转移机械手4将分离机构5分离出的携带根茎作物的套框3转运至与根茎切除机构6对接，根茎切除机构6承接来自转移机械手4转运的套框3，并对其上的根茎作物进行切根，之后再输送至第一输送线7上，待第一输送线7上的根茎作物被抓取机械手8抓取并转移出去后，套框3再由第一输送线7输送至套框堆叠机构9上进行堆叠，进而实现了作物分离、转运、切根、抓取及叠框的全自动采收作业，降低了人工劳动强度，大大提高了生产效率，而且不会对作物造成损伤。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种根茎作物采收装置，包括用于培育根茎作物的若干培养容器（1），若干所述培养容器（1）以阵列方式布置在载料框（2）内，且若干所述培养容器（1）的顶部放置有套框（3），所述套框（3）上设置有供根茎作物向外伸出的若干碗口（31）；其特征在于：还包括转移机械手（4）、分离机构（5）、根茎切除机构（6）、第一输送线（7）、抓取机械手（8）和套框堆叠机构（9）；所述转移机械手（4）用于将所述分离机构（5）分离出的携带根茎作物的所述套框（3）转运至与所述根茎切除机构（6）对接；所述根茎切除机构（6）包括第二输送线（61）、切根铰刀组（62）和切根升降驱动装置（63），所述第二输送线（61）用于承接来自所述转移机械手（4）转运的携带根茎作物的所述套框（3），所述切根升降驱动装置（63）用于驱动所述第二输送线（61）降落，并能够使得所述套框（3）上根茎作物的根部落入所述切根铰刀组（62）；所述第一输送线（7）与所述第二输送线（61）对接，用于承接来自所述第二输送线（61）输送的所述套框（3），所述抓取机械手（8）用于抓取所述第一输送线（7）上所述套框（3）中的根茎作物；所述套框堆叠机构（9）与所述第一输送线（7）对接，用于承接来自所述第一输送线（7）输送的所述套框（3）。

2.根据权利要求1所述的根茎作物采收装置，其特征在于：所述转移机械手（4）包括第一支架（41）、安装在所述第一支架（41）上的转移升降驱动装置（42）、以及与所述转移升降驱动装置（42）连接的托载机构（43），所述托载机构（43）设置有两个可相对移动的第一托板（431）以及两个可相对移动的第二托板（432），两个所述第一托板（431）用于托载所述载料框（2）；两个所述第二托板（432）处于两个所述第一托板（431）的上方，用于托载所述套框（3）。

3.根据权利要求1所述的根茎作物采收装置，其特征在于：所述分离机构（5）包括叉杆（51）以及与所述叉杆（51）连接的无杆气缸（52），所述无杆气缸（52）用于驱动所述叉杆（51）插入若干所述培养容器（1）与所述套框（3）之间的空隙中。

4.根据权利要求1所述的根茎作物采收装置，其特征在于：所述第一输送线（7）具有平行分布的两个第一输送链条（71），所述套框（3）的两侧边能够分别搭载在两个所述第一输送链条（71）上；所述第一输送线（7）的输送末端设置有第一止挡机构（72），所述第一止挡机构（72）用于对所述第一输送线（7）上输送到位的所述套框（3）进行止挡。

5.根据权利要求4所述的根茎作物采收装置，其特征在于：两个所述第一输送链条（71）中间的下方位置安装有顶升机构，所述顶升机构设置有一可上下移动的顶板（73），所述顶板（73）上阵列设置有与所述套框（3）上的所述碗口（31）一一对应的顶块。

6.根据权利要求1所述的根茎作物采收装置，其特征在于：所述第二输送线（61）具有平行分布的两个第二输送链条（611），所述套框（3）的两侧边能够分别搭载在两个所述第二输送链条（611）上；所述第二输送线（61）的输送末端设置有第二止挡机构（612），所述第二止挡机构（612）用于对所述第二输送线（61）上输送到位的所述套框（3）进行止挡。

7.根据权利要求6所述的根茎作物采收装置，其特征在于：所述切根铰刀组（62）设置在两个所述第二输送链条（611）中间的下方，其包括与所述套框（3）上的所述碗口（31）一一对应的若干套筒（621）、位于所述套筒（621）内的铰刀（622）以及驱动所述铰刀（622）旋转的切根驱动电机（623）。

8.根据权利要求1所述的根茎作物采收装置，其特征在于：所述根茎切除机构（6）还包括下压机构，所述下压机构设置在所述第二输送线（61）的上方，并与所述切根铰刀组（62）上下相对；所述下压机构设置有一可上下移动的柔性压块（64），所述柔性压块（64）用于在切根时压附在根茎作物的顶部。

9.根据权利要求1所述的根茎作物采收装置，其特征在于：所述抓取机械手（8）包括第二支架（81）、安装在所述第二支架（81）上的横移驱动装置（82）、以及与所述横移驱动装置（82）连接的夹爪机构，所述夹爪机构设置有可相对运动的两个夹持板（83），两个所述夹持板（83）彼此相对的一侧面上均排列设置有多个夹持杆（84）。

10.根据权利要求1所述的根茎作物采收装置，其特征在于：所述套框堆叠机构（9）包括堆叠升降驱动装置以及与所述堆叠升降驱动装置连接的堆叠平台（91）。

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