CN220683615U - 种植槽搬运轨道车自动上下载机构及生产线衔接机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及现代农业领域，特别是涉及蔬菜自动化生产的装置和设备，更为具体的说是涉及种植槽搬运轨道车自动上下载机构及生产线衔接机构，所述种植槽搬运轨道车自动上下载机构主要包括种植槽抱夹装置和升降装置，所述种植槽抱夹装置主要由“L”形的抱夹杆、第一正反牙丝杆以及抱夹传感器组成，所述升降装置包括升降丝杆与升降传感器；所述升降丝杆为两组四联动丝杆；所述升降装置上端固定在第一正反牙丝杆上；所述第一正反牙丝杆安装在种植槽搬运轨道车中央框架顶部两个横梁上。通过种植槽搬运轨道车自动上下载机构能够实现种植槽自动化、高效化地上载和下载种植槽搬运轨道车，提升蔬菜自动化生产效率。

Description

种植槽搬运轨道车自动上下载机构及生产线衔接机构

技术领域

本发明涉及现代化农业领域，特别是涉及蔬菜自动化生产的装置和设备，更为具体的说是涉及种植槽搬运轨道车自动上下载机构及生产线衔接机构。

背景技术

随着智能农业的不断发展，包含有自动化播种、自动化采收、自动化包装等功能的农业车间生产模式正在兴起。蔬菜自动化生产车间由自动化播种、自动化采收以及自动化包装等流水线组成。

用于蔬菜种植和生长是在农业大棚中完成的。因此，为了提高蔬菜自动化、智能化作业能力，就需要实现种植槽在农业车间与种植大棚之间的自动化转移及上、下载。这里上载和下载均分为两个应用场景下的动作。在生产车间，播种好蔬菜种子的种植槽被转移上载至种植槽搬运轨道车，在种植大棚，种植有待收获蔬菜的种植槽被抱夹提升并放置到第一层种植槽托杆上，然后第二层......直至完成种植槽上载至种植槽搬运轨道车，两个过程均称为“上载”；对应地，在生产车间，有待采收蔬菜的种植槽被卸下，并转移至采收生产线，在生产大棚，播种好蔬菜种子的种植槽被卸下并放置在菜畦上，这两个种植槽被从种植槽搬运轨道车卸下的过程均称为“下载”。

目前现有蔬菜自动化生产车技术中虽然有架式栽培通过AGV在生产车间与种植大棚之间转运放置在栽培架上的种植槽，但是种植槽的下架(采收场景)、与上架(种植场景)一般是通过机械臂实现，每次上、下载只有一个种植槽，作业效率较低。自动化大批量的自动上、下架机构尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何快速、高效地实现种植槽上、下载，并高效衔接生产线。

为了解决这一问题，本发明首先公开种植槽搬运轨道车自动上下载机构，所述种植槽搬运轨道车自动上下载机构装置在种植槽搬运轨道车的框架中，所述种植槽搬运轨道车自动上下载机构主要包括种植槽抱夹装置和升降装置，所述种植槽抱夹装置主要由“L”形的抱夹杆、第一正反牙丝杆以及抱夹传感器组成，所述“L”形的抱夹杆固定在升降丝杆下方，所述升降丝杆为两组四联动丝杆；所述升降装置上端固定在第一正反牙丝杆上；所述第一正反牙丝杆安装在种植槽搬运轨道车中央框架顶部两个横梁上；在正反牙丝杆的作用下抱夹杆夹紧或放松种植槽，“L”形的抱夹杆与种植槽底部匹配完成抱夹，所述升降装置包括升降丝杆与升降传感器；所述升降传感器固定在种植槽预设高度的车框架上。

当抱夹装置夹紧种植槽后，启动四联动升降丝杆电机，在电机作用下升降装置做上提升运动，将种植槽提升至设定的高度，四联动丝杆的横向联轴器上装有伸缩万向联轴器，从而能够满足正反牙丝杆夹、放种植槽的作业需要。

进一步优选地，还包括有种植槽托架，所述种植槽托架为两层或多层结构，每一层均是由一组种植槽托杆和一组第二正反牙丝杆组成，固定在种植槽搬运轨道车框架前后两端的横杆上；所述种植槽托杆垂直于种植槽长轴方向设置，种植槽托杆在第二正反牙丝杆的作用作正、反向运动。

当升降丝杆提升上来的种植槽到达第一层托杆上方时，触发该层升降传感器，升降装置停止运动，并触发该层的种植槽托杆上的抱夹传感器，抱夹传感器发出指令，第二正反牙丝杆正向启动，带动种植槽托杆移动至被提升上来的种植槽下方，抱夹升降丝杆内侧，植槽托杆到达设定位置后，传感器发出指令，抱夹升降丝杆下降，将种植槽摆放到该层托杆上，从而完成第一层种植槽的放置。

升降装置继续第二层种植槽抱夹提升动作......以此类推，直至完成全部上载任务，即完成多层种植槽的上载工作。

下载时，种植槽升降装置首先上升，夹紧并提起最下层种植槽，然后种植槽托杆在第二正反牙丝杆反向带动下退回初始位置。升降装置将种植槽下载至指定位置(缓存线或菜畦)后，放松种植槽，继续第二层种植槽下载，直至所有的种植槽下载完毕，此时各层种植槽托杆均恢复到初始位置。这里需要说明的是，为了保证升降装置在大棚地面下载(摆放)种植槽，我们设计了种植槽摆放的菜畦开沟方案。

种植槽托架可以选用方形钢管，钢管的两端固定在正反牙丝杆上，种植槽托杆初始位置靠近车体的框架，不干涉种植槽升降装置动作。

进一步地，种植槽托杆的高度由设计层高和层间距决定。种植槽托杆的长度要大于抱夹杆的长度，以确保种植槽托杆在水平移动时不与升降丝杆干涉。

同时，在本发明中还公开了与上下载机构配套的生产线衔接机构，所述生产线衔接机构包括分别设置在蔬菜自动化生产线采收端的采收缓存线和蔬菜自动化生产线播种端的播种缓存线；采收缓存线和播种缓存线均为同步输送带，这里蔬菜自动化生产线采收端的部分我们称为蔬菜自动化采收生产线，同样地，蔬菜自动化生产线播种端的部分我们称为蔬菜自动化播种生产线；所述采收缓存线与蔬菜自动化采收生产线垂直，与种植槽搬运轨道车运行方向平行；所述播种缓存线与蔬菜自动化播种生产线垂直，与种植槽搬运轨道车运行方向平行；所述采收缓存线与蔬菜自动化生产线之间，播种缓存线与蔬菜自动化生产线之间均设置转线机构；所述转线机构包括用于承托种植槽的“U”形托架，该“U”形托架固定在顶升气缸的顶部，所述顶升气缸固定在一固定座上，所述固定座固定在水平推动气缸的顶端。

转线机构是将待收获的种植槽由采收缓存线转移至蔬菜自动化采收生产线或将完成播种的种植槽从蔬菜自动化播种生产线转移至播种缓存线的重要结构。由于采收缓存线运行的方向与蔬菜自动化采收生产线运行的方向垂直，播种缓存线运行的方向与蔬菜自动化播种生产线运行的方向垂直。因此，必须借助转线机构实现种植槽在缓存线与生产线之间的转移。

进一步地，在本发明中还公开所述种植槽搬运轨道车的轨道位于采收缓存线和播种缓存线两侧，轨道与采收缓存线和播种缓存线运行方向平行；种植槽搬运轨道车的轨道与种植槽搬运轨道车的车轮匹配。

本发明通过种植槽搬运轨道车自动上下载机构能够经过一次种植槽夹紧、提升、松开、摆放操作即可完成一整幅，在一个实例中如16㎡菜畦上的种植槽上载或下载任务。同时在轨道、缓存线、转线机构设计的巧妙配合下，实现种植槽自动、高效地上、下载，种植槽通过转线机构快速在缓存线和生产线间转移，从而进一步提高蔬菜自动化线运行效率和自动化程度。

附图说明

图1为种植槽搬运轨道车自动上下载机构。

图2为完成多层上载后的种植槽搬运轨道车。

图3为菜畦地面开沟方案示意图。

图4为生产线衔接机构采收端示意图。

图5为生产线衔接机构播种端示意图。

图6为转线机构示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例1

如图1所示种植槽搬运轨道车自动上下载机构，所述种植槽搬运轨道车自动上下载机构安装在种植槽搬运轨道车框架1中，所述种植槽搬运轨道车自动上下载机构主要包括种植槽抱夹装置和升降装置，所述种植槽抱夹装置主要由“L”形的抱夹杆2、第一正反牙丝杆3以及抱夹传感器4组成，所述第一正反牙丝杆3的运行方向与种植槽的长轴方向平行，在正反牙丝杆的作用下沿图面水平方向向中或背向运动，从而实现抱夹杆对种植槽的夹紧或放松。“L”形的抱夹杆与种植槽14底部匹配完成抱夹，所述升降装置包括升降丝杆5与升降传感器6；所述升降丝杆5为两组四联动丝杆(图面上前后联动丝杆重叠，所以只能看到左右两个联动丝杆)；所述升降装置上端固定在第一正反牙丝杆3上；所述第一正反牙丝杆3安装在种植槽搬运轨道车中央框架顶部两个横梁101和102上；所述升降传感器6固定在种植槽预设高度的车框架上。

当抱夹装置夹紧种植槽后，启动四联动升降丝杆电机，在电机作用下升降装置做上提升运动，将种植槽提升至设定的高度，四联动丝杆的横向联轴器上装有伸缩万向联轴器，从而能够满足正反牙丝杆夹、放种植槽的作业需要。

进一步优选地，在本实施例中还包括有种植槽托架，所述种植槽托架为两层或多层结构，每一层均是由一组种植槽托杆701和一组第二正反牙丝杆702组成，所述种植槽托杆垂直于种植槽长轴方向设置，种植槽托杆在第二正反牙丝杆的作用作正、反向运动。结合图1看到，在本实施例中有两层种植槽托架。

当升降丝杆提升上来的种植槽到达第一层托杆上方时，触发该层升降传感器，升降装置停止运动，并触发该层种植槽托杆上的抱夹传感器，抱夹传感器发出指令，第二正反牙丝杆正向启动，带动种植槽托杆移动至种植槽下方，抱夹升降丝杆内侧，植槽托杆到达设定位置后，传感器发出指令，抱夹升降丝杆下降，将种植槽摆放到该层托杆上，从而完成第一层种植槽的放置。

升降装置继续第二层种植槽的抱夹提升动作......以此类推，直至完成全部上载任务，即完成多层种植槽的上载工作。

结合图2可以看到多层种植槽上载完成后的状态，如图2中所示，在本实施例中示意出的上下两层种植槽，分别为上层种植槽A和下层种植槽B。

下载时，种植槽抱夹装置首先上升，夹紧并提起最下层种植槽，然后种植槽托杆在第二正反牙丝杆反向带动下退回初始位置。升降装置将种植槽下载至指定位置(缓存线或菜畦)后，放松种植槽，继续第二层种植槽下载，直至所有的种植槽下载完毕，此时各层种植槽托杆均恢复到初始位置。

这里需要说明的是，为了保证升降装置在大棚地面下载(摆放)种植槽，我们设计了种植槽摆放的菜畦开沟方案。如图3中所示，菜畦地面上开设有沟15，种植槽14放置在沟与沟之间隆起的地面上。

种植槽托架中的托杆701可以选用方形钢管，钢管的两端固定在正反牙丝杆上，种植槽托杆初始位置靠近车体的框架，不干涉种植槽升降装置动作。

进一步地，结合图1可以看到，种植槽托杆的长度大于抱夹杆的长度，这样确保种植槽托杆在水平移动时不与升降丝杆干涉。

实施例2

在本实施例中我们进一步来阐明本发明公开的种植槽搬运轨道车自动上下载机构与生产线的衔接方式。

如图4和图5所示，上下载机构配套的生产线衔接机构，所述生产线衔接机构包括分别设置在蔬菜自动化生产线采收端的采收缓存线8和蔬菜自动化生产线播种端的播种缓存线9；采收缓存线8和播种缓存线9均为同步输送带；结合图4和图5中所示能够看到，所述采收缓存线8运行的方向与蔬菜自动化采收生产线10运行的方向垂直，所述播种缓存线9运行的方向与蔬菜自动化播种生产线11运行的方向垂直；所述采收缓存线8与蔬菜自动化采收生产线线10之间，播种缓存线9与蔬菜自动化播种生产线线11之间均设置转线机构12；结合图6，所述转线机构包括用于承托种植槽的“U”形托架1201，该“U”形托架固定在顶升气缸1202的顶部，所述顶升气缸1202固定在一固定座1203上，所述固定座1203固定在水平推动气缸1204的顶端。

转线机构是将待收获种植槽由采收缓存线转移至蔬菜自动化采收生产线或将完成播种的种植槽从蔬菜自动化播种生产线转移至播种缓存线的重要结构。由于采收缓存线运行的方向与蔬菜自动化采收生产线运行的方向垂直，播种缓存线运行的方向与蔬菜自动化播种生产线运行的方向垂直，因此，必须借助转线机构完成种植槽在缓存线与生产线间的转移。

进一步地，在本实施例中还公开所述种植槽搬运轨道车的轨道13位于采收缓存线和播种缓存线两侧，与同步输送带平行。

下面，我们结合上述实施例1和实施例2进一步解释本发明公开的种植槽搬运轨道车自动上下载机构在生产车间和种植大棚两个应用场景的上载和下载过程：

本发明中公开的种植槽搬运轨道车自动上下载机构及配套的衔接生产线机构是安装在无人驾驶的种植槽搬运轨道车上，并负责衔接种植大棚和自动化蔬菜生产线的设备；

当需要收割种植好的蔬菜时，种植槽搬运轨道车首先在种植大棚通过种植槽搬运轨道车自动上下载机构完成上载，具体为：当种植槽搬运轨道车按运行程序指令到达待抓取蔬菜种植槽上方时停车，同时自动上下载系统发出信号，抱夹杆下行，抱夹传感器检测到到位信号后，升降装置停止运动，同时第一正反牙丝杠接到正向转动指令，丝杆带动种植槽两边的抱夹杆相对运动，慢慢抱紧种植槽，抱夹传感器检测抱夹夹紧种植槽后，向第一正反牙丝杆电机发出停止转动指令，同时发出升降装置启动指令，开始向上运动。当种植槽被提升至最上层的托杆的上方时，升降传感器发出到位信号，升降装置停止上行，同时最上层的托杆所连接的第二正反牙丝杆正向转动，将两边的托杆推至抱夹杆内侧种植槽下方，当检测到最上层种植槽托杆到位时，发出指令，第二正反牙丝杆停止转动，并启动种植槽升降装置，抱夹装置开始下降，随着种植槽不断下降，种植槽被放在最上层的托杆上，此时抱夹装置继续下降，即完成最上层种植槽的(上)装载。

抱夹杆继续下行，到达第二组待抓取蔬菜种植槽上方，重复上述动作，直至装满种植槽搬运轨道车所有的种植槽托架。

种植槽搬运轨道车发出信号，行走并将待采收蔬菜种植槽运至生产车间。

当到达生产车间后，种植槽搬运轨道车在生产车间通过种植槽搬运轨道车自动上下载机构完成下载。种植槽搬运轨道车沿采收缓存线两侧轨道进入采收缓存线，当传感器检测到种植槽搬运轨道车内最下层种植槽全部到达采收缓存生产线上方时，发出停车指令，同时抱夹杆开始上升提起最下层的种植槽托杆上的种植槽。当传感器检测到最底层种植槽离开托杆时发出信号，启动正反牙丝杆反向转动，带动种植槽托杆回到初始位置。当种植槽托杆回到初始位置后，传感器发出指令，抱夹杆开始下降，将种植槽摆放到采收缓存线上，完成最下层种植槽的下载。

然后抱夹杆再次上升至此时最下层的种植槽托杆处，传感器检测到到位后，发出信号，第二正反牙丝杆启动反向转动，带动种植槽托杆退回至初始位置处，完成倒数第二层种植槽的下载......

重复上述动作，直至种植槽搬运轨道车上的种植槽全部下载完毕。

此时种植槽搬运轨道车为空车状态，并通过轨道自动行驶至播种缓存线处。

然后在自动上下载机构的作用下完成播种好的种植槽的上载，该上载过程与前述种植大棚处的上载动作原理相同。

装满播种好的种植槽的种植槽搬运轨道车行走，并将播种好的种植槽运至种植大棚。在种植大棚中，通过自动上下载机构的作用将播种好的种植槽下载至菜畦地面上。该下载过程与前述生产车间处的下载动作原理相同。

从而实现了种植槽在采收和播种两个节点处种植大棚与生产车间之间的自动化搬运衔接工作。

以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。如升降机构还可以选用液压杆、电动推杆、卷扬机等，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.种植槽搬运轨道车自动上下载机构，所述种植槽搬运轨道车自动上下载机构装置在种植槽搬运轨道车的框架中，其特征在于：所述种植槽搬运轨道车自动上下载机构主要包括种植槽抱夹装置和升降装置，所述种植槽抱夹装置主要由“L”形的抱夹杆、第一正反牙丝杆以及抱夹传感器组成，所述第一正反牙丝杆的运行方向与种植槽的长轴方向平行，在正反牙丝杆的作用下抱夹杆夹紧或放松种植槽，“L”形的抱夹杆与种植槽底部匹配完成抱夹，所述升降装置包括升降丝杆与升降传感器；所述升降丝杆为两组四联动丝杆；所述升降装置上端固定在第一正反牙丝杆上；所述第一正反牙丝杆安装在种植槽搬运轨道车中央框架顶部两个横梁上；所述升降传感器固定在种植槽预设高度的车框架上。

2.根据权利要求1所述的种植槽搬运轨道车自动上下载机构，其特征在于：还包括有种植槽托架，所述种植槽托架为两层或多层结构，每一层均是由一组种植槽托杆和一组正反牙丝杆组成，固定在种植槽搬运轨道车框架前后两端的横杆上；所述种植槽托杆垂直于种植槽长轴方向设置，种植槽托杆在正反牙丝杆的作用下左、右运动。

3.根据权利要求2所述的种植槽搬运轨道车自动上下载机构，其特征在于：种植槽托杆的长度大于抱夹杆的长度。

4.与权利要求1至3中任意一项所述的种植槽搬运轨道车自动上下载机构配套的生产线衔接机构，其特征在于：所述生产线衔接机构包括分别设置在蔬菜自动化生产线采收端的采收缓存线和蔬菜自动化生产线播种端的播种缓存线；采收缓存线和播种缓存线均为同步输送带，所述采收缓存线的运行方向与蔬菜自动化采收生产线的运行方向垂直，所述播种缓存线的运行方向与蔬菜自动化播种生产线运行方向垂直；采收缓存线与播种缓存线的运行方向均与搬运轨道车的运行方向平行；所述采收缓存线与蔬菜自动化采收生产线之间，播种缓存线与蔬菜自动化播种生产线之间均设置转线机构；所述的转线机构包括用于承托种植槽的“U”形托架，该“U”形托架固定在顶升气缸的顶部，所述顶升气缸固定在一固定座上，所述的固定座固定在水平推动气缸的顶端。

5.根据权利要求4所述的生产线衔接机构，其特征在于：所述种植槽搬运轨道车的轨道位于采收缓存线和播种缓存线两侧，与同步输送带平行，种植槽搬运轨道车的轨道与种植槽搬运轨道车的车轮匹配。