一种叶类蔬菜自动化采收机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蔬菜采收机，尤其是一种叶类蔬菜自动化采收机，属于农机技术领域。
【背景技术】
[0002]蔬菜可分为叶类、瓜菜类、块根块茎类、茄果类等，随着人们生活水平的提高和对健康饮食习惯的崇尚，叶类蔬菜的需求量越来越大。叶类蔬菜人工采收需要大量劳力，不仅速度慢，而且面临用工成本上涨导致菜价上涨的困境。尤其是叶类不耐运输，往往以本地化生产为主，而城市周边劳动力成本必然愈来愈高。
[0003]蔬菜的生长受土壤、天气、肥料等因素的影响很大，具有明显的随机性，同品种的蔬菜生长之后形态不一、发育参差不齐；而且蔬菜的果实、枝叶等相对脆弱；因此导致蔬菜收获机具有收获对象的复杂性、收获作业的一次性、收获机的专业性等特点。
[0004]蔬菜的一次性收获大大提高了蔬菜收获的效率。蔬菜种类繁多、供食用器官的几何形态和物理特性也各不相同，因此收获机专用性强，难以通用。目前，已有一些蔬菜收获机问世，例如根菜类的胡萝卜收获机、马铃薯收获机等；果菜类的番茄收获机等；叶类的甘蓝收获机、圆白菜收获机，以及适用于菠菜和鸡毛菜的收获机。但是，现有叶类蔬菜收获机只能收割菜叶，导致所采收的蔬菜只有叶子没有根茎，植株散乱而不完整。不仅收获的叶菜商品性低，而且不适宜民众的消费习惯。
[0005]检索发现，申请号201310096413的中国专利提出了“一种结球类蔬菜收获机的拔取装置”。但该装置明显不适宜拔取植密度较大的叶菜。此外，申请号201420675141的中国专利给出了“一种蔬菜收获机”，该机采用刀片切割收获方式，其存在的问题是:刀片抬的过高容易切到菜叶，使得收获的叶菜植株不完整；刀片抬的过低容易切割到泥土及其它杂物，造成刀片过早磨损。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以采收种植密度大的整棵菠菜、鸡毛菜等叶类蔬菜自动化采收机。
[0007]为了达到以上目的，本发明的叶类蔬菜自动化采收机基本技术方案为:包括安置在行走机架上的采收装置和传输装置，所述采收装置含有前行方向垂直的动力驱动水平转轴，所述转轴上装有至少一组活动臂和固定臂构成的起菜机构以及顶杆和刮板构成的推出机构；所述固定臂呈L形，由径向延伸的臂杆和臂杆外端弯折的持杆构成，所述活动臂也呈L形，由与臂杆交叉铰接的动杆和与持杆平行的夹杆构成，所述固定臂与活动臂之间装有开合机构；所述刮板邻近固定臂的臂杆，且内端铰支在所述转轴上，所述顶杆的一端通过弹性复位件顶触在刮板的外端，且另一端可与安装在机架上的凸轮构成凸轮副；当所述固定臂的持杆转动到与地面基本水平位置时，所述开合机构驱使活动臂的夹杆运动到靠拢持杆的夹持位置，所述刮板处于脱离凸轮在弹性复位件作用下靠拢臂杆的初始位置；当所述固定臂的持杆转动到输送机构上方位置时，所述开合机构驱使活动臂的夹杆运动到脱离持杆的张开位置，所述刮板受凸轮副约束克服弹性力转动到远离臂杆的卸菜位置。
[0008]在行走机架前进过程中，当采收装置的固定臂持杆转动到与地面基本水平位置时，由于开合机构驱使活动臂的夹杆运动到靠拢持杆的夹持位置，因此可以将地面密植的叶类蔬菜夹持住，并在继续转动过程中将其全部从地面拔起；而当转动到输送机构上方位置时，开合机构驱使活动臂的夹杆运动到脱离持杆的张开位置，松开拔起的蔬菜，同时在刮板作用下被推离采收装置，卸到输送装置上输出。
[0009]与现有技术相比，本发明不仅可以妥善解决种植密度大的菠菜、鸡毛菜等叶类蔬菜自动化采收难题，而且收获的蔬菜整齐有序，从而提高采收效率和质量，降低成本。
[0010]本发明进一步的完善是，所述机架上还装有切刀，所述固定臂的臂杆转过水平位置后，所述夹杆与所述切刀的刃口邻近相对运动。
[0011]这样，可以在拔起蔬菜之后，先切除其根部，再卸到输送机构上，从而进一步保证叶菜的收获品质。
[0012]进一步，所述开合机构包括安装在固定臂的臂杆上的驱动电机、安装在活动臂的动杆上的球铰轴承，所述驱动电机的输出轴与球铰轴承的中心构成螺旋副；或者所述开合机构为电磁离合机构。
[0013]进一步，所述凸轮安装在转轴上方。所述切刀以刃口朝下的方式安装在转轴水平线与凸轮之间。
[0014]进一步，所述起菜机构和推出机构有三组，均布在转轴圆周上。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0016]图1为本发明一个实施例的立体结构示意图。
[0017]图2为图1实施例的平面结构示意图。
[0018]图3为图1实施例的采收装置立体结构示意图。
[0019]图4为图1实施例的开合机构示意图。
【具体实施方式】
[0020]实施例一
本实施例的叶类蔬菜自动化采收机由安置在行走机架上的采收装置和传输装置构成，尤为适用于条播的叶类蔬菜(即一行一行按行种植的叶类蔬菜，这种按行种植的叶类蔬菜播种机已逐渐推广应用)。其结构如图1和图2所示，传输装置为皮带输送机。采收装置含有前行方向垂直的电机动力驱动水平转轴6，该转轴6上装有三组圆周均布的起菜机构和推出机构。起菜机构由活动臂8和固定臂3构成，推出机构由顶杆2和刮板5构成。
[0021]如图3所示，固定臂3和活动臂8均呈L形，前者由径向延伸的臂杆3-1和臂杆
3-1外端弯折的持杆3-2构成，后者由与臂杆3-1通过铰销3-3交叉铰接的动杆8_1和与持杆3-2平行的夹杆8-2构成。固定臂3的臂杆3-1与活动臂8的动杆8_1之间装有开合机构4。刮板5邻近固定臂3的臂杆3-1，内端铰支在转轴6上，顶杆2的一端通过作为弹性复位件的弹簧12顶触在刮板5的外端，且另一端可在固定臂3的臂杆3-1旋转至转轴6上方时，与安装在转轴6上方机架上的凸轮I构成凸轮副。
[0022]在转轴6水平线与凸轮I之间的机架上还装有刃口朝下的切刀11，固定臂3的臂杆3-1转过水平位置后，夹杆3-2与切刀的刃口邻近相对运动，因此可以实现将拔起蔬菜的根部切除。本实施例采收装置的结构紧凑，交替工作，效率很高。当植株离开土壤后，才切除其根部，因此降低了刀片的非正常磨损，并保证了植株的完整性。
[0023]开合机构4的具体结构如图4所示，包括安装在固定臂的臂杆3-1上的驱动电机4-1、安装在活动臂的动杆8-1上的球铰轴承4-3，驱动电机4-1的输出轴4-2与球铰轴承
4-3的中心构成螺旋副。因此，当电机转动时，可以通过螺旋副使活动杆靠近或远离固定杆，从而实现夹杆与持杆的夹持或松开。由于夹持或松开的行程很小，因此该机构球铰轴承、螺旋副的径向间隙可以满足以直线运动逼近圆弧轨迹的需要，而无需设计更为复杂的开合机构。当固定臂的持杆转动到与地面基本水平位置时，开合机构驱使活动臂的夹杆运动到靠拢持杆的夹持位置，刮板则处于脱离凸轮、在弹性复位件作用下靠拢臂杆的初始位置；当固定臂的持杆转动到输送机构上方位置时，开合机构驱使活动臂的夹杆运动到脱离持杆的张开位置，刮板则受凸轮副约束克服弹性力转动到远离臂杆的卸菜位置。
[0024]具体而言，当行走机架沿着条播种植的菠菜或者鸡毛菜向前行进时，采收装置的活动臂和固定臂将在转轴带动下旋转贴近地面，伸向作物行，使得一行植株位于夹杆和持杆之间的间隙内。接着，开合机构的驱动电机驱使臂杆和动杆靠拢，使夹杆和持杆迅速夹紧植株，并在继续转动过程中，将被夹持的一行植株被连根拔起。之后，通过与切刀刃口的相对运动，削去被拔起植株的根及其泥土。切刀的安放位置可以确保只切削掉植株的根，从而保证植株的完整性。转轴继续旋转三分之一圆周后，凸轮旋转过程中，其曲线轮廓推动顶杆进而在开合机构释放夹紧植株的同时，驱动刮板将被切根的植株7推出，抛掷到传输机构的输送带9上面，并输出落入收集箱10中。下一组继续上述过程，如此循环交替工作。
[0025]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，开合机构也可以采用电磁离合机构。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1.一种叶类蔬菜自动化采收机，包括安置在行走机架上的采收装置和传输装置，其特征在于:所述采收装置含有前行方向垂直的动力驱动水平转轴，所述转轴上装有至少一组活动臂和固定臂构成的起菜机构以及顶杆和刮板构成的推出机构；所述固定臂呈L形，由径向延伸的臂杆和臂杆外端弯折的持杆构成，所述活动臂也呈L形，由与臂杆交叉铰接的动杆和与持杆平行的夹杆构成，所述固定臂与活动臂之间装有开合机构；所述刮板邻近固定臂的臂杆，且内端铰支在所述转轴上，所述顶杆的一端通过弹性复位件顶触在刮板的外端，且另一端可与安装在机架上的凸轮构成凸轮副；当所述固定臂的持杆转动到与地面基本水平位置时，所述开合机构驱使活动臂的夹杆运动到靠拢持杆的夹持位置，所述刮板处于脱离凸轮在弹性复位件作用下靠拢臂杆的初始位置；当所述固定臂的持杆转动到输送机构上方位置时，所述开合机构驱使活动臂的夹杆运动到脱离持杆的张开位置，所述刮板受凸轮副约束克服弹性力转动到远离臂杆的卸菜位置。2.根据权利要求1所述的叶类蔬菜自动化采收机，其特征在于:所述机架上还装有切刀，所述固定臂的臂杆转过水平位置后，所述夹杆与所述切刀的刃口邻近相对运动。3.根据权利要求2所述的叶类蔬菜自动化采收机，其特征在于:所述开合机构包括安装在固定臂的臂杆上的驱动电机、安装在活动臂的动杆上的球铰轴承，所述驱动电机的输出轴与球铰轴承的中心构成螺旋副。4.根据权利要求2所述的叶类蔬菜自动化采收机，其特征在于:所述开合机构为电磁离合机构。5.根据权利要求3或4所述的叶类蔬菜自动化采收机，其特征在于:所述凸轮安装在转轴上方。6.根据权利要求5所述的叶类蔬菜自动化采收机，其特征在于:所述切刀以刃口朝下的方式安装在转轴水平线与凸轮之间。7.根据权利要求6所述的叶类蔬菜自动化采收机，其特征在于:所述起菜机构和推出机构有三组，均布在转轴圆周上。
【专利摘要】本发明涉及一种叶类蔬菜自动化采收机，属于农机技术领域。该机包括安置在行走机架上的采收装置和传输装置，采收装置的水平转轴装有活动臂和固定臂构成的起菜机构以及顶杆和刮板构成的推出机构。固定臂和活动臂均呈L形，之间装有开合机构。刮板内端铰支在转轴上，顶杆的一端通过弹性复位件顶触在刮板的外端，且另一端可与安装在机架上的凸轮构成凸轮副。与现有技术相比，本发明不仅可以妥善解决种植密度大的菠菜、鸡毛菜等叶类蔬菜自动化采收难题，而且收获的蔬菜整齐有序。
【IPC分类】A01D45/00
【公开号】CN105123113
【申请号】CN201510625277
【发明人】陈勇
【申请人】南京林业大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月28日