一种温室雾培蔬菜收获的制造方法
【专利摘要】一种温室雾培蔬菜收获机，属于设施农业自动化领域。本机包括：定植板运输机构、蔬菜夹取机构、切根机构、蔬菜运输机构。蔬菜种植在定植板的定植孔内，等蔬菜成熟后，将种有成熟蔬菜的定植板通过定植板运输机构传送到工作位置，蔬菜夹取机构抱住成熟蔬菜，切根机构切断生长在定植板上蔬菜的根系，定植板运输机构下方的滚动滚子将切断的蔬菜根系卷下，蔬菜夹取机构提起蔬菜移动到蔬菜运输机构进行下一步操作，蔬菜已被收获的定植板被运输机构送入回收箱。本发明满足不同叶类雾培蔬菜的收获，在蔬菜运输完成后，还可以继续对收获的蔬菜进行消毒包装等工序。本发明自动化程度较高，操作简单，工作稳定，可以在一定程度上减少人力的使用。
【专利说明】一种温室雾培蔬菜收获机
【技术领域】
[0001 ] 本发明是一种温室雾培蔬菜收获机，通过定植板运输机构、蔬菜夹取机构、切根机构和蔬菜运输机构可以自动高效的完成农业领域中温室雾培成熟蔬菜收获过程，属于农业自动化设备领域。
【背景技术】
[0002]我国作为农业大国，种植面积位于世界第一,2012年我国蔬菜种植面积3.05亿亩、总产量7.02亿吨，均位居世界第一。但是，随着我国特色社会主义工业化的建设以及经济飞速发展，城镇化趋势日益增高，可耕土地不断减少的情况下，人口却不断增长，导致人均土地占有率相应减少。据2012年统计，预计2020年我国人口将达到14.6亿，2033年将达到15亿；世界上2011年10月31日世界人口已达到70亿，预计2100年世界人口将达到100亿。温室雾培技术是指植物根系生长在雾状营养液环境中的一类无土栽培方法。温室雾培技术适应我国可耕土地减少的国情，它具有比其他任何一种耕作方法生长更快、管理更方便、投工更小的特点，将成为我国未来农业生产中一种重要栽培方式。
[0003]温室雾培技术在较大程度地按数量化指标进行耕作，有利于实现农业种植的机械化、自动化。虽然我国已经就温室雾培技术进行了应用，但是由于我国对工厂化温室雾培技术研究和应用起步较晚，总体水平较低，目前多为人工作业。
[0004]定植板蔬菜收获机是温室雾培自动化流水线的核心工作部分之一，稳定及高效的收获运输蔬菜是这条流水线的关键部分。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种能够收获种植在定植板上成熟的温室雾培蔬菜的自动化装置，以实现温室蔬菜收获过程自动高效的进行。该装置自动化程度高，性能稳定可靠，功能完善，且能够实现蔬菜的切根收获，有效地提高工作效率。
[0006]本发明主要采用如下的技术方案来实现:
[0007]—种定植板温室雾培蔬菜收获机，包括定植板运输机构、蔬菜夹取机构、切根机构和蔬菜运输机构。
[0008]所述定植板运输机构，包括运输架1、电机I 12、运输架传送带7、运输架滚轮8。定植板运输机构由运输架I作为整个机构的支撑；电机I 12、运输架传送带7、运输架滚轮8安装于运输架I上；运输架滚轮8在电机I 12的驱动下带动运输架传送带7运动，定植板2放置于运输架传送带7上。
[0009]所述蔬菜夹取机构，包括:支撑柜3、龙门架4、气缸I 5、滑块I 10，直线滑轨
I11，手爪架17，横梁I 18，滑块II 19，直线滑轨II 20,气缸II 21，气缸III 22，聚拢板23，支撑梁24，滑块III 25，直线滑轨III 26，横梁II 27，手爪II 28，手爪I 29。所述蔬菜夹取机构主体安装在运输架I上方；龙门架4由支撑柜3支撑，滑块I 10与直线滑轨I 11相配合，直线滑轨I 11安装在龙门架4上，手爪架17安装在滑块I 10上；气缸I 5安装在龙门架4上，手爪架17安装在气缸I 5的气缸杆末端；滑块II 19与直线滑轨II 20配合，直线滑轨
II20安装在手爪架17上，横梁I 18安装在滑块II 19上，气缸II 21安装手爪架17上，并且与横梁I 18连接，手爪I 28安装在横梁I 18上，手爪I 28在横梁I 18上呈线性阵列排布，横梁I 18安装在气缸II 21的气缸杆末端，气缸II 21驱动横梁I 18带动安装在横梁
I18上的手爪I 28 ;支撑梁24安装在手爪架17上，滑块III 25与直线滑轨III26配合，直线滑轨III 26安装在支撑梁24上，横梁II 27安装在滑块III 25上，气缸III 22安装在手爪架17上，并与横梁II 27连接，手爪II 29安装在横梁II 27上，手爪II 29在横梁II 27上呈线性阵列排布，横梁II 27安装在气缸III 22的气缸杆末端，气缸III 22驱动横梁II 27带动安装在横梁II 27上的手爪II 29 ;所述的气缸III 22和气缸II 21的气缸杆伸出方向为水平方向；聚拢板23分别安装在安装在手爪I 28、手爪II 29上。所述切根机构，安装在运输架I上，位于蔬菜夹取机构下方，包括:收获压板9、电机II 14、电机III 16、连杆I 30、连杆II 31、曲柄轮32、摇杆33、旋刀装配体34。其中切根连杆机构由电机III 16、连杆I 30、连杆II 31、曲柄轮32、摇杆33、旋刀装配体34组成；收获压板9安装在运输架I上，压板上面有凹口 ；切根连杆机构安装在运输架I内部，切根机构由曲柄摇杆机构和平行四边形机构构成，曲柄轮32与连杆I 30铰接，连杆I 30与连杆II 31铰接，摇杆33与连杆II 31铰接，摇杆33在连杆
II31上沿着轴向均匀分布，旋刀装配体安装在摇杆36末端，位于蔬菜夹取机构下方；电机
II20安装在曲柄轮33下方，电机II 14驱动曲柄轮33实现转动；滚子13安装在运输架I下方，电机III 16安装在运输架的一侧，电机III 16驱动滚子13转动，滚子13将切下的根从定植板2下方卷下，脱离定植板2。
[0010]所述蔬菜 运输机构，安装在蔬菜夹取机构后方，包括:滑块V 35，传送带II 36，直线滑轨V 37，无杆气缸38，传送带I 15，定植板回收滚子6。滑块V 35与直线滑轨V 37配合，直线滑轨V 37、无杆气缸13安装在运输架I上方,位于蔬菜夹取机构后方；传送带II 36安装在滑块V 35与无杆气缸13上方，无杆气缸13作为带动传送带II 36整体向前移动的驱动部分；传送带I 15位于传送带II 36后下方，传送带I 15带动从传送带II 36上掉下的已经切根的蔬菜；定植板回收滚子6安装在运输架I后方，方便已经收获完成的定植板2从运输架上I滚下，脱离运输架I。
[0011]滑块I 10，直线滑轨I 11和滑块V 35和直线滑轨V 37均为对称结构，保证手爪架17以及传送带II 36运动的稳定。
[0012]电机I 12、电机II 14、电机III 16均通过联轴器与传动轴连接。
[0013]保证气缸II 21，气缸III 22同时运动，推动横梁I 18、横梁II 27带动连接在横梁
I18、横梁II 27上的手爪I 28、手爪II 29做横向运动，保证手爪将蔬菜夹取牢固。
[0014]收获压板9缺口起到固定蔬菜的作用。收获压板9缺口、手爪I 28，手爪II 29与定植板2上蔬菜位置对应，且收获压板9紧贴运输架I并与旋刀装配体34保留5mm。旋刀装配体34位于蔬菜夹取装置正下方，保证当蔬菜夹取装置聚拢夹取蔬菜后，旋刀装配体34旋转可以切到成熟蔬菜根部。
[0015]本发明可以获得如下有益效果:
[0016]定植板雾培蔬菜从收获、切根免去人力参与，提高了系统的工作效率，节约了成本。
[0017]直线滑轨采用对称的结构，气缸同时驱动，能够使手爪、传送带运行平稳，从而保证整个系统的稳定性。
[0018]切根机构由四杆机构组成，曲柄轮旋转一圈完成一次切割，且曲柄摇杆机构具有急回特性属性，减少了切根的难度同时提高了成功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图1是本发明整机上下二等角轴测；
[0020]附图2是本发明整机前视结构图；
[0021 ] 附图3是本发明整机后视结构图；
[0022]附图4是本发明蔬菜夹取机构结构图；
[0023]附图5是本发明切根装置机构结构图；
[0024]附图6是本发明蔬菜运输部分放大图；
[0025]图中:I运输架，2定植板，3支撑柜，4龙门架，5气缸I，6定植板回收滚子，7运输架传送带，8运输架滚轮，9收获压板，10滑块I，11直线滑轨I，12电机I，13滚子，14电机II，15传送带I，16电机III，17手爪架，18横梁I，19滑块II，20直线滑轨II，21气缸II，22气缸III，23聚拢板，24支撑梁，25滑块III，26直线滑轨III，27横梁II，28手爪I，29手爪II，30连杆I，31连杆II，32曲柄轮，33摇杆，34旋刀装配体，35滑块V，36传送带
II，37直线滑轨V，38无杆气缸。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0027]如图1、图2、图3所示，本发明专利是一种定植板温室雾培蔬菜收获机，包括定植板运输机构、蔬菜夹取机构、切根机构和蔬菜运输机构。定植板运输机构包括:主要由运输架I组成；电机I 12，驱动运输架滚轮8带动运输架传送带7运转。定植板2在运输架传送带7上向前运动到收获压板9下，其中定植板2中种植槽与收获压板9的凹口对齐，使得成熟蔬菜茎部卡在收获压板9凹口处。
[0028]蔬菜夹取机构安装在运输架I上方；龙门架4由支撑柜3支撑，滑块I 10与直线滑轨I 11相配合，直线滑轨I 11安装在龙门架4上，手爪架17安装在滑块I 10上；气缸I 5安装在龙门架4上，驱动手爪架17向下移动到成熟蔬菜底部；滑块II 19与直线滑轨II 20配合，直线滑轨II 20安装在手爪架17上，横梁I 18安装在滑块II 19上；手爪I 28安装在横梁I 18上，在横梁I 18上呈线性阵列排布；支撑梁24安装在手爪架17上，滑块III 25与直线滑轨III 26配合，直线滑轨III 26安装在支撑梁24上，横梁II 27安装在滑块III 25上，气缸III 22安装在手爪架17上，并与横梁II 27连接；手爪II 29安装在横梁II 27上，在横梁
II27上成阵列排布；聚拢板23分别安装在手爪I 28、手爪II 29上，气缸II 21、气缸III 22安装在手爪架17上，分别驱动横梁I 18、横梁II 27进行横向移动，使得连接在横梁I 18、横梁II 27上的手爪I 28、手爪II 29横向运动，手爪I 28、手爪II 29通过聚拢板23对蔬菜聚拢、加紧。 [0029]蔬菜切根过程经蔬菜夹取机构聚拢、加紧蔬菜，由电机III 16控制蔬菜切根机构实现切根，蔬菜切根机构位于蔬菜收获机构下方。如图5，蔬菜切根机构由连杆机构和旋刀装配体组成，其中连杆机构由曲柄摇杆机构和平行四边形机构组成，包括曲柄轮32、连杆I30、连杆II 31、摇杆33;电机III 16控制连杆机构使得旋刀装配体34转动，带动旋刀装配体34对蔬菜根部完成切割，滚子13由电机II 14带动旋转，将切下的根从定植板下方卷下，脱离定植板。
[0030]已经切根的蔬菜由蔬菜夹取机构抱住，经气缸I 5驱动，驱动手爪架17向上移动到传送带II 36上方；如图1、图2，蔬菜运输机构由滑块V 35，传送带II 36，直线滑轨V 37，无杆气缸38，传送带I 15，定植板回收滚子6组成；滑块V 35与直线滑轨V 37配合，直线滑轨V 37、无杆气缸13安装在运输架上方，蔬菜夹取机构后方；传送带II 36安装在滑块V 35与无杆气缸13上方，无杆气缸13驱动传送带II 36整体向前运动到蔬菜夹取机构正下方；蔬菜夹取机构将蔬菜松开，蔬菜掉落到传送带II 36上，再由无杆气缸13驱动传送带
II36向后运动到传送带I 15上，完成蔬菜的运输。已经收获完全的定植板2，经定植板回收滚子6进行回收。
【权利要求】
1.一种定植板温室雾培蔬菜收获机，其特征在于:其包括定植板运输机构、蔬菜夹取机构、切根机构和蔬菜运输机构； 所述定植板运输机构，包括运输架(1)、电机I (12)、运输架传送带(7)、运输架滚轮(8);定植板运输机构由运输架(1)作为整个机构的支撑；电机I (12)、运输架传送带(7)、运输架滚轮(8)安装于运输架(1)上；运输架滚轮(8)在电机I (12)的驱动下带动运输架传送带(7)运动，定植板(2)放置于运输架传送带(7)上； 所述蔬菜夹取机构，包括:支撑柜(3)、龙门架(4)、气缸I (5)、滑块I (10)，直线滑轨I (11)，手爪架(17)，横梁I (18)，滑块II (19)，直线滑轨II (20),气缸II (21)，气缸III (22)，聚拢板(23)，支撑梁(24)，滑块III (25)，直线滑轨III (26)，横梁II (27)，手爪II (28)，手爪I (29);所述蔬菜夹取机构主体安装在运输架(1)上方；龙门架(4)由支撑柜⑶支撑，滑块I (10)与直线滑轨I (11)相配合，直线滑轨I (11)安装在龙门架(4)上，手爪架(17)安装在滑块I (10)上；气缸I (5)安装在龙门架(4)上，手爪架(17)安装在气缸I (5)的气缸杆末端；滑块II (19)与直线滑轨II (20)配合，直线滑轨II (20)安装在手爪架(17)上，横梁I (18)安装在滑块II (19)上，气缸II (21)安装手爪架(17)上，并且与横梁I (18)连接，手爪I (28)安装在横梁I (18)上，手爪I (28)在横梁I (18)上呈线性阵列排布，横梁I (18)安装在气缸II (21)的气缸杆末端，气缸II (21)驱动横梁I(18)带动安装在横梁I (18)上的手爪I (28);支撑梁(24)安装在手爪架(17)上，滑块III (25)与直线滑轨III (26)配合，直线滑轨III (26)安装在支撑梁(24)上，横梁II (27)安装在滑块III (25)上，气缸III (22)安装在手爪架(17)上，并与横梁II (27)连接，手爪II(29)安装在横梁II (27)上，手爪II (29)在横梁II (27)上呈线性阵列排布，横梁II (27)安装在气缸III (22)的气缸杆末端，气缸III (22)驱动横梁II (27)带动安装在横梁II (27)上的手爪II (29);所述的气缸III (22)和气缸II (21)的气缸杆伸出方向为水平方向；聚拢板(23)分别安装在安装在手爪I (28)、手爪II (29)上；所述切根机构，安装在运输架(1)上，位于蔬菜夹取机构下方，包括:收获压板(9)、电机II (14)、电机III (16)、连杆I (30)、连杆II (31)、曲柄轮(32)、摇杆(33)、旋刀装配体(34);其中切根连杆机构由电机III (16)、连杆I (30)、连杆II (31)、曲柄轮(32)、摇杆(33)、旋刀装配体(34)组成；收获压板(9)安装在运输架(1)上，压板上面有凹口 ；切根连杆机构安装在运输架(1)内部，切根机构由曲柄摇杆机构和平行四边形机构构成，曲柄轮(32)与连杆I (30)铰接，连杆I (30)与连杆II(31)铰接，摇杆(33)与连杆II (31)铰接，摇杆(33)在连杆II (31)上沿着轴向均匀分布，旋刀装配体安装在摇杆(36)末端，位于蔬菜夹取机构下方；电机II (20)安装在曲柄轮(33)下方，电机II (14)驱动曲柄轮(33)实现转动；滚子(13)安装在运输架(1)下方，电机III (16)安装在运输架的一侧，电机III (16)驱动滚子(13)转动，滚子(13)将切下的根从定植板(2)下方卷下，脱离定植板(2); 所述蔬菜运输机构，安装在蔬菜夹取机构后方，包括:滑块V (35)，传送带II (36)，直线滑轨V (37)，无杆气缸(38)，传送带I (15)，定植板回收滚子(6);滑块V (35)与直线滑轨V (37)配合，直线滑轨V (37)、无杆气缸(13)安装在运输架(1)上方，位于蔬菜夹取机构后方；传送带II (36)安装在滑块V (35)与无杆气缸(13)上方，无杆气缸(13)作为带动传送带 II (36)整体向前移动的驱动部分；传送带I (15)位于传送带II (36)后下方，传送带I (15)带动从传送带II (36)上掉下的已经切根的蔬菜；定植板回收滚子(6)安装在运输架(1)后方，方便已经收获完成的定植板(2)从运输架上(I)滚下，脱离运输架(1)。
2.根据权利要求(I)所述的一种定植板温室雾培蔬菜收获机，其特征在于:滑块I(10)，直线滑轨I (11)和滑块V (35)和直线滑轨V (37)均为对称结构，保证手爪架(17)以及传送带II (36)运动的稳定。
3.根据权利要求(I)所述的一种定植板温室雾培蔬菜收获机，其特征在于:电机I(12)、电机II (14)、电机III (16)均通过联轴器与传动轴连接，保证气缸II (21)，气缸III(22)同时运动，推动横梁I (18)、横梁II (27)带动连接在横梁I (18)、横梁II (27)上的手爪I (28)、手爪II (29)做横向运动，保证手爪将蔬菜夹取牢固。
4.根据权利要求(I)所述的一种定植板温室雾培蔬菜收获机，其特征在于:收获压板(9)缺口起到固定蔬菜的作用；收获压板(9)缺口、手爪I (28)，手爪II (29)与定植板(2)上蔬菜位置对应，且收获压板(9)紧贴运输架(1)并与旋刀装配体(34)保留(5)mm;旋刀装配体(34)位于蔬菜夹取装置正下方，保证当蔬菜夹取装置聚拢夹取蔬菜后，旋刀装配体(34)旋转可以切到 成熟蔬菜根部。
【文档编号】A01D57/20GK104025801SQ201410222707
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】高国华, 王天宝 申请人:北京工业大学