一种定植板培育生菜的切割采收装置的制作方法

本发明公开一种定植板培育生菜的切割采收装置，尤其涉及设施农业植物工厂中所广泛采用的定植板培育生菜并进行自动切割采收的装置，属于农业机械自动化技术领域。

背景技术：

植物工厂作为公认的设施农业最高级形式，它利用人工建造的设施，对设施内的环境可进行精准的控制，作物的生长几乎不受外界环境的影响，因而对种植地域要求低；且作物的生长速度更快，单位土地的利用率更高。因而近年来植物工厂获得了迅猛的发展。

生菜学名叶用莴苣，属菊科一年生草本植物，营养价值极高，是设施植物工厂种植的三大菜类之一，尤其以定植板种植的水培生菜最为广泛。但目前国内外大部分植物工厂对种植在定植板上的生菜仍主要依靠人工采收完成，不仅效率低下，而且劳动力成本在不断提高。因而研制出一种定植板培育生菜的自动切割采收装置显得尤为必要，这也正好符合国家十三五规划所要求的加快现代农业作业的机械化水平。

技术实现要素：

针对现有技术中，蔬菜采收作业的自动化程度低，尤其是设施植物工厂中定植板培育的生菜主要依靠人工完成采收作业，本发明的目的在于提供一种定植板培育生菜的切割采收装置。相对人工切割采收，实现了自动化操作，大大提高了作业效率，降低了采收成本，为实现针植物工厂的机械化，自动化和智能化提供了条件。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种定植板培育生菜的切割采收装置，包括定植板运送机构、拔取机构、扶持机构、切割机构、根部运送机构、集收装置、机架以及控制系统；

其特征在于：所述定植板运送机构包括运送槽、定植板、运送定植板的载体，在它们共同的作用下将生菜运送到切割采收装置的位置；

所述拔取机构包括双螺旋杆、调节双螺旋杆间距的支座及其滑槽、测速传感器，每组双螺旋杆分别采用不同的左右旋螺纹，在直流电动机的带动下相对旋转，从而将生菜从定植孔中整棵拔出；

所述扶持机构包括安装于机架上间距可调的扶持挡板、安装于机架顶部的扶持传送带、测速传感器，它们和每组双螺旋杆拔取机构共同作用将生菜运送到指定的切割部位；

所述切割机构包括高度可调的切割刀具支架、切割刀具、测速传感器，当扶持机构运送生菜到切割指定部位时自动完成生菜切割；

所述根部运送机构包括主动带轮、从动带轮、传送带、根部收集箱、转速控制器，主动带轮与从动带轮安装在机架固定的支座上，使割后的生菜根部在传送机构的作用下自动运送到根部收集箱；

所述集收装置包括切割后生菜运送轨道、运送轨道挡板、生菜收集箱，使切割后的生菜自动运送到生菜收集箱，以便完成后续的操作；

所述机架包括滚轮、调整双螺旋杆间距的滑槽、调整扶持机构中顶部传送带轮的滑槽、根部运送主从动带轮的支座，从而使各种执行机构在机架的支撑下顺利完成各自的任务；

控制系统包括直流电源给整个切割采收装置供能、单片机控制各执行机构的运行速度，使整个采收有序顺利地完成。

本发明的有益效果是：

本发明通过定植板运送槽将生菜运送到指定部位，在双螺旋杆作用下将生菜整棵拔出，并在安装于机架上间距可调的挡板和顶部扶持传送带的共同作用下将生菜继续向上运送，直到根部完全脱离定植板并输送到根部传送带，然后在切割刀具的作用下完成切割，切割后根部自动落到根部运送带并输送到根部收集箱，割后的生菜则进入生菜采收装置并输送到生菜收集箱。即本发明可一次完成定植板上生菜的拔取、切割采收及根部处理，实现了生菜前期的自动采收，减轻了人的作业强度，并为后续的生菜包装销售等提供了基础，为实现植物工厂采收作业的无人化、自动化提供了条件。

附图说明

图1为本发明的总体切割采收三维结构轴测图；

图2为本发明的切割采收装置主视图；

图3为本发明的切割采收装置右视图；

图4为本发明的切割采收装置拆掉顶部传送带的俯视图；

图5为本发明的切割采收装置的机架俯视图；

附图标号说明：1-运送载体、2-运送槽、3-定植板、4-生菜、5-定植孔、6-顶部从动轮、7-顶部传送带、8-顶部主动轮、9-扶持挡板、10-根部传送带、11-根部收集箱、12-根部传送主动轮、13-滚轮、14-顶部从动轮滑槽、15-双螺旋杆、16-切割刀具支架、17-采收挡板、18-顶部主动轮滑槽、19-采收轨道、20-生菜收集箱、21-根部传送从动轮、22-切割刀具、23-双螺旋杆支座滑槽、24-双螺旋杆支座、25-根部传送从动轮支座、26-根部传送主动轮支座。

具体实施方式

下面结合各个附图对本发明的工作方式进行详细描述，如图1所示，生菜4种植在定植板3上的定植孔5中，生菜4成熟之后，通过运送槽2中的运送载体1将定植板3运送到生菜切割采收装置的位置；同时结合图2所示，在定植板3继续向前运动的过程中，切割采收装置中的双螺旋杆15将生菜4完整地从定植孔5拔出，并在扶持挡板9和顶部传送带7的共同作用下将拔取的生菜4继续斜向上运送，直到生菜根部运送到根部传送带10和生菜待切割部位靠近切割刀具22的位置；然后生菜4在切割刀具22的作用下根茎分离，根部则掉落到根部传送带10并自动输送到根部收集箱11，生菜的上部则继续在扶持机构的作用下运行小段距离；结合图2和图3所示，生菜完成切割之后继续运行的过程中，扶持机构中双螺旋杆15和扶持挡板9同时完成对生菜的作用，即此时扶持机构中只有顶部传送带7继续对生菜发挥作用，因而生菜在重力和惯性力的作用下掉到采收轨道19，为了避免生菜滑出轨道之外，在运送轨道两侧增加采收挡板17，最终生菜被运送到生菜收集箱20，从而完成生菜切割采收的全部任务。

接下来结合上面所述该装置的工作方式，就具体实施方案进一步说明：如图1所示，为了达到农艺与农机相结合的思想，定植板3上的定植孔5都有相对固定的位置，从而在定植板3上培育出的生菜4都相对标准化、规范化，同时该采收切割装置可以在滚轮13的作用下任意运动；

该切割采收装置包括拔取机构、扶持机构、切割机构、根部运送机构、集收装置、机架以及控制系统；

拔取机构结合图2、图4和图5说明，拔取机构主要由三组双螺旋杆15、双螺旋杆支座24、双螺旋杆支座滑槽23和测速传感器组成，双螺旋杆间距的大小应满足生菜的切割位置在螺杆下方一段距离以便于切割刀具22切割；

扶持机构结合图1、图2、图4和图5说明，扶持机构主要包括顶部传送带7、扶持挡板9和双螺旋杆15，顶部传送带7在顶部主动轮8和顶部从动轮6的作用下进行逆时针旋转将生菜顶部扶正并向上传送，为了适应不同的生菜高度，特意设计成顶部传送带7高度可调，顶部主动轮滑槽18和顶部从动轮滑槽14如图2和图5所示；扶持挡板9的主要作用是生菜在向上运送过程中不会左右晃动，由于该挡板在采收过程中相对于机架固定不动，因而只需在调整适当间距后用螺栓等固定即可；在扶持机构中，双螺旋杆15的作用是保证生菜在运送过程中不会掉下，该机构在拔取机构中已有详细描述，此处不再赘述；最后特别强调一点，扶持挡板的扶持高度大约在生菜高度的三分之二，顶部传送带作用在生菜的长度大约为生菜高度的三分之二，即顶部传送带与扶持挡板对生菜的作用部位有大约三分之一的重合区；

切割机构结合图2和图5说明，切割机构主要包括切割刀具支架16、切割刀具22和测速传感器组成，由于切割刀具支架在切割过程中相对机架固定不动，因而只需要在调整适当高度后用螺栓等固定即可；

根部运送机构结合图1、图3和图5说明，该机构主要包括根部传送主动轮12、根部传送从动轮21、根部传送带10、根部传送主动轮支座26、根部传送从动轮支座25和转速控制器，该机构对转速没有严格控制，传送带的宽度应满足切割后的根部完全落到传送带上，从而顺利运送到根部收集箱11；

集收装置结合图2和图3说明，包括采收轨道19、采收挡板17、使切割后的生菜自动运送到生菜收集箱20，以便完成后续的操作。由于在输送生菜过程中，生菜运送装置相对于机架固定，因而该装置可用螺栓等固定在机架适当位置即可；

所述机架包括滚轮、调节螺杆间距的滑槽、调节顶部带轮的滑槽、根部运送主从动带轮的支座等，这些都已在前述机构中详细说明，此处不再赘述，从而在机架的作用下确保各执行机构能顺利完成各自的任务；

控制系统包括直流电源给整个切割采收装置供能、单片机控制各执行机构如双螺旋杆、顶部传送带、根部传送带等的运行速度，使整个采收有序顺利地完成。

综上所述，本发明可一次完成定植板上生菜的拔取、切割、采收及根部处理，实现了生菜前期的自动采收，减轻了人的作业强度，并为后续的生菜包装销售等提供了基础，为实现植物工厂采收作业的无人化、自动化提供了条件。