本發(fā)明公開一種定植板培育生菜的切割采收裝置，尤其涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)植物工廠中所廣泛采用的定植板培育生菜并進(jìn)行自動切割采收的裝置，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

植物工廠作為公認(rèn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)最高級形式，它利用人工建造的設(shè)施，對設(shè)施內(nèi)的環(huán)境可進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，作物的生長幾乎不受外界環(huán)境的影響，因而對種植地域要求低；且作物的生長速度更快，單位土地的利用率更高。因而近年來植物工廠獲得了迅猛的發(fā)展。

生菜學(xué)名葉用萵苣，屬菊科一年生草本植物，營養(yǎng)價值極高，是設(shè)施植物工廠種植的三大菜類之一，尤其以定植板種植的水培生菜最為廣泛。但目前國內(nèi)外大部分植物工廠對種植在定植板上的生菜仍主要依靠人工采收完成，不僅效率低下，而且勞動力成本在不斷提高。因而研制出一種定植板培育生菜的自動切割采收裝置顯得尤為必要，這也正好符合國家十三五規(guī)劃所要求的加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)作業(yè)的機(jī)械化水平。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中，蔬菜采收作業(yè)的自動化程度低，尤其是設(shè)施植物工廠中定植板培育的生菜主要依靠人工完成采收作業(yè)，本發(fā)明的目的在于提供一種定植板培育生菜的切割采收裝置。相對人工切割采收，實現(xiàn)了自動化操作，大大提高了作業(yè)效率，降低了采收成本，為實現(xiàn)針植物工廠的機(jī)械化，自動化和智能化提供了條件。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種定植板培育生菜的切割采收裝置，包括定植板運送機(jī)構(gòu)、拔取機(jī)構(gòu)、扶持機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)、根部運送機(jī)構(gòu)、集收裝置、機(jī)架以及控制系統(tǒng)；

其特征在于：所述定植板運送機(jī)構(gòu)包括運送槽、定植板、運送定植板的載體，在它們共同的作用下將生菜運送到切割采收裝置的位置；

所述拔取機(jī)構(gòu)包括雙螺旋桿、調(diào)節(jié)雙螺旋桿間距的支座及其滑槽、測速傳感器，每組雙螺旋桿分別采用不同的左右旋螺紋，在直流電動機(jī)的帶動下相對旋轉(zhuǎn)，從而將生菜從定植孔中整棵拔出；

所述扶持機(jī)構(gòu)包括安裝于機(jī)架上間距可調(diào)的扶持擋板、安裝于機(jī)架頂部的扶持傳送帶、測速傳感器，它們和每組雙螺旋桿拔取機(jī)構(gòu)共同作用將生菜運送到指定的切割部位；

所述切割機(jī)構(gòu)包括高度可調(diào)的切割刀具支架、切割刀具、測速傳感器，當(dāng)扶持機(jī)構(gòu)運送生菜到切割指定部位時自動完成生菜切割；

所述根部運送機(jī)構(gòu)包括主動帶輪、從動帶輪、傳送帶、根部收集箱、轉(zhuǎn)速控制器，主動帶輪與從動帶輪安裝在機(jī)架固定的支座上，使割后的生菜根部在傳送機(jī)構(gòu)的作用下自動運送到根部收集箱；

所述集收裝置包括切割后生菜運送軌道、運送軌道擋板、生菜收集箱，使切割后的生菜自動運送到生菜收集箱，以便完成后續(xù)的操作；

所述機(jī)架包括滾輪、調(diào)整雙螺旋桿間距的滑槽、調(diào)整扶持機(jī)構(gòu)中頂部傳送帶輪的滑槽、根部運送主從動帶輪的支座，從而使各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)在機(jī)架的支撐下順利完成各自的任務(wù)；

控制系統(tǒng)包括直流電源給整個切割采收裝置供能、單片機(jī)控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運行速度，使整個采收有序順利地完成。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過定植板運送槽將生菜運送到指定部位，在雙螺旋桿作用下將生菜整棵拔出，并在安裝于機(jī)架上間距可調(diào)的擋板和頂部扶持傳送帶的共同作用下將生菜繼續(xù)向上運送，直到根部完全脫離定植板并輸送到根部傳送帶，然后在切割刀具的作用下完成切割，切割后根部自動落到根部運送帶并輸送到根部收集箱，割后的生菜則進(jìn)入生菜采收裝置并輸送到生菜收集箱。即本發(fā)明可一次完成定植板上生菜的拔取、切割采收及根部處理，實現(xiàn)了生菜前期的自動采收，減輕了人的作業(yè)強(qiáng)度，并為后續(xù)的生菜包裝銷售等提供了基礎(chǔ)，為實現(xiàn)植物工廠采收作業(yè)的無人化、自動化提供了條件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的總體切割采收三維結(jié)構(gòu)軸測圖；

圖2為本發(fā)明的切割采收裝置主視圖；

圖3為本發(fā)明的切割采收裝置右視圖；

圖4為本發(fā)明的切割采收裝置拆掉頂部傳送帶的俯視圖；

圖5為本發(fā)明的切割采收裝置的機(jī)架俯視圖；

附圖標(biāo)號說明：1-運送載體、2-運送槽、3-定植板、4-生菜、5-定植孔、6-頂部從動輪、7-頂部傳送帶、8-頂部主動輪、9-扶持擋板、10-根部傳送帶、11-根部收集箱、12-根部傳送主動輪、13-滾輪、14-頂部從動輪滑槽、15-雙螺旋桿、16-切割刀具支架、17-采收擋板、18-頂部主動輪滑槽、19-采收軌道、20-生菜收集箱、21-根部傳送從動輪、22-切割刀具、23-雙螺旋桿支座滑槽、24-雙螺旋桿支座、25-根部傳送從動輪支座、26-根部傳送主動輪支座。

具體實施方式

下面結(jié)合各個附圖對本發(fā)明的工作方式進(jìn)行詳細(xì)描述，如圖1所示，生菜4種植在定植板3上的定植孔5中，生菜4成熟之后，通過運送槽2中的運送載體1將定植板3運送到生菜切割采收裝置的位置；同時結(jié)合圖2所示，在定植板3繼續(xù)向前運動的過程中，切割采收裝置中的雙螺旋桿15將生菜4完整地從定植孔5拔出，并在扶持擋板9和頂部傳送帶7的共同作用下將拔取的生菜4繼續(xù)斜向上運送，直到生菜根部運送到根部傳送帶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的作用下根莖分離，根部則掉落到根部傳送帶10并自動輸送到根部收集箱11，生菜的上部則繼續(xù)在扶持機(jī)構(gòu)的作用下運行小段距離；結(jié)合圖2和圖3所示，生菜完成切割之后繼續(xù)運行的過程中，扶持機(jī)構(gòu)中雙螺旋桿15和扶持擋板9同時完成對生菜的作用，即此時扶持機(jī)構(gòu)中只有頂部傳送帶7繼續(xù)對生菜發(fā)揮作用，因而生菜在重力和慣性力的作用下掉到采收軌道19，為了避免生菜滑出軌道之外，在運送軌道兩側(cè)增加采收擋板17，最終生菜被運送到生菜收集箱20，從而完成生菜切割采收的全部任務(wù)。

接下來結(jié)合上面所述該裝置的工作方式，就具體實施方案進(jìn)一步說明：如圖1所示，為了達(dá)到農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)相結(jié)合的思想，定植板3上的定植孔5都有相對固定的位置，從而在定植板3上培育出的生菜4都相對標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，同時該采收切割裝置可以在滾輪13的作用下任意運動；

該切割采收裝置包括拔取機(jī)構(gòu)、扶持機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)、根部運送機(jī)構(gòu)、集收裝置、機(jī)架以及控制系統(tǒng)；

拔取機(jī)構(gòu)結(jié)合圖2、圖4和圖5說明，拔取機(jī)構(gòu)主要由三組雙螺旋桿15、雙螺旋桿支座24、雙螺旋桿支座滑槽23和測速傳感器組成，雙螺旋桿間距的大小應(yīng)滿足生菜的切割位置在螺桿下方一段距離以便于切割刀具22切割；

扶持機(jī)構(gòu)結(jié)合圖1、圖2、圖4和圖5說明，扶持機(jī)構(gòu)主要包括頂部傳送帶7、扶持擋板9和雙螺旋桿15，頂部傳送帶7在頂部主動輪8和頂部從動輪6的作用下進(jìn)行逆時針旋轉(zhuǎn)將生菜頂部扶正并向上傳送，為了適應(yīng)不同的生菜高度，特意設(shè)計成頂部傳送帶7高度可調(diào)，頂部主動輪滑槽18和頂部從動輪滑槽14如圖2和圖5所示；扶持擋板9的主要作用是生菜在向上運送過程中不會左右晃動，由于該擋板在采收過程中相對于機(jī)架固定不動，因而只需在調(diào)整適當(dāng)間距后用螺栓等固定即可；在扶持機(jī)構(gòu)中，雙螺旋桿15的作用是保證生菜在運送過程中不會掉下，該機(jī)構(gòu)在拔取機(jī)構(gòu)中已有詳細(xì)描述，此處不再贅述；最后特別強(qiáng)調(diào)一點，扶持擋板的扶持高度大約在生菜高度的三分之二，頂部傳送帶作用在生菜的長度大約為生菜高度的三分之二，即頂部傳送帶與扶持擋板對生菜的作用部位有大約三分之一的重合區(qū)；

切割機(jī)構(gòu)結(jié)合圖2和圖5說明，切割機(jī)構(gòu)主要包括切割刀具支架16、切割刀具22和測速傳感器組成，由于切割刀具支架在切割過程中相對機(jī)架固定不動，因而只需要在調(diào)整適當(dāng)高度后用螺栓等固定即可；

根部運送機(jī)構(gòu)結(jié)合圖1、圖3和圖5說明，該機(jī)構(gòu)主要包括根部傳送主動輪12、根部傳送從動輪21、根部傳送帶10、根部傳送主動輪支座26、根部傳送從動輪支座25和轉(zhuǎn)速控制器，該機(jī)構(gòu)對轉(zhuǎn)速沒有嚴(yán)格控制，傳送帶的寬度應(yīng)滿足切割后的根部完全落到傳送帶上，從而順利運送到根部收集箱11；

集收裝置結(jié)合圖2和圖3說明，包括采收軌道19、采收擋板17、使切割后的生菜自動運送到生菜收集箱20，以便完成后續(xù)的操作。由于在輸送生菜過程中，生菜運送裝置相對于機(jī)架固定，因而該裝置可用螺栓等固定在機(jī)架適當(dāng)位置即可；

所述機(jī)架包括滾輪、調(diào)節(jié)螺桿間距的滑槽、調(diào)節(jié)頂部帶輪的滑槽、根部運送主從動帶輪的支座等，這些都已在前述機(jī)構(gòu)中詳細(xì)說明，此處不再贅述，從而在機(jī)架的作用下確保各執(zhí)行機(jī)構(gòu)能順利完成各自的任務(wù)；

控制系統(tǒng)包括直流電源給整個切割采收裝置供能、單片機(jī)控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)如雙螺旋桿、頂部傳送帶、根部傳送帶等的運行速度，使整個采收有序順利地完成。

綜上所述，本發(fā)明可一次完成定植板上生菜的拔取、切割、采收及根部處理，實現(xiàn)了生菜前期的自動采收，減輕了人的作業(yè)強(qiáng)度，并為后續(xù)的生菜包裝銷售等提供了基礎(chǔ)，為實現(xiàn)植物工廠采收作業(yè)的無人化、自動化提供了條件。