[发明专利]自动化叶菜螺旋立柱生产系统

说明书

技术领域    

本发明涉及农业装备领域，特别涉及一种自动化叶菜螺旋立柱生产系统。

背景技术    

立柱栽培通过竖立的栽培柱使栽培由平面向空间扩展，可以充分利用温室空间和太阳能，从而大大提高土地和温室设施利用效率，具有广阔的发展前景。但由于温室生产的栽培立柱一般高2米以上，甚至可达4～5米，立柱的高度决定了人工管理的难度和强度很大，成为限制立柱栽培技术推广的瓶颈问题。而目前的立柱栽培结构一般由多个栽培钵串联成柱体（李止正等.立柱式无土栽培装置. 专利号：97234413.6；付红敏.立体无土栽培体.专利号: 02219790.7；汪晓云等.一种立柱立体无土栽培装置.专利号：ZL03275638.0），或在栽培柱外侧开孔进行作物定植（立柱无土栽培研究初报. 应用与环境生物学报，1995,2（2）：187-188；施昭彰等.农作物立体栽培装置.专利号：ZL00243887.9；程实.立柱式无土立体栽培装置.专利号：ZL200520097341.1；王久兴等.泡沫塑料柱立体无土栽培系统的研制与应用.河北农业大学学报，2003，26（4）：80-84.），由于栽培面不连续，其营养液循环浇灌的难度较大，栽培品种受限，栽培和收获的劳动强度很大，且无法实现机械化作业，因而大大限制了该类立柱栽培的推广应用。李萍萍等提出了螺旋立柱栽培结构（李萍萍，刘继展.可动式螺旋立体花卉栽培系统.专利号：ZL03279436.3），使作物栽培在连续螺旋槽内实现，营养液沿螺旋槽流动回收，同时大大降低了机械化和自动化栽培与收获作业的难度。但上述立柱栽培系统均未实现种/收的机械化和自动化，更未实现全程自动化作业和管理。 

发明内容  

为了克服现有立柱栽培系统的不足，本发明提供一种自动化叶菜螺旋立柱生产系统，实现多个螺旋栽培立柱移栽与收获的自动化作业。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由多个螺旋栽培立柱、移动平台、多穴盘自动供苗装置、机械手、移栽末端执行器、收集箱、收获割刀、手部安装调节机构和控制系统所组成。移动平台上安装多穴盘自动供苗装置和机械手，机械手上安装移栽末端执行器，通过触摸屏选定移栽作业以及对应的穴盘和螺旋栽培立柱规格，螺旋栽培立柱间歇转动和移栽/收获一体机器人的移栽动作相配合，完成对螺旋栽培立柱的连续移栽作业；机械手上改装收获割刀并放置收集箱，通过触摸屏选定收获作业以及对应的螺旋栽培立柱的规格，机械手将收割刀具送至螺旋栽培立柱的栽培槽内，螺旋栽培立柱连续转动和收获割刀的向上移动相配合，连续切割螺旋栽培槽内栽培的叶菜并落入收集箱内。

多穴盘自动供苗装置包括机架、滑槽、同步带、携盘滑块、上轴、上同步带轮、托盘、弹性挡块、电机、联轴器、下同步带轮、下轴；机架固定安装于移动平台上，两个滑槽左右对称安装于机架上；上轴和下轴通过滚动轴承水平安装于机架的上部和下部，上轴上左右对称安装两个上同步带轮，下轴上左右对称安装两个下同步带轮，左右两同步带分别与上同步带轮和下同步带轮组成同步带传动；电机固定于移动平台上，并通过联轴器驱动下轴转动，使左右两同步带同时运动；托盘为矩形，插槽侧边与底板的夹角与插槽的弯角一致，每个托盘的插槽侧边分别插入各携盘滑块的插槽内；弹性挡块安装于托盘的开口上。

收获割刀由刃口、安装柄和拨边构成；安装柄与刃口间的夹角与螺旋栽培立柱螺旋栽培槽的剖面夹角一致，拨边位于收获割刀的刀背一侧，拨边与刃口间的夹角与螺旋栽培立柱1螺旋栽培槽的螺旋角相一致。

手部安装调节机构包括安装板、连杆、调节滑块和锁紧螺钉，安装板的底端与机械手的腕部相铰接，机械手的滑槽内安装调节滑块，机械手上连杆的两端分别与安装板的顶端和调节滑块相铰接；调节滑块的螺纹孔内安装锁紧螺钉。

收集箱和多穴盘自动供苗装置可更换安装于移动平台上，安装板与收获割刀的安装柄通过螺钉固定连接；安装板上拆卸收获割刀后，移栽末端执行器可通过安装板安装于机械手的腕部。

本发明的有益效果是，通过移栽/收获配件的更换、控制设定和与螺旋栽培立柱的协调运动，实现利用一套设备对多个螺旋栽培立柱的自动化移栽、收获一体作业；利用多穴盘自动供苗装置实现多穴盘的携带与供应，大大提高了移栽作业的效率。

附图说明   

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为自动化叶菜螺旋立柱生产系统的组成结构示意图。

图2为自动化叶菜螺旋立柱生产系统的穴盘苗移栽作业示意图。

图3为自动化叶菜螺旋立柱生产系统的叶菜收获作业示意图。