一种慈姑自动收获机器人及其电学控制系统技术方案

本发明专利技术涉及农业机械领域，具体的说是一种慈姑自动收获机器人及其电学控制系统，其自动收获机主体包括拔取装置、清洗装置、切球装置、支撑装置、行走机构、螺旋桨和PLC控制器；所述的清洗装置包括皮带输送机、输泥板、撑管架、喷嘴、水泵、一号水管、二号水管、筛网和电磁阀；所述的切球装置包括固定架、一号分隔板、摄像头、切球气缸、刀片、集料板和二号分隔板；所述的支撑装置包括顶板、底板和气囊；所述的电学控制系统包括可编程控制器、气压单元、液压单元、伺服电机单元和伺服控制器；本发明专利技术能够实现两栖运动；且本发明专利技术能够实现对茨菰的自动拔取、自动清洗、自动对茨菰球茎和茨菰主体的分离，自动化程度高，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业机械领域，具体的说是一种慈姑自动收获机器人及其电学控制系统。
技术介绍
茨菰，别名：慈菇、燕尾草、白地栗、燕尾草、芽菇等科属：泽泻科，慈菇属、天南星科本草植物类别：多年生挺水植物，是无公害绿色保健食品中的上等珍品。中医认为茨菇性味甘平，生津润肺，补中益气，对劳伤、咳喘等病有独特疗效。茨菇每年处暑开始种植，元旦春节期间收获上市，为冬春补缺蔬菜种类之一，其营养价值较高，主要成份为淀粉、蛋白质和多种维生素，富含铁、钙、锌、磷、硼等多种活性物所需的微量无素，对人体肌能有调节促进作用，具有较好的药用价值。茨菰原产中国。植株高约1米。叶戟形,长25～40厘米，宽10～20厘米，为根出叶，具长柄。短缩茎，秋季从各叶腋间向地下四面斜下方抽生匍匐茎，长40～60厘米，粗1厘米,每株10多枝。顶端着生膨大的球茎，高3～5厘米，横径3～4厘米，呈球形或卵形，具2～3环节。顶芽尖嘴状。成长植株从叶腋抽生花梗1～2枝。总状花序，雌雄异花。花萼、花瓣各3枚,雄蕊多数，雌花心皮多数，集成球形。瘦果。染色体数2n＝22。植株直立，高50-100cm。匍匐茎，长40-60cm，每株有10余条匍匐茎。匍匐茎入土约25cm，入土深浅，受气候影响。气温较高，匍匐茎顶端窜出泥面，发叶生根成为分株；气温下降，匍匐茎向深处生长，末端积累养分形成球茎。茨菰主要生长于陆地上各种水面的浅水田中，其性喜温暖，用顶芽繁殖。气温15℃时萌芽生根；栽插期和茎叶生长期适温为白天25℃，夜间15℃；球茎形成期适温为10～20℃。昼夜温差大，日照良好，有利球茎发育。球茎自膨大至成熟约需25～40天。栽培时切取球茎成熟、肥壮的顶芽，进行扦插育苗。苗3～4片叶时定植大田。株行距40×40厘米，亩栽约4000株。生育期叶面积系数控制在1～1.5之间。新叶、匍匐茎抽生时追施氮肥；球茎膨大前增施磷、钾肥。摘除老黄叶和维持相应水层有利养分积累。现有技术中，还未存在一种专门针对茨菰进行拔取、清洗和切球的一体化两栖收获机，上述步骤往往采用人工操作，费时费力。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种慈姑自动收获机器人，其能够实现水路两栖运动，且能够在浅水田或浅湖内对茨菰进行自动拔取、自动清洗、自动使茨菰球茎与茨菰主体分离，自动化程度高，弥补了由工人操作上述步骤造成费时费力，生产效率低的缺陷。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种慈姑自动收获机器人，包括拔取装置、清洗装置、切球装置、支撑装置、行走机构、螺旋桨和PLC控制器；所述的拔取装置位于支撑装置左端，所述的清洗装置位于支撑装置中部，所述的切球装置位于支撑装置右端，所述的行走机构位于支撑装置四周，所述的螺旋桨位于支撑装置右端，PLC控制器安装在支撑装置上，PLC控制器用于控制拔取装置、清洗装置、切球装置、支撑装置和行走机构中电动设备、气动设备和传感器等的自动作业，其中：所述的拔取装置整体为传送链结构，所述的传送链由各长条形链板组成，所述的传送链沿支撑装置左右方向从左往右逐步倾斜向上布置，且所述的传送链左端位于支撑装置的左端前下方，所述的传送链右端位于支撑装置的左部上方；所述传送链的各链板上都均匀设置有圆柱形拔取杆，所述拔取杆主轴与对应链板端面垂直，且相邻两个拔取杆之间距离为2cm；传送链各链板上的每排拔取杆均包括一号拔杆和二号拔杆，一号拔杆与二号拔杆相互交错布置，并排的每两个二号拔杆之间布置有一根一号拔杆，且二号拔杆的高度是一号拔杆的三倍；所述传送链右端沿支撑装置前后方向从后往前竖直布置有一块扁平挡板，且所述的挡板上端设置有长条形阻隔条，所述的各阻隔条位于经过传送链右端的链板上各拔取杆之间；所述的传送链右端连接外部动力装置；所述的清洗装置包括皮带输送机，位于皮带输送机下方的输泥板、位于皮带输送机左部的撑管架、喷嘴、水泵、一号水管、二号水管、筛网和电磁阀；所述的皮带输送机水平安装在支撑装置上方，且皮带输送机左端位于拔取装置的传送链右端下方，皮带输送机右端贯穿切球装置；且所述的皮带输送机上均匀设置有漏泥孔；所述的输泥板截面为“人”字形，且输泥板两侧固定在支撑装置上端面；所述的撑管架整体为“Π”形，所述的撑管架顶部位于皮带输送机左端上方，且撑管架下端固连在支撑装置上端面；所述的喷嘴均匀安装在撑管架上，且喷嘴沿撑管架前后方向均匀安装有不少于十个，所述的水泵固定在支撑装置右端，所述的水平与各喷嘴之间通过一号水管相连接，所述的二号水管一端与水泵相连接，二号水管另一端固定在支撑装置下方，且二号水管上安装有筛网，一号水管上安装有电磁阀；所述的切球装置包括固定架、一号分隔板、摄像头、切球气缸、刀片、集料板和二号分隔板；所述的固定架位于切球装置左部，所述的固定架整体为“Π”形，所述的一号分隔板沿支撑装置左右方向从左往右竖直固布置在固定架上部，所述的一号分隔板沿固定架至少布置有五十个，各一号分隔板之间形成输送通道，所述各相连一号分隔板之间距离为4-6cm；所述清洗装置的皮带输送机右端位于一号分隔板右端下方；所述各输送通道内从左往右依次按照有摄像头和切球气缸，所述的各切球气缸下端均固定有刀片；所述的集料板水平位于固定架右侧，且集料板上端面与皮带输送机上端面等高，且所述的集料板左端与固定架右端相连接，所述的集料板左端上端面沿支撑装置左右方向从左往右竖直固布置有至少五十个二号分隔板，且所述二号分隔板与所述一号分隔板一一对应；所述各二号分隔板之间形成分流通道，所述的各分流通道内均设置有直径为4-6cm的落料孔。所述的支撑装置包括顶板、底板和气囊，所述的顶板与底板均匀扁平矩形板，所述的顶板与底板相固连，且所述的顶板上均匀设置有漏水孔，且所述的拔取装置、清洗装置、切球装置与支撑装置均安装在顶板上，所述的底板上以7×5的排列方式固定有35个空心气囊，所述的气囊为“胶囊”形；所述的底板四个拐角处均设置有“回”形的一号限位槽。所述的行走机构由四个，所述的四个行走机构分别安装在支撑装置的四个拐角处，所述的各行走机构均包括转动架、行走电机、转轮、翻转气缸、固定气缸和嵌入板，所述的转动架整体为“L”形，所述转动架的水平端与支撑装置转动连接，所述的行走电机安装在转动架上，所述的转轮与行走电机相连接，所述的翻转气缸一端与支撑装置的顶板转动连接，翻转气缸另一端与转动架的竖直端转动连接，所述的转动架下端设置有“回”形的二号限位槽；所述的固定气缸水平安装在支撑装置的底板下端面，且当固定气缸伸出到最长时，嵌入板同时位于一号限位槽与二号限位槽内。所述的支撑装置上端还安装有PLC控制器，PLC控制器可用于控制本专利技术的拔取装置、清洗装置、切球装置和螺旋桨中的电气元件和气动设备的自动作业，且本专利技术的电气元件和气动设备都有防水功能或设有防水罩，该设计为现有技术，本专利技术中不再做出阐述。所述的螺旋桨至少有一对，各螺旋桨通过动力装置对称安装在支撑装置的顶板与底板后方。初始状态下，本专利技术在陆地上，固定气缸伸出到最长时，嵌入板同时位于一号限位槽与二号限位槽内，同时翻转气缸伸出使得转轮主轴与水平面平行，当需要对浅水田或者浅湖内的茨菰进行收获，则行走电机工作使得本专利技术在陆地上往浅水田或者浅湖方向行走；当行走到浅水田或者浅湖时，支撑装置接触水面，支撑装置上的众多气囊使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种慈姑自动收获机器人，其特征在于：包括拔取装置(1)、清洗装置(2)、切球装置(3)、支撑装置(4)、行走机构(5)、螺旋桨(6)和PLC控制器；所述的拔取装置(1)位于支撑装置(4)左端，所述的清洗装置(2)位于支撑装置(4)中部，所述的切球装置(3)位于支撑装置(4)右端，所述的行走机构(5)位于支撑装置(4)四周，所述的螺旋桨(6)位于支撑装置(4)右端，所述的PLC控制器安装在支撑装置(4)上，其中：所述的拔取装置(1)整体为链传动结构，所述的拔取装置(1)包括传送链(11)和挡板(14)，所述的传送链(11)由长条形链板(12)组成，所述的传送链(11)沿支撑装置(4)从左往右倾斜向上布置，且所述的传送链(11)左端位于支撑装置(4)的左端前下方，所述的传送链(11)右端位于支撑装置(4)的左部上方；所述传送链(11)的链板(12)上均匀设置有圆柱形拔取杆(13)，所述拔取杆(13)与对应链板(12)端面垂直，且相邻两个拔取杆(13)之间距离为2cm；传送链各链板(11)上的每排拔取杆(13)均包括一号拔杆和二号拔杆，一号拔杆与二号拔杆相互交错布置，并排的每两个二号拔杆之间布置有一根一号拔杆，且二号拔杆的高度是一号拔杆的三倍；所述传送链(11)右端沿支撑装置(4)从后往前竖直布置有一块扁平挡板(14)，且所述的挡板(14)上端设置有阻隔条(141)，所述的各阻隔条(141)位于传送链(11)右端的各拔取杆(13)之间；所述的清洗装置(2)包括皮带输送机(21)，位于皮带输送机(21)下方的输泥板(22)、位于皮带输送机(21)左部的撑管架(23)、喷嘴(24)、水泵(25)、一号水管(26)、二号水管(27)、筛网(28)和电磁阀(29)；所述的皮带输送机(21)水平安装在支撑装置(4)上方，且皮带输送机(21)左端位于拔取装置(1)的传送链(11)右端下方，皮带输送机(21)右端贯穿切球装置(3)；且所述的皮带输送机(21)上均匀设置有漏泥孔(211)；所述的输泥板(22)截面为“人”字形，且输泥板(22)两侧固定在支撑装置(4)上端面；所述的撑管架(23)顶部位于皮带输送机(21)左端上方，且撑管架(23)下端固连在支撑装置(4)上端面；所述的喷嘴(24)均匀安装在撑管架(23)上，且喷嘴(24)沿撑管架(23)前后方向安装有不少于十个，所述的水泵(25)固定在支撑装置(4)右端，所述的水泵(25)与各喷嘴(24)之间通过一号水管(26)相连接，所述的二号水管(27)一端与水泵(25)相连接，二号水管(27)另一端固定在支撑装置(4)下方，且二号水管(27)上安装有筛网(28)，一号水管(26)上安装有电磁阀(29)；所述的切球装置(3)包括固定架(31)、一号分隔板(32)、摄像头(33)、切球气缸(34)、刀片(35)、集料板(36)和二号分隔板(37)；所述的固定架(31)位于切球装置(3)左部，所述的一号分隔板(32)沿支撑装置(4)从左往右竖直布置在固定架(31)下部，所述的一号分隔板(32)沿固定架(31)至少布置有五十个，各一号分隔板(32)之间形成输送通道(321)，所述各相连一号分隔板(32)之间距离为4‑6cm；所述清洗装置(2)的皮带输送机(21)右端位于一号分隔板(32)右端下方；所述各输送通道(321)内从左往右依次按照有摄像头(33)和切球气缸(34)，所述的各切球气缸(34)下端均固定有刀片(35)；所述的集料板(36)水平位于固定架(31)右侧，且集料板(36)上端面与皮带输送机(21)上端面等高，且所述的集料板(36)左端与固定架(31)右端相连接，所述的集料板(36)左端上端面沿支撑装置(4)左右方向从左往右竖直固布置有至少五十个二号分隔板(37)，且所述二号分隔板(37)与所述一号分隔板(32)一一对应；所述各二号分隔板(37)之间形成分流通道(371)，所述的各分流通道(371)内均设置有直径为4‑6cm的落料孔(372)。...

【技术特征摘要】
1.一种慈姑自动收获机器人，其特征在于：包括拔取装置(1)、清洗装置(2)、切球装置(3)、支撑装置(4)、行走机构(5)、螺旋桨(6)和PLC控制器；所述的拔取装置(1)位于支撑装置(4)左端，所述的清洗装置(2)位于支撑装置(4)中部，所述的切球装置(3)位于支撑装置(4)右端，所述的行走机构(5)位于支撑装置(4)四周，所述的螺旋桨(6)位于支撑装置(4)右端，所述的PLC控制器安装在支撑装置(4)上，其中：所述的拔取装置(1)整体为链传动结构，所述的拔取装置(1)包括传送链(11)和挡板(14)，所述的传送链(11)由长条形链板(12)组成，所述的传送链(11)沿支撑装置(4)从左往右倾斜向上布置，且所述的传送链(11)左端位于支撑装置(4)的左端前下方，所述的传送链(11)右端位于支撑装置(4)的左部上方；所述传送链(11)的链板(12)上均匀设置有圆柱形拔取杆(13)，所述拔取杆(13)与对应链板(12)端面垂直，且相邻两个拔取杆(13)之间距离为2cm；传送链各链板(11)上的每排拔取杆(13)均包括一号拔杆和二号拔杆，一号拔杆与二号拔杆相互交错布置，并排的每两个二号拔杆之间布置有一根一号拔杆，且二号拔杆的高度是一号拔杆的三倍；所述传送链(11)右端沿支撑装置(4)从后往前竖直布置有一块扁平挡板(14)，且所述的挡板(14)上端设置有阻隔条(141)，所述的各阻隔条(141)位于传送链(11)右端的各拔取杆(13)之间；所述的清洗装置(2)包括皮带输送机(21)，位于皮带输送机(21)下方的输泥板(22)、位于皮带输送机(21)左部的撑管架(23)、喷嘴(24)、水泵(25)、一号水管(26)、二号水管(27)、筛网(28)和电磁阀(29)；所述的皮带输送机(21)水平安装在支撑装置(4)上方，且皮带输送机(21)左端位于拔取装置(1)的传送链(11)右端下方，皮带输送机(21)右端贯穿切球装置(3)；且所述的皮带输送机(21)上均匀设置有漏泥孔(211)；所述的输泥板(22)截面为“人”字形，且输泥板(22)两侧固定在支撑装置(4)上端面；所述的撑管架(23)顶部位于皮带输送机(21)左端上方，且撑管架(23)下端固连在支撑装置(4)上端面；所述的喷嘴(24)均匀安装在撑管架(23)上，且喷嘴(24)沿撑管架(23)前后方向安装有不少于十个，所述的水泵(25)固定在支撑装置(4)右端，所述的水泵(25)与各喷嘴(24)之间通过一号水管(26)相连接，所述的二号水管(27)一端与水泵(25)相连接，二号水管(27)另一端固定在支撑装置(4)下方，且二号水管(27)上安装有筛网(28)，一号水管(26)上安装有电磁阀(29)；所述的切球装置(3)包括固定架(31)、一号分隔板(32)、摄像头(33)、切球气缸(34)、刀片(35)、集料板(36)和二号分隔板(37)；所述的固定架(31)位于切球装置(3)左部，所述的一号分隔板(32)沿支撑装置(4)从左往右竖直布置在固定架(31)下部，所述的一号分隔板(32)沿固定架(31)至少布置有五十个，各一号分隔板(32)之间形成输送通道(321)，所述各相连一号分隔板(32)之间距离为4-6cm；所述清洗装置(2)的皮带输送机(21)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱兵，
申请(专利权)人：吴爱兵，
类型：发明
国别省市：安徽;34