智能韭菜收割机

专利2025-07-26  15


本发明涉及农业设备,具体涉及一种智能韭菜收割机。


背景技术:

1、随着农业现代化进程的加快,农业机械自动化和智能化已成为现代农业发展的必然趋势,新一代信息技术为农业机械的智能化提供了强有力的支持。在韭菜领域,韭菜的整个种植过程投资少,生长过程中面临风险小,效益高且比较稳定,适合大量反季节种植。实际生活中韭菜种植基地众多,对于韭菜的收割90%以上采用人工收割,效率低,且费时费力,人工收割的方式也一直制约着韭菜种植的发展,韭菜收割机发展水平尚处于初级阶段,自动化水平及产品质量相对较低。

2、为了提高韭菜种植的经济效益,降低人工收割的劳动强度,现有韭菜收割机采用刀片切割和收集的方式,如人工推扶式收割机或者进口的小型收割机,虽然一定程度上提高了韭菜收割效率,但是在实际应用中仍存在着收割不完整、漏割、漏拾等问题。小麦、水稻等其它收割机虽也能够代替韭菜收割机使用,但效率低的同时造成了极大浪费,对于韭菜这种高度较低的簇生植物,用锯齿刀或圆盘刀等切割方式收割会使作物排列杂乱无章,为后续的打捆工作增加了工作量和难度,由于韭菜种植面积相对于水稻、玉米等较小,大型收割机不能满足小面积山地韭菜的收割。


技术实现思路

1、本发明意在提供智能韭菜收割机,以根据韭菜生长情况留茬,并集成韭菜生长全周期所需功能,有效改善韭菜收割机的效率和质量,减少浪费,提高收割效率,满足小面积山地韭菜的收割需求。

2、为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

3、智能韭菜收割机,包括机架,所述机架上连接有割刀模块、扶禾模块、柔性夹持输送模块、水平运输模块、定量检测模块、撒灰模块和控制模块;

4、所述割刀模块包括丝杆滑台、圆盘式切割器和割刀驱动电机,丝杆滑台一端连接圆盘式切割器,另一端与割刀驱动电机连接;割刀模块还包括视觉子模块,用于采集韭菜收割区域的图像,并将图像传送给控制模块,控制模块根据预设程序控制丝杆滑台带动圆盘式切割器调整至目标高度;

5、所述扶禾模块包括滚筒毛刷、扶禾器和扶禾驱动电机,滚筒毛刷转动连接在机架上,滚筒毛刷通过锥齿轮啮合协作链传动与扶禾驱动电机连接;韭菜收割机前端的机架上还固定设置有扶禾器,扶禾器位置在滚筒毛刷前侧;

6、所述柔性夹持输送模块包括夹持驱动电机及两条夹持输送带,夹持输送带由两从动带转动轴固定支撑,从动带转动轴由夹持驱动电机驱动;两从动带转动轴互相成90°,两条夹持输送带中间形成夹持输送区域,夹持输送区域入口设置在滚筒毛刷出口处;

7、所述水平运输模块包括主动滚筒、运输带和从动滚筒和输送电机;输送电机与主动滚筒连接,运输带转动连接主动滚筒和从动滚筒,主动滚筒固定设置在夹持输送出口处,从动滚筒平行于主动滚筒;

8、所述定量检测模块包括韭菜收集框和压力传感器,所述韭菜收集框底部设置有压力传感器,韭菜收集框与机架可拆卸连接,并置于从动滚轮末端;

9、所述撒灰模块包括旋转撒播盘和撒灰驱动电机,所述旋转撒播盘与撒灰驱动电机连接,旋转撒播盘固定在机架后端;

10、控制模块对各模块的电机进行控制,所述控制模块包括arduino开发板、esp8266物联网子模块和hc-06蓝牙模块。

11、本方案的原理及优点是:实际应用时,视觉子模块将韭菜收割区域的图像传送给控制器,控制器根据预设程序控制丝杆滑台带动圆盘式切割器调整至目标高度,便于调整圆盘式切割器的高度以适应不同生长状态的韭菜,促进韭菜种植的良性循环;韭菜收割机向前运动,控制器控制扶禾驱动电机启动,并通过锥齿轮啮合协作链传动以驱动滚筒毛刷转动,设置在韭菜收割机最前端的扶禾器将倾斜倒伏的韭菜扶正、分离再聚拢,使其准确的通过滚筒毛刷进入柔性夹持输送装置中,从而降低损伤率;滚筒毛刷将韭菜从扶禾器推送至柔性夹持装置,同时旋转运动清理韭菜周围的杂草和杂物,确保韭菜被顺利送入柔性夹持装置;韭菜上端在柔性夹持装置的夹持输送区域进行限位,圆盘式切割器在柔性夹持装置的辅助下完成切割,确保切割的准确性和稳定性,柔性夹持装置将切割后的韭菜从机器前端输送到机器的后方,输送过程中,韭菜会从直立状态翻转为水平状态;在夹持输送区域末端将韭菜抛至水平运输模块水平运输至韭菜收集框中,通过压力传感器获取韭菜重量,以便控制器控制停止收割韭菜,提高韭菜收割效率和质量;在韭菜收割的同时,通过旋转撒播盘进行撒灰,以促进韭菜再生长;本方案将韭菜收割与再生等全周期的功能需求集合于一体,考虑到了田间管理,机身自走方式进行收割,提高了韭菜生产效率和质量,降低了人力成本,促进了韭菜再生长,解决了传统方式耗时长、效率低、质量差等问题,满足了农业生产的需求。

12、优选的,作为一种改进,所述扶禾器包括支撑板、分禾器和喂入导杆,所述分禾器的截面形状为圆弧状,分禾器的前嘴宽度为10mm,后端宽度为150mm,由前嘴到后端呈逐渐变宽的趋势;所述喂入导杆与地面倾角为30°,最大离地高度为160mm。

13、技术效果:便于减小植株所受阻力和机械损伤;防止韭菜植株漏扶,同时防止过高的茎叶侧倾无法顺利进入扶禾模块。

14、优选的,作为一种改进,所述扶禾器包括2个,扶禾器对称设置,扶禾器的间距为0.3m。

15、技术效果:便于单垄单行、植株较散乱的韭菜收割,减少扶禾过程中的损伤,提高韭菜收割质量。

16、优选的,作为一种改进,所述圆盘式切割器的刀盘为一体式圆盘刀,圆盘刀材质选择65mn钢,圆盘刀厚度为2mm,圆盘刀刃口角为15°。

17、技术效果:便于韭菜进行留茬收获,适应韭菜含水率较高的特性,同时确保割刀工作过程中,其回转轮廓既覆盖单行,又避免伤害邻行韭菜。

18、优选的,作为一种改进,所述夹持输送区域靠滚筒毛刷出口处一侧呈向外打开状。

19、技术效果:便于防止韭菜在输送过程中因植株叶片散乱而受损。

20、优选的,作为一种改进,所述夹持输送带的速度根据单位时间切割的韭菜植株数量决定,计算模型为:

21、vmbq1=vsdq2

22、其实,vm为韭菜收割机的行走速度;b为割幅;q1为韭菜密度;vs为输送带的速度;d为韭菜在输送带的夹持厚度;q2为韭菜在输送带上聚集以后的密度。

23、技术效果:便于避免输送带速度过小导致堵塞,速度过大造成收获的韭菜杂乱无序和较高的损伤率。

24、优选的,作为一种改进,所述运输带为pvc运输带。

25、技术效果:在潮湿的环境下会增加摩擦力的特性,使韭菜顺利运输,而不至于打滑。

26、优选的,作为一种改进,所述机架的底盘上还固定连接有开沟器,所述开沟器设置在机架末端,并在相对滚筒毛刷的外侧。

27、技术效果:便于有效将草木灰撒入田间,同时避免对收割后的韭菜进行损伤。

28、优选的,作为一种改进,所述灌溉施肥模块包括依次连接的水瓶、水泵、软管、喷嘴和灌溉驱动电机,灌溉驱动电机与水泵连接。

29、技术效果:便于在韭菜收割后进行田间管理,以促进韭菜全周期生长发育。


技术特征:

1.智能韭菜收割机,其特征在于,包括机架,所述机架上连接有割刀模块、扶禾模块、柔性夹持输送模块、水平运输模块、定量检测模块、撒灰模块和控制模块;

2.根据权利要求1所述的智能韭菜收割机,其特征在于:所述扶禾器包括支撑板、分禾器和喂入导杆,所述分禾器的截面形状为圆弧状,分禾器的前嘴宽度为10mm,后端宽度为150mm,由前嘴到后端呈逐渐变宽的趋势;所述喂入导杆与地面倾角为30°,最大离地高度为160mm。

3.根据权利要求2所述的智能韭菜收割机,其特征在于:所述扶禾器包括2个,扶禾器对称设置,扶禾器的间距为0.3m。

4.根据权利要求1所述的智能韭菜收割机,其特征在于:所述圆盘式切割器的刀盘为一体式圆盘刀,圆盘刀材质选择65mn钢,圆盘刀厚度为2mm,圆盘刀刃口角为15°。

5.根据权利要求1所述的智能韭菜收割机,其特征在于:所述夹持输送区域靠滚筒毛刷出口处一侧呈向外打开状。

6.根据权利要求1所述的智能韭菜收割机,其特征在于,所述夹持输送带的速度根据单位时间切割的韭菜植株数量决定,计算模型为:

7.根据权利要求6所述的智能韭菜收割机,其特征在于:所述运输带为pvc运输带。

8.根据权利要求7所述的智能韭菜收割机,其特征在于:所述机架的底盘上还固定连接有开沟器,所述开沟器设置在机架末端,并在相对滚筒毛刷的外侧。

9.根据权利要求8所述的智能韭菜收割机,其特征在于:所述灌溉施肥模块包括依次连接的水瓶、水泵、软管、喷嘴和灌溉驱动电机,灌溉驱动电机与水泵连接。


技术总结
本发明涉及农业设备技术领域,公开了一种智能韭菜收割机,包括丝杆滑台一端连接圆盘式切割器,另一端与割刀驱动电机连接;视觉子模块采集韭菜收割区域的图像并传送给控制模块,控制模块控制圆盘式切割器调整至目标高度,机架前端设有滚筒毛刷和扶禾器,两条夹持输送带的两从动带转动轴互相成90°,中间形成夹持输送区域,主动滚筒固定设置在夹持输送出口处,韭菜收集框底部设置有压力传感器,韭菜收集框与机架可拆卸连接,并置于从动滚轮末端,旋转撒播盘固定在机架后端;控制模块对各模块的电机进行控制,控制模块包括Arduino开发板、ESP8266物联网子模块和HC‑06蓝牙模块。以根据韭菜生长情况留茬,并集成韭菜生长全周期所需功能。

技术研发人员:强华,王晓阳,吴冰,范国正,蒋昀宏,李能杰
受保护的技术使用者:重庆人文科技学院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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