本發明涉及農業機械領域，具體的說是一種慈姑智能清洗切球機及其電學控制系統。

背景技術：

茨菰，別名：慈菇、燕尾草、白地栗、燕尾草、芽菇等科屬：澤瀉科，慈菇屬、天南星科本草植物類別：多年生挺水植物，是無公害綠色保健食品中的上等珍品。中醫認為茨菇性味甘平，生津潤肺，補中益氣，對勞傷、咳喘等病有獨特療效。茨菇每年處暑開始種植，元旦春節期間收獲上市，為冬春補缺蔬菜種類之一，其營養價值較高，主要成份為淀粉、蛋白質和多種維生素，富含鐵、鈣、鋅、磷、硼等多種活性物所需的微量無素，對人體肌能有調節促進作用，具有較好的藥用價值。

茨菰原產中國。植株高約1米。葉戟形,長25～40厘米，寬10～20厘米，為根出葉，具長柄。短縮莖，秋季從各葉腋間向地下四面斜下方抽生匍匐莖，長40～60厘米，粗1厘米,每株10多枝。頂端著生膨大的球莖，高3～5厘米，橫徑3～4厘米，呈球形或卵形，具2～3環節。頂芽尖嘴狀。成長植株從葉腋抽生花梗1～2枝。總狀花序，雌雄異花。花萼、花瓣各3枚,雄蕊多數，雌花心皮多數，集成球形。瘦果。染色體數2n＝22。植株直立，高50-100cm。匍匐莖，長40-60cm，每株有10余條匍匐莖。匍匐莖入土約25cm，入土深淺，受氣候影響。氣溫較高，匍匐莖頂端竄出泥面，發葉生根成為分株；氣溫下降，匍匐莖向深處生長，末端積累養分形成球莖。

茨菰主要生長于陸地上各種水面的淺水田中，其性喜溫暖，用頂芽繁殖。氣溫15℃時萌芽生根；栽插期和莖葉生長期適溫為白天25℃，夜間15℃；球莖形成期適溫為10～20℃。晝夜溫差大，日照良好，有利球莖發育。球莖自膨大至成熟約需25～40天。栽培時切取球莖成熟、肥壯的頂芽，進行扦插育苗。苗3～4片葉時定植大田。株行距40×40厘米，畝栽約4000株。生育期葉面積系數控制在1～1.5之間。新葉、匍匐莖抽生時追施氮肥；球莖膨大前增施磷、鉀肥。摘除老黃葉和維持相應水層有利養分積累。

現有技術中，還未存在一種專門針對茨菰進行拔取、清洗和切球的一體化收獲機，上述步驟往往采用人工操作，費時費力。

技術實現要素：

為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種慈姑智能清洗切球機，其能夠實現在淺水田或淺湖內對茨菰進行自動拔取、自動清洗、自動使茨菰球莖與茨菰主體分離，自動化程度高，彌補了由工人操作上述步驟造成費時費力，生產效率低的缺陷。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種慈姑智能清洗切球機，包括拔取裝置、清洗裝置、切球裝置和PLC控制器，所述的拔取裝置、清洗裝置和切球裝置均安裝在外部支撐裝置上；所述的拔取裝置位于支撐裝置左端，所述的清洗裝置位于支撐裝置中部，所述的切球裝置位于支撐裝置右端；所述的支撐裝置上端還安裝有PLC控制器，PLC控制器可用于控制本發明的拔取裝置、清洗裝置和切球裝置中的電氣元件和氣動設備的自動作業，且本發明的電氣元件和氣動設備都有防水功能或設有防水罩，該設計為現有技術，本發明中不再做出闡述。

所述的拔取裝置整體為傳送鏈結構，所述的傳送鏈由各長條形鏈板組成，所述的傳送鏈沿支撐裝置左右方向從左往右逐步傾斜向上布置，且所述的傳送鏈左端位于支撐裝置的左端前下方，所述的傳送鏈右端位于支撐裝置的左部上方；

所述傳送鏈的各鏈板上都均勻設置有圓柱形拔取桿，所述拔取桿主軸與對應鏈板端面垂直，且相鄰兩個拔取桿之間距離為2cm；

傳送鏈各鏈板上的每排拔取桿均包括一號拔桿和二號拔桿，一號拔桿與二號拔桿相互交錯布置，并排的每兩個二號拔桿之間布置有一根一號拔桿，且二號拔桿的高度是一號拔桿的三倍；

所述傳送鏈右端沿支撐裝置前后方向從后往前豎直布置有一塊扁平擋板，且所述的擋板上端設置有長條形阻隔條，所述的各阻隔條位于經過傳送鏈右端的鏈板上各拔取桿之間；

所述的傳送鏈右端連接外部動力裝置；

所述的清洗裝置包括皮帶輸送機，位于皮帶輸送機下方的輸泥板、位于皮帶輸送機左部的撐管架、噴嘴、水泵、一號水管、二號水管、篩網和電磁閥；所述的皮帶輸送機水平安裝在支撐裝置上方，且皮帶輸送機左端位于拔取裝置的傳送鏈右端下方，皮帶輸送機右端貫穿切球裝置；且所述的皮帶輸送機上均勻設置有漏泥孔；

所述的輸泥板截面為“人”字形，且輸泥板兩側固定在支撐裝置上端面；

所述的撐管架整體為“Π”形，所述的撐管架頂部位于皮帶輸送機左端上方，且撐管架下端固連在支撐裝置上端面；

所述的噴嘴均勻安裝在撐管架上，且噴嘴沿撐管架前后方向均勻安裝有不少于十個，所述的水泵固定在支撐裝置右端，所述的水平與各噴嘴之間通過一號水管相連接，所述的二號水管一端與水泵相連接，二號水管另一端固定在支撐裝置下方，且二號水管上安裝有篩網，一號水管上安裝有電磁閥；

所述的切球裝置包括固定架、一號分隔板、攝像頭、切球氣缸、刀片、集料板和二號分隔板；所述的固定架位于切球裝置左部，所述的固定架整體為“Π”形，所述的一號分隔板沿支撐裝置左右方向從左往右豎直固布置在固定架上部，所述的一號分隔板沿固定架至少布置有五十個，各一號分隔板之間形成輸送通道，所述各相連一號分隔板之間距離為4-6cm；所述清洗裝置的皮帶輸送機右端位于一號分隔板右端下方；所述各輸送通道內從左往右依次按照有攝像頭和切球氣缸，所述的各切球氣缸下端均固定有刀片；所述的集料板水平位于固定架右側，且集料板上端面與皮帶輸送機上端面等高，且所述的集料板左端與固定架右端相連接，所述的集料板左端上端面沿支撐裝置左右方向從左往右豎直固布置有至少五十個二號分隔板，且所述二號分隔板與所述一號分隔板一一對應；所述各二號分隔板之間形成分流通道，所述的各分流通道內均設置有直徑為4-6cm的落料孔。

當需要對茨菰進行清洗切球處理時，則首先，支撐裝置在水面運動，拔取裝置工作，傳送鏈轉動，傳送鏈上的各拔取桿隨傳送輪同步運動，又由于相鄰兩個拔取桿之間距離為2cm，所述在拔取桿隨本發明同步向前運動的過程中，位于拔取桿前端的各茨菰主莖能很好的嵌入拔取桿之間的間隙中而不易脫落，并且，相鄰兩個二號拔桿之間的間隙為兩個拔取桿之間距離的2倍，即為4cm，從而當茨菰主莖較粗，而無法卡入兩個相鄰拔取桿時，粗大的茨菰主莖能夠被相鄰的兩個二號拔桿拔取出來，從而該設計使得各茨菰無論粗大還是細小，均能夠卡入拔取桿中而被拔起，從而使得本發明的茨菰能夠被充分收獲，接著，隨著傳送鏈的繼續運動，拔取桿拉拽茨菰使得茨菰被拔起，并隨傳送鏈一同被運送到傳送鏈右端；

當被拔取的茨菰運送到傳送鏈右端時，當茨菰隨拔取桿繼續運動，擋板上端的長條形阻隔條阻隔茨菰，使得茨菰脫離拔取桿進而被傳送鏈推送至清洗裝置；

茨菰從拔取裝置進入清洗裝置的皮帶輸送機上，隨皮帶輸送機向切球裝置運動，此時，水泵工作使得淺水田或淺湖內的水從二號水管被吸取，篩網用于過濾雜質，水被吸取后經一號水管運送到噴嘴處，再經噴嘴噴射到皮帶輸送機上，茨菰被噴嘴噴射的水初步清洗干凈，被沖洗下落的淤泥和臟水從皮帶輸送機的漏泥孔漏出，后經輸泥板排到淺水田或淺湖內；

被清洗過后的茨菰繼續隨皮帶輸送機輸送到切球裝置的輸送通道內，此時攝像頭工作實時監控茨菰球莖的運動地點，當跟蹤到茨菰球莖位于切球氣缸處時，PLC控制器控制切球氣缸伸出，使得刀片對茨菰進行切割，使得茨菰球莖與茨菰主體分離；接著茨菰球莖與茨菰主體都隨皮帶輸送機運動到分流通道，其中茨菰球莖從分流通道的落料孔漏出，從而使得茨菰球莖被分離收集起來；實現了茨菰球莖與茨菰主體的自動分離；其中，各相連一號分隔板與相鄰二號分隔板之間距離均為4-6cm，使得每次輸送通道與分流通道均不允許多個茨菰并排通過，從而便于刀片對茨菰的切球處理。

從而經過上述步驟，本發明能夠實現對茨菰的自動收獲、清洗、以及茨菰球莖與茨菰主體的分離。

一種慈姑智能清洗切球機的電學控制系統，所述的電學控制系統包括可編程控制器、氣壓單元、液壓單元、伺服電機單元和伺服控制器；

所述可編程控制的輸出端口連接氣壓單元、液壓單元、伺服電機單元和伺服控制器，用于控制氣壓單元、液壓單元、伺服電機單元和伺服控制器的工作；

所述的氣壓單元用于控制切球氣缸的工作；

所述的液壓單元用于控制液壓泵的工作；

所述的伺服電機單元用于控制行走電機和各外部動力裝置的工作；

所述的伺服控制器用于控制拔取裝置、清洗裝置和切球裝置的工作；所述的拔取裝置、清洗裝置和切球裝置均包括啟動信號、停止信號、自動信號、原點信號、終點信號、工作點到位信號和原點復位信號。

有益效果：

本發明能夠實現對茨菰的自動拔取、自動清洗、自動對茨菰球莖和茨菰主體的分離，自動化程度高，有效的減輕了工人的勞動強度，提高了工作效率。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。

圖1是本發明的整體示意圖；

圖2是本發明俯視圖的局部示意圖；

圖3是圖2的A-A方向剖開立體圖；

圖4是本發明拔取裝置的局部示意圖；

圖5是本發明拔取裝置前端的局部示意圖；

圖6是圖5中E處的放大示意圖；

圖7是圖2中B-B方向剖開示意圖；

圖8是圖2中D-D方向剖開示意圖；

圖9是圖2中C-C方向剖開示意圖；

圖10是本發明切球裝置處的局部俯視圖；

圖11是本發明的電學控制系統示意圖；

圖中：拔取裝置1、清洗裝置2、切球裝置3、支撐裝置4、傳送鏈11、鏈板12、拔取桿13、擋板14、阻隔條141、皮帶輸送機21、輸泥板22、撐管架23、噴嘴24、水泵25、一號水管26、二號水管27、篩網28、電磁閥29、漏泥孔211、固定架31、一號分隔板32、攝像頭33、切球氣缸34、刀片35、集料板36、二號分隔板37、輸送通道321、分流通道371、落料孔372。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

如圖1、圖2和圖3所示，一種慈姑智能清洗切球機，包括拔取裝置1、清洗裝置2、切球裝置3和PLC控制器，所述的拔取裝置1、清洗裝置2和切球裝置3安裝在外部支撐裝置4上；所述的拔取裝置1位于支撐裝置4左端，所述的清洗裝置2位于支撐裝置4中部，所述的切球裝置3位于支撐裝置4右端；所述的支撐裝置4上端還安裝有PLC控制器，PLC控制器可用于控制本發明的拔取裝置1、清洗裝置2和切球裝置3中的電氣元件和氣動設備的自動作業，且本發明的電氣元件和氣動設備都有防水功能或設有防水罩，該設計為現有技術，本發明中不再做出闡述。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，所述的拔取裝置1整體為傳送鏈11結構，所述的傳送鏈11由各長條形鏈板12組成，所述的傳送鏈11沿支撐裝置4左右方向從左往右逐步傾斜向上布置，且所述的傳送鏈11左端位于支撐裝置4的左端前下方，所述的傳送鏈11右端位于支撐裝置4的左部上方；

所述傳送鏈11的各鏈板12上都均勻設置有圓柱形拔取桿13，所述拔取桿13主軸與對應鏈板12端面垂直，且相鄰兩個拔取桿13之間距離為2cm；

傳送鏈各鏈板11上的每排拔取桿13均包括一號拔桿和二號拔桿，一號拔桿與二號拔桿相互交錯布置，并排的每兩個二號拔桿之間布置有一根一號拔桿，且二號拔桿的高度是一號拔桿的三倍；

所述傳送鏈11右端沿支撐裝置4前后方向從后往前豎直布置有一塊扁平擋板14，且所述的擋板14上端設置有長條形阻隔條141，所述的各阻隔條141位于經過傳送鏈11右端的鏈板12上各拔取桿13之間；

所述的傳送鏈11右端連接外部動力裝置；

如圖1、圖2、圖3、圖6和圖7所示，所述的清洗裝置2包括皮帶輸送機21，位于皮帶輸送機21下方的輸泥板22、位于皮帶輸送機21左部的撐管架23、噴嘴24、水泵25、一號水管26、二號水管27、篩網28和電磁閥29；所述的皮帶輸送機21水平安裝在支撐裝置4上方，且皮帶輸送機21左端位于拔取裝置1的傳送鏈11右端下方，皮帶輸送機21右端貫穿切球裝置3；且所述的皮帶輸送機21上均勻設置有漏泥孔211；

所述的輸泥板22截面為“人”字形，且輸泥板22兩側固定在支撐裝置4上端面；

所述的撐管架23整體為“Π”形，所述的撐管架23頂部位于皮帶輸送機21左端上方，且撐管架23下端固連在支撐裝置4上端面；

所述的噴嘴24均勻安裝在撐管架23上，且噴嘴24沿撐管架23前后方向均勻安裝有不少于十個，所述的水泵25固定在支撐裝置4右端，所述的水平與各噴嘴24之間通過一號水管26相連接，所述的二號水管27一端與水泵25相連接，二號水管27另一端固定在支撐裝置4下方，且二號水管27上安裝有篩網28，一號水管26上安裝有電磁閥29；

如圖1、圖2、圖3、圖9和圖10所示，所述的切球裝置3包括固定架31、一號分隔板32、攝像頭33、切球氣缸34、刀片35、集料板36和二號分隔板37；所述的固定架31位于切球裝置3左部，所述的固定架31整體為“Π”形，所述的一號分隔板32沿支撐裝置4左右方向從左往右豎直固布置在固定架31上部，所述的一號分隔板32沿固定架31至少布置有五十個，各一號分隔板32之間形成輸送通道321，所述各相連一號分隔板32之間距離為4-6cm；所述清洗裝置2的皮帶輸送機21右端位于一號分隔板32右端下方；所述各輸送通道321內從左往右依次按照有攝像頭33和切球氣缸34，所述的各切球氣缸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右側，且集料板36上端面與皮帶輸送機21上端面等高，且所述的集料板36左端與固定架31右端相連接，所述的集料板36左端上端面沿支撐裝置4左右方向從左往右豎直固布置有至少五十個二號分隔板37，且所述二號分隔板37與所述一號分隔板32一一對應；所述各二號分隔板37之間形成分流通道371，所述的各分流通道371內均設置有直徑為4-6cm的落料孔372。

如圖11所示，本發明所述的一種慈姑智能清洗切球機的電學控制系統，所述的電學控制系統包括可編程控制器、氣壓單元、液壓單元、伺服電機單元和伺服控制器；

所述可編程控制的輸出端口連接氣壓單元、液壓單元、伺服電機單元和伺服控制器，用于控制氣壓單元、液壓單元、伺服電機單元和伺服控制器的工作；

所述的氣壓單元用于控制切球氣缸的工作；

所述的液壓單元用于控制液壓泵的工作；

所述的伺服電機單元用于控制行走電機和各外部動力裝置的工作；

所述的伺服控制器用于控制拔取裝置、清洗裝置和切球裝置的工作；所述的拔取裝置、清洗裝置和切球裝置均包括啟動信號、停止信號、自動信號、原點信號、終點信號、工作點到位信號和原點復位信號。

當需要對茨菰進行清洗切球處理時，則首先，支撐裝置4在水面運動，拔取裝置1工作，傳送鏈11轉動，傳送鏈11上的各拔取桿13隨傳送輪同步運動，又由于相鄰兩個拔取桿13之間距離為2cm，所述在拔取桿13隨本發明同步向前運動的過程中，位于拔取桿13前端的各茨菰主莖能很好的嵌入拔取桿13之間的間隙中而不易脫落，并且，相鄰兩個二號拔桿之間的間隙為兩個拔取桿之間距離的2倍，即為4cm，從而當茨菰主莖較粗，而無法卡入兩個相鄰拔取桿時，粗大的茨菰主莖能夠被相鄰的兩個二號拔桿拔取出來，從而該設計使得各茨菰無論粗大還是細小，均能夠卡入拔取桿中而被拔起，從而使得本發明的茨菰能夠被充分收獲，接著，隨著傳送鏈11的繼續運動，拔取桿13拉拽茨菰使得茨菰被拔起，并隨傳送鏈11一同被運送到傳送鏈右端；

當被拔取的茨菰運送到傳送鏈11右端時，當茨菰隨拔取桿13繼續運動，擋板14上端的長條形阻隔條141阻隔茨菰，使得茨菰脫離拔取桿13進而被傳送鏈11推送至清洗裝置2；

茨菰從拔取裝置1進入清洗裝置2的皮帶輸送機21上，隨皮帶輸送機21向切球裝置3運動，此時，水泵25工作使得淺水田或淺湖內的水從二號水管27被吸取，篩網28用于過濾雜質，水被吸取后經一號水管26運送到噴嘴24處，再經噴嘴24噴射到皮帶輸送機21上，茨菰被噴嘴24噴射的水初步清洗干凈，被沖洗下落的淤泥和臟水從皮帶輸送機21的漏泥孔211漏出，后經輸泥板22排到淺水田或淺湖內；

被清洗過后的茨菰繼續隨皮帶輸送機21輸送到切球裝置3的輸送通道321內，此時攝像頭33工作實時監控茨菰球莖的運動地點，當跟蹤到茨菰球莖位于切球氣缸34處時，PLC控制器控制切球氣缸34伸出，使得刀片35對茨菰進行切割，使得茨菰球莖與茨菰主體分離；接著茨菰球莖與茨菰主體都隨皮帶輸送機21運動到分流通道371，其中茨菰球莖從分流通道371的落料孔372漏出，從而使得茨菰球莖被分離收集起來；實現了茨菰球莖與茨菰主體的自動分離；其中，各相連一號分隔板32與相鄰二號分隔板之間距離均為4-6cm，使得每次輸送通道321與分流通道371均不允許多個茨菰并排通過，從而便于刀片35對茨菰的切球處理。

從而經過上述步驟，本發明能夠實現對茨菰的自動收獲、清洗、以及茨菰球莖與茨菰主體的分離。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。