本發明屬于農業機械領域，涉及一種仿生綠葉菜整株連續采收裝置及方法，實現鮮食綠葉菜類蔬菜的固定、松土和拔取式的整株連續采收作業。

技術背景

綠葉菜是指以肥嫩菜葉和葉柄作為食用部位的速生性蔬菜，是一種重要營養源，在食物中的構成比例越來越高，需求量越來越大。葉菜周年均衡供應，是反映生活質量的重要標志之一。綠葉菜多茬種植，鮮食而不耐儲運，須以本地城郊生產為主。

傳統的綠葉菜收獲一般由人工聚攏莖葉后，用鏟刀將植株從生長在土地表面下部的主根鏟斷，人工除去根部土壤、人工整理碼齊后裝箱。由于需要彎腰操作，勞動強度大、勞動效率低、作業成本高。而采用機械化收獲可大大降低勞動強度，減少勞動成本，提高作業效率。

綠葉菜根系相對較淺，直根深入土中，根分葉腋部臨近土壤界面上部，借鑒人工“鏟斷直根、斷根脫土、整株拔取”采收整株綠葉菜的收獲方式，能實現漏采少、損失小、收獲率高，能大幅提高綠葉菜的有效產量，是非常有前景的，也更適合我國國情。因此迫切需要發明一種仿生綠葉菜整株連續采收裝置及方法，這對提高綠葉菜收獲效率，實現優質高效農業生產具有重要意義。

技術實現要素：

針對綠葉菜類蔬菜收獲存在的不足，本發明提供了一種仿生綠葉菜整株連續采收裝置及方法，能夠實現鮮食綠葉菜的莖葉原位、根系震動松土、植株完整拔取的整株連續采收作業。

本發明一種仿生綠葉菜整株連續采收裝置采用如下的技術方案：機架、葉菜收攏器、松土裝置、夾持翻轉運送裝置、根切裝置、水平運送裝置、地輪裝置、行走裝置。所述的機架用于支撐和固定其他裝置；所述的葉菜收攏器用于對收獲區域的綠葉菜進行菜葉收攏；所述的松土裝置用于松動被夾持翻轉運送裝置水平部分固定的綠葉菜根系處的土壤；所述的夾持翻轉運送裝置用于將聚攏的葉菜夾持拔取并在夾持運送過程中將葉菜翻轉90度成水平狀態；所述的根切裝置用于夾持翻轉運送過程中平穩整齊的對葉菜根部進行根切作業；所述的水平運送裝置用于運送收獲好的綠葉菜；所述的地輪裝置用于支撐采收裝置前部和動態調整采收裝置的離地高度；所述的行走裝置用于驅動整個收獲裝置在收獲區域行進。

所述的夾持翻轉運送裝置包括導軌主體、導軌主體固定架、軌道輪、帶輪、夾持翻轉運送傳送帶、驅動馬達。所述的導軌主體分為水平部分、傾斜部分和翻轉部分，導軌主體上下兩側均布置有導軌，且為沿導軌主體的環形結構，導軌上安裝有軌道輪，導軌主體的前后兩端分別安裝有帶輪；所述的導軌主體固定架是平行結構，導軌主體固定架上部兩端與機架鉸連接，多組導軌主體依次安裝在導軌主體固定架上，從而形成多組收獲單元，多組收獲單元由地輪機架上端固定，從而形成整機收獲整體，整機收獲整體左右兩側鉸接在履帶車左右兩側；所述的軌道輪安裝在導軌主體的導軌中，軌道輪的上部圓柱部分用于固定夾持翻轉運送傳送帶，下部左右兩側的兩輪與導軌的上下面配合，從而使得軌道輪被牽拉時，軌道輪下部左右兩側的兩輪可以在導軌中轉動；所述的帶輪安裝在導軌主體的前后兩端，用于驅動夾持翻轉運送傳送帶運動；所述的夾持翻轉運送傳送帶表面在寬度方向設有均勻的弧形柔性凸起，所述的夾持翻轉運送傳送帶在每一組收獲單元中均為左右兩條，兩條夾持翻轉運送傳送帶由安裝在導軌主體中的軌道輪上下固定，由導軌前后安裝的帶輪驅動夾持翻轉運送傳送帶，夾持翻轉運送傳送帶牽拉軌道輪在導軌中行走，被夾持翻轉運送傳送帶牽拉的軌道輪依次經過導軌主體的水平部分、通過傾角、經過導軌主體的傾斜部分、完成翻轉動作，在通過傾角時，軌道輪牽拉夾持翻轉運送傳送帶形成和導軌主體相同的傾角，在完成翻轉動作時，同樣軌道輪牽拉夾持翻轉運送傳送帶完成翻轉動作；所述的驅動馬達固定在機架上，驅動馬達的輸出軸與減速器連接，減速器另一側與穿過各組帶輪的主動長軸連接，驅動主動長軸轉動，帶動主動帶輪轉動，通過夾持翻轉運送裝置齒輪組將動力傳遞到安裝在從動帶輪的從動長軸從而帶動從動帶輪轉動，使整個夾持翻轉裝置運轉；所述的夾持翻轉運送傳送帶做環形運動，每組收獲單元上的兩夾持翻轉運送傳送帶速度同步且環形運動方向相反，并且夾持翻轉運送傳送帶的運行速度與整機行走速度一致，夾持翻轉運送傳送帶中間空隙的兩相對的柔性凸起可夾持葉菜，葉菜與夾持翻轉運送傳送帶是柔性接觸，柔性凸起間的拉力可將葉菜提起拔出。

所述的葉菜收攏器安裝于整機的前端，且葉菜收攏器的后部平面部分與導軌主體的水平部分底面配合，所述的葉菜收攏器用于將未收獲的綠葉菜分禾并扶禾聚攏，使得葉菜順利進入同時轉動的兩夾持翻轉運送傳送帶中。

所述根切裝置包括帶鋸機架、帶鋸、帶鋸驅動馬達、大號帶鋸輪和小號帶鋸輪。所述的帶鋸機架安裝在導軌主體固定架上，整機收獲整體的導軌主體固定架左右兩側各有一個，位于導軌主體的中后部；所述的帶鋸機架用于固定大號帶鋸輪、小號帶鋸輪和帶鋸；所述的大號帶鋸輪安裝在帶鋸機架上側，左右帶鋸機架各一個，其中一個用于驅動帶鋸；所述的小號帶鋸輪安裝于帶鋸機架下側，左右帶鋸機架各一個；所述的帶鋸驅動馬達安裝在最右側導軌主體固定架的外側，帶鋸驅動馬達驅動軸與一大號帶鋸輪嵌套配合，從而驅動大號帶鋸輪轉動，進而驅動帶鋸轉動；所述的帶鋸由帶鋸機架上的兩個大號帶鋸輪和兩小號帶鋸輪固定，帶鋸驅動馬達驅動帶鋸成環狀轉動，當夾持翻轉運送傳送帶夾持被拔出的帶根的葉菜經過時，高速旋轉的帶鋸，將葉菜根部切斷，從而完成根切作業。

所述的地輪裝置包括地輪機架、地輪。所述的地輪機架安裝于導軌主體固定架的傾斜面上，一方面固定整機收獲整體，另一方面安裝地輪；所述的地輪位于整機收獲整體后部下側，于地面接觸，由左右兩側的地輪機架固定，地輪的軸兩端安裝于左右兩側地輪機架的軸承上，整機行走從而帶動地輪轉動，所述的地輪裝置用于支撐整機收獲整體，同時平整地面。

所述的松土裝置包括松土鏟、松土鏟固定機架、震動馬達、震動搖桿、震動輪、松土鏟連體桿。所述的松土鏟固定于松土鏟固定機架水平部分前端，松土鏟端面與地面成10-30度范圍內的夾角；所述的松土鏟固定機架兩端的定位凸輪嵌套于導軌主體下方的固定架凹槽中，使得松土鏟固定機架實現平動和繞定位凸輪的小范圍的轉動；所述的震動搖桿一端嵌套于松土鏟連體桿的中部圓柱上，另一端嵌套于震動輪上的圓柱體上；所述的松土鏟連體桿安裝于松土鏟固定機架的末端，用來連接各組松土鏟；所述的震動輪安裝于震動馬達的輸出軸上；所述的震動馬達用來驅動震動輪轉動，進而驅動震動搖桿運動，震動搖桿帶動松土鏟連體桿，使得安裝于松土鏟連體桿上的松土鏟震動。

所述的水平運送裝置包括水平傳送帶、主動帶輪、從動帶輪和驅動馬達；所述的主動帶輪安裝于履帶車上機架前端兩軸承上；所述的從動帶輪安裝于履帶車上機架后端兩軸承上；所述的水平傳送帶由主動帶輪和從動帶輪張緊；所述的水平運送裝置布置在夾持翻轉運送裝置的下面，經過夾持翻轉運送裝置翻轉后的葉菜落到水平運送裝置上的水平傳送帶上進行搬運。所述的驅動馬達一方面驅動整機收獲整體中皮帶轉動，在夾持翻轉運送裝置中已介紹；另一方面驅動水平運送裝置，動力由驅動馬達輸出軸，經水平運送裝置齒輪組傳遞到主動帶輪的軸上，驅動水平運送裝置轉動。

本發明一種仿生綠葉菜整株連續采收裝置的采收方法采用如下步驟：

1、準備工作：將履帶車開至待收獲的綠葉菜地，調整機器，使葉菜位于各收獲單元上的兩葉菜收攏器中間，開啟驅動馬達和帶鋸驅動馬達使夾持翻轉運送裝置、根切裝置和水平傳送裝置平穩運行。

2、夾持松土：開動履帶車，使履帶車平穩向前行駛，綠葉菜被位于機器前端的葉菜收攏器收攏，隨后進入夾持翻轉運送傳送帶水平部分，夾持翻轉運送傳送帶將綠葉菜夾持，隨機器前進，松土裝置對被夾持住的綠葉菜根部進行松土。

3、拔取切根：松土后綠葉菜被夾持輸送到夾持翻轉運送傳送帶的傾斜部分，在夾持力的作用下，進入傾斜部分綠葉菜整株被連根拔起，然后經過高速旋轉的帶鋸后，根部被順利切掉。

4、輸送翻轉：完成切根的整株綠葉菜在夾持翻轉運送傳送帶的夾持下繼續前進，在軌道輪的牽拉下，整株綠葉菜隨傳送帶完成翻轉作業。

5、收獲完成：完成翻轉的綠葉菜水平地落到位于夾持翻轉運送傳送帶末端下方的水平傳送帶上，由水平傳送帶運走，完成收獲作業。

與現在技術相比，本發明具有以下優點：

1.本發明能實現綠葉菜一次性全部收獲，收獲成本低、效率高和可靠性高，能大幅提高綠葉菜的有效產量，采后加工簡單方便，成品符合大多數人的選購習慣，具有更長的自然保存期。

2.本發明采用帶輪驅動傳送帶，夾持翻轉運送傳送帶帶動軌道輪，在傾角和翻轉過程中，又由軌道輪牽拉夾持翻轉運送傳送帶從而完成傾角和翻轉作業。

3.本發明夾持翻轉運送傳送帶水平部分夾持植株，松土鏟進行松土，使得植株在整個過程中一直處于直立狀態，不會出現傾斜，更利于下一步的輸送。

4.本發明利用帶鋸配合夾持翻轉運送傳送帶的夾持，使得根切位置較為精準，更加保護葉菜，收獲完整性大大提高。

附圖說明

圖1為本發明的結構簡圖；

圖2為本發明的正視圖；

圖3為本發明的左視圖；

圖4為部分夾持翻轉運送裝置結構簡圖；

圖5為松土裝置結構簡圖；

圖中：1、葉菜收攏器2、導軌主體固定架3、帶鋸4、減速器5、驅動馬達6、水平傳送帶7、從動帶輪8、主動帶輪9、帶鋸驅動馬達10、地輪機架11、地輪12、大號帶鋸輪13、小號帶鋸輪14、松土鏟15、水平運送裝置齒輪組16、主動長軸17、從動長軸18、夾持翻轉運送傳送帶19、柔性凸起20、帶鋸機架21、夾持翻轉運送裝置齒輪組22、松土鏟固定機架23、軌道主體24、帶輪25、軌道輪26、固定架27、震動馬達28、震動輪29、震動搖桿30、松土鏟連體桿31、定位凸輪。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明專利進行進一步描述。本發明一種仿生綠葉菜整株連續采收裝置，如圖1、2、3所示，所述的葉菜收攏器1安裝于整機的前端，葉菜收攏器1的后部平面與導軌主體的水平部分底面重合；所述的松土鏟14用于松動由夾持翻轉運送裝置水平部分夾持的綠葉菜根系處的土壤；所述的松土裝置用于松動被夾持翻轉運送裝置水平部分固定的綠葉菜根系處的土壤；所述的夾持翻轉運送裝置用于將聚攏的葉菜夾持拔取并在夾持運送過程中將葉菜翻轉90度成水平狀態；所述的根切裝置用于夾持翻轉運送過程中平穩整齊的對葉菜根部進行根切作業；所述的水平運送裝置用于運送收獲好的綠葉菜；所述的地輪裝置用于支撐采收裝置前部和平整地面；所述的行走裝置用于驅動整個收獲裝置在收獲區域行進。

所述的夾持翻轉運送裝置包括導軌主體23、導軌主體固定架2、軌道輪25、帶輪24、夾持翻轉運送傳送帶18、驅動馬達5。所述的導軌主體23分為水平部分、傾斜部分和翻轉部分，導軌主體23上下兩側均布有導軌，且為環形結構，用于安裝軌道輪25，導軌主體23的前后兩端用于安裝帶輪24；所述的導軌主體固定架2是平行結構，導軌主體固定架2上部兩端與機架鉸連接，多組導軌主體23依次安裝在導軌主體固定架2上，從而形成多組收獲單元，多組收獲單元由地輪機架11上端固定，從而形成整機收獲整體，整機收獲整體左右兩側鉸接與履帶車左右兩側；所述的軌道輪25安裝在導軌主體23的導軌中，軌道輪25的上部圓柱部分用于固定夾持翻轉運送傳送帶18，下部左右兩側的兩輪與導軌的上下面配合，從而使得軌道輪25被牽拉時，軌道輪25下部左右兩側的兩輪可以在導軌中轉動；所述的帶輪24安裝在導軌主體23的前后兩端，用于驅動夾持翻轉運送傳送帶18運動；所述的夾持翻轉運送傳送帶18表面在寬度方向設有均勻的弧形柔性凸起19，所述的夾持翻轉運送傳送帶18在每一組收獲單元中均為左右兩條，兩條夾持翻轉運送傳送帶18由安裝在導軌主體23中的軌道輪25上下固定，由導軌前后安裝的帶輪24驅動夾持翻轉運送傳送帶18，夾持翻轉運送傳送帶18牽拉軌道輪25在導軌中行走，被夾持翻轉運送傳送帶18牽拉的軌道輪25依次經過導軌主體23的水平部分、傾角、導軌主體23的傾斜部分、完成翻轉動作，在通過傾角時，軌道輪25牽拉夾持翻轉運送傳送帶18形成和導軌主體23相同的傾角，在完成翻轉動作時，同樣軌道輪25牽拉夾持翻轉運送傳送帶18完成翻轉動作；所述的驅動馬達5固定在機架上，驅動馬達5的輸出軸與減速器4連接，減速器4另一側與穿過各組帶輪24的主動長軸16連接，驅動主動長軸16轉動，帶動帶輪24轉動，通過夾持翻轉運送裝置齒輪21組將動力傳遞到安裝在帶輪24的從動長軸17上，從而帶動帶輪24轉動，使整個夾持翻轉運送裝置運轉；所述的夾持翻轉運送傳送帶18做環形運動，每組收獲單元上的兩夾持翻轉運送傳送帶18速度同步且環形運動方向相反，并且夾持翻轉運送傳送帶18的運行速度與整機行走速度一致，夾持翻轉運送傳送帶18中間空隙的兩相對的柔性凸起19可夾持葉菜，葉菜與夾持翻轉運送傳送帶18是柔性接觸，柔性凸起19間的拉力可將葉菜提起拔出。

所述的葉菜收攏器1安裝于整機的前端，且葉菜收攏器1的后部平面部分與導軌主體23的水平部分底面配合，所述的葉菜收攏器1用于將未收獲的綠葉菜分禾并扶禾聚攏，使得葉菜順利進入同時轉動的兩夾持翻轉運送傳送帶18中。

所述根切裝置包括帶鋸機架20、帶鋸3、帶鋸驅動馬達9、大號帶鋸輪12和小號帶鋸輪13。所述的帶鋸機架20安裝在導軌主體固定架2上，整機收獲整體的導軌主體固定架2左右兩側各有一個，位于導軌主體固定架2的中后部；所述的帶鋸機架20用于固定大號帶鋸輪12和小號帶鋸輪13；所述的大號帶鋸輪12安裝在帶鋸機架20上側，左右帶鋸機架20上各一個，其中一個用于驅動帶鋸3；所述的小號帶鋸輪13安裝于帶鋸機架20下側，左右帶鋸機架20上各一個；所述的帶鋸驅動馬達9安裝在最右側導軌主體固定架2的外側，帶鋸驅動馬達9的驅動軸與一大號帶鋸輪12嵌套配合，從而驅動大號帶鋸輪12轉動，進而驅動帶鋸3轉動；所述的帶鋸3由帶鋸機架20上的兩個大號帶鋸輪12和兩小號帶鋸輪13固定，帶鋸驅動馬達9驅動帶鋸2成環狀轉動，當夾持翻轉運送傳送帶18夾持被拔出的帶根的葉菜經過時，高速旋轉的帶鋸3，將葉菜根部切斷，從而完成根切作業。

所述的地輪裝置包括地輪機架10、地輪11。所述的地輪機架10安裝于導軌主體固定架2的傾斜面上，一方面固定整機收獲整體，另一方面安裝地輪11；所述的地輪11位于整機收獲整體后部下側，與地面接觸，由左右兩側的地輪機架10固定，地輪11的軸兩端安裝于左右兩側地輪機架10的軸承上，整機行走從而帶動地輪轉動，所述的地輪裝置用于支撐整機收獲整體，同時平整地面。

所述的松土裝置包括松土鏟14、松土鏟固定機架22、震動馬達27、震動搖桿29、震動輪28、松土鏟連體桿30。所述的松土鏟14嵌套于松土鏟固定機架22水平部分前端，松土鏟14端面與地面成10度夾角；所述的松土鏟固定機架22兩端的定位凸輪31嵌套于導軌主體下方的固定架26凹槽中，使得松土鏟固定機架22實現平動和繞定位凸輪31小范圍的轉動；所述的震動搖桿27一端嵌套于松土鏟連體桿30的中部圓柱上，另一端嵌套于震動輪28上的圓柱體上；所述的松土鏟連體桿30安裝于松土鏟固定機架22的末端，用來連接各組松土鏟14；所述的震動輪28安裝于震動馬達27的輸出軸上；所述的震動馬達27用來驅動震動輪28轉動，進而驅動震動搖桿29運動，震動搖桿29帶動松土鏟連體桿30，使得安裝于松土鏟連體桿30上的各組松土鏟14震動。

所述的水平運送裝置包括水平傳送帶6、主動帶輪8、從動帶輪1和驅動馬達5；所述的主動帶輪8安裝于履帶車上機架前端兩軸承上；所述的從動帶輪1安裝于履帶車上機架后端兩軸承上；所述的水平傳送帶6由主動帶輪8和從動帶輪1張緊；所述的水平運送裝置布置在夾持翻轉運送裝置的下面，經過夾持翻轉運送裝置翻轉后的葉菜落到水平運送裝置上的水平傳送帶6上進行搬運。所述的驅動馬達5一方面驅動整機收獲整體中夾持翻轉運送傳送帶18轉動，在夾持翻轉運送裝置中已介紹；另一方面驅動水平運送裝置，動力由驅動馬達5，經水平運送裝置齒輪組15傳遞到主動帶輪8的軸上，驅動水平運送裝置轉動。

本發明一種仿生綠葉菜整株連續采收裝置的采收方法采用如下步驟：

1、準備工作：將履帶車開至待收獲的綠葉菜地，調整機器，使葉菜位于各收獲單元上的兩葉菜收攏器1中間，開啟驅動馬達5和帶鋸驅動馬達9使夾持翻轉運送裝置、根切裝置和水平傳送裝置平穩運行。

2、夾持松土：開動履帶車，使履帶車平穩向前行駛，綠葉菜被位于機器前端的葉菜收攏器1收攏，隨后進入夾持翻轉運送傳送帶18水平部分，夾持翻轉運送傳送帶18將綠葉菜夾持，隨機器前進，松土裝置對被夾持住的綠葉菜根部進行松土。

3、拔取切根：松土后綠葉菜被夾持輸送到夾持翻轉運送傳送帶18的傾斜部分，在夾持力的作用下，進入傾斜部分綠葉菜整株被連根拔起，然后經過高速旋轉的帶鋸3后，根部被順利切掉。

4、輸送翻轉：完成切根的整株綠葉菜在夾持翻轉運送傳送帶18的夾持下繼續前進，在軌道輪26的牽拉下，整株綠葉菜隨夾持翻轉運送傳送帶18完成翻轉作業。

5、收獲完成：完成翻轉的綠葉菜水平地落到位于夾持翻轉運送傳送帶18末端下方的水平傳送帶6上，由水平傳送帶6運走，完成收獲作業。