本发明属于农用机械领域，具体涉及一种莲藕自动采收和储存装置。
背景技术：
莲藕生长于长江中下游地区，富含丰富的营养，是我国重要的水生蔬菜。目前，我国农民在进行莲藕采收主要靠人工采挖完成：一种采用采挖式，排开池子里的水，用铁锹挖出莲藕的方式；另一种采用高压水枪喷水式，人工携带连接水泵的高压水枪，通过水压冲去莲藕表面附着的泥层，使其漂浮在水面上，再由人工进行采收。传统的人工采藕方式，由于作业环境恶劣，劳动强度过大，成本高，作业难度大等，导致采出率低、藕的损伤严重等问题。目前，国内已有运用莲藕采收机械的解决这一问题的研究案例，普遍采用喷流式或气流式的方式冲去莲藕的表面的泥层，再由人工进行收集的半自动化解决方案，但没有能完全实现采收一体化，不需要人工收集，能进行自动采集及储存，实现完全自动化的研究案例，且部分机器存在采藕效果不稳定，采出率低等问题。因此，本发明拟设计一种莲藕自动采收和储存装置，实现采集及储存的自动化、一体化。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：包括高压水流旋转采收台、水流冲刷带、藕段收集仓和船体，所述高压水流旋转采收台位于船体前端，包括设置在船体前端的旋转轴轮，和若干排周向垂直连接于旋转轴轮上的采收耙，每排采收耙上间隔设置多根耙齿，耙齿顶端设有高压水枪，用于冲开淤泥层，所述船体中部设有水流冲刷带，水流冲刷带与旋转轴轮之间设有若干错位齿耙，错位齿耙与采收耙上耙齿错开设置，在采收耙旋转时不会干扰采收耙转动，所述错位齿耙靠近旋转轴轮一端向上倾斜，靠近水流冲刷带一端尾部设有若干缓冲水枪，用于对落入水流冲刷带上的藕段进行冲洗，水流冲刷带后方为收集仓，用于收集随水流冲刷到船体后方的藕段。
所述采收耙包括周向均匀间隔设置的六排，每排上设置有十一根耙齿，单根耙齿的长度为60cm，单根耙齿上设有若干阻尼齿，每个阻尼齿之间间距10cm，便于在挖藕过程中对暴露出的藕段限制其位移，使其有附着力从泥塘里脱出。
所述采收耙上覆有一层柔性橡胶，保护藕的表面不会在采集过程中遭到碰撞损坏。
所述船体侧方设有充气气垫，用于提供浮力，使船体和船上装置能漂浮于水面，船体后端两侧各设有一个小型低压水泵对后面喷射水流，为船体提供前进与转向的运动动力，船体前端两侧分别设有柴油发动机和抽水泵，所述柴油发动机的输出轴与旋转轴轮通过锥齿轮啮合，为旋转轴轮提供旋转动力，所述抽水泵的抽水管延伸到水面下，通过网状滤口抽取湖水或池塘水，抽水泵的出水口通过水泵管道连接到位于旋转轴轮中部的限位水管，进而连通采收耙内水管，为采收耙上高压水枪提供高压水流。
所述限位水管只在采收耙由与水平面向下垂直运动到水平位置时，与采收耙上高压水枪连通，提供高压水流，通过喷射高压水流将泥塘里的藕段冲出泥层。
所述船体总长度为250cm，宽度为220cm。
所述水流冲刷段底部为金属滤网11，以便藕段上冲刷下的淤泥沉淀至池塘。
所述藕段收集仓为悬浮于水面的箱式结构，其面向水流冲刷带的一面有开口，藕段收集仓与船体之间通过挂钩连接，在藕段采收阶段，收集仓随船体一起移动，当收集仓内藕段装载到额定载荷后，可手动或通过远程电动控制收集仓与船体脱钩，脱钩的收集仓漂浮于水面，等待人工收集，再用一个新的藕段收集仓与船体挂钩衔接，继续采收。
所述错位齿耙有十根，其靠近旋转轴轮一端向上倾斜45°，用于接住从高压水流旋转采收台上掉落的莲藕并使其滚落到水流冲刷段，所述缓冲水枪由从限位水管导出的水管提供低压水流，缓冲水枪包括正对收集仓的四个喷水口，其中左右各一个喷水口向中间倾斜喷射，喷射出的水流对滚落的藕段进行定向冲洗，冲洗掉藕段淤泥，并随水流将藕段冲至后方藕段收集仓中。
本发明具有如下优点：
本发明的挖藕设备，采用创新式机械结构，在现有挖藕机喷流式采藕技术的基础上，通过采收耙在其排齿转到限位水管轴向端面的一定角度时，上面的高压水枪喷水的方式，冲开淤泥层，露出莲藕。再通过采收耙的旋转，将藕段抬出水面。且采收耙上覆有一层柔性橡胶，保护藕的表面不会在采集过程中遭到碰撞损坏，且有错位耙结构可以将莲藕收集起来，最后冲至采集仓进行收集。该机械结构可以让莲藕在挖掘时不会大面积的破损，这样一来在后续售卖以及食用时就不会影响品相。而且该机械结构不仅做到了莲藕的挖掘，且能把藕段收集起来，从而大幅度减少了挖藕时人们的工作量，实现了莲藕采收的全面自动化，大大提高了挖藕的工作效率，让人们在莲藕采收的过程中不需耗费太多体力，只需要将收集仓内的莲藕运送上岸即可，极大的解放了劳动力，不需要人工再操作挖藕机器，更不会再出现以往手工挖取时繁琐的步骤，解决了目前现有的自动化挖藕设备自动化程度不高且还需要人工收集藕的问题。
本发明的挖藕设备，采收耙可以发生旋转，与现有技术中通过高压水枪上下摆动对莲藕表面的淤泥进行冲刷而言，本发明中的采收耙既有冲出埋在泥里的莲藕的作用，又可以对莲藕表面的淤泥均进行一次清理，且清理效果良好，悬空的结构也方便对挖出藕段进行第一次过滤，去除附着的杂质，同时还具有将藕段收集起来的功能。传统的采收装置普遍存在装置多，结构复杂的特点，且因为其结构的复杂性可能对莲藕种植地造成破坏，该发明不会出现因为挖藕导致种植地得到破坏无法继续种植的情况，且集多功能为一体，一方面很好的保护了藕池的生态环境，让农户采藕的损失降到最低；另一方面将传统挖藕的功能集于一体，通过一个装置完成莲藕整个的采收过程，大大的节约了挖藕设备的制作成本，提高了采藕效率，缩小了挖藕设备的体积，方便挖藕设备适用于更多的地形，且不需要人去操作，解决了目前现有的自动化挖藕设备体量大、结构复杂、挖掘效果不好的问题。
附图说明
图1为本发明装置整体结构侧视图；
图2为本发明装置整体结构立体图；
图3为采收耙高压水枪工作范围图；
其中：1-采收耙，2-阻尼齿，3-高压水枪，4-旋转轴轮，5-收集仓，6-柴油发动机，7-充气气垫，8-水泵管道，9-错位齿耙，10-缓冲水枪，11-滤网，12-动力水枪，13-抽水泵，14-进水口。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1-2所示，一种莲藕自动采收和储存装置，包括高压水流旋转采收台、水流冲刷带、藕段收集仓和船体，所述高压水流旋转采收台位于船体前端，包括设置在船体前端的旋转轴轮4，和若干排周向垂直连接于旋转轴轮上的采收耙1，每排采收耙上间隔设置多根耙齿，耙齿顶端设有高压水枪3，用于冲开淤泥层，所述船体中部设有水流冲刷带，水流冲刷带与旋转轴轮4之间设有若干错位齿耙9，错位齿耙9与采收耙1上耙齿错开设置，在采收耙1旋转时不会干扰采收耙转动，所述错位齿耙9靠近旋转轴轮一端向上倾斜，靠近水流冲刷带一端尾部设有若干缓冲水枪10，用于对落入水流冲刷带上的藕段进行冲洗，水流冲刷带后方为收集仓5，用于收集随水流冲刷到船体后方的藕段。
采收耙1包括周向均匀间隔设置的六排，每排上设置有十一根耙齿，单根耙齿的长度为60cm，单根耙齿上设有若干阻尼齿2，每个阻尼齿之间间距10cm，便于在挖藕过程中对暴露出的藕段限制其位移，使其有附着力从泥塘里脱出。采收耙上覆有一层柔性橡胶，保护藕的表面不会在采集过程中遭到碰撞损坏。
船体总长度为250cm，宽度为220cm，船体侧方设有充气气垫7，用于提供浮力，使船体和船上装置能漂浮于水面，船体后端两侧各设有一个小型低压水泵对后面喷射水流，为船体提供前进与转向的运动动力，船体前端两侧分别设有柴油发动机6和抽水泵13，柴油发动机6的输出轴与旋转轴轮4通过锥齿轮啮合，为旋转轴轮4提供旋转动力，抽水泵13的抽水管延伸到水面下，通过网状滤口抽取湖水或池塘水，抽水泵13的出水口通过水泵管道8连接到位于旋转轴轮4中部的限位水管，进而连通采收耙1内水管，为采收耙1上高压水枪3提供高压水流。限位水管只在采收耙由与水平面向下垂直运动到正向水平(朝向船体前端前进方向)位置时，这个90°范围区间内，与采收耙上高压水枪连通，提供高压水流，通过喷射高压水流将泥塘里的藕段冲出泥层。
船体上水流冲刷段底部为金属滤网11，以便藕段上冲刷下的淤泥沉淀至池塘。
收集仓5为悬浮于水面的箱式结构，其面向水流冲刷带的一面有开口，藕段收集仓与船体之间通过挂钩连接，在藕段采收阶段，收集仓随船体一起移动，当收集仓内藕段装载到额定载荷后，可手动或通过远程电动控制收集仓与船体脱钩，脱钩的收集仓漂浮于水面，等待人工收集，再用一个新的藕段收集仓与船体挂钩衔接，继续采收。
错位齿耙9有十根，其靠近旋转轴轮一端向上倾斜45°，用于接住从高压水流旋转采收台上掉落的莲藕并使其滚落到水流冲刷段，缓冲水枪10由从限位水管导出的水管提供低压水流，缓冲水枪10包括正对收集仓的四个喷水口，其中左右各一个喷水口向中间倾斜喷射，喷射出的水流对滚落的藕段进行定向冲洗，冲洗掉藕段淤泥，并随水流将藕段冲至后方藕段收集仓5中。
利用本装置采收藕段的具体过程为：
步骤一，装置启动后，位于船体后端的充气气垫7内的电池为抽水泵13内置电动机与船体后端的小型低压水泵上动力水枪12内置电动机供电，船体后端小型低压水泵上的动力水枪12喷水提供动力，推动船身前进。与此同时，船体中间抽水泵13内置的电动机提供泵水动力，抽水管抽水，经由抽水泵13泵向水泵管道8，从而流向高压水流旋转采收台旋转轴轮4处的限位水管，限位水管处的水流在仅当某一排采收耙转到与船体前进方向水平面呈270°-360°范围时，该排采收耙上喷水孔的通道与限位水管相通并允许水流流通，高压水流流向采收耙1顶端的高压水枪3后射出，并冲开淤泥层，露出莲藕。
步骤二，采收耙1以一定角速度旋转，接触到露出的藕段后，采收耙1上线性排列的阻尼齿抵住藕段，并将藕段抬出水面。此时采收耙1顶部的高压水枪喷射出的水流对莲藕表面进行第一次冲洗，冲掉其上部分淤泥。在采收耙1带动莲藕旋转到上方90°角后，藕段掉落至后方45°倾斜的错位齿耙9上，并滚落至后方水流冲刷带。
步骤三，藕段落在水流冲刷带上后，会受水流冲刷带上正对收集仓的四个缓冲水枪10冲刷，其喷射出的水流对滚落的藕段进行定向冲洗，二次冲洗藕段表面淤泥，表面的淤泥和石子会通过水流冲刷带下方的滤网11滤出，藕段会随着船体前进的动力和缓冲水枪的正向冲击水流作用被冲向后方，直至进入收集仓5中。
步骤四，藕段随水流被运送到藕段收集仓，收集仓达到额定载荷后船体与收集仓连接处的脱钩，收集仓与船体分离，漂浮于藕田中，等待工人收集，下一个藕段收集仓上前，与船体挂钩连接，装置继续工作。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
技术特征：
1.一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：包括高压水流旋转采收台、水流冲刷带、藕段收集仓和船体，所述高压水流旋转采收台位于船体前端，包括设置在船体前端的旋转轴轮，和若干排周向垂直连接于旋转轴轮上的采收耙，每排采收耙上间隔设置多根耙齿，耙齿顶端设有高压水枪，所述船体中部设有水流冲刷带，水流冲刷带与旋转轴轮之间设有若干错位齿耙，错位齿耙与采收耙上耙齿错开设置，所述错位齿耙靠近旋转轴轮一端向上倾斜，靠近水流冲刷带一端尾部设有若干缓冲水枪，水流冲刷带后方为收集仓，用于收集随水流冲刷到船体后方的藕段。
2.如权利要求1所述的一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：所述采收耙包括周向均匀间隔设置的六排，每排上设置有十一根耙齿，单根耙齿的长度为60cm，单根耙齿上设有若干阻尼齿，每个阻尼齿之间间距10cm。
3.如权利要求1所述的一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：所述采收耙上覆有一层柔性橡胶。
4.如权利要求1所述的一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：所述船体侧方设有充气气垫，船体后端两侧各设有一个小型低压水泵对后面喷射水流，为船体提供前进与转向的运动动力，船体前端两侧分别设有柴油发动机和抽水泵，所述柴油发动机的输出轴与旋转轴轮通过锥齿轮啮合，为旋转轴轮提供旋转动力，所述抽水泵的抽水管延伸到水面下，通过网状滤口抽取湖水或池塘水，抽水泵的出水口通过水泵管道连接到位于旋转轴轮中部的限位水管，进而连通采收耙内水管，为采收耙上高压水枪提供高压水流。
5.如权利要求4所述的一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：所述限位水管只在采收耙由与水平面向下垂直运动到水平位置时，与采收耙上高压水枪连通，提供高压水流。
6.如权利要求1所述的一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：所述船体总长度为250cm，宽度为220cm。
7.如权利要求1所述的一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：所述水流冲刷段底部为金属滤网。
8.如权利要求1所述的一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：所述藕段收集仓为悬浮于水面的箱式结构，其面向水流冲刷带的一面有开口，藕段收集仓与船体之间通过挂钩连接。
9.如权利要求1所述的一种莲藕自动采收和储存装置，其特征在于：所述错位齿耙有十根，其靠近旋转轴轮一端向上倾斜45°，所述缓冲水枪包括正对收集仓的四个喷水口，其中左右各一个喷水口向中间倾斜喷射。
技术总结
本发明提供一种莲藕自动采收和储存装置，包括高压水流旋转采收台、水流冲刷带、藕段收集仓和船体，所述高压水流旋转采收台位于船体前端，包括设置在船体前端的旋转轴轮，和若干排周向垂直连接于旋转轴轮上的采收耙，每排采收耙上间隔设置多根耙齿，耙齿顶端设有高压水枪，所述船体中部设有水流冲刷带，水流冲刷带与旋转轴轮之间设有若干错位齿耙，错位齿耙与采收耙上耙齿错开设置，所述错位齿耙靠近旋转轴轮一端向上倾斜，靠近水流冲刷带一端尾部设有若干缓冲水枪，水流冲刷带后方为收集仓，用于收集随水流冲刷到船体后方的藕段。通过本发明装置实现了对莲藕的挖掘和收集一体化，减少了挖藕时人工工作量，提高了挖藕的工作效率。
技术研发人员：胡珊;孙锐奇;贾俊杰;胡亚宇;郑哲;程诺;董琳琳;韩嘉林;荣令达
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：2021.06.22
技术公布日：2021.08.27
