CN110788066B - 一种二自由度便携式洗根机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二自由度便携式洗根机，包括支架、夹持装置、升降装置、摆动装置和控制器，升降装置驱动摆动装置在竖直方向滑动，摆动装置而驱动夹持装置摆动；夹持装置夹持植物的茎秆，且植物的根部向下；夹持装置的下方设有储水器，控制器控制升降装置驱动夹持装置滑动而将植物的根部浸入或离开水里，同时控制器控制摆动装置驱动夹持装置摆动而将植物的根部甩入水里面或从水里甩出，植物根部的泥沙反复冲击到水里而掉落到储水器内。本发明的植物的根部被甩入水里或从水里甩出，使植物根部的泥沙被反复冲击和清洗并掉落到储水器的水中，从而实现自动化清洗植物根部泥沙的功能，无需人工手动甩动植物根部进行清洗，使用简单、方便和工作效率高。

Description

一种二自由度便携式洗根机

技术领域

本发明属于农业设备研究领域，尤其是指一种二自由度便携式洗根机。

背景技术

早在19世纪时、农业领域的许多专家学者就开始了对植物根系形态特征、生长情况、结构特征、对养分的吸收状况等相关方面的研究。因此、在对植物根部进行实验研究之前、需要对植物的根部进行清洗、便于更好地进行观察以及实验分析。

现有在对植物的根部进行清洗时，都是通过研究人员的手工进行清洗，整个过程费时费力，劳动强度大，且工作效率低，极大地降低了研究的进度，给研究人员带来极大的不方便。

发明内容

本发明的目的在于解决现有对植物的根部泥沙进行清洗时，都是通过研究人员的手工进行清洗，整个过程费时费力，劳动强度大，且工作效率低，极大地降低了研究的进度，给研究人员带来极大的不方便的问题，提供一种自动化清洗、使用方便和工作效率高的二自由度便携式洗根机。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种二自由度便携式洗根机，包括支架、夹持装置、升降装置、摆动装置和设于支架上的控制器，所述升降装置设于支架上，且升降装置的动力输出端与所述摆动装置连接而驱动摆动装置在竖直方向滑动，所述摆动装置的动力输出端与所述夹持装置连接而驱动夹持装置摆动；所述夹持装置夹持植物的茎秆，且植物的根部向下；所述夹持装置的下方设有储水器，所述控制器控制升降装置驱动摆动装置和夹持装置在竖直方向滑动而将植物的根部浸入或离开水里，同时控制器控制摆动装置驱动夹持装置摆动而将植物的根部甩入水里面或从水里甩出，植物根部的泥沙反复冲击到水里而掉落到储水器内。

作为一种优选的方案，在植物的根部从水里甩出时，植物的根部撞击到储水器的内壁上，植物根部的泥沙被撞击而掉落在储水器内。

作为一种优选的方案，所述升降装置包括伸缩电机，所述伸缩电机固定安装于支架上，伸缩电机的活塞杆竖直设置且与摆动装置固定连接，所述伸缩电机与控制器电连接。

作为一种优选的方案，所述升降装置包括伸缩电机、导轨和滑块，所述导轨竖直固定安装于支架上，所述滑块可滑动安装于导轨上，且所述摆动装置固定安装于滑块上；所述伸缩电机固定安装于支架上，伸缩电机的活塞杆竖直设置且与摆动装置固定连接，所述伸缩电机与控制器电连接。

作为一种优选的方案，所述摆动装置包括基座和驱动电机，所述基座与升降装置固定连接，所述夹持装置可摆动安装于基座上，驱动电机固定安装于基座上，且驱动电机的转轴与夹持装置连接而驱动夹持装置摆动，所述驱动电机与控制器电连接。

作为一种优选的方案，所述夹持装置包括至少一对连接板，以及安装于连接板上且用于夹持植物茎秆的弹簧组，所述弹簧组安装于一对连接板之间的间隙内，所述连接板通过铰链铰接于摆动装置上，连接板与摆动装置的动力输出端连接。

作为一种优选的方案，所述基座上设有用于调节一对连接板之间的夹紧力大小的调节装置，所述调节装置包括弹簧、螺母和螺栓，一对所述连接板之间可相向或背向滑动，所述连接板的侧面上设有弹簧，弹簧的两端分别顶压基座和连接板而将连接板顶向压另一连接板，所述基座上设有用于挡板，所述螺母固定于开有通孔的连接板的侧面上，所述螺栓与螺母连接，且螺栓的一端穿过通孔且顶压挡板；通过拧转螺栓，在螺栓和弹簧的顶压作用下，一对连接板相向或背向运动而调节一对连接板之间的夹紧力大小。

作为一种优选的方案，所述支架上设有供水装置，供水装置包括水泵和喷头，所述水泵的入水口通过管道外接水源，所述喷头的出水口正对于储水器，所述水泵的出水口通过管道与喷头的入水口连通；所述水泵的入水口上串接有过滤器。

作为一种优选的方案，所述喷头通过“7”字型卡块安装于支架的中部，所述储水器的器壁上端被卡接在“7”字型卡块内，所述喷头设于储水器内。

作为一种优选的方案，所述支架包括支板和四个支脚，所述支脚的一端铰接于支板上，支脚的另一端支撑在地面上。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明在工作时，先将植物的茎秆夹持在夹持装置上，然后控制器控制升降装置带动摆动装置和夹持装置向下运动，直到植物的根部浸入储水器内的水中；然后控制器控制摆动装置摆动，使摆动装置驱动植物的根部甩入水里或从水里甩出，使植物根部的泥沙被反复冲击和清洗并掉落到储水器的水中，从而实现自动化清洗植物根部泥沙的功能，无需人工手动甩动植物根部进行清洗，使用简单、方便和工作效率高。

2、本发明在植物的根部从水里甩出时，植物的根部撞击到储水器的内壁上，植物根部的泥沙被撞击而掉落在储水器内。在植物的根部被摆动装置甩出水面时，控制器控制摆动装置的摆动角度，使植物的根部能撞击到储水器的内壁上，使得植物根部的泥沙被撞松散，使得在随后植物的根部被摆动装置甩入水中时能快速散落到水中，极大地提高了清洗的速度和效率。

3、本发明通过拧转螺栓，螺栓伸出穿孔的长度增加或减小，进而使得连接板被顶开而背离另一连接板(背向运动)或在弹簧的弹力作用下被压向另一个连接板(相向运动)，从而起到调节一对连接板之间的间距大小，实现调节弹簧组对植物茎秆的夹持力的大小。本结构通过拧转螺栓可以控制弹簧组的夹持力大小，能适应不同植物的夹持力大小的要求，使夹持力能适合植物的需要，既保证能夹持稳固，又能保证不伤害植物的茎秆，具有调节方便和适应性强的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明二自由度便携式洗根机的结构示意图；

图2是图1在拆卸下储水器后的结构示意图；

图3是本发明二自由度便携式洗根机的供水装置的结构示意图；

图4是本本发明二自由度便携式洗根机的摆动装置和夹持装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1至图4，本实施例涉及洗根机，包括支架1、夹持装置2、升降装置3、摆动装置4和设于支架1上的控制器5，所述升降装置3设于支架1上，且升降装置3的动力输出端与所述摆动装置4连接而驱动摆动装置4在竖直方向滑动，所述摆动装置4的动力输出端与所述夹持装置2连接而驱动夹持装置2摆动；所述夹持装置2夹持植物的茎秆，且植物的根部向下；所述夹持装置2的下方设有储水器6，所述控制器5控制升降装置3驱动摆动装置4和夹持装置2在竖直方向滑动而将植物的根部浸入或离开水里，同时控制器5控制摆动装置4驱动夹持装置2摆动而将植物的根部甩入水里面或从水里甩出，植物根部的泥沙反复冲击到水里而掉落到储水器6内。

在工作时，先将植物的茎秆夹持在夹持装置2上，然后控制器5控制升降装置3带动摆动装置4和夹持装置2向下运动，直到植物的根部浸入储水器6内的水中；然后控制器5控制摆动装置4摆动，使摆动装置4驱动植物的根部甩入水里或从水里甩出，使植物根部的泥沙被反复冲击和清洗并掉落到储水器6的水中，从而实现自动化清洗植物根部泥沙的功能，无需人工手动甩动植物根部进行清洗，使用简单、方便和工作效率高，解决了现有对植物的根部泥沙进行清洗时，都是通过研究人员的手工进行清洗，整个过程费时费力，劳动强度大，且工作效率低，极大地降低了研究的进度，给研究人员带来极大的不方便的问题。

在植物的根部从水里甩出时，植物的根部撞击到储水器6的内壁上，植物根部的泥沙被撞击而掉落在储水器6内。在植物的根部被摆动装置4甩出水面时，控制器5控制摆动装置4的摆动角度，使植物的根部能撞击到储水器6的内壁上，使得植物根部的泥沙被撞松散，使得在随后植物的根部被摆动装置4甩入水中时能快速散落到水中，极大地提高了清洗的速度和效率。

所述升降装置3包括伸缩电机31，所述伸缩电机31固定安装于支架1上，伸缩电机31的活塞杆310竖直设置且与摆动装置4固定连接，所述伸缩电机31与控制器5电连接。通过控制器5控制伸缩电机31的工作状态，使得伸缩电机31的活塞杆向下伸出而驱动摆动装置4和夹持装置2向下运动，进而驱动植物的根部浸入储水器6的水中。

所述摆动装置4包括基座41和驱动电机42，所述基座41与升降装置3固定连接，所述夹持装置2可摆动安装于基座41上，驱动电机42固定安装于基座41上，且驱动电机42的转轴与夹持装置2连接而驱动夹持装置2摆动，所述驱动电机42与控制器5电连接。通过控制器5控制驱动电机42的输出轴的摆动角度可以控制夹持装置2的摆动角度，使得浸入储水器6水中的植物根部能反复地被甩出和甩入水中，从而实现自动化清洗的功能，既降低了劳动强度，又提高了清洗的效率。

所述夹持装置2包括至少一对连接板21，以及安装于连接板21上且用于夹持植物茎秆的弹簧组22，所述弹簧组22安装于一对连接板21之间的间隙内，所述连接板21通过铰链211铰接于摆动装置4上，连接板21与摆动装置4的动力输出端连接。如图4所示，本实施例的夹持装置2包括了四对连接板21。在清洗开始前，先将植物的茎秆夹持到两组弹簧组22之间，在弹簧组22的弹力的作用下，植物能稳定地被夹持在两组弹簧组22之间。通过控制器5控制摆动装置4的工作状态可以控制连接板21的摆动角度，使得浸入储水器6水中的植物根部能反复地被甩出和甩入水中。

所述基座41上设有用于调节一对连接板21之间的夹紧力大小的调节装置，所述调节装置包括弹簧71、螺母72和螺栓73，一对所述连接板21之间可相向或背向滑动，所述连接板21的侧面上设有弹簧71，弹簧71的两端分别顶压基座41和连接板21而将连接板21顶向压另一连接板21，所述基座41上设有用于挡板411，所述螺母72固定于开有通孔的连接板21的侧面上，所述螺栓73与螺母72连接，且螺栓73的一端穿过通孔且顶压挡板411；通过拧转螺栓73，在螺栓73和弹簧71的顶压作用下，一对连接板21相向或背向运动而调节一对连接板21之间的夹紧力大小。

通过拧转螺栓73，螺栓73伸出穿孔的长度增加或减小，进而使得连接板21被顶开而背离另一连接板21(背向运动)或在弹簧71的弹力作用下被压向另一个连接板21(相向运动)，从而起到调节一对连接板21之间的间距大小，实现调节弹簧组22对植物茎秆的夹持力的大小。本结构通过拧转螺栓73可以控制弹簧组22的夹持力大小，能适应不同植物的夹持力大小的要求，使夹持力能适合植物的需要，既保证能夹持稳固，又能保证不伤害植物的茎秆，具有调节方便和适应性强的优点。

如图3所示，所述支架1上设有供水装置8，供水装置8包括水泵81和喷头82，所述水泵81的入水口通过管道811外接水源，所述喷头82的出水口正对于储水器6，所述水泵81的出水口通过管道与喷头82的入水口连通；所述水泵81的入水口上串接有过滤器83。过滤器83可以起到过滤泥沙的作用，保证进入水泵81的水能干净。在开始清洗之前，先通过控制器5控制水泵81工作。水泵81泵水并通过喷头82喷入储水器6内。在储水器6内的水的水位到达需要的位置时，通过控制器5控制水泵81停止工作。然后再通过控制器5升降装置3驱动摆动装置4和夹持装置2向下运动。

所述喷头82通过“7”字型卡块84安装于支架1的中部，所述储水器6的器壁上端被卡接在“7”字型卡块84内，所述喷头82设于储水器6内。在“7”字型卡块84的卡接作用下，储水器6能被卡紧在支架1上，使得储水器6不能移动，保证了摆动装置4在驱动植物根部摆动的过程中能准确地甩入或甩出储水器6的水中，并且保证在植物根部被甩出储水器6水中时被准确地撞击到储水器6的内壁。

所述支架1包括支板11和四个支脚12，所述支脚12的一端铰接于支板11上，支脚12的另一端支撑在地面上。所述升降装置3设于支板11上。喷头82设于支脚12的中部上。

所述控制器5为单片机或PLC。所述控制器5上设有带按键或触摸控制的显示屏。

所述支脚12为空心结构，支脚12内设有为升降装置3、摆动装置4、水泵81和控制器5供电的电池。所述电池电线13与升降装置3、摆动装置4、水泵81和控制器5电连接。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，作为对升降装置3的改进，所述升降装置3包括伸缩电机31、导轨32和滑块33，所述导轨32竖直固定安装于支架1上，所述滑块33可滑动安装于导轨32上，且所述摆动装置4固定安装于滑块33上；所述伸缩电机31固定安装于支架1上，伸缩电机31的活塞杆竖直设置且与摆动装置4固定连接，所述伸缩电机31与控制器5电连接。在导轨32的导向作用下，滑块33只能沿着导轨32的长度方向竖直运动。在控制器5控制伸缩电机31的活塞杆伸出时，伸缩电机31驱动摆动装置4和夹持装置2向下运动。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，包括支架、夹持装置、升降装置、摆动装置和设于支架上的控制器，所述升降装置设于支架上，且升降装置的动力输出端与所述摆动装置连接而驱动摆动装置在竖直方向滑动，所述摆动装置的动力输出端与所述夹持装置连接而驱动夹持装置摆动；所述夹持装置夹持植物的茎秆，且植物的根部向下；所述夹持装置的下方设有储水器，所述控制器控制升降装置驱动摆动装置和夹持装置在竖直方向滑动而将植物的根部浸入或离开水里，同时控制器控制摆动装置驱动夹持装置摆动而将植物的根部甩入水里面或从水里甩出，植物根部的泥沙反复冲击到水里而掉落到储水器内；

在植物的根部从水里甩出时，植物的根部撞击到储水器的内壁上，植物根部的泥沙被撞击而掉落在储水器内。

2.根据权利要求1所述的一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，所述升降装置包括伸缩电机，所述伸缩电机固定安装于支架上，伸缩电机的活塞杆竖直设置且与摆动装置固定连接，所述伸缩电机与控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，所述升降装置包括伸缩电机、导轨和滑块，所述导轨竖直固定安装于支架上，所述滑块可滑动安装于导轨上，且所述摆动装置固定安装于滑块上；所述伸缩电机固定安装于支架上，伸缩电机的活塞杆竖直设置且与摆动装置固定连接，所述伸缩电机与控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，所述摆动装置包括基座和驱动电机，所述基座与升降装置固定连接，所述夹持装置可摆动安装于基座上，驱动电机固定安装于基座上，且驱动电机的转轴与夹持装置连接而驱动夹持装置摆动，所述驱动电机与控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，所述夹持装置包括至少一对连接板，以及安装于连接板上且用于夹持植物茎秆的弹簧组，所述弹簧组安装于一对连接板之间的间隙内，所述连接板通过铰链铰接于摆动装置上，连接板与摆动装置的动力输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，所述基座上设有用于调节一对连接板之间的夹紧力大小的调节装置，所述调节装置包括弹簧、螺母和螺栓，一对所述连接板之间可相向或背向滑动，所述连接板的侧面上设有弹簧，弹簧的两端分别顶压基座和连接板而将连接板顶向压另一连接板，所述基座上设有用于挡板，所述螺母固定于开有通孔的连接板的侧面上，所述螺栓与螺母连接，且螺栓的一端穿过通孔且顶压挡板；通过拧转螺栓，在螺栓和弹簧的顶压作用下，一对连接板相向或背向运动而调节一对连接板之间的夹紧力大小。

7.根据权利要求1所述的一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，所述支架上设有供水装置，供水装置包括水泵和喷头，所述水泵的入水口通过管道外接水源，所述喷头的出水口正对于储水器，所述水泵的出水口通过管道与喷头的入水口连通；所述水泵的入水口上串接有过滤器。

8.根据权利要求7所述的一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，所述喷头通过“7”字型卡块安装于支架的中部，所述储水器的器壁上端被卡接在“7”字型卡块内，所述喷头设于储水器内。

9.根据权利要求1至8任一所述的一种二自由度便携式洗根机，其特征在于，所述支架包括支板和四个支脚，所述支脚的一端铰接于支板上，支脚的另一端支撑在地面上。

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