Устройство для пересаживания растений - RU2630904C2
Код документа: RU2630904C2
Чертежи
Описание
Перекрестные ссылки на родственные заявки
[001] Данная заявка является родственной по отношению к приоритетной заявке на патент Дании № РА 2013 70660 ''AN APPARATUS FOR TRANSPLANTING PLANTS'', зарегистрированной 8 ноября 2013 года, и предварительной заявке на патент США 62/021042 ''AN APPARATUS FOR TRANSPLANTING PLANTS'', зарегистрированной 4 июля 2014 года.
Область техники
[002] Данное раскрытие направлено на устройство и способ для пересаживания растений, содержащие модуль пересаживания, конфигурация которого приспособлена для пересаживания множества растений в ряд.
Предпосылки к созданию изобретения
[003] Пересаживание растений и/или саженцев из теплицы, рассадника или других мест выращивания в грунт часто является операцией, которую производят, чтобы повысить урожайность. Преимущества пересаживания растений/саженцев в поле или в почву можно усматривать в продлении вегетационного периода благодаря тому, что растения начинают выращивать в помещении до того, как внешние условия станут благоприятными. При высаживании саженцев, в отличие от прямого посева, можно защищать молодые растения от болезней и вредителей и избегать проблем с прорастанием.
[004] К операции ручного пересаживания прибегали долгое время, и она может рассматриваться как процесс, требующий очень больших затрат времени, поскольку растения приходится высаживать в почву руками и на каждое пересаживание уходит очень много времени. Поэтому в профессиональном сельском хозяйстве операции пересаживания часто выполняются устройствами, которые способны подготавливать почву, а также помогать в помещении растений в правильные положения. Такие пересадочные машины можно видеть на примере вращающейся пересадочной машины, в которой устройство подготавливает грунт одним рядом, а саженцы или растения вручную вводятся во вращающуюся обойму, так чтобы устройство могло поместить растения в почву, прежде чем вводить в грунт следующее растение.
[005] Проблема полуавтоматических однорядных пересадочных машин состоит в том, что пересаживать целое поле сельскохозяйственной культуры очень долго, поскольку скорость пересадки зависит от скорости оператора и за раз можно обработать только один ряд. Таким образом, существует потребность в более быстром способе пересаживания саженцев/растений.
[006] В AU 2007100035 предлагается устройство пересаживания для высокоплотной высадки саженцев во в целом плоскую, гладкую грядку в несколько рядов, где каждый ряд обеспечивается трубкой для подвода саженцев, лопастями, которые проходят латерально под пластиной скольжения для вырезания борозды для каждого ряда, и содержит средства удерживания и выгрузки саженца, который подается из подающей трубки в положение для высадки в борозду. Это устройство способно пересаживать больше саженцев за раз, то есть большее количество саженцев вводится в грунт в поперечном направлении.
[007] Однако проблема такого устройства состоит в том, что скорость введения саженцев в направлении высаживания, т.е. вдоль ряда, ограничена из-за механических ограничений, поскольку лопасти нельзя протаскивать по грунту на большой скорости из-за мощных сил и воздействий, которые окажет на лопасти грунт. Более того борозды вырезаются в грунте клиновидными лопастями, а это означает, что материал, удаляемый из вырезаемых борозд, должен выводиться из борозды, из-за чего на лопасти ложится большая механическая нагрузка.
[008] Следовательно, существует потребность в устройстве пересаживания, которое способно пересаживать саженец в грунт с большой скоростью при высокой стабильности, чтобы минимизировать количество времени, затрачиваемого на каждый саженец в ряду, так чтобы оптимизировалась эффективность операции пересаживания. Стабильность операции пересаживания означает, что можно оптимизировать использование почвы поля для выращивания растений, чтобы обеспечить, чтобы у каждого растения имелась нужная площадь почвы, чтобы расти эффективным образом.
Краткое изложение сущности изобретения
[009] Согласно изобретению, обеспечивается устройство для пересаживания растений, содержащее модуль пересаживания, конфигурация которого приспособлена для пересаживания множества растений в ряд, причем модуль пересаживания содержит: поверхность контакта с почвой (пластину скольжения), которая в целом лежит в одной плоскости с отведенной под посадку почвой, килевой элемент, чтобы создавать борозду в почве, где киль проходит на заданное расстояние под поверхностью контакта с почвой, где внешняя периферия килевого элемента определяет глубину борозды, средство переноса, конфигурация которого приспособлена для поддерживания растения, где средство переноса проходит от положения над поверхностью контакта с почвой к положению под поверхностью контакта с почвой, и проходит на заданную глубину в борозду для перемещения растения из устройства в борозду, где средство переноса содержит дальний конец для выгрузки растения и где конфигурация средства переноса приспособлена для воздействия на внешнюю периферию растения под поверхностью контакта с почвой, так чтобы, по меньшей мере, одна боковая стенка борозды приходила в соприкосновение с внешней периферией растения перед выгрузкой растения из дальнего конца средства переноса, средство перемещения для поддерживания и перемещения растения при помощи средства переноса в борозду по продольной оси, которая в целом параллельна направлению высаживания устройства, где конфигурация средства перемещения приспособлена для высвобождения растения, когда растение достигает заданной глубины в борозде.
[0010] Согласно изобретению, килевой элемент и средство переноса могут быть отдельными частями/элементами, которые способны выполнять задачи частей/элементов. Альтернативно, эти части/элементы представлены цельно в виде единого элемента, который способен выполнять все аспекты этих частей/элементов.
[0011] Устройство согласно изобретению способно пересаживать растения с большой скоростью и очень четко выдерживать расстояние между каждым пересаживаемым растением/саженцем. Устройство может быть прикреплено к транспортному средству, такому как трактор, которое способно доставлять устройство на место пересадки или поле. Альтернативно, устройство может быть самоходным, т.е. содержать необходимые механические компоненты, чтобы передвигаться самостоятельно, или же устройство может быть неотделимой частью пересаживающего транспортного средства. Перед началом пересаживания устройство может опускаться в направлении грунта или почвы, так чтобы поверхность контакта с почвой могла приходить в соприкосновение с поверхностью почвы.
[0012] Когда устройство переведено/опущено в такое положение, чтобы начать операцию пересаживания, транспортное средство может перемещать устройство в направлении пересаживания, т.е. в направлении ряда, отведенного под пересаживание. Поверхность контакта с почвой обеспечивает, чтобы устройство находилось в правильном вертикальном положении относительно поверхности почвы, обеспечивая, чтобы килевой элемент и/или средство переноса проходили на заданную глубину в грунт/почву, создавая борозду желательной глубины, и обеспечивая, чтобы растение вводилось в борозду на определенную глубину. Поверхность контакта с почвой может помогать в уплотнении почвы, так чтобы было легче создавать борозду, и может также помогать контролировать глубину высаживания, обеспечивая, чтобы устройство не проваливалось в почву. Поверхность контакта с почвой может иметь вид пластины скольжения, лыж, колес или поверхности любого типа, которая способна контролировать глубину проникновения устройства.
[0013] Килевой элемент проходит от поверхности контакта с почвой в вертикальном направлении вниз в грунт, позволяя устройству проникать в почву во время операции высаживания, и, когда его перемещают в направлении высаживания, создает борозду, которая проходит в том же направлении, что и направление высаживания устройства/транспортного средства. Киль может содержать внешнюю периферию, которая может определять низшую точку устройства, и где внешняя периферия определяет глубину борозды, подлежащей созданию. Это означает, что внешняя периферия киля создает, по меньшей мере, дно (низшую часть) борозды. Киль обеспечивает, чтобы борозда содержала боковые стенки и дно, где во время операции пересаживания киль оставляет, по меньшей мере, части борозды открытыми, по меньшей мере, пока растение не будет правильно введено в борозду. Таким образом, килевой элемент может также выполнять функцию опорного элемента для борозды, обеспечивая, чтобы борозда не засыпалась до введения растения.
[0014] Ширина борозды может контролироваться поперечной шириной килевого элемента, так что поперечная периферия килевого элемента может примыкать к боковой стенке борозды во время операции пересаживания, тем самым обеспечивая, чтобы почва выталкивалась из пространства, освобождаемого килевым элементом, который определяет борозду, где материал может выталкиваться либо вперед, либо в стороны.
[0015] В устройство можно загружать множество растений, которые могут вводиться, например, в виде лотка или ленты саженцев, где каждое растение вводится в средство переноса. Средство переноса может быть способно переносить множество растений, где растения выстроены в ряд, один за другим, подобно тому, как работает обойма или конвейерная лента. Средство перемещения может быть приспособлено захватывать растение, когда растение находится внутри устройства, и где средство перемещения приспособлено передавать растение из устройства по средству переноса в борозду.
[0016] Средство перемещения вводит растение в борозду в направлении, которое параллельно борозде, так чтобы растение ''соскальзывало'' в борозду. Сочетание использования средства переноса для поддерживания растения и средства перемещения, чтобы передавать растение, обеспечивает то, чтобы растение высвобождалось только в правильный момент, так чтобы обеспечивалось, что растение проходит на заданную глубину под поверхностью почвы. Заданная глубина под поверхностью почвы может выбираться исходя из типа предназначенного для посадки растения и может регулироваться для каждого типа растения.
[0017] Когда растение достигает своего низшего положения, боковая стенка борозды охватывает стороны растения, так чтобы устанавливалась ориентация и глубина растения. Таким образом, растение фиксируется в почве, и движение растения относительно устройства контролируется движением устройства относительно почвы, и нет необходимости поддерживать растение. Таким образом, движение устройства будет обеспечивать, чтобы устройство отводилось от растения.
[0018] Далее следующее растение вводится в борозду в другом продольном положении, отличном от предыдущего растения, и высаживается устройством, как описано выше.
[0019] В одном варианте осуществления средство перемещения высвобождает растение, после того как дальняя часть растения проходит дальний конец средства переноса. Это означает, что растение прошло дальний конец и больше не поддерживается или только частично поддерживается средством переноса.
[0020] В некоторых вариантах осуществления средство перемещения зафиксировано. Термин ''зафиксирован'' означает, что толкатели не гнутся ни в какой точке по длине рычага.
[0021] В варианте осуществления средство перемещения является отводным. Термин ''отводной'' при использовании в отношении толкателей означает, что по длине рычага, например, между главным рычагом (52) и нижним рычагом (53), существует, по меньшей мере, одна точка вращения, как показано на фигуре 5А.
[0022] Отвод средства перемещения позволяет регулировать расстояние между пересаживаемыми растениями и также при высокой скорости пересаживания (т.е. трактор может ехать с более высокой скоростью). При использовании отводного средства перемещения может достигаться более высокая плотность пересаживаемых растений на участок земли. Кроме того, отводные перемещающие элементы делают возможным более быстрое засаживание единицы земли. В одном варианте осуществления расстояние между пересаживаемыми растениями может варьироваться от 10 сантиметров до 24 сантиметров в ряду. Расстояние может составлять от 8 сантиметров до 65 сантиметров, от 4 дюймов до 24 дюймов. Расстояние между растениями постоянно и не меняется во время высаживания.
[0023] Когда используется множество модулей, растения могут высаживаться в виде параллельных рядов или смещенных рядов. Как известно специалистам в области техники, при смещенной конфигурации растения высаживаются относительно соседнего ряда так, чтобы образовывать форму ромба. Это позволяет достигать более высокой плотности растений на единицу земли. Соседние модули регулируются, чтобы обеспечивать это смещение, путем независимой установки времени, когда толкатели погружают растение в почву.
[0024] В одном варианте осуществления изобретения устройство может дополнительно содержать уплотнитель, чтобы уплотнять почву, которая отведена под посадку. Некоторые типы почвы могут быть относительно рыхлыми, особенно если почва сухая, и может возникнуть необходимость уплотнить почву перед тем, как вводить киль в грунт, чтобы создать борозду. В некоторых ситуациях почва может быть настолько рыхлой, что киль сам по себе не создаст четко определенной борозды, поскольку боковые стенки могут крошиться, осыпаться или распадаться из-за такой рыхлости почвы. Примером такой рыхлой почвы может быть, например, сухой песок, который не способен сохранять форму, когда им манипулируют. Таким образом, чтобы правильно подготовить почву, чтобы создать четко определенную борозду, может быть полезным уплотнить почву перед тем, как вводить киль в почву, так чтобы плотность почвы увеличилась и из нее можно было сформировать борозду. Часто содержание воды в почве может влиять на пластичность почвы и ее способность сохранять форму, но давления для уплотнения почвы зачастую достаточно, чтобы обеспечить пластичность почвы и ее способность сохранять форму.
[0025] В одном варианте осуществления изобретения растением, подлежащим пересаживанию, может быть саженец.
[0026] В одном варианте осуществления изобретения растение, подлежащее пересаживанию, может содержать оболочку для удерживания саженца. Такую оболочку можно видеть в ЕР 0182263, где оболочкой может быть обеспеченная по длине лента или упаковочная лента с карманами, содержащими в себе растения или саженцы. Когда растение предоставляется в ленте, имеющей множество карманов, в которых сдержатся растения, устройство может содержать режущий механизм, чтобы разделять карманы/оболочки на отдельные элементы, которые предназначаются для посадки. Оболочки могут вводить в средство переноса, и средство перемещения может помещать оболочки в грунт.
[0027] В одном варианте осуществления конфигурация средства переноса может быть приспособлена для обеспечения поддержки растению снизу, по меньшей мере, с одной стороны и/или сверху, обеспечивая, чтобы ориентация растения выдерживалась заданным образом во время перемещения и до выгрузки растения в почву. Средство переноса может быть устроено таким образом, чтобы иметь контур поперечного сечения, который может соответствовать контуру поперечного сечения растения, так чтобы средство переноса было способно обеспечивать, чтобы растение подавалось в направлении борозды во время операции пересаживания таким образом, чтобы обеспечивалось, что конечное положение растения до и после выгрузки является оптимальным. Поддержка снизу обеспечивает, чтобы растение не опускалось ниже заданной точки в процессе перемещения растения от устройства в направлении дальнего конца средства переноса, и минимизирует риск, что растение будет выгружено в борозду в положении, которое может считаться слишком глубоким. Боковая поддержка может осуществляться либо с одной стороны, либо с обеих сторон, обеспечивая, чтобы поперечное положение растения было правильным во время перемещения растения при помощи средства переноса. Этим обеспечивается, чтобы растение вводилось в борозду в правильном поперечном положении, и тем самым обеспечивается, чтобы оно было правильно расположено. Поддержка сверху обеспечивает, чтобы растение опускалось в борозду на правильную глубину, так чтобы, когда растение выгружалось внутри борозды, почва достаточно покрывала растение, чтобы корни врастали в грунт. Если растение слишком высоко расположить внутри борозды, появится риск, что корни не проникнут в почву, вследствие чего растение будет неправильно пересажено, и, следовательно, возникнет риск снижения доли успеха. Во время операции пересаживания растение может поддерживаться с двух сторон, сверху и снизу. Благодаря этому может обеспечиваться, чтобы растение было неспособно поворачиваться или отклоняться от своего заданного желательного положения во время перемещения. Если это желательное положение не будет достигнуто, растение может вращаться, поворачиваться или скручиваться нежелательным образом, который может не подлежать исправлению и приводить к тому, что растение может быть неправильно выгружено в грунт и пересаживание потерпит неудачу.
[0028] В одном варианте осуществления средство переноса может содержать в поперечной периферии средства переноса сквозное отверстие, позволяющее боковой стенке борозды приходить в соприкосновение с растением. Сквозное отверстие может быть выполнено под поверхностью контакта с почвой, так чтобы отверстие могло примыкать к боковой стенке борозды. Позволяя боковой стенке борозды приходить в соприкосновение с боковой стенкой растения, возможно уменьшить силы, которые необходимы, чтобы перемещать растение в направлении дальней части средства переноса, поскольку движение растения относительно боковой стенки будет передавать энергию растению из-за трения между двумя частями. Трение помогает в перемещении растения и обеспечивает, чтобы выгрузка растения из средства переноса/устройства была постепенной, а не резкой. Трение между растением и боковой стенкой борозды может увеличиваться от ближнего конца в направлении дальнего конца средства переноса, поскольку боковая стенка борозды может начать постепенно осыпаться в направлении растения. Таким образом, различие в скорости между растением и бороздой будет постепенно уменьшаться до самой выгрузки растения из средства переноса, пока растение не будет пересажено, и растение не попадет в грунт.
[0029] В одном варианте осуществления средство переноса может отделять растение от почвы в вертикальном направлении перед выгрузкой. Благодаря средству переноса, которое отделят растение от почвы в вертикальном направлении, средство переноса можно помещать между растением и грунтом, обеспечивая, чтобы растение не приходило в соприкосновение с дном борозды, пока оно не будет выгружено из средства переноса. Это может защитить корни растения перед выгрузкой. Этим дополнительно обеспечивается, чтобы растение могло высвобождаться при правильной глубине борозды, поскольку средство переноса размещено между дном борозды и растением. Средство переноса может также способствовать предотвращению того, чтобы во время операции пересаживания почва выталкивалась наверх в направлении поверхности почвы, и тем самым обеспечивать, чтобы во время пересаживания растение удерживалось в борозде заданным образом.
[0030] В одном варианте осуществления средство перемещения может содержать по меньшей мере один перемещающий элемент, содержащий ближний конец, соединенный с приводным механизмом, и дальний конец, который соединяется с растением, предназначенным для высаживания. По меньшей мере один перемещающий элемент может соединяться с предназначенным для высаживания растением, где связь может представлять собой разъемное механическое соединение. Перемещающий элемент может соединяться с растением, пока растение размещено на средстве переноса внутри устройства, и может использоваться, чтобы проталкивать растение по средству переноса в направлении дальнего конца, чтобы выгрузить его из устройства. Противоположный конец перемещающего элемента, т.е. ближний конец, может приводиться в движение приводным механизмом, который позволяет переносить кинетическую энергию приводного механизма от приводного механизма к растению при помощи перемещающего элемента. Перемещающий элемент может содержать продольную ось, которая проходит от ближнего конца к дальнему концу, где направление движения перемещающего элемента может быть взаимно перпендикулярным по отношению к продольной оси перемещающего элемента.
[0031] В одном варианте осуществления средство перемещения может содержать, по меньшей мере, один перемещающий элемент, который входит в борозду под наклоном относительно вертикали и приспособлен вращаться по продольной оси устройства в направлении в целом вертикального положения, где дальний конец достигает своей предельной глубины в борозде и где продолжающееся вращение поднимает дальний конец из борозды. Перемещающий элемент может быть устроен, чтобы поддерживать растение таким образом, чтобы, когда растение соединяется с перемещающим элементом, угол между перемещающим элементом и растением оставался одинаковым во время перемещения до тех пор, пока растение не будет высвобождено из перемещающего элемента, чтобы быть выгруженным из устройства. Таким образом, перемещающий элемент может способствовать обеспечению того, чтобы растение было ориентировано в правильном положении внутри борозды, поскольку высвобождение растения из средства переноса может быть синхронизировано с высвобождением соединения между перемещающим элементом и растением. Таким образом, перемещающий элемент не будет высвобождать растение до тех пор, пока растение не будет повернуто в свое правильное положение внутри борозды.
[0032] В одном варианте осуществления дальний конец средства перемещения может иметь конфигурацию, которая приспособлена для высвобождения растения в целом в вертикальном положении. Вертикальным положение растения может считаться, когда корни обращены в целом вниз, а листья, ствол или верхняя часть растения обращены в целом вверх, так чтобы растение могло расти в вертикальном положении из почвы. Вертикальная ось растения может проходить от корня в направлении верхней части растения, так что когда растение находится в вертикальном положении, вертикальная ось растения в целом параллельна вертикали.
[0033] Растение может перемещаться по устройству под любым пригодным углом, где вертикальная ось растения может отклоняться от вертикали во время перемещения от растения в направлении выгрузки растения из устройства. Угол растения во время перемещения может быть случайным, и растение может быть под углом к вертикали, когда перемещающий элемент соединен с растением. Однако может быть преимущественным, чтобы, когда перемещающий элемент высвобождает растение, растение находилось в вертикальном положении, так чтобы, когда растение выгружалось из устройства, оно оставалось в вертикальном положении. Конфигурация средства перемещения может быть приспособлена для совместной работы со средством переноса, так чтобы вращение растения поддерживалось как средством переноса, так и перемещающим элементом.
[0034] В одном варианте осуществления внешняя периферия килевого элемента может содержать ближнюю часть и дальнюю часть, где дальняя часть проходит большее расстояние под поверхностью контакта с почвой, чем ближняя часть. Таким образом, киль может постепенно создавать полную глубину борозды, и вся сила почвы, которая находится в соприкосновении с килем, может распределяться по большей площади, поскольку дальняя часть киля глубже, чем ближняя часть. Таким образом, когда создается борозда, передний конец борозды мельче, чем задний конец борозды. Киль может содержать передний край, который может отклоняться от вертикали, так чтобы площадь внешней периферии киля, т.е. передний край, который врезается в почву, была увеличенной площадью по сравнению с килем, имеющим вертикальный передний край. Т.е. благодаря увеличению длины переднего края киля, сила, которая требуется для создания борозды, распределяется по большей площади, что снижает износ и истирание киля и позволяет проводить киль в грунте на большей скорости с минимизированным риском повредить киль.
[0035] В одном варианте осуществления увеличение расстояния под поверхностью контакта с почвой может происходить постепенно по продольной оси килевого элемента. Глубина переднего края киля может увеличиваться постепенно, так чтобы передний край был изогнут.Угол переднего края на ближнем конце киля может располагаться под положительным углом относительно горизонтали (горизонталь составляет 0 градусов), где угол изгиба постепенно сходится в направлении горизонтали.
[0036] В одном варианте осуществления, по меньшей мере, два модуля пересаживания расположены рядом друг с другом, чтобы пересаживать по меньшей мере два ряда (множество). Благодаря расположению по меньшей мере двух модулей пересаживания рядом друг с другом возможно пересаживать больше одного ряда за раз, тем самым существенно повышая эффективность устройства. В альтернативных вариантах осуществления количество модулей пересаживания может быть увеличено до трех, четырех, пяти, шести, семи или более модулей, которые расположены рядом друг с другом, чтобы обеспечивать такое же количество рядов, отведенных для пересаживания. Увеличение количества модулей не влияет на силы, которые передаются от почвы в направлении модуля, поскольку каждый модуль создает своей собственный ряд и находится в соприкосновении с почвой отдельно от остальных модулей.
[0037] Когда устройство обеспечено более чем одним модулем, поверхность контакта с почвой одного из модулей может использоваться для всех остальных модулей, или поверхность контакта с почвой модулей может быть объединенной, сгруппированной или слитой, так чтобы регулировка положения поверхности контакта с почвой относительно киля, т.е. глубина борозд, могла выполняться для всех рядов одной регулировкой поверхности контакта с почвой. Альтернативно, глубина борозды может контролироваться путем регулирования расстояния каждого килевого элемента, где расстояние между внешней периферией киля может регулироваться относительно поверхности контакта с почвой устройства. Такое движение может выполняться индивидуально для каждого модуля или коллективно для всех модулей.
[0038] В одном варианте осуществления вертикальная ось предназначенного для посадки растения может быть параллельной продольной плоскости килевого элемента, которой может быть вертикальная плоскость килевого элемента. Таким образом, растение, предназначенное для помещения в борозду, будет располагаться непосредственно удаленно от килевого элемента, рядом с растением, которое выгружается из переносящего элемента. Благодаря этому обеспечивается, чтобы растение располагалось непосредственно в борозде, создаваемой килевым элементом, и если, когда создается борозда, продольная плоскость килевого элемента в целом вертикальна, растение можно легко поместить в борозду под таким же углом, как у продольной плоскости киля.
[0039] Может предоставляться киль, содержащий продольную плоскость, которая в целом вертикальна и во время операций пересаживания создает в целом вертикальную борозду.
[0040] Изобретение может также включать способ пересаживания множества растений в ряд, согласно раскрываемым в данной заявке этапам.
[0041] Другие цели, признаки и преимущества данного изобретения станут понятными из следующего подробного описания. Однако следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, отмечающие предпочтительные варианты осуществления изобретения, представлены только в качестве иллюстрации, поскольку из данного подробного описания специалисту в области техники станут очевидны различные изменения и модификации в пределах объема и сущности изобретения.
Краткое описание графических материалов
[0042] Фигура 1 показывает вид сбоку модуля пересаживания согласно изобретению. Перемещающий элемент (9) на фигуре 1А имеет фиксированную конфигурацию. Фигура 1В показывает отводной перемещающий элемент, наложенный на модуль пересаживания.
[0043] Фигура 2 показывает части модуля пересаживания согласно одному аспекту изобретения.
[0044] Фигура 3 показывает поперечное сечение части модуля пересаживания, которая находится в соприкосновении с грунтом, взятое по оси III-III.
[0045] Фигуры 4A и 4B показывают один вариант осуществления режущего средства. На этой фигуре режущее средство (40) прикреплено к круговой детали (41). Лента с растениями (не показано) подается через зазор (43) и карманы с отдельными растениями направляются вперед толкателями перемещающих элементов (см. ниже Фигуру 5). Круговая деталь будет вращаться на 360 градусов вокруг центральной оси, разрезая ленту с растениями между каждым карманом с растением/секцией с проросшим семенем. Режущее средство может иметь такую форму, как показано на фигуре, или любую другую конфигурацию, которая будет разрезать ленту с растениями. Как показано, режущее средство является самоочищающимся ввиду своей ''V-образной'' конфигурации. Фигура 4B такая же, как 4A, за тем исключением, что желтая стрелка указывает направление вращения круговой детали (41), и своей прикрепленное режущее средство (40). Фигура 4C показывает различные края, пригодные для использования в режущем средстве.
[0046] Фигура 5 показывает часть отводного перемещающего элемента. Отводные перемещающие элементы позволяют регулировать размещение саженца, т.е. шаг, при более высокой скорости. Фигура 5А представляет собой рисунок одного варианта осуществления отводного перемещающего элемента. Отводной перемещающий элемент содержит основной рычаг (52) и толкающий рычаг, которые представляют собой единый узел. Толкающий рычаг содержит соединительную секцию (54) и толкатель (55). Синяя стрелка указывает на подшипник, который служит не только для уменьшения трения, но также помогает толкающему рычагу входить в зацепление с каналом в пределах модуля пересаживания, в результате чего отводной рычаг проходит радиально наружу. Это добавление также обеспечивает, чтобы толкатели были правильно выстроены для передвижения карманов с растениями и ленты с растениями по модулю пересаживания. Трактор движется в направлении, указанном стрелкой 1 на фигуре 5A. Фигура 5B представляет собой фотографию второго варианта осуществления отводного перемещающего элемента. Фигура 5C представляет собой фотографию обратной стороны отводного перемещающего элемента. На этом виде ясно показано, что нижний толкающий рычаг является цельным (следует отметить, что он может быть выполнен из множества деталей, но предпочтительно, чтобы он был цельным).
[0047] Фигура 6 представляет собой фотографию дальнего кончика перемещающего элемента (кончика нижнего толкающего рычага, снятого в направлении соединительного рычага). На переднем плане находится зубец 56. Также виден угол 63, под которым установлена нижняя часть толкателя. Если перемещающий элемент положить на плоскую поверхность, так чтобы зубец 56 находился на обращенной вверх стороне, а обратная сторона (показанная на фигуре 5C) была на плоской поверхности, передний край будет приходить в соприкосновение с плоской поверхностью, а задний край - нет. Также видна рукоять (64) нижнего толкателя.
[0048] Фигура 7 представляет собой схематическое изображение вида в поперечном сечении (или с ребра) отводного перемещающего элемента, если смотреть с левого края фигуры 5A. Выступ (57) и подшипник (58) важны для выдерживания правильного положения рычага во время пересадки.
[0049] Фигура 8 представляет собой схематическое изображение толкателя, помогающего поместить карман с растением (секцию с проросшим семенем) в почву. Не показано: пружина и кулачковый упор, действующие на выступ толкателя, отведут толкатель. Сила кулачкового упора прилагается по коричневой стрелке. Пружина оказывает достаточное усилие (т.е. вращающий момент), такое что толкатель удерживается в отведенном положении, если к рычагу не прилагается никакая другая сила. Однако пружины недостаточно, чтобы вернуть толкатель в его отведенное положение, и, когда трактор движется на более высокой скорости, требуется помощь кулачкового упора. Когда толкатель поднимается обратно в отведенное положение кулачковым упором, кончик рычага (где расположен зубец) проходит над растением. Если зубец находится над средней линией (m), то существует тенденция опрокидывать карман с растением, а не помещать растение в вертикальное положение.
[0050] Фигура 9 представляет собой крупный план рычага толкателя (со ссылкой на фигуру 5 выше).
[0051] Комплект данного патента содержит в себе, по меньшей мере, одно цветное изображение. Копии данного патента или патентной публикации с цветным(-ми) изображением(-ями) будут предоставлены Патентным ведомством по требованию и после уплаты необходимого сбора.
Подробное описание
[0052] Теперь изобретение будет подробно описано посредством ссылок только с использованием следующих определения и примеров. Все патенты и публикации, в том числе все последовательности, раскрываемые в таких патентах и публикациях, на которые ссылается данная заявка, явным образом включены в данную заявку посредством ссылки.
[0053] Если не указано обратное, все используемые в данной заявке технические и научные термины имеют то же значение, какое обычно понимается обычным специалистом в области техники, к которой принадлежит данное изобретение. Хотя на практике или при тестировании данного изобретения могут использоваться любые способы и материалы, подобные или эквивалентные тем, что описаны в данной заявке, описываются предпочтительные способы и материалы. Следует понимать, что данное изобретение не ограничивается описанными здесь конкретными технологиями, протоколами и реагентами, поскольку они могут варьироваться.
[0054] Числовые диапазоны включают значения, определяющие границы диапазона. Термин ''приблизительно'' в контексте данной заявки означает плюс или минус десть процентов (10%) от значения. Например, ''приблизительно 100'' относится к любому количеству от 90 до 110.
[0055] Представленные в данной заявке заголовки не ограничивают различные аспекты или варианты осуществления изобретения, которые можно получить при помощи ссылки на техническое описание в целом. Соответственно, термины, определения которых приводятся непосредственно ниже, полнее определяются ссылкой на техническое описание в целом.
Определения
[0056] В контексте данной заявки ''растение'' означает любую часть или стадию развития растения, которая пригодна для высаживания с использованием устройства, описанного в данной заявке. Примеры включают (но не ограничиваются) корневища, семена или саженцы. Предпочтительно растения являются недавно проросшими. В варианте осуществления растение выступает над почвой (или над верхушкой единицы проращивания) меньше чем на 2 дюйма.
[0057] ''Единица проращивания'' представляет собой вставку среды выращивания (например, почвы), содержащую семя (семена) или саженец (саженцы) и носитель (или смесь носителей). В некоторых случаях единица проращивания заключена в поддающийся биологическому разложению материал. Две или больше единицы проращивания, заключенные в поддающийся биологическому разложению материал, могут образовывать ленту с растениями. Дается ссылка на US 7213366, US 7356964 и US 7614181.
[0058] ''Лента с растениями'' представляет собой непрерывную ленту поддающегося биологическому разложению материала, в которую заключены расположенные последовательно единицы проращивания. Лента с растениями может разрезаться на отдельные единицы (также называемые карманами с растениями или единицами проращивания) при использовании с описанным в данной заявке устройством.
[0059] Термин ''носитель'' в контексте данной заявки следует понимать как материал, включающий по меньшей мере одну из субстанций: гранулированный вспученный вермикулит, перлит, цеолит, целлюлозные материалы, такие как древесные волокна и сфагнум, обожженную глину, минеральную вату или подобные субстанции, с которыми возможно получить желаемую степень проводимости воды, свойства ионного обмена и т.д. ''Смесь носителей'' представляет собой по меньшей мере две из приведенных выше субстанций.
[0060] Под термином ''добавка'' в контексте данной заявки следует, главным образом, понимать водопоглощающие материалы, такие как сверхпоглощающие материалы, т.е. с поглощением Н2О, которое достигает буфера влажности, такие как, например, сверхпоглощающие полимеры (SAP).
[0061] Выражение ''вспомогательный'' должно пониматься в контексте данной заявки как охватывающее одну или более из субстанций, выбранных из: питательные вещества для растений, защитные вещества для растений, такие как пестициды, в том числе гербициды, инсектициды, особенно системные инсектициды, фунгициды, вирусы, культуры бактерий, культуры грибов, такие как триходерма, грибковые споры, микроинкапсулированные фунгициды, яйца полезных насекомых, таких как хищные нематоды, удобрения, ферменты, средства, отпугивающие животных, гормоны, регуляторы кислотности, активированный уголь, частицы глины, следовые элементы, такие как молибден, деревянные волокна или древесная мука, инфузорная земля, поверхностно-активные вещества или другие субстанции, оказывающие благоприятный эффект на прорастание и рост растений, где некоторые субстанции доступны в микроинкапсулированном виде.
[0062] Выражение ''поддающийся биологическому разложению'' материал должно пониматься в контексте данной заявки как материал, постепенно разлагающийся и/или являющийся частью обычной биологической пищевой цепи в пределах обозримого периода, если его оставить в естественном состоянии.
[0063] Фраза ''режущее средство'' относится к любому физическому средству отделения единиц проращивания ленты с растениями. Этот термин не охватывает разбивания или разрывания единиц проращивания. Конкретные варианты осуществления включают ножницы, зазубренные края или ножи. В некоторых вариантах осуществления ножом может быть вогнутый измельчитель, плоский измельчитель, сабельный измельчитель (который иногда называют ''V-измельчитель''), клинообразный измельчитель, с двойным скосом или составной измельчитель или выпуклый измельчитель.
[0064] Фиг. 1 показывает вид сбоку модуля 1 пересаживания для пересаживания множества растений 2. Модуль 1 содержит пластину 3 скольжения, конфигурация которой приспособлена для соприкосновения с поверхностью грунта во время пересадки. Пластина 3 скольжения обладает функцией уплотнения отведенного под посадку грунта, поскольку пластина скольжения несет вес части модуля 1 во время пересадки, и поэтому оказывает давление на грунт или почву. Пластина 3 скольжения также обладает функцией недопущения, чтобы модуль проваливался в грунт, так чтобы части модуля 1 пересаживания, которые расположены под пластиной скольжения, проникали в грунт/почву на заданное расстояние.
[0065] Модуль 1 дополнительно содержит киль 4, который приспособлен проникать в грунт и создавать борозду в грунте, как показано на фиг. 3. Киль содержит верхний край 5 и нижний край 6, где нижний край киля определяет глубину борозды, которую должен создать модуль. Киль 4 может также служить средством переноса для подлежащего пересаживанию растения 2, где растение 2 может скользить по верхнему краю 5 киля в направлении дальнего конца 7 модуля, так чтобы растение 2 входило в борозду в той же плоскости, что и плоскость киля 4. В отдалении от киля модуль 1 может обеспечиваться средствами 8 уплотнения, которые устроены так, чтобы приходить в соприкосновение с почвой по бокам борозды, и могут быть приспособлены уплотнять стороны борозды, тем самым закрывая борозду после введения растения 2 в борозду. Средства 8 уплотнения могут быть устроены так, чтобы обеспечивать давление на почву по бокам борозды, вызывая осыпание боковых стенок борозды, так чтобы боковые стенки борозды охватывали боковые стенки растения 2.
[0066] Растение может перемещаться из устройства вниз в направлении верхнего края 5 киля, где движению перемещения может способствовать перемещающий элемент 9, который соединяется с растением и проталкивает растение по средству переноса и вдоль верхнего края 5 киля 4, пока растение не пройдет дальний конец 10 киля. Перемещающий элемент 9 может обеспечиваться в виде вращающегося перемещающего элемента, который приспособлен вращаться внутри модуля на вращающемся приводе 11, который приводит в действие перемещающий элемент 9. Средство перемещения может обеспечиваться в виде множества перемещающих элементов, которые расположены последовательно вдоль вращающегося привода 11, где каждый перемещающий элемент может быть приспособлен перемещать одно растение, а следующий перемещающий элемент 9 может перемещать следующее растение из устройства в борозду.
[0067] Модуль 1 может крепиться к транспортному средству при помощи средства 12 сцепления, которое может быть приспособлено прикрепляться к задней части транспортного средства и позволять модулю подниматься и/или опускаться и позволять транспортному средству тянуть модуль 1 по почве во время операции пересаживания, обеспечивая движение в направлении пересаживания.
[0068] Фиг. 2 показывает вид сбоку частей модуля 1 пересаживания, где некоторые части модуля удалены, чтобы показать механизм пересаживания согласно изобретению. Приводной механизм 11 может приводить в действие цепь 17, которая расположена вокруг первого зубчатого колеса 18 и второго зубчатого колеса 19, где движущая сила передается на цепь при помощи первого 18 или второго зубчатого колеса 19 и приводит цепь в движение в направлении D по кольцу. Зубчатые колеса 18, 19 разделены расстоянием, так чтобы цепь 17 содержала две продольные стороны, где цепь в целом прямая, и две зоны, где цепь поворачивает на 180 градусов по зубчатому колесу от одной продольной стороны к другой. Цепь может обеспечиваться множеством перемещающих элементов 9, которые содержат ближний конец 15, который прикреплен к цепи 17, и дальний конец, который приспособлен соединяться с растением 2.
[0069] Когда модуль 1 применяется для операции пересаживания, перемещающие элементы вращаются в направлении D, где перемещающие элементы 9А устроены так, чтобы соединяться с растением 2, когда растение находится на средстве 13 переноса внутри устройства. Продолжающееся вращение приводит к тому, что растение 2 проталкивается в целом прямо в направлении нижнего конца модуля в направлении грунта 14. Когда растение 2B достигает ближнего конца киля 4, средство перемещения 9B начинает вращаться вместе с цепью вдоль зубчатого колеса 18, заставляя дальний конец 16 средства перемещения двигаться с большей скоростью, чем ближний конец 15, поскольку дальний конец будет проходить большее расстояние E за то же время, за которое вращение происходит рядом с зубчатым колесом. Во время этого увеличения скорости растение 2A вводится под пластину 3 скольжения из положения над грунтом, показанного стрелкой B, в положение под грунтом, показанное стрелкой C. Растение может скользить по верхнему краю 5 киля 4 в направлении дальнего конца 10 киля 4, где изгиб дальнего конца перемещающего элемента 9C в целом такой же, как изгиб средства переноса под грунтом, т.е. верхнего края 5 киля. Изгиб дальнего конца 16 перемещающего элемента 9 может быть в целом таким же, как изгиб средства 13 переноса внутри устройства и средства переноса под грунтом, так чтобы растение можно было безопасно передвигать перемещающим элементом по средству 13, 5 переноса.
[0070] После завершения проталкивания растения в направлении дальнего конца 10 киля 4, боковые стенки борозды приходят в соприкосновение с боковыми стенками растения 2B, и трение между боковой стенкой борозды и растения приводит к тому, что растение движется в направлении, противоположном направлению А хода, и перемещающий элемент может высвобождать растение. После того, как перемещающий элемент 9C высвобождает растение, перемещающий элемент будет поворачиваться вместе с цепью в положение перемещающего элемента 9D, поднимая дальний конец перемещающего элемента из борозды и от грунта 14.
[0071] После того как перемещающий элемент 9C высвобождает растение 2, следующий перемещающий элемент продолжит непрерывную операцию высаживания, проталкивая следующее растение таким же образом, как предыдущее растение, и высаживая следующее растение в борозду, создаваемую килем 4.
[0072] Растения 2, которые имеются в средстве переноса, можно постоянно пополнять во время операции, обеспечивая, чтобы имелось достаточно растений, чтобы непрерывно пересаживать растения непрерывным образом в ряд. Пополнение средства 13 переноса может выполняться различными путями и может рассматриваться как часть навыков специалиста в области техники, на основе данного описания.
[0073] Фиг. 3 представляет собой чертеж в поперечном сечении, взятом по оси III-III на фиг. 2, где этот чертеж показывает работу модуля во время пересадки и взаимодействие с грунтом 20, видимое в направлении хода A, показанном на фиг. 2. Пластина 3 скольжения примыкает к поверхности 14 грунта 20, обеспечивая, чтобы модуль не проваливался в грунт под поверхностью контакта с почвой пластины 3 скольжения. Пластина 3 скольжения может иметь вид лыжи, имеющей ближний конец 21, который отклоняется от поверхности 14 почвы. Пластина скольжения может быть выполнена из двух слоев, нижнего слоя 22, который предназначен для износа и является сменным, и верхнего слоя 23, который защищен сменным нижним слоем 22. Когда нижний слой 22 изнашивается, его можно снимать с верхнего слоя 23 и заменять новым нижним слоем 22, обеспечивая, чтобы снашивались только части пластины 3 скольжения, тогда как остальные части могли использоваться повторно. Пластина 3 скольжения может обеспечиваться сквозной канавкой 23, создающей проход от верхней зоны пластины скольжения к нижней зоне пластины 3 скольжения и тем самым создающей проход в направлении грунта 20.
[0074] Во время операции пересаживания киль 4 проникает в грунт 20, создавая борозду 24 в грунте 20, где глубина борозды определяется нижним краем 6 киля 4, который создает дно 30 борозды. Ширина борозды 24 контролируется боковыми стенками 26, 27 киля 4, так чтобы борозда обеспечивалась соответствующими боковыми стенками 28, 29.
[0075] Верхний край 5 киля 4 может использоваться, чтобы переносить растение 2 в борозду, тем самым отделяя растение 2 от дна 30 борозды. Высота киля 4 определяет расстояние, на которое дно 30 борозды отделено от растения 2, где это расстояние можно контролировать, выбирая размер киля в зависимости от того, какой тип растения вводится в борозду 24.
[0076] Верхний край киля поддерживает растение снизу и обеспечивает, чтобы растение не падало в борозду перед выгрузкой. Модуль может дополнительно обеспечиваться опорным элементом 31, который содержит край 32, приспособленный поддерживать растение сверху, не допуская движения растения 2 в вертикальном направлении вверх во время пересадки, обеспечивая, чтобы растение не выскакивало из борозды во время пересадки. Модуль 1 может дополнительно обеспечиваться опорным элементом 33 первой стороны и опорным элементом 34 второй стороны, которые обеспечивают, чтобы растение не двигалось в поперечном (боковом) направлении во время пересадки, и удерживают растение на верхнем краю 5 киля 4. Опорный элемент 34 может применяться только к частям длины киля 4, где боковая поддержка растения с этой стороны может быть необходимой только в то время, когда растение входит в борозду 24.
[0077] Средства 5, 31, 32, 33, 34 переноса внутри грунта могут обеспечиваться отверстием 35, позволяющим боковым стенкам 28, 29 борозды приходить в соприкосновение с растением, когда его перемещают в направлении, противоположном направлению хода, позволяя импульсу грунта помогать перемещению по средству переноса и снижать давление, оказываемое на перемещающий элемент 9 растением во время пересадки. Более того, отверстие может помогать удерживать поперечное положение растения на верхнем краю 5 киля, пока не закончится выгрузка, поскольку боковые стенки борозды давят на растение. Таким образом, возможно ограничивать длину боковых опорных элементов в дальнем направлении модуля, где боковая стенка может, например, перенимать на себя боковую поддержку растения 2, когда растение достигает определенной точки на верхнем краю 5 киля 4.
[0078] Благодаря тому, что боковой стенке обеспечивается возможность приходить в соприкосновение с растением, растение 2 приобретает скорость, которая равняется грунту, а это означает, что, когда растение выгружается, боковые стенки не причиняют удара или внезапного приложения силы к растению, где такой удар мог бы повредить растению во время операции пересаживания или нарушить положение растения после выгрузки.
[0079] Глубина киля 4 и нижнего периферийного края 6 киля может регулироваться согласно желаемой глубине борозды для конкретного растения, так чтобы расстояние, которое киль проходит под грунтом, можно было менять. Таким же образом расстояние между верхним краем 5 киля 4 и опорным элементом 34 и элементом 31 можно регулировать согласно высоте растения, обеспечивая, чтобы контур поперечного сечения средства переноса соответствовал контуру поперечного сечения растения.
[0080] Более того, при использовании ленты с растениями для высадки растений может устанавливаться режущее средство, например ножницы или нож, для разрезания ленты с растениями на небольшие отрезки или единицы ленты, где каждый отрезок ленты включает одно или более растение. Получаемую в результате процедуру отделения очень легко осуществлять, когда желательно разделить ленту с растениями на единицы проращивания.
[0081] Фигура 4A показывает один вариант осуществления режущего средства. В частности, изображен самоочищающийся нож, который содержит сабельный измельчитель. Режущее средство будет сбрасывать любую приставшую грязь или мусор с лопасти, когда будет разрезать ленту с растениями. Другими словами, ткань ленты с растениями вытирает грязь, поддерживая количество грязи, слякоти и/или мусора на лопасти на минимальном уровне.
[0082] Режущее средство прикреплено к круговому средству, которое вращается, как показано на фигуре 4B желтой стрелкой. Вращение происходит вокруг центральной оси, перпендикулярной лицевой поверхности круговой детали. Альтернатива заключается в том, чтобы режущее средство могло чередовать движения вперед и назад, а не поворачиваться на все 360 градусов. Однако эта альтернатива может привести к тому, что режущее средство будет бить по толкателям.
[0083] Фигура 5A-C изображает часть отводного перемещающего элемента с сомкнутыми толкателями перемещающего элемента.
[0084] Отводные толкатели средства перемещения позволяют оставлять меньше места между растениями и быстрее производить операцию пересадки. Отводные толкатели начинают отводиться, когда средство перемещения в целом перпендикулярно поверхности почвы.
[0085] Благодаря воздействию пружины и кулачкового упора на выступ толкателя толкатель отводится. Сила кулачкового упора прилагается по коричневой стрелке. Пружина оказывает достаточное усилие (т.е. вращающий момент), такое, что толкатель удерживается в отведенном положении, если к рычагу не прилагается никакая другая сила. Однако пружины недостаточно, чтобы вернуть толкатель в его отведенное положение, и требуется помощь кулачкового упора. Когда толкатель поднимается обратно в отведенное положение кулачковым упором, кончик рычага (где расположен зубец) проходит над растением.
[0086] Если зубец находится над средней линией (m), то существует тенденция опрокидывать карман с растением, а не помещать растение в вертикальное положение.
[0087] Различные культуры требуют различных расстояний между растениями при пересадке. Таким образом, желательно иметь возможность повышать/понижать плотность высаживания культуры при высаживании разных культур. Например, при выращивании спаржевой капусты между растениями, как правило, оставляют 3 дюйма, тогда как при выращивании цветной капусты между растениями оставляют 18-24 дюймов. При выращивании латука между растениями, как правило, оставляют 6-12 дюймов. Чтобы учесть эти различия, используется коробка передач.
[0088] Понятно, что описанные в данной заявке примеры и варианты осуществления приводятся только для иллюстративных целей и что в их свете специалистами в области техники будут предлагаться различные модификации или изменения, которые должны быть включены в предмет и содержание данной заявки и в объем прилагаемой формулы изобретения. Все приводимые здесь публикации, патенты и патентные заявки полностью включаются в данную заявку посредством ссылки для всех целей.
Список источников
Патентная литература
[1] US 7421960 - Machine For Bedding Out Seed or Plant Tapes.
[2] US 7213366 - Mixture of a carrier and additives for use in germinating units containing seeds or similar growth-suited parts of a plants as well as a method of producing the mixture.
[3] US 7356964 - Seed tape including successively arranged germinating units as well as a method of germinating the seed tape.
[4] US 7614181 - Seed tape including successively arranged germinating units.
Реферат
Устройство для пересаживания растений содержит модуль пересаживания, сконфигурированный для пересаживания множества растений в ряд. Модуль пересаживания включает поверхность контакта с почвой, которая, по существу, лежит в одной плоскости с отведенной под посадку почвой, килевой элемент для создания борозды в почве, средство переноса, выполненное с возможностью поддержания растения снизу, и средство перемещения для передачи растения путем его проталкивания по средству переноса. При этом килевой элемент проходит на заданном расстоянии под поверхностью контакта с почвой, а его внешняя периферия определяет глубину борозды. При этом средства переноса проходят от положения над поверхностью контакта с почвой к положению под поверхностью контакта с почвой и проходят на заданную глубину в борозду для перемещения растения из устройства в борозду. При этом средство переноса содержит дальний конец для выгрузки растения. Средство переноса выполнено с возможностью открытия внешней периферии растения под поверхностью контакта с почвой так, чтобы по меньшей мере одна боковая стенка борозды приходила в соприкосновение с внешней периферией растения перед выгрузкой растения из дальнего конца средства переноса. Средство перемещения выполнено с возможностью передачи растения вдоль продольной оси, которая, по существу, параллельна направлению высаживания устройства, при этом средство перемещения выполнено с возможностью высвобождения растения, когда растение достигло заданной глубины в борозде. Изобретение позволяет пересаживать саженец с высокой скоростью при высокой стабильности процесса. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 15 ил.
