CN108307936A - 一种蘑菇自动采摘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动采摘系统，特别适用于蘑菇工业化生产加工，属于自动控制系统技术领域。包括用于输送蘑菇培养皿的输送辊道、用于摘取蘑菇的摘取模块、用于夹紧蘑菇并将蘑菇运送至其它加工设备内的机器人工装模块及机器人模块，其中，摘取模块安装于输送辊道上方，机器人模块安装于输送轨道上方且位于摘取模块后方，机器人工装模块安装于机器人模块上。本发明使用方便，可替代人工操作，工作效率高，提高蘑菇生产标准化程度，提高蘑菇成品率，大幅降低企业的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动采摘系统，特别适用于蘑菇工业化生产加工，属于自动控制系统技术领域。
背景技术
在中国，吃蘑菇的历史是相当悠久的，在古代，人们就将蘑菇奉为“山珍”。在20世纪早期，蘑菇种植业在中国如雨后春笋般发展起来。现在，中国业已成为世界上最大的蘑菇生产国和出口国，中国是蘑菇罐头产量最多、出口最多的国家。中国的蘑菇虽然产量高，但是我国的蘑菇生产直到现在还主要以手工种植、采摘为主，这大大地提高了劳动力成本，如果不有所改观，将会成为影响中国蘑菇产业核心竞争力的一个重要原因。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有采摘需要大量人工的问题，提供一种使用方便，可替代人工操作，工作效率高，提高蘑菇生产标准化程度，提高蘑菇成品率，大幅降低企业的生产成本的蘑菇自动采摘系统。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种蘑菇自动采摘系统，其特殊之处在于包括用于输送蘑菇培养皿2的输送辊道6、用于摘取蘑菇的摘取模块、用于夹紧蘑菇并将蘑菇运送至其它加工设备内的机器人工装模块3及机器人模块4，其中，摘取模块安装于输送辊道6上方，机器人模块4安装于输送轨道6上方且位于摘取模块后方，机器人工装模块3安装于机器人模块4上；
作为本发明一种优选的技术方案，所述输送辊道6包括框状支撑架体6-1，沿着支撑架体6-1的长度方向安装有多个相间隔的柱形转动辊6-2，蘑菇培养皿2放置于输送辊道6上，由柱形转动辊6-2传送；
作为本发明一种优选的技术方案，所述输送辊道6的宽度方向两侧安装有用于将蘑菇培养皿2调节至合适位置的对中机构26，对中机构26的前方设有一个可升降且用于预存蘑菇培养皿2的前挡板25，对中机构26的后方设有多个可升降且用于定位蘑菇培养皿2的后挡板27，后挡板27的数量根据蘑菇培养皿2的行数而定；
作为本发明一种优选的技术方案，所述对中机构包括安装于支撑架体6-1下方的驱动气缸26-1，驱动气缸26-1的输出轴联动有两个夹紧机构连杆26-2的一端，两个夹紧机构连杆26-2的另一端均连接有旋转轴26-3，两个旋转轴26-3均联动有L型连接臂26-4，L型连接臂26-4的一端安装有对中挡板26-5；
作为本发明一种优选的技术方案，所述摘取模块包括结构相对称的左侧摘取模块1、右侧摘取模块5，左侧摘取模块1、右侧摘取模块5的底部均安装于底板28上且两个摘取模块能沿底板28长度方向同时相向移动，右侧摘取模块5包括底部安装于底板28上的L型固定板29，L型固定板29朝向左侧摘取模块1的一面安装有能沿其高度方向升降的升降板11，升降板11朝向左侧摘取模块1的一面安装有旋转模块8，旋转模块8与升降板11之间安装有用于带动旋转模块8左右旋转的旋转机构，旋转模块8朝向左侧摘取模块1的一面安装有用于夹紧蘑菇的夹紧机构，升降板11的下方还安装有由下推气缸13连接带动的下推板14，下推板14连接有用于固定培养皿的两个压杆17，两个压杆17之间的距离与培养皿的皿口直径相匹配；
作为本发明一种优选的技术方案，所述旋转机构包括通过两个气缸固定棒31分别安装于升降板11、旋转板45上的左旋气缸9、右旋气缸10，旋转模块8的背面安装有与右旋气缸10的输出轴联动的连接轴Ⅰ8-1，旋转模块8的背面还轴接有旋转轴Ⅱ51，旋转板45与旋转轴Ⅱ51轴连接，旋转板45的背面安装有与左旋气缸9的输出轴联动的连接轴Ⅱ45-1，旋转板45还轴接有旋转轴Ⅰ50，旋转轴Ⅰ50的一端固定于升降板11上；
作为本发明一种优选的技术方案，所述夹紧机构包括形状相对称的左夹紧杆17、右夹紧杆18，二者均呈波浪型，左夹紧杆17、右夹紧杆18的一端分别固定于两个夹紧板15上，旋转模块8上设有用于安装夹紧板15的线轨8-2，夹紧板15由推进气缸7推动；
作为本发明一种优选的技术方案，所述机器人工装模块3包括与机器人模块4相连接的安装板23，安装板23的下方依次安装有压板21、夹紧板，安装板23上安装有用于带动压板21升降的压紧气缸24，夹紧板包括结构相同的上夹紧板20、下夹紧板19，上夹紧板20及下夹紧板19均包括水平面板及山字型垂直面板，水平面板长度方向上开设有多个用于夹持培养皿的U形开口30，安装板23上安装有夹紧气缸22，夹紧气缸22的输出轴上铰接有驱动杆58，驱动杆58上开设有条状孔，驱动杆25的一端轴接于下夹紧板19的山字型垂直面板上，驱动杆25的中间部位轴接于安装板23上，上夹紧板20的山字型垂直面板上安装有穿过条状口的销钉59；
作为本发明一种优选的技术方案，所述底板28的长度方向上安装有两条线轨40，左侧摘取模块1及右侧摘取模块5的L型固定板29均安装于线轨40上，两个摘取模块的L型固定板29上均安装有齿条43，两个齿条43之间设有齿轮41，其中一个齿条43通过驱动气缸42驱动。
本发明的一种蘑菇自动采摘系统结构设计巧妙，工作时，当输送辊道6上的前挡板25缩到柱形转动辊下后，蘑菇培养皿2延输送辊道6向前移动到后挡板27位置，对中机构26将蘑菇培养皿2对整输送辊道6的中心，左侧摘取模块1与右侧摘取模块5从两侧移动到指定位置。下推板14在下推气缸13的推动下带动压杆16向下移动，从而压紧蘑菇培养皿2，同时升降板11在升降气缸12的带动下上升，当升降板11到达指定位置后，左夹紧杆17与右夹紧杆18分别在推进气缸7的带动下夹紧蘑菇，夹紧后，旋转模块8在左旋转气缸9的带动下围绕右压紧杆18旋转，然后返回，再在右旋转气缸10的带动下围绕左夹紧杆17旋转，然后返回。返回后，左夹紧杆17与右夹紧杆18分别在推进气缸7的带动下松开蘑菇，然后升降板11在升降气缸12的带动下下降。左侧摘取模块1与右侧摘取模块5做相同的动作，此时机器人工装模块3在机器人模块4的带动下将下夹紧板19和上夹紧板20的口插入蘑菇培养皿2的间隙内，然后在夹紧气缸22的带动下使下夹紧板19和上夹紧板20相对移动夹紧蘑菇，同时压板21在压紧气缸24的带动下向下移动从上侧压紧蘑菇，然后机器人模块4向上移动将蘑菇拔起，然后放到指定位置再返回准备位置。在机器人模块4将蘑菇放到指定位置的同时，左侧摘取模块1和右侧摘取模块5分别退出，后挡板27缩到辊道以下，对中机构26松开，蘑菇培养皿2在辊道6的带动下，到达下一个后挡板，再重复之前的动作，直到完成一整箱。
综上所述，该蘑菇采摘系统能大大降低工人劳动强度，提高工作效率，节省企业生产成本，为以后实现无人工厂做准备，具有很好的应用前景。
附图说明
图1：本发明一种蘑菇采摘系统的结构示意图；
图2：本发明右侧摘取模块的结构示意图；
图3：本发明机器人工装模块的结构示意图；
图4：本发明输送辊道的结构示意图 ；
图5：本发明机器人工装模块的后视图；
图6：本发明对中机构的结构示意图；
图7：本发明右侧摘取模块的侧视图；
图8：本发明底板与左侧摘取模块、右侧摘取模块配合使用的结构示意图。
图中：1、左侧摘取模块；2、蘑菇培养皿；3、机器人工装模块；4、机器人模块；5、右侧摘取模块；6、输送辊道；6-1、支撑架体；6-2、转动辊；7、推进气缸；8、旋转模块；8-1、连接轴Ⅰ；8-2、线轨；9、左旋转气缸；10、右旋转气缸；11、升降板；12、升降气缸；13、下推气缸；14、下推板；15、夹紧板；16、压杆；17、左夹紧杆；18、右夹紧杆；19、下夹紧板；20、上夹紧板；21、压板；22、夹紧气缸；23、安装板；24、压紧气缸；25、前挡板；26、对中机构；26-1、驱动气缸；26-2、夹紧机构连杆；26-3、旋转轴；26-4、连接臂；26-5、对中挡板；27、后挡板；28、底板；29、L型固定板；30、U形开口；31、气缸固定棒；40、线轨；41、齿轮；42、驱动气缸；43、齿条；45、旋转板；45-1、连接轴Ⅱ；50、旋转轴Ⅰ；51、旋转轴Ⅱ；58、驱动杆；59、销钉。
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1：参考图1-8。本实施例的一种蘑菇自动采摘系统，包括用于输送蘑菇培养皿2的输送辊道6、用于摘取蘑菇的摘取模块、用于夹紧蘑菇并将蘑菇运送至其它加工设备内的机器人工装模块3及机器人模块4，其中，摘取模块安装于输送辊道6上方，机器人模块4安装于输送轨道6上方且位于摘取模块后方，机器人工装模块3安装于机器人模块4上；
本实施例的输送辊道6的具体结构为：输送辊道6包括框状支撑架体6-1，沿着支撑架体6-1的长度方向安装有多个相间隔的柱形转动辊6-2，蘑菇培养皿2放置于输送辊道6上，由柱形转动辊6-2传送，输送辊道6的宽度方向两侧安装有用于将蘑菇培养皿2调节至合适位置的对中机构26，对中机构26的前方设有一个可升降且用于预存蘑菇培养皿2的前挡板25，对中机构26的后方设有多个可升降且用于定位蘑菇培养皿2的后挡板27，后挡板27的数量根据蘑菇培养皿2的行数而定；对中机构包括安装于支撑架体6-1下方的驱动气缸26-1，驱动气缸26-1的输出轴联动有两个夹紧机构连杆26-2的一端，两个夹紧机构连杆26-2的另一端均连接有旋转轴26-3，两个旋转轴26-3均联动有L型连接臂26-4，L型连接臂26-4的一端安装有对中挡板26-5；
本实施例的摘取模块的具体结构为：摘取模块包括结构相对称的左侧摘取模块1、右侧摘取模块5，左侧摘取模块1、右侧摘取模块5的底部均安装于底板28上且两个摘取模块能沿底板28长度方向同时相向移动，右侧摘取模块5包括底部安装于底板28上的L型固定板29，L型固定板29朝向左侧摘取模块1的一面安装有能沿其高度方向升降的升降板11，升降板11朝向左侧摘取模块1的一面安装有旋转模块8，旋转模块8与升降板11之间安装有用于带动旋转模块8左右旋转的旋转机构，旋转模块8朝向左侧摘取模块1的一面安装有用于夹紧蘑菇的夹紧机构，升降板11的下方还安装有由下推气缸13连接带动的下推板14，下推板14连接有用于固定培养皿的两个压杆17，两个压杆17之间的距离与培养皿的皿口直径相匹配；其中，旋转机构包括通过两个气缸固定棒31分别安装于升降板11、旋转板45上的左旋气缸9、右旋气缸10，旋转模块8的背面安装有与右旋气缸10的输出轴联动的连接轴Ⅰ8-1，旋转模块8的背面还轴接有旋转轴Ⅱ51，旋转板45与旋转轴Ⅱ51轴连接，旋转板45的背面安装有与左旋气缸9的输出轴联动的连接轴Ⅱ45-1，旋转板45还轴接有旋转轴Ⅰ50，旋转轴Ⅰ50的一端固定于升降板11上；其中，夹紧机构包括形状相对称的左夹紧杆17、右夹紧杆18，二者均呈波浪型，左夹紧杆17、右夹紧杆18的一端分别固定于两个夹紧板15上，旋转模块8上设有用于安装夹紧板15的线轨8-2，夹紧板15由推进气缸7推动；其中，底板28的长度方向上安装有两条线轨40，左侧摘取模块1及右侧摘取模块5的L型固定板29均安装于线轨40上，两个摘取模块的L型固定板29上均安装有齿条43，两个齿条43之间设有齿轮41，其中一个齿条43通过驱动气缸42驱动；
本实施例的机器人工装模块3的具体结构为：机器人工装模块3包括与机器人模块4相连接的安装板23，安装板23的下方依次安装有压板21、夹紧板，安装板23上安装有用于带动压板21升降的压紧气缸24，夹紧板包括结构相同的上夹紧板20、下夹紧板19，上夹紧板20及下夹紧板19均包括水平面板及山字型垂直面板，水平面板长度方向上开设有多个用于夹持培养皿的U形开口30，安装板23上安装有夹紧气缸22，夹紧气缸22的输出轴上铰接有驱动杆58，驱动杆58上开设有条状孔，驱动杆25的一端轴接于下夹紧板19的山字型垂直面板上，驱动杆25的中间部位轴接于安装板23上，上夹紧板20的山字型垂直面板上安装有穿过条状口的销钉59。
工作原理：当输送辊道6上的前挡板25缩到辊道下后，蘑菇培养皿2延输送辊道6向前移动到后挡板27位置，对中机构26将蘑菇培养皿2对整输送辊道6的中心，左侧摘取模块1与右侧摘取模块5从两侧移动到指定位置。下推板14在下推气缸13的推动下带动压杆16向下移动，从而压紧蘑菇培养皿2，同时升降板11在升降气缸12的带动下上升。当升降板11到达指定位置后，左夹紧杆17与右夹紧杆18分别在推进气缸7的带动下夹紧蘑菇。夹紧后，旋转模块8在左旋转气缸9的带动下围绕右压紧杆18旋转，然后返回，再在右旋转气缸10的带动下围绕左夹紧杆17旋转，然后返回。返回后，左夹紧杆17与右夹紧杆18分别在推进气缸7的带动下松开蘑菇，然后升降板11在升降气缸12的带动下下降。左侧摘取模块1与右侧摘取模块5做形同的动作。此时机器人工装模块3在机器人模块4的带动下将下夹紧板19和上夹紧板20的口插入蘑菇培养皿2的间隙内，然后在夹紧气缸22的带动下使下夹紧板19和上夹紧板20相对移动夹紧蘑菇，同时压板21在压紧气缸24的带动下向下移动从上侧压紧蘑菇，然后机器人模块4向上移动将蘑菇拔起，然后放到指定位置再返回准备位置。在机器人模块4将蘑菇放到指定位置的同时，左侧摘取模块1和右侧摘取模块5分别退出，后挡板27缩到辊道一下，对中机构26松开，蘑菇培养皿2在输送辊道6的带动下，到达下一个后挡板，再重复之前的动作，直到完成一整箱。
本实施例的蘑菇自动采摘系统可以代替工人，将蘑菇自动采摘到指定位置，与自动切根相配合，可以大大降低规模化生产后，企业对工人的需求量，降低企业的人工成本，并保证产品品质的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于包括用于输送蘑菇培养皿（2）的输送辊道（6）、用于摘取蘑菇的摘取模块、用于夹紧蘑菇并将蘑菇运送至其它加工设备内的机器人工装模块（3）及机器人模块（4），其中，摘取模块安装于输送辊道（6）上方，机器人模块（4）安装于输送轨道（6）上方且位于摘取模块后方，机器人工装模块（3）安装于机器人模块（4）上。
2.按照权利要求1所述的一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于所述输送辊道（6）包括框状支撑架体（6-1），沿着支撑架体（6-1）的长度方向安装有多个相间隔的柱形转动辊（6-2），蘑菇培养皿（2）放置于输送辊道（6）上，由柱形转动辊（6-2）传送。
3.按照权利要求1所述的一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于所述输送辊道（6）的宽度方向两侧安装有用于将蘑菇培养皿（2）调节至合适位置的对中机构（26），对中机构（26）的前方设有一个可升降且用于预存蘑菇培养皿（2）的前挡板（25），对中机构（26）的后方设有多个可升降且用于定位蘑菇培养皿（2）的后挡板（27），后挡板（27）的数量根据蘑菇培养皿（2）的行数而定。
4.按照权利要求3所述的一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于所述对中机构包括安装于支撑架体（6-1）下方的驱动气缸（26-1），驱动气缸（26-1）的输出轴联动有两个夹紧机构连杆（26-2）的一端，两个夹紧机构连杆（26-2）的另一端均连接有旋转轴（26-3），两个旋转轴（26-3）均联动有L型连接臂（26-4），L型连接臂（26-4）的一端安装有对中挡板（26-5）。
5.按照权利要求1所述的一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于所述摘取模块包括结构相对称的左侧摘取模块（1）、右侧摘取模块（5），左侧摘取模块（1）、右侧摘取模块（5）的底部均安装于底板（28）上且两个摘取模块能沿底板（28）长度方向同时相向移动，右侧摘取模块（5）包括底部安装于底板（28）上的L型固定板（29），L型固定板（29）朝向左侧摘取模块（1）的一面安装有能沿其高度方向升降的升降板（11），升降板（11）朝向左侧摘取模块（1）的一面安装有旋转模块（8），旋转模块（8）与升降板（11）之间安装有用于带动旋转模块（8）左右旋转的旋转机构，旋转模块（8）朝向左侧摘取模块（1）的一面安装有用于夹紧蘑菇的夹紧机构，升降板（11）的下方还安装有由下推气缸（13）连接带动的下推板（14），下推板（14）连接有用于固定培养皿的两个压杆（17），两个压杆（17）之间的距离与培养皿的皿口直径相匹配。
6.按照权利要求5所述的一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于所述旋转机构包括通过两个气缸固定棒（31）分别安装于升降板（11）、旋转板（45）上的左旋气缸（9）、右旋气缸（10），旋转模块（8）的背面安装有与右旋气缸（10）的输出轴联动的连接轴Ⅰ（8-1），旋转模块（8）的背面还轴接有旋转轴Ⅱ（51），旋转板（45）与旋转轴Ⅱ（51）轴连接，旋转板（45）的背面安装有与左旋气缸（9）的输出轴联动的连接轴Ⅱ（45-1），旋转板（45）还轴接有旋转轴Ⅰ（50），旋转轴Ⅰ（50）的一端固定于升降板（11）上。
7.按照权利要求5所述的一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于所述夹紧机构包括形状相对称的左夹紧杆（17）、右夹紧杆（18），二者均呈波浪型，左夹紧杆（17）、右夹紧杆（18）的一端分别固定于两个夹紧板（15）上，旋转模块（8）上设有用于安装夹紧板（15）的线轨（8-2），夹紧板（15）由推进气缸（7）推动。
8.按照权利要求1所述的一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于所述机器人工装模块（3）包括与机器人模块（4）相连接的安装板（23），安装板（23）的下方依次安装有压板（21）、夹紧板，安装板（23）上安装有用于带动压板（21）升降的压紧气缸（24），夹紧板包括结构相同的上夹紧板（20）、下夹紧板（19），上夹紧板（20）及下夹紧板（19）均包括水平面板及山字型垂直面板，水平面板长度方向上开设有多个用于夹持培养皿的U形开口（30），安装板（23）上安装有夹紧气缸（22），夹紧气缸（22）的输出轴上铰接有驱动杆（58），驱动杆（58）上开设有条状孔，驱动杆（25）的一端轴接于下夹紧板（19）的山字型垂直面板上，驱动杆（25）的中间部位轴接于安装板（23）上，上夹紧板（20）的山字型垂直面板上安装有穿过条状口的销钉（59）。
9.按照权利要求5所述的一种蘑菇自动采摘系统，其特征在于所述底板（28）的长度方向上安装有两条线轨（40），左侧摘取模块（1）及右侧摘取模块（5）的L型固定板（29）均安装于线轨（40）上，两个摘取模块的L型固定板（29）上均安装有齿条（43），两个齿条（43）之间设有齿轮（41），其中一个齿条（43）通过驱动气缸（42）驱动。
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