CN109392461A - 一种用于垄作草莓的自动采摘装置及其工作流程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于垄作草莓的自动采摘装置及其工作流程,包括行走装置、果实采摘装置、果实输送装置、果实存储装置、果叶分离装置,果实采摘装置安装于行走装置侧部,行走装置的两侧均设有果实输送装置,果实存储装置位于行走装置上方,果叶分离装置位于行走装置下部。与现有技术相比,本发明的一种用于垄作草莓的自动采摘装置及其工作流程,应用生产线的概念完成草莓的自动化采摘,极大的提高了生产效率,并且不会损伤叶子。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于垄作草莓的自动采摘装置及其工作流程,涉及农业自动化领域,属于果实自动化采摘的领域。
背景技术
相关技术背景以及最接近的现有技术如下:
草莓因其味道甜美,营养价值丰富,在世界范围内广泛种植,其中我国草莓种植面积达10万hm2。为保证草莓使用和外观品质,需要在收获日期每日早晚十分挑选采摘成熟果实,劳动强度大,增加了果农患腰椎疾病的风险。对于供向市场的草莓果农来说仍需要大量的人力,所花费人力成本占草莓种植生产成本为1/4,因此仍需要草莓采摘机器的设计投入。目前,针对草莓的摘取方式大部分设计人员采用的是仿人手的摘取方式,在前端使用压力传感器控制夹持力的大小防止夹坏草莓,有的采用柔体机器人抓取草莓,这种方式同样对力的大小的控制要求较高,且工作环境要求也高。以上方式所摘取的草莓的种植方式主要是高架培养,使用视觉引导伺服驱动机械臂的方式进行采摘,而我国大部分草莓果农的种植方式为垄作草莓,那么以上方案的实用性再一次降低。我们根据垄作草莓的实际种植情况设计了针对垄作草莓摘取的机构。
与本发明最相似的现有技术实现方案如下:
辽宁工业大学机械工程与自动化学院设计的草莓采摘机与本发明最相似,其设计方案中,草莓采摘机是由采摘装置、输送装置和行走装置三大部分组成。行走装置由两个驱动轮及两个万向轮组成,转弯时通过两个驱动轮差速实现转弯。采摘装置采用草莓采摘机械手臂进行采摘,整机运行到草莓处,草莓采摘机械手臂向下运动至垄底端,同时向草莓垄侧壁方向移动,运行到草莓下端,此时草莓采摘机械手臂向上提起,把草莓装入盒中,同时颜色传感器识别草莓是否成熟,当草莓为绿色时,草莓采摘机械手臂反向运动退回,当为红色时,向远离草莓垄侧壁方向斜向上运动,利用这个角度使草莓的根茎与刀片接触,果茎分离,之后草莓采摘机械手臂把草莓运送至输送装置上方,这时电磁铁工作,盒底打开,使草莓落入输送装置。输送装置主要完成的功能为主要功能为对采摘好的草莓进行运输,使草莓运输到机器顶端,方便人工的挑选与装盒。
现有技术的缺点如下:
现有技术的缺点首先是成本高:采用视觉引导伺服驱动机械手臂对草莓进行采摘,由于草莓的果梗较细,直径约2~4mm,对机械手臂的移动精度与运动位置精度要求很高,满足使用要求的机械臂价格昂贵,其次采用视觉引导对摄像头的抗干扰性、抗振动性要求较高,综合两点则实现草莓的自动化采摘成本高昂;其次是采摘效率低:由机械臂进行采摘,需要经过摄像头捕捉草莓位置、辨别草莓成熟度、机械臂移动至指定位置、切断果梗、将采摘的草莓送至存储位置一系列过程,为了防止驱动机械臂的步进电机丢步需要保证最低移动速度,则实现单个草莓的采摘平均耗时1.09min,故采摘效率较低;最后适用性较低:通过机械臂进行采摘的方案针对高架培育的草莓,其种植成本高,耗费劳动力,且国内多数果农种植草莓的方式为田垄种植,每垄之间的间距约为400mm,现有技术的采摘装置无法进入田垄进行作业。
发明内容
为了解决生产效率的问题将生产线的概念引入到草莓采摘装置的设计中,将草莓的摘取、成熟度识别、剪断果梗、将草莓输送至存储位置分别进行设计并可独立完成动作,按照生产线的方式安装在行走装置中,从而提高生产效率。同时将行走装置设计为跨垄式即自动化草莓采摘装置跨在田垄之上对草莓进行采摘,解决了现有装置无法进入田垄的缺点。
本发明采用的技术方案是:
一种用于垄作草莓的自动采摘装置,包括行走装置、果实采摘装置、果实输送装置、果实存储装置、果叶分离装置,果实采摘装置安装于行走装置侧部,行走装置的两侧均设有果实输送装置,果实存储装置位于行走装置上方,果叶分离装置位于行走装置下部;
所述行走装置包括支撑架,直流电机,驱动轮及其支架,第一编码器,同步带,后轮转向控制杆,所述支撑架包括一对横杆和一对纵杆,一对横杆和一对纵杆构成框架,两根纵杆的同侧端分别设置有竖直控制保持杆,两根竖直控制保持杆的上端部设有横向控制保持杆,横向控制保持杆上安装有六角头螺栓,横向控制保持杆下方的横杆上也安装有六角头螺栓;驱动轮及其支架位于行走装置前端,两根纵杆的前端分别设置一个驱动轮及其支架,驱动轮及其支架包括与纵杆固定的驱动轮连接件,驱动轮连接件下部为驱动轮上支架,驱动轮上支架为开口朝下的槽口结构,驱动轮上支架的两侧分别铰接设有驱动轮下支架,两个驱动轮下支架的底端之间具有轮胎轴套,轮胎轴套上安装有驱动轮胎,两个驱动轮下支架的中间之间具有减震器轴套,减震器轴套与驱动轮上支架之间设有减震器;所述后轮位于行走装置后端,包括安装于纵杆的后端后轮连接件,后轮连接件下部具有后轮上支撑架,后轮上支撑架为开口朝下的槽口结构,后轮上支撑架的两侧分别铰接设有后轮下支撑架,两个后轮下支撑架的底端之间具有后轮轮胎,两个后轮下支撑架的中间之间具有减震器短轴套,减震器短轴套与后轮上支撑架之间设有后轮减震器,两根纵杆后端上的后轮上支撑架之间设有后轮转向导杆,后轮转向导杆上设有控制杆连接件,控制杆连接件与转向控制杆连接;所述转向控制杆包括贯穿两个控制杆固定块的竖直杆,竖直杆底部为控制杆移动滑块,控制杆移动滑块连接控制杆连接件,竖直杆顶部为水平杆;所述直流电机通过螺栓安装在支撑架上,直流电机与驱动轮胎之间设有同步带,所述第一编码器也通过螺栓安装在支撑架上,用于对同步带进行测速;
所述果实输送装置包括两个输送链驱动轴,其中一个输送链驱动轴侧部安装有输送链驱动电机,绕两个输送链驱动轴设置输送链,输送链外侧为用于提升草莓的平板,输送链内侧设有若干连续连接成型的输送链主支撑杆;
所述果叶分离装置包括两根竖直安装板和一根横向安装板,两根竖直安装板均固定在前进端横杆上,横向安装板固定在两根纵杆上,横向安装板下部设有两个直流电机,一个直流电机与同侧竖直安装板之间设有左旋毛刷辊,另一个直流电机与同侧竖直安装板之间设有右旋毛刷辊。
作为进一步的优选方案,两根纵杆上设置有两根延伸杆,延伸杆端部具有竖杆,竖杆贴附纵杆外侧设置;所述横杆和纵杆之间设置有加固杆。
作为进一步的优选方案,所述减震器的一端铰接于减震器轴套,另一端铰接于驱动轮上支架。
作为进一步的优选方案,所述后轮连接件下部设有轴承连接板,贯穿后轮上支撑架设有后轮支撑轴,轴承连接板焊接于后轮支撑轴。
作为进一步的优选方案,所述竖直杆上设置有上控制杆旋转套和下控制杆旋转套,上控制杆旋转套位于横向控制保持杆的控制杆固定块上,下控制杆旋转套位于横杆的控制杆固定块上。
作为进一步的优选方案,相邻两根输送链主支撑杆之间设有侧支撑杆,相对的两根输送链主支撑杆之间设有用于提高稳定性的输送链支撑块。
作为进一步的优选方案,所述左旋毛刷辊与竖直安装板之间设有鱼眼接头,左旋毛刷辊与直流电机之间设有万向联轴器,所述右旋毛刷辊与竖直安装板之间也设有鱼眼接头,右旋毛刷辊与直流电机之间也设有万向联轴器。
作为进一步的优选方案,所述果实采摘装置包括采摘装置支架、果实滑动导轨、驱动电机、皮带、输送带、果梗剪断装置、摄像头模块、连接棒,采摘装置支架底板两端具有滚轴,输送带绕两个滚轴设置,采摘装置支架上安装有驱动电机,驱动电机的动力输出端与一个滚轴之间设有皮带,采摘装置支架的下部具有果实滑动导轨,果实滑动导轨靠近输送链,采摘装置支架还设置有连接棒,连接棒固定在竖杆上,所述果梗剪断装置包括刀片部分和垫块部分,采摘装置支架底板上穿过输送带设有垫块部分,刀片部分位于采摘装置支架上,刀片部分和垫块部分相互接近,输送带靠近采摘装置支架的一边位于刀片部分和垫块部分之间,刀片部分由小驱动电机驱动向垫块部分移动截断果梗,刀片部分侧部还设有用于观测草莓成熟度的摄像头模块。
一种用于垄作草莓的自动采摘装置的工作流程,包括以下步骤:
步骤一:自动采摘装置跨于田垄之上,果叶分离装置的直流电机转动,通过万向联轴器驱动右旋毛刷辊顺时针转动,驱动左旋毛刷辊逆时针转动,通过柔软的刷毛将覆盖在草莓上的草莓叶向中间聚拢,将草莓暴露在果实采摘装置之前;
步骤二:自动采摘装置向前移动,由驱动电机通过皮带带动输送带转动,将草莓成功拾取起并送至输送带之上,当草莓随着输送带移动至摄像头模块的摄像范围时,由控制系统对图像内草莓的位置进行动态追踪并判断草莓的成熟度,如果草莓没有满足成熟的条件,控制系统则使处于常闭状态的果梗剪断装置不动作,草莓自动采摘装置继续向前移动草莓即可离开输送带,回到田垄之上,如果草莓经过判断处于成熟的状态,控制系统则使果梗剪断装置动作;
步骤三:由小驱动电机驱动刀片部分落下与下方的垫块部分压合将草莓的果梗剪断,草莓向下滑落经过果实滑动导轨进入果实输送装置;
步骤四:由输送链驱动电机驱动输送链驱动轴使输送链传动,果实输送装置向上输送至最高位置将草莓送入果实存储装置,至此完成草莓的自动化采摘。
与现有技术相比,本发明的一种用于垄作草莓的自动采摘装置及其工作流程,鉴于草莓采摘从草莓拾取、成熟度判别、果梗剪断以及最后向上输送的整个过程中,每部分可以完成其指定的功能,本发明中各个部分相互组合,当其安装在一起工作时即应用生产线的概念完成草莓的自动化采摘,极大的提高了生产效率。行走装置采用倒U型设计,使整个装置跨于田垄之上,方便进入田垄,同时采用前轮驱动后轮转向的方式,转向角度大,易于在草莓种植大棚的有限空间内进行转弯移动。果叶分离装置将草莓叶子向中间聚拢,进一步提高了草莓采摘的成功率,同时毛刷辊刷毛柔软,不会对草莓的叶子造成损伤。
附图说明
图1是本发明的整体外观图;
图2是本发明总体爆炸图;
图3是行走装置总体外观图;
图4是支撑架总体外观图;
图5是驱动轮及其支架总体外观图;
图6是后轮总体外观图;
图7是转向控制杆总体外观图;
图8是果实采摘装置总体外观图;
图9是果实输送装置总体外观图;
图10是果叶分离装置总体外观图;
图11是工作状态主视图;
图12是工作状态侧视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方法更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所活动的所有其他实施例,都属于本发明所保护的范围。
如图1和图2所示,一种用于垄作草莓的自动采摘装置,包括:行走装置100,果实采摘装置200,果实输送装置300,果实存储装置400,果叶分离装置500。
如图3所示,行走装置100,包括:支撑架110,直流电机120,驱动轮及其支架130,编码器140,同步带150,后轮160,转向控制杆170。
如图4所示,支撑架110包括横杆111,纵杆112,竖杆113,延伸杆114,横向控制保持杆115,控制杆固定块116,六角头螺栓117,竖直控制保持杆118,加固杆119。其中横杆111、纵杆112、竖杆113等铝型材均通过铝型材连接件如角铝等按照安装尺寸连接,控制杆固定块116将转向控制杆170的空间位置确定并通过六角头螺栓与铝型材支架连接,加固杆119与横杆纵杆组成三角形结构提高支架稳定性,竖杆113上钻有通孔以安装果实采摘装置200;
如图5所示,驱动轮及其支架130包括驱动轮连接件131,驱动轮上支架132,减震器轴套133,减震器134,驱动轮下支架135,轮胎轴套136,驱动轮胎137。其中驱动轮连接件131与驱动轮上支架132和驱动轮下支架135使用螺栓螺母连接,驱动轮胎137和支撑架110通过驱动轮连接件131连接,减震器轴套133使减震器在双头螺柱上轴向位置固定,轮胎轴套136使驱动轮胎137轴向位置固定,驱动轮胎137上安装有同步带轮,可以由同步带150将扭矩传递至轮胎;
如图6所示,后轮160包括后轮下支撑架161,减震器短轴套162,后轮减震器163,后轮支撑轴164,深沟球轴承165,后轮转向导杆166,控制杆连接件167,轴承连接板168,后轮连接件169,导杆连接件1610,后轮上支撑架1611,后轮轮胎1612。后轮160通过后轮连接件169安装在支撑架110上,后轮连接件169与轴承连接板168通过螺栓螺母配合连接,轴承连接板168与后轮支撑轴164通过焊接连接,后轮上支撑架1611安装时上下各一个推力球轴承165并通过圆螺母使其在后轮支撑轴164上轴向位置固定,此时后轮上支撑架1611及以下部分可以相对轴承连接板168转动。导杆连接件1610通过螺栓螺母与后轮上支撑架1611固定,导杆连接件1610通过圆轴与后轮转向导杆166连接,使其能够沿一个方向转动,控制杆连接件167与控制杆移动滑块171上的滑槽配合,使其能够将力传递至后轮转向导杆166;
如图7所示,转向控制杆170包括控制杆移动滑块171,上控制杆旋转套172,水平杆173,竖直杆174,下控制杆旋转套175。其中水平杆173和竖直杆174采用胶水粘合的连接方式,上控制杆旋转套172、下控制杆旋转套175、控制杆移动滑块175均采用过盈配合的连接方式。人手掌控水平杆173控制方向,下控制杆旋转套175和上控制杆旋转套172与支撑架110上的控制杆固定块116配合,使其在支撑架110上的位置确定;
进一步的说,行走装置100中的直流电机120通过螺栓安装在支撑架110上,其动力通过同步带150传递至驱动轮轮胎137,式行走装置100向前或向后移动。编码器140通过螺栓固定在支撑架110上,其转轴上安装同步带轮对同步带150进行测速,作为控制系统的反馈信号。转向时由人工手动转动转向控制杆170,通过竖直杆174、控制杆移动滑块171、控制杆连接件167、后轮转向导杆166将扭矩传递至两个后轮,使其绕着后轮支撑轴164转动,实现转向。
如图8所示,果实采摘装置200,包括:果实滑动导轨210,驱动电机220,皮带230,输送带240,果梗剪断装置,摄像头模块260,连接棒270。果实采摘装置200通过一个连接棒270连接安装在支撑架100上,驱动电机220安装在铝型材上,通过皮带230与输送带240的轴连接,驱动电机220通过皮带230将动力传递至输送带240使其转动。果梗剪断装置通过螺栓连接在采摘装置支架上,用以剪断果梗,其中分为刀片部分252与垫块部分251。摄像头模块260通过螺栓连接在支架上,识别果实向果梗剪断装置传递信息执行切断操作。
如图9所示,果实输送装置300,包括:输送链支撑块310,输送链320,输送链驱动轴330,输送链驱动电机340,输送链导块350,输送链主支撑杆360,侧支撑杆370。果实输送装置300通过多个输送链主支撑杆360使用铝型材连接件安装在支撑架100上,输送链驱动电机340通过螺栓螺母安装在输送链主支撑杆360上,输送链驱动电机340通过输送链驱动轴330将动力传递至输送链320使其运动。输送链导块350通过螺栓安装在支撑架100上以防止输送链320与支撑架100干涉,整体装置在安装多个输送链支撑块310提高稳定性。侧支撑杆370与输送链主支撑杆360通过单对螺栓螺母连接,使螺母松动则可调节侧支撑杆370的倾斜角度,进而可以改变输送链320外侧倾角。
如图10所示,果叶分离装置500,包括:鱼眼接头510,竖直安装板520,右旋毛刷辊530,万向联轴器540,直流电机550,横向安装板560,左旋毛刷辊570。竖直安装板520与横向安装板560通过螺栓螺母安装在支撑架100上,直流电机550通过螺栓与横向安装板560固定,两个直流电机550通过万向联轴器540与各自的毛刷辊连接,鱼眼接头510通过螺栓与竖直安装板520固定,毛刷辊的另一侧则与鱼眼接头510连接。两个毛刷辊旋转方向不同,安装呈空间对角线,实现将草莓叶子向中间聚拢,将草莓叶子下的草莓暴露出来方便果实采摘装置200进行采摘。
如图11和图12所示,自动采摘装置跨于田垄700之上,果叶分离装置500的直流电机550转动,通过万向联轴器540驱动右旋毛刷辊530顺时针转动,驱动左旋毛刷辊570逆时针转动,通过毛刷辊柔软的刷毛将覆盖在草莓600上的草莓叶800向中间聚拢,将草莓600暴露在果实采摘装置200之前。装置向前移动,参考图11,由驱动电机220通过皮带230带动输送带240顺时针转动,输送带240为橡胶履带,其上为具有一定螺旋角的带状凸起,使其能够先与草莓果梗接触,再与草莓600接触,减少对草莓600的撞击及摩擦同时有输送草莓的作用。传送带240运转,将草莓600成功拾取起并送至输送带240之上,当草莓600随着输送带240移动至摄像头模块的摄像范围时,由控制系统对图像内草莓600的位置进行动态追踪并判断草莓600的成熟度,如果草莓600没有满足成熟的条件,控制系统则使处于常闭状态的果梗剪断装置不动作,草莓自动采摘装置继续向前移动草莓600即可离开输送带240,回到田垄700之上;如果草莓600经过判断处于成熟的状态,控制系统则使果梗剪断装置动作,由小驱动电机驱动刀片部分252落下与下方的垫块部分251压合将草莓600的果梗剪断,草莓600向下滑落经过果实滑动导轨210进入果实输送装置300,由输送链驱动电机340驱动输送链驱动轴330使输送链传动,输送链320的两侧有护板,运输的草莓不会从输送链上掉落,果实输送装置300向上输送至最高位置将草莓600送入果实存储装置400,至此完成草莓600的自动化采摘。整体装置的每一个部分均可单独运行,几乎不受其他部分运动的影响,不存在等待的间隔时间,因此效率取得了极大的提高。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:包括行走装置(100)、果实采摘装置(200)、果实输送装置(300)、果实存储装置(400)、果叶分离装置(500),果实采摘装置(200)安装于行走装置(100)侧部,行走装置(100)的两侧均设有果实输送装置(300),果实存储装置(400)位于行走装置(100)上方,果叶分离装置(500)位于行走装置(100)下部;
所述行走装置(100)包括支撑架(110),直流电机(120),驱动轮及其支架(130),第一编码器(140),同步带(150),后轮(160),转向控制杆(170),所述支撑架(110)包括一对横杆(111)和一对纵杆(112),一对横杆(111)和一对纵杆(112)构成框架,两根纵杆(112)的同侧端分别设置有竖直控制保持杆(118),两根竖直控制保持杆(118)的上端部设有横向控制保持杆(115),横向控制保持杆(115)上安装有控制杆固定块(116)并通过六角头螺栓(117)固定,横向控制保持杆(115)下方的横杆(111)上也安装有控制杆固定块(116)并通过六角头螺栓(117)固定;驱动轮及其支架(130)位于行走装置(100)前端,两根纵杆(112)的前端分别设置一个驱动轮及其支架(130),驱动轮及其支架(130)包括与纵杆(112)固定的驱动轮连接件(131),驱动轮连接件(131)下部为驱动轮上支架(132),驱动轮上支架(132)为开口朝下的槽口结构,驱动轮上支架(132)的两侧分别铰接设有驱动轮下支架(135),两个驱动轮下支架(135)的底端之间具有轮胎轴套(136),轮胎轴套(136)上安装有驱动轮胎(137),两个驱动轮下支架(135)的中间之间具有减震器轴套(133),减震器轴套(133)与驱动轮上支架(132)之间设有减震器(134);所述后轮(160)位于行走装置(100)后端,包括安装于纵杆(112)的后端后轮连接件(169),后轮连接件(169)下部具有后轮上支撑架(1611),后轮上支撑架(1611)为开口朝下的槽口结构,后轮上支撑架(1611)的两侧分别铰接设有后轮下支撑架(161),两个后轮下支撑架(161)的底端之间具有后轮轮胎(1612),两个后轮下支撑架(161)的中间之间具有减震器短轴套(162),减震器短轴套(162)与后轮上支撑架(1611)之间设有后轮减震器(163),两根纵杆(112)后端上的后轮上支撑架(1611)之间设有后轮转向导杆(166),后轮转向导杆(166)上设有控制杆连接件(167),控制杆连接件(167)与转向控制杆(170)连接;所述转向控制杆(170)包括贯穿两个控制杆固定块(116)的竖直杆(174),竖直杆(174)底部为控制杆移动滑块(171),控制杆移动滑块(171)连接控制杆连接件(167),竖直杆(174)顶部为水平杆(173);所述直流电机(120)通过螺栓安装在支撑架(110)上,直流电机(120)与驱动轮胎(137)之间设有同步带(150),所述第一编码器(140)也通过螺栓安装在支撑架(110)上,用于对同步带(150)进行测速;
所述果实输送装置(300)包括两个输送链驱动轴(330),其中一个输送链驱动轴(330)侧部安装有输送链驱动电机(340),绕两个输送链驱动轴(330)设置输送链(320),输送链(320)外侧为用于提升草莓的平板,输送链(320)内侧设有若干连续连接成型的输送链主支撑杆(360);
所述果叶分离装置(500)包括两根竖直安装板(520)和一根横向安装板(560),两根竖直安装板(520)均固定在前进端横杆(111)上,横向安装板(560)固定在两根纵杆(112)上,横向安装板(560)下部设有两个直流电机(550),一个直流电机(550)与同侧竖直安装板(520)之间设有左旋毛刷辊(570),另一个直流电机(550)与同侧竖直安装板(520)之间设有右旋毛刷辊(530)。
2.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:两根纵杆(112)上设置有两根延伸杆(114),延伸杆(114)端部具有竖杆(113),竖杆(113)贴附纵杆(112)外侧设置;所述横杆(111)和纵杆(112)之间设置有加固杆(119)。
3.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述减震器(134)的一端铰接于减震器轴套(133),另一端铰接于驱动轮上支架(132)。
4.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述后轮连接件(169)下部设有轴承连接板(168),贯穿后轮上支撑架(1611)设有后轮支撑轴(164),轴承连接板(168)焊接于后轮支撑轴(164)。
5.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述竖直杆(174)上设置有上控制杆旋转套(172)和下控制杆旋转套(175),上控制杆旋转套(172)位于横向控制保持杆(115)的控制杆固定块(116)上,下控制杆旋转套(175)位于横杆(111)的控制杆固定块(116)上。
6.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:相邻两根输送链主支撑杆(360)之间设有侧支撑杆(370),相对的两根输送链主支撑杆(360)之间设有用于提高稳定性的输送链支撑块(310)。
7.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述左旋毛刷辊(570)与竖直安装板(520)之间设有鱼眼接头(510),左旋毛刷辊(570)与直流电机(550)之间设有万向联轴器(540),所述右旋毛刷辊(530)与竖直安装板(520)之间也设有鱼眼接头(510),右旋毛刷辊(530)与直流电机(550)之间也设有万向联轴器(540)。
8.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述果实采摘装置(200)包括采摘装置支架、果实滑动导轨(210)、驱动电机(220)、皮带(230)、输送带(240)、果梗剪断装置、摄像头模块(260)、连接棒(270),采摘装置支架底板两端具有滚轴,输送带(240)绕两个滚轴设置,采摘装置支架上安装有驱动电机(220),驱动电机(220)的动力输出端与一个滚轴之间设有皮带(230),采摘装置支架的下部具有果实滑动导轨(210),果实滑动导轨(210)靠近输送链(320),采摘装置支架还设置有连接棒(270),连接棒(270)固定在竖杆(113)上,所述果梗剪断装置包括刀片部分(252)和垫块部分(251),采摘装置支架底板上穿过输送带(240)设有垫块部分(251),刀片部分(252)位于采摘装置支架上,刀片部分(252)和垫块部分(251)相互接近,输送带(240)靠近采摘装置支架的一边位于刀片部分(252)和垫块部分(251)之间,刀片部分(252)由小驱动电机驱动向垫块部分(251)移动截断果梗,刀片部分(252)侧部还设有用于观测草莓成熟度的摄像头模块(260)。
9.基于权利要求1-9所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置的工作流程,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:自动采摘装置跨于田垄之上,果叶分离装置的直流电机转动,通过万向联轴器驱动右旋毛刷辊顺时针转动,驱动左旋毛刷辊逆时针转动,通过柔软的刷毛将覆盖在草莓上的草莓叶向中间聚拢,将草莓暴露在果实采摘装置之前;
步骤二:自动采摘装置向前移动,由驱动电机通过皮带带动输送带转动,将草莓成功拾取起并送至输送带之上,当草莓随着输送带移动至摄像头模块的摄像范围时,由控制系统对图像内草莓的位置进行动态追踪并判断草莓的成熟度,如果草莓没有满足成熟的条件,控制系统则使处于常闭状态的果梗剪断装置不动作,草莓自动采摘装置继续向前移动草莓即可离开输送带,回到田垄之上,如果草莓经过判断处于成熟的状态,控制系统则使果梗剪断装置动作;
步骤三:由小驱动电机驱动刀片部分落下与下方的垫块部分压合将草莓的果梗剪断,草莓向下滑落经过果实滑动导轨进入果实输送装置;
步骤四:由输送链驱动电机驱动输送链驱动轴使输送链传动,果实输送装置向上输送至最高位置将草莓送入果实存储装置,至此完成草莓的自动化采摘。
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