CN110896690A - 一种自动化智能种菜系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化智能种菜系统，属于种菜机技术领域，所述底座顶部的一侧安装有多组固定钣金，所述固定钣金的顶部安装有多组放置架，且所述放置架上放置有松土组件、播种组件、浇水组件、除草组件和收割组件，且所述松土组件、播种组件、浇水组件、除草组件和收割组件的顶部皆安装有第二连接组件，所述第一光轴座的侧顶部还设有第三轨道，所述底座顶部的两侧设有同步带和轴承座。本发明有效地实现整个种植过程自松土、播种、浇水、施肥到摘收的系列化操作，适用场合更为广泛，以一种自动化的工业化的方式生产农作物，致力于更高效率的种植，具有高效，灵活，应用广泛。

Description

一种自动化智能种菜系统

技术领域

本发明涉及一种种菜系统，特别是涉及一种自动化智能种菜系统，属于种菜机技术领域。

背景技术

农业自动化是近来兴起的一个重要的技术，因为其可以解放生产力，提高工作效率，大大降低了劳动人民的生活质量，因此大力发展农业自动化也是未来的趋势，在国外，农业自动化的起步比较早，以德国美国为主国家首先对三轴种菜平台进行了研发，当时他们的机器人已经可以根据不同种类的土壤从而给予土壤不同的肥料，达到产量的最大化，随着不断的发展，三轴种菜平台在技术上也不断的更新和进步，近年来美国已经研发出可以识别杂草并精确除去的机器人，而且工作效率很高，相对于传统的人为操作，自然是提高了很多。

在我们国家，由于技术以及经济的局限性，农业自动化自然不及发达国家发展得迅速，而且起步时间响度较晚，因此很多东西都处于研发阶段，我国真正开始研发农业机器人是在二十世纪九十年代，当时的一款自动嫁接机器人已经实现了嫁接生产，该机器人是由中国农业大学研发的，主要是针对于瓜果类的幼苗嫁接，能够让瓜果类的幼苗存活能力提高，该机器获得了自主知识产权，随后，国内的其他机构也开始了农业机器人的研制，并且都获得了较为良好的成果，亦在实际的生产中得到了一定的应用，但由于多数农业机器人实现的功用较为单一，局限于代劳部分或个别的工种内容，同时造价相对高昂，没能得到有效的普及和应用，为此设计一种新型的智能种菜机来解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种自动化智能种菜系统，有效地实现整个种植过程自松土、播种、浇水、施肥到摘收的系列化操作，适用场合更为广泛，以一种自动化的工业化的方式生产农作物，致力于更高效率的种植，且可靠性高。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种自动化智能种菜系统，包括底座以及安装在所述底座顶部两侧的端部处的第一步进电机和安装在所述底座顶部两侧的第二轨道，所述底座顶部两侧端部设有位于所述第二轨道内侧的同步带轮同步带轮，所述第二轨道上通过导轨型材滚轮安装有支撑臂，所述支撑臂远离所述第二轨道的一端安装有第一光轴座，且所述第一光轴座的内侧安装有第一光轴，所述第一光轴座顶部的一侧设有齿条，所述第一光轴上设有滑块，且所述滑块上设有第二步进电机，所述第二步进电机的输出端设有与所述齿条相互配合的齿轮，所述滑块的底部设有第一轨道，且所述第一轨道上设有步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨，所述步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨远离所述第一光轴的一端安装有第一连接组件，所述底座顶部的一侧安装有多组固定钣金，所述固定钣金的顶部安装有多组放置架，且所述放置架上放置有松土组件、播种组件、浇水组件、除草组件和收割组件，且所述松土组件、播种组件、浇水组件、除草组件和收割组件的顶部皆安装有第二连接组件，所述第一光轴座的侧顶部还设有第三轨道，所述底座顶部的两侧设有同步带和轴承座；所述第一连接组件包括舵机和连接顶块，连接顶块与所述步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨的一端固定连接，步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨的另一端与舵机相连，所述连接顶块内侧的中间位置处设有第一舵机，所述连接顶块沿径向向外开有多组通孔，该通孔内设有与所述第一舵机输出端连接的摆杆，所述摆杆的另一端设有连接块，所述连接块远离所述第一舵机的一端设有第一弹簧，所述第一弹簧远离所述第一舵机的一端安装有在通孔内滑动的楔形推块，所述连接顶块的内部安装有舵机固定板，且所述第一舵机固定在所述舵机固定板上，所述连接顶块的内侧部设有推块安装板，所述推块安装板上设有铜棒，所述连接顶块底部的中间位置处设有，所述连接顶块内环部还设有多组导管安装块；

该智能种菜系统的工作方法如下：

1)、确定即将进入程序：确定智能种菜系统进入松土程序、播种程序、浇水程序、除草程序和收割程序中一个作为即将进入程序，

2)、第一连接组件与即将进入程序对应组件对接：第二步进电机运动带动齿轮与齿条配合从而使得工作台沿着Y轴方向移动到即将进入程序对应的组件的上方，第一连接组件与下连接盖对的定位孔对齐，舵机驱动步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨带动第一连接组件沿着Z轴方向下降由于第一弹簧的作用楔形推块被顶入到插口处弹出，将上连接块和下连接盖卡住，即完成第一连接组件与即将进入程序对应组件的对接；

3)、完成即将进入程序操作：第一步进电机驱动的同步带带动的龙门在第二轨道上移动实现X轴方向移动，第二步进电机运动带动齿轮在齿条上移动从而使得工作台沿着Y轴方向移动，确定即将进入程序的实施位置，舵机驱动步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨带动第一连接组件沿着Z轴方向移动实现即将进入程序实施的高度，完成即将进入程序；

4)、松开即将进入程序对应组件的固定：第一步进电机驱动的同步带带动的龙门在第二轨道上移动实现X轴方向移动，第二步进电机运动带动齿轮与齿条配合从而使得工作台沿着Y轴方向移动，使得即将进入程序对应组件移动到放置架对应位置，第一舵机转动带动摆杆把四个楔形推块拉入上连接块内，即可松开即将进入程序对应组件的固定。

优选的，所述第二连接组件包括与所述连接顶块连接的下连接盖，所述下连接盖的侧部设有啮合块，所述下连接盖顶部的四侧设有与所述楔形推块相互配合的插口，所述下连接盖的顶部与底部皆设有铜片，且所述下连接盖内部的中间位置处设有与所述相互配合的限位孔，所述铜片之间设有第二弹簧。

优选的，所述松土组件包括与所述下连接盖底部固定的第一外壳和所述第一外壳底部安装有第二外壳，所述第一外壳内顶部设有直流减速电机，且所述直流减速电机的输出端安装有联轴器，所述联轴器的输出端安装有松土钻，所述直流减速电机的侧部设有用于固定所述直流减速电机的电机固定钣金。

优选的，所述播种组件包括安装在所述下连接盖底部的第三外壳以及安装在所述第三外壳底部的第四外壳，所述第四外壳内底部设有第二舵机，所述第二舵机的顶部设有扇形转盘，所述扇形转盘的底部设有出料底板，所述第四外壳的底部安装有出料漏斗，所述第四外壳与所述第三外壳的内部设有进料漏斗。

优选的，浇水组件包括安装在所述下连接盖底部的第五外壳，所述第五外壳的底部安装有第六外壳，所述第五外壳的内顶部设有直流抽水泵，所述直流抽水泵的底部连接有水管，所述水管的底部设有T型三通接头，且所述T型三通接头的底部设有底盖，所述直流抽水泵与所述水管通过紧固环连接。

优选的，所述除草组件包括与所述下连接盖底部固定的法兰联轴器，所述法兰联轴器的底部安装有第二光轴，所述法兰联轴器的侧部铰接有三爪固定底板，所述三爪固定底板的一侧安装有侧板，所述第二光轴的端部安装有三角滑动盘，所述三角滑动盘的侧部铰接有连接小块，所述侧板的侧部铰接有爪头连接块，所述爪头连接块远离所述侧板的一端铰接有爪钳，所述爪钳的尾部设有牙型夹具，所述爪钳的侧部设有爪钳垫块，所述爪钳的侧顶部铰接有U型连接块，所述U型连接块远离所述爪钳的一端铰接在所述三角滑动盘的底部，所述爪钳的内侧设有垫圈，所述侧板的侧部还安装有第三舵机，所述三角滑动盘的底部安装有三角固定上板。

优选的，所述收割组件包括安装在所述下连接盖底部的第四舵机固定板，所述第四舵机固定板两侧的底部设有第三光轴，所述第四舵机固定板外侧的底部套设有后夹爪，所述后夹爪上设有夹爪连接钣金，且所述后夹爪的底部设有弧形扣环，所述第四舵机固定板侧底部设有第三光轴固定钣金，所述第四舵机固定板侧中部设有第四舵机摆臂，所述第四舵机摆臂上设有弧形拉杆，且所述弧形拉杆铰接有前夹爪，所述前夹爪远离所述第四舵机摆臂的一端铰接在所述后夹爪的顶部。

本发明的有益技术效果：

本发明提供的一种自动化智能种菜系统，该设备的机构本体是一个由两部第一步进电机驱动的同步带带动的龙门，龙门通过上下两排导轨型材滚轮固定在第二轨道上，导轨型材滚轮同时能起到防倾倒的作用，龙门的运动作为X轴，龙门上装有两根第一光轴，作为工作平台沿轴(横向)移动的轨道，以及一根用于工作平台移动的齿条，工作平台则通过齿轮与齿条组合，由第二步进电机带动进行沿Y轴运动，一个垂直安装的同步电机驱动的直线模组，用于末端操作器在Z轴上的运动，直线模组用于安装用于各个末端操作器的第一连接组件，通过第一连接组件和各个末端操作器上的第二连接组件实现各个组件的连接从而实现各个末端操作器的移动以及控制，各个末端操作器包括松土、播种、浇水等，通过有效地实现整个种植过程自松土、播种、浇水、施肥到摘收的在X轴、Y轴和Z轴方向系列化操作，适用场合更为广泛，同时通过先确定即将进入程序，然后第一连接组件与即将进入程序对应组件进行对接，然后开始即将进入程序，最后再将即将进入程序的组件松开固定，按照这种工作方法，使得每次工作通过一起点开始对组件对接，在结束时放置原始位置，工作效率高，同时也确保种菜机在不使用时的可靠性。

以一种自动化的工业化的方式生产农作物，有利于高效率的种植；

同时第一连接组件由一个舵机控制，初始状态时楔形推块保持推出状态，锥形的定位头能允许在有误差的情况下仍能准确对接，当第一连接组件需要和末端操作器连接时先应与下连接盖对的定位孔对齐，舵机驱动步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨带动第一连接组件沿着Z轴方向(即步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨的长度方向)下降由于第一弹簧的作用楔形推块被顶入到插口处弹出，将上连接块和下连接盖卡住，工作完成；需要卸下末端操作器时则驱动第一舵机，第一舵机转动带动摆杆把四个楔形推块拉入连接模块内部，即可松开末端操作器，这种方式的第一连接组件的优点在于控制简单，舵机只在松开上连接块和下连接盖时工作因而节省能源，而且假如突然断电末端操作器仍牢固固定在设备上不会掉下来造成损坏，铜棒和铜片的连接能实现电力的传输，铜片底端的第二弹簧能使铜棒和铜片始终保持贴合状态，确保电力传输的稳定，可靠性高。

附图说明

图1为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的装置整体立体结构示意图；

图2为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的上连接组件立体结构示意图；

图3为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的上连接组件俯视局部透视图；

图4为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的下连接组件立体结构示意图；

图5为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的下连接组件侧剖视图；

图6为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的松土组件立体结构示意图；

图7为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的播种组件侧视图；

图8为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的浇水组件侧视图；

图9为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的除草组件立体结构示意图；

图10为按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的收割组件立体结构示意图。

图11为按照按照本发明的一种自动化智能种菜系统的一优选实施例的工作方法流程图

图中：1-第一步进电机，2-第二步进电机，3-第一轨道，4-第二轨道，5-支撑臂，6-第三轨道，7-同步带，8-同步带轮，9-轴承座，10-导轨型材滚轮，11-齿轮，12-齿条，13-第一光轴，14-第一光轴座，15-滑块，16-步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨，17-固定钣金，18-第一连接组件，19-第二连接组件，20-连接顶块，21-定位安装块，22-第一弹簧，23-铜棒，24-推块安装板，25-舵机固定板，26-连接块，27-导管安装块，28-楔形推块，29-摆杆，30-第一舵机，31-啮合块，32-下连接盖，33-铜片，34-第二弹簧，35-第一外壳，36-联轴器，37-松土钻，38-电机固定钣金，39-直流减速电机，40-第二外壳，41-第三外壳，42-第二舵机，43-扇形转盘，44-出料底板，45-出料漏斗，46-进料漏斗，47-第四外壳，48-第五外壳，49-直流抽水泵，50-紧固环，51-水管，52-T型三通接头，53-底盖，54-第六外壳，55-法兰联轴器，56-第二光轴，57-第三舵机，58-三角滑动盘，59-垫圈，60-爪钳垫块，61-牙型夹具，62-三角固定上板，63-U型连接块，64-爪钳，65-爪头连接块，66-连接小块，67-侧板，68-三爪固定底板，69-第四舵机固定板，70-第四舵机摆臂，71-弧形拉杆，72-前夹爪，73-后夹爪，74-弧形扣环，75-夹爪连接钣金，76-第三光轴固定钣金，77-第三光轴，78-底座。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-图10所示，本实施例提供的一种自动化智能种菜系统，包括底座78以及安装在底座78顶部两侧的端部处的第一步进电机1和安装在底座78顶部两侧的第二轨道4，底座78顶部两侧端部设有位于第二轨道4内侧的同步带轮8，第二轨道4上通过导轨型材滚轮10安装有支撑臂5，支撑臂5远离第二轨道4的一端安装有第一光轴座14，且第一光轴座14的内侧安装有第一光轴13，第一光轴座14顶部的一侧设有齿条12，第一光轴13上设有滑块15，且滑块15上设有第二步进电机2，第二步进电机2的输出端设有与齿条12相互配合的齿轮11，滑块15的底部设有第一轨道3，且第一轨道3上设有步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨16，步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨16远离第一光轴13的一端安装有第一连接组件18，步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨16带动第一连接组件18沿着步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨16长度方向上移动，底座78顶部的一侧安装有多组固定钣金17，固定钣金17的顶部安装有多组放置架，且放置架上放置有松土组件、播种组件、浇水组件、除草组件和收割组件，且松土组件、播种组件、浇水组件、除草组件和收割组件的顶部皆安装有第二连接组件19，第一光轴座14的侧顶部还设有第三轨道6，底座78顶部的两侧设有同步带7和轴承座9。

在本实施例中，所述第一连接组件18包括舵机(图中未示意出来)和连接顶块20，连接顶块20与所述步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨16的一端固定连接，步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨16的另一端与舵机相连，连接顶块20内侧的中间位置处设有第一舵机30，连接顶块20沿径向向外开有多组通孔，该通孔内设有与第一舵机30输出端连接的摆杆29，摆杆29的另一端设有连接块26，连接块26远离第一舵机30的一端设有第一弹簧22，第一弹簧22远离第一舵机30的一端安装有在通孔内滑动的楔形推块28，连接顶块20的内部安装有舵机固定板25，且第一舵机30固定在舵机固定板25上，连接顶块20的内侧部设有推块安装板24，推块安装板24上设有铜棒23，连接顶块20底部的中间位置处设有定位安装块21，连接顶块20内环部还设有多组导管安装块27，第二连接组件19包括与连接顶块20连接的下连接盖32，下连接盖32的侧部设有啮合块31，下连接盖32顶部的四侧设有与楔形推块28相互配合的插口，下连接盖32的顶部与底部皆设有铜片33，且下连接盖32内部的中间位置处设有与21相互配合的限位孔，铜片33之间设有第二弹簧34。

该设备的机构本体是一个由两部第一步进电机1驱动的同步带7带动的龙门，龙门通过上下两排导轨型材滚轮10固定在第二轨道4上，导轨型材滚轮10同时能起到防倾倒的作用，龙门的运动作为X轴，龙门上装有两根第一光轴13，作为工作平台沿Y轴(横向)移动的轨道，以及一根用于工作平台移动的齿条12。工作平台则通过齿轮11齿条12组合，由第二步进电机2带动进行沿Y轴运动。

装设在工作平台上的步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨是Z轴模块，通过驱动使得该步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨带动第一连接组件18沿着步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨方向上下移动从而实现末端操作器在Z轴上的运动。

第一连接组件18由一个舵机控制，初始状态时楔形推块28保持推出状态，锥形的定位头能允许在有误差的情况下仍能准确对接，当第一连接组件18需要和末端操作器连接时先应与下连接盖32对的定位孔对齐，舵机驱动步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨16带动第一连接组件沿着Z轴方向(即步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨16的长度方向)下降由于第一弹簧22的作用楔形推块被顶入到插口处弹出，将上连接块和下连接盖卡住，工作完成；需要卸下末端操作器时则驱动第一舵机30，第一舵机30转动带动摆杆29把四个楔形推块28拉入连接模块内部，即可松开末端操作器，这种方式的第一连接组件18的优点在于控制简单，舵机只在松开上连接块和下连接盖时工作因而节省能源，而且假如突然断电末端操作器仍牢固固定在设备上不会掉下来造成损坏，铜棒23和铜片33的连接能实现电力的传输，铜片33底端的第二弹簧34能使铜棒23和铜片33始终保持贴合状态，确保电力传输的稳定。

在本实施例中，松土组件包括与下连接盖32底部固定的第一外壳35和第一外壳35底部安装有第二外壳40，第一外壳35内顶部设有直流减速电机39，且直流减速电机39的输出端安装有联轴器36，联轴器36的输出端安装有松土钻37，直流减速电机39的侧部设有用于固定直流减速电机39的电机固定钣金38。

在本实施例中，播种组件包括安装在下连接盖32底部的第三外壳41以及安装在第三外壳41底部的第四外壳47，第四外壳47内底部设有第二舵机42，第二舵机42的顶部设有扇形转盘43，扇形转盘43的底部设有出料底板44，第四外壳47的底部安装有出料漏斗45，第四外壳47与第三外壳41的内部设有进料漏斗46。

播种组件形状似倒置的牙签筒，种子储存在桶装的罐子里，罐子底部有开口，到达一个播种位置后转盘在第二舵机42驱动下旋转打开并适时关上，一定量的种子就被释放出，出料漏斗45能精确地投放种子到指定的位置，把握好扇形转盘43的转动时间和整个装置的移动速度，即可沿着一个方向不断地边走边投放，速度和效率很高。

在本实施例中，浇水组件包括安装在下连接盖32底部的第五外壳48，第五外壳48的底部安装有第六外壳54，第五外壳48的内顶部设有直流抽水泵49，直流抽水泵49的底部连接有水管51，水管51的底部设有T型三通接头52，且T型三通接头52的底部设有底盖53，直流抽水泵49与水管51通过紧固环50连接。

浇水组件通过直流抽水泵49抽水，用水管51把水输送到末端操作器上，出水口是T形三通接头52，可以同时向两端喷水，节省了时间提高效率，也可以根据需要把T形管换成单口，喷雾，多孔等出口，用户根据自己需求选择即可，植物的营养液或者液体的肥料可以选择和水混合一起用同一个末端操作器或者单独使用一个专用的营养液组件，原理相同。

在本实施例中，除草组件包括与下连接盖32底部固定的法兰联轴器55，法兰联轴器55的底部安装有第二光轴56，法兰联轴器55的侧部铰接有三爪固定底板68，三爪固定底板68的一侧安装有侧板67，第二光轴56的端部安装有三角滑动盘58，三角滑动盘58的侧部铰接有连接小块66，侧板67的侧部铰接有爪头连接块65，爪头连接块65远离侧板67的一端铰接有爪钳64，爪钳64的尾部设有牙型夹具61，爪钳64的侧部设有爪钳垫块60，爪钳64的侧顶部铰接有U型连接块63，U型连接块63远离爪钳64的一端铰接在三角滑动盘58的底部，爪钳64的内侧设有垫圈59，侧板67的侧部还安装有第三舵机57，三角滑动盘58的底部安装有三角固定上板62。

通过视觉等方式识别和定位杂草的位置后，将坐标发送给上位机，上位机发送指令给单片机，单片机控制三爪机械手夹住其茎部并连根拔除，牙型夹具61上的牙型纹路能增大爪钳64的摩擦力，使其斩草除根，本实施例中单片机通过程序控制三爪机械手拔除杂草，该程序控制技术为现有技术在此不累述。

在本实施例中，收割组件包括安装在下连接盖32底部的第四舵机固定板69，第四舵机固定板69两侧的底部设有第三光轴77，第四舵机固定板69外侧的底部套设有后夹爪73，后夹爪73上设有夹爪连接钣金75，且后夹爪73的底部设有弧形扣环74，第四舵机固定板69侧底部设有第三光轴固定钣金76，第四舵机固定板69侧中部设有第四舵机摆臂70，第四舵机摆臂70上设有弧形拉杆71，且弧形拉杆71铰接有前夹爪72，前夹爪72远离第四舵机摆臂70的一端铰接在后夹爪73的顶部。

该收割组件，特点是侧向的尺寸大，因此设计了这种专用的机械手，一部第四舵机控制两根拉杆，拉动两个夹爪73在水平轨道上移动。当拉杆张开时，两个夹爪73向外移动，相当于整个手爪打开，反之则收紧，收紧后弧形扣环下方夹住蔬菜的下部，此时向上拉起即可完成收割，这种夹爪73的好处是夹紧后仅仅是下方根部夹紧，两个夹爪73之间留下了大量的空间，尽量不破坏到蔬菜的菜叶，茎秆等重要的部位和不破坏卖相，若用户种植的是别的类型的植物，则可以换用别的收割组件，设备上可以设法加装传送带，机械手收割的作物可以放到传送带上让其自行送去边上，不用机械手不断来回运送，可以把效率再提升。

如图11所示，该智能种菜系统的工作方法如下：

1)、确定即将进入程序：确定智能种菜系统进入松土程序、播种程序、浇水程序、除草程序和收割程序中一个作为即将进入程序，

2)、第一连接组件与即将进入程序对应组件对接：第二步进电机(2)运动带动齿轮(11)与齿条(12)配合而使得工作台沿着Y轴方向移动到即将进入程序对应的组件的上方，工作台在智能种菜系统停机时默认的位置是位于松土程序对应组件的上方，第一连接组件(18)与下连接盖(32)对的定位孔对齐，舵机驱动步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨(16)带动第一连接组件(18)沿着Z轴方向下降由于第一弹簧(22)的作用楔形推块(28)被顶入到插口处弹出，将上连接块(20)和下连接盖(32)卡住，即完成第一连接组件与即将进入程序对应组件的对接，本实施例中X轴、Y轴以及Z轴需要移动的距离是系统预先设置好的；本实施例中，若即将进入程序为松土程序，则即将进入程序对应组件为松土组件；

3)、完成即将进入程序操作：第一步进电机(1)驱动的同步带(7)带动的龙门在第二轨道(4)上移动实现X轴方向移动，第二步进电机(2)运动带动齿轮(11)在齿条(12)上移动从而使得工作台沿着Y轴方向移动，确定即将进入程序的实施位置，舵机驱动步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨(16)带动第一连接组件(18)沿着Z轴方向移动实现即将进入程序实施的高度，完成即将进入程序；本实施例中，具体即将进入程序对应X轴、Y轴以及Z轴移动距离是预先设置好的；

4)、松开即将进入程序对应组件的固定：第一步进电机(1)驱动的同步带(7)带动的龙门在第二轨道(4)上移动实现X轴方向移动，第二步进电机(2)运动带动齿轮(11)与齿条(12)配合从而使得工作台沿着Y轴方向移动，使得即将进入程序对应组件移动到放置架对应位置，本实施例中，完成即将进入程序之后默认移动到放置架松土组件的上方，第一舵机(30)转动带动摆杆(29)把四个楔形推块(28)拉入上连接块(20)内，即可松开即将进入程序对应组件的固定。该步骤之后从步骤1)开始重新进行操作。

综上所述，有效地实现整个种植过程自松土、播种、浇水、施肥到摘收的系列化操作，适用场合更为广泛，以一种自动化的工业化的方式生产农作物，致力于更高效率的种植，具有高效，灵活，应用广泛等优点，以此为核心的理念和相似的控制系统，可根据实际使用需求，进行一些机构上的调整改动，该设备即可应用于多种不同的场合，从废弃的厂房，到一片啥都没有的空地，随着末端操作器的改动和更换，该设备的功能快速适应于种植业。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动化智能种菜系统，其特征在于：包括底座(78)以及安装在所述底座(78)顶部两侧的端部处的第一步进电机(1)和安装在所述底座(78)顶部两侧的第二轨道(4)，所述底座(78)顶部两侧端部设有位于所述第二轨道(4)内侧的同步带轮同步带轮(8)，所述第二轨道(4)上通过导轨型材滚轮(10)安装有支撑臂(5)，所述支撑臂(5)远离所述第二轨道(4)的一端安装有第一光轴座(14)，且所述第一光轴座(14)的内侧安装有第一光轴(13)，所述第一光轴座(14)顶部的一侧设有齿条(12)，所述第一光轴(13)上设有滑块(15)，且所述滑块(15)上设有第二步进电机(2)，所述第二步进电机(2)的输出端设有与所述齿条(12)相互配合的齿轮(11)，所述滑块(15)的底部设有第一轨道(3)，且所述第一轨道(3)上设有步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨(16)，所述步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨(16)远离所述第一光轴(13)的一端安装有第一连接组件(18)，所述底座(78)顶部的一侧安装有多组固定钣金(17)，所述固定钣金(17)的顶部安装有多组放置架，且所述放置架上放置有松土组件、播种组件、浇水组件、除草组件和收割组件，且所述松土组件、播种组件、浇水组件、除草组件和收割组件的顶部皆安装有第二连接组件(19)，所述第一光轴座(14)的侧顶部还设有第三轨道(6)，所述底座(78)顶部的两侧设有同步带(7)和轴承座(9)；所述第一连接组件(18)包括舵机和连接顶块(20)，连接顶块(20)与所述步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨(16)的一端固定连接，步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨(16)的另一端与舵机相连，所述连接顶块(20)内侧的中间位置处设有第一舵机(30)，所述连接顶块(20)沿径向向外开有多组通孔，该通孔内设有与所述第一舵机(30)输出端连接的摆杆(29)，所述摆杆(29)的另一端设有连接块(26)，所述连接块(26)远离所述第一舵机(30)的一端设有第一弹簧(22)，所述第一弹簧(22)远离所述第一舵机(30)的一端安装有在通孔内滑动的楔形推块(28)，所述连接顶块(20)的内部安装有舵机固定板(25)，且所述第一舵机(30)固定在所述舵机固定板(25)上，所述连接顶块(20)的内侧部设有推块安装板(24)，所述推块安装板(24)上设有铜棒(23)，所述连接顶块(20)底部的中间位置处设有(21)，所述连接顶块(20)内环部还设有多组导管安装块(27)；

该智能种菜系统的工作方法如下：

1)、确定即将进入程序：确定智能种菜系统进入松土程序、播种程序、浇水程序、除草程序和收割程序中一个作为即将进入程序，

2)、第一连接组件与即将进入程序对应组件对接：第二步进电机(2)运动带动齿轮(11)与齿条(12)配合从而使得工作台沿着Y轴方向移动到即将进入程序对应的组件的上方，第一连接组件(18)与下连接盖(32)对的定位孔对齐，舵机驱动步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨(16)带动第一连接组件(18)沿着Z轴方向下降由于第一弹簧(22)的作用楔形推块(28)被顶入到插口处弹出，将上连接块(20)和下连接盖(32)卡住，即完成第一连接组件与即将进入程序对应组件的对接；

3)、完成即将进入程序操作：第一步进电机(1)驱动的同步带(7)带动的龙门在第二轨道(4)上移动实现X轴方向移动，第二步进电机(2)运动带动齿轮(11)在齿条(12)上移动从而使得工作台沿着Y轴方向移动，确定即将进入程序的实施位置，舵机驱动步进电机滑轮式滚珠丝杆直线导轨(16)带动第一连接组件(18)沿着Z轴方向移动实现即将进入程序实施的高度，完成即将进入程序；

4)、松开即将进入程序对应组件的固定：第一步进电机(1)驱动的同步带(7)带动的龙门在第二轨道(4)上移动实现X轴方向移动，第二步进电机(2)运动带动齿轮(11)与齿条(12)配合从而使得工作台沿着Y轴方向移动，使得即将进入程序对应组件移动到放置架对应位置，第一舵机(30)转动带动摆杆(29)把四个楔形推块(28)拉入上连接块(20)内，即可松开即将进入程序对应组件的固定。

2.根据权利要求1所述的一种自动化智能种菜系统，其特征在于：所述第二连接组件(19)包括与所述连接顶块(20)连接的下连接盖(32)，所述下连接盖(32)的侧部设有啮合块(31)，所述下连接盖(32)顶部的四侧设有与所述楔形推块(28)相互配合的插口，所述下连接盖(32)的顶部与底部皆设有铜片(33)，且所述下连接盖(32)内部的中间位置处设有与所述(21)相互配合的限位孔，所述铜片(33)之间设有第二弹簧(34)。

3.根据权利要求2所述的一种自动化智能种菜系统，其特征在于：所述松土组件包括与所述下连接盖(32)底部固定的第一外壳(35)和所述第一外壳(35)底部安装有第二外壳(40)，所述第一外壳(35)内顶部设有直流减速电机(39)，且所述直流减速电机(39)的输出端安装有联轴器(36)，所述联轴器(36)的输出端安装有松土钻(37)，所述直流减速电机(39)的侧部设有用于固定所述直流减速电机(39)的电机固定钣金(38)。

4.根据权利要求2所述的一种自动化智能种菜系统，其特征在于：所述播种组件包括安装在所述下连接盖(32)底部的第三外壳(41)以及安装在所述第三外壳(41)底部的第四外壳(47)，所述第四外壳(47)内底部设有第二舵机(42)，所述第二舵机(42)的顶部设有扇形转盘(43)，所述扇形转盘(43)的底部设有出料底板(44)，所述第四外壳(47)的底部安装有出料漏斗(45)，所述第四外壳(47)与所述第三外壳(41)的内部设有进料漏斗(46)。

5.根据权利要求2所述的一种自动化智能种菜系统，其特征在于：浇水组件包括安装在所述下连接盖(32)底部的第五外壳(48)，所述第五外壳(48)的底部安装有第六外壳(54)，所述第五外壳(48)的内顶部设有直流抽水泵(49)，所述直流抽水泵(49)的底部连接有水管(51)，所述水管(51)的底部设有T型三通接头(52)，且所述T型三通接头(52)的底部设有底盖(53)，所述直流抽水泵(49)与所述水管(51)通过紧固环(50)连接。

6.根据权利要求2所述的一种自动化智能种菜系统，其特征在于：所述除草组件包括与所述下连接盖(32)底部固定的法兰联轴器(55)，所述法兰联轴器(55)的底部安装有第二光轴(56)，所述法兰联轴器(55)的侧部铰接有三爪固定底板(68)，所述三爪固定底板(68)的一侧安装有侧板(67)，所述第二光轴(56)的端部安装有三角滑动盘(58)，所述三角滑动盘(58)的侧部铰接有连接小块(66)，所述侧板(67)的侧部铰接有爪头连接块(65)，所述爪头连接块(65)远离所述侧板(67)的一端铰接有爪钳(64)，所述爪钳(64)的尾部设有牙型夹具(61)，所述爪钳(64)的侧部设有爪钳垫块(60)，所述爪钳(64)的侧顶部铰接有U型连接块(63)，所述U型连接块(63)远离所述爪钳(64)的一端铰接在所述三角滑动盘(58)的底部，所述爪钳(64)的内侧设有垫圈(59)，所述侧板(67)的侧部还安装有第三舵机(57)，所述三角滑动盘(58)的底部安装有三角固定上板(62)。

7.根据权利要求2所述的一种自动化智能种菜系统，其特征在于：所述收割组件包括安装在所述下连接盖(32)底部的第四舵机固定板(69)，所述第四舵机固定板(69)两侧的底部设有第三光轴(77)，所述第四舵机固定板(69)外侧的底部套设有后夹爪(73)，所述后夹爪(73)上设有夹爪连接钣金(75)，且所述后夹爪(73)的底部设有弧形扣环(74)，所述第四舵机固定板(69)侧底部设有第三光轴固定钣金(76)，所述第四舵机固定板(69)侧中部设有第四舵机摆臂(70)，所述第四舵机摆臂(70)上设有弧形拉杆(71)，且所述弧形拉杆(71)铰接有前夹爪(72)，所述前夹爪(72)远离所述第四舵机摆臂(70)的一端铰接在所述后夹爪(73)的顶部。

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