CN111066471A - 一种智能芦笋收获机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能芦笋收获机，属于农业机械收获技术领域。在收获绿芦笋前，规划好作业路径，导航系统控制机器的自行走，设定好机器的前进速度，在收获的过程中，通过超声波技术和图像识别技术完成芦笋的识别与高度检测，当绿芦笋满足采收高度时，传感器会将产生信号传达至处理器，处理器下达“切割”命令，使相应的气缸工作，驱动切割刀完成芦笋的切割，切割断的芦笋经过二级收集辊的夹持输送，送至传送带上，传送带将芦笋输送到后边的芦笋收集箱中，完成绿芦笋的选择性收获工作。该智能芦笋收获机，无人驾驶，自动导航，能按规划好的路径自行走，对满足高度要求的绿芦笋选择性采收，柔性夹持输送，解放了人的劳动力，提高了经济效益。

Description

一种智能芦笋收获机

技术领域

本发明涉及一种智能芦笋收获机，属于农业机械收获技术领域。

背景技术

芦笋又名石刁柏、龙须菜，含丰富的蛋白质、维生素、矿物质与多种氨基酸，有非常好的营养功效，有较高的食用价值与药用价值，是名贵蔬菜。芦笋市场价格在每斤12-30元左右，种植芦笋具有良好的经济效益。

近年来我国芦笋产业发展迅猛，已成为世界上第一大芦笋生产国和出口国，收获面积占全球的90％，而我国的芦笋机械化程度很低，主要收获方式是人工作业。随着种植面积的扩大，劳动力将会紧缺，因此需要发展芦笋的机械化采收。绿芦笋生长周期不同，生长高度参差不齐，采用齐地平割会使产量大大降低，影响芦笋的收获效益，研制一种智能芦笋收获机尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种智能绿芦笋收获机，能导航自行走，对绿芦笋选择性收获，自动完成芦笋的采集工作，解放人的劳动力，带来一定的经济效益。

本发明采用如下技术方案：

一种智能芦笋收获机，其特征在于：机架、芦笋收集装置、切割装置、输送装置、控制系统、履带式行走底盘。

所述履带式行走底盘上安有机架，所述机架最前方倾斜安装芦笋收集装置，所述芦笋收集装置下方装有图像识别传感器和超声波传感器，所述芦笋收集装置的右侧面装有一级橡胶收集辊和二级橡胶收集辊，所述一级橡胶收集辊和二级橡胶收集辊通过带座轴承连接到齿轮箱中，所述带座轴承和齿轮箱通过齿轮箱连接螺栓固定在一起，所述齿轮箱右侧面垂直焊接电机支撑板，所述电机支撑板上连接有两个收集电机，所述收集电机为一级橡胶收集辊和二级橡胶收集辊提供动力，所述芦笋收集装置斜上方安装有芦笋挡板，所述芦笋挡板通过螺栓固定在机架上；

所述切割装置位于机架前下方，由切割刀、气缸、气缸执行器、气缸固定架组成，所述切割刀前半部分形状为宽矩形状，前面刀片薄，后面刀片钝，后半部分为圆柱形，后面连接有气缸，所述气缸后面配有气缸执行器，整个切割装置安装在气缸固定架上，所述气缸固定架斜向下安装在履带式行走底盘上；

所述输送系统包括输送带、输送带刮板、输送带挡板、输送带电机、固定架、输送滑板、芦笋收集箱；所述输送带通过辊子带动转动，输送带与机架呈一定角度，安装在机架的正上方；所述输送带刮板垂直于输送带平面安装在输送带上，输送带刮板边缘套有橡胶套，起到保护芦笋作用；所述输送带挡板安装在输送带两侧，与输送带留有一定的间隙，防止芦笋在输送的过程中从边缘掉落；所述输送带电机通过固定架安装在输送带的最上方，为输送带提供向上的输送力；所述固定架安装在机架的后半部分，所述输送滑板位于输送带后方，表面呈一定的弧形；所述的芦笋收集箱位于输送滑板的斜下方，焊接在机架的后方，收集采集完的芦笋。

所述控制系统包括电源、控制箱、图像检测模块、导航模块、切割模块。所述电源安装在机架左侧中间位置，为控制系统提供电能，所述控制箱固定在机架上，与电源相邻，控制芦笋收获机实现智能化采收，所述导航模块控制芦笋收获机的自行走，所述图像检测模块能识别芦笋，检测出符合高度要求的芦笋，所述切割模块控制气缸运动，完成芦笋的切割。

更进一步地，所述履带式底盘上方装有车盖板，车盖板的前方安装有两个对称的车灯，便于夜间照明作业。

更进一步地，所述车盖板后上方安装有导航天线，配合所述导航模块完成机器的无人驾驶自行走。

更进一步地，所述芦笋收集装置的前方装有超声波传感器和图像识别传感器，能识别出符合高度要求的绿芦笋，给控制中心传达信号，继而下达“切割”命令。

更进一步地，所述芦笋收集装置装有一级橡胶收集辊和二级橡胶收集辊，每一级橡胶辊为5对，相邻的橡胶辊旋向相反；所述一级橡胶收集辊和二级橡胶收集辊的长度不一样，一级橡胶收集辊长于二级橡胶收集辊。

更进一步地，所述输送装置上的输送带在横向上由输送带挡板均分为5部分，所述输送带挡板起到芦笋横向分摊的作用，防止芦笋在向上输送的过程中出现横向分布不均匀的现象。

更进一步地，收获的绿芦笋高度为20cm以上。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

(1)采用履带式底盘作为行走系统，履带式底盘具备结构紧凑、田间适应性强、地面通过性良好、便于操控等优点，可以很好地适应芦笋收获作业环境。

(2)发明了一种新型的芦笋收获机，能够实现对绿芦笋的选择性采收。

(3)通过使用导航系统，设定好作业路线，实现智能芦笋收获机的无人驾驶作业；

(4)采用图像识别技术分辨绿芦笋和杂草，由超声波装置确定植株的高度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为一种智能芦笋收获机的左视图(去除车盖板)。

图2为一种智能芦笋收获机的总体结构示意图。

图3为一种智能芦笋收获机的收集装置结构示意图。

图4为一种智能芦笋收获机的切割装置结构示意图。

图5为一种智能芦笋收获机的输送装置结构示意图。

图6为一种智能芦笋收获机的控制系统结构示意图。

图中：1.芦笋收集装置；2.图像识别传感器；3.超声波传感器；4.履带式行走底盘；5.机架；6.切割装置；7.输送装置；8.控制系统；9.车灯；10.车盖板；11.导航天线；12.收集电机；13.电机连接螺栓；14.电机支撑板；15.齿轮箱；16.齿轮箱连接螺栓；17.带座轴承；18.一级橡胶收集辊；19.二级橡胶收集辊；20.芦笋挡板；21.切割刀；22.气缸；23.气缸执行器；24.气缸固定架；25.输送带；26.输送带刮板；27.输送带挡板；28.输送带电机；29.固定架；30.输送滑板；31.芦笋收集箱；32.电源；33.控制箱；34.图像检测模块；35.导航模块；36.切割模块。

具体实施方式

附图为本发明的具体实施例。如图1至图6所示，该种智能芦笋收获机，包括履带式行走底盘4，履带式行走底盘4上安有机架5，机架5的前方安装有芦笋收集装置1，芦笋收集装置1上有两个收集电机12，收集电机12为两个同样型号的，带动一级橡胶收集辊18和二级橡胶收集辊19转动，橡胶收集辊的上方连接有芦笋挡板20，芦笋挡板20和机架5通过螺栓连接在一起，机架5的前下方连接有芦笋切割装置6，切割装置6的前方是切割刀21，切割刀21的后方是气缸22，气缸22的后方连接有气缸执行器21，整个切割装置6通过气缸固定架24连接在机架5的前下方，固定时与水平面呈一定的角度，机架5的正上方连接有输送装置7，输送装置7上有较宽的输送带25，输送带25通过输送辊子和输送带电机28带动转送，输送带25上纵向安装输送带挡板27，将输送带25横向均分为5部分，输送带25上垂直安装有输送带刮板26，输送带刮板26之间有一定的间隔，每个输送带刮板26的边缘安有橡胶套，输送带电机28位于输送带25的右上方，由固定架29固定在机架5上，输送滑板30位于输送带25的后方，芦笋收集箱31安装在输送滑板30的后方，下面连接有机架5，用以盛放收集的芦笋，机架5的上方有车盖板10，车盖板10的前方有车灯9，上车盖板10的右后方安有导航天线11，机架5左侧中间位置装有控制系统8，控制系统8中的控制箱33装在电源32的前方，控制箱33里面装有图像检测模块34、导航模块35、切割模块36，实现对芦笋收获机的控制。

工作过程如下：在收获绿芦笋前，规划好作业路径，导航模块35控制智能芦笋收获机实现自行走，设定好机器的前进速度，在收获的过程中，芦笋收集装置1前方的超声波传感器3和图像识别传感器2完成芦笋的识别与高度检测，当绿芦笋满足采收高度20cm以上时，传感器会将产生信号传达至处理器，处理器下达“切割”命令，使相应的气缸22工作，驱动切割刀21完成芦笋的切割，切割断的芦笋首先经过一级橡胶收集辊18的夹持向上输送，输送到二级橡胶收集辊19，二级橡胶收集辊19继续向上夹持输送，经过芦笋挡板20的作用，会落入到输送带25中，输送带25上的输送带刮板26将芦笋向上输送，两边的输送带挡板27将芦笋在横向上很好的分离，输送到输送带25最顶端时，由于重力作用，芦笋会掉落到输送滑板30上，输送滑板30表面有一定的弧度，左高右低，最终芦笋会滑落入后边的芦笋收集箱31中，完成芦笋的选择性收获工作。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种智能芦笋收获机，其特征在于：机架(5)、芦笋收集装置(1)、切割装置(6)、输送装置(7)、控制系统(8)、履带式行走底盘(4)；

所述履带式行走底盘(4)上安有机架(5)，所述机架(5)最前方倾斜安装芦笋收集装置(1)，所述芦笋收集装置(1)下方装有图像识别传感器(2)和超声波传感器(3)，所述芦笋收集装置(1)的右侧面装有一级橡胶收集辊(18)和二级橡胶收集辊(19)，所述一级橡胶收集辊(18)和二级橡胶收集辊(19)通过带座轴承(17)连接到齿轮箱(15)中，所述带座轴承(17)和齿轮箱(15)通过齿轮箱连接螺栓(16)固定在一起，所述齿轮箱(15)右侧面垂直焊接电机支撑板(14)，所述电机支撑板(14)上连接有两个收集电机(12)，所述收集电机(12)为一级橡胶收集辊(18)和二级橡胶收集辊(19)提供动力，所述芦笋收集装置(1)斜上方安装有芦笋挡板(20)，所述芦笋挡板(20)通过螺栓固定在机架(5)上；

所述切割装置(6)位于机架(5)前下方，由切割刀(21)、气缸(22)、气缸执行器(23)、气缸固定架(24)组成，所述切割刀(21)前半部分形状为宽矩形状，前面刀片薄，后面刀片钝，后半部分为圆柱形，后面连接有气缸(22)，所述气缸(22)后面配有气缸执行器(23)，整个切割装置(6)安装在气缸固定架(24)上，所述气缸固定架(24)斜向下安装在履带式行走底盘(4)上；

所述输送装置(7)包括输送带(25)、输送带刮板(26)、输送带挡板(27)、输送带电机(28)、固定架(29)、输送滑板(30)、芦笋收集箱(31)；所述输送带(25)通过辊子带动转动，输送带(25)与机架(5)呈一定角度，安装在机架(5)的正上方；所述输送带刮板(26)垂直于输送带平面安装在输送带(25)上，输送带刮板(26)边缘套有橡胶套，起到保护芦笋作用；所述输送带挡板(27)安装在输送带(25)两侧，与输送带留有一定的间隙，防止芦笋在输送的过程中从边缘掉落；所述输送带电机(28)通过固定架(29)安装在输送带(25)的最上方，为输送带提供向上的输送力；所述固定架(29)安装在机架(5)的后半部分，所述输送滑板(30)位于输送带(25)后方，表面呈一定的弧形；所述的芦笋收集箱(31)位于输送滑板(30)的斜下方，焊接在机架(5)的后方，收集采集完的芦笋；

所述控制系统(8)包括电源(32)、控制箱(33)、图像检测模块(34)、导航模块(35)、切割模块(36)；所述电源(32)安装在机架(5)左侧中间位置，为控制系统(8)提供电能，所述控制箱(33)固定在机架(5)上，与电源(32)相邻，控制芦笋收获机实现智能化采收，所述导航模块(35)控制芦笋收获机的自行走，所述图像检测模块(34)能识别芦笋，检测出符合高度要求的芦笋，所述切割模块(36)控制气缸(22)运动，完成芦笋的切割。

2.根据权利要求1所述的智能芦笋收获机，其特征在于：所述履带式行走底盘(4)上方装有车盖板(10)，所述车盖板(10)前方安装有两个对称的车灯(9)，便于夜间照明作业。

3.根据权利要求1所述的智能芦笋收获机，其特征在于：所述车盖板(10)后上方安装有导航天线(11)，配合导航模块(35)完成机器的无人驾驶自行走。

4.根据权利要求1所述的智能芦笋收获机，其特征在于：所述芦笋收集装置(1)前方装有超声波传感器(3)和图像识别传感器(2)，能识别出符合高度要求的绿芦笋，给控制中心传达信号，继而下达“切割”命令。

5.根据权利要求1所述的智能芦笋收获机，其特征在于：所述芦笋收集装置(1)装有一级橡胶收集辊(18)和二级橡胶收集辊(19)，每一级橡胶辊为5对，相邻的橡胶辊旋向相反；所述一级橡胶收集辊(18)和二级橡胶收集辊(19)的长度不一样，一级橡胶收集辊(18)长于二级橡胶收集辊(19)。

6.根据权利要求1所述的智能芦笋收获机，其特征在于：所述切割装置(6)由9个切割刀(21)和9个气缸(22)组成，每一组切割刀(21)和气缸(22)大小一致，对应于所述两个橡胶收集辊的中间位置，横向均匀分布，与地面呈一定的角度。

7.根据权利要求1所述的智能芦笋收获机，其特征在于：所述输送装置(7)上的输送带(25)在横向上由输送带挡板(27)均分为5部分，所述输送带挡板(27)起到芦笋横向分摊的作用，防止芦笋在向上输送的过程中出现横向分布不均匀的现象。

8.根据权利要求1所述的智能芦笋收获机，其特征在于：收获的绿芦笋高度为20cm以上。

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