CN111642333A - 一种智能蘑菇采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于蘑菇采摘领域，尤其涉及一种智能蘑菇采摘装置。本发明采用切割的方式对蘑菇进行逐个割除，避免了传统采摘机械手对蘑菇菌盖的损伤，并且切割摘除的方式效率优于机械手摘除的方式。本发明提高了蘑菇的采摘效率和质量、节省了人工成本。

Description

一种智能蘑菇采摘装置

技术领域

本发明属于蘑菇采摘领域，尤其涉及一种智能蘑菇采摘装置。

背景技术

蘑菇在果蔬类产品的市场消费中占有重要份额。其中，双孢菇种植多采用大规模无菌化生产车间方式，工厂化生产蘑菇对菇房环境要求高，恒温、无杂菌等。但是，目前蘑菇的采摘作业多依赖于人工，大规模无菌化车间生产需要大量的人工进行蘑菇的采摘分类，为了提高采摘效率和质量、节省人工成本，设计出一种基于机器视觉的蘑菇采摘系统是很好的解决方案。

采摘机器人是一种高效的装置，其关键部件为机械手末端执行器，用来夹持蘑菇，进行采摘。末端执行器需要在保持蘑菇品质的情况下以适当的夹持力将蘑菇从培养基中采摘出来。采摘作业质量直接影响着后续存储、加工、销售的环节，因此对末端执行器的控制要求很高。

高任峰发明了一种蘑菇采摘系统(发明专利，智能蘑菇采摘车，申请号：201520679512.5)，该装置的末端执行器使用了两个夹持臂配合来完成蘑菇的采摘。两个夹持臂工作时会移动到蘑菇菌杆的两侧，夹持臂各包含一套切割组件，通过切割菌杆的方式将蘑菇采摘下。使用这种方式采摘的蘑菇很容易在采摘过程中出现损伤、变色。若切割后的蘑菇品相不好，还要进行二次处理。

胡小梅发明了一种蘑菇采摘系统(发明专利，一种蘑菇采摘装置，申请号：201810544048.7)，该装置的末端执行器是由轴承、轴承支架、连接轴、升降杆、旋转齿轮、吸盘和电机构成的，吸盘与气管相连，通过吸气、断气来吸取、放下蘑菇，并通过扭转来实现根土分离。但由于菇房在潮湿的环境下，菌盖表面常覆有液体，在操作时容易造成菌盖破损、打滑。

叶明发明了一种蘑菇采摘系统(发明专利，基于机器视觉的蘑菇自动采摘系统及方法，申请号：201710257060.5)，该装置的末端执行器使用了气囊式机械手，通过气泵对气压进行控制来实现指节的弯曲产生径向位移。气囊式机械手不容易对蘑菇造成损伤，但是气压产生的抓持力难以控制，对气压控制要求较高，气压太高容易产生挤压，气压过低抓举能力较差。

目前基于机器视觉的农业采摘机器人大多是针对某一品种进行研发，不同采摘对象由于种植环境差异，采摘对象形状、生长位置差异，对采摘机器人的功能要求相差很大，现有采摘机器人无法使用蘑菇的自动采摘作业。因此，有必要针对大规模无菌化蘑菇生产，开发出一种低成本、高效率的基于机器视觉的蘑菇自动采摘系统。

发明内容

本发明提供了一种智能蘑菇采摘装置，通过切割和链传送的方式实现蘑菇的采摘。

一种智能蘑菇采摘装置，其特征在于，固定架14上安装有圆筒导轨1，圆筒导轨1内有导轨槽4；固定架14一侧安装有左链轮固定架6，左链轮固定架6与右链轮固定架12通过链轮架紧固螺钉24连接到一起，左链轮固定架6与右链轮固定架12之间的宽度根据所采摘蘑菇的菌柄直径调整，左链轮固定架6上安装有左传动轴21，右链轮固定架12上安装有右传动轴23，右传动轴23左端为中空结构，左传动轴21插入到右传动轴23左端的中空结构中，并通过传动轴固定螺钉22固定，根据左链轮固定架6与右链轮固定架12之间的宽度调整左传动轴21插入到右传动轴23的深度；左链轮固定架6前端安装有左前链轮8，左传动轴21上安装有左后链轮25，右链轮固定架12前端安装有右前链轮9，右传动轴23上安装有右后链轮11；左前链轮8和左后链轮25上装有左传输链7，右前链轮9和右后链轮11上装有右传输链10；固定架14上安装有传动电机15，传动电机15的轴与左传动轴21连接；圆筒导轨1靠近左传输链7的一侧安装有光电开关5，圆筒导轨1的另一侧中心处安装有切割电机17，切割电机17的轴上安装有传动臂16，传动臂16上安装有圆筒20，圆筒导轨1内部有滑块2，滑块2上的槽轨块19在导轨槽4内自由滑动，滑块2左侧的圆柱18与圆筒20配合，并沿圆筒20的轴线方向自由滑动；滑块2上安装有蘑菇切刀3；左传动轴21和右传动轴23下方有收集筐13。切刀3的刀刃沿着圆筒导轨1切线的方向。圆筒导轨1内的导轨槽4在圆筒导轨1的底部靠近左链轮固定架6一侧，导轨槽4在圆筒导轨1的顶部靠近切割电机17一侧。左传输链7和右传输链10均为塑料材质。

本发明采用切割的方式对蘑菇进行逐个割除，避免了传统采摘机械手对蘑菇菌盖的损伤，并且切割摘除的方式效率优于机械手摘除的方式。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明装置的侧视结构示意图；

图3为本发明装置的刀片夹持部分滑块2的示意图；

图4为本发明装置的刀片安装部分示意图；

图5为本发明装置的圆导轨内侧仰视示意图；

图6为本发明装置的伸缩轴部分示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面文本说明书，本发明的前述以及其他的特征将变得明显。

开始采摘之前，根据本批次所要采摘蘑菇的菌柄直径尺寸调整左链轮固定架6与右链轮固定架12之间的宽度，以及左后链轮25和和右后链轮11之间的宽度，使左传输链7和右传输链10之间的距离大于蘑菇的菌柄直径，并小于蘑菇菌盖的直径，调整完成后拧紧链轮架紧固螺钉24和传动轴固定螺钉22。初始时，切刀3在其最高点的位置。将本发明装置的前端插入蘑菇菌盖的下方，蘑菇的菌柄位于左传输链7和右传输链10之间，当本发明装置继续往前移动，蘑菇到达光电开关5的位置时，光电开关5检测到蘑菇，传动电机15和切割电机17开始转动，带动传动臂16和圆筒20转动，圆筒20带动圆柱18、滑块2和切刀3绕圆筒导轨1转动，同时导轨槽4迫使槽轨块19沿导轨槽4的轨迹移动，带动圆柱18在圆筒20内沿圆筒20的轴线方向移动，也带动滑块2和切刀3沿圆筒20的轴线方向移动。因为在最上端时，导轨槽4在圆筒导轨1的顶部靠近切割电机17一侧，所以切刀3缩入圆筒导轨1内，刀刃不会伤及蘑菇的菌盖；当切刀3到达最下端时，因为圆筒导轨1内的导轨槽4在圆筒导轨1的底部靠近左链轮固定架6一侧，所以切刀3伸出圆筒导轨1外，将蘑菇的菌柄切断，切刀3继续转动回到最高点停止，等待下一次切割。被切断的蘑菇掉落在左传输链7和右传输链10上，传动电机15通过左传动轴21和右传动轴23带动左后链轮25和右后链轮11同步转动，进而使左传输链7和右传输链10同步移动，左传输链7和右传输链10托住蘑菇的菌盖，并带动蘑菇向收集筐13方向移动，最终蘑菇掉落到收集筐13中，一个蘑菇收割过程完成。本发明的装置移动到下一个蘑菇处，进行相同的采摘过程。

因为蘑菇收割以后不宜接触铁器，所以本发明装置采用了塑料传输链。

Claims (4)

1.一种智能蘑菇采摘装置，其特征在于，固定架(14)上安装有圆筒导轨(1)，圆筒导轨(1)内有导轨槽(4)；固定架(14)一侧安装有左链轮固定架(6)，左链轮固定架(6)与右链轮固定架(12)通过链轮架紧固螺钉(24)连接到一起，左链轮固定架(6)与右链轮固定架(12)之间的宽度根据所采摘蘑菇的菌柄直径调整，左链轮固定架(6)上安装有左传动轴(21)，右链轮固定架(12)上安装有右传动轴(23)，右传动轴(23)左端为中空结构，左传动轴(21)插入到右传动轴(23)左端的中空结构中，并通过传动轴固定螺钉(22)固定，根据左链轮固定架(6)与右链轮固定架(12)之间的宽度调整左传动轴(21)插入到右传动轴(23)的深度；左链轮固定架(6)前端安装有左前链轮(8)，左传动轴(21)上安装有左后链轮(25)，右链轮固定架(12)前端安装有右前链轮(9)，右传动轴(23)上安装有右后链轮(11)；左前链轮(8)和左后链轮(25)上装有左传输链(7)，右前链轮(9)和右后链轮(11)上装有右传输链(10)；固定架(14)上安装有传动电机(15)，传动电机(15)的轴与左传动轴(21)连接；圆筒导轨(1)靠近左传输链(7)的一侧安装有光电开关(5)，圆筒导轨(1)的另一侧中心处安装有切割电机(17)，切割电机(17)的轴上安装有传动臂(16)，传动臂(16)上安装有圆筒(20)，圆筒导轨(1)内部有滑块(2)，滑块(2)上的槽轨块(19)在导轨槽(4)内自由滑动，滑块(2)左侧的圆柱(18)与圆筒(20)配合，并沿圆筒(20)的轴线方向自由滑动；滑块(2)上安装有蘑菇切刀(3)；左传动轴(21)和右传动轴(23)下方有收集筐(13)。

2.根据权利要求1所述的一种智能蘑菇采摘装置，其特征在于切刀(3)的刀刃沿着圆筒导轨(1)切线的方向。

3.根据权利要求1所述的一种智能蘑菇采摘装置，其特征在于圆筒导轨(1)内的导轨槽(4)在圆筒导轨(1)的底部靠近左链轮固定架(6)一侧，导轨槽(4)在圆筒导轨(1)的顶部靠近切割电机(17)一侧。

4.根据权利要求1所述的一种智能蘑菇采摘装置，其特征在于左传输链(7)和右传输链(10)均为塑料材质。

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