CN112997809A

CN112997809A - 蘑菇采摘装置

Info

Publication number: CN112997809A
Application number: CN202110339536.6A
Authority: CN
Inventors: 王蓬勃; 荣佳诚; 黄锋; 耿长兴; 金国庆; 孙立宁
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: CN112997809B

Abstract

一种蘑菇采摘装置，与架设在目标物上方的轨道滑动配合，包括：架体；至少一个与架体连接且用以对目标物进行采摘的采摘机构；与架体连接且用以使得架体沿轨道滑动的行走机构；及与采摘机构和行走机构信号连接的控制机构；其中，架体上设置有连接壳体，行走机构包括至少一个与连接壳体连接的第一滑轮组件、及至少部分设置在连接壳体内的第二滑轮组件，第一滑轮组件包括至少一个与轨道滑动配合的驱动轮、通过传动件驱动该驱动轮转动的驱动件、及在驱动轮的作用下与轨道滑动配合的从动轮。通过设置有行走机构，该行走机构与轨道互动配合，以使得采摘机构移动至目标区域对目标物进行采摘，实现采摘自动化，更加快捷方便。

Description

蘑菇采摘装置

【技术领域】

本发明涉及一种蘑菇采摘装置，属于自动化收获机械技术领域。

【背景技术】

在中国，蘑菇栽培已经形成工厂化生产，由于蘑菇采摘作业周期长，需长时间投入大量劳动力来保证适时收获，因而果蔬采摘作业是整个生产链中耗时最长、最辛苦的环节。人工作业是目前最主要的采摘方式，存在工作环境差、劳动强度大等问题；此外，由于蘑菇生长具有各向异性、密疏不均等差异，非智能的机械化作业也难以满足如此复杂的工况。因此，基于机器人的智能化采摘作业越来越受到广泛的使用。目前，对蘑菇机械化采摘的研究不多，基本处于设计研制的空白领域，因此，蘑菇的智能化采摘已经成为果蔬采摘机器人亟待解决的关键技术问题。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种蘑菇采摘装置，其能够实现对蘑菇的自动化采摘，提高采摘效率且方便快捷。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：一种蘑菇采摘装置，与架设在目标物上方的轨道滑动配合，包括：

架体；

至少一个与所述架体连接且用以对所述目标物进行采摘的采摘机构；

用以使得所述架体沿所述轨道滑动的行走机构；

及与所述采摘机构和行走机构信号连接的控制机构；

其中，所述行走机构包括至少一个与所述轨道滑动配合的第一滑轮组件及第二滑轮组件，所述第一滑轮组件包括至少一个与所述轨道滑动配合的驱动轮、通过传动件驱动所述驱动轮转动的驱动件、及在所述驱动轮的作用下与所述轨道滑动配合的从动轮。

在其中一个实施例中，所述第一滑动组件还包括连接壳体，至少部分所述驱动轮设置在所述连接壳体内；所述第一滑轮组件还包括用以转动连接所述连接壳体和所述从动轮的连接臂，所述从动轮与所述驱动轮分别设置在所述轨道的两侧。

在其中一个实施例中，所述从动轮设置有两个，两个所述从动轮之间设置有调节组件，所述调节组件用以调节两个所述从动轮之间的距离，以调节所述驱动轮、从动轮与轨道之间的夹紧力。

在其中一个实施例中，所述调节组件包括用以连接两个所述从动轮的连杆、设置在所述连杆上且与其中一个所述从动轮抵持的第一弹性件、及设置在所述第一弹性件一侧的调节件，所述调节件与所述连杆螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述第一滑轮组件设置有两个，所述行走机构还包括用以连接两个所述第一滑轮组件的连接件、及用以连接所述连接件和所述架体的固定件。

在其中一个实施例中，所述行走机构还包括套设在所述固定件上的第二弹性件、及设置在所述第二弹性件的一侧以使得所述第二弹性件与所述连接件抵持的螺母，所述螺母与所述连接件螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述第二滑轮组件包括若干个与所述架体连接的滑轮件。

在其中一个实施例中，每个所述采摘机构包括夹爪及用以驱动所述夹爪对所述目标物进行采摘的驱动组件。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括行走支架、与所述行走支架连接且用以驱动所述采摘机构沿所述架体宽度方向移动的第一驱动模块、与所述夹爪连接且用以驱动所述夹爪沿所述架体高度方向运动的第二驱动模块、及与所述第一驱动模块连接以带动所述夹爪沿所述架体的长度方向移动的第三驱动模块。

在其中一个实施例中，所述第二驱动模块包括与所述第一驱动模块连接的连接块、套设在所述连接块上且与所述夹爪连接的伺服电缸、及与所述伺服电缸连接的伺服电机。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过设置有行走机构，该行走机构与轨道互动配合，以使得采摘机构移动至目标区域对目标物进行采摘，实现采摘自动化，更加快捷方便。

【附图说明】

图1是本发明的蘑菇采摘装置的结构示意图。

图2是图1中的行走机构的结构示意图。

图3是图2中的部分结构示意图。

图4是图3中第一滑轮组件的剖面图。

图5为图1中的采摘机构的结构示意图。

图6为图1中的采摘机构的侧面示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1至图6所示，本发明的一较佳实施例中的一种蘑菇采摘装置100，用以对目标物进行采摘。在本实施例中，该蘑菇采摘装置100用以采摘蘑菇，诚然，在其他实施例中，该蘑菇采摘装置100也可用以采摘其他事物，例如蔬菜等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

相应的，为了配合蘑菇采摘装置100采摘，目标物上方架设有用以蘑菇采摘装置100滑动以移动至目标区域的轨道200。具体的，蘑菇采摘装置100包括架体1、至少一个与架体1连接且用以对目标物进行采摘的采摘机构2、与架体1连接且用以使得架体1沿轨道200滑动的行走机构3、及与采摘机构2和行走机构3信号连接的控制机构5，控制机构5控制行走机构3移动至目标区域内，然后控制采摘机构2对目标物进行采摘，并将采摘后的目标物放置在架体1上的收集箱4内，实现全自动化采摘，提高了采摘效率。在本实施例中，该收集箱4设置在架体1的一侧。

其中，架体1的长度等同于轨道200的宽度，以使得架体1能够沿轨道200移动。并且，于蘑菇采摘装置100的高度方向上，行走机构3设置在架体1的下方。行走机构3包括至少一个第一滑轮组件31及第二滑轮组件32，在本实施例中，为了使得蘑菇采摘装置100整体移动平稳，第一滑轮组件31设置有两个，分别设置在架体1的两侧。同时，为了使得架体1能够移动地更为顺畅，第二滑轮组件32包括若干个与架体1连接的滑轮件321，滑轮件321在第一滑轮组件31的带动下能够使得架体1移动平稳，方便快捷。诚然，在其他实施例中，第一滑轮组件31的个数也可以为其他，例如四个等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

第一滑轮组件31包括至少一个与轨道200滑动配合的驱动轮312、通过传动件驱动该驱动轮312转动的驱动件314、及在驱动轮312的作用下与轨道200滑动配合的从动轮313，于蘑菇采摘装置100的高度方向上，驱动轮312和从动轮313分别设置在轨道200的两侧，以使得驱动轮312和从动轮313与轨道200分别滑动配合，在保证滑动顺畅的同时，还能保证第一滑轮组件31不会从轨道200上滑脱，保证采摘的安全性及效率。

该第一滑动组件还包括连接壳体311，至少部分驱动轮312设置在连接壳体311内。在本实施例中，部分驱动轮312设置在连接壳体311内，这样设置的目的在于：以使得另外的部分的驱动轮312突伸出连接壳体311与轨道200滑动配合，连接壳体311不会对驱动轮312的滑动在成干涉。具体的，驱动轮312通过连接轴转动设置在连接壳体311内，传动件与连接轴连接。

在本实施例中，驱动件314为驱动电机，相应的，传动件为用以连接驱动电机和驱动轮312的蜗轮蜗杆减速机，驱动电机驱动蜗轮蜗杆减速机进而驱动该驱动轮312转动。诚然，在其他实施例中，驱动件314也可为其他，例如丝杠、气缸等做直线运动的器件，此时，传动件为齿轮传动，其用以将直线运动转换为旋转运动，在此不做具体限定，根据实际情况而定。其中，驱动电机与连接壳体311固定连接，且设置在连接壳体311的外侧。蜗轮蜗杆减速机与连接轴连接，进而带动驱动轮312转动。在本实施例中，驱动轮312设置有两个，因此，两个驱动轮312之间还设置有用以连接的链条，同时为了保证驱动轮312之间的传动正常，还设置有用以使得链条张紧的张紧轮315，张紧轮315通过螺栓与连接壳体311连接。调节螺栓进而调节张紧轮315的上下位置，从而调节链条的传动张紧，以保证两个驱动轮312之间的滑动顺畅。

第一滑轮组件31还包括用以转动连接该连接壳体311和从动轮313的连接臂316，连接臂316的一端通过转动轴与连接壳体311转动连接，连接臂316的另一端形成有安装空间，从动轮313转动设置在该安装空间内。从动轮313与驱动轮312的连接方式一致，皆是通过连接轴连接以实现转动连接。在本实施例中，从动轮313设置有两个，两个从动轮313之间设置有调节组件317，调节组件317用以调节两个从动轮313之间的距离，以调节驱动轮312、从动轮313与轨道200之间的夹紧力。

具体的，调节组件317包括用以连接两个从动轮313的连杆3171、设置在连杆3171上且与其中一个从动轮313抵持的第一弹性件3172、及设置在第一弹性件3172一侧的调节件3173，调节件3173与连杆3171螺纹连接。值得注意的是，在本实施例中，第一弹性件3172具有较大的弹性。并且，连杆3171的一端与其中一个从动轮313固定连接，另一个从动轮313与连杆3171活动连接。当需要调紧驱动轮312和从动轮313之间的夹紧力时，旋转调节件3173，第一弹性件3172在压缩的同时会带动连杆3171移动，继而使得两个从动轮313之间的距离变小，两个从动轮313随之在高度方向上向上移动，从而改变了驱动轮312和从动轮313之间的夹紧力。反之亦然。

呈上述，在本实施例中，第一滑动组件设置有两个，因此，行走机构3还包括用以连接两个第一滑轮组件31的连接件318、及用以连接连接件318和架体1的固定件319。连接件318通过紧固件与连接壳体311连接，同时，连接件318上还开设有用以使得部分固定件319穿过的螺纹孔，以使得固定件319与连接件318螺纹连接。行走机构3还包括套设在固定件319上的第二弹性件310、及设置在第二弹性件310的一侧以使得第二弹性件310与连接件318抵持的螺母，螺母与连接件318连接。调节螺母以调节固定件319相对于连接件318的高度，进而调节行走机构3在架体1上的整体高度。设置有第二弹性件310的目的在于：可在复位时达到省力的目的。

每个采摘机构2包括夹爪21及用以驱动夹爪21对目标物进行采摘的驱动组件22。其中，驱动组件22包括行走支架224、与行走支架224连接且用以驱动采摘机构2沿架体1宽度方向移动的第一驱动模块221、与夹爪21连接且用以驱动夹爪21沿架体1高度方向运动的第二驱动模块222、及与第一驱动模块222连接以带动夹爪21沿架体1的长度方向移动的第三驱动模块223。在本实施例中，该夹爪21的材质为柔性材质，例如硅胶等，以在对目标物进行采摘的时候不会对目标物造成损伤。

第一驱动模块221包括步进电机2211及与该步进电机2211连接的第一同步带轮2212，步进电机2211设置在行走支架224的一侧，而第一同步带轮2212沿行走支架224的长度方向设置。第一同步带轮2212设置有两个，两个第一同步带轮2212通过同步带连接。第二驱动模块222与同步带连接。其中，第一同步带轮2212为常规结构，其与步进电机2211的连接方式也为常规，在此不做赘述。

第二驱动模块222包括与同步带连接的连接块2221、套设在连接块2221上且与夹爪21连接的伺服电缸2223、及与伺服电缸2223连接的伺服电机2222，连接块2221在同步带的带动下可沿行走支架224的长度方向移动，而伺服电机2222驱动伺服电缸2223旋转以带动夹爪21旋转运动，伺服电缸2223带动夹爪21沿高度方向移动，进而驱动夹爪21对目标物进行采摘。

第三驱动模块223包括设置在行走支架224侧边的第二同步带轮2231，第二同步带轮2231通过联轴器与步进电机2211连接，故该步进电机2211为双输出轴步进电机2211。第二同步带轮2231设置在行走支架224靠近步进电机2211的一侧，进而减小采摘机构2整体体积。第二同步带轮2231设置有若干个，若干个第二同步带轮2231同样通过同步带之间连接。行走支架224还包括与架体1滑动配合的行走轮2241，第二同步带轮2231通过同步带与行走轮2241连接，进而带动行走轮2241移动，以使得采摘机构2整体能够沿架体1的长度方向(行走支架224的宽度方向)移动。

所述采摘机构2还包括与行走支架224连接的相机，该相机与控制机构5信号连接，用以采集图片，然后将采集后的图片发送至控制机构5内，控制机构5对图片进行处理并判断该图片上是否存在目标物以确定目标物的具体位置，并根据确定后的位置控制行走机构3移动至该位置，然后控制采摘机构2对目标物进行采摘。在本实施例中，该控制机构5为控制器。

综上所述：通过设置有行走机构3，该行走机构3与轨道200互动配合，以使得采摘机构2移动至目标区域对目标物进行采摘，实现采摘自动化，更加快捷方便。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种蘑菇采摘装置，与架设在目标物上方的轨道滑动配合，其特征在于，包括：

架体；

用以使得所述架体沿所述轨道滑动的行走机构；

及与所述采摘机构和行走机构信号连接的控制机构；

2.如权利要求1所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，所述第一滑动组件还包括连接壳体，至少部分所述驱动轮设置在所述连接壳体内；所述第一滑轮组件还包括用以转动连接所述连接壳体和所述从动轮的连接臂，所述从动轮与所述驱动轮分别设置在所述轨道的两侧。

3.如权利要求1所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，所述从动轮设置有两个，两个所述从动轮之间设置有调节组件，所述调节组件用以调节两个所述从动轮之间的距离，以调节所述驱动轮、从动轮与轨道之间的夹紧力。

4.如权利要求3所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，所述调节组件包括用以连接两个所述从动轮的连杆、设置在所述连杆上且与其中一个所述从动轮抵持的第一弹性件、及设置在所述第一弹性件一侧的调节件，所述调节件与所述连杆螺纹连接。

5.如权利要求1所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，所述第一滑轮组件设置有两个，所述行走机构还包括用以连接两个所述第一滑轮组件的连接件、及用以连接所述连接件和所述架体的固定件。

6.如权利要求5所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，所述行走机构还包括套设在所述固定件上的第二弹性件、及设置在所述第二弹性件的一侧以使得所述第二弹性件与所述连接件抵持的螺母，所述螺母与所述连接件螺纹连接。

7.如权利要求1所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，所述第二滑轮组件包括若干个与所述架体连接的滑轮件。

8.如权利要求1所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，每个所述采摘机构包括夹爪及用以驱动所述夹爪对所述目标物进行采摘的驱动组件。

9.如权利要求8所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，所述驱动组件包括行走支架、与所述行走支架连接且用以驱动所述采摘机构沿所述架体宽度方向移动的第一驱动模块、与所述夹爪连接且用以驱动所述夹爪沿所述架体高度方向运动的第二驱动模块、及与所述第一驱动模块连接以带动所述夹爪沿所述架体的长度方向移动的第三驱动模块。

10.如权利要求9所述的蘑菇采摘装置，其特征在于，所述第二驱动模块包括与所述第一驱动模块连接的连接块、套设在所述连接块上且与所述夹爪连接的伺服电缸、及与所述伺服电缸连接的伺服电机。