CN113812258B - 一种自动化草莓分级采摘包装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业采摘领域，公开了一种自动化草莓分级采摘包装机，包括机械阻尼刀，条槽，水槽，所述机械阻尼刀包括重量键帽，所述键帽内部设有槽孔，所述重量键帽下侧固定连接有采摘刀，所述采摘刀为上大下小的锥状，其端部为弯钩状刃口用于将草莓根茎切断，所述键帽下方设有T型阻尼块，所述T型阻尼块上装有弹簧；本发明的一种自动化草莓分级采摘包装机，通过装于小车侧边的风机将草莓的叶片吹离果实，起到区分叶片和果实的作用，相对于传统的机械爪依靠摄像头和识别软件抓取果实的方案，风机分离能更好的将成熟果实，即重量达到一定的果实与叶片和未成熟的果实区分开来，不易漏果。

Description

一种自动化草莓分级采摘包装机

技术领域

本发明涉及农业采摘技术领域，具体为一种自动化草莓分级采摘包装机。

背景技术

草莓为多年生草本植物，高10-40厘米，茎低于叶或相近，聚合果大，宿存萼片直立，紧贴于果实；瘦果尖卵形，光滑。草莓的由于其表皮柔软，无核，等特征其非常容易受到挤压，磕碰等损坏，并且草莓在表皮受损后将会非常快速的氧化，加大破损面积，破坏口感和品相，这种草莓往往不能上市售卖而做坏果处理，所以目前的草莓采摘基本依靠人工，但对于大面积种植的农户来说，人工采摘非常的费事费力，而目前的一些关于草莓采摘的设计，都是依靠机械手臂对草莓进行采摘，其精度低，易导致坏果，并且在将草莓剪下后其储存手段也易导致草莓表皮破损，大多采用摄像头识别技术，而草莓的生长环境有大量的叶片遮挡，导致许多成熟的草莓未被设备识别而错过采摘造成浪费，并且传统的采摘机将采摘后的草莓堆积在一起导致底部草莓承受较大压力而变形烂果，并且后续果农还要对堆积的草莓重新摘选，分级，自动化程度低，效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化草莓分级采摘包装机，用于克服现有技术中的上述缺陷。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种自动化草莓分级采摘包装机包括机械阻尼刀，条槽，水槽，所述机械阻尼刀包括重量键帽，所述键帽内部设有槽孔，所述重量键帽下侧固定连接有采摘刀，所述采摘刀为上大下小的锥状，其端部为弯钩状刃口用于将草莓根茎切断，所述键帽下方设有T型阻尼块，所述T型阻尼块上装有弹簧，所述T型阻尼块上端套入所述键帽内部槽孔内，所述键帽外部设有空心杆，所述空心杆下方设有开口，所述采摘刀可由所述开口伸出，所述水槽左右两侧装有支杆，所述条槽与所述支杆间设有铰接杆，所述支杆端部均装有电机可将所述条槽转动，所述水槽两侧设有采摘轴，所述采摘轴上铰接装有采摘臂，所述采摘臂端部装有步进电机，所述采摘臂上端铰接装有所述机械阻尼刀，所述机械阻尼刀为杆状，用于分别不同的草莓的重量以辨别其是否成熟，所述采摘臂两端装有伺服电机，所述伺服电机转轴直接连接于所述机械阻尼刀，所述水槽前后均装有风机，所述风机用于将草莓果实与叶片区分开来，能实现更好的采摘效果，避免某些成熟草莓被叶片挡住而未被采摘。

进一步的技术方案，所述水槽下方设有平衡小车，所述平衡小车包括四只全驱轮，车架，其中左端所述全驱轮铰接设有平衡杆件，所述平衡杆件一端铰接于所述全驱轮的转轴，所述平衡杆件另一端铰接设有平衡轮，由于种植草莓的果园大多数为泥地大棚，沙土细软，草莓成熟的季节往往多雨土地泥泞普通的采摘小车容易陷入，所述平衡轮可保证所述平衡小车左端始终有轮胎与地面接触，并且增大了接触面积进一步减小小车陷入泥地的可能。

进一步的技术方案，由于在采摘过程中需要平衡小车始终保持平衡，使所述机械阻尼刀能与地面保持水平，所述车架两端设有自适应平衡杆，所述自适应平衡杆通过单片机对水平度的感应自动补偿所述水槽与地面的角度差。

进一步的技术方案，所述水槽内设有水泵，所述铰接杆为中空设计，所述水槽通过所述铰接杆与条槽连通，所述条槽两端与所述铰接杆连通处装有单向阀，所述水泵用于将水抽至所述条槽内。

本发明的有益效果 ：本发明的一种自动化草莓分级采摘包装机，通过装于小车侧边的风机将草莓的叶片吹离果实，起到区分叶片和果实的作用，相对于传统的机械爪依靠摄像头和识别软件抓取果实的方案，风机分离能更好的将成熟果实，即重量达到一定的果实与叶片和未成熟的果实区分开来，不易漏果。

本装置的机械阻尼刀具有伸缩功能，可进入到草莓果实的根茎下方避免了与草莓的直接接触，这也是本发明的重点，传动的自动采摘几乎为机械手臂与果实接触采摘，采摘过程中不可避免的将损伤到果肉，其机械阻尼刀分段可将每一个果肉分段对应，此时成熟的果肉重量达到预先设定的值将触发块按下，其下方的带有弯头刃的采摘刀伸出并且在油压的作用下具有一定的阻尼，此时快速转动机械阻尼刀，其弯头刃即可将触发的果肉根茎切断，而对于哪些没有成熟的果肉将不会触发，保持其继续生长，有效的区分了成熟的果肉，并且在采摘过程中完全避免接触果肉，避免破损。

本装置机械阻尼刀下方配套的设有条槽，在其工作过程中条槽内装有水，在其机械阻尼刃工作时会将草莓根茎抬起，此时将条槽移动至机械阻尼刀下方，草莓掉下后将直接落入水中，避免了机械采摘对表皮的伤害，并且由于草莓种植环境多有泥浆，掉入水中可对草莓的表面进行初步的清洗，防止虫害。

条槽收集到一轮果实后将移动至全地形采摘车上方，在卸货杆的作用下，条槽将草莓直接倾倒至小车上的打包池，由于打包池内也装满水，在整个采摘过程中包装了草莓表皮不被机械硬物接触避免损伤。

综上所述，本装置利用风选将叶片和果实区分更高效的识别了草莓，避免了传统的机械采摘可能将长在叶片底部的果肉遗漏，同时整个采摘过程中利用水作为介质避免了传统的采摘不可避免的损伤果肉，同时利用水作为介质可将草莓表面的泥和小虫等清洗，同时为根茎供水保持了水果的新鲜度，果农可将打包好的草莓直接上市售卖，实现了全自动化，并且效果好。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的A-A放大结构示意图；

图3是图1的俯视放大结构示意图；

图4是图1的左视放大结构示意图；

图5是图1的条槽，水槽，机械阻尼刀的立体图。

具体实施方式

下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图 1-5 所述的一种自动化草莓分级采摘包装机包括机械阻尼刀28，条槽26，水槽25，所述机械阻尼刀28包括重量键帽10，所述重量键帽10内部设有槽孔，所述重量键帽10下侧固定连接有采摘刀14，所述采摘刀14为上大下小的锥状，其端部为弯钩状刃口用于将草莓根茎切断，所述重量键帽10下方设有T型阻尼块11，所述T型阻尼块11上装有弹簧12，所述T型阻尼块11上端套入所述重量键帽10内部槽孔内，所述重量键帽10外部设有空心杆13，所述空心杆13下方设有开口15，所述开口15为锥型设计以便于与所述采摘刀14配合，所述采摘刀14可由所述开口15伸出，当所述重量键帽10被按下后当按下的力达到预设值时，所述采摘刀14将会伸出开口15，并且由于所述采摘刀14的锥型设计与所述开口15配合，所述采摘刀14将在一定时间内保持伸出状态，所述水槽25左右两侧装有支杆31，所述条槽26与所述支杆31间设有铰接杆24，所述支杆31端部内均装有电机可将所述条槽26转动，所述水槽25两侧设有采摘轴30，所述采摘轴30上铰接装有采摘臂27，所述采摘臂27端部装有步进电机18，所述采摘臂27上端铰接装有所述机械阻尼刀28，所述机械阻尼刀28为杆状，其上部的所述重量键帽10分段安装，用于区分不同草莓的重量以辨别其是否成熟，所述采摘臂27两端装有伺服电机16，所述伺服电机16转轴直接连接于所述机械阻尼刀28，所述伺服电机16用于在确认草莓重量后快速将所述机械阻尼刀28转动一圈，此时重量达到预设值的成熟草莓将会使所述采摘刀14伸出，快速转动一周后所述采摘刀14将草莓根茎切断，未触发键帽的部分将不会被影响以此区分草莓是否成熟，所述水槽25前后均装有风机23，所述风机23用于将草莓果实与叶片区分开来，能实现更好的采摘效果，避免某些成熟草莓被叶片挡住而未被采摘。

优选的，所述水槽25下方设有平衡小车40，所述平衡小车40包括四只全驱轮19，车架22，其中左端所述全驱轮19铰接设有平衡杆件21，所述平衡杆件21一端铰接于所述全驱轮19的转轴，所述平衡杆件21另一端铰接设有平衡轮20，由于种植草莓的果园大多数为泥地大棚，沙土细软，草莓成熟的季节往往多雨土地泥泞普通的采摘小车容易陷入，所述平衡轮20可保证所述平衡小车40左端始终有轮胎与地面接触，并且增大了接触面积进一步减小小车陷入泥地的可能。

优选的，由于在采摘过程中需要平衡小车40始终保持平衡，使所述机械阻尼刀28能与地面保持水平，所述车架22两端设有自适应平衡杆51，所述自适应平衡杆51通过单片机对水平度的感应自动补偿所述水槽25与地面的角度差。

优选的，所述水槽25内设有水泵52，所述铰接杆24为中空设计，所述水槽25通过所述铰接杆24与条槽26连通，所述条槽26两端与所述铰接杆24连通处装有单向阀70，所述水泵52用于将水抽至所述条槽26内。

本发明的具体使用方法是 ：

工作时，启动平衡小车40，平衡小车40由PLC控制每次向前行进十分之九个车位，重叠部分保证采摘无遗漏，当小车进入工作位时，启动风机23，特定的风力将会把叶片吹离草莓果实，风机分离能更好的将成熟果实，即重量达到一定的果实与叶片和未成熟的果实区分开来，不易漏果，此时启动步进电机18及支杆31端部的电机放下，启动水泵52将水槽25内的水抽至条槽26内，此时机械阻尼刀28将草莓的根茎抬起，将条槽26移动至被悬空的草莓果实的下方，此时重量达到预设值的草莓将重量键帽10压下，当所述重量键帽10被按下后当按下的力达到预设值时，所述采摘刀14将会伸出开口15，并且由于所述采摘刀14的锥型设计与所述开口15配合，所述采摘刀14将在一定时间内保持伸出状态，而那些重量未达到的草莓即是未成熟的果实，将不会触发重量键帽10，有效的区分了成熟的果肉，并且在采摘过程中完全避免接触果肉，避免破损，然后启动伺服电机16快速将机械阻尼刀28转动一周，采摘刀14上的弯刃将会把成熟果实的根茎切断，果实顺势掉入下方的条槽26内，由于条槽26内装有水，草莓在这里将会被简单清洗，整个采摘过程中利用水作为介质避免了传统的采摘不可避免的损伤果肉，同时利用水作为介质可将草莓表面的泥和小虫等清洗，同时为根茎供水保持了水果的新鲜度，转动一周后被触发的键帽10在弹簧12的作用下将会复位，使采摘刀14退回准备下一轮的采摘，启动支杆31端部的电机将条槽26内的草莓及水倒入水槽25内保存即完成了一轮草莓采摘，然后在plc的控制下向前前进十分之九个车位重复上述动作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种自动化草莓分级采摘包装机，包括机械阻尼刀，条槽，水槽，所述机械阻尼刀包括重量键帽，所述键帽内部设有槽孔，所述重量键帽下侧固定连接有采摘刀，所述采摘刀为上大下小的锥状，其端部为弯钩状刃口用于将草莓根茎切断，所述键帽下方设有T型阻尼块，所述T型阻尼块上装有弹簧，所述T型阻尼块上端套入所述键帽内部槽孔内，所述键帽外部设有空心杆，所述空心杆下方设有开口，所述采摘刀可由所述开口伸出，所述水槽左右两侧装有支杆，所述条槽与所述支杆间设有铰接杆，所述支杆端部均装有电机可将所述条槽转动，所述水槽两侧设有采摘轴，所述采摘轴上铰接装有采摘臂，所述采摘臂端部装有步进电机，所述采摘臂上端铰接装有所述机械阻尼刀，所述采摘臂两端装有伺服电机，所述伺服电机转轴直接连接于所述机械阻尼刀，所述水槽前后均装有风机。

2.根据权利要求 1 所述的一种自动化草莓分级采摘包装机，其特征在于：所述水槽下方设有平衡小车，所述平衡小车包括四只全驱轮，车架，其中左端所述全驱轮铰接设有平衡杆件，所述平衡杆件一端铰接于所述全驱轮的转轴，所述平衡杆件另一端铰接设有平衡轮，由于种植草莓的果园大多数为泥地大棚，沙土细软，草莓成熟的季节往往多雨土地泥泞普通的采摘小车容易陷入，所述平衡轮可保证所述平衡小车左端始终有轮胎与地面接触，并且增大了接触面积进一步减小小车陷入泥地的可能。

3.根据权利要求 2 所述的一种自动化草莓分级采摘包装机，其特征在于：由于在采摘过程中需要平衡小车始终保持平衡，使所述机械阻尼刀能与地面保持水平，所述车架两端设有自适应平衡杆，所述自适应平衡杆通过单片机对水平度的感应自动补偿所述水槽与地面的角度差。

4.根据权利要求 1 所述的一种自动化草莓分级采摘包装机，其特征在于：所述水槽内设有水泵，所述铰接杆为中空设计，所述水槽通过所述铰接杆与条槽连通，所述条槽两端与所述铰接杆连通处装有单向阀，所述水泵用于将水抽至所述条槽内。

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