CN114766289B - 适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器及采收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器及采收方法，包括支撑装置、弱柔性拨指、浮动单元和动力单元。所述的支撑装置作为机架用于在圆周上固定所需布置的采摘单元以及对所需采摘的菌棒提供一定的支撑；所述的弱柔性拨指固定在浮动单元的下方，用于从根部将香菇从菌棒上采下；所述的弹性浮动单元安装在动力单元的输出轴上，用于使所述的弱柔性拨指在垂直于径向的方向上有一定的浮动，使所述的拨指可以贴合于菌棒表面进行对香菇的采摘；所述的动力单元安装在支撑装置的固定板上，用于提供弱柔性拨指旋转的动力。本发明实现了对菌棒上香菇的快速采摘，同时不会对菌棒造成损伤，具有结构简单，减少采收流程，采收效率高的特点。

Description

适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器及采收方法

技术领域

本发明属于农业机器人领域，涉及一种适用于工厂化香菇菌棒的批次性采收机的回转收割型香菇自动化采摘执行器，实现对菌棒上的香菇的采摘作业。

技术背景

香菇肉质肥厚细嫩，味道鲜美，香气独特，营养丰富，是一种食药同源的食物，具有很高的营养、药用和保健价值，且市场价格不高，很受消费者欢迎，具有很好的市场前景。目前香菇种植普遍在菌棒上进行，采摘操作繁琐，采摘量大，采摘时间短，且目前基本靠人工来采摘，费时费力，导致生产效益下降，因此需要大力提高机械化水平。

针对目前香菇工厂化生产中香菇采摘机无法快速进行采摘以及采摘损伤率高的瓶颈问题，急需发明一种适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器及采收方法，实现工厂化香菇菌棒的批次采收作业，简化作业步骤，降低采收损伤，提高采收效率。

发明内容

本发明针对香菇采自动化摘过程中的采摘过程，提供了一种适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器及采收方法，实现了对菌棒上香菇的快速采摘，同时不会对菌棒造成损伤，具有结构简单，减少采收流程，采收效率高的特点。

适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器，包括支撑装置、弱柔性拨指、浮动单元和动力单元。所述的支撑装置作为机架用于在圆周上固定所需布置的采摘单元以及对所需采摘的菌棒提供一定的支撑；所述的弱柔性拨指固定在浮动单元的下方，用于从根部将香菇从菌棒上采下；所述的弹性浮动单元安装在动力单元的输出轴上，用于使所述的弱柔性拨指在垂直于径向的方向上有一定的浮动，使所述的拨指可以贴合于菌棒表面进行对香菇的采摘；所述的动力单元安装在支撑装置的固定板上，用于提供弱柔性拨指旋转的动力。

所述的支撑装置，包括多边形拟合圆周盘、长固定版、中固定板、短固定板和菌棒导向板；所述的多边形拟合圆周盘安装有三种长度的固定板及菌棒导向板，用于为支撑装置的其他部件提供定位；所述的长固定板安装在多边形拟合圆周盘上，用于确定动力单元的位置并固定动力单元。所述的中固定板安装在多边形拟合圆周盘上长固定板的两侧，用于确定动力单元的位置并固定动力单元。所述的短固定板安装在多边形拟合圆周盘上右侧中固定板的右侧，用于确定动力单元的位置并固定动力单元。所述的菌棒导向板固定在多边形拟合圆周盘的下方，用于为经过的菌棒提供一定的支撑。

所述的弱柔性拨指，包括由中心连接环、贴合滚珠、刚性内芯和柔性外层；所述的中心连接环固定在浮动单元的鳍型轴套的下端，用于为刚性内芯提供支撑；所述的刚性内芯固定在中心连接环的外部，用于为柔性外层提供支撑；所述的柔性外层粘贴在刚性内芯的外层，用于采摘香菇时减小香菇的损伤；所述的贴合滚珠安装在中心连接环的下方，用于贴合菌棒表面时不会对菌棒造成损伤。

所述的浮动单元，包括鳍型轴套和弹簧，所述的鳍型杆套安装在所述的中心连接环上，用于为鳍型轴提供浮动的轨道；所述的弹簧安装固定在鳍型轴套的内部，鳍型轴的下方，用于提供鳍型轴套复位的力。

所述的动力单元包括减速电机和鳍型轴，所述的动力单元安装在固定板的前端，用于提供弱柔性拨指旋转的动力；所述的鳍型轴替换掉减速电机原有的输出轴穿过固定板安装在鳍型杆套的内部，用于带动弱柔性拨指的转动并使其沿鳍型轴浮动。

本发明适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的采收方法，包括如下步骤：

(1)方向调整：香菇采摘机的运输系统将带菇菌棒运输到适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的入口位置，通过推动菌棒使菌棒沿着导向板方向移动；

(2)采收过程：动力单元保持启动状态使弱柔性拨指转动，当带菇菌棒运输到拨指位置时，拨指通过转动可以将香菇从根部拨下，在交错排布的拨指阵列下，菌棒上的香菇都将会被采下，采下后的香菇受重力的影响下落到香菇采摘机的收集装置中。

本发明的有益效果是：

1、通过弱柔性拨指从根部对香菇进行采收，采收时不会损伤香菇的菌盖，降低了采收时香菇的损伤率。

2、通过弱柔性拨指在圆周上阵列排布，保证了菌棒上的香菇都能被采收，提高了采收成功率；

3、通过推动菌棒进行香菇的采收，减少了采收的步骤，提高了采收的效率，可以通过在采收机上同时布置多个采收装置进一步提高采收效率；

4、通过弹性浮动单元可以使采收装置不会损伤到菌棒，保证了菌棒的完整回收。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的主视示意图；

图2为适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的轴测示意图；

图3为适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的动力单元的结构示意图；

图4为适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的弹性浮动单元的结构示意图；

图5为适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的弱柔性拨指的结构示意图；

图中：1、动力单元 2、弱柔性拨指 3、浮动单元 4、短固定板 5、中固定板 6、长固定板 7、菌棒导向板 8、多边形拟合圆周盘 9、鳍型轴 10、鳍型轴套 11、弹簧 12、贴合滚珠13中心连接环 14刚性内芯 15柔性外层 16减速电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器，包括支撑装置、弱柔性拨指、浮动单元和动力单元。所述的支撑装置作为机架用于在圆周上固定所需布置的采摘单元以及对所需采摘的菌棒提供一定的支撑；所述的弱柔性拨指固定在浮动单元的下方，用于从根部将香菇从菌棒上采下；所述的弹性浮动单元安装在动力单元的输出轴上，用于使所述的弱柔性拨指在垂直于径向的方向上有一定的浮动，使所述的拨指可以贴合于菌棒表面进行对香菇的采摘；所述的动力单元安装在支撑装置的固定板上，用于提供弱柔性拨指旋转的动力。

所述的支撑装置，包括多边形拟合圆周盘8、长固定版6、中固定板5、短固定板4和菌棒导向板7；所述的多边形拟合圆周盘8安装有三种长度的固定板及菌棒导向板7，用于为支撑装置的其他部件提供定位；所述的长固定板6安装在多边形拟合圆周盘上，用于确定动力单元1的位置并固定动力单元1。所述的中固定板5安装在多边形拟合圆周盘8上长固定板6的两侧，用于确定动力单元1的位置并固定动力单元1。所述的短固定板4安装在多边形拟合圆周盘8上右侧中固定板5的右侧，用于确定动力单元1的位置并固定动力单元1。所述的菌棒导向板7固定在多边形拟合圆周盘8的下方，用于为经过的菌棒提供一定的支撑。

所述的弱柔性拨指2，包括由中心连接环13、贴合滚珠12、刚性内芯14和柔性外层15；所述的中心连接环13固定在浮动单元3的鳍型轴套10的下端，用于为刚性内芯14提供支撑；所述的刚性内芯14固定在中心连接环13的外部，用于为柔性外层15提供支撑；所述的柔性外层15粘贴在刚性内芯14的外层，用于采摘香菇时减小香菇的损伤；所述的贴合滚珠12安装在中心连接环13的下方，用于贴合菌棒表面时不会对菌棒造成损伤。

所述的浮动单元3，包括鳍型轴套10和弹簧11，所述的鳍型杆套10安装在所述的中心连接环13上，用于为鳍型轴9提供浮动的轨道；所述的弹簧11安装固定在鳍型轴套10的内部，鳍型轴9的下方，用于提供鳍型轴套10复位的力。

所述的动力单元1包括减速电机16和鳍型轴9，所述的动力单元1安装在固定板的前端，用于提供弱柔性拨指2旋转的动力；所述的鳍型轴9替换掉减速电机16原有的输出轴穿过固定板安装在鳍型杆套10的内部，用于带动弱柔性拨指2的转动并使其沿鳍型轴9浮动。

本发明适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的采收方法，包括如下步骤：

(1)方向调整：香菇采摘机的运输系统将带菇菌棒运输到适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的入口位置，通过推动菌棒使菌棒沿着菌棒导向板7方向移动；

(2)采收过程：动力单元1保持启动状态使弱柔性拨指2转动，当带菇菌棒运输到拨指位置时，拨指通过转动可以将香菇从根部拨下，在交错排布的拨指阵列下，菌棒上的香菇都将会被采下，采下后的香菇受重力的影响下落到香菇采摘机的收集装置中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器，其特征在于：包括支撑装置、弱柔性拨指、浮动单元和动力单元；所述的支撑装置作为机架用于在圆周上固定所需布置的采摘单元以及对所需采摘的菌棒提供一定的支撑；所述的弱柔性拨指固定在浮动单元的下方，用于从根部将香菇从菌棒上采下；弹性浮动单元安装在动力单元的输出轴上，用于使所述的弱柔性拨指在垂直于径向的方向上有一定的浮动，使所述的拨指可以贴合于菌棒表面进行对香菇的采摘；所述的动力单元安装在支撑装置的固定板上，用于提供弱柔性拨指旋转的动力；

所述的支撑装置，包括多边形拟合圆周盘、长固定板、中固定板、短固定板和菌棒导向板；所述的多边形拟合圆周盘安装有三种长度的固定板及菌棒导向板，用于为支撑装置的其他部件提供定位；所述的长固定板安装在多边形拟合圆周盘上，用于确定动力单元的位置并固定动力单元；所述的中固定板安装在多边形拟合圆周盘上长固定板的两侧，用于确定动力单元的位置并固定动力单元；所述的短固定板安装在多边形拟合圆周盘上右侧中固定板的右侧，用于确定动力单元的位置并固定动力单元；所述的菌棒导向板固定在多边形拟合圆周盘的下方，用于为经过的菌棒提供一定的支撑；

所述的弱柔性拨指，包括由中心连接环、贴合滚珠、刚性内芯和柔性外层；所述的中心连接环固定在浮动单元的鳍型轴套的下端，用于为刚性内芯提供支撑；所述的刚性内芯固定在中心连接环的外部，用于为柔性外层提供支撑；所述的柔性外层粘贴在刚性内芯的外层，用于采摘香菇时减小香菇的损伤；所述的贴合滚珠安装在中心连接环的下方，用于贴合菌棒表面时不会对菌棒造成损伤；

所述的浮动单元，包括鳍型轴套和弹簧，所述的鳍型轴套安装在所述的中心连接环上，用于为鳍型轴提供浮动的轨道；所述的弹簧安装固定在鳍型轴套的内部，鳍型轴的下方，用于提供鳍型轴套复位的力；

所述的动力单元包括减速电机和鳍型轴，所述的动力单元安装在固定板的前端，用于提供弱柔性拨指旋转的动力；所述的鳍型轴替换掉减速电机原有的输出轴穿过固定板安装在鳍型轴套的内部，用于带动弱柔性拨指的转动并使其沿鳍型轴浮动。

2.应用权利要求1所述适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的采收方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)方向调整：香菇采摘机的运输系统将带菇菌棒运输到适用于香菇菌棒采摘的回转拨指式末端执行器的入口位置，通过推动菌棒使菌棒沿着导向板方向移动；

(2)采收过程：动力单元保持启动状态使弱柔性拨指转动，当带菇菌棒运输到拨指位置时，拨指通过转动可以将香菇从根部拨下，在交错排布的拨指阵列下，菌棒上的香菇都将会被采下，采下后的香菇受重力的影响下落到香菇采摘机的收集装置中。