CN115462282B - 双孢菇工厂化生产的采摘机器人及采收方法 - Google Patents
双孢菇工厂化生产的采摘机器人及采收方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115462282B CN115462282B CN202111089112.5A CN202111089112A CN115462282B CN 115462282 B CN115462282 B CN 115462282B CN 202111089112 A CN202111089112 A CN 202111089112A CN 115462282 B CN115462282 B CN 115462282B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- agaricus bisporus
- picking
- picking robot
- transport vehicle
- clamping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 title claims abstract description 240
- 241000222519 Agaricus bisporus Species 0.000 title claims abstract description 222
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 title claims description 6
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims abstract description 70
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 56
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims description 3
- 238000010923 batch production Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000000378 dietary effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G18/00—Cultivation of mushrooms
- A01G18/70—Harvesting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G18/00—Cultivation of mushrooms
- A01G18/80—Accessories for use after harvesting, e.g. scrapers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
- A23N15/00—Machines or apparatus for other treatment of fruits or vegetables for human purposes; Machines or apparatus for topping or skinning flower bulbs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
- A23N15/00—Machines or apparatus for other treatment of fruits or vegetables for human purposes; Machines or apparatus for topping or skinning flower bulbs
- A23N15/04—Devices for topping fruit or vegetables
- A23N15/045—Devices for topping mushrooms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
- A23N15/00—Machines or apparatus for other treatment of fruits or vegetables for human purposes; Machines or apparatus for topping or skinning flower bulbs
- A23N2015/008—Sorting of fruit and vegetables
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mycology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本申请公开了双孢菇工厂化生产的采摘机器人，包括采摘机器人本体、主动接取机构、双孢菇运输车和调度机构，采摘机器人本体用于双孢菇的选择性采摘；主动接取机构同步跟随末端执行器运动，用于主动接取被末端执行器采摘下来的双孢菇，并在后续的夹持输送过程中完成对双孢菇的切根与分级工作，双孢菇运输车用于收集采摘后的双孢菇，并在集满后对其进行运输；调度机构用于将双孢菇采摘机器人在出菇床的换层或换床采摘，以及采收的双孢菇集箱后运输。具有以下优点：实现了对双孢菇的采摘、切根、分级和输送一体化，具有结构简单，减少采收流程，采收效率高的特点。
Description
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生产的双孢菇采摘机器人及采收方法，实现对双孢菇的采摘、切根、分级和输送一体化作业。
背景技术
双孢菇是一种营养丰富并且有食疗价值的食品，含有10余种人体所需的氨基酸、维生素、矿物质等，且市场价格不高，很受消费者欢迎，具有很好的市场前景。
目前双孢菇种植普遍在出菇床上进行，操作空间狭窄，人工采摘较为困难，但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。
针对目前双孢菇工厂化生产中双孢菇只能人工采收，无适用采收装备的瓶颈问题，急需发明一种适用于工厂化生产的双孢菇采摘机器人及采收方法，实现对双孢菇的采摘、切根、分级和输送，使作业步骤更为简单、快捷，提高采收效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供双孢菇工厂化生产的采摘机器人及采收方法，实现了对双孢菇的采摘、切根、分级和输送一体化，具有结构简单，减少采收流程，采收效率高的特点。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
双孢菇工厂化生产的采摘机器人，包括采摘机器人本体、主动接取机构、双孢菇运输车和调度机构，采摘机器人本体放置在出菇床两侧的导轨上，采摘机器人本体用于双孢菇的选择性采摘；主动接取机构安装在采摘机器人本体上，用于主动接取被采摘机器人本体采摘下来的双孢菇，并在后续的夹持输送过程中完成对双孢菇的切根与分级工作；双孢菇运输车同步跟随在采摘机器人本体后运动，用于收集主动接取机构处理后输送的双孢菇，并在集满后脱离跟随状态对双孢菇进行运输；调度机构用于将双孢菇采摘机器人本体和双孢菇运输车在出菇床的换层或换床采摘，以及双孢菇运输车集满的双孢菇集箱后运输。
进一步的，所述采摘机器人本体包括采摘车架和机械臂，采摘车架是双孢菇采摘机器人的底盘，用于固定安装各个附属机构，其放置在出菇床两侧的导轨上，可沿出菇床自走并可检测自走距离；
所述机械臂前端安装有末端执行器，用于采摘双孢菇；
所述机械臂前侧安装有深度相机，深度相机视场朝向生长的蘑菇，随机械臂运动，用于定位双孢菇的空间位置及确定双孢菇冠尺寸；
所述采摘车架的前部安装有左右移动模组，用于驱动机械臂带动末端执行器在出菇床左右方向上准确移动；
所述左右移动模组的滑台上安装有上下移动模组，用于驱动机械臂带动末端执行器在出菇床上下方向上准确移动；
所述机械臂安装在上下移动模组的滑台上，通过机械臂的关节转动，将末端执行器移动到待采摘双孢菇的生长位置。
进一步的，所述主动接取机构包括左右移动模块、前后移动模块、支承板和夹持输送单元，左右移动模块固定在采摘车架的后部，用于驱动夹持输送单元在出菇床左右方向上准确移动；前后移动模块安装在左右移动模块的滑台上，用于在采摘机器人本体前后方向上准确移动；支承板安装在前后移动模块的滑台上，用于承载夹持输送单元。
进一步的，所述夹持输送单元包括驱动电机和皮带轮，驱动电机安装在支承板后端与皮带轮相连，用于驱动皮带轮转动，皮带轮对称布置在支承板的两侧。
进一步的，所述夹持输送单元还包括柔性皮带，柔性皮带数量为两条，分别套在支承板两侧的皮带轮上，两条柔性皮带之间用于夹持、输送已采摘的双孢菇菇柄。
进一步的，所述夹持输送单元还包括圆盘刀片和电机，圆盘刀片安装在支承板中间靠后位置，圆盘刀片位于两个柔性皮带之间，用于在夹持输送过程中切断双孢菇菇柄；电机与圆盘刀片相连接，用于驱动圆盘刀片高速旋转以切断双孢菇菇柄。
进一步的，所述双孢菇运输车包括运输底盘、菇柄收集箱和分级箱，运输底盘的驱动轮在出菇床两侧的导轨上，采摘时在采摘车架的后面跟随行走；菇柄收集箱放置在运输底盘的前部，用于收集被切掉的菇柄；分级箱按分级标准设置多个，并排放置在运输底盘的后部，用于由夹持输送单元对双孢菇分级完成后的双孢菇收集。
进一步的，所述调度机构包括移动底盘、升降台面和升降驱动装置，移动底盘用于针对不同出菇床的移动，用于采摘机器人和双孢菇运输车的换出菇床作业；升降台面上安装有与出菇床两侧的导轨对齐的导轨，用于承载采摘机器人和双孢菇运输车；升降驱动装置通过传动链或齿轮齿条方式，驱动升降台面升降，并对齐出菇床两侧的导轨，用于采摘机器人和双孢菇运输车的换层作业和双孢菇收集箱的运输作业。
进一步的，所述左右移动模组、上下移动模组、左右移动模块和前后移动模块均采用丝杠直线模组或同步带直线模组。
双孢菇工厂化生产的采摘机器人采收方法，所述采收方法包括如下步骤：
步骤1，感知过程：通过深度相机采集出菇床上的双孢菇的3D数据，分析计算得到双孢菇的空间采摘位置和依据双孢菇菇盖尺寸的分级信息；
步骤2，采摘过程：左右移动模组、上下移动模组、机械臂三者协作，使末端执行器移动到双孢菇的生长位置，末端执行器对双孢菇进行采摘，将双孢菇与出菇床分离并提起；
步骤3，切柄过程：当双孢菇被提起后，夹持输送单元在左右移动模块、前后移动模块的协作下，夹持输送单元前向主动靠近双孢菇，双孢菇菇柄被卷入两个皮带轮之间，柔性皮带对双孢菇起到夹持作用，双孢菇跟随柔性皮带一起向后运动，当双孢菇与支承板上的圆盘刀片接触时，完成双孢菇菇柄的切割；
步骤4，分级过程：在双孢菇夹持切柄过程的同时，根据该双孢菇的分级信息，左右移动模块带动夹持输送单元移动到对应的分级箱前面；
步骤5，集箱过程：在双孢菇夹持切柄后，切掉的双孢菇菇柄落入双孢菇运输车的菇柄收集箱中；双孢菇在柔性皮带的夹持作用下继续向后运动，最终落入双孢菇运输车的分级箱中；
步骤6，运输过程：当双孢菇运输车的分级箱集满后会主动脱离采摘机器人跟随状态，双孢菇运输车脱离跟随向后行走，行走到调度机构上；调度机构降下升降台面，将集满的分级箱清空，此后进行新一轮的作业；
步骤7，换层过程：当出菇床的一层双孢菇采摘完成后，双孢菇运输车和采摘机器人向后移，升降驱动装置将升降台面升降至出菇床的当前层，并对齐该层两侧的导轨，双孢菇运输车和采摘机器人依次停靠在调度机构的导轨上，调度机构上升或下降至出菇床的另外一层，完成换层作业；
步骤8，换床过程：当某出菇床采摘完成时，双孢菇运输车和采摘机器人停靠在升降台面的导轨上，调度机构移动到新的出菇床一端，重复采摘、换层等过程，完成该出菇床的采摘。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
1、本发明具有主动接取机构，该主动接取机构感知到末端执行器的位置，能同步跟随末端执行器运动，用于主动接取被末端执行器采摘下来的双孢菇，并且能够在后续的夹持输送过程中完成对双孢菇的切根与分级工作。而现有技术中的双孢菇采摘机，都是靠机械臂的再次运动来运输双孢菇的，这大大降低了采摘效率，而且也不能对双孢菇进行切根和分级工作；本发明能够主动接取双孢菇，这节省了机械臂运输双孢菇的动作，提高了采收效率；且能够同时完成双孢菇的切根和分级工作，大大减少了人力，机械化和自动化程度高；
2、本发明具有双孢菇运输车，该双孢菇运输车为另一个独立的行走装置，其在采摘过程中跟随双孢菇采摘机器人同步行走，通过主动接取机构的输送来收集双孢菇，当双孢菇运输车的分级箱集满后会主动脱离采摘机器人跟随状态，向后行走，行走到调度机构上，调度机构降下升降台面，将集满的分级箱清空，此后进行新一轮的作业，这就减少了用人力来运输的环节，节省了人工成本；
3、本发明具有调度机构，用于双孢菇采摘机器人的换层和换床过程，通过该调度机构可使整体采摘系统对不同出菇床的多层上的双孢菇进行采摘。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，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地介绍。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为一种双孢菇采摘机器人的结构示意图；
图2为一种双孢菇采摘机器人主视图；
图3为一种双孢菇采摘机器人主动接取机构的结构示意图；
图4为一种双孢菇采摘机器人主动接取机构主视图；
图5为调度机构的结构示意图；
图6为换层、换行过程示意图；
图中：1、采摘车架；2、左右移动模组；3、上下移动模组；4、机械臂；5、深度相机；6、末端执行器；7、左右移动模块；8、菇柄收集箱；9、分级箱；10、运输底盘；11、前后移动模块；12、支承板；13、皮带轮；14、柔性皮带；15、圆盘刀片；16、电机；17、驱动电机；18、移动底盘；19、升降驱动装置；20、升降台面。
具体实施方式
实施例1，如图1至图6所示，双孢菇工厂化生产的采摘机器人，包括采摘机器人本体、主动接取机构、双孢菇运输车和调度机构，采摘机器人本体放置在出菇床两侧的导轨上，采摘机器人本体用于双孢菇的选择性采摘；主动接取机构安装在采摘机器人本体上，用于主动接取被采摘机器人本体采摘下来的双孢菇，并在后续的夹持输送过程中完成对双孢菇的切根与分级工作；双孢菇运输车同步跟随在采摘机器人本体后运动，用于收集主动接取机构处理后输送的双孢菇，并在集满后脱离跟随状态对双孢菇进行运输；调度机构用于将双孢菇采摘机器人本体和双孢菇运输车在出菇床的换层或换床采摘，以及双孢菇运输车集满的双孢菇集箱后运输。
所述采摘机器人本体包括采摘车架1、左右移动模组2、上下移动模组3、机械臂4、末端执行器6和深度相机5，采摘车架1是双孢菇采摘机器人的底盘，用于固定安装各个附属机构，其放置在出菇床两侧的导轨上，可沿出菇床自走并可检测自走距离。
所述左右移动模组2采用丝杠直线模组或同步带直线模组，安装在采摘车架1的前部，用于驱动机械臂4带动末端执行器6在出菇床左右方向上准确移动。
所述上下移动模组3采用丝杠直线模组或同步带直线模组，安装在左右移动模组2的滑台上，用于驱动机械臂4带动末端执行器6在出菇床上下方向上准确移动。
所述机械臂4为水平面布置的单关节或两关节串联机械臂，安装在上下移动模组3的滑台上，通过机械臂4的关节转动，将末端执行器6移动到待采摘双孢菇的生长位置。
所述末端执行器6安装在机械臂4前端，采用吸盘或柔性爪夹持的方式，用于采摘双孢菇。
所述深度相机5采用双目视觉相机或激光雷达相机，安装在机械臂4前侧，视场朝向生长的蘑菇，随机械臂4运动，用于定位双孢菇的空间位置及确定双孢菇冠尺寸。
所述主动接取机构包括左右移动模块7、前后移动模块11、支承板12和夹持输送单元，夹持输送单元包括驱动电机17、皮带轮13、柔性皮带14、圆盘刀片15和电机16，左右移动模块7采用丝杠直线模组或同步带直线模组，固定在采摘车架1的后部，用于驱动夹持输送单元在出菇床左右方向上准确移动；前后移动模块11采用丝杠直线模组或同步带直线模组，安装在左右移动模块7的滑台上，用于在采摘机器人本体前后方向上准确移动；支承板12安装在前后移动模块11的滑台上，用于承载夹持输送单元。
所述驱动电机17安装在支承板12后端与皮带轮13相连，用于驱动皮带轮13转动，皮带轮13对称布置在支承板12的两侧；柔性皮带14数量为两条，分别套在支承板12两侧的皮带轮13上，两条柔性皮带14之间用于夹持、输送已采摘的双孢菇菇柄；圆盘刀片15安装在支承板12中间靠后位置，圆盘刀片15位于两个柔性皮带14之间，用于在夹持输送过程中切断双孢菇菇柄；电机16与圆盘刀片15相连接，用于驱动圆盘刀片高速旋转以切断双孢菇菇柄
所述双孢菇运输车包括运输底盘10、菇柄收集箱8和分级箱9，运输底盘10的驱动轮在出菇床两侧的导轨上，采摘时在采摘车架1的后面跟随行走，在双孢菇集满时自主行走至调度机构，将双孢菇运输出来；菇柄收集箱8放置在运输底盘10的前部，用于收集被切掉的菇柄；分级箱9按分级标准设置多个，并排放置在运输底盘10的后部，用于由夹持输送单元对双孢菇分级完成后的双孢菇收集。
所述调度机构包括移动底盘18、升降台面20和升降驱动装置19，移动底盘18用于针对不同出菇床的移动，用于采摘机器人本体和双孢菇运输车的换出菇床作业；升降台面20上安装有与出菇床两侧的导轨对齐的导轨，用于承载采摘机器人本体和双孢菇运输车；升降驱动装置19通过传动链或齿轮齿条方式，驱动升降台面升降，并对齐出菇床两侧的导轨，用于采摘机器人本体和双孢菇运输车的换层作业和双孢菇收集箱的运输作业。
本发明一种双孢菇采摘机器人的采收方法包括如下步骤：
步骤1，感知过程：通过深度相机5采集出菇床上的双孢菇的3D数据，分析计算得到双孢菇的空间采摘位置和依据双孢菇菇盖尺寸的分级信息；
步骤2，采摘过程：左右移动模组2、上下移动模组3、机械臂4三者协作，使末端执行器6移动到双孢菇的生长位置，末端执行器6对双孢菇进行采摘，将双孢菇与出菇床分离并提起；
步骤3，切柄过程：当双孢菇被提起后，夹持输送单元在左右移动模块7、前后移动模块11的协作下，夹持输送单元前向主动靠近双孢菇，双孢菇菇柄被卷入两个皮带轮13之间，柔性皮带14对双孢菇起到夹持作用，双孢菇跟随柔性皮带14一起向后运动，当双孢菇与支承板12上的圆盘刀片15接触时，完成双孢菇菇柄的切割；
步骤4，分级过程：在双孢菇夹持切柄过程的同时，根据该双孢菇的分级信息，左右移动模块7带动夹持输送单元移动到对应的分级箱9前面；
步骤5，集箱过程：在双孢菇夹持切柄后，切掉的双孢菇菇柄落入双孢菇运输车的菇柄收集箱8中；双孢菇在柔性皮带14的夹持作用下继续向后运动，最终落入双孢菇运输车的分级箱9中；
步骤6，运输过程：当双孢菇运输车的分级箱9集满后会主动脱离采摘机器人本体跟随状态，双孢菇运输车脱离跟随向后行走，行走到调度机构，调度机构降下升降台面20，将集满的分级箱9清空，此后进行新一轮的作业；
步骤7，换层过程：当出菇床的一层双孢菇采摘完成后，双孢菇运输车和采摘机器人向后移，升降驱动装置19将升降台面20升降至出菇床的当前层，并对齐该层两侧的导轨，双孢菇运输车和采摘机器人依次停靠在调度机构的导轨上，调度机构上升或下降至出菇床的另外一层，完成换层作业；
步骤8，换床过程：当某出菇床采摘完成时，双孢菇运输车和采摘机器人本体停靠在升降台面20的导轨上，调度机构移动到新的出菇床一端，重复采摘、换层等过程，完成该出菇床的采摘。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (3)
1.双孢菇工厂化生产的采摘机器人，其特征在于：包括采摘机器人本体，采摘机器人本体放置在出菇床两侧的导轨上，采摘机器人本体用于双孢菇的选择性采摘；
所述采摘机器人还包括主动接取机构，主动接取机构安装在采摘机器人本体上，用于主动接取被采摘机器人本体采摘下来的双孢菇，并在后续的夹持输送过程中完成对双孢菇的切根与分级工作；
所述采摘机器人还包括双孢菇运输车，双孢菇运输车同步跟随在采摘机器人本体后运动，用于收集主动接取机构处理后输送的双孢菇，并在集满后脱离跟随状态对双孢菇进行运输；
所述采摘机器人还包括调度机构，调度机构用于将双孢菇采摘机器人本体和双孢菇运输车在出菇床的换层或换床采摘，以及双孢菇运输车集满的双孢菇集箱后运输；
所述采摘机器人本体包括采摘车架(1)，所述主动接取机构包括左右移动模块(7)、前后移动模块(11)、支承板(12)和夹持输送单元，夹持输送单元安装在支承板(12)上，左右移动模块(7)固定在采摘车架(1)的后部，用于驱动夹持输送单元在出菇床左右方向上准确移动；前后移动模块(11)安装在左右移动模块(7)的滑台上，用于在采摘机器人本体前后方向上准确移动；支承板(12)安装在前后移动模块(11)的滑台上，用于承载夹持输送单元；
所述夹持输送单元包括驱动电机(17)和皮带轮(13)，驱动电机(17)安装在支承板(12)后端与皮带轮(13)相连，用于驱动皮带轮(13)转动，皮带轮(13)对称布置在支承板(12)的两侧；
所述夹持输送单元还包括柔性皮带(14)，柔性皮带(14)数量为两条，分别套在支承板(12)两侧的皮带轮(13)上，两条柔性皮带(14)之间用于夹持、输送已采摘的双孢菇菇柄；
所述夹持输送单元还包括圆盘刀片(15)和电机(16)，圆盘刀片(15)安装在支承板(12)中间靠后位置，圆盘刀片(15)位于两个柔性皮带(14)之间，用于在夹持输送过程中切断双孢菇菇柄；电机(16)与圆盘刀片(15)相连接，用于驱动圆盘刀片高速旋转以切断双孢菇菇柄；
所述采摘机器人本体还包括机械臂(4)，采摘车架(1)是双孢菇采摘机器人的底盘，放置在出菇床两侧的导轨上，可沿出菇床自走并可检测自走距离；
所述机械臂(4)前端安装有末端执行器(6)，用于采摘双孢菇；
所述机械臂(4)前侧安装有深度相机(5)，深度相机(5)视场朝向生长的蘑菇，随机械臂(4)运动，用于定位双孢菇的空间位置及确定双孢菇冠尺寸；
所述采摘车架(1)的前部安装有左右移动模组(2)，用于驱动机械臂(4)带动末端执行器(6)在出菇床左右方向上准确移动；
所述左右移动模组(2)的滑台上安装有上下移动模组(3)，用于驱动机械臂(4)带动末端执行器(6)在出菇床上下方向上准确移动；
所述机械臂(4)安装在上下移动模组(3)的滑台上，通过机械臂(4)的关节转动，将末端执行器(6)移动到待采摘双孢菇的生长位置；
所述双孢菇运输车包括运输底盘(10)、菇柄收集箱(8)和分级箱(9)，运输底盘(10)的驱动轮在出菇床两侧的导轨上，采摘时在采摘车架(1)的后面跟随行走；菇柄收集箱(8)放置在运输底盘(10)的前部，用于收集被切掉的菇柄；分级箱(9)按分级标准设置多个，并排放置在运输底盘(10)的后部，用于由夹持输送单元对双孢菇分级完成后的双孢菇收集；
所述调度机构包括移动底盘(18)、升降台面(20)和升降驱动装置(19)，移动底盘(18)用于针对不同出菇床的移动，用于采摘机器人和双孢菇运输车的换出菇床作业；升降台面(20)上安装有与出菇床两侧的导轨对齐的导轨，用于承载采摘机器人本体和双孢菇运输车；升降驱动装置(19)通过传动链或齿轮齿条方式，驱动升降台面升降，并对齐出菇床两侧的导轨，用于采摘机器人本体和双孢菇运输车的换层作业和双孢菇收集箱的运输作业。
2.如权利要求1所述的双孢菇工厂化生产的采摘机器人，其特征在于：所述左右移动模组(2)、上下移动模组(3)、左右移动模块(7)和前后移动模块(11)均采用丝杠直线模组或同步带直线模组。
3.双孢菇工厂化生产的采摘机器人采收方法，其特征在于：所述采收方法应用于如权利要求1-2任意一权利要求所述的双孢菇工厂化生产的采摘机器人中，所述采收方法包括如下步骤：
步骤1，感知过程：通过深度相机(5)采集出菇床上的双孢菇的3D数据，分析计算得到双孢菇的空间采摘位置和依据双孢菇菇盖尺寸的分级信息；
步骤2，采摘过程：末端执行器(6)移动到双孢菇的生长位置，末端执行器(6)对双孢菇进行采摘，将双孢菇与出菇床分离并提起；
步骤3，切柄过程：当双孢菇被提起后，夹持输送单元前向主动靠近双孢菇，双孢菇在柔性皮带(14)夹持下跟随柔性皮带(14)一起向后运动，当双孢菇与圆盘刀片(15)接触时，完成双孢菇菇柄的切割；
步骤4，分级过程：在双孢菇夹持切柄过程的同时，根据该双孢菇的分级信息，夹持输送单元移动到对应的分级箱(9)前面；
步骤5，集箱过程：在双孢菇夹持切柄后，切掉的双孢菇菇柄落入双孢菇运输车的菇柄收集箱(8)中；双孢菇在柔性皮带(14)的夹持作用下继续向后运动，最终落入双孢菇运输车的分级箱(9)中；
步骤6，运输过程：当双孢菇运输车的分级箱(9)集满后会主动脱离采摘机器人跟随状态，双孢菇运输车脱离跟随向后行走，行走到调度机构，调度机构将集满的分级箱(9)清空，此后进行新一轮的作业；
步骤7，换层过程：当出菇床的一层双孢菇采摘完成后，双孢菇运输车和采摘机器人向后移，调度机构至出菇床的当前层，并对齐当前层两侧的轨道，双孢菇运输车和采摘机器人本体依次停靠在调度机构上，调度机构上升或下降至出菇床的另外一层，完成换层作业；
步骤8，换床过程：当某出菇床采摘完成时，双孢菇运输车和采摘机器人本体停靠在调度机构上，调度机构移动到新的出菇床一端，重复采摘、换层过程，完成该出菇床的采摘。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111089112.5A CN115462282B (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 双孢菇工厂化生产的采摘机器人及采收方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111089112.5A CN115462282B (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 双孢菇工厂化生产的采摘机器人及采收方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115462282A CN115462282A (zh) | 2022-12-13 |
| CN115462282B true CN115462282B (zh) | 2024-05-03 |
Family
ID=84363404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111089112.5A Active CN115462282B (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 双孢菇工厂化生产的采摘机器人及采收方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115462282B (zh) |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4116339A (en) * | 1977-03-17 | 1978-09-26 | Ohio Agricultural Research And Development Center | Sorting system and apparatus |
| JP2014014340A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Hitomi Support Co Ltd | きのこの収穫装置 |
| CN205052815U (zh) * | 2015-10-26 | 2016-03-02 | 林斌 | 一种菌菇剪柄装置 |
| CN206994354U (zh) * | 2017-05-17 | 2018-02-13 | 青岛理工大学 | 一种大蒜自动限位去须切茎装置 |
| CN207383133U (zh) * | 2017-08-31 | 2018-05-22 | 天津垄尚农业科技有限公司 | 一种灵芝采摘设备 |
| JP2018138004A (ja) * | 2017-02-24 | 2018-09-06 | ホクト株式会社 | キノコ用収穫装置 |
| CN109429916A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-08 | 吉林大学 | 一种金针菇自动采集装置 |
| CN109429917A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-08 | 吉林大学 | 一种双孢菇自动采集装置 |
| CN209498094U (zh) * | 2018-11-19 | 2019-10-18 | 吉林大学 | 一种双孢菇自动采集装置 |
| CA3084650A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-13 | Mycionics Inc. | Vision system for automated harvester and method for operating a vision system for an automated harvester |
| CN210900689U (zh) * | 2019-10-23 | 2020-07-03 | 宜昌市裕禾菌业有限公司 | 金针菇大规模采收切根一体装置 |
| CN111602833A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-01 | 方家铺子（莆田）绿色食品有限公司 | 一种黑木耳去蒂去杂设备 |
| CN112056156A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-11 | 刘国强 | 一种自动送料的银耳采摘机 |
| CN112640737A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-04-13 | 上海第二工业大学 | 一种双孢蘑菇智能采收切根一体化系统及跟随收集方法 |
| CN213819790U (zh) * | 2020-12-14 | 2021-07-30 | 湖北贤明生态农业有限公司 | 一种香菇剪柄机 |
-
2021
- 2021-09-16 CN CN202111089112.5A patent/CN115462282B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4116339A (en) * | 1977-03-17 | 1978-09-26 | Ohio Agricultural Research And Development Center | Sorting system and apparatus |
| JP2014014340A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Hitomi Support Co Ltd | きのこの収穫装置 |
| CN205052815U (zh) * | 2015-10-26 | 2016-03-02 | 林斌 | 一种菌菇剪柄装置 |
| JP2018138004A (ja) * | 2017-02-24 | 2018-09-06 | ホクト株式会社 | キノコ用収穫装置 |
| CN206994354U (zh) * | 2017-05-17 | 2018-02-13 | 青岛理工大学 | 一种大蒜自动限位去须切茎装置 |
| CN207383133U (zh) * | 2017-08-31 | 2018-05-22 | 天津垄尚农业科技有限公司 | 一种灵芝采摘设备 |
| CN113301797A (zh) * | 2018-11-13 | 2021-08-24 | 迈辛克斯公司 | 蘑菇自主收获系统和方法 |
| CA3084650A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-13 | Mycionics Inc. | Vision system for automated harvester and method for operating a vision system for an automated harvester |
| CN209498094U (zh) * | 2018-11-19 | 2019-10-18 | 吉林大学 | 一种双孢菇自动采集装置 |
| CN109429917A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-08 | 吉林大学 | 一种双孢菇自动采集装置 |
| CN109429916A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-08 | 吉林大学 | 一种金针菇自动采集装置 |
| CN210900689U (zh) * | 2019-10-23 | 2020-07-03 | 宜昌市裕禾菌业有限公司 | 金针菇大规模采收切根一体装置 |
| CN111602833A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-01 | 方家铺子（莆田）绿色食品有限公司 | 一种黑木耳去蒂去杂设备 |
| CN112056156A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-11 | 刘国强 | 一种自动送料的银耳采摘机 |
| CN213819790U (zh) * | 2020-12-14 | 2021-07-30 | 湖北贤明生态农业有限公司 | 一种香菇剪柄机 |
| CN112640737A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-04-13 | 上海第二工业大学 | 一种双孢蘑菇智能采收切根一体化系统及跟随收集方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "选择性收获机器人技术研究进展与分析";苑进;《农业机械学报》;20200925;第1-17页 * |
| 双孢菇采摘机械手末端执行器设计与分析;程鼎豪;;机电信息;20200325(09);第73-74页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115462282A (zh) | 2022-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112640737B (zh) | 一种双孢蘑菇智能采收切根一体化系统及跟随收集方法 | |
| CN110249785B (zh) | 一种多机械手串番茄采摘机器人及其采摘方法 | |
| CN216146910U (zh) | 双孢菇工厂化生产的采摘机器人 | |
| CN111742709B (zh) | 基于深度视觉的香蕉采摘装置及采摘方法 | |
| CN217308551U (zh) | 一种大棚香菇采摘机器人 | |
| CN113994814A (zh) | 一种智能果蔬采摘机器人 | |
| CN108353630B (zh) | 草莓采摘收集一体机 | |
| CN115462282B (zh) | 双孢菇工厂化生产的采摘机器人及采收方法 | |
| CN108834556B (zh) | 一种草莓自动识别采摘机 | |
| CN111328554B (zh) | 一种草莓自动采摘机器人 | |
| CN218499615U (zh) | 一种双向草莓采摘机器人 | |
| CN116649161A (zh) | 一种鹿茸菇高质高效采收装备与采收方法 | |
| CN207543659U (zh) | 花菜选择性采收一体机 | |
| CN210726043U (zh) | 一种辅助人工采摘水果的机械装置 | |
| CN113678692B (zh) | 一种基于机器视觉的双孢菇采摘装置 | |
| CN212278895U (zh) | 一种全自动番茄自动采摘运输一体化机器人 | |
| CN113412714A (zh) | 一种穴盘苗分选移栽装置以及方法 | |
| CN113396697A (zh) | 一种多末端串并联番茄采摘机械臂及其采摘方法 | |
| CN210537505U (zh) | 一种草莓采摘机 | |
| CN220897241U (zh) | 采摘车及采摘系统 | |
| CN111955166B (zh) | 一种无人采摘与运输的智慧农用机器人及其工作方法 | |
| CN115474513B (zh) | 一种采摘装置、末端执行器、采摘机架与采摘方法 | |
| CN216087589U (zh) | 一种穴盘苗分选移栽装置 | |
| CN113348978B (zh) | 一种摇摆式食用菌采收机及采收方法 | |
| CN217074929U (zh) | 一种苹果采摘作业平台装箱系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |