CN117502114B - 一种双孢菇柔性采摘机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蘑菇的栽培技术领域，具体涉及一种双孢菇柔性采摘机械手，包括采摘部，采摘部包括连接筒、调节筒、吸气调节件和吸盘，调节筒安装于连接筒上，吸盘固定安装于调节筒上，连接筒、调节筒和吸盘之间限定出吸气通道，吸气调节件安装于吸气通道内。本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手可以根据双孢菇的根部从培养基中拔出的难易程度，对吸盘的吸力进行同步调节，能够尽量避免吸盘吸力过大损坏双孢菇，吸盘吸力过小而无法将双孢菇拔出的现象，提高采摘的成功率。

Description

一种双孢菇柔性采摘机械手

技术领域

本发明涉及蘑菇的栽培技术领域，具体涉及一种双孢菇柔性采摘机械手。

背景技术

双孢菇是目前世界上栽培最广、消费量最大的一种食用菌，具有很好的经济价值和社会效益。在双孢菇的收获环节中，传统的采摘方式通常是通过人工进行采摘，但随着采摘技术的不断优化，传统的采摘方式逐渐被替换，现在大多通过自动采摘机器人进行双孢菇的采摘，自动采摘的方式不仅可以节省人力，还能够提高效率，降低成本。

在采摘时，双孢菇采摘设备的末端执行器通常采用柔性机械手带动吸盘来实现对双孢菇的采摘动作，但是采用吸盘对双孢菇进行采摘时，若吸盘的吸力太大会对双孢菇的菌盖造成伤害，吸力太小则无法将双孢菇的根部拔出，导致操作失败，不利于采摘的进行。

发明内容

本发明提供一种双孢菇柔性采摘机械手，可以根据双孢菇拔出的难易程度来调节吸盘的吸力，以解决现有的柔性机械爪对双孢菇进行采摘时，若吸盘的吸力太大会对双孢菇的菌盖造成伤害，吸力太小则无法将双孢菇的根部拔出，导致操作失败，不利于采摘的进行的问题。

本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手采用如下技术方案：一种双孢菇柔性采摘机械手，包括采摘部，采摘部包括连接筒、调节筒、吸气调节件和吸盘，连接筒能够沿第一方向和第二方向移动，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向，调节筒安装于连接筒上，与连接筒同轴线设置，调节筒与连接筒之间通过第一弹性件相连，吸盘固定安装于调节筒上，位于调节筒远离连接筒的一侧，连接筒、调节筒和吸盘之间限定出吸气通道，连接筒上安装有吸气泵，吸气调节件安装于吸气通道内，吸气调节件动作能够改变吸气通道的尺寸；在连接筒向远离双孢菇菌盖一侧移动时，连接筒能够相对于调节筒移动，且连接筒相对于调节筒移动能够促使调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动，调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动能够驱动吸气调节件动作改变吸气通道的尺寸，并使吸气通道的尺寸与连接筒相对于调节筒移动的位移量成正相关。

进一步地，调节筒的内周壁面上开设有多个第一转动槽，多个第一转动槽均为斜槽，连接筒的外周壁面上设置有多个第一转块，第一转动槽与第一转块一一对应设置，每个第一转块滑动安装于一个第一转动槽内，且在连接筒相对于调节筒移动时，能够使调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动。

进一步地，吸气调节件包括调节盘、两个调节板和多个转板，调节板为环形，两个调节板均固定安装于连接筒下端，与连接筒同轴设置，两个调节板之间限定出转动空间，多个转板均位于转动空间内，位于转板靠近吸盘一侧的调节板上开设有多个第一滑动槽，多个第一滑动槽在调节板上绕调节板中心轴线的方向均布，多个第一滑动槽均沿调节板内周壁面的切线方向设置；调节盘位于调节板远离转板的一侧，调节盘的外周壁面上均布有多个第二转块，且在调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动时，调节盘能够随调节筒同步转动；调节盘上开设有多个第二滑动槽，多个第二滑动槽在调节盘上绕调节盘中心轴线的方向均布，多个第二滑动槽均倾斜设置，第二滑动槽、第一滑动槽和转板一一对应设置，每个转板上均设置有一个滑动杆，滑动杆依次穿过第一滑动槽和第二滑动槽，第二滑动槽具有第一端和第二端，且第二端位于第一端远离调节盘中心轴线的一侧，初始多个滑动杆均与第二滑动槽的第一端抵接，并在多个转板靠近调节盘中心轴线的一侧限定出允许气体通过的气口，且在调节盘随调节筒同步转动时，滑动杆将从滑动槽的第一端向第二滑动槽的第二端滑动，使气口的面积增大。

进一步地，调节筒的内周壁面上开设有多个第二转动槽，第二转动槽沿调节筒的轴向方向设置，第二转动槽与第二转块一一对应设置，每个第二转块滑动安装于一个第二转动槽内。

进一步地，还包括调节部，调节部包括安装块和调节滑轨，调节滑轨位于连接筒远离吸盘的一侧，并与连接筒固接，调节滑轨为弧形，调节滑轨能够沿其弧线延伸方向滑动地安装于安装块上，改变采摘部与第一方向之间的夹角。

进一步地，安装块上开设有安装腔，安装腔内安装有第一电机，第一电机的输出轴上固接有齿轮，调节滑轨的弧形面上设置有用于与齿轮啮合的齿条，且安装块上设置有滑块，调节滑轨上开设有弧形槽，弧形槽沿调节滑轨的延伸方向设置，滑块滑动安装于弧形槽内。

进一步地，安装块上安装有视觉摄像头。

进一步地，调节滑轨所在圆的圆心角为90度，调节部还包括转盘，转盘固定安装于安装块上，位于安装块远离连接筒的一侧，转盘能够绕第一方向转动地设置。

进一步地，调节部还包括第一配合筒、第二配合筒、第一齿盘和第二齿盘，连接筒上套设有外筒，外筒与连接筒同轴设置且固定连接，第一配合筒安装于外筒上，位于外筒远离连接筒中心轴线的一侧，能够随外筒同步移动并相对于外筒转动；第一齿盘为斜齿盘，第一齿盘与第一配合筒同轴设置且固定安装于第一配合筒的外周壁面上；安装块上固定设置有连接杆，连接杆位于安装块靠近调节筒的一侧，第二齿盘固定安装于连接杆上，且倾斜设置，第二齿盘具有首端和尾端，第二齿盘的首端向尾端延伸形成弧形结构，第二齿盘的延伸方向与调节滑轨的滑动方向相同，初始第二齿盘的首端和第一齿盘啮合，在调节滑轨滑动时，第一齿盘能够与第二齿盘啮合，第一齿盘和第二齿盘啮合将使第一齿盘边沿着第二齿盘移动边绕其自身轴线转动；第一配合筒的内周壁面上设置有第一螺纹，第二配合筒套设于第一配合筒内，与第一配合筒同轴设置，第二配合筒上设置有第二螺纹，第二螺纹与第一螺纹螺旋配合，且第二配合筒与连接筒键槽配合，第一弹性件设置于第二配合筒和调节筒之间，在第一齿盘边沿着第二齿盘移动边绕其自身轴线转动时，第二配合筒能够相对于第一配合筒沿其轴向方向向靠近调节筒的一侧移动，且第二配合筒移动的位移量小于连接筒相对于调节筒移动的位移量。

进一步地，调节筒的外周壁面上设置有环形凸起，环形凸起与调节筒同轴设置，能够随调节筒同步移动并相对于调节筒转动，第一弹性件两端分别固定连接在第二配合筒和环形凸起上。

本发明的有益效果是：本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手通过设置连接筒、调节筒、吸气调节件和吸盘配合，在使用时，先驱动连接筒沿第一方向和第二方向移动，使吸盘对准待采摘的双孢菇的菌盖，然后启动吸气泵，通过吸气通道在吸盘与双孢菇的菌盖之间提供负压，将双孢菇的菌盖吸住，之后驱动连接筒向远离双孢菇菌盖一侧移动，此时由于双孢菇的根部埋在培养基中，与吸盘之间存在相反的作用力，进而在连接筒向远离双孢菇菌盖一侧移动的过程中，第一弹性件将被拉伸，连接筒与调节筒之间产生相对移动，而连接筒相对于调节筒移动将促使调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动，对双孢菇的菌盖产生扭转，起到辅助双孢菇的根部与培养基分离的作用。

并且由于吸气调节件的动作是通过连接筒绕其自身轴线方向转动驱动的，而连接筒绕其自身轴线方向的转动是因为在培养基中的双孢菇的根部与吸盘之间存在相反的作用力，进而使第一弹性件拉伸，使连接筒与调节筒之间产生相对移动而产生的，因此若在培养基中的双孢菇的根部与吸盘之间存在相反的作用力越大，也就是当双孢菇的根部越难从培养基中拔出时，第一弹性件拉伸使连接筒与调节筒之间产生相对移动的移动量也就越大，反之，则越小。

因此通过设置在调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动时，能够驱动吸气调节件动作改变吸气通道的尺寸，并使吸气通道的尺寸与连接筒相对于调节筒移动的位移量成正相关，可以根据双孢菇的根部从培养基中拔出的难易程度，对吸盘的吸力进行同步调节，能够尽量避免吸盘吸力过大损坏双孢菇，吸盘吸力过小而无法将双孢菇拔出的现象，提高采摘的成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本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本发明的一些实施例，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。

图1为本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例的整体结构的示意图；

图2为本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例的整体结构的正视图(第一弹性件拉伸前)；

图3为本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例的整体结构的后视图(第一弹性件拉伸后)；

图4为本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例的部分结构的剖视图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例的整体结构中对采摘部的剖视图；

图7为图6中B处的放大图；

图8为本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例的整体结构的爆炸图；

图9为图8中C处的放大图；

图10为本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例的调节板与多个转板配合的示意图；

图11为本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例的调节盘与多个转板配合的示意图。

图中：100、采摘部；110、连接筒；111、第一转块；112、外筒；120、调节筒；121、第一转动槽；122、第二转动槽；123、环形凸起；130、吸气调节件；131、调节盘；132、调节板；133、转板；134、转动空间；135、第一滑动槽；136、第二转块；137、第二滑动槽；138、滑动杆；139、气口；140、吸盘；150、第一弹性件；160、吸气通道；170、吸气泵；200、调节部；210、安装块；211、安装腔；212、第一电机；213、齿轮；214、滑块；215、连接杆；220、调节滑轨；221、齿条；222、弧形槽；230、视觉摄像头；240、转盘；250、第一配合筒；260、第二配合筒；270、第一齿盘；280、第二齿盘。

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。

本发明的一种双孢菇柔性采摘机械手的实施例，如图1至图11所示。

一种双孢菇柔性采摘机械手，包括采摘部100，采摘部100包括连接筒110、调节筒120、吸气调节件130和吸盘140。

连接筒110能够沿第一方向和第二方向移动，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向，调节筒120安装于连接筒110上，与连接筒110同轴线设置，调节筒120与连接筒110之间通过第一弹性件150相连，第一弹性件150为拉簧。

吸盘140固定安装于调节筒120上，位于调节筒120远离连接筒110的一侧，连接筒110、调节筒120和吸盘140之间限定出吸气通道160，连接筒110上安装有吸气泵170，吸气泵170能够在吸盘140与双孢菇的菌盖接触后，通过吸气通道160在吸盘140与双孢菇的菌盖之间提供负压。吸气调节件130安装于吸气通道160内，吸气调节件130动作能够改变吸气通道160的尺寸。

在连接筒110向远离双孢菇菌盖一侧移动时，连接筒110能够相对于调节筒120移动，且连接筒110相对于调节筒120移动能够促使调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动，调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动能够驱动吸气调节件130动作改变吸气通道160的尺寸，并使吸气通道160的尺寸与连接筒110相对于调节筒120移动的位移量成正相关。

本实施例通过设置连接筒110、调节筒120、吸气调节件130和吸盘140配合，在使用时，先驱动连接筒110沿第一方向和第二方向移动，使吸盘140对准待采摘的双孢菇的菌盖，然后启动吸气泵170，通过吸气通道160在吸盘140与双孢菇的菌盖之间提供负压，将双孢菇的菌盖吸住，之后驱动连接筒110向远离双孢菇菌盖一侧移动，此时由于双孢菇的根部埋在培养基中，与吸盘140之间存在相反的作用力，进而在连接筒110向远离双孢菇菌盖一侧移动的过程中，第一弹性件150将被拉伸，连接筒110与调节筒120之间产生相对移动，而连接筒110相对于调节筒120移动将促使调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动，对双孢菇的菌盖产生扭转，起到辅助双孢菇的根部与培养基分离的作用。

并且由于吸气调节件130的动作是通过连接筒110绕其自身轴线方向转动驱动的，而连接筒110绕其自身轴线方向的转动是因为在培养基中的双孢菇的根部与吸盘140之间存在相反的作用力，进而使第一弹性件150拉伸，使连接筒110与调节筒120之间产生相对移动促使的，因此若在培养基中的双孢菇的根部与吸盘140之间存在相反的作用力越大，也就是当双孢菇的根部越难从培养基中拔出时，第一弹性件150拉伸使连接筒110与调节筒120之间产生相对移动的移动量也就越大，反之，则越小。

因此通过设置在调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动时，能够驱动吸气调节件130动作改变吸气通道160的尺寸，并使吸气通道160的尺寸与连接筒110相对于调节筒120移动的位移量成正相关，可以根据双孢菇的根部从培养基中拔出的难易程度，对吸盘140的吸力进行同步调节，能够尽量避免吸盘140吸力过大损坏双孢菇，吸盘140吸力过小而无法将双孢菇拔出的现象，提高采摘的成功率。

在本实施例中，调节筒120的内周壁面上开设有多个第一转动槽121，多个第一转动槽121均为斜槽，连接筒110的外周壁面上设置有多个第一转块111，第一转动槽121与第一转块111一一对应设置，每个第一转块111滑动安装于一个第一转动槽121内，且在连接筒110相对于调节筒120移动时，能够使调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动。

在本实施例中，吸气调节件130包括调节盘131、两个调节板132和多个转板133，调节板132为环形，两个调节板132均固定安装于连接筒110下端，与连接筒110同轴设置，两个调节板132之间限定出转动空间134，多个转板133均位于转动空间134内，位于转板133靠近吸盘140一侧的调节板132上开设有多个第一滑动槽135，多个第一滑动槽135在调节板132上绕调节板132中心轴线的方向均布，多个第一滑动槽135均沿调节板132内周壁面的切线方向设置。

调节盘131位于调节板132远离转板133的一侧，调节盘131的外周壁面上均布有多个第二转块136，调节筒120的内周壁面上开设有多个第二转动槽122，第二转动槽122沿调节筒120的轴向方向设置，第二转动槽122与第二转块136一一对应设置，每个第二转块136滑动安装于一个第二转动槽122内，在调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动时，调节盘131能够随调节筒120同步转动。

调节盘131上开设有多个第二滑动槽137，多个第二滑动槽137在调节盘131上绕调节盘131中心轴线的方向均布，多个第二滑动槽137均倾斜设置，第二滑动槽137、第一滑动槽135和转板133一一对应设置，每个转板133上均设置有一个滑动杆138，滑动杆138依次穿过第一滑动槽135和第二滑动槽137，第二滑动槽137具有第一端和第二端，且第二端位于第一端远离调节盘131中心轴线的一侧，初始多个滑动杆138均与第二滑动槽137的第一端抵接，并在多个转板133靠近调节盘131中心轴线的一侧限定出允许气体通过的气口139，且在调节盘131随调节筒120同步转动时，滑动杆138将从滑动槽的第一端向第二滑动槽137的第二端滑动，使气口139的面积增大。

本实施例通过设置调节盘131、两个调节板132和多个转板133配合，在调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动时，由于调节盘131上的第二转块136滑动安装于调节筒120内周壁面上开设的第二转动槽122内，因此调节盘131将随调节筒120同步转动，但由于调节板132固定安装于连接筒110下端，因此调节板132不转动，这就使得同时滑动安装于第一滑动槽135和第二滑动槽137内的转板133的滑动杆138，既受到调节筒120绕其轴线转动的转动力的作用，又受到调节板132的限位作用，进而将促使滑动杆138在第一滑动槽135和第二滑动槽137的共同作用下，由第二滑动槽137的第一端向第二滑动槽137的第二端滑动，并在第一滑动槽135内滑动，使气口139的面积增大。

在本实施例中，一种双孢菇柔性采摘机械手还包括调节部200，调节部200包括安装块210和调节滑轨220，调节滑轨220位于连接筒110远离吸盘140的一侧，并与连接筒110固接，调节滑轨220为弧形，调节滑轨220能够沿其弧线延伸方向滑动地安装于安装块210上，改变采摘部100与第一方向之间的夹角。

具体地，安装块210上开设有安装腔211，安装腔211内安装有第一电机212，第一电机212的输出轴上固接有齿轮213，调节滑轨220的弧形面上设置有用于与齿轮213啮合的齿条221，且安装块210上设置有滑块214，调节滑轨220上开设有弧形槽222，弧形槽222沿调节滑轨220的延伸方向设置，滑块214滑动安装于弧形槽222内。安装块210上安装有视觉摄像头230，能够对双孢菇进行视觉定位，并通过预先设置的操控程序驱动双孢菇柔性采摘机械手动作。

进一步地，调节滑轨220所在圆的圆心角为60-90度。作为优选，将调节滑轨220所在圆的圆心角为90度，增加整个采摘部100的倾斜范围。调节部200还包括转盘240，转盘240固定安装于安装块210上，位于安装块210远离连接筒110的一侧，转盘240能够绕第一方向转动地设置。

本实施例通过设置安装块210、调节滑轨220和转盘240配合，在使用时，若双孢菇偏离第一方向倾斜生长，则启动第一电机212带动齿轮213转动，齿轮213转动将与齿条221啮合，进而带动调节滑轨220相对于滑块214在弧形槽222内沿其弧线延伸方向滑动，并带动采摘部100整体滑动，改变采摘部100与第一方向之间的夹角，使采摘部100能够对偏离第一方向的双孢菇进行采摘。且在使用时，通过设置转盘240，可以带动整个采摘部100和调节部200进行翻转，即如图2所示，此时调节滑轨220朝向右侧，当调节滑轨220相对于滑块214在弧形槽222内沿其弧线延伸方向滑动时将带动采摘部100向左摆动，对偏离第一方向向左倾斜生长的双孢菇进行定位，若需要对偏离第一方向向右倾斜生长的双孢菇进行定位，则只需要驱动转盘240绕第一方向转动180度即可，即如图3所示，此时当调节滑轨220相对于滑块214在弧形槽222内沿其弧线延伸方向滑动时将带动采摘部100向右摆动，对偏离第一方向向右倾斜生长的双孢菇进行定位。

进一步地，转盘240安装于外设的直线滑轨上，直线滑轨能够驱动转盘240沿第一方向和第二方向移动，且直线滑轨上设置有滑动块，滑动块上安装有第二电机，第二电机用于驱动转盘240绕第一方向转动。

在本实施例中，调节部200还包括第一配合筒250、第二配合筒260、第一齿盘270和第二齿盘280，连接筒110上套设有外筒112，外筒112与连接筒110同轴设置且固定连接，第一配合筒250安装于外筒112上，位于外筒112远离连接筒110中心轴线的一侧，能够随外筒112同步移动并相对于外筒112转动；第一齿盘270为斜齿盘，第一齿盘270与第一配合筒250同轴设置且固定安装于第一配合筒250的外周壁面上。

安装块210上固定设置有连接杆215，连接杆215位于安装块210靠近调节筒120的一侧，第二齿盘280固定安装于连接杆215上，且倾斜设置，第二齿盘280具有首端和尾端，第二齿盘280的首端向尾端延伸形成弧形结构，第二齿盘280的延伸方向与调节滑轨220的滑动方向相同，初始第二齿盘280的首端和第一齿盘270啮合，在调节滑轨220滑动时，第一齿盘270能够与第二齿盘280啮合，第一齿盘270和第二齿盘280啮合将使第一齿盘270边沿着第二齿盘280移动边绕其自身轴线转动；第一配合筒250的内周壁面上设置有第一螺纹，第二配合筒260套设于第一配合筒250内，与第一配合筒250同轴设置，第二配合筒260上设置有第二螺纹，第二螺纹与第一螺纹螺旋配合，且第二配合筒260与连接筒110键槽配合，限制第二配合筒260绕其自身轴线转动，第一弹性件150设置于第二配合筒260和调节筒120之间，在第一齿盘270边沿着第二齿盘280移动边绕其自身轴线转动时，第二配合筒260能够相对于第一配合筒250沿其轴向方向向靠近调节筒120的一侧移动，且第二配合筒260移动的位移量小于连接筒110相对于调节筒120移动的位移量。

具体地，调节筒120的外周壁面上设置有环形凸起123，环形凸起123与调节筒120同轴设置，能够随调节筒120同步移动并相对于调节筒120转动，第一弹性件150两端分别固定连接在第二配合筒260和环形凸起123上，在调节筒120转动时，使调节筒120相对于环形凸起123转动，第一弹性件150的弹力略大于吸盘140的重力，保证连接的稳定性。

本实施例通过设置第一配合筒250、第二配合筒260、第一齿盘270和第二齿盘280配合，在调节滑轨220相对于滑块214沿其弧线延伸方向滑动，并带动采摘部100整体转动，对偏离第一方向的双孢菇进行定位时，第一齿盘270将与第二齿盘280啮合，使第一配合筒250绕其自身轴线转动，第一配合筒250绕其自身轴线转动将与第二配合筒260螺旋配合，使第二配合筒260相对于第一配合筒250沿其轴向方向向靠近调节筒120的一侧移动。将安装块210相对于调节筒120移动使第一弹性件150拉伸的位移量减小，即第一弹性件150将在一定程度上恢复形变。

该设置是因为当吸盘140对偏离第一方向倾斜生长的双孢菇进行采摘时，由于调节滑轨220带动整个采摘部100同步倾斜，吸盘140重力沿第一弹性件150拉力方向的分力将减小，此时通过使第二配合筒260向靠近调节筒120的一侧移动，能够调节第一弹性件150的拉力，使第一弹性件150的拉力与吸盘140重力沿第一弹性件150拉力方向的分力同步变化，防止在吸盘140倾斜时，第一弹性件150拉力相较于吸盘140重力沿第一弹性件150拉力方向的分力过大，影响双孢菇的采摘，且第一弹性件150的拉伸量减小也将使吸盘140的吸力同步减小，防止将双孢菇拔出后，吸盘140吸力过大对双孢菇造成损害。且在吸盘140将双孢菇拔出后，由于双孢菇的根部不再受到培养基对其的作用力，第一弹性件150的拉伸量会迅速减小，将对双孢菇产生振动的效果，可将双孢菇根部的土抖掉，提高拔出的双孢菇的质量。

结合上述实施例，具体工作原理和工作过程为：

在使用时，先启动外设的直线滑轨，带动转盘240沿第一方向和第二方向滑动，并利用视觉摄像头230，对双孢菇进行视觉定位，使双孢菇柔性采摘机械手来到待采摘的单个双孢菇的上方。

若待采摘的双孢菇沿竖直方向设置，则不需要启动第一电机212，若双孢菇偏离第一方向倾斜生长，则启动第一电机212带动齿轮213转动，齿轮213转动将与齿条221啮合，进而带动调节滑轨220相对于滑块214在弧形槽222内沿其弧线延伸方向滑动，并带动采摘部100整体滑动，改变采摘部100与第一方向之间的夹角，使吸盘140对准待采摘的双孢菇的菌盖。且在使用时，通过设置转盘240，可以带动整个采摘部100和调节部200进行翻转，即如图2所示，此时调节滑轨220朝向右侧，当调节滑轨220相对于滑块214在弧形槽222内沿其弧线延伸方向滑动时将带动采摘部100向左摆动，对偏离第一方向向左倾斜生长的双孢菇进行定位，若需要对偏离第一方向向右倾斜生长的双孢菇进行定位，则只需要驱动转盘240绕第一方向转动180度即可，即如图3所示，此时当调节滑轨220相对于滑块214在弧形槽222内沿其弧线延伸方向滑动时将带动采摘部100向右摆动，对偏离第一方向向右倾斜生长的双孢菇进行定位。

在吸盘140对准待采摘的双孢菇的菌盖后，启动吸气泵170，通过吸气通道160在吸盘140与双孢菇的菌盖之间提供负压，将双孢菇的菌盖吸住，之后通过直线滑轨带动整个机械手向远离双孢菇菌盖的一侧移动，即，使连接筒110向远离双孢菇菌盖一侧移动，此时由于双孢菇的根部埋在培养基中，与吸盘140之间存在相反的作用力，进而在连接筒110向远离双孢菇菌盖一侧移动的过程中，第一弹性件150将被拉伸，连接筒110与调节筒120之间产生相对移动，而连接筒110相对于调节筒120移动将促使调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动，对双孢菇的菌盖产生扭转，起到辅助双孢菇的根部与培养基分离的作用。

在调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动时，由于调节盘131上的第二转块136滑动安装于调节筒120内周壁面上开设的第二转动槽122内，因此调节盘131将随调节筒120同步转动，但由于调节板132固定安装于连接筒110下端，因此调节板132不转动，这就使得同时滑动安装于第一滑动槽135和第二滑动槽137内的转板133的滑动杆138，既受到调节筒120绕其轴线转动的转动力的作用，又受到调节板132的限位作用，进而将促使滑动杆138在第一滑动槽135和第二滑动槽137的共同作用下，由第二滑动槽137的第一端向第二滑动槽137的第二端滑动，并在第一滑动槽135内滑动，使气口139的面积增大。通过设置在调节筒120相对于连接筒110绕其自身轴线方向转动时，能够驱动吸气调节件130动作改变吸气通道160的尺寸，并使吸气通道160的尺寸与连接筒110相对于调节筒120移动的位移量成正相关，可以根据双孢菇的根部从培养基中拔出的难易程度，对吸盘140的吸力进行同步调节，能够尽量避免吸盘140吸力过大损坏双孢菇，吸盘140吸力过小而无法将双孢菇拔出的现象，提高采摘的成功率。

在调节滑轨220相对于滑块214沿其弧线延伸方向滑动，并带动采摘部100整体转动，对偏离第一方向的双孢菇进行定位时，第一齿盘270将与第二齿盘280啮合，使第一配合筒250绕其自身轴线转动，第一配合筒250绕其自身轴线转动将与第二配合筒260螺旋配合，使第二配合筒260相对于第一配合筒250沿其轴向方向向靠近调节筒120的一侧移动。进而使由于安装块210相对于调节筒120移动，使第一弹性件150拉伸的位移量减小，即第一弹性件150将在一定程度上恢复形变。

该设置是因为当吸盘140对偏离第一方向倾斜生长的双孢菇进行采摘时，由于调节滑轨220带动整个采摘部100同步倾斜，吸盘140重力沿第一弹性件150拉力方向的分力将减小，此时通过使第二配合筒260向靠近调节筒120的一侧移动，能够调节第一弹性件150的拉力，使第一弹性件150的拉力与吸盘140重力沿第一弹性件150拉力方向的分力同步变化，防止在吸盘140倾斜时，第一弹性件150拉力相较于吸盘140重力沿第一弹性件150拉力方向的分力过大，影响双孢菇的采摘，且第一弹性件150的拉伸量减小也将使吸盘140的吸力同步减小，防止将双孢菇拔出后，吸盘140吸力过大对双孢菇造成损害。且在吸盘140将双孢菇拔出后，由于双孢菇的根部不再受到培养基对其的作用力，第一弹性件150的拉伸量会迅速减小，将对双孢菇产生振动的效果，可将双孢菇根部的土抖掉，提高拔出的双孢菇的质量。之后停止吸气泵170，在吸力泵停止后，将双孢菇放到采摘箱内完成本次采摘，之后重复操作完成对剩余双孢菇的采摘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双孢菇柔性采摘机械手，其特征在于：包括采摘部，采摘部包括连接筒、调节筒、吸气调节件和吸盘，连接筒能够沿第一方向和第二方向移动，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向，调节筒安装于连接筒上，与连接筒同轴线设置，调节筒与连接筒之间通过第一弹性件相连，吸盘固定安装于调节筒上，位于调节筒远离连接筒的一侧，连接筒、调节筒和吸盘之间限定出吸气通道，连接筒上安装有吸气泵，吸气调节件安装于吸气通道内，吸气调节件动作能够改变吸气通道的尺寸；在连接筒向远离双孢菇菌盖一侧移动时，连接筒能够相对于调节筒移动，且连接筒相对于调节筒移动能够促使调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动，调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动能够驱动吸气调节件动作改变吸气通道的尺寸，并使吸气通道的尺寸与连接筒相对于调节筒移动的位移量成正相关；调节筒的内周壁面上开设有多个第一转动槽，多个第一转动槽均为斜槽，连接筒的外周壁面上设置有多个第一转块，第一转动槽与第一转块一一对应设置，每个第一转块滑动安装于一个第一转动槽内，且在连接筒相对于调节筒移动时，能够使调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动；吸气调节件包括调节盘、两个调节板和多个转板，调节板为环形，两个调节板均固定安装于连接筒下端，与连接筒同轴设置，两个调节板之间限定出转动空间，多个转板均位于转动空间内，位于转板靠近吸盘一侧的调节板上开设有多个第一滑动槽，多个第一滑动槽在调节板上绕调节板中心轴线的方向均布，多个第一滑动槽均沿调节板内周壁面的切线方向设置；调节盘位于调节板远离转板的一侧，调节盘的外周壁面上均布有多个第二转块，且在调节筒相对于连接筒绕其自身轴线方向转动时，调节盘能够随调节筒同步转动；调节盘上开设有多个第二滑动槽，多个第二滑动槽在调节盘上绕调节盘中心轴线的方向均布，多个第二滑动槽均倾斜设置，第二滑动槽、第一滑动槽和转板一一对应设置，每个转板上均设置有一个滑动杆，滑动杆依次穿过第一滑动槽和第二滑动槽，第二滑动槽具有第一端和第二端，且第二端位于第一端远离调节盘中心轴线的一侧，初始多个滑动杆均与第二滑动槽的第一端抵接，并在多个转板靠近调节盘中心轴线的一侧限定出允许气体通过的气口，且在调节盘随调节筒同步转动时，滑动杆将从滑动槽的第一端向第二滑动槽的第二端滑动，使气口的面积增大；还包括调节部，调节部包括安装块和调节滑轨，调节滑轨位于连接筒远离吸盘的一侧，并与连接筒固接，调节滑轨为弧形，调节滑轨能够沿其弧线延伸方向滑动地安装于安装块上，改变采摘部与第一方向之间的夹角；调节部还包括第一配合筒、第二配合筒、第一齿盘和第二齿盘，连接筒上套设有外筒，外筒与连接筒同轴设置且固定连接，第一配合筒安装于外筒上，位于外筒远离连接筒中心轴线的一侧，能够随外筒同步移动并相对于外筒转动；第一齿盘为斜齿盘，第一齿盘与第一配合筒同轴设置且固定安装于第一配合筒的外周壁面上；

安装块上固定设置有连接杆，连接杆位于安装块靠近调节筒的一侧，第二齿盘固定安装于连接杆上，且倾斜设置，第二齿盘具有首端和尾端，第二齿盘的首端向尾端延伸形成弧形结构，第二齿盘的延伸方向与调节滑轨的滑动方向相同，初始第二齿盘的首端和第一齿盘啮合，在调节滑轨滑动时，第一齿盘能够与第二齿盘啮合，第一齿盘和第二齿盘啮合将使第一齿盘边沿着第二齿盘移动边绕其自身轴线转动；第一配合筒的内周壁面上设置有第一螺纹，第二配合筒套设于第一配合筒内，与第一配合筒同轴设置，第二配合筒上设置有第二螺纹，第二螺纹与第一螺纹螺旋配合，且第二配合筒与连接筒键槽配合，第一弹性件设置于第二配合筒和调节筒之间，在第一齿盘边沿着第二齿盘移动边绕其自身轴线转动时，第二配合筒能够相对于第一配合筒沿其轴向方向向靠近调节筒的一侧移动，且第二配合筒移动的位移量小于连接筒相对于调节筒移动的位移量。

2.根据权利要求1所述的一种双孢菇柔性采摘机械手，其特征在于：调节筒的内周壁面上开设有多个第二转动槽，第二转动槽沿调节筒的轴向方向设置，第二转动槽与第二转块一一对应设置，每个第二转块滑动安装于一个第二转动槽内。

3.根据权利要求1所述的一种双孢菇柔性采摘机械手，其特征在于：安装块上开设有安装腔，安装腔内安装有第一电机，第一电机的输出轴上固接有齿轮，调节滑轨的弧形面上设置有用于与齿轮啮合的齿条，且安装块上设置有滑块，调节滑轨上开设有弧形槽，弧形槽沿调节滑轨的延伸方向设置，滑块滑动安装于弧形槽内。

4.根据权利要求3所述的一种双孢菇柔性采摘机械手，其特征在于：安装块上安装有视觉摄像头。

5.根据权利要求4所述的一种双孢菇柔性采摘机械手，其特征在于：调节滑轨所在圆的圆心角为90度；调节部还包括转盘，转盘固定安装于安装块上，位于安装块远离连接筒的一侧，转盘能够绕第一方向转动地设置。

6.根据权利要求1所述的一种双孢菇柔性采摘机械手，其特征在于：调节筒的外周壁面上设置有环形凸起，环形凸起与调节筒同轴设置，能够随调节筒同步移动并相对于调节筒转动，第一弹性件两端分别固定连接在第二配合筒和环形凸起上。