CN217308551U - 一种大棚香菇采摘机器人 - Google Patents
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Abstract
一种大棚香菇采摘机器人，属于香菇采摘作业机械技术领域。所述大棚香菇采摘机器人包括底盘装置、设置于底盘装置上方的提升装置以及设置于提升装置的抓取菌棒装置、香菇采摘装置和收集装置，提升装置包括设置于底盘装置的竖板，竖板的侧面设置有沿其上下移动的提升板，抓取菌棒装置转动设置于提升板的上方，用于抓取菌棒，香菇采摘装置转动设置于提升板的上方，用于采摘菌棒上的香菇，收集装置可拆卸设置于提升板，并位于香菇采摘装置的下方，用于收集香菇。所述大棚香菇采摘机器人能够实现香菇的高效采摘，降低人工成本，并能实现采摘过程稳定、可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及香菇采摘作业机械技术领域，特别涉及一种大棚香菇采摘机器人。
背景技术
香菇属担子菌纲、伞菌目、口蘑科，是世界第二大菇，也是我国久负盛名的珍贵食用菌。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。由于香菇从菇蕾形成至香菇七八分熟，一般需要经过9天左右时间，但是由于菇蕾并不定点、定时形成，同时香菇为单生，较易开伞，导致其发育同步性较差，最终影响了其出菇同步性和不均匀性。
在采摘期大小不同的香菇随机地分布在菌棒上，现有大棚培育的香菇菌棒，多采用人工采摘，人工采摘菌棒上已成熟的香菇后，再将菌棒放回，等到未成熟的香菇再成熟后，再次采摘，直至采摘期结束。人工采摘时，需要24小时不间断地进行采摘工作，这种采摘方式存在人工成本高、效率低等问题。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种大棚香菇采摘机器人，其能够实现香菇的高效采摘，降低人工成本，并能实现采摘过程稳定、可靠。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种大棚香菇采摘机器人，包括底盘装置、设置于底盘装置上方的提升装置以及设置于提升装置的抓取菌棒装置、香菇采摘装置和收集装置；
所述提升装置包括设置于底盘装置的竖板，所述竖板的侧面设置有沿其上下移动的提升板；
所述抓取菌棒装置转动设置于所述提升板的上方，用于抓取菌棒；
所述香菇采摘装置转动设置于所述提升板的上方，用于采摘菌棒上的香菇；
所述收集装置可拆卸设置于所述提升板，并位于香菇采摘装置的下方，用于收集香菇。
进一步的，所述底盘装置包括底板以及设置于所述底板的驱动轮和行走轮，所述驱动轮与电机连接。
进一步的，所述竖板的侧面设置有第二滚珠丝杠副和第二导轨，第二滚珠丝杠副用于带动提升板沿着第二导轨上下移动。
进一步的，所述抓取菌棒装置包括设置于所述提升板的第三舵机，所述第三舵机的输出端设置有用于带动抓取手臂直线移动的第一滚珠丝杠副，所述抓取手臂包括与第一滚珠丝杠副的滑块固连的第四舵机，所述第四舵机的输出端设置有抓取机械手，所述抓取机械手包括与第四舵机输出端固连的手掌部，所述手掌部连接有手指部，用于抓取菌棒。
进一步的，所述手掌部包括固设于所述第四舵机输出端的第一舵机以及与所述第一舵机输出端相连的U形连接件，第一舵机转动以带动U形连接件以及手指部上下翻转，工作时，第一舵机将手指部翻转向下，便于抓取菌棒；不工作时，第一舵机将手指部翻转向上，便于存放。
进一步的，所述手指部包括固连于所述手掌部的第二舵机，所述第二舵机的输出端连接上窄下宽的双L型手指结构，所述双L型手指结构包括通过连接杆相连的两个L型手指。
进一步的，所述L型手指设置有若干个软橡胶垫片。
进一步的，所述第一滚珠丝杠副的下方设置有牛眼轮，所述牛眼轮沿着提升板上的弧形滑槽滑动。
进一步的，所述香菇采摘装置包括设置于提升板的步进电机，所述步进电机的顶部设置有第三滚珠丝杠副，所述第三滚珠丝杠副的滑块通过直杆与弧形块固连，所述弧形块的下方设置有若干个气动吸盘。
进一步的，所述收集装置采用收集箱，所述收集箱通过挂钩挂在提升板的前端下方。
本实用新型的有益效果：
1)本实用新型的大棚香菇采摘机器人结构能够代替香菇的人工采摘，并能够实现采摘过程稳定、可靠，降低人工成本和工作量；
2)本实用新型在提升板上设置了弧形滑槽，提高了抓取菌棒装置工作的稳定性可靠性；
3)本实用新型抓取机械手的手指部采用上窄下宽的双L型手指结构，减小了采摘过程中与香菇的接触面积，减小了香菇损伤率，能够有效地保障抓取菌棒的稳定性和可靠性，L型手指上均匀设置软橡胶垫片，增加了L型手指与菌棒间的摩擦，避免了在抓取过程中出现菌棒滑落现象。
本实用新型的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的大棚香菇采摘机器人的结构示意图一；
图2是本实用新型实施例提供的大棚香菇采摘机器人的结构示意图二；
图3是本实用新型实施例提供的抓取机械手的结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的香菇采摘装置的结构示意图。
说明书附图中的附图标记包括：
1-底盘装置；2-抓取菌棒装置；3-提升装置；4-提升板；5-香菇采摘装置；6-步进电机；7-第四舵机；8-收集装置；9-弧形滑槽；10-驱动轮；11-电机；12-第三舵机；13-法兰盘；14-第一滚珠丝杠副；15-行走轮；16-牛眼轮；17-支撑板；18-第一舵机；19-U形连接件；20-第二舵机；21-第二滚珠丝杠副；22-第二导轨；23-第三滚珠丝杠副；24-气动吸盘；25-弧形块；26-双L型手指结构；27-软橡胶垫片。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
为了解决现有技术存在的问题，如图1至图4所示，本实用新型提供了一种大棚香菇采摘机器人，包括底盘装置1、设置于底盘装置1上方的提升装置3以及设置于提升装置3的抓取菌棒装置2、香菇采摘装置5和收集装置8；
提升装置3包括设置于底盘装置1的竖板，竖板的侧面设置有沿其上下移动的提升板4；
抓取菌棒装置2转动设置于提升板4的上方，用于抓取菌棒；
香菇采摘装置5转动设置于提升板4的上方，用于采摘菌棒上的香菇；
收集装置8可拆卸设置于提升板4，并位于香菇采摘装置5的下方，用于收集香菇。本实施例中，收集装置8采用收集箱，收集箱通过挂钩挂在提升板4的前端下方。
底盘装置1包括底板以及设置于底板的驱动轮10和行走轮15，驱动轮10与电机11连接。本实施例中，驱动轮10和行走轮15均设置有两个，两个驱动轮10安装在底板底部的前方，两个行走轮15安装在底板底部的后方，电机11通过电机支架连接到底板下方，电机11通过联轴器与驱动轮10连接，通过底盘装置1使棚香菇采摘机器人移动到设定位置，底板顶部的前方固连提升装置3的竖板。
竖板的侧面设置有第二滚珠丝杠副21和第二导轨22，第二滚珠丝杠副21用于带动提升板4沿着第二导轨22上下移动。本实施例中，第二滚珠丝杠副21包括丝杠、丝母、滑块和步进电机，第二滚珠丝杠副21的滑块与第二导轨22滑动连接，滑块还与提升板4固连，步进电机驱动丝杠转动，丝杠通过丝母带动滑块沿第二导轨22上下移动，进而带动提升板4上下移动，优选的，提升板4为反L形结构，提升板4的立板与第二滚珠丝杠副21的滑块固连，提升板4的横板用于安装抓取菌棒装置2、香菇采摘装置5和收集装置8。
抓取菌棒装置2包括设置于提升板4的第三舵机12，第三舵机12的输出端设置有用于带动抓取手臂直线移动的第一滚珠丝杠副14，抓取手臂包括与第一滚珠丝杠副14的滑块固连的第四舵机7，第四舵机7的输出端设置有抓取机械手，抓取机械手包括与第四舵机7的输出端固连的手掌部，手掌部设置有手指部，用于抓取菌棒。
手掌部包括固设于第四舵机7的输出端的第一舵机18以及与第一舵机18输出端相连的U形连接件19，第一舵机18转动以带动U形连接件19以及手指部上下翻转，工作时，第一舵机18将手指部翻转向下，便于抓取菌棒；不工作时，第一舵机18将手指部翻转向上，便于存放。
手指部包括固连于手掌部的第二舵机20，第二舵机20的输出端连接上窄下宽的双L型手指结构26，双L型手指结构26包括通过连接杆相连的两个L型手指。本实施例中，第二舵机20固连于U形连接件19的底部，第二舵机20为双轴舵机，双L型手指结构26设置有两个，第二舵机20每个输出轴连接一个双L型手指结构26的上部，通过第二舵机20转动，实现两个双L型手指结构26的开合运动，实现菌棒的抓取，并通过上窄下宽的双L型手指结构26减小采摘过程中与香菇的接触面积，减小了香菇损伤率，双L型手指结构26上窄下宽的结构还能够有效地保障抓取菌棒的稳定性和可靠性。
L型手指设置有若干个软橡胶垫片27。本实施例中，每个L型手指的下部内侧均匀设置三个软橡胶垫片27，增加了L型手指与菌棒间的摩擦，避免了在抓取过程中出现菌棒滑落现象。
第一滚珠丝杠副14的下方设置有牛眼轮16，牛眼轮16沿着提升板4上的弧形滑槽9滑动。
上述技术方案中，第三舵机12安装于提升板4顶部，第三舵机12的顶部输出端安装法兰盘13，法兰盘13顶部固定有支撑板17，支撑板17上安装第一滚珠丝杠副14和第一导轨，第三舵机12转动，带动支撑板17及其顶部的第一滚珠丝杠副14和第一导轨转动。支撑板17的底部安装有牛眼轮16，提升板4的横板设置有与牛眼轮16对应的弧形滑槽9，在第三舵机12的驱动下，牛眼轮16沿着弧形滑槽9滑动，实现将抓取机械手转动到靠近菌棒的位置，提高了工作稳定性和可靠性。第一滚珠丝杠副14包括丝杠、丝母、滑块和步进电机，第一滚珠丝杠副14的滑块与第一导轨滑动连接，第一滚珠丝杠副14的滑块还与Z形板的一端固连，Z形板的另一端与抓取手臂相连，第一滚珠丝杠副14的步进电机驱动丝杠转动，丝杠通过丝母带动滑块沿第一导轨直线移动，进而带动抓取手臂直线移动，实现抓取机械手伸出以抓取菌棒以及抓取机械手缩回以采摘香菇。第四舵机7固连于Z形板的另一端，第四舵机7转动带动固连于其输出端的手掌部以竖直线为轴左右转动，在香菇采摘装置5采摘完菌棒一侧的香菇后，第四舵机7带动手掌部旋转180°以采摘菌棒另一侧的香菇。
香菇采摘装置5包括设置于提升板4的步进电机6，步进电机6的顶部设置有第三滚珠丝杠副23，第三滚珠丝杠副23的滑块通过直杆与弧形块25固连，弧形块25的下方设置有若干个气动吸盘24。本实施例中，步进电机6安装在提升板4上，步进电机6的输出端连接有安装板，安装板上安装第三滚珠丝杠副23和第三导轨，第三滚珠丝杠副23包括丝杠、丝母、滑块和步进电机，第三滚珠丝杠副23的滑块与第三导轨滑动连接，第三滚珠丝杠副23的滑块还与直杆的一端固连，直杆的另一端与弧形块25相连，第三滚珠丝杠副23的步进电机驱动丝杠转动，丝杠通过丝母带动滑块沿第三导轨上下移动，进而带动弧形块25上下移动，弧形块25的下方均匀分布8个气动吸盘24，用于吸附香菇。
本实用新型大棚香菇采摘机器人的一次工作过程：
大棚里的菌棒位于采摘机器人的左右两侧；
电机11驱动采摘机器人沿前后方向移动，使采摘机器人移动到菌棒所在位置，停止前行；
第三舵机12转动，带动第一滚珠丝杠副14及抓取机械手向菌棒方向旋转90°，使得抓取机械手转到邻近菌棒位置；
第一滚珠丝杠副14的丝母及滑块带动抓取机械手伸出到菌棒上方位置；第二舵机20转动，使抓取机械手的两个双L型手指结构26张开；第二滚珠丝杠副21的丝母及滑块向下运动，带动抓取机械手到达菌棒位置；第二舵机20转动，使抓取机械手的两个双L型手指结构26闭合，完成菌棒的抓取工作；
第二滚珠丝杠副21的丝母及滑块向上移动，带动已抓取菌棒的抓取机械手向上移动到设定位置；第一滚珠丝杠副14的丝母及滑块带动抓取菌棒的抓取机械手缩回到原位置；
香菇采摘装置5的步进电机6转动，带动第三滚珠丝杠副23及弧形块25向菌棒方向旋转90°；第三滚珠丝杠副23的丝母及滑块带动弧形块25向下移动，弧形块25上的气动吸盘24吸附菌棒一侧的香菇；第三滚珠丝杠副23的丝母及滑块带动已吸附香菇的弧形块25向上移动到原位置；香菇采摘装置5的步进电机6转动，带动第三滚珠丝杠副23及已吸附香菇的弧形块25向收集装置8方向旋转90°，使已吸附香菇的弧形块25位于收集装置8的上方，气动吸盘24释放香菇，并由收集装置8收集；
香菇采摘装置5的步进电机6转动，带动第三滚珠丝杠副23及弧形块25向菌棒方向旋转90°；第三滚珠丝杠副23的丝母及滑块带动弧形块25向下移动，弧形块25上的气动吸盘24吸附菌棒另一侧的香菇；第三滚珠丝杠副23的丝母及滑块带动已吸附香菇的弧形块25向上移动到原位置；香菇采摘装置5的步进电机6转动，带动第三滚珠丝杠副23及已吸附香菇的弧形块25向收集装置8方向旋转90°，使已吸附香菇的弧形块25位于收集装置8的上方，气动吸盘24释放香菇，由收集装置8收集；
第一滚珠丝杠副14的丝母及滑块带动已抓取菌棒的抓取机械手伸出到菌棒原位置上方；第二滚珠丝杠副21的丝母及滑块向下运动，带动抓取机械手到达菌棒原位置；第二舵机20转动，使抓取机械手的两个双L型手指结构26张开，放下菌棒；第二滚珠丝杠副21的丝母及滑块向上移动，带动抓取机械手向上移动到设定位置；第一滚珠丝杠副14的丝母及滑块带动抓取机械手缩回到原位置；
第三舵机12转动，带动第一滚珠丝杠副14及抓取机械手向收集装置8方向旋转90°，使得抓取机械手回到原位，准备下一个菌棒的抓取工作。
本实用新型在进一步使用时，可通过控制结构实现实现采摘机器人的自动采摘作业。比如，通过单片机控制系统控制采摘机器人的工作，通过电机驱动器驱动各个电机及舵机工作，通过视觉识别装置识别香菇，通过光电开关及测距传感器确定菌棒的位置等。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种大棚香菇采摘机器人，其特征在于，包括底盘装置、设置于底盘装置上方的提升装置以及设置于提升装置的抓取菌棒装置、香菇采摘装置和收集装置；
所述提升装置包括设置于底盘装置的竖板，所述竖板的侧面设置有沿其上下移动的提升板；
所述抓取菌棒装置转动设置于所述提升板的上方，用于抓取菌棒；
所述香菇采摘装置转动设置于所述提升板的上方，用于采摘菌棒上的香菇；
所述收集装置可拆卸设置于所述提升板，并位于香菇采摘装置的下方，用于收集香菇。
2.根据权利要求1所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述底盘装置包括底板以及设置于所述底板的驱动轮和行走轮，所述驱动轮与电机连接。
3.根据权利要求1所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述竖板的侧面设置有第二滚珠丝杠副和第二导轨，第二滚珠丝杠副用于带动提升板沿着第二导轨上下移动。
4.根据权利要求1所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述抓取菌棒装置包括设置于所述提升板的第三舵机，所述第三舵机的输出端设置有用于带动抓取手臂直线移动的第一滚珠丝杠副，所述抓取手臂包括与第一滚珠丝杠副的滑块固连的第四舵机，所述第四舵机的输出端设置有抓取机械手，所述抓取机械手包括与第四舵机输出端固连的手掌部，所述手掌部连接有手指部，用于抓取菌棒。
5.根据权利要求4所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述手掌部包括固设于所述第四舵机输出端的第一舵机以及与所述第一舵机输出端相连的U形连接件。
6.根据权利要求4所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述手指部包括固连于所述手掌部的第二舵机，所述第二舵机的输出端连接上窄下宽的双L型手指结构，所述双L型手指结构包括通过连接杆相连的两个L型手指。
7.根据权利要求6所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述L型手指设置有若干个软橡胶垫片。
8.根据权利要求4所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述第一滚珠丝杠副的下方设置有牛眼轮，所述牛眼轮沿着提升板上的弧形滑槽滑动。
9.根据权利要求1所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述香菇采摘装置包括设置于提升板的步进电机，所述步进电机的顶部设置有第三滚珠丝杠副，所述第三滚珠丝杠副的滑块通过直杆与弧形块固连，所述弧形块的下方设置有若干个气动吸盘。
10.根据权利要求1所述的大棚香菇采摘机器人，其特征在于，所述收集装置采用收集箱，所述收集箱通过挂钩挂在提升板的前端下方。
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| GR01 | Patent grant | ||
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