一种自动草莓采摘装置的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，尤其涉及一种自动草莓采摘装置。

背景技术：

众所周知，采摘过程在草莓种植中占有重要地位，草莓的整个种植的生产过程中约有1/4的时间被草莓采摘所占用，并且由于草莓成熟后必须尽快采摘，盛果期采摘作业劳动强度大，将自动化引入草莓采摘作业环节，研发自动草莓采摘装置成为亟待解决的问题。

随着种植技术的提高，大规模种植草莓成为了可能，但是草莓本身果体柔弱，成熟时间不统一，然而草莓的采摘完全由依靠人工完成，这种采摘方式效率低而且费时费力，故而影响了草莓大规模种植生产方式的推广。

根据草莓这种水果的特性，草莓采摘存在如下障碍：

(1)草莓成熟状况不同，需要对成熟的草莓进行采摘，同时不伤及未成熟的草莓。

(2)草莓果体柔软，采摘过程容易被损伤，然而损伤后的草莓将失去商业价值。

(3)草莓生长较为稀疏，这要求采摘装置具有一定的行进能力，并且考虑到草莓植株的特殊生长状况，需要装置的大致形状合适。

针对以上问题，迫切地需要一种具有新的工作特点的采摘装置，即一种自动草莓采摘装置，其可以解放劳动力，提高草莓采摘效率，使得草莓能够大规模种植。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种自动草莓采摘装置，可以有效地解决垄作栽培草莓的切割、转运和存储问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种自动草莓采摘装置，包括草莓引导机构、草莓成熟度检测剪切机构、输送机构、摩天轮存储机构和行走机构和机架，其特征在于：所述的草莓引导机构位于草莓成熟度检测剪切机构的上方，且草莓引导机构与草莓成熟度检测剪切机构的一边相固连，草莓引导机构前端贴近垄面，传输草莓枝茎至草莓成熟度检测剪切机构；所述的成熟度检测剪切机构位于输送机构的上方，且成熟度检测剪切机构果实滑落口处通过铝材与摩天轮存储机构连接，成熟度检测剪切机构外侧通过连接杆与输送机构相固接，草莓成熟度检测剪切机构用于检测草莓成熟度；所述的输送机构位于摩天轮存储机构的下方，且输送机构与摩天轮存储机构通过连接杆固接，输送机构用于输送已剪切的成熟的草莓；所述的摩天轮存储机构位于机架之内，且摩天轮存储机构通过链条-链轮组ⅰ与机架相连接，摩天轮存储机构用于储存草莓；所述行走机构位于机架下方，且通过螺栓螺母与机架相连接；所述机架有八根铝材通过螺钉螺母连接。

所述的草莓引导机构包括草莓枝茎引导杆、枝茎传送链条-链轮模组、两个马达和分茎机构，草莓枝茎引导杆前方斜杆贴近垄面，且草莓枝茎引导杆后端与草莓成熟度检测剪切机构相固连；枝茎传送链条-链轮模组通过马达主轴固定于草莓枝茎引导杆中间，所述的枝茎传送链条-链轮模组包括传送链条、马达和链轮，传送链条与链轮组成枝茎传送链条-链轮模组，马达与链轮相连接提供动力，该机构通过链轮的啮合和张开勾取和放置草莓枝茎；分茎机构通过t型连接杆与铝材用螺钉螺母相固接，所述的分茎机构包括槽杆、细轴、扭转弹簧和分茎拨片，分茎拨片通过细轴固定在槽杆轴孔内；扭转弹簧一端嵌入分茎拨片中，另一端与槽杆表面接触，该机构能够实现草莓茎与茎分离的效果。

所述的草莓成熟度检测剪切机构包括梯形草莓成熟度检测平台、光电传感器、可辨识彩色光的rgb值的tcs230颜色传感器、切割滚筒、草莓果实导向槽、步进电机、分选杆马达和分选杆，梯形草莓成熟度检测平台位于草莓枝茎引导杆后端下方，且梯形草莓成熟度检测平台一面布置有光电传感器和可辨识彩色光的rgb值的tcs230颜色传感器，光电传感器用于检测草莓的位置，可辨识彩色光的rgb值的tcs230颜色传感器可根据草莓颜色鉴别草莓是否成熟；切割滚筒安装在梯形草莓成熟度检测平台采摘口处，且切割滚筒上方装有分选杆，草莓经检测后，如果是成熟的，分选杆打开，切割滚筒切割口打开进行切割，如果是不成熟的，分选杆闭合，切割滚筒切割口闭合，草莓通过；草莓果实导向槽位于切割滚筒正下方，且与梯形草莓成熟度检测平台相固连，经切割滚筒切割后的成熟草莓顺着切割口滚入草莓果实导向槽。

所述的输送机构包括传送带、连接杆ⅰ和连接杆ⅱ，传送带前端通过连接杆ⅰ与梯形草莓成熟度检测平台相固连，传送带后端通过连接杆ⅱ与摩天轮存储机构外壳相固连，且传送带顶端与摩天轮存储机构最底端存储盒相适应，该机构用于传送由草莓果实导向槽滚入的成熟草莓。

所述的摩天轮存储机构包括电机固定平台、两台步进电机、两个链条-链轮模组ⅰ、两个链条-链轮模组ⅱ、三十六个外链接链节、两个链轮连接轴ⅰ、联轴器、两个链条-链轮模组ⅰ、ⅱ连接轴、两个链条-链轮模组ⅱ固定轴、九个草莓存放盒、九个草莓转运盒、十八个工字连接轴、五十四个轴承ⅰ、四个轴承ⅱ、两个轴承ⅲ、链条-链轮模组ⅰ外壳和链条-链轮模组ⅱ外壳，电机固定平台通过螺钉、螺母固定在机架上；步进电机通过螺钉、螺母固定在电机固定平台上，且步进电机主轴通过联轴器与链条-链轮模组ⅰ上的一个链轮连接轴ⅰ连接，链轮连接轴ⅰ与链条-链轮模组ⅰ一端链轮相固连；链条-链轮模组ⅰ的另一个链轮与链条-链轮模组ⅱ的一个连轮通过链条-链轮模组ⅰ、ⅱ连接轴连接；链条-链轮模组ⅱ上的链条均匀地设有外链接链节；草莓存放盒与外链接链节通过工字连接轴连接；轴承ⅰ安装在工字连接轴上，且轴承ⅰ固定在草莓存放盒和外链接链节轴孔内；草莓转运盒摆放在草莓存放盒中；链条-链轮模组ⅰ外壳上端轴孔与电机固定平台相固连；轴承ⅱ安装在链条-链轮模组ⅰ、ⅱ连接轴上，且轴承ⅱ固定在链条-链轮模组ⅰ外壳下端轴孔内；链条-链轮模组ⅱ外壳上端与链条-链轮模组ⅰ外壳下端通过轴孔相固连；轴承ⅲ安装在链条-链轮模组ⅱ固定轴上，且轴承ⅲ安装在链条-链轮模组ⅱ下方链轮轴孔内和链条-链轮模组ⅱ外壳轴孔内；该机构能极大地提高存储效率。

所述的行走机构包括车轮、车轮轴、轴承ⅳ、驱动链条-链轮模组、支撑架ⅰ、支撑架ⅱ、电机、螺栓、螺母ⅰ和螺母ⅱ，车轮与车轮轴相连接；轴承ⅳ安装在车轮轴上，且轴承ⅳ固定在支撑架ⅰ轴孔上；车轮轴两侧利用螺母固定，且驱动链条-链轮模组从动轮通过螺母固定在车轮轴上；支撑架ⅰ与支撑架ⅱ通过螺栓固定；电机通过螺钉固定在支撑架ⅱ上，且电机主轴与驱动链条-链轮模组主动轮相连；

所述的机架包括八根铝材、十二个l型铝材连接件和四片行走机构连接板，铝材通过l型铝材连接件将铝材连接成一个长方体框架；l型铝材连接件通过螺钉固定在铝材之间；行走机构连接板通过螺钉、螺母固定在铝材上，该机架用于支撑整个摩天轮存储机构和连接行走机构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种新型的自动草莓采摘装置，相比于草莓采摘机器人，具有操作方便、价格低廉和结构简单等优点。

2、本发明的草莓引导机构和草莓成熟度检测剪切机构可极大地提高草莓采摘效率且采摘精确。

3、本发明的摩天轮存储机构大大提高了存储效率，且方便搬运。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的草莓引导机构立体结构示意图；

图3为本发明的草莓成熟度检测剪切机构立体结构示意图；

图4为本发明的输送机构立体结构示意图；

图5为本发明的摩天轮存储机构立体结构示意图；

图6为本发明的行走机构立体结构示意图；

图7为本发明的机架立体结构示意图；

图8为本发明的枝茎传送链条-链轮模组立体结构示意图；

图9为本发明的切割滚筒立体结构示意图；

图10为本发明的摩天轮存储机构内部的立体结构示意图；

图11为本发明的行走机构的局部视图；

图12为本发明的自动草莓采摘装置的俯视图；

图13为本发明的分茎机构的剖视图。

图中：1、草莓引导机构，2、草莓成熟度检测剪切机构，3、输送机构，4、摩天轮存储机构，5、行走机构，6、机架，101、草莓枝茎引导杆，102、枝茎传送链条-链轮模组，103、马达ⅰ，104、分茎机构，1021、传送链条，1022、链轮，1041、槽杆，1042、细轴，1043、扭转弹簧，1044、分茎拨片，1045、t型连接杆，201、梯形草莓成熟度检测平台，202、光电传感器，203、可辨识彩色光的rgb值的tcs230颜色传感器，204、切割滚筒，205、草莓果实导向槽，206、步进电机ⅰ，207、分选杆马达，208、分选杆，301、传送带301，302、连接杆ⅰ，303、连接杆ⅱ，401、电机固定平台，402、步进电机ⅱ，403、链条-链轮模组ⅰ，404、链条-链轮模组ⅱ，405、外链接链节，406、链轮连接轴ⅰ，407、联轴器，408、链条-链轮模组ⅰ、ⅱ连接轴,409、链条-链轮模组ⅱ固定轴，410、草莓存放盒，411、草莓转运盒，412、工字连接轴，413、轴承ⅰ，414、轴承ⅱ，415、轴承ⅲ，416、链条-链轮模组ⅰ外壳，417、链条-链轮模组ⅱ外壳，501、车轮，502、车轮轴，503、轴承ⅳ，504、驱动链条-链轮模组，505、支撑架ⅰ，506、支撑架ⅱ，507、电机，508、螺栓，509、螺母ⅰ，510、螺母ⅱ，601、铝材，602、l型铝材连接件，603、行走机构连接板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1和图3所示，一种自动草莓采摘装置，包括草莓引导机构1、草莓成熟度检测剪切机构2、输送机构3、摩天轮存储机构4、行走机构5和机架6，其特征在于：所述的草莓引导机构1位于草莓成熟度检测剪切机构2的上方，且草莓引导机构1与草莓成熟度检测剪切机构2的一边相固连，草莓引导机构1前端贴近垄面，传输草莓枝茎至草莓成熟度检测剪切机构2；所述的成熟度检测剪切机构2位于输送机构3的上方，且草莓成熟度检测剪切机构2草莓果实导向槽205处通过铝材与摩天轮存储机构4连接，草莓成熟度检测剪切机构2外侧通过连接杆与输送机构3固接，草莓成熟度检测剪切机构2用于检测草莓成熟度；所述的输送机构3位于摩天轮存储机构4的下方，且输送机构3与摩天轮存储机构4通过连接杆相固接，输送机构3用于输送已剪切的成熟的草莓；所述的摩天轮存储机构4位于机架6之内，且摩天轮存储机构4通过链条—链轮模组ⅰ与机架6相连接，摩天轮存储机构4用于储存草莓，提高存储效率；所述行走机构5位于机架6下方，且通过螺栓螺母与机架6相连接；所述机架6有八根铝材通过螺钉螺母连接。

如图1、图2、图8、图12和图13所示，所述的草莓引导机构1包括草莓枝茎引导杆101、枝茎传送链条-链轮模组102、两个马达ⅰ103和分茎机构104，草莓枝茎引导杆101前方斜杆贴近垄面，且草莓枝茎引导杆101后端与草莓成熟度检测剪切机构2相固连；枝茎传送链条-链轮模组102通过马达ⅰ103主轴固定于草莓枝茎引导杆101中间，所述的枝茎传送链条-链轮模组102包括传送链条1021和链轮1022，传送链条1021与链轮1022组成枝茎传送链条-链轮模组102，马达ⅰ103与链轮1022相连接提供动力，该机构通过链轮的啮合和张开勾取和放置草莓枝茎；分茎机构104通过t型连接杆1045与铝材用螺钉螺母相固接，所述的分茎机构104包括槽杆1041、细轴1042、扭转弹簧1043和分茎拨片1044，分茎拨片1044通过细轴1042固定在槽杆1041轴孔内；扭转弹簧1043一端嵌入分茎拨片1044中，另一端与槽杆1041表面接触，该机构能够实现草莓茎与茎分离的效果。

如图1、图2、图3和图9所示，所述的草莓成熟度检测剪切机构2包括梯形草莓成熟度检测平台201、光电传感器202、可辨识彩色光的rgb值的tcs230颜色传感器203、切割滚筒204、草莓果实导向槽205、步进电机ⅰ206、分选杆马达207和分选杆208，梯形草莓成熟度检测平台201位于草莓枝茎引导杆101后端下方，且梯形草莓成熟度检测平台201一面布置有光电传感器202和可辨识彩色光的rgb值的tcs230颜色传感器203，光电传感器202用于检测草莓的位置，可辨识彩色光的rgb值的tcs230颜色传感器203可根据草莓颜色鉴别草莓是否成熟；切割滚筒204安装在梯形草莓成熟度检测平台201采摘口处，步进电机ⅰ206主轴与切割滚筒相连接，且切割滚筒204上方装有分选杆208，分选杆208通过分选杆马达207与梯形草莓成熟度检测平台201相连接；草莓经检测后，如果是成熟的，分选杆208打开，切割滚筒204切割口打开进行切割，如果是不成熟的，分选杆208闭合，切割滚筒204切割口闭合，草莓通过；草莓果实导向槽205位于切割滚筒204正下方，且与梯形草莓成熟度检测平台201相固连，经切割滚筒204切割后的成熟草莓顺着切割口滚入草莓果实导向槽205。

如图1、图3和图4所示，所述的输送机构3包括传送带301、连接杆ⅰ302和连接杆ⅱ303，传送带301前端通过连接杆ⅰ302与梯形草莓成熟度检测平台201相固连，传送带301后端通过连接杆ⅱ303摩天轮存储机构4外壳相固连，且传送带301顶端与摩天轮存储机构4最底端存储盒相适应，该机构用于传送由草莓果实导向槽205滚入的成熟草莓。

如图1、图5和图10所示，所述的摩天轮存储机构4包括电机固定平台401、步进电机ⅱ402、链条-链轮模组ⅰ403、链条-链轮模组ⅱ404、外链接链节405、链轮连接轴ⅰ406、联轴器407、链条-链轮模组ⅰ、ⅱ连接轴408、链条-链轮模组ⅱ固定轴409、草莓存放盒410、草莓转运盒411、工字连接轴412、轴承ⅰ413、轴承ⅱ414、轴承ⅲ415、链条-链轮模组ⅰ外壳416和链条-链轮模组ⅱ外壳417，电机固定平台401通过螺钉、螺母固定在机架6上；步进电机206通过螺钉、螺母固定在电机固定平台401上，且步进电机206主轴与链条-链轮模组ⅰ403上的一个链轮连接；链条-链轮模组ⅰ403的另一个链轮与链条-链轮模组ⅱ404的一个连轮通过链轮连接轴ⅰ406连接；链条-链轮模组ⅱ404上的链条均匀地设有外链接链节405；草莓存放盒410与外链接链节405通过工字连接轴412连接；轴承ⅰ413安装在工字连接轴412上，且轴承ⅰ413固定在草莓存放盒410和外链接链节405轴孔内；草莓转运盒411摆放在草莓存放盒410中；链条-链轮模组ⅰ403外壳上端轴孔与电机固定平台401相固连；轴承ⅱ414安装在链轮连接轴ⅰ406上，且轴承ⅱ414固定在链条-链轮模组ⅰ403外壳下端轴孔内；链条-链轮模组ⅱ404外壳上端与链条-链轮模组ⅰ403外壳下端通过轴孔相固连；链条-链轮模组ⅱ404固定轴与链条-链轮模组ⅱ404下方链轮相连接；轴承ⅲ415安装在链条-链轮模组ⅱ404固定轴一端，且轴承ⅲ415固定在链条-链轮模组ⅱ404外壳轴孔内，该机构能极大地提高存储效率。

如图1、图6和图11所示，所述的行走机构5包括车轮501、车轮轴502、轴承ⅳ503、驱动链条-链轮模组504、支撑架ⅰ505、支撑架ⅱ506、电机507、螺栓508、螺母ⅰ509和螺母ⅱ510，车轮501与车轮轴502相连接；轴承ⅳ503安装在车轮轴502上，且轴承ⅳ503固定在支撑架ⅰ505轴孔内；车轮轴502两侧利用螺母ⅰ509固定，且驱动链条-链轮模组504从动轮通过螺母ⅱ510固定在车轮轴502上；支撑架ⅰ505与支撑架ⅱ506通过螺栓508固定；电机507通过螺钉固定在支撑架ⅱ506上，且电机507主轴与驱动链条-链轮模组504主动轮相连；

如图1和图7所示，所述的机架6包括八根铝材601、l型铝材连接件602和行走机构连接板603，铝材601通过l型铝材连接件602将铝材601连接成一个长方体框架；l型铝材连接件602通过螺钉固定在铝材601之间；行走机构连接板603通过螺钉固定在铝材601上，该机架6用于支撑整个摩天轮存储机构4和连接行走机构5。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。