[发明专利]基于人机协作的草莓采收一体化系统

说明书

本发明公开了基于人机协作的草莓采收一体化系统，该草莓采收系统运用包括齿轮齿条传动单元、换向齿轮和同步带传动单元的传动系统将果实的采摘、收集两个动作合二为一，简化了控制系统；设置收集平台，缩短了动作行程，在采摘的同时将果实转移到收集箱；结构紧凑，适合在垄间大范围移动作业；基于人机协作的控制系统，由采摘者进行果实成熟度识别，通过控制手轮和按钮对系统发出动作指令，实现精准采摘，降低收集果实的不成熟率和损坏率；基于人体工程学的结构设计，免去以往纯人工采摘过程中的不断蹲、起、弯腰，降低了劳动强度。

技术领域

本发明属于农用机械技术领域，具体涉及基于人机协作的草莓采收一体化系统。

背景技术

目前，草莓的采摘绝大部分依靠人工，劳动强度大、效率低。由于我国一般在日光温室中施行垄作草莓的栽培，空间狭小，而且草莓外形独特、柔软多汁，容易受伤，实现机械化采摘具有一定难度；又因果实的颜色会受成熟度、光线变化等因素的影响而改变，对视觉定位有很大的挑战性，进而更难实现自动化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于人机协作的草莓采收一体化系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

基于人机协作的草莓采收一体化系统，包括运动承载机构、控制机构、采摘机构、一次收集机构和二次收集机构；

运动承载机构包括底盘、脚轮、承载架和拉杆，脚轮设置于底盘底部，承载架设置于底盘上用于承载采摘机构、一次收集机构和二次收集机构，在承载架上设置有拉杆，运动承载机构使整个系统以手推车的方式在草莓种植田间行进；

控制机构通过控制机构安装架设置于拉杆的上端，使之位于承载架的垂直上方，控制机构包括按钮、手轮、第一同步带上轮和传动轴，手轮通过传动轴与第一同步带上轮同轴设置，手轮上设置有用于控制采摘机构中柔性夹钳开合的按钮；

采摘机构包括第一同步带下轮、第二同步带上轮、第一齿轮、第一齿条、第一导轨和采摘臂，第一同步带下轮、第二同步带上轮和第一齿轮三者同轴设置，在第一同步带上轮和第一同步带下轮之间设置第一同步带以实现二者的同步转动，第一齿轮位于第一同步带下轮、第二同步带上轮之间，在第一导轨上设置有可沿其滑动且与第一齿轮相配合的第一齿条，第一齿条连接采摘臂，采摘臂的一端设置有与弹簧、闸线相配合的柔性夹钳，闸线受手轮上按钮的控制实现柔性夹钳的开启与闭合，在柔性夹钳上设置有用于执行剪切动作的快速刀片；

一次收集机构包括第二同步带下轮、换向齿轮、第二齿轮、第二齿条、第二导轨和收集臂，第二同步带下轮和换向齿轮同轴设置，在第二同步带上轮与第二同步带下轮设置第二同步带使二者同步转动，换向齿轮与第二齿轮相互啮合设置，在第二导轨上设置有可沿其滑动且与第二齿轮相配合的第二齿条，第二齿条连接收集臂，收集臂上安装有用于将掉落草莓收集的收集铲；

二次收集机构包括收集平台、领口结构、传送带、电机和收集箱，收集平台设置于一次收集机构的垂直下方，收集平台上设置有领口结构以使经收集铲收集的草莓从领口结构垂直掉落于传送带上，传送带由电机驱动，在传送带上设置有搬运竖板，收集箱位于传送带一侧用于接收由传送带上掉落的草莓。

在上述技术方案中，所述脚轮数量为4个。

在上述技术方案中，所述承载架由不锈钢管材焊接成型。

在上述技术方案中，所述拉杆与底盘相垂直。

在上述技术方案中，在所述拉杆的上端设置有用于推动运动承载机构行进的扶手。

在上述技术方案中，所述拉杆为升降式拉杆，可供使用时调节高度。

在上述技术方案中，所述收集铲为上方及朝向内侧开放的盒体结构。

在上述技术方案中，所述收集平台为倾斜放置的平板结构。