[发明专利]一种垄作草莓人机协作采摘系统及其作业方法

权利要求书

1.一种垄作草莓人机协作采摘系统，其特征在于：包括穿戴式采摘装置（1）、摆臂式悬挂机构（2）、自动驾驶平台（3）以及控制盒（4）；自动驾驶平台（3）包括自主行走底盘、坐姿调节椅、顶棚（307）以及两个前置收集箱（306）；坐姿调节椅安装在自主行走底盘上，自主行走底盘用于带动坐姿调节椅沿草莓垄行走，坐姿调节椅用于调节果农的坐姿；两个前置收集箱（306）分别安装在自主行走底盘的左右两侧上；在坐姿调节椅后侧的自主行走底盘上安装有L形顶棚架（303），且L形顶棚架（303）的水平框架位于坐姿调节椅的上方；顶棚（307）固定在L形顶棚架（303）的水平框架上；摆臂式悬挂机构（2）安装在顶棚（307）上，穿戴式采摘装置（1）悬吊在摆臂式悬挂机构（2）的下端上，用于采摘草莓，由摆臂式悬挂机构（2）调节穿戴式采摘装置（1）的悬吊位置；控制盒（4）安装在自动驾驶平台（3）上，在控制盒（4）内设置有控制器；自主行走底盘、坐姿调节椅、穿戴式采摘装置（1）以及摆臂式悬挂机构（2）均由控制器驱动控制；

摆臂式悬挂机构（2）包括摆臂（201）、柔绳（212）、柔绳收放单元以及摆臂驱动单元；柔绳收放单元包括收放机构以及传感机构；摆臂驱动单元包括摆臂驱动电机（204）以及主动齿轮（205）；摆臂（201）的中部铰接在顶棚（307）上；在摆臂（201）的前端安装有改向滑轮（211）；收放机构安装在摆臂（201）上；柔绳（212）的一端绕设在收放机构上，由收放机构收放柔绳（212）；柔绳（212）的另一端向下贯穿摆臂（201）的前端，且柔绳（212）按压在改向滑轮（211）上；在穿戴式采摘装置（1）的下撑杆（122）的下侧设置有一个悬吊环槽（124）；在悬吊环槽（124）上旋转式安装有悬吊环（125）；传感机构的上端悬吊在柔绳（212）的下端上，传感机构的下端通过球铰关节（223）安装在悬吊环（125）上，用于监测柔绳（212）上的拉力；主动齿轮（205）旋转式安装在摆臂（201）的后端上；摆臂驱动电机（204）用于驱动主动齿轮（205）旋转；在顶棚（307）的上侧面上固定有与主动齿轮（205）相啮合的弧形齿条（206）；在顶棚（307）的上侧面上固定有按压在摆臂（201）后端上的弧形压轨（203）；收放机构由控制器驱动；在控制盒（4）内设置有与控制器电连接的摆动驱动电路；摆动驱动电路与摆臂驱动电机（204）电连接，控制器通过摆动驱动电路驱动摆臂驱动电机（204）旋转；

传感机构包括伸缩管（213）、伸缩杆（214）以及伸缩弹簧（221）；在伸缩杆（214）的上端上设置有一个绳环（219）；柔绳（212）的下端系扣在绳环（219）上；伸缩管（213）的上端封闭；伸缩杆（214）的下端插装在伸缩管（213）的封闭端上；在伸缩杆（214）的插装端上同轴固定有柱塞杆（215）；在伸缩管（213）上沿长度方向设置有长条孔（224）；在柱塞杆（215）上设置有通过长条孔（224）伸出的连接块（217）；在伸缩管（213）的上侧环绕式固定有上侧支撑环（216）；在连接块（217）上固定有环绕伸缩管（213）的下侧支撑环（222）；伸缩弹簧（221）套设在伸缩管（213）上，且伸缩弹簧（221）弹性支撑在上侧支撑环（216）与下侧支撑环（222）之间；在伸缩管（213）的上端安装有与控制器电连接的上接触开关（218）；在伸缩管（213）的下端安装有与控制器电连接的下接触开关（220）；伸缩管（213）的下端安装在球铰关节（223）上；当向下拉扯悬吊环（125）直至伸缩弹簧（221）压缩到极限时，柱塞杆（215）挤压上接触开关（218）；当上抬悬吊环（125）直至柱塞杆（215）到达伸缩管（213）内的最下端时，柱塞杆（215）挤压下接触开关（220）；当柱塞杆（215）挤压上接触开关（218）时，控制器控制收放机构释放柔绳（212），当柱塞杆（215）挤压下接触开关（220）时，控制器控制收放机构收紧柔绳（212）。

2.根据权利要求1所述的垄作草莓人机协作采摘系统，其特征在于：自主行走底盘包括U形支架（301）以及两个履带行走机构；

两个履带行走机构的分别安装在U形支架（301）的两个竖直板的外侧面上，且两个履带行走机构由控制器协调控制；在U形支架（301）水平板的前侧边缘上设置有一个与控制器电连接的脚踏操纵杆（304）；两个前置收集箱（306）分别安装在U形支架（301）两个竖直板的前侧面上；L形顶棚架（303）的竖直框架下端固定在U形支架（301）水平板的后侧边缘上。