[发明专利]一种垄作草莓人机协作采摘系统及其作业方法

说明书

本发明公开了一种垄作草莓人机协作采摘系统及其作业方法，垄作草莓人机协作采摘系统包括穿戴式采摘装置、摆臂式悬挂机构、自动驾驶平台以及控制盒。该垄作草莓人机协作采摘系统利用自主行走底盘带动坐姿调节椅移动，无需果农自己行走进行采摘，同时利用坐姿调节椅调节果农的坐姿，使果农在舒适乘坐的同时进行采摘，无需弯腰或蹲起，减少了果农的劳动强度；利用穿戴式采摘装置采摘草莓，无需果农用手采摘，防止因用手接触草莓引起的腐烂，同时进一步降低了果农的劳动强度；利用摆臂式悬挂机构调节穿戴式采摘装置的悬吊位置，使果农能舒适的使用穿戴式采摘装置进行采摘。

技术领域

本发明涉及一种采摘系统，尤其是一种垄作草莓人机协作采摘系统。

背景技术

目前，草莓采摘设备主要有两种类型：人机协作型和全自动化型。由于草莓生长于非结构化环境，及其易损伤的结构特性，这些对全自动化型采摘设备的视觉系统和整机灵活性要求特别高，导致此类设备大多仍处于试制阶段，而且设备构成复杂、制造成本高。因此，提出一种垄作草莓采摘人机协作系统及其作业方法，在降低果农劳动强度的同时提高无损采摘草莓效率。

发明内容

发明目的：提供一种垄作草莓人机协作采摘系统，能够在降低果农劳动强度的同时提高无损采摘草莓效率。

技术方案：本发明所述的垄作草莓人机协作采摘系统，包括穿戴式采摘装置、摆臂式悬挂机构、自动驾驶平台以及控制盒；

自动驾驶平台包括自主行走底盘、坐姿调节椅、顶棚以及两个前置收集箱；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，且L形顶棚架的水平框架位于坐姿调节椅的上方；顶棚固定在L形顶棚架的水平框架上；摆臂式悬挂机构安装在顶棚上，穿戴式采摘装置悬吊在摆臂式悬挂机构的下端上，用于采摘草莓，由摆臂式悬挂机构调节穿戴式采摘装置的悬吊位置；控制盒安装在自动驾驶平台上，在控制盒内设置有控制器；自主行走底盘、坐姿调节椅、穿戴式采摘装置以及摆臂式悬挂机构均由控制器驱动控制。

进一步的，自主行走底盘包括U形支架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；两个前置收集箱分别安装在U形支架两个竖直板的前侧面上；L形顶棚架的竖直框架下端固定在U形支架水平板的后侧边缘上。

进一步的，坐姿调节椅包括控制面板、座板、滑移板、滑移驱动机构、两个臂部托板以及两个支撑臂；

在U形支架水平板的上侧面上纵向设置有两根滑轨；在滑移板的四个顶角处均设置有与对应侧滑轨滑动配合的滑移座；滑移驱动机构安装在U形支架的水平板上，用于驱动滑移板纵向滑移，且滑移驱动机构由控制器驱动控制；电动升降杆的下端安装在滑移板上，座板安装在电动升降杆的上端上，且电动升降杆与控制器电连接；两个支撑臂分别安装在座板的左右两侧边缘上；在两个支撑臂上均安装有剪叉升降结构；在每个支撑臂上均设置有驱动剪叉升降结构做剪叉运动的电动推杆，且两个电动推杆均与控制器电连接；两个臂部托板分别安装在两个剪叉升降结构上，由剪叉升降结构带动臂部托板进行升降；控制面板安装在其中一个臂部托板的上侧面上，且控制面板与控制器电连接。

进一步的，穿戴式采摘装置包括腕部接板、握柄、上侧对接杆、上撑杆、下撑杆、采摘头以及两个锁紧带；

腕部接板旋转式安装在上侧对接杆的上端上，上侧对接杆的下端对接在上撑杆的上端上；两个锁紧带的一端固定在腕部接板的一侧长边上；在腕部接板的另一侧长边上设置有锁扣孔；两个锁紧带的另一端用于锁扣在锁扣孔上；握柄安装在上侧对接杆上；在握柄上安装有与控制器电连接的按钮开关；下撑杆的上端插装在上撑杆的下端上，在上撑杆的下端上安装有一个用于锁紧下撑杆的锁紧螺母；采摘头安装在下撑杆的下端上，用于采摘草莓；摆臂式悬挂机构的下端活动安装在下撑杆上。