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专利号: 2018113749717
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:包括行走装置(100)、果实采摘装置(200)、果实输送装置(300)、果实存储装置(400)、果叶分离装置(500),果实采摘装置(200)安装于行走装置(100)侧部,行走装置(100)的两侧均设有果实输送装置(300),果实存储装置(400)位于行走装置(100)上方,果叶分离装置(500)位于行走装置(100)下部;

所述行走装置(100)包括支撑架(110),直流电机(120),驱动轮及其支架(130),第一编码器(140),同步带(150),后轮(160),转向控制杆(170),所述支撑架(110)包括一对横杆(111)和一对纵杆(112),一对横杆(111)和一对纵杆(112)构成框架,两根纵杆(112)的同侧端分别设置有竖直控制保持杆(118),两根竖直控制保持杆(118)的上端部设有横向控制保持杆(115),横向控制保持杆(115)上安装有控制杆固定块(116)并通过六角头螺栓(117)固定,横向控制保持杆(115)下方的横杆(111)上也安装有控制杆固定块(116)并通过六角头螺栓(117)固定;驱动轮及其支架(130)位于行走装置(100)前端,两根纵杆(112)的前端分别设置一个驱动轮及其支架(130),驱动轮及其支架(130)包括与纵杆(112)固定的驱动轮连接件(131),驱动轮连接件(131)下部为驱动轮上支架(132),驱动轮上支架(132)为开口朝下的槽口结构,驱动轮上支架(132)的两侧分别铰接设有驱动轮下支架(135),两个驱动轮下支架(135)的底端之间具有轮胎轴套(136),轮胎轴套(136)上安装有驱动轮胎(137),两个驱动轮下支架(135)的中间之间具有减震器轴套(133),减震器轴套(133)与驱动轮上支架(132)之间设有减震器(134);所述后轮(160)位于行走装置(100)后端,包括安装于纵杆(112)的后端后轮连接件(169),后轮连接件(169)下部具有后轮上支撑架(1611),后轮上支撑架(1611)为开口朝下的槽口结构,后轮上支撑架(1611)的两侧分别铰接设有后轮下支撑架(161),两个后轮下支撑架(161)的底端之间具有后轮轮胎(1612),两个后轮下支撑架(161)的中间之间具有减震器短轴套(162),减震器短轴套(162)与后轮上支撑架(1611)之间设有后轮减震器(163),两根纵杆(112)后端上的后轮上支撑架(1611)之间设有后轮转向导杆(166),后轮转向导杆(166)上设有控制杆连接件(167),控制杆连接件(167)与转向控制杆(170)连接;所述转向控制杆(170)包括贯穿两个控制杆固定块(116)的竖直杆(174),竖直杆(174)底部为控制杆移动滑块(171),控制杆移动滑块(171)连接控制杆连接件(167),竖直杆(174)顶部为水平杆(173);所述直流电机(120)通过螺栓安装在支撑架(110)上,直流电机(120)与驱动轮胎(137)之间设有同步带(150),所述第一编码器(140)也通过螺栓安装在支撑架(110)上,用于对同步带(150)进行测速;

所述果实输送装置(300)包括两个输送链驱动轴(330),其中一个输送链驱动轴(330)侧部安装有输送链驱动电机(340),绕两个输送链驱动轴(330)设置输送链(320),输送链(320)外侧为用于提升草莓的平板,输送链(320)内侧设有若干连续连接成型的输送链主支撑杆(360);

所述果叶分离装置(500)包括两根竖直安装板(520)和一根横向安装板(560),两根竖直安装板(520)均固定在前进端横杆(111)上,横向安装板(560)固定在两根纵杆(112)上,横向安装板(560)下部设有两个直流电机(550),一个直流电机(550)与同侧竖直安装板(520)之间设有左旋毛刷辊(570),另一个直流电机(550)与同侧竖直安装板(520)之间设有右旋毛刷辊(530)。

2.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:两根纵杆(112)上设置有两根延伸杆(114),延伸杆(114)端部具有竖杆(113),竖杆(113)贴附纵杆(112)外侧设置;所述横杆(111)和纵杆(112)之间设置有加固杆(119)。

3.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述减震器(134)的一端铰接于减震器轴套(133),另一端铰接于驱动轮上支架(132)。

4.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述后轮连接件(169)下部设有轴承连接板(168),贯穿后轮上支撑架(1611)设有后轮支撑轴(164),轴承连接板(168)焊接于后轮支撑轴(164)。

5.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述竖直杆(174)上设置有上控制杆旋转套(172)和下控制杆旋转套(175),上控制杆旋转套(172)位于横向控制保持杆(115)的控制杆固定块(116)上,下控制杆旋转套(175)位于横杆(111)的控制杆固定块(116)上。

6.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:相邻两根输送链主支撑杆(360)之间设有侧支撑杆(370),相对的两根输送链主支撑杆(360)之间设有用于提高稳定性的输送链支撑块(310)。

7.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述左旋毛刷辊(570)与竖直安装板(520)之间设有鱼眼接头(510),左旋毛刷辊(570)与直流电机(550)之间设有万向联轴器(540),所述右旋毛刷辊(530)与竖直安装板(520)之间也设有鱼眼接头(510),右旋毛刷辊(530)与直流电机(550)之间也设有万向联轴器(540)。

8.根据权利要求1所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置,其特征在于:所述果实采摘装置(200)包括采摘装置支架、果实滑动导轨(210)、驱动电机(220)、皮带(230)、输送带(240)、果梗剪断装置、摄像头模块(260)、连接棒(270),采摘装置支架底板两端具有滚轴,输送带(240)绕两个滚轴设置,采摘装置支架上安装有驱动电机(220),驱动电机(220)的动力输出端与一个滚轴之间设有皮带(230),采摘装置支架的下部具有果实滑动导轨(210),果实滑动导轨(210)靠近输送链(320),采摘装置支架还设置有连接棒(270),连接棒(270)固定在竖杆(113)上,所述果梗剪断装置包括刀片部分(252)和垫块部分(251),采摘装置支架底板上穿过输送带(240)设有垫块部分(251),刀片部分(252)位于采摘装置支架上,刀片部分(252)和垫块部分(251)相互接近,输送带(240)靠近采摘装置支架的一边位于刀片部分(252)和垫块部分(251)之间,刀片部分(252)由小驱动电机驱动向垫块部分(251)移动截断果梗,刀片部分(252)侧部还设有用于观测草莓成熟度的摄像头模块(260)。

9.基于权利要求1-9所述的一种用于垄作草莓的自动采摘装置的工作流程,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:自动采摘装置跨于田垄之上,果叶分离装置的直流电机转动,通过万向联轴器驱动右旋毛刷辊顺时针转动,驱动左旋毛刷辊逆时针转动,通过柔软的刷毛将覆盖在草莓上的草莓叶向中间聚拢,将草莓暴露在果实采摘装置之前;

步骤二:自动采摘装置向前移动,由驱动电机通过皮带带动输送带转动,将草莓成功拾取起并送至输送带之上,当草莓随着输送带移动至摄像头模块的摄像范围时,由控制系统对图像内草莓的位置进行动态追踪并判断草莓的成熟度,如果草莓没有满足成熟的条件,控制系统则使处于常闭状态的果梗剪断装置不动作,草莓自动采摘装置继续向前移动草莓即可离开输送带,回到田垄之上,如果草莓经过判断处于成熟的状态,控制系统则使果梗剪断装置动作;

步骤三:由小驱动电机驱动刀片部分落下与下方的垫块部分压合将草莓的果梗剪断,草莓向下滑落经过果实滑动导轨进入果实输送装置;

步骤四:由输送链驱动电机驱动输送链驱动轴使输送链传动,果实输送装置向上输送至最高位置将草莓送入果实存储装置,至此完成草莓的自动化采摘。