[发明专利]一种低损仿生双孢菇采摘机械手和采摘方法

说明书

本发明公开了一种低损仿生双孢菇采摘机械手，属于农业工程技术领域，解决现有技术对种植密度大的双孢菇采摘困难以及采摘成功率低的问题。本发明包括：驱动步进电机、安装座、驱动外齿轮、弧形轨道、限位平垫、盖板、拉压传感器、L形连接板、负压发生器和吸盘；所述安装座后侧固定安装有所述驱动步进电机，所述驱动步进电机输出轴轴端安装有所述驱动外齿轮，所述弧形轨道安装在所述安装座的限位平面上，所述弧形轨道下端固定安装有所述拉压传感器，所述拉压传感器下端与所述L形连接板固定连接，所述L形连接板后方安装有所述负压发生器，所述负压发生器下端安装有吸盘。本发明适用于对丛生、密度较高的蘑菇进行采摘。

技术领域

本申请涉及农业工程技术领域，尤其涉及一种低损仿生双孢菇采摘机械手和采摘方法。

背景技术

双孢蘑菇营养丰富、肉质细嫩，是一种高蛋白、低热量的健康食品，是我国目前出口量最大、创汇量最高的食用菌。九十年代以来，我国通过引进国外先进的成套设备，建立了多家双孢蘑菇工厂化生产研发基地，中国双孢菇产量已位列世界第一。目前，用于鲜菇市场的双孢菇仍100％依靠人工采摘，然而双孢菇的收获的工作环境恶劣且收获期短，造成采摘劳动强度较大；同时，人工采摘方式效率低、成本高，伴随着近年来人力短缺及人力成本的上升，人工采摘已无法适应双孢菇的生产需求。

为解决上述问题，公开号为CN205546557U的中国专利一种蘑菇采摘装置，公开日为2016年9月7日，该装置采用负压发生器与吸盘吸附蘑菇菌盖，并配合竖直向上的提升动作实现采摘，该装置仅可适用于种植密度较低且蘑菇根系与培养土连接力较小的情况，当蘑菇种植密度高、根系与培养土连接力大时，采摘成功率较低。公开号为CN110073904A的中国专利一种适用于多层菇床作业的蘑菇采摘机器人，公开日为2019年8月2日，，该机器人包括移动升降平台、伸缩导轨伸展平台、采摘机械手臂，能够根据采摘需求自主进行升降，但是其采摘终端采用SRT柔性夹爪，虽然该方式可降低采摘过程中对蘑菇的损伤，但无法应用于工厂生产中蘑菇种植密度大的情况。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术对种植密度大的双孢菇采摘困难以及采摘成功率低的问题，提供了一种低损仿生双孢菇采摘机械手和采摘方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明一方面，提供一种低损仿生双孢菇采摘机械手，包括：驱动步进电机、安装座、驱动外齿轮、弧形轨道、限位平垫、盖板、拉压传感器、L形连接板、负压发生器和吸盘；

所述安装座后侧固定安装有所述驱动步进电机，所述驱动步进电机输出轴轴端安装有所述驱动外齿轮，所述弧形轨道安装在所述安装座的限位平面上，所述弧形轨道后侧设有弧形内齿轮条，所述弧形内齿轮条与所述驱动外齿轮啮合传动，所述盖板通过紧固件安装在所述安装座前端、用于限制所述弧形轨道顶部的位置，所述弧形轨道下端固定安装有所述拉压传感器，所述拉压传感器下端与所述L形连接板固定连接，所述L形连接板后方安装有所述负压发生器，所述负压发生器下端安装有吸盘；

所述弧形内齿轮条分度圆半径等于所述弧形内齿轮条分度圆至吸盘长度与双孢菇平均高度之和，所述吸盘的轴线与所述弧形内齿轮条分度圆的任一半径重合；

所述弧形轨道开有至少一个弧形槽，所述弧形槽的圆心角为α；

所述拉压传感器用于判断所述吸盘是否与待采蘑菇相接触；

所述负压发生器用于在蘑菇菌盖表面形成真空，用于抓取所述待采蘑菇；

所述安装座前端设有多根立柱，所述立柱嵌入所述弧形轨道的弧形槽内、且与所述弧形槽内壁之间留有间隙，所述立柱用于限制所述弧形轨道的运行轨迹。

进一步地，所述立柱有两根，所述两根立柱对称设置在盖板的两侧。

进一步地，所述弧形轨道开有两个弧形槽，所述两个弧形槽相互平行设置；所述立柱有四根，所述四根立柱分为两组，所述两组立柱对称设置在盖板的两侧，每组立柱中的两根立柱分别嵌入两个弧形槽内。