一种青菜自动采摘机的制作方法

本发明涉及农业机械装备技术领域，尤其涉及一种青菜自动采摘机。

背景技术：

在日常农业生产中，绿叶菜(绿叶菜，即典型的是青菜，鸡毛菜，苋菜和茼蒿，市场要求鲜嫩，带根采摘)的生产和采摘是一种劳动密集型的重体力劳动，特别是随着塑料大棚在绿叶菜生产上的大规模应用，塑料大棚里高温高湿，更是恶化了劳动条件。

随着劳动力红利的丧失和劳动力成本的增长，绿叶菜采摘成本越来越高，甚至找不到人来做这种工作。

很显然，现有技术仍然存在一些客观的技术缺陷：现有的农用收获机械，大多采用收割(如小麦水稻)，翻地晾晒然后分拣(如卷心菜，萝卜，红薯等)等方法，根本无法应用于青菜的采摘。国外有个别的收菜机，但多用于砂质土壤。不适合中国粘湿土地，并且要求留根，菜嫩的国情。

综上，现有技术中以及现有的市场中仍然没有相应的针对青菜进行采摘生产的机械产品。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种青菜自动采摘机，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种青菜自动采摘机，包括铲菜刀头移动导轨机构1、铲菜刀头机构2、振动输送带3、车架及行动系统4、监测摄像头5、抓菜机械臂6、毛刷刷头7、慢速分拣输送带8和机械臂横向移动机构9，其中：

上述各个功能机构以及零件之间的构造、位置关系、连接方式以及布局如下：

所述车架及行动系统4具体包括车架和驱动系统；所述车架的前部外侧突出设置有所述铲菜刀头移动导轨机构1和所述铲菜刀头机构2；所述铲菜刀头移动导轨机构1用于驱动所述铲菜刀头机构2自一端至另一端往复移动；

所述铲菜刀头机构2具体包括叉子和位于所述叉子底部的铲刀；所述铲菜刀头机构2用于从一端至于另一端横向方向开始铲菜；所述铲菜刀头机构2用于驱动叉子和铲刀在一起，并以一定角度插进土中，铲断土中所涉及范围内青菜的根系，并通过后部转动轴向上慢慢翻起，快速翻转，将青菜连带泥土送入振动输送带3上；

所述振动输送带3横向设置在所述车架的前部内侧，所述慢速分拣输送带8竖向设置在所述车架的内侧，且所述振动输送带3的末端与所述慢速分拣输送带8的首端连接；所述振动输送带3的表面上还设置有多个空隙；所述振动输送带3用于对青菜进行振动抖动，振落部分泥土从所述空隙中落下，并将青菜输送到所述慢速分拣输送带8上；

在所述慢速分拣输送带8的传输方向上的上方设置有多组所述机械臂横向移动机构9；且每组所述机械臂横向移动机构9上均对应设置有一个监测摄像头5和一个抓菜机械臂6；且每组所述机械臂横向移动机构9的下方位于所述慢速分拣输送带8侧边处还对应设置有一个所述毛刷刷头7；所述机械臂横向移动机构9用于通过监测摄像头5获取当前青菜在所述慢速分拣输送带8上的位置，并协调驱动对应的抓菜机械臂6对该位置上的青菜进行抓取操作；

所述抓菜机械臂6用于直接对青菜进行抓取操作，并在横向移动，使菜的根部通过毛刷刷头7去掉剩余的泥土，到菜篓上方后，执行松开抓爪将所述青菜投入菜篓内的操作。

优选的，作为一种可实施方案；在所述铲菜刀头机构2具体结构中：所述铲刀具体用于铲刀铲断土中所涉及范围内青菜的根系；所述叉子具体用于振动清土并通过后部转动轴向上慢慢翻起，抖落部分泥土，并将青菜挑起快速翻转，把青菜连带泥土送入振动输送带3上；

优选的，作为一种可实施方案；在所述铲菜刀头机构2具体结构中：所述叉子与所述铲刀之间为可拆卸连接；且不同类型的叉子的形状和间距不同，不用类型的叉子用于适应不同种类的青菜。

优选的，作为一种可实施方案；在所述铲菜刀头机构2具体结构中：所述叉子与所述铲刀构成的所述铲菜刀头机构2的倾斜角度可调节。

需要说明的是；铲菜刀头机构2由叉子(在上方，叉子的形状和间距由不同菜种设定)和铲刀组成；叉子和铲刀在一起并以预订角度，预订深度弹出插进土中(角度深度根据菜的不同而设定)；

优选的，作为一种可实施方案；所述监测摄像头5的镜头均对准所述慢速分拣输送带8上。

优选的，作为一种可实施方案；所述抓菜机械臂6具体包括多个机械爪；所述抓菜机械臂6用于横向方向、竖直方向移动，且所述抓菜机械臂6还用于头部旋转并通过开合多个机械爪对青菜进行抓取。

优选的，作为一种可实施方案；所述抓菜机械臂6还用于头部转动，同时横向移动，使菜根通过右侧的所述毛刷刷头7，并通过所述毛刷刷头7刷清青菜的菜根上的泥土。

优选的，作为一种可实施方案；所述毛刷刷头7对应设置在所述抓菜机械臂6横向沿着机械臂横向移动机构9运动轨迹的正下方。

优选的，作为一种可实施方案；每组所述机械臂横向移动机构9的底部还对应设置有喷水清洗装置(图中未示出)；所述喷水清洗装置用于对青菜表面执行喷水操作。

优选的，作为一种可实施方案；多组所述机械臂横向移动机构9均匀间隔地分布在所述慢速分拣输送带8的上方。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种青菜自动采摘机，其主要由铲菜刀头移动导轨机构1、铲菜刀头机构2、振动输送带3、车架及行动系统4、监测摄像头5、抓菜机械臂6、毛刷刷头7、慢速分拣输送带8和机械臂横向移动机构9等几个部分组成；

其中，各个功能机构执行各自的机械动作以及通过各个功能机构实现一系列的机械联动，并完成自动青菜的采摘过程；

所述铲菜刀头移动导轨机构1主要驱动所述铲菜刀头机构2自一端至另一端往复移动；

所述铲菜刀头机构2具体包括叉子和位于所述叉子底部的铲刀；所述铲菜刀头机构2主要从一端至于另一端横向方向开始铲菜，并把青菜连带泥土送入振动输送带3上；

所述振动输送带3横向设置在所述车架的前部内侧，所述慢速分拣输送带8竖向设置在所述车架的内侧，且所述振动输送带3的末端与所述慢速分拣输送带8的首端连接；所述振动输送带3的表面上还设置有多个空隙；所述振动输送带3用于对青菜进行振动抖动，振落部分泥土从所述空隙中落下，并将青菜输送到所述慢速分拣输送带8上；

在所述慢速分拣输送带8的传输方向上的上方设置有多组所述机械臂横向移动机构9；且每组所述机械臂横向移动机构9上均对应设置有一个监测摄像头5和一个抓菜机械臂6；且每组所述机械臂横向移动机构9的下方位于所述慢速分拣输送带8侧边处还对应设置有一个所述毛刷刷头7；所述机械臂横向移动机构9用于通过监测摄像头5获取当前青菜在所述慢速分拣输送带8上的位置，并协调驱动对应的抓菜机械臂6对该位置上的青菜进行抓取操作；所述抓菜机械臂6用于直接对青菜进行抓取操作，并在横向移动，使菜的根部通过毛刷刷头7去掉剩余的泥土，到菜篓上方后，执行松开抓爪将所述青菜投入菜篓内的操作。

很显然，本发明实施例提供的青菜自动采摘机，结构设计合理，功能机构完善，可通过机械方式完成青菜的采摘，减少了劳动成本，使用起来非常方便；同时，本发明实施例提供的青菜自动采摘机，提升了青菜采摘和生产效率，避免了传统人工采摘的技术缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的青菜自动采摘机一视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的青菜自动采摘机另一视角下的结构示意图；

附图标记说明：

铲菜刀头移动导轨机构1；

铲菜刀头机构2；

振动输送带3；

车架及行动系统4；

监测摄像头5；

抓菜机械臂6；

毛刷刷头7；

慢速分拣输送带8；

机械臂横向移动机构9。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1和图2，本发明实施例提供的一种青菜自动采摘机，包括铲菜刀头移动导轨机构1、铲菜刀头机构2、振动输送带3、车架及行动系统4、监测摄像头5、抓菜机械臂6、毛刷刷头7、慢速分拣输送带8和机械臂横向移动机构9，其中：

上述各个功能机构以及零件之间的构造、位置关系、连接方式以及布局如下：

所述车架及行动系统4具体包括车架和驱动系统；所述车架的前部外侧突出设置有所述铲菜刀头移动导轨机构1和所述铲菜刀头机构2；所述铲菜刀头移动导轨机构1用于驱动所述铲菜刀头机构2自一端至另一端往复移动；

所述铲菜刀头机构2具体包括叉子和位于所述叉子底部的铲刀；所述铲菜刀头机构2用于从一端至于另一端横向方向开始铲菜；所述铲菜刀头机构2用于驱动叉子和铲刀在一起，并以一定角度插进土中，铲断土中所涉及范围内青菜的根系，并通过后部转动轴向上慢慢翻起，快速翻转，将青菜连带泥土送入振动输送带3上；

所述振动输送带3横向设置在所述车架的前部内侧，所述慢速分拣输送带8竖向设置在所述车架的内侧，且所述振动输送带3的末端与所述慢速分拣输送带8的首端连接；所述振动输送带3的表面上还设置有多个空隙；所述振动输送带3用于对青菜进行振动抖动，振落部分泥土从所述空隙中落下，并将青菜输送到所述慢速分拣输送带8上；

在所述慢速分拣输送带8的传输方向上的上方设置有多组所述机械臂横向移动机构9；且每组所述机械臂横向移动机构9上均对应设置有一个监测摄像头5和一个抓菜机械臂6；且每组所述机械臂横向移动机构9的下方位于所述慢速分拣输送带8侧边处还对应设置有一个所述毛刷刷头7(即机械臂横向移动机构9、监测摄像头5和抓菜机械臂6、毛刷刷头7均是一一对应设置)；所述机械臂横向移动机构9用于通过监测摄像头5获取当前青菜在所述慢速分拣输送带8上的位置，并协调驱动对应的抓菜机械臂6对该位置上的青菜进行抓取操作；

所述抓菜机械臂6用于直接对青菜进行抓取操作，并在横向移动，使菜的根部通过毛刷刷头7去掉剩余的泥土，到菜篓上方后，执行松开抓爪将所述青菜投入菜篓内的操作。

下面对本发明实施例提供的青菜自动采摘机具体构造以及具体技术效果做一下详细说明：

在所述铲菜刀头机构2具体结构中：所述铲刀具体用于铲刀铲断土中所涉及范围内青菜的根系；所述叉子具体用于振动清土并通过后部转动轴向上慢慢翻起，抖落部分泥土，并将青菜挑起快速翻转，把青菜连带泥土送入振动输送带3上；

在所述铲菜刀头机构2具体结构中：所述叉子与所述铲刀之间为可拆卸连接；且不同类型的叉子的形状和间距不同，不用类型的叉子用于适应不同种类的青菜。

在所述铲菜刀头机构2具体结构中：所述叉子与所述铲刀构成的所述铲菜刀头机构2的倾斜角度可调节。

需要说明的是；铲菜刀头机构2由叉子(在上方，叉子的形状和间距由不同菜种设定)和铲刀组成；叉子和铲刀在一起并以预订角度，预订深度弹出插进土中(角度深度根据菜的不同而设定)；

优选的，作为一种可实施方案；所述监测摄像头5的镜头均对准所述慢速分拣输送带8上。

优选的，作为一种可实施方案；所述抓菜机械臂6具体包括多个机械爪；所述抓菜机械臂6用于横向方向、竖直方向移动，且所述抓菜机械臂6还用于头部旋转并通过开合多个机械爪对青菜进行抓取。

优选的，作为一种可实施方案；所述抓菜机械臂6还用于头部转动，同时横向移动，使菜根通过右侧的所述毛刷刷头7，并通过所述毛刷刷头7刷清青菜的菜根上的泥土。

所述毛刷刷头7对应设置在所述抓菜机械臂6横向沿着机械臂横向移动机构9运动轨迹的正下方。

需要说明的是，所述抓菜机械臂6在抓取青菜向右侧移动过程中，将会使菜根通过右侧的所述毛刷刷头7，此时便可以通过所述毛刷刷头7刷清青菜的菜根上的泥土；与此同时，上述毛刷刷头7需要与抓菜机械臂6、机械臂横向移动机构9形成巧妙的位置关系；即毛刷刷头7在抓菜机械臂6横向移动轨迹的正下方，这样才能保证毛刷刷头对青菜进行有效清洁。

优选的，作为一种可实施方案；每组所述机械臂横向移动机构9的底部还对应设置有喷水清洗装置(图中未示出)；所述喷水清洗装置用于对青菜表面执行喷水操作。

需要说明的是，为了进一步地提升采摘后青菜的干净程度，可以在本发明实施例的青菜自动采摘机上加装其他功能机构，例如喷水清洗装置，通过其对表面进行喷水清洗，从而实现更多的功能，达到一步到位的清洁效果。

优选的，作为一种可实施方案；多组所述机械臂横向移动机构9均匀间隔地分布在所述慢速分拣输送带8的上方。

需要说明的是，为了实现青菜自动采摘机的采摘效率以及更多的功能实现；其机械臂横向移动机构9以及其对应的监测摄像头5和抓菜机械臂6、毛刷刷头7均是一组一组的排列，且均匀间隔分布；后面的监测摄像头和抓菜机械臂抓取没有被前面抓菜机械臂来得及抓的青菜，确保没有遗漏。

操作流程原理：

步骤1：摘菜机停在菜地的一端；

步骤2：铲菜刀头机构2从一端(比如右端)开始铲菜；

步骤3：铲菜刀头机构2由叉子(在上方，叉子的形状和间距由不同菜种设定)和铲刀组成；

步骤4：叉子和铲刀在一起并以预订角度，预订深度弹出插进土中(角度深度根据菜的不同而设定)；

步骤5：铲刀铲断土中所涉及范围内青菜的根系；

步骤6：叉子开始振动并以后部转动轴向上慢慢翻起，抖落一部分泥土，并将所铲泥土范围内的青菜挑起；

步骤7：叉子快速翻转，把青菜连带泥土送入振动输送带；

步骤8：铲菜刀头机构2回位，横向移动一格(比如向左)对下一位置的青菜进行铲菜，重复步骤2-8；

步骤9：铲菜刀头机构2运行到端头后(比如左端)，摘菜机向前运动一步，从左向右开始下一轮铲菜；

步骤10：振动输送带3可振落部分泥土，泥土在振动输送带3的空隙中落下；

步骤11：青菜随振动输送带3的运行落入慢速分拣输送带8；

步骤12：数个监测摄像头5对准慢速分拣输送带8；

步骤13：每个监测摄像头5配套的有一个抓菜机械臂6；

步骤14：抓菜机械臂6可横向，上下移动，头部旋转并开合；

步骤15：当分辨出一颗青菜后，抓菜机械臂6抓取青菜靠近根部的菜梗；

步骤16：抓菜机械臂6的头部转动，机械臂横向移动，使菜根通过毛刷刷头7，最后去掉泥土，必要可喷水清洗青菜；

步骤17：抓菜机械臂6继续横向移动，到菜篓上方，松开抓爪，把菜投入菜篓；

步骤18：抓菜机械臂6回位；

步骤19：后面的监测摄像头和抓菜机械臂6抓取没有被前面抓菜机械臂6来得及抓的青菜，确保没有遗漏。

对于不同青菜的对策(本发明实施例提供的青菜自动采摘机对于不同种类的青菜采摘具有很强的结构适应性)。

需要说明的是，青菜和鸡毛菜形态比较相近，以采摘青菜为原型机，通过改变铲菜叉头间隔和形状，以及铲菜刀头插入土壤的角度和深度，可以采摘鸡毛菜。苋菜的特点是有菜杆，并且比较长，菜也比较高。相应的设计是取消叉头，换为两指机构。此两指机构不插入土中，在土壤上方，将铲刀涉及面积上的苋菜菜杆抓成一把，另有机构打捆，然后铲刀弹出，铲断土里的根系。两指机构将菜捆送入振动输送带。监测摄像头分辨每把苋菜，机械臂也是抓取每把苋菜的打捆处。对于本发明实施例提供的青菜自动采摘机，其他局部变形构造，对此本发明不再一一赘述。

综上所述，本发明实施例提供的青菜自动采摘机，其主要由铲菜刀头移动导轨机构1、铲菜刀头机构2、振动输送带3、车架及行动系统4、监测摄像头5、抓菜机械臂6、毛刷刷头7、慢速分拣输送带8和机械臂横向移动机构9等几个部分组成；其各个功能机构执行各自的机械动作，并通过各个功能机构实现一系列的机械联动，并完成自动青菜的采摘过程；本发明实施例提供的青菜自动采摘机，结构设计合理，功能机构完善，可通过机械方式完成青菜的采摘，减少了劳动成本，使用起来非常方便；同时，本发明实施例提供的青菜自动采摘机，提升了青菜采摘和生产效率，具有诸多方面的技术优势，因此其必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。