一种植物采摘系统及其采摘方法与流程

本发明涉及植物种植采摘设备，具体而言，涉及一种植物采摘系统及其采摘方法。

背景技术：

人类的食物大多数为种植或者是养殖而来，对于人类食用的植物而言，大多数为种植于土壤当中，在种植过程中，需要进行翻土、播种、浇水、浇营养液等步骤，位于土壤当中的植物会不断长大，植物的枝叶会长的越来越茂盛，整个植物的横向占地面积也会越来越大，直至成长至理想的大小之后，需要使用操作人员手持挖掘工具，一颗一颗将长大的植物从土壤中挖出，不仅如此，在植物生长过程当中，还需要操作人员肉眼去观察植物的生长状况，并时刻监视植物的整体大小，并在适宜的时候去采摘挖掘，若不及时采摘，植物过度成长，便不适宜食用。

传统的人工采摘方式，不仅生产效率低下，而且一旦遇到大规模种植环境下，植物的采摘很难准确及时。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种植物采摘系统，其能自动对植物成长状况进行检测并挖掘对应植物的特性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种植物采摘系统，包括位于土壤平面上的种植区，所述种植区用于种植对应植物，还包括位于土壤平面的下红外检测部，所述种植区位于下红外检测部相对于土壤平面的正投影范围内；

还包括采摘架，所述采摘架上设有用于对种植区内的植物进行采摘的采摘机构；

所述采摘架上设有上红外检测部，所述上红外检测部与下红外检测部相互红外感应并用于检测种植区内植物的横向占地面积；

采摘机构感应于上红外检测部或下红外检测部，当上红外检测部与下红外检测部之间红外感应区产生阻隔时，采摘机构对位于种植区内的植物进行挖掘。

通过上述技术方案，植物种子会被种植在土壤平面的种植区内，并且种植区的周围会被下红外检测部所围绕，种植区内的植物种子进行施肥浇水，植物种子渐渐长成植物，在植物生长过程中，上红外检测部与下红外检测部之间会相互产生红外感应，并罩设于待生长的植物外侧，当植物成长到一定程度，即当植物的枝叶触碰到上红外检测部与下红外检测部之间产生的红外检测区时，位于采摘架上的采摘机构便会发生动作且对位于种植区内的植物进行挖掘采摘；

上述采摘过程中，无需进行人工肉眼去观察植物的生长状况，当植物自然生长到一定程度之后，采摘机构便可自动对位于种植区内的植物进行主动挖掘，植物的采摘能做到准确及时。

优选的,所述上红外检测部以及下红外检测部的整体形状均为圆环形，所述上红外检测部与下红外检测部两者的形状尺寸相同。

通过上述技术方案，圆环形构造的上红外检测部与下红外检测部，能形成圆柱形的检测区域，且结合植物的生长特性，其成长过程是向周向方向生长的过程，当其横向占地面积达到一定程度时，基本为成熟之时，故能最大程度提升上红外检测部与下红外检测部之间的检测灵敏度。

优选的,所述采摘机构包括采摘盘、伸缩动力组件、采摘臂，所述伸缩动力组件安装于采摘架并用于驱动采摘盘往靠近或背离种植区位置进行上下运动；

所述采摘臂上端铰接于采摘盘，且采摘臂下端为用于直接挖掘种植区植物的采摘端，所述采摘盘上设有用于驱动采摘臂进行采摘动作的驱动部。

通过上述技术方案，当上红外检测部与下红外检测部之间产生的检测区间受到植物遮挡中断之后，伸缩动力组件会驱动整个采摘盘往靠近种植区方向进行移动，进而使采摘端插入到种植区的土壤平面内，驱动部则会驱动采摘臂绕着铰接点进行旋转，采摘臂的采摘端则会对位于土壤内成熟的植物进行挖掘并取出，伸缩动力组件再驱动采摘盘往背离种植区方向进行移动，成熟的植物便会与土壤进行脱离。

优选的,所述伸缩动力组件包括安装于采摘架的第一电机、呈竖直设置的驱动螺杆，所述第一电机用于带动驱动螺杆旋转，所述驱动螺杆螺纹连接于采摘盘。

通过上述技术方案，第一电机会直接带动驱动螺杆进行周向旋转，进而驱动整个采摘盘进行竖直上下运动。

优选的,所述采摘臂的数量至少为两个且以采摘盘的中部为中心呈圆周阵列分布。

通过上述技术方案，驱动部带动至少两个采摘臂进行同时运动，即可从不同方向对同一颗植物进行挖掘，大幅度提升了植物挖掘的准确性以及可靠性。

优选的,所述驱动部包括安装于采摘盘上的第二电机，所述第二电机的电机端上安装有主动涡杆，所述采摘臂的上端设有从动涡齿，所述主动涡杆与从动涡齿相啮合进而带动采摘臂进行运动。

通过上述技术方案，第二电机的驱动力会直接传递至主动涡杆上，主动涡杆会与从动涡齿相啮合，并使采摘臂绕着铰接点进行周向旋转，进而提升了采摘臂整体运动的稳定性。

优选的,所述采摘端上设有尖端部。

通过上述技术方案，尖端部用于插入到土壤当中，能降低采摘臂插入土壤的难度。

本发明的第二个目的在于提供一种采摘方法，其能自动对植物成长状况进行检测并挖掘对应植物的特性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种利用上述植物采摘系统的采摘方法，其采摘步骤如下：

s1：将植物种子种植入下红外检测部圈定的土壤种植区内；

s2：开启上红外检测部与下红外检测部，上红外检测部与下红外检测部相感应，并形成用于检测植物生长情况的检测区；

s3：对植物种子进行必要的浇水、浇营养液等基础种植步骤；

s4：待植物种子发芽长大，植物的枝叶一旦接触到s2中的检测区，第一电机感应于上红外检测部或下红外检测部，第一电机带动驱动螺杆周向旋转，采摘盘会往检测区位置进行移动，采摘臂的采摘端插入到检测区的周边土壤中，第二电机启动，采摘臂会直接将位于种植区内的植物挖起；

s5：第一电机反向启动，第一气缸反向带动采摘盘往背离种植区方向运动，植物采摘完成。

通过上述技术方案，从植物种子种入到土壤种植区之后，只需进行必要的浇水、营养液浇灌等基础的种植步骤之外，整个采摘过程实现了自动检测并自动对已成熟的植物进行挖掘的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例的附图作简要地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一个或多个实施例，而非对本发明的限制。

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一的局部剖面结构示意图。

附图标记：1、土壤平面；2、种植区；3、下红外检测部；4、上红外检测部；5、采摘架；6、采摘机构；61、采摘盘；62、伸缩动力组件；63、第一气缸；7、驱动部；8、采摘臂；9、采摘端；11、第二电机；12、主动涡杆；13、从动涡齿；14、尖端部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照图1至图2对本发明一种植物采摘系统及其采摘方法实施例做进一步清楚、完整地描述。

实施例一：

一种种植采摘系统，包括位于土壤平面1上的种植区2，土壤平面1上安装有下红外检测部3，下红外检测部3的整体形状为圆环形，并且下红外检测部3所在平面与土壤平面1保持平行，种植区2位于下红外检测部3的覆盖范围之内，种植区2用于种植对应植物种子。

在土壤平面1的上方设置有采摘架5，该采摘架5整体呈水平设置，在采摘架5上设置了采摘机构6，该采摘机构6包括安装在采摘架5上的伸缩动力组件62，伸缩动力组件62包括安装于采摘架5的第一气缸63，第一气缸63整体呈竖直设置，伸缩动力组件62的动力端朝向下红外检测部3一侧，伸缩动力组件62的动力端上连接有采摘盘61，采摘盘61所在平面呈水平设置，伸缩动力组件62的竖直上下伸缩动作，会直接带动整个采摘盘61进行竖直上下运动。

在采摘盘61的下盘面上设有上红外检测部4，上红外检测部4的整体形状为圆环形，且大小与下红外检测部3一致，上红外检测部4与下红外检测部3的内部构造一致，现就上红外检测部4作例子详细说明，上红外检测部4包括一内部呈空心设置的圆环形外壳，圆环形外壳内部存在若干红外检测头，该红外检测头以外壳的圆心为中心呈圆周阵列设置；上红外检测部4内的红外检测头与下红外检测部3内的红外检测头一一对应，并可形成红外感应检测区。

在采摘盘61的下盘面上还设有若干采摘臂8，若干采摘臂8均位于上红外检测部4内圈内部，若干采摘臂8以采摘盘61的中部为中心呈圆周阵列分布，每个采摘臂8的上端均铰接于采摘盘61，整个采摘盘61的形状可为圆盘形，采摘臂8的活动平面通过采摘盘61的中心位置，采摘盘61上也同样设置有驱动部7，该驱动部7安装于采摘盘61上的第二电机11，第二电机11的电机端上安装有主动涡杆12，采摘臂8的上端设有从动涡齿13，第二电机11带动主动涡杆12进行旋转，主动涡杆12会与从动涡齿13相啮合，采摘臂8便可绕着铰接点进行旋转；采摘臂8下端为用于直接挖掘种植区2植物的采摘端9，在每个采摘端9上设有尖端部14。

实际使用过程中：位于种植区2内的植物种子逐渐长成成熟的植物，植物的枝干会对阻挡于上红外检测部4与下红外检测部3之间，此时，第一气缸63会感应于上红外检测部4，第一气缸63会驱动整个采摘盘61向着下红外检测部3的方向进行运动，并使采摘臂8的采摘端9插入到种植区2内的土壤中，驱动部7带动所有的采摘臂8进行运动，采摘端9便可对位于土壤当中的植物进行挖掘采摘动作。

实施例二：一种利用实施例一中的植物采摘系统的采摘方法，其采摘步骤如下：

s1：将植物种子种植入下红外检测部3圈定的土壤种植区2内；

s2：开启上红外检测部4与下红外检测部3，上红外检测部4与下红外检测部3相感应，并形成用于检测植物生长情况的检测区；

s3：对植物种子进行必要的浇水、浇营养液等基础种植步骤；

s4：待植物种子发芽长大，植物的枝叶一旦接触到s2中的检测区，第一气缸63感应于上红外检测部4或下红外检测部3，第一气缸63带动采摘盘61往检测区位置进行移动，采摘臂8的采摘端9插入到检测区的周边土壤中，第二电机11启动，采摘臂8会直接将位于种植区2内的植物挖起；

s5：第一气缸63反向运动，第一气缸63反向带动采摘盘61往背离种植区2方向运动，植物采摘完成。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。