一种马铃薯分级捡取装置的制作方法

1.一种马铃薯分级捡取装置，属于马铃薯分级捡取设备技术领域。


背景技术：

2.我国马铃薯生产在种植、挖掘、入库环节中基本实现了自动化作业，但是马铃薯收获环节机械化水平较低，现收获装置主要以过筛式收集或者人工捡拾，过筛式收集装置在收集时容易造成马铃薯表面磕碰，且不能很好的将马铃薯分级，人工捡拾劳动强度大，效率低，作业成本高。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够对马铃薯进行捡取并分类，不会对马铃薯造成破坏，作业成本低的马铃薯分级捡取装置。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该马铃薯分级捡取装置，其特征在于：包括车体以及安装在车体上的机械手、采集模块和控制装置，采集模块设置在机械手的前侧，采集模块的信号输出端与控制装置的信号输入端相连，控制装置的信号输出端与机械手相连，机械手连接有带动其沿平行于车体行进方向往复运动的驱动装置，车体上设置有若干用于盛放土豆的盛放部。
5.优选的，所述的驱动装置包括驱动线性模组，驱动线性模组安装在车体上，驱动线性模组与机械手相连。驱动线性模组与机械手相连，并带动其运动，方便控制机械手运动的速度，也方便精确控制机械手的位置。
6.优选的，所述的机械手包括位置调节装置、升降装置以及抓手，位置调节装置可滑动的安装在车体上，升降装置安装在位置调节装置上，抓手安装在升降装置上，驱动装置与位置调节装置相连。位置调节装置能够调节抓手的位置，使抓手与待抓取的马铃薯对正，升降装置带动抓上升降，以对马铃薯进行抓取。
7.优选的，所述的位置调节装置包括调节电机、第一动力杆、第二动力杆、第一连杆以及第二连杆，第一动力杆和第二动力杆的端部均连接带动其摆动的调节电机，第一连杆的一端与第一动力杆的自由端铰接，另一端与升降装置铰接，第二连杆的一端与第二动力杆的自由端铰接，另一端与升降装置铰接。调节电机通过带动第一动力杆和第二动力杆摆动，以调节抓手的位置，调节方便，结构简单，且成本低，能够满足马铃薯抓取的要求，且后期维护和更换更加方便。
8.优选的，所述的升降装置包括升降线性模组或升降气缸，升降线性模组或升降气缸竖向设置，抓手安装在升降线性模组或升降气缸上。升降线性模组或升降气缸带动抓手升降，控制方便。
9.优选的，所述的抓手为柔性抓手。抓手为柔性抓手，能够避免对马铃薯外表造成破坏。
10.优选的，还包括导入槽以及输送皮带，导入槽和输送皮带均与盛放部一一对应，导
入槽的输出端与输送皮带的输入端相连，输送皮带的输出端设置在对应的盛放部上侧，导入槽为沿靠近输送皮带的方向逐渐向下的倾斜状。导入槽能够承接机械手上的马铃薯，导入槽倾斜设置，使马铃薯滚动到输送皮带上，并通过输送皮带输送至对应的盛放部上，实现了马铃薯的分级输送，降低了对机械手的要求。
11.优选的，所述的导入槽包括活动导入槽以及固定导入槽，固定导入槽设置在活动导入槽与输送皮带之间，固定导入槽安装在车体上，活动导入槽与驱动装置相连，并随其同步运动，活动导入槽与固定导入槽可滑动的连接。活动导入槽与固定导入槽可滑动的连接，活动导入槽与驱动装置同步运动，使机械手能够将马铃薯更精确的放入到活动导入槽内，机械手动作简单。
12.优选的，所述的固定导入槽上设置有开口，活动导入槽的两侧分别设置在固定导入槽外，活动导入槽的底部可滑动的伸入开口内。活动导入槽可滑动的伸入到开口内，能够避免对马铃薯的输送造成妨碍。
13.优选的，所述的驱动装置与活动导入槽之间设置有连接件，连接件与机械手相连，连接件上设置有竖向的滑槽，活动导入槽上设置有可滑动的设置在滑槽内的销轴。由于固定导入槽和活动导入槽均倾斜设置，滑槽与销轴的设置，使连接件与活动导入槽可以发生竖直方向的相对运动，避免活动导入槽与固定导入槽之间相互妨碍。
14.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本马铃薯分级捡取装置的采集模块能够采集马铃薯的大小和外形信息，并将采集到的信号传递给控制装置，控制装置控制机械手抓取马铃薯并放置在对应的盛放部内，与采用筛选的方式相比，避免了马铃薯之间以及马铃薯与筛网之间的碰撞，导致马铃薯外表损坏的问题，而且分级更加精确，且分级效率高，分级速度快，马铃薯的分级成本大大降低，驱动装置推动机械手往复运动，使机械手在抓取土豆时与地面保持相对静止，保证对土豆的抓取更加精确、稳定。
附图说明
15.图1为马铃薯分级捡取装置的立体示意图。
16.图2为图1中a处的局部放大图。
17.图3为图1中b处的局部放大图。
18.图4为图1中c处的局部放大图。
19.图中：1、车体
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2、机械手
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3、活动导入槽
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4、固定导入槽
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401、导向槽
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402、开口
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5、输送皮带
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6、编织袋
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7、导轨
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8、平移架
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9、调节电机
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10、第一动力杆
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11、第二动力杆
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12、第一连杆
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13、第二连杆
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14、摆动架
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15、柔性抓手
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1501、夹取手指
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16、连接件
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1601、滑槽
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17、升降电机
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18、升降螺杆
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19、升降架。
具体实施方式
20.图1~4是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~4对本发明做进一步说明。
21.一种马铃薯分级捡取装置，包括车体1以及安装在车体1上的机械手2、采集模块和控制装置，采集模块设置在机械手2的前侧，采集模块的信号输出端与控制装置的信号输入端相连，控制装置的信号输出端与机械手2相连，机械手2连接有带动其沿平行于车体1行进
方向往复运动的驱动装置，车体1上设置有若干用于盛放土豆的盛放部。本马铃薯分级捡取装置的采集模块能够采集马铃薯的大小和外形信息，并将采集到的信号传递给控制装置，控制装置控制机械手2抓取马铃薯并放置在对应的盛放部内，与采用筛选的方式相比，避免了马铃薯之间以及马铃薯与筛网之间的碰撞，导致马铃薯外表损坏的问题，而且分级更加精确，且分级效率高，分级速度快，马铃薯的分级成本大大降低，驱动装置推动机械手2往复运动，使机械手2在抓取土豆时与地面保持相对静止，保证对土豆的抓取更加精确、稳定。
22.下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。
23.具体的：如图1~4所示：本马铃薯分级捡取装置还包括导入槽以及输送皮带5。车体1的前侧设置有驾驶座，机械手2设置在车体1的中部，车体1的后侧沿车体1的宽度方向并排设置有若干编织袋6，形成盛放部，在本实施例中，编织袋6并排间隔设置有四个，从而能够将马铃薯分成四类。
24.采集模块安装在车体1上，采集模块设置在机械手2的前侧，在本实施例中，采集模块为工业相机，工业相机的信号输出端与控制装置相连，并将采集到的信息上传给控制装置。控制装置的信号输出端与机械手2的信号输入端相连，机械手2沿车体1的宽度方向并排设置有若干个，在本实施例中，机械手2沿车体1的宽度方向并排设置有两个。
25.导入槽和输送皮带5均设置在机械手2和编织袋6之间，导入槽和输送皮带5均与编织袋6一一对应。导入槽设置在输送皮带5的输入端，输送皮带5的输入端与导入槽的输出端相连，输送皮带5的输出端设置在对应的编织袋6的上侧。导入槽为沿靠近输送皮带5的方向逐渐向下的倾斜状，以保证马铃薯能够在重力作用下滚动至输送皮带5上，输送皮带5为沿靠近编织袋6的方向逐渐向上的倾斜状，输送皮带5上设置有若干凸台，避免马铃薯在重力作用下与输送皮带5相对运动，保证马铃薯的输送更加稳定。
26.车体1上安装有水平的导轨7，导轨7平行于车体1的行进方向设置，导轨7上滑动安装有平移架8，驱动装置与平移架8相连，并带动其平行于车体1的行进方向往复运动，机械手2安装在平移架8上。机械手2与平移架8一一对应，每个平移架8均连接有驱动装置。
27.驱动装置包括驱动线性模组，驱动线性模组安装在车体1上，驱动线性模组与平移架8相连，并带动其运动。
28.机械手2包括位置调节装置、升降装置以及抓手，在本实施例中，抓手为柔性抓手15，能够避免对马铃薯造成破坏，位置调节装置安装在对应的平移架8上，升降装置安装在位置调节装置上，柔性抓手15安装在升降装置上，位置调节装置能够带动柔性抓手15运动，并调节柔性抓手15的位置，使柔性抓手15运动至待抓取的马铃薯的正上方，升降装置带动柔性抓手15升降，以抓取带抓取的马铃薯。
29.柔性抓手15包括抓手主体以及夹取手指1501，夹取手指1501设置在抓手主体的下侧，夹取手指1501的顶部可滑动的安装在抓手主体的底部，夹取手指1501环绕抓手主体间隔均布有若干个，在本实施例中，夹取手指1501环绕抓手主体间隔均布有四个。各夹取手指1501均连接有带动其运动的夹紧气缸，夹紧气缸带动对应的夹取手指1501运动，各夹取手指1501相配合，实现了对马铃薯的夹取。夹取手指1501为橡胶材质，能够避免对马铃薯造成
损坏。
30.夹取手指1501还可以为气囊，夹取手指1501固定安装在抓手主体上，各夹取手指1501均连接有压缩空气，通过夹取手指1501的膨胀和收缩实现了对马铃薯的夹紧和松开。
31.位置调节装置包括摆动架14、调节电机9、第一动力杆10、第二动力杆11、第一连杆12以及第二连杆13，调节电机9有两个，两个调节电机9沿车体1的行进方向并排且间隔设置，第一动力杆10和第二动力杆11的端部分别与两个调节电机9的输出轴相连，并随其同步摆动，第一连杆12的一端与第一动力杆10的自由端铰接，另一端与摆动架14铰接，第二连杆13的一端与第二动力杆11的自由端铰接，另一端与摆动架14铰接，形成平面五连杆机构。通过两个调节电机9能够分别调节第一动力杆10和第二动力杆11的摆动角度，进而实现了柔性抓手15的位置调节。
32.升降装置为升降线性模组或升降气缸，升降线性模组或升降气缸与柔性抓手15相连，并带动其升降，使柔性抓手15能够抓取马铃薯，并将马铃薯放入到对应的导入槽内。
33.在本实施例中，升降装置包括升降电机17、升降螺杆18以及升降架19，升降螺杆18竖向设置，升降螺杆18可转动的安装在摆动架14上，升降架19可滑动的安装在摆动架14上，升降架19与升降螺杆18螺纹连接，升降电机17与升降螺杆18相连，并带动其转动，从而实现了升降架19的升降，柔性抓手15安装在升降架19的底部，并随其同步升降。
34.导入槽包括活动导入槽3以及固定导入槽4，固定导入槽4设置在活动导入槽3和输送皮带5之间，固定导入槽4和活动导入槽3均为靠近输送皮带5的方向逐渐向下的倾斜状，活动导入槽3的输出端与固定导入槽4的输入端对接，固定导入槽4的输出端与输送皮带5的输入端对接。
35.固定导入槽4为两侧向上弯折的槽型，固定导入槽4的两侧中部均设置有导向槽401，导向槽401为梯形槽，固定导入槽4的底部设置有朝向活动导入槽3的开口402，开口402平行于导向槽401设置。
36.活动导入槽3也为两侧向上弯折的槽型，活动导入槽3的宽度大于固定导入槽4的宽度，活动导入槽3的两侧均设置在固定导入槽4的外侧，活动导入槽3的底部可滑动的伸入到凹槽402内，且活动导入槽3的侧部设置有导向部，导向部可滑动的设置在对应侧的导向槽401内，保证活动导入槽3能够顺畅的与固定导入槽4相对滑动。
37.平移架8通过连接件16与活动导入槽3相连，使活动导入槽3与平移架8同步运动，方便机械手2将马铃薯放置在活动导入槽3内。连接件16为“l”形，连接件16的水平部与平移架8相连，并随平移架8同步运动，连接件16的竖直部上设置有竖向的滑槽1601，活动导入槽3上设置有销轴，销轴可滑动的设置在滑槽1601内，既能够使活动导入槽3随平移架8同步运动，又能够避免活动导入槽3与平移架8之间相互妨碍。
38.机械手2与活动导入槽3一一对应时，活动导入槽3与对应的平移架8相连。当机械手2的数量大于或小于活动导入槽3时，各活动导入槽3可以连接为一体，并通过单独的线性模组或气缸推动。
39.本马铃薯分级捡取装置的工作过程如下：车体1均匀行使到位于马铃薯上方时，在光源照射下工业相机采集马铃薯全周图像，进行图像处理后，获取马铃薯外形参数和位置信息，根据马铃薯形状特征分为四个等级的马铃薯。
40.工业相机完成图像采集后，机械手2整体向与车体1行进方向相反的方向等速运
动，使机械手2与地面保持相对静止，控制装置控制机械手2合理配合按照马铃薯特征分为四个等级，并将位于地面上不同等级马铃薯捡取到传送装置的相应位置。
41.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。