金针菇采摘装置的制作方法

本发明属于植物采摘设备技术领域，更具体地说，是涉及一种金针菇采摘装置。

背景技术

目前，规模化金针菇种植企业采用标准培育室培育，种植的金针菇采用瓶装培植，种植瓶整齐排列于货筐内。金针菇长成后会超过瓶口130mm左右，而且高度比较均匀，收割期大都采用人工搬运货筐，人工采摘，这种模式工人劳动强度大且容易对金针菇造成损伤，生产效率低下，限制了种植规模的进一步增大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种金针菇采摘装置，以解决现有技术中存在的人工采摘劳动强度大、工作效率低、易对金针菇造成损伤的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种金针菇采摘装置，包括机架、用于采摘金针菇的机械手爪和用于传输货筐的输送机构，所述机械手爪设置于所述输送机构的上方，所述机架上设有用于驱动所述机械手爪的驱动组件。

进一步地，所述驱动组件包括用于驱动所述机械手爪横移的横移机构和用于驱动所述机械手爪升降的升降机构，所述横移机构包括横移顶板、横向导轨、丝杠和横移电机，所述横移电机和横向导轨均设置于所述机架的顶部，所述横移顶板沿着所述横向导轨滑动，所述丝杠与所述横移电机的输出轴相连，所述横移顶板上设有与所述丝杠配合的丝杠螺母；所述横移顶板的底面上设有升降机构，所述机械手爪与所述升降机构相连；所述横移机构的运动方向垂直于所述输送机构的运动方向。

进一步地，所述升降机构包括升降气缸、竖向导轨和用于与所述机械手爪相连的底板，所述升降气缸的缸体固定于所述横移顶板的底面，所述升降气缸的活塞杆与所述底板相连，所述竖向导轨的上端与所述横移顶板相连，所述底板的边缘设有与所述竖向导轨配合的滑块一，所述机械手爪与所述底板相连。

进一步地，所述机械手爪包括伸缩气缸、连接组件和用于抓取金针菇的机械爪，所述伸缩气缸的缸体设置于所述底板上，所述连接组件包括伸缩板和连接件，所述伸缩气缸的活塞杆与所述伸缩板相连，所述连接件的上端与所述伸缩板相连，所述连接件的下端与机械爪相连；所述机械爪设置于所述底板的下方。

进一步地，所述机械爪包括支撑座、固定手指、活动手指和用于驱动所述活动手指相对所述固定手指平移运动的驱动部件，所述支撑座与所述连接件的下端相连，所述固定手指、活动手指和驱动部件均设置于支撑座上，所述固定手指和活动手指并列设置。

进一步地，所述驱动部件包括丝杆和步进电机，所述活动手指的端部设有与所述丝杆配合的丝杆螺母。

进一步地，所述机械手爪为两组，两组所述机械手爪的伸缩气缸上下交错设置于所述底板上，两组所述机械手爪的机械爪对称设置于所述底板的两侧。

进一步地，所述连接件为t型连接板，所述t型连接板的上端固定于所述伸缩板的底面上，所述t型连接板的下端与所述支撑座固定相连。

进一步地，所述伸缩气缸的活塞杆下端设有横截面为门型的支架，所述支架的侧边底部与所述底板相连。

进一步地，所述输送机构包括驱动组件和传输带，所述传输带上设有若干个并列布置的圆柱辊，所述传输带的下方设有与输送机构电连接的限位机构，所述传输带的侧面设有用于夹紧所述货筐的夹紧机构，所述夹紧机构和限位机构均设置于所述机械手爪的下方。

本发明提供的金针菇采摘装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明金针菇采摘装置通过输送机构实现金针菇货筐自动传输，利用机械手爪对金针菇自动采摘，能够极大程度地避免金针菇受损，保持金针菇的完好性，大大减轻工人劳动强度，并且提高金针菇采摘效率，减少企业人工成本支出，提高企业效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，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金针菇采摘装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的金针菇采摘装置的左视图；

图3为本发明实施例提供的金针菇采摘装置的工作状态图；

图4为图2中横移机构的俯视图；

图5为图2中a处的局部放大图；

图6为本发明实施例提供的金针菇采摘装置中机械爪的工作原理示意图；

图7为本发明实施例提供的金针菇采摘装置中伸缩气缸与伸缩板的连接示意图；

其中，图中各附图标记：

1-机架，11-立柱，12-横梁；2-金针菇；3-机械手爪，31-伸缩气缸，32-连接组件，320-伸缩板，321-连接件；33-机械爪，330-支撑座，331-固定手指，332-活动手指，333-驱动部件，3330-丝杆，3331-步进电机，3332-丝杆螺母；34-支架；4-货筐；5-横移机构，51-横移顶板，52-横向导轨，53-丝杠，54-横移电机，55-丝杠螺母，56-轴承座，57-滑块三；6-升降机构，61-升降气缸，62-竖向气缸，63-底板，64-滑块一，65-水平导轨66-滑块二；7-传输带；8-限位机构；9-夹紧机构；10-放置平台；13-种植瓶。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1-3，现对本发明实施例提供的金针菇采摘装置进行说明。所述金针菇采摘装置，包括机架1、用于采摘金针菇2的机械手爪3和用于传输货筐4的输送机构，所述机械手爪3设置于所述输送机构的上方，所述机架1上设有用于驱动所述机械手爪3的驱动组件。其中，机架可采用80*80铝合金型材制作，由4根立柱11和立柱顶部的4根横梁12组装而成，将输送机构布置在机架下方的两组立柱之间，机械手爪安装在机架上部，方便在机架内对输送机构上运输的金针菇进行采摘即可。通过输送机构实现金针菇货筐自动传输，当装有种植瓶的货筐行至机械手爪下方时，利用机械手爪对种植瓶内的金针菇自动采摘。

本发明提供的金针菇采摘装置，与现有技术相比，具有工作效率高、机械化程度高的优点，利用输送机构将装有种植瓶的货筐逐一运送至机架的机械手爪下方，通过机械手爪能够轻松快捷地将种植瓶内的金针菇采摘下来，能够最大程度地保证金针菇的完好性，同时也极大提高金针菇采摘效率，减轻了工人劳动强度，减少企业人工成本支出，提高企业效益。

进一步地，请参阅图2、4，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述驱动组件包括用于驱动所述机械手爪3横移的横移机构5和用于驱动所述机械手爪3升降的升降机构6，所述横移机构5包括横移顶板51、横向导轨52、丝杠53和横移电机54，所述横移电机54和横向导轨52均设置于所述机架1的顶部，所述横移顶板51沿着所述横向导轨52滑动，所述丝杠53与所述横移电机54的输出轴相连，所述横移顶板51上设有与所述丝杠53配合的丝杠螺母55；所述升降机构设置于所述横移顶板51的底面上，所述机械手爪3与所述升降机构6相连；所述横移机构5的运动方向垂直于所述输送机构的运动方向。丝杠通过轴承座56设置于机架顶部的横梁12上，横移顶板通过滑块三57与横梁上的横向导轨52滑动配合。横向导轨对称设置于两根横梁上，丝杠的两端搭设于另外两根横梁上，丝杠的两端通过bkbf轴承座固定于横梁上，横移电机的输出轴通过联轴器与丝杠端部相连，横移电机驱动丝杠转动，进而驱动横移顶板水平移动，方便机械手爪将金针菇采摘下来后移至输送机构一侧方便收集。

进一步地，请参阅图1-3，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述升降机构6包括升降气缸61、竖向导轨62和用于与所述机械手爪3相连的底板63，所述升降气缸61的缸体固定于所述横移顶板51的底面，所述升降气缸61的活塞杆与所述底板63相连，所述竖向导轨62的上端与所述横移顶板51相连，所述底板63的边缘设有与所述竖向导轨62配合的滑块一64，所述机械手爪3与所述底板63相连。其中，竖向导轨采用sbr20圆柱导轨，圆柱导轨顶部攻有螺纹通过固定螺母与横移顶板51连接，底板通过l形连接件与滑块一相连，通过升降气缸驱动底板上下运动，进而带动机械手爪升降，当金针菇运至采摘工位时，机械手爪下降进行采摘，采摘完毕，抓取金针菇的机械手爪再上升、平移至输送机构一侧放置金针菇。

进一步地，请参阅图1-3、5、7，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述机械手爪3包括伸缩气缸31、连接组件32和用于抓取金针菇2的机械爪33，所述伸缩气缸31的缸体设置于所述底板63上，所述连接组件32包括伸缩板320和连接件321，所述伸缩气缸31的活塞杆与所述伸缩板320相连，所述连接件321的上端与所述伸缩板320相连，所述连接件321的下端与机械爪33相连；所述机械爪33设置于所述底板63的下方。通过伸缩气缸带动与伸缩板相连的机械爪对金针菇进行采摘动作，为了方便伸缩板下方的机械爪具有足够的活动空间，可在底板的侧面加工一个豁口或将底板的宽度缩小，方便伸缩板带动机械爪自由伸缩。

进一步地，请参阅图1-3、5、6，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述机械爪33包括支撑座330、固定手指331、活动手指332和用于驱动所述活动手指332相对所述固定手指331平移运动的驱动部件333，所述支撑座330与所述连接件321的下端相连，所述固定手指331、活动手指332和驱动部件333均设置于支撑座330上，所述固定手指331和活动手指332并列设置。活动手指在驱动部件的驱动下，相对固定手指水平移动，进而实现对金针菇的抓取动作，当金针菇行至机械爪下方时，机械爪的固定手指和活动手指张开，将金针菇置于固定手指和活动手指之间，启动驱动部件，带动活动手指缩小和固定手指的间距，夹紧金针菇后，随着升降机构的上升，顺利将金针菇从种植瓶内拔出，实现金针菇的抓取采摘。

进一步地，请参阅图1、2、6，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述驱动部件333包括丝杆3330和步进电机3331，所述活动手指332的端部设有与所述丝杆3330配合的丝杆螺母3332。通过步进电机带动丝杆旋转，进而驱动活动手指的移动，实现固定手指和活动手指间的距离变化，进而实现对金针菇的采摘动作。

进一步地，请参阅图1-3，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述机械手爪33为两组，两组所述机械手爪3的伸缩气缸31上下交错设置于所述底板63上，两组所述机械手爪3的机械爪33对称设置于所述底板63的两侧。两个伸缩气缸上下交错安装在底板上，能够有效利用空间，通过两个伸缩气缸带动两个伸缩板的运动，进而带动两个机械爪的固定手指和活动手指插入金针菇的相邻间隙内，能够提高采摘效率。

进一步地，请参阅图1-2，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述连接件321为t型连接板，所述t型连接板的上端固定于所述伸缩板320的底面上，所述t型连接板的下端与所述支撑座330固定相连。

进一步地，请参阅图1、3，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述伸缩气缸31的活塞杆下端设有横截面为门型的支架34，所述支架34的侧边底部与所述底板63相连。所述底板63上设有水平导轨65，所述伸缩板320的底面设有与所述水平导轨65配合的滑块二66。伸缩气缸的活塞杆通过支架带动底板上下运动，保证底板升降平稳；利用滑块二与水平导轨的配合对伸缩板的运动进行导向，保证机械爪的运动方向不变，准确实现对金针菇的抓取。

进一步地，请参阅图1-3，作为本发明提供的金针菇采摘装置的一种具体实施方式，所述输送机构包括驱动组件和传输带7，所述传输带7上设有若干个并列布置的圆柱辊，货筐放置在圆柱辊上运输，能够减少二者之间的摩擦力；所述传输带7的下方设有与输送机构电连接的限位机构8，借助限位机构使输送机构停运，使货筐内金针菇停止在采摘工位，方便机械手爪采摘金针菇；所述传输带7的侧面设有用于夹紧所述货筐4的夹紧机构9，所述夹紧机构9和限位机构8均设置于所述机械手爪3的下方。货筐的定位与夹紧借助限位机构和夹紧机构来配合实现。

其中，限位机构采用定位气缸和接近开关来实现输送机构的停运，将接近开关和定位气缸安装在输送机构下方的工作架上，当货筐行至接近开关处驱动传输带的驱动组件停止运行，定位气缸伸出对货筐进行限位，避免其在惯性作用下滑出采摘工位；夹紧机构采用夹紧气缸和限位台来实现货筐的夹紧，夹紧气缸和限位台分别设置于在传输带的两侧，当货筐停止在采摘工位时，启动夹紧气缸将货筐顶紧在限位台上，驱动机械手爪对金针菇进行采摘。

为了方便放置采摘下来的金针菇，在所述传输带7的一侧设置金针菇放置平台10，机械手爪3在传输带7与放置平台10间来回移动，利用机械手爪金针菇从货筐的种植瓶13内采摘下来，然后机械手爪在横移机构的驱动下平移至放置平台上方，再通过升降机构将金针菇放到到放置平台上。利用放置平台方便对采摘下来的金针菇进行缓存，方便操作人员控制金针菇的采摘与收集速度。

在本发明中，为了提高自动化控制程度，可将输送机构、横移电机、升降气缸、伸缩气缸和步进电机均与控制器电连接，通过控制器来控制协调，实现金针菇的自动采摘。种植于种植瓶中的金针菇随种植瓶放置于货筐内，货筐通过传输带的输送，当到达采摘抓取位置时，限位气缸伸出使货筐停止传输，同时夹紧气缸伸出夹紧货筐实现精确定位；随后横移电机驱动横移顶板移至货筐上方，升降气缸驱动机械爪下降至金针菇高度，通过伸缩气缸驱动机械爪插入金针菇间隙，通过步进电机驱动活动手指相对固定手指运动，实现对金针菇的夹紧，随着升降气缸的上升，将金针菇拔出，将横移顶板移位至放置平台上方，再将机械手爪下降使金针菇接触放置平台，活动手指反向运动，松开金针菇，实现金针菇的采摘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。