种植架平移切割式收割装置的制作方法

本实用新型涉及一种智能收割设备，尤其涉及一种种植架平移切割式收割装置。

背景技术：

智能化种植与收割采摘是智能农业的基本要求，而传统的种植槽种植的蔬菜作物收割采摘主要采用人工来完成，会存在效率低，劳动力成本较高等问题，同时将不利于智能农业种植的发展，目前针对种植槽的智能收割采摘装置基本还没有。

技术实现要素：

本实用新型的目的：提供一种能够远程控制智能收割采摘种植槽蔬菜的种植架平移切割式收割装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种种植架平移切割式收割装置，包括引导导轨、无线牵引拉动驱动模块、种植架反转驱动模块、恒定发光触点、检测刀头架、自收缩卷帘、收割剩余感应器接收头、收割采摘射频控制器，所述的无线牵引拉动驱动模块通过拉力丝和滑轮连接到检测刀头架，所述的种植架反转驱动模块通过旋转翻转轴固定在种植槽底部，所述的检测刀头架后端固定连接到自收缩卷帘，所述的收割剩余感应器接收头、收割采摘射频控制器设置在检测刀头架上，所述的恒定发光触点和无线牵引拉动驱动模块设置在种植槽一端，所述的检测刀头架和自收缩卷帘设置在种植槽另外一端，所述的无线牵引拉动驱动模块与种植架反转驱动模块进行电气连接，收割采摘射频控制器与收割剩余感应器接收头电气连接。

上述的种植架平移切割式收割装置，其中，所述的无线牵引拉动驱动模块内部包括了牵引步进驱动马达模块和无线射频mcu芯片，所述的牵引步进驱动马达模块通过pull和dir接口连接到无线射频mcu芯片的gpio接口，所述的无线射频mcu芯片采用了mcu+rf集成化芯片hw3181fhnq。

上述的种植架平移切割式收割装置，其中，所述的种植架反转驱动模块采用了步进旋转电机模块，所述的种植架反转驱动模块通过pull和dir接口控制整个种植架反转驱动模块的旋转方向和旋转角度。

上述的种植架平移切割式收割装置，其中，所述的收割剩余感应器接收头采用了红外光电接收管和三极管组成的红外开关量感应器。

上述的种植架平移切割式收割装置，其中，所述的收割采摘射频控制器采用了mcu+rf射频一体化芯片cc1310。

本实用新型通过无线远程启动种植槽蔬菜的收割，并且通过红外信号阻挡逻辑来判断是否收割采摘完成，并通过旋转翻转方式将种植槽内收割的蔬菜自定倒入收集篮中。

附图说明

图1是本实用新型种植架平移切割式收割装置的结构示意图。

图2是本实用新型种植架平移切割式收割装置的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

请参见图1和图2所示，一种种植架平移切割式收割装置，包括引导导轨1、无线牵引拉动驱动模块2、种植架反转驱动模块3、恒定发光触点4、检测刀头架5、自收缩卷帘6、收割剩余感应器接收头7、收割采摘射频控制器8，所述的无线牵引拉动驱动模块2通过拉力丝9和滑轮10连接到检测刀头架5，所述的种植架反转驱动模块3通过旋转翻转轴11固定在种植槽底部，所述的检测刀头架5后端固定连接到自收缩卷帘6，所述的收割剩余感应器接收头7、收割采摘射频控制器8设置在检测刀头架5上，所述的恒定发光触点4和无线牵引拉动驱动模块2设置在种植槽一端，所述的检测刀头架5和自收缩卷帘6设置在种植槽另外一端，所述的无线牵引拉动驱动模块2与种植架反转驱动模块3进行电气连接，收割采摘射频控制器8与收割剩余感应器接收头7进行电气连接。

优选地，所述的无线牵引拉动驱动模块2内部包括了牵引步进驱动马达模块12和无线射频mcu芯片13，所述的牵引步进驱动马达模块12通过pull和dir接口连接到无线射频mcu芯片13的gpio接口，所述的无线射频mcu芯片13采用了mcu+rf集成化芯片hw3181fhnq。

优选地，所述的种植架反转驱动模块3采用了步进旋转电机模块，所述的种植架反转驱动模块3通过pull和dir接口控制整个种植架反转驱动模块3的旋转方向和旋转角度。

优选地，所述的收割剩余感应器接收头7采用了红外光电接收管和三极管组成的红外开关量感应器。当红外光电接收管接收到红外信号，使红外光电接收管输出电压信号，该电压信号输入到三极管的基极，从而使三极管集电极和发射极之间导通，从而使三极管集电极输出低电平；而当红外光电接收管没有接收到红外信号时，三级管集电极和发射极之间处于断开状态，因此三极管集电极由于连接了上拉电阻而输出高电平。

优选地，所述的收割采摘射频控制器8采用了mcu+rf射频一体化芯片cc1310。

当种植槽内的蔬菜到了收割采摘季节时，远端控制中心会通过无线射频信号发送收割采摘启动命令到无线牵引拉动驱动模块2中的无线射频mcu芯片13，无线射频mcu芯片13通过内部的rf电路接收到该收割采摘启动命令后，会通过内部spi接口将收割采摘启动命令输出到mcu控制器中，mcu控制器会立即通过两个gpio接口分别发送固定脉冲数的脉冲信号和逻辑高开关信号到牵引步进驱动马达模块12的pull和dir接口，从而控制牵引步进驱动马达模块12正向固定步数的旋转，牵引步进驱动马达模块12的旋转轴在旋转过程中，会对拉力丝9进行卷入拉动操作，拉力丝9在被卷入的过程中通过滑轮10拉动检测刀头架5向着牵引步进驱动马达模块12的方向直行平移，由于检测刀头架5和后端连接的自收缩卷帘6都通过卡扣安装在引导导轨1上，因此牵引步进驱动马达模块12的旋转轴通过拉力丝9和滑轮10能够拉动检测刀头架5和后端连接的自收缩卷帘6沿着引导导轨1向牵引步进驱动马达模块12的平行移动，在移动过程中检测刀头架5前端的刀头能够在拉力的作用下向前将种植蔬菜的枝杆切断，由于检测刀头架5是移动向前的过程中切断蔬菜枝杆，因此切断收割的蔬菜会掉落在检测刀头架5后端的自收缩卷帘6上，在检测刀头架5持续向前切割收割蔬菜的过程中，检测刀头架5尾端部的收割剩余感应器接收头7会实时感应是否接收到恒定发光触点4发射的红外信号，如果接收到就输出低电平信号，如果没有接收到就持续输出高电平信号，所述的收割采摘射频控制器8会通过gpio接口实时采集该开关量信号以确定蔬菜切割收割是否完成，并且收割采摘射频控制器8会通过内部rf电路实时发送融合了gpio接口采集的收割采摘射频控制器8输出的开关量信号的射频信号到无线牵引拉动驱动模块2的无线射频mcu芯片13，无线射频mcu芯片13接收到射频信号后会同步检测接收的射频信号的射频信号强度rssi数值，并且根据rssi射频信号强度数值与对应距离换算关系表，从而测定出当前检测刀头架5距离无线牵引拉动驱动模块2的距离是否小于极限距离，从而实现对设备的保护，因为通过收割剩余感应器接收头7检测整个检测刀头架5收割是否完成，是否切割到最后一棵收割蔬菜的控制过程中，由于各种蔬菜杂质、和碎片，可能会对收割剩余感应器接收头7接收红外光线造成一定的干扰，因此通过结合rssi射频测距功能，就能够稳定可靠的保证检测刀头架5切割收割完最后一棵蔬菜后自动停止运动切割操作。随着检测刀头架5持续的切割收割操作，当最后一棵蔬菜被切断并且掉落到检测刀头架5后端的自收缩卷帘6上时，由于收割剩余感应器接收头7和恒定发光触点4之间的遮挡红外光线信号的蔬菜全部切断并掉落到了后端的自收缩卷帘6上，因此收割剩余感应器接收头7就能够接收到恒定发光触点4发射的红外光线信号并且输出低电平信号，收割采摘射频控制器8通过gpio接口检测到该低电平信号后，会发送融合了gpio接口采集的收割采摘射频控制器8输出的低电平开关量信号的射频信号到无线牵引拉动驱动模块2的无线射频mcu芯片13，无线射频mcu芯片13接收到该无线低电平信号的同时，会同步检测接收的射频信号的射频信号强度rssi数值，只要接收到无线低电平信号或者通过检测的射频信号强度rssi数值所换算测定出的距离数值小于最小距离阈值时（因为有些情况下由于收割剩余感应器接收头7被干扰遮挡始终输出高电平状态，而此时检测刀头架5已经切割掉最后一棵蔬菜，并靠近了无线牵引拉动驱动模块2，此时只要检测到射频信号强度rssi数值所换算测定出的距离数值小于最小距离阈值，就会立即停止检测刀头架5的运动，从而能够有效避免因为收割剩余感应器接收头7被干扰遮挡而造成的检测刀头架5误切割对设备的损坏），都代表当前蔬菜切割收割完成，于是无线射频mcu芯片13户通过两路gpio接口分别发送与旋转180度对应的脉冲数和逻辑高电平信号到种植架反转驱动模块3的pull和dir接口，从而控制种植架反转驱动模块3的旋转轴旋转180度以带动整个种植槽旋转180度，由于种植槽的所有设备都被固定，同时通过卡扣安装在引导导轨1上的自收缩卷帘6已经被拉出，因此能够有效阻挡种植槽内土壤的掉落，因此在种植槽180度翻转的过程中，被切割收割的蔬菜会全部掉落到底部的收集收集篮中，从而完成整个蔬菜的收割操作，无线射频mcu芯片13控制种植架反转驱动模块3的旋转轴旋转180度后会通过定时器停留2秒后会立即控制种植架反转驱动模块3的旋转轴带动种植架反向旋转180度以恢复到初始水平状态。当收割采摘操作完成，无线射频mcu芯片13会通过两个gpio接口分别发送固定脉冲数的脉冲信号和逻辑低开关信号到牵引步进驱动马达模块12的pull和dir接口，从而控制牵引步进驱动马达模块12的旋转轴反向旋转以放出拉力丝9操作，由于自收缩卷帘6具有自卷入功能，因此在卷入力的作用下会并结合牵引步进驱动马达模块12的放出拉力丝9操作，能够将检测刀头架5牵引移动以恢复到初始位置，从而不影响下一次的蔬菜种植。

本实用新型通过无线远程启动种植槽蔬菜的收割，并且通过红外信号阻挡逻辑来判断是否收割采摘完成，并通过旋转翻转方式将种植槽内收割的蔬菜自定倒入收集篮中。