一种选择性西兰花收获机

1.本发明涉及蔬菜收获机械装备领域，特别属于一种选择性西兰花收机技术领域。


背景技术：

2.西兰花是一种常见蔬菜，主根基部粗大，根系发达，食用部分主要是脆嫩的花茎和紧密群集成球状的花蕾，西兰花的收获需要判断其成熟度，因此目前的西兰花收获仍以人工为主，劳动强度大，生产效率低，缺少针对西兰花成熟度进行选择性收获的机械。
3.目前针对西兰花的收获，现有技术公开了一种带有智能切割功能的无序密植西兰花收获机，具有低损伤剥叶、切割、提升输送和收集装置，可完成切根、输送、剥叶、收集的技术；针对西兰花茎叶的去除方法，如现有技术公开了一种间歇翻滚式甘蓝类蔬菜外包叶去除装置，公开了一种通过间歇翻转的方式，不断将外包叶全部切成小块后使外包叶自动脱落的去除的技术；针对西兰花根茎切割的问题，公开了一种甘蓝类蔬菜根部切除技术，设计了一种同时实现两行蔬菜根茎切割的切割装置。
4.以上技术均针对西兰花收获提出了相应的方法和装备设计，但是当同一收获区内西兰花的成熟度不同时，无法进行选择性收获，一概而论的收获方式造成西兰花的产量降低，效益减少。针对以上问题本发明提出一种选择性西兰花收获机。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种选择性西兰花收获机，具有西兰花识别、定心切割、输送和收集功能，整机连续完成识别、切割、收集作业，提高了西兰花收获的智能化和机械化水平。
6.本发明是通过以下技术手段来实现技术目的。
7.一种选择性西兰花收获机，其特征在于，包括识别系统、定心切割系统、三自由度定位系统、收集系统、行走系统、电器系统、机架主体。
8.所述识别系统包括：暗箱方筒(12)、暗箱上安装板(31)、led光源(32)、工业摄像机(33)暗箱下安装板(41)。暗箱方筒(12)由金属板材折弯焊接形成，四个led光源(32)和工业摄像机(33)由螺栓固定在暗箱上安装板(31)上，暗箱上安装板(31)焊接在暗箱方筒(12)上方，暗箱下安装板(41)由螺栓连接在暗箱方筒(12)下方。
9.所述定心切割系统包括：切割电机座(15)、割刀驱动齿盘(16)、驱动齿轮(25)、切割电机(28)、割刀驱动臂(34)、割刀刀片(35)、割刀架(36)、惰轮(37)。所述的割刀驱动齿盘(16)由钢材激光切割而成，套装在割刀架(36)上，割刀驱动臂(34)两端分别由销连接在割刀驱动齿盘(16)和割刀刀片(35)上，割刀刀片(35)由销连接在割刀架(36)，割刀架(36)由螺栓连接在暗箱下安装板(41)上，切割电机座(15)焊接在暗箱方筒(12)上，驱动齿轮(25)由键与切割电机(28)输出轴相连，切割电机(28)由螺栓与切割电机座(15)固定，惰轮(37)通过轴承与暗箱下安装板(41)连接。
10.所述三自由度定位系统包括：左侧丝杠架(8)、左侧丝杠(9)、左侧滑块(10)、横梁
(11)、上下丝杠架安装板(17)、纵向驱动电机(18)、右侧丝杠(19)、右侧滑块(20)、暗箱安装板(21)、上下滑块(22)、横向驱动电机(23)、横向丝杠架(24)、上下丝杠架(26)、上下丝杠(27)、上下驱动电机(29)、定位块(30)、纵向驱动电机(43)、横向丝杠(44)、横向滑块(45)、右侧丝杠架(47)。左侧丝杠架(8)、右侧丝杠架(47)由螺栓固定在车架(42)两侧的边梁上，左侧滑块(10)、右侧滑块(20)分别安装在左侧丝杠架(8)，右侧丝杠架(47)，纵向驱动电机(43)由联轴器与左侧丝杠(9)连接，电机端面并与左侧丝杠架(8)端面靠螺栓固定，横梁(11)两端分别由螺栓固定在左侧滑块(10)、右侧滑块(20)上，横向丝杠架(24)由螺栓固定在横梁(11)上，横向滑块(45)安装在横向丝杠架(24)上，横向驱动电机(23)由联轴器与横向丝杠(44)连接电机端面并与横向丝杠架(24)端面靠螺栓固定，定位块(30)由螺栓固定在横向滑块(45)上，上下丝杠架安装板(17)与横向滑块(45)焊接连接，上下丝杠架(26)由螺栓固定在上下丝杠架安装板(17)上，上下滑块(22)安装在上下丝杠(27)，暗箱安装板(21)与上下滑块(22)由螺栓连接，上下驱动电机(29)由联轴器与上下丝杠架(26)连接电机端面并与上下丝杠架(26)端面靠螺栓固定。
11.所述的触发机构包括：右摇杆(48)、滑板(49)、活动销(50)、左摇杆(51)、左滚轮(52)、左滑杆(53)、左滑套(54)、左回位弹簧(55)、右滑轮(56)、右滑杆(57)、右滑套(58)、右回位弹簧(59)、左轴承安装板(60)、左轴承(61)、右轴承安装板(62)、右轴承(63)。滑板(49)通过活动销(50)连接在输送槽(7)上，左轴承安装(60)、右轴承安装板(62)焊接在车架(42)的左右两侧，左轴承(61)、右轴承(63)通过螺栓连接在左轴承安装板(60)、右轴承安装板(62)，左摇杆(51)、右摇杆(48)的一端分别铰接在滑板(49)左右两侧的安装孔上，固定点分别与左轴承(61)、右轴承(63)连接，左滑套(54)、右滑套(58)分别焊接在车架(42)的左右两侧，左回位弹簧(55)、右回位弹簧(59)分别套装在左滑杆(53)、右滑杆(57)上，左滑杆(53)、右滑杆(57)分别套装在左滑套(54)、右滑套(58)上，左滚轮(52)、右滚轮(56)通过销连接在左摇杆(51)、右摇杆(48)上，左滚轮(52)、右滚轮(56)分别与左摇杆(51)、右摇杆(48)紧密接触。
12.所述收集系统包括：收集箱(4)、收集箱支撑架(5)、输送带(6)、输送槽(7)、输送电机(46)。所述的收集箱支撑架(5)、输送槽(7)分别与车架(42)焊接一体，收集箱(4)安放在收集箱支撑架(5)上，输送带(6)由螺栓轴承与输送槽连接，输送电机(46)与输送带(6)由键连接，电机端面与输送槽(7)外侧面由螺栓固定。
13.所述行走系统包括：驱动车轮(1)、车轮安装轴(2)、车轮架(3)。所述的驱动车轮(1)为轮毂电机驱动，车轮架(3)与车架(42)由螺栓紧固，车轮安装轴(3)焊接在车轮架(3)上。
14.所述电器系统包括：锂电池(13)、整机控制器(14)、导航摄像头(64)。锂电池(13)、整机控制器(14)导航摄像头(64)、均由螺栓与车架(42)固定。
15.所述车架主体(42)由方钢焊接而成
附图说明
16.本发明有如下附图：
17.图1为本发明的一种选择性西兰花收获机左前侧视角的三维结构示意图；
18.图2为本发明的一种选择性西兰花收获机右前侧视角的三维结构示意图；
19.图3为本发明的一种选择性西兰花收获机左视图的结构示意图；
20.图4为本发明的一种选择性西兰花收获机俯视图的结构示意图；
21.图5为本发明的一种选择性西兰花收获机后视图的结构示意图；
22.图6为本发明的三自由度定位系统的结构示意图；
23.图7为本发明的定心切割机构张开结构示意图；
24.图8为本发明的定心切割机构闭合结构示意图；
25.图9为本发明的触发机构结构示意图；
26.附图标记：
27.1驱动车轮
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2车轮安装轴
28.3车轮架
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4收集箱
29.5收集箱支撑架
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6输送带
30.7输送槽
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8左侧丝杠架
31.9左侧丝杠
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10左侧滑块
32.11横梁
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12暗箱方筒
33.13锂电池
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14整机控制器
34.15切割电机座
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16割刀驱动齿盘
35.17上下丝杠架安装板
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18纵向驱动电机
36.19右侧丝杠
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20右侧滑块
37.21暗箱安装板
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22上下滑块
38.23横向驱动电机
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24横向丝杠架
39.25驱动齿轮
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26上下丝杠架
40.27上下丝杠
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28切割电机
41.29上下驱动电机
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30定位块
42.31暗箱上安装板
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32led光源
43.33工业摄像机
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34割刀驱动臂
44.35割刀刀片
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36割刀架
45.37惰轮
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38驱动销
46.39固定销
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40刀片销
47.41暗箱下安装板
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42车架
48.43纵向驱动电机
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44横向丝杠
49.45横向滑块
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46输送电机
50.47右侧丝杠架
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48右摇杆
51.49滑板
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50活动销
52.51左摇杆
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52左滚轮
53.53左滑杆
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54左滑套
54.55左回位弹簧
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56右滚轮
55.57右滑杆
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58右滑套
56.59右回位弹簧
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60左轴承安装板
57.61左轴承
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62右轴承安装板
58.63右轴承
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64导航摄像头
具体实施方式
59.以下结合附图1-9对本发明作进一步详细说明。
60.一种选择性西兰花收获机，其特征在于，包括识别系统、定心切割系统、三自由度定位系统、收集系统、行走系统、电器系统、机架主体，其机械实现方式如下所述。
61.如图1、图4所示，所述识别系统包括：暗箱方筒12、暗箱上安装板31、led光源32、工业摄像机33暗箱下安装板41。暗箱方筒12由金属板材折弯焊接形成，四个led光源32和工业摄像机33由螺栓固定在暗箱上安装板31上，暗箱上安装板31焊接在暗箱方筒12上方，暗箱下安装板41由螺栓连接在暗箱方筒12下方，用于构建相对稳定的图像识别环境，利用图像识别的方法判断西兰花的成熟度是否满足收获条件，并分析出西兰花的响度位置，提高西兰花识别的准确度。
62.所述定心切割系统包括：切割电机座15、割刀驱动齿盘16、驱动齿轮25、切割电机28、割刀驱动臂34、割刀刀片35、割刀架36、惰轮37。所述的割刀驱动齿盘16由钢材激光切割而成，套装在割刀架36上，割刀驱动臂34两端分别由销连接在割刀驱动齿盘16和割刀刀片35上，割刀刀片35由销连接在割刀架36，割刀架36由螺栓连接在暗箱下安装板41上，切割电机座15焊接在暗箱方筒12上，驱动齿轮25由键与切割电机28输出轴相连，切割电机28由螺栓与切割电机座15固定，惰轮37通过轴承与暗箱下安装板41连接，用于完成西兰花的切割，当定心切割系统到达切割位置时，切割电机28通过惰轮惰轮37带动割刀驱动齿盘16转动，割刀驱动齿盘16通过割刀驱动臂34带动割刀刀片35完成西兰花切割。
63.所述三自由度定位系统包括：左侧丝杠架8、左侧丝杠9、左侧滑块10、横梁11、上下丝杠架安装板17、纵向驱动电机18、右侧丝杠19、右侧滑块20、暗箱安装板21、上下滑块22、横向驱动电机23、横向丝杠架24、上下丝杠架26、上下丝杠27、上下驱动电机29、定位块30、纵向驱动电机43、横向丝杠44、横向滑块45、右侧丝杠架47。左侧丝杠架8、右侧丝杠架47由螺栓固定在车架42两侧的边梁上，左侧滑块10、右侧滑块20分别安装在左侧丝杠架8，右侧丝杠架47，纵向驱动电机43由联轴器与左侧丝杠9连接，电机端面并与左侧丝杠架8端面靠螺栓固定，横梁11两端分别由螺栓固定在左侧滑块10、右侧滑块20上，横向丝杠架24由螺栓固定在横梁11上，横向滑块45安装在横向丝杠架24上，横向驱动电机23由联轴器与横向丝杠44连接电机端面并与横向丝杠架24端面靠螺栓固定，定位块30由螺栓固定在横向滑块45上，上下丝杠架安装板17与横向滑块45焊接连接，上下丝杠架26由螺栓固定在上下丝杠架安装板17上，上下滑块22安装在上下丝杠27，暗箱安装板21与上下滑块22由螺栓连接，上下驱动电机29由联轴器与上下丝杠架26连接电机端面并与上下丝杠架26端面靠螺栓固定。三自由度定位系统主要用于带动识别系统、定心切割系统进行前后、左右、上下的位置变化，完成在西兰花识别、切割及运输等过程的位置调节。
64.所述的触发机构包括：右摇杆48、滑板49、活动销50、左摇杆51、左滚轮52、左滑杆53、左滑套54、左回位弹簧55、右滑轮56、右滑杆57、右滑套58、右回位弹簧59、左轴承安装板60、左轴承61、右轴承安装板62、右轴承63。滑板49通过活动销50连接在输送槽7上，左轴承安装60、右轴承安装板62焊接在车架42的左右两侧，左轴承61、右轴承63通过螺栓连接在左轴承安装板60、右轴承安装板62，左摇杆51、右摇杆48的一端分别铰接在滑板49左右两侧的安装孔上，固定点分别与左轴承61、右轴承63连接，左滑套54、右滑套58分别焊接在车架42的左右两侧，左回位弹簧55、右回位弹簧59分别套装在左滑杆53、右滑杆57上，左滑杆53、右
滑杆57分别套装在左滑套54、右滑套58上，左滚轮52、右滚轮56通过销连接在左摇杆51、右摇杆48上，左滚轮52、右滚轮56分别与左摇杆51、右摇杆48紧密接触。当西兰花完成切割后割刀处于闭合状态，被切割下的西兰花在识别系统的暗箱里，在三自由度定位系统的推送下朝着输送槽7方向运动，当横梁11推动左滑杆53、右滑杆57在左滑套54、右滑套58内滑动，左滑套54内装有位置传感器，到达西兰花释放的制定时，位置传感器将信号发送给整机控制器14，控制切割电机28反转带动割刀打开，此时在再触发机构的作用下，滑板49与暗箱相连接，保证西兰花无损落下，防止掉落。
65.所述收集系统包括：收集箱4、收集箱支撑架5、输送带6、输送槽7、输送电机46。所述的收集箱支撑架5、输送槽7分别与车架42焊接一体，收集箱4安放在收集箱支撑架5上，输送带6由螺栓轴承与输送槽连接，输送电机46与输送带6由键连接，电机端面与输送槽7外侧面由螺栓固定。收集系统用于将切割后的西兰花输送到收集箱中。
66.所述行走系统包括：驱动车轮1、车轮安装轴2、车轮架3。所述的驱动车轮1为轮毂电机驱动，车轮架3与车架42由螺栓紧固，车轮安装轴3焊接在车轮架3上，完成整机的前进，后退、转向、调头。
67.所述电器系统包括：锂电池13、整机控制器14、导航摄像头64。锂电池13、整机控制器14导航摄像头64、均由螺栓与车架42固定。锂电池13为整机工作提供电能，整机控制器14完成作业过程中行走、西兰花识别、切割、输送收集的控制，导航摄像头64配合整机控制器14完成整机导航线的提取。
68.所述车架主体42由方钢焊接而成。