一种食用菌自动化采收机器人系统技术方案

本发明专利技术提供了一种食用菌自动化采收机器人系统，以自动化、标准化、规模化的作业方式解决了人工成本高、作业效率低的问题，进而节省人力成本，提升食用菌采摘及转运的效率，便于提高食用菌种植产量和利润，加速农业装备自动化、智能化转型发展。一种食用菌自动化采收机器人系统，其针对具有若干高度层的食用菌种植菇床进行食用菌采摘作业，其特征在于，其包括：采摘机器人；升降换层机；以及转运机器人；所述升降换层机布置并锁定于食用菌种植菇床的一端，所述采摘机器人在菇床层间作业，所述转运机器人设置于所述食用菌种植菇床的侧面，执行采摘作业时，所述转运机器人在不同高度侧菇床通道运动时，执行食用菌的剪根、分类和转运任务，所述转运机器人在菇房内自主导航运动。所述转运机器人在菇房内自主导航运动。所述转运机器人在菇房内自主导航运动。

【技术实现步骤摘要】
人30；采摘机器人10包括框架结构、两侧轮组、多轴机械臂模组、真空吸附工具106、 相机模块107，框架结构的宽度方向的两侧位置分别设置有侧轮组，两侧的侧轮组之间的 间距确保不压附食用菌、且支承于每层的菌床的宽度边界区域布置，框架结构上集成有多 轴机械臂模组，多轴机械臂模组的输出端设置有中空吸附工具106，框架结构的上表面设 置有相机模块107，相机模块107用于捕获需要采摘的食用菌的位姿；
[0046]升降换层机20包括主体框架21、升降平台模块22、定位相机26，主体框架的中心 区域设置有升降平台模块，升降平台模块22沿着主体框架21的高度方向轨道升降作业， 升降平台模块22用于升降转运采摘机器人10，定位相机26设置在升降平台模块22朝向 食用菌种植菇床40的表面位置，定位相机26用于捕捉菇床每层横梁的端部位置，进而确定位 于升降平台模块上的采摘机器人相对于横梁的位置，实现二者精准对接；
[0047]转运机器人30包括自主导航移动机器人31、食用菌剪根工具32、下层框架33、上 层框架34、升降机模块35、下部转运模块，食用菌剪根机X Y轴模块组件，自主导航移 动机器人31的上部设置有下层框架33，下层框架33的一侧上部设置有上层框架34，上 层框架34内设置有升降机模块35，升降机模块35的输出端包括上部的装载台352、下部 的转运模块，装载台352上集成有食用菌剪根机X Y轴模块组件，食用菌剪根机X Y轴模 块组件的输出端设置有食用菌剪根工具32，食用菌剪根工具32将采摘的食用菌剪除根茎 后置于转运模块的对应位置，转运模块将食用菌、根茎分类转运至上层框架34的对应回 收框；
[0048]升降换层机20布置并锁定于食用菌种植菇床40的一端，采摘机器人10在菇床层间 作业，转运机器人30设置于食用菌种植菇床40的侧面，执行采摘作业时，转运机器人30 在不同高度侧菇床通道运动时，执行食用菌的剪根、分类和转运任务，转运机器人30在 菇房内自主导航运动。
[0049]具体实施例中，采摘机器人10包括前部框架11、左侧主动轮模块12、右侧主动轮模 块13、后部框架14、左侧被动轮模块15、右侧被动轮模块16、中间连接框架17、X轴直 线模块18、基础Y轴直线模块19、增程Y轴直线模块101、Z轴直线模块102、第一旋转 关节103、第二旋转关节104、第三旋转关节105、真空吸附工具106、相机模块107、特 征码标签组108；
[0050]前部框架11和后部框架14通过中间连接框架17的左侧下部连杆171、左侧上部连 杆172、右侧下部连杆173、右侧上部连杆174固连。采摘机器人10的电控系统硬件109 安装于前部框架11内部，前部框架11的上部中线采用凹槽结构设计；
[0051]采摘机器人10的供电电池安装于后部框架14内部，后部框架14的上部中线采用凹 槽结构设计，采摘机器人10的自主充电铜板1010安装于后部框架14的后表面；前部框 架11和后部框架14通过中间连接框架17固连；左侧主动轮模块12的传动轴121安装于 前部框架11左下部的轴承孔内，左侧主动轮模块12的主动轮122采用双挡边设计，中间 凹槽可与菇床横梁形成仿形嵌套滚动副，左侧主动轮模块12的主动轮122安装于左侧主 动轮模块12的传动轴121外侧，左侧主动轮模块12的被动带轮123与左侧主动轮模块12 的主动轮122通过左侧主动轮模块12的传动轴121同轴固连，左侧主动轮模块12的被动 带轮123安装于左侧主动轮模块12的传动轴121内侧，左侧主动轮模块12的驱动电机124 安装于前部框架11的左侧板上部，左侧主动轮模块12的减速器125安装于左侧主动轮模 块12的驱动电机124的输出端，左侧主动轮模块12的主动带轮126安装于左侧主动轮模 块12的减速器125的输出端，左侧主动轮模块12的主动带轮126和左侧主动轮模块12 的被动带轮123通过同步带连
接；右侧主动轮模块13的传动轴131安装于前部框架11右 侧下部的轴承孔内，右侧主动轮模块13的主动轮132采用单挡边设计，右侧主动轮模块 13的主动轮132安装于右侧主动轮模块13的传动轴131外侧，右侧主动轮模块13的被动 带轮133与右侧主动轮模块13的主动轮132通过右侧主动轮模块13的传动轴131同轴固 连，右侧主动轮模块13的被动带轮133安装于右侧主动轮模块13的传动轴131内侧，右 侧主动轮模块13的驱动电机134安装于前部框架11的右侧板上部，右侧主动轮模块13 的减速器135安装于右侧主动轮模块13的驱动电机134的输出端，右侧主动轮模块13的 主动带轮136安装于右侧主动轮模块13的减速器135的输出端，右侧主动轮模块13的主 动带轮136和右侧主动轮模块13的被动带轮133通过同步带连接；左侧被动轮模块15的 被动轮151安装于后部框架14左侧下部，左侧被动轮模块15的被动轮151采用双挡边设 计，与左侧主动轮模块12的主动轮122结构相同，中间凹槽可与菇床横梁形成仿形嵌套 滚动副，左侧被动轮模块15的刹车块152安装于后部框架14左侧；右侧被动轮模块16 的被动轮161安装于后部框架14右侧下部，右侧被动轮模块16的被动轮161采用单挡边 设计，与右侧主动轮模块13的主动轮132结构相同，右侧被动轮模块16的刹车块162安 装于后部框架14右侧；
[0052]X轴直线模块18的左侧滚动轮181安装于X轴直线模块18的左侧竖梁182的下部， X轴直线模块18的左侧滚动轮181在中间连接框架17的左侧下部连杆171上滚动，组成 滚轮导轨运动副。X轴直线模块18的支撑梁183与X轴直线模块18的左侧竖梁182固连， X轴直线模块18的减速器184安装于X轴直线模块18的支撑梁183左端部，X轴直线模 块18的驱动电机185同轴安装于X轴直线模块18的减速器184的输入端，X轴直线模块18的传动齿轮186同轴安装于X轴直线模块18的减速器184的输出轴上，X轴直线模块 18的齿条187安装于中间连接框架17的左侧上部连杆172底部，X轴直线模块18的传动 齿轮186与X轴直线模块18的齿条187组成齿轮齿条传动副；X轴直线模块18的右侧滚 动轮188安装于X轴直线模块18的右侧竖梁189的下部，X轴直线模块18的右侧滚动轮 188在中间连接框架17的右侧下部连杆173上滚动，组成滚轮导轨运动副；X轴直线模块 18的滑块1810安装于X轴直线模块18的支撑梁183右端部，X轴直线模块18的滑轨1811 安装于中间连接框架17的右侧上部连杆174内侧，X轴直线模块18的滑块1810与X轴直 线模块18的滑轨1811组成滑动运动副；基础Y轴直线模块19的同步带滑台模组191的 左端部与Z轴直线模块102的滑块1021固连，Z轴直线模块102的滑轨1022与X轴直线 模块18的左侧竖梁182固连，Z轴直线模块102的滑块1021和Z轴直线模块102的滑轨 1022组成滑动运动副。基础Y轴直线模块19的同步带滑台模组191的右端部与Z轴直线 模块102的滚珠丝杆螺母1023固连，Z轴直线模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种食用菌自动化采收机器人系统，其针对具有若干高度层的食用菌种植菇床进行食用菌采摘作业，其特征在于，其包括：采摘机器人，其包括框架结构、两侧轮组、多轴机械臂模组、真空吸附工具、相机模块，所述框架结构的宽度方向的两侧位置分别设置有侧轮组，两侧的侧轮组之间的间距确保不压附食用菌、且位于每层的菌床的宽度边界区域位置布置，所述框架结构上集成有多轴机械臂模组，所述多轴机械臂模组的输出端设置有中空吸附工具，所述框架结构的上表面设置有所述相机模块，所述相机模块用于捕获需要采摘的食用菌的位姿；升降换层机，其包括主体框架、升降平台模块、定位相机，所述主体框架的中心区域设置有所述升降平台模块，所述升降平台模块沿着主体框架的高度方向轨道升降作业，所述升降平台模块用于升降转运采摘机器人，所述定位相机设置在升降平台模块朝向食用菌种植菇床的表面位置，所述定位相机用于捕捉菇床每层横梁的端部位置，进而确定位于升降平台模块上的采摘机器人相对于横梁的位置，实现二者精准对接；以及转运机器人，其包括自主导航移动机器人、食用菌剪根工具、下层框架、上层框架、升降机模块、下部转运模块，食用菌剪根机X Y轴模块组件，所述自主导航移动机器人的上部设置有下层框架，所述下层框架的一侧上部设置有所述上层框架，所述上层框架内设置有所述升降机模块，所述升降机模块的输出端包括上部的装载台、下部的转运模块，所述装载台上集成有食用菌剪根机X Y轴模块组件，食用菌剪根机X Y轴模块组件的输出端设置有食用菌剪根工具，食用菌剪根工具将采摘的食用菌剪除根茎后置于转运模块的对应位置，所述转运模块将食用菌、根茎分类转运至上层框架的对应回收框；所述升降换层机布置并锁定于食用菌种植菇床的一端，所述采摘机器人在菇床层间作业，所述转运机器人设置于所述食用菌种植菇床的侧面，执行采摘作业时，所述转运机器人在不同高度侧菇床通道运动时，执行食用菌的剪根、分类和转运任务，所述转运机器人在菇房内自主导航运动。2.如权利要求1所述的一种食用菌自动化采收机器人系统，其特征在于：所述采摘机器人的每侧轮组均包括前轮、后轮，其中一个轮子为主动轮、另一个为从动轮，每侧的主动轮分别设置有独立的驱动电机。3.如权利要求2所述的一种食用菌自动化采收机器人系统，其特征在于：其中一侧轮组为导向轮组，另一侧轮组为浮动轮组。4.如权利要求1所述的一种食用菌自动化采收机器人系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：许辉，吕文正，马梦强，吴力博，薛超超，
申请(专利权)人：江苏汇博机器人技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：