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基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)
【申請公布號：CN108293430A；申請權(quán)利人：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);發(fā)明設(shè)計人：謝雷; 李曉光; 徐彭飛; 金凱樂; 張弛;】
摘要：
本發(fā)明公開了基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，該草莓采收系統(tǒng)運用包括齒輪齒條傳動單元、換向齒輪和同步帶傳動單元的傳動系統(tǒng)將果實的采摘、收集兩個動作合二為一，簡化了控制系統(tǒng)；設(shè)置收集平臺，縮短了動作行程，在采摘的同時將果實轉(zhuǎn)移到收集箱；結(jié)構(gòu)緊湊，適合在壟間大范圍移動作業(yè)；基于人機協(xié)作的控制系統(tǒng)，由采摘者進行果實成熟度識別，通過控制手輪和按鈕對系統(tǒng)發(fā)出動作指令，實現(xiàn)精準(zhǔn)采摘，降低收集果實的不成熟率和損壞率；基于人體工程學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，免去以往純?nèi)斯げ烧^程中的不斷蹲、起、彎腰，降低了勞動強度。
主權(quán)項：
1.基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)；運動承載機構(gòu)包括底盤、腳輪、承載架和拉桿，腳輪設(shè)置于底盤底部，承載架設(shè)置于底盤上用于承載采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，在承載架上設(shè)置有拉桿；控制機構(gòu)通過控制機構(gòu)安裝架設(shè)置于拉桿的上端，使之位于承載架的垂直上方，控制機構(gòu)包括按鈕、手輪、第一同步帶上輪和傳動軸，手輪通過傳動軸與第一同步帶上輪同軸設(shè)置，手輪上設(shè)置有用于控制采摘機構(gòu)中柔性夾鉗開合的按鈕；采摘機構(gòu)包括第一同步帶下輪、第二同步帶上輪、第一齒輪、第一齒條、第一導(dǎo)軌和采摘臂，第一同步帶下輪、第二同步帶上輪和第一齒輪三者同軸設(shè)置，在第一同步帶上輪和第一同步帶下輪之間設(shè)置第一同步帶以實現(xiàn)二者的同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪位于第一同步帶下輪、第二同步帶上輪之間，在第一導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第一齒輪相配合的第一齒條，第一齒條連接采摘臂，采摘臂的一端設(shè)置有與彈簧、閘線相配合的柔性夾鉗，閘線受手輪上按鈕的控制實現(xiàn)柔性夾鉗的開啟與閉合，在柔性夾鉗上設(shè)置有用于執(zhí)行剪切動作的快速刀片；一次收集機構(gòu)包括第二同步帶下輪、換向齒輪、第二齒輪、第二齒條、第二導(dǎo)軌和收集臂，第二同步帶下輪和換向齒輪同軸設(shè)置，在第二同步帶上輪與第二同步帶下輪設(shè)置第二同步帶使二者同步轉(zhuǎn)動，換向齒輪與第二齒輪相互嚙合設(shè)置，在第二導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第二齒輪相配合的第二齒條，第二齒條連接收集臂，收集臂上安裝有用于將掉落草莓收集的收集鏟；二次收集機構(gòu)包括收集平臺、領(lǐng)口結(jié)構(gòu)、傳送帶、電機和收集箱，收集平臺設(shè)置于一次收集機構(gòu)的垂直下方，收集平臺上設(shè)置有領(lǐng)口結(jié)構(gòu)以使經(jīng)收集鏟收集的草莓從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)垂直掉落于傳送帶上，傳送帶由電機驅(qū)動，在傳送帶上設(shè)置有搬運豎板，收集箱位于傳送帶一側(cè)用于接收由傳送帶上掉落的草莓。
要求：
1.基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)；
運動承載機構(gòu)包括底盤、腳輪、承載架和拉桿，腳輪設(shè)置于底盤底部，承載架設(shè)置于底盤上用于承載采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，在承載架上設(shè)置有拉桿；
控制機構(gòu)通過控制機構(gòu)安裝架設(shè)置于拉桿的上端，使之位于承載架的垂直上方，控制機構(gòu)包括按鈕、手輪、第一同步帶上輪和傳動軸，手輪通過傳動軸與第一同步帶上輪同軸設(shè)置，手輪上設(shè)置有用于控制采摘機構(gòu)中柔性夾鉗開合的按鈕；
采摘機構(gòu)包括第一同步帶下輪、第二同步帶上輪、第一齒輪、第一齒條、第一導(dǎo)軌和采摘臂，第一同步帶下輪、第二同步帶上輪和第一齒輪三者同軸設(shè)置，在第一同步帶上輪和第一同步帶下輪之間設(shè)置第一同步帶以實現(xiàn)二者的同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪位于第一同步帶下輪、第二同步帶上輪之間，在第一導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第一齒輪相配合的第一齒條，第一齒條連接采摘臂，采摘臂的一端設(shè)置有與彈簧、閘線相配合的柔性夾鉗，閘線受手輪上按鈕的控制實現(xiàn)柔性夾鉗的開啟與閉合，在柔性夾鉗上設(shè)置有用于執(zhí)行剪切動作的快速刀片；
一次收集機構(gòu)包括第二同步帶下輪、換向齒輪、第二齒輪、第二齒條、第二導(dǎo)軌和收集臂，第二同步帶下輪和換向齒輪同軸設(shè)置，在第二同步帶上輪與第二同步帶下輪設(shè)置第二同步帶使二者同步轉(zhuǎn)動，換向齒輪與第二齒輪相互嚙合設(shè)置，在第二導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第二齒輪相配合的第二齒條，第二齒條連接收集臂，收集臂上安裝有用于將掉落草莓收集的收集鏟；
二次收集機構(gòu)包括收集平臺、領(lǐng)口結(jié)構(gòu)、傳送帶、電機和收集箱，收集平臺設(shè)置于一次收集機構(gòu)的垂直下方，收集平臺上設(shè)置有領(lǐng)口結(jié)構(gòu)以使經(jīng)收集鏟收集的草莓從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)垂直掉落于傳送帶上，傳送帶由電機驅(qū)動，在傳送帶上設(shè)置有搬運豎板，收集箱位于傳送帶一側(cè)用于接收由傳送帶上掉落的草莓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述腳輪數(shù)量為4個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述承載架由不銹鋼管材焊接成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述拉桿與底盤相垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：在所述拉桿的上端設(shè)置有用于推動運動承載機構(gòu)行進的扶手。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述拉桿為升降式拉桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述收集鏟為上方及朝向內(nèi)側(cè)開放的盒體結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述收集臂的動作方向與收集平臺相平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：在所述底盤上設(shè)置有供收集箱放置的卡槽。
10.基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包含以下過程：
采摘：轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂伸出，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，即帶動收集臂執(zhí)行向回收縮的動作，在轉(zhuǎn)動手輪的過程中，按壓按鈕，通過閘線控制彈簧縮緊，柔性夾鉗張開，當(dāng)柔性夾鉗達到待采摘草莓位置時，松開按鈕，彈簧彈回，使柔性夾鉗夾緊，柔性夾鉗上的快速刀片將草莓果實的果柄剪斷，柔性夾鉗夾持著草莓，采摘動作完成；
一次收集：向相反反正轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂收回，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，收集臂同步伸出，此時按壓按鈕彈簧縮緊柔性夾鉗張開，草莓掉落至收集鏟內(nèi)，再次轉(zhuǎn)動手輪使采摘臂伸出時，收集臂收回，收集鏟將收集的草莓運送至領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處，一次收集動作完成；
二次收集：電機驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳送帶上的搬運豎板將從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)掉落的草莓運送至收集箱內(nèi)，二次收集動作完成。
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于農(nóng)用機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)。
背景技術(shù)
目前，草莓的采摘絕大部分依靠人工，勞動強度大、效率低。由于我國一般在日光溫室中施行壟作草莓的栽培，空間狹小，而且草莓外形獨特、柔軟多汁，容易受傷，實現(xiàn)機械化采摘具有一定難度；又因果實的顏色會受成熟度、光線變化等因素的影響而改變，對視覺定位有很大的挑戰(zhàn)性，進而更難實現(xiàn)自動化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)；
運動承載機構(gòu)包括底盤、腳輪、承載架和拉桿，腳輪設(shè)置于底盤底部，承載架設(shè)置于底盤上用于承載采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，在承載架上設(shè)置有拉桿，運動承載機構(gòu)使整個系統(tǒng)以手推車的方式在草莓種植田間行進；
控制機構(gòu)通過控制機構(gòu)安裝架設(shè)置于拉桿的上端，使之位于承載架的垂直上方，控制機構(gòu)包括按鈕、手輪、第一同步帶上輪和傳動軸，手輪通過傳動軸與第一同步帶上輪同軸設(shè)置，手輪上設(shè)置有用于控制采摘機構(gòu)中柔性夾鉗開合的按鈕；
采摘機構(gòu)包括第一同步帶下輪、第二同步帶上輪、第一齒輪、第一齒條、第一導(dǎo)軌和采摘臂，第一同步帶下輪、第二同步帶上輪和第一齒輪三者同軸設(shè)置，在第一同步帶上輪和第一同步帶下輪之間設(shè)置第一同步帶以實現(xiàn)二者的同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪位于第一同步帶下輪、第二同步帶上輪之間，在第一導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第一齒輪相配合的第一齒條，第一齒條連接采摘臂，采摘臂的一端設(shè)置有與彈簧、閘線相配合的柔性夾鉗，閘線受手輪上按鈕的控制實現(xiàn)柔性夾鉗的開啟與閉合，在柔性夾鉗上設(shè)置有用于執(zhí)行剪切動作的快速刀片；
一次收集機構(gòu)包括第二同步帶下輪、換向齒輪、第二齒輪、第二齒條、第二導(dǎo)軌和收集臂，第二同步帶下輪和換向齒輪同軸設(shè)置，在第二同步帶上輪與第二同步帶下輪設(shè)置第二同步帶使二者同步轉(zhuǎn)動，換向齒輪與第二齒輪相互嚙合設(shè)置，在第二導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第二齒輪相配合的第二齒條，第二齒條連接收集臂，收集臂上安裝有用于將掉落草莓收集的收集鏟；
二次收集機構(gòu)包括收集平臺、領(lǐng)口結(jié)構(gòu)、傳送帶、電機和收集箱，收集平臺設(shè)置于一次收集機構(gòu)的垂直下方，收集平臺上設(shè)置有領(lǐng)口結(jié)構(gòu)以使經(jīng)收集鏟收集的草莓從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)垂直掉落于傳送帶上，傳送帶由電機驅(qū)動，在傳送帶上設(shè)置有搬運豎板，收集箱位于傳送帶一側(cè)用于接收由傳送帶上掉落的草莓。
在上述技術(shù)方案中，所述腳輪數(shù)量為4個。
在上述技術(shù)方案中，所述承載架由不銹鋼管材焊接成型。
在上述技術(shù)方案中，所述拉桿與底盤相垂直。
在上述技術(shù)方案中，在所述拉桿的上端設(shè)置有用于推動運動承載機構(gòu)行進的扶手。
在上述技術(shù)方案中，所述拉桿為升降式拉桿，可供使用時調(diào)節(jié)高度。
在上述技術(shù)方案中，所述收集鏟為上方及朝向內(nèi)側(cè)開放的盒體結(jié)構(gòu)。
在上述技術(shù)方案中，所述收集平臺為傾斜放置的平板結(jié)構(gòu)。
在上述技術(shù)方案中，所述收集臂的動作方向與收集平臺相平行，以使經(jīng)收集鏟收集的草莓順利達到領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處。
在上述技術(shù)方案中，在所述底盤上設(shè)置有供收集箱放置的卡槽，在方便收集箱更換的同時保證其工作時位置的穩(wěn)定。
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)在進行使用時，執(zhí)行下列過程：
采摘：轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂伸出，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，即帶動收集臂執(zhí)行向回收縮的動作，在轉(zhuǎn)動手輪的過程中，按壓按鈕，通過閘線控制彈簧縮緊，柔性夾鉗張開，當(dāng)柔性夾鉗達到待采摘草莓位置時，松開按鈕，彈簧彈回，使柔性夾鉗夾緊，柔性夾鉗上的快速刀片將草莓果實的果柄剪斷，柔性夾鉗夾持著草莓，采摘動作完成；
一次收集：向相反反正轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂收回，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，收集臂同步伸出，此時按壓按鈕彈簧縮緊柔性夾鉗張開，草莓掉落至收集鏟內(nèi)，再次轉(zhuǎn)動手輪使采摘臂伸出時，收集臂收回，收集鏟將收集的草莓運送至領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處，一次收集動作完成；
二次收集：電機驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳送帶上的搬運豎板將從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)掉落的草莓運送至收集箱內(nèi)，二次收集動作完成。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：
該草莓采收系統(tǒng)運用包括齒輪齒條傳動單元、換向齒輪和同步帶傳動單元的傳動系統(tǒng)將果實的采摘、收集兩個動作合二為一，簡化了控制系統(tǒng)；設(shè)置收集平臺，縮短了動作行程，在采摘的同時將果實轉(zhuǎn)移到收集箱；結(jié)構(gòu)緊湊，適合在壟間大范圍移動作業(yè)；基于人機協(xié)作的控制系統(tǒng)，由采摘者進行果實成熟度識別，通過控制手輪和按鈕對系統(tǒng)發(fā)出動作指令，實現(xiàn)精準(zhǔn)采摘，降低收集果實的不成熟率和損壞率；基于人體工程學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，免去以往純?nèi)斯げ烧^程中的不斷蹲、起、彎腰，降低了勞動強度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為控制機構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為采摘機構(gòu)和一次收集機構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為二次收集機構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖。
其中：
1為扶手，2為拉桿，3為承載架，4為底盤，5為腳輪，6為控制機構(gòu)安裝架，7為第一同步帶，8為閘線，9為收集箱，10為按鈕，11為手輪，12為傳動軸，13為第一同步帶上輪，14為軸承，15為第一同步帶下輪，16為第一齒輪，17為第一齒條，18為采摘臂，19為彈簧，20為快速刀片，21為柔性夾鉗，22為第一導(dǎo)軌，23為第二同步帶上輪，24為第二同步帶，25為第二同步帶下輪，26為換向齒輪，27為第二齒輪，28為第二齒條，29為收集臂，30為第二導(dǎo)軌，31為領(lǐng)口結(jié)構(gòu)，32為收集平臺，33為電機，34為傳送帶，35為搬運豎板。
對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，可以根據(jù)以上附圖獲得其他的相關(guān)附圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例1
如附圖1-4所示，基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)；其中圖2為控制機構(gòu)，圖3為采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)，圖4為二次收集機構(gòu)，分別如圖1所示由上至上安裝于運動承載機構(gòu)上。
運動承載機構(gòu)包括底盤4、腳輪5、承載架3和拉桿2，腳輪設(shè)置于底盤底部，承載架設(shè)置于底盤上用于承載采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，在承載架上設(shè)置有拉桿，運動承載機構(gòu)使整個系統(tǒng)以手推車的方式在草莓種植田間行進；
控制機構(gòu)通過控制機構(gòu)安裝架6設(shè)置于拉桿的上端，使之位于承載架的垂直上方，控制機構(gòu)包括按鈕10、手輪11、第一同步帶上輪13和傳動軸12，手輪通過傳動軸與第一同步帶上輪同軸設(shè)置，手輪上設(shè)置有用于控制采摘機構(gòu)中柔性夾鉗21開合的按鈕；
采摘機構(gòu)包括第一同步帶下輪15、第二同步帶上輪23、第一齒輪16、第一齒條17、第一導(dǎo)軌22和采摘臂18，第一同步帶下輪、第二同步帶上輪和第一齒輪三者同軸設(shè)置，在第一同步帶上輪和第一同步帶下輪之間設(shè)置第一同步帶以實現(xiàn)二者的同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪位于第一同步帶下輪、第二同步帶上輪之間，在第一導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第一齒輪相配合的第一齒條，第一齒條連接采摘臂，采摘臂的一端設(shè)置有與彈簧19、閘線8相配合的柔性夾鉗，閘線受手輪上按鈕的控制實現(xiàn)柔性夾鉗的開啟與閉合，在柔性夾鉗上設(shè)置有用于執(zhí)行剪切動作的快速刀片20；
一次收集機構(gòu)包括第二同步帶下輪25、換向齒輪26、第二齒輪27、第二齒條28、第二導(dǎo)軌30和收集臂29，第二同步帶下輪和換向齒輪同軸設(shè)置，在第二同步帶上輪與第二同步帶下輪設(shè)置第二同步帶使二者同步轉(zhuǎn)動，換向齒輪與第二齒輪相互嚙合設(shè)置，在第二導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第二齒輪相配合的第二齒條，第二齒條連接收集臂，收集臂上安裝有用于將掉落草莓收集的收集鏟；
二次收集機構(gòu)包括收集平臺32、領(lǐng)口結(jié)構(gòu)31、傳送帶34、電機33和收集箱9，收集平臺設(shè)置于一次收集機構(gòu)的垂直下方，收集平臺上設(shè)置有領(lǐng)口結(jié)構(gòu)以使經(jīng)收集鏟收集的草莓從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)垂直掉落于傳送帶上，傳送帶由電機驅(qū)動，在傳送帶上設(shè)置有搬運豎板，收集箱位于傳送帶一側(cè)用于接收由傳送帶上掉落的草莓。
所述腳輪數(shù)量為4個。
所述承載架由不銹鋼管材焊接成型。
所述拉桿與底盤相垂直。
在所述拉桿的上端設(shè)置有用于推動運動承載機構(gòu)行進的扶手1。
所述拉桿為升降式拉桿，可供使用時調(diào)節(jié)高度。
所述收集鏟為上方及朝向內(nèi)側(cè)開放的盒體結(jié)構(gòu)。
所述收集平臺為傾斜放置的平板結(jié)構(gòu)。
所述收集臂的動作方向與收集平臺相平行，以使經(jīng)收集鏟收集的草莓順利達到領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處。
在所述底盤上設(shè)置有供收集箱放置的卡槽，在方便收集箱更換的同時保證其工作時位置的穩(wěn)定。
實施例2
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)在進行使用時：
采摘：轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂伸出，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，即帶動收集臂執(zhí)行向回收縮的動作，在轉(zhuǎn)動手輪的過程中，按壓按鈕，通過閘線控制彈簧縮緊，柔性夾鉗張開，當(dāng)柔性夾鉗達到待采摘草莓位置時，松開按鈕，彈簧彈回，使柔性夾鉗夾緊，柔性夾鉗上的快速刀片將草莓果實的果柄剪斷，柔性夾鉗夾持著草莓，采摘動作完成；
一次收集：向相反反正轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂收回，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，收集臂同步伸出，此時按壓按鈕彈簧縮緊柔性夾鉗張開，草莓掉落至收集鏟內(nèi)，再次轉(zhuǎn)動手輪使采摘臂伸出時，收集臂收回，收集鏟將收集的草莓運送至領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處，一次收集動作完成；
二次收集：電機驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳送帶上的搬運豎板將從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)掉落的草莓運送至收集箱內(nèi)，二次收集動作完成。
實施例3
通過控制驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)使齒條進行直線運動將采摘執(zhí)行機構(gòu)運行至果實上方果柄位置，末端柔性夾鉗夾緊果柄后快速刀片將果柄切斷，驅(qū)動齒輪反轉(zhuǎn)使齒條反向直線運動將采摘執(zhí)行機構(gòu)收回，與此同時，收集臂在傳動系統(tǒng)作用下伸出至夾若干果實的末端柔性夾鉗下方，此時，末端柔性夾鉗松開，果實落到收集中轉(zhuǎn)站。至此，一次采摘結(jié)束。進行下一次采摘時，采摘執(zhí)行機構(gòu)伸出，收集臂反方向收回，將收集中轉(zhuǎn)站中的果實推到下方的輸送帶上，最終將果實送到放置在移動式支承裝置上的收集箱內(nèi)。至此，一次收集結(jié)束。綜上，本裝置包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，通過傳送帶結(jié)構(gòu)，將采摘、收集的動作簡化為轉(zhuǎn)動手輪及控制按鈕來執(zhí)行，使采摘草莓的過程得到了簡化；而且本裝置不僅可用于草莓的采摘，其他與草莓類似具有果柄的果實，均可適用，實現(xiàn)了草莓類水果的機械化采摘，節(jié)省了采摘勞動的體力，提高了勞動效率。
以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護范圍。
【申請公布號：CN108293430A；申請權(quán)利人：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);發(fā)明設(shè)計人：謝雷; 李曉光; 徐彭飛; 金凱樂; 張弛;】
摘要：
本發(fā)明公開了基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，該草莓采收系統(tǒng)運用包括齒輪齒條傳動單元、換向齒輪和同步帶傳動單元的傳動系統(tǒng)將果實的采摘、收集兩個動作合二為一，簡化了控制系統(tǒng)；設(shè)置收集平臺，縮短了動作行程，在采摘的同時將果實轉(zhuǎn)移到收集箱；結(jié)構(gòu)緊湊，適合在壟間大范圍移動作業(yè)；基于人機協(xié)作的控制系統(tǒng)，由采摘者進行果實成熟度識別，通過控制手輪和按鈕對系統(tǒng)發(fā)出動作指令，實現(xiàn)精準(zhǔn)采摘，降低收集果實的不成熟率和損壞率；基于人體工程學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，免去以往純?nèi)斯げ烧^程中的不斷蹲、起、彎腰，降低了勞動強度。
主權(quán)項：
1.基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)；運動承載機構(gòu)包括底盤、腳輪、承載架和拉桿，腳輪設(shè)置于底盤底部，承載架設(shè)置于底盤上用于承載采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，在承載架上設(shè)置有拉桿；控制機構(gòu)通過控制機構(gòu)安裝架設(shè)置于拉桿的上端，使之位于承載架的垂直上方，控制機構(gòu)包括按鈕、手輪、第一同步帶上輪和傳動軸，手輪通過傳動軸與第一同步帶上輪同軸設(shè)置，手輪上設(shè)置有用于控制采摘機構(gòu)中柔性夾鉗開合的按鈕；采摘機構(gòu)包括第一同步帶下輪、第二同步帶上輪、第一齒輪、第一齒條、第一導(dǎo)軌和采摘臂，第一同步帶下輪、第二同步帶上輪和第一齒輪三者同軸設(shè)置，在第一同步帶上輪和第一同步帶下輪之間設(shè)置第一同步帶以實現(xiàn)二者的同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪位于第一同步帶下輪、第二同步帶上輪之間，在第一導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第一齒輪相配合的第一齒條，第一齒條連接采摘臂，采摘臂的一端設(shè)置有與彈簧、閘線相配合的柔性夾鉗，閘線受手輪上按鈕的控制實現(xiàn)柔性夾鉗的開啟與閉合，在柔性夾鉗上設(shè)置有用于執(zhí)行剪切動作的快速刀片；一次收集機構(gòu)包括第二同步帶下輪、換向齒輪、第二齒輪、第二齒條、第二導(dǎo)軌和收集臂，第二同步帶下輪和換向齒輪同軸設(shè)置，在第二同步帶上輪與第二同步帶下輪設(shè)置第二同步帶使二者同步轉(zhuǎn)動，換向齒輪與第二齒輪相互嚙合設(shè)置，在第二導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第二齒輪相配合的第二齒條，第二齒條連接收集臂，收集臂上安裝有用于將掉落草莓收集的收集鏟；二次收集機構(gòu)包括收集平臺、領(lǐng)口結(jié)構(gòu)、傳送帶、電機和收集箱，收集平臺設(shè)置于一次收集機構(gòu)的垂直下方，收集平臺上設(shè)置有領(lǐng)口結(jié)構(gòu)以使經(jīng)收集鏟收集的草莓從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)垂直掉落于傳送帶上，傳送帶由電機驅(qū)動，在傳送帶上設(shè)置有搬運豎板，收集箱位于傳送帶一側(cè)用于接收由傳送帶上掉落的草莓。
要求：
1.基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)；
運動承載機構(gòu)包括底盤、腳輪、承載架和拉桿，腳輪設(shè)置于底盤底部，承載架設(shè)置于底盤上用于承載采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，在承載架上設(shè)置有拉桿；
控制機構(gòu)通過控制機構(gòu)安裝架設(shè)置于拉桿的上端，使之位于承載架的垂直上方，控制機構(gòu)包括按鈕、手輪、第一同步帶上輪和傳動軸，手輪通過傳動軸與第一同步帶上輪同軸設(shè)置，手輪上設(shè)置有用于控制采摘機構(gòu)中柔性夾鉗開合的按鈕；
采摘機構(gòu)包括第一同步帶下輪、第二同步帶上輪、第一齒輪、第一齒條、第一導(dǎo)軌和采摘臂，第一同步帶下輪、第二同步帶上輪和第一齒輪三者同軸設(shè)置，在第一同步帶上輪和第一同步帶下輪之間設(shè)置第一同步帶以實現(xiàn)二者的同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪位于第一同步帶下輪、第二同步帶上輪之間，在第一導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第一齒輪相配合的第一齒條，第一齒條連接采摘臂，采摘臂的一端設(shè)置有與彈簧、閘線相配合的柔性夾鉗，閘線受手輪上按鈕的控制實現(xiàn)柔性夾鉗的開啟與閉合，在柔性夾鉗上設(shè)置有用于執(zhí)行剪切動作的快速刀片；
一次收集機構(gòu)包括第二同步帶下輪、換向齒輪、第二齒輪、第二齒條、第二導(dǎo)軌和收集臂，第二同步帶下輪和換向齒輪同軸設(shè)置，在第二同步帶上輪與第二同步帶下輪設(shè)置第二同步帶使二者同步轉(zhuǎn)動，換向齒輪與第二齒輪相互嚙合設(shè)置，在第二導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第二齒輪相配合的第二齒條，第二齒條連接收集臂，收集臂上安裝有用于將掉落草莓收集的收集鏟；
二次收集機構(gòu)包括收集平臺、領(lǐng)口結(jié)構(gòu)、傳送帶、電機和收集箱，收集平臺設(shè)置于一次收集機構(gòu)的垂直下方，收集平臺上設(shè)置有領(lǐng)口結(jié)構(gòu)以使經(jīng)收集鏟收集的草莓從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)垂直掉落于傳送帶上，傳送帶由電機驅(qū)動，在傳送帶上設(shè)置有搬運豎板，收集箱位于傳送帶一側(cè)用于接收由傳送帶上掉落的草莓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述腳輪數(shù)量為4個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述承載架由不銹鋼管材焊接成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述拉桿與底盤相垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：在所述拉桿的上端設(shè)置有用于推動運動承載機構(gòu)行進的扶手。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述拉桿為升降式拉桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述收集鏟為上方及朝向內(nèi)側(cè)開放的盒體結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述收集臂的動作方向與收集平臺相平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，其特征在于：在所述底盤上設(shè)置有供收集箱放置的卡槽。
10.基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包含以下過程：
采摘：轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂伸出，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，即帶動收集臂執(zhí)行向回收縮的動作，在轉(zhuǎn)動手輪的過程中，按壓按鈕，通過閘線控制彈簧縮緊，柔性夾鉗張開，當(dāng)柔性夾鉗達到待采摘草莓位置時，松開按鈕，彈簧彈回，使柔性夾鉗夾緊，柔性夾鉗上的快速刀片將草莓果實的果柄剪斷，柔性夾鉗夾持著草莓，采摘動作完成；
一次收集：向相反反正轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂收回，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，收集臂同步伸出，此時按壓按鈕彈簧縮緊柔性夾鉗張開，草莓掉落至收集鏟內(nèi)，再次轉(zhuǎn)動手輪使采摘臂伸出時，收集臂收回，收集鏟將收集的草莓運送至領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處，一次收集動作完成；
二次收集：電機驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳送帶上的搬運豎板將從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)掉落的草莓運送至收集箱內(nèi)，二次收集動作完成。
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于農(nóng)用機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)。
背景技術(shù)
目前，草莓的采摘絕大部分依靠人工，勞動強度大、效率低。由于我國一般在日光溫室中施行壟作草莓的栽培，空間狹小，而且草莓外形獨特、柔軟多汁，容易受傷，實現(xiàn)機械化采摘具有一定難度；又因果實的顏色會受成熟度、光線變化等因素的影響而改變，對視覺定位有很大的挑戰(zhàn)性，進而更難實現(xiàn)自動化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)；
運動承載機構(gòu)包括底盤、腳輪、承載架和拉桿，腳輪設(shè)置于底盤底部，承載架設(shè)置于底盤上用于承載采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，在承載架上設(shè)置有拉桿，運動承載機構(gòu)使整個系統(tǒng)以手推車的方式在草莓種植田間行進；
控制機構(gòu)通過控制機構(gòu)安裝架設(shè)置于拉桿的上端，使之位于承載架的垂直上方，控制機構(gòu)包括按鈕、手輪、第一同步帶上輪和傳動軸，手輪通過傳動軸與第一同步帶上輪同軸設(shè)置，手輪上設(shè)置有用于控制采摘機構(gòu)中柔性夾鉗開合的按鈕；
采摘機構(gòu)包括第一同步帶下輪、第二同步帶上輪、第一齒輪、第一齒條、第一導(dǎo)軌和采摘臂，第一同步帶下輪、第二同步帶上輪和第一齒輪三者同軸設(shè)置，在第一同步帶上輪和第一同步帶下輪之間設(shè)置第一同步帶以實現(xiàn)二者的同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪位于第一同步帶下輪、第二同步帶上輪之間，在第一導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第一齒輪相配合的第一齒條，第一齒條連接采摘臂，采摘臂的一端設(shè)置有與彈簧、閘線相配合的柔性夾鉗，閘線受手輪上按鈕的控制實現(xiàn)柔性夾鉗的開啟與閉合，在柔性夾鉗上設(shè)置有用于執(zhí)行剪切動作的快速刀片；
一次收集機構(gòu)包括第二同步帶下輪、換向齒輪、第二齒輪、第二齒條、第二導(dǎo)軌和收集臂，第二同步帶下輪和換向齒輪同軸設(shè)置，在第二同步帶上輪與第二同步帶下輪設(shè)置第二同步帶使二者同步轉(zhuǎn)動，換向齒輪與第二齒輪相互嚙合設(shè)置，在第二導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第二齒輪相配合的第二齒條，第二齒條連接收集臂，收集臂上安裝有用于將掉落草莓收集的收集鏟；
二次收集機構(gòu)包括收集平臺、領(lǐng)口結(jié)構(gòu)、傳送帶、電機和收集箱，收集平臺設(shè)置于一次收集機構(gòu)的垂直下方，收集平臺上設(shè)置有領(lǐng)口結(jié)構(gòu)以使經(jīng)收集鏟收集的草莓從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)垂直掉落于傳送帶上，傳送帶由電機驅(qū)動，在傳送帶上設(shè)置有搬運豎板，收集箱位于傳送帶一側(cè)用于接收由傳送帶上掉落的草莓。
在上述技術(shù)方案中，所述腳輪數(shù)量為4個。
在上述技術(shù)方案中，所述承載架由不銹鋼管材焊接成型。
在上述技術(shù)方案中，所述拉桿與底盤相垂直。
在上述技術(shù)方案中，在所述拉桿的上端設(shè)置有用于推動運動承載機構(gòu)行進的扶手。
在上述技術(shù)方案中，所述拉桿為升降式拉桿，可供使用時調(diào)節(jié)高度。
在上述技術(shù)方案中，所述收集鏟為上方及朝向內(nèi)側(cè)開放的盒體結(jié)構(gòu)。
在上述技術(shù)方案中，所述收集平臺為傾斜放置的平板結(jié)構(gòu)。
在上述技術(shù)方案中，所述收集臂的動作方向與收集平臺相平行，以使經(jīng)收集鏟收集的草莓順利達到領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處。
在上述技術(shù)方案中，在所述底盤上設(shè)置有供收集箱放置的卡槽，在方便收集箱更換的同時保證其工作時位置的穩(wěn)定。
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)在進行使用時，執(zhí)行下列過程：
采摘：轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂伸出，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，即帶動收集臂執(zhí)行向回收縮的動作，在轉(zhuǎn)動手輪的過程中，按壓按鈕，通過閘線控制彈簧縮緊，柔性夾鉗張開，當(dāng)柔性夾鉗達到待采摘草莓位置時，松開按鈕，彈簧彈回，使柔性夾鉗夾緊，柔性夾鉗上的快速刀片將草莓果實的果柄剪斷，柔性夾鉗夾持著草莓，采摘動作完成；
一次收集：向相反反正轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂收回，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，收集臂同步伸出，此時按壓按鈕彈簧縮緊柔性夾鉗張開，草莓掉落至收集鏟內(nèi)，再次轉(zhuǎn)動手輪使采摘臂伸出時，收集臂收回，收集鏟將收集的草莓運送至領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處，一次收集動作完成；
二次收集：電機驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳送帶上的搬運豎板將從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)掉落的草莓運送至收集箱內(nèi)，二次收集動作完成。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：
該草莓采收系統(tǒng)運用包括齒輪齒條傳動單元、換向齒輪和同步帶傳動單元的傳動系統(tǒng)將果實的采摘、收集兩個動作合二為一，簡化了控制系統(tǒng)；設(shè)置收集平臺，縮短了動作行程，在采摘的同時將果實轉(zhuǎn)移到收集箱；結(jié)構(gòu)緊湊，適合在壟間大范圍移動作業(yè)；基于人機協(xié)作的控制系統(tǒng)，由采摘者進行果實成熟度識別，通過控制手輪和按鈕對系統(tǒng)發(fā)出動作指令，實現(xiàn)精準(zhǔn)采摘，降低收集果實的不成熟率和損壞率；基于人體工程學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，免去以往純?nèi)斯げ烧^程中的不斷蹲、起、彎腰，降低了勞動強度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為控制機構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為采摘機構(gòu)和一次收集機構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為二次收集機構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖。
其中：
1為扶手，2為拉桿，3為承載架，4為底盤，5為腳輪，6為控制機構(gòu)安裝架，7為第一同步帶，8為閘線，9為收集箱，10為按鈕，11為手輪，12為傳動軸，13為第一同步帶上輪，14為軸承，15為第一同步帶下輪，16為第一齒輪，17為第一齒條，18為采摘臂，19為彈簧，20為快速刀片，21為柔性夾鉗，22為第一導(dǎo)軌，23為第二同步帶上輪，24為第二同步帶，25為第二同步帶下輪，26為換向齒輪，27為第二齒輪，28為第二齒條，29為收集臂，30為第二導(dǎo)軌，31為領(lǐng)口結(jié)構(gòu)，32為收集平臺，33為電機，34為傳送帶，35為搬運豎板。
對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，可以根據(jù)以上附圖獲得其他的相關(guān)附圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例1
如附圖1-4所示，基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)，包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)；其中圖2為控制機構(gòu)，圖3為采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)，圖4為二次收集機構(gòu)，分別如圖1所示由上至上安裝于運動承載機構(gòu)上。
運動承載機構(gòu)包括底盤4、腳輪5、承載架3和拉桿2，腳輪設(shè)置于底盤底部，承載架設(shè)置于底盤上用于承載采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，在承載架上設(shè)置有拉桿，運動承載機構(gòu)使整個系統(tǒng)以手推車的方式在草莓種植田間行進；
控制機構(gòu)通過控制機構(gòu)安裝架6設(shè)置于拉桿的上端，使之位于承載架的垂直上方，控制機構(gòu)包括按鈕10、手輪11、第一同步帶上輪13和傳動軸12，手輪通過傳動軸與第一同步帶上輪同軸設(shè)置，手輪上設(shè)置有用于控制采摘機構(gòu)中柔性夾鉗21開合的按鈕；
采摘機構(gòu)包括第一同步帶下輪15、第二同步帶上輪23、第一齒輪16、第一齒條17、第一導(dǎo)軌22和采摘臂18，第一同步帶下輪、第二同步帶上輪和第一齒輪三者同軸設(shè)置，在第一同步帶上輪和第一同步帶下輪之間設(shè)置第一同步帶以實現(xiàn)二者的同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪位于第一同步帶下輪、第二同步帶上輪之間，在第一導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第一齒輪相配合的第一齒條，第一齒條連接采摘臂，采摘臂的一端設(shè)置有與彈簧19、閘線8相配合的柔性夾鉗，閘線受手輪上按鈕的控制實現(xiàn)柔性夾鉗的開啟與閉合，在柔性夾鉗上設(shè)置有用于執(zhí)行剪切動作的快速刀片20；
一次收集機構(gòu)包括第二同步帶下輪25、換向齒輪26、第二齒輪27、第二齒條28、第二導(dǎo)軌30和收集臂29，第二同步帶下輪和換向齒輪同軸設(shè)置，在第二同步帶上輪與第二同步帶下輪設(shè)置第二同步帶使二者同步轉(zhuǎn)動，換向齒輪與第二齒輪相互嚙合設(shè)置，在第二導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿其滑動且與第二齒輪相配合的第二齒條，第二齒條連接收集臂，收集臂上安裝有用于將掉落草莓收集的收集鏟；
二次收集機構(gòu)包括收集平臺32、領(lǐng)口結(jié)構(gòu)31、傳送帶34、電機33和收集箱9，收集平臺設(shè)置于一次收集機構(gòu)的垂直下方，收集平臺上設(shè)置有領(lǐng)口結(jié)構(gòu)以使經(jīng)收集鏟收集的草莓從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)垂直掉落于傳送帶上，傳送帶由電機驅(qū)動，在傳送帶上設(shè)置有搬運豎板，收集箱位于傳送帶一側(cè)用于接收由傳送帶上掉落的草莓。
所述腳輪數(shù)量為4個。
所述承載架由不銹鋼管材焊接成型。
所述拉桿與底盤相垂直。
在所述拉桿的上端設(shè)置有用于推動運動承載機構(gòu)行進的扶手1。
所述拉桿為升降式拉桿，可供使用時調(diào)節(jié)高度。
所述收集鏟為上方及朝向內(nèi)側(cè)開放的盒體結(jié)構(gòu)。
所述收集平臺為傾斜放置的平板結(jié)構(gòu)。
所述收集臂的動作方向與收集平臺相平行，以使經(jīng)收集鏟收集的草莓順利達到領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處。
在所述底盤上設(shè)置有供收集箱放置的卡槽，在方便收集箱更換的同時保證其工作時位置的穩(wěn)定。
實施例2
基于人機協(xié)作的草莓采收一體化系統(tǒng)在進行使用時：
采摘：轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂伸出，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，即帶動收集臂執(zhí)行向回收縮的動作，在轉(zhuǎn)動手輪的過程中，按壓按鈕，通過閘線控制彈簧縮緊，柔性夾鉗張開，當(dāng)柔性夾鉗達到待采摘草莓位置時，松開按鈕，彈簧彈回，使柔性夾鉗夾緊，柔性夾鉗上的快速刀片將草莓果實的果柄剪斷，柔性夾鉗夾持著草莓，采摘動作完成；
一次收集：向相反反正轉(zhuǎn)動手輪，通過第一同步帶上輪、第一同步帶、第一同步帶下輪同步傳動，第一齒輪和第二同步帶上輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，第一齒輪通過第一齒條推動采摘臂收回，第二同步帶下輪通過第二同步帶與第二同步帶上輪同步轉(zhuǎn)動，第二同步帶下輪通過換向齒輪使第二齒輪發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，收集臂同步伸出，此時按壓按鈕彈簧縮緊柔性夾鉗張開，草莓掉落至收集鏟內(nèi)，再次轉(zhuǎn)動手輪使采摘臂伸出時，收集臂收回，收集鏟將收集的草莓運送至領(lǐng)口結(jié)構(gòu)處，一次收集動作完成；
二次收集：電機驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳送帶上的搬運豎板將從領(lǐng)口結(jié)構(gòu)掉落的草莓運送至收集箱內(nèi)，二次收集動作完成。
實施例3
通過控制驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)使齒條進行直線運動將采摘執(zhí)行機構(gòu)運行至果實上方果柄位置，末端柔性夾鉗夾緊果柄后快速刀片將果柄切斷，驅(qū)動齒輪反轉(zhuǎn)使齒條反向直線運動將采摘執(zhí)行機構(gòu)收回，與此同時，收集臂在傳動系統(tǒng)作用下伸出至夾若干果實的末端柔性夾鉗下方，此時，末端柔性夾鉗松開，果實落到收集中轉(zhuǎn)站。至此，一次采摘結(jié)束。進行下一次采摘時，采摘執(zhí)行機構(gòu)伸出，收集臂反方向收回，將收集中轉(zhuǎn)站中的果實推到下方的輸送帶上，最終將果實送到放置在移動式支承裝置上的收集箱內(nèi)。至此，一次收集結(jié)束。綜上，本裝置包括運動承載機構(gòu)、控制機構(gòu)、采摘機構(gòu)、一次收集機構(gòu)和二次收集機構(gòu)，通過傳送帶結(jié)構(gòu)，將采摘、收集的動作簡化為轉(zhuǎn)動手輪及控制按鈕來執(zhí)行，使采摘草莓的過程得到了簡化；而且本裝置不僅可用于草莓的采摘，其他與草莓類似具有果柄的果實，均可適用，實現(xiàn)了草莓類水果的機械化采摘，節(jié)省了采摘勞動的體力，提高了勞動效率。
以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護范圍。
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