【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台、草莓收获系统及方法，属于设施农业采摘技术装备。
技术介绍
1、随着机器人技术装备在设施农业中的应用持续推进，新型的机器人化采摘装备在不断涌现。工业机器人本体以其灵活性好、环境适应性强、易于控制等优势，被广泛用于现有的机器人化采摘平台，但此类平台也存在如下的一些不足：一是工业机器人本体在农业采摘中的应用普遍存在承载能力、强度、刚度等方面均存在冗余现象，特别是对体小质轻的单个草莓而言；二是工业机器人本体的价格在一定程度上还抑制了推广与应用；三是工业机器人本体的规格尺寸也降低了采摘的作业效率。
2、可见，为了更好推动我国草莓采摘机器人装备的快速发展，有必要针对低垄草莓的种植模式，设计一种调姿快捷、造价低、环境适应能力强的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台、草莓收获系统及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台、草莓收获系统及方法，针对低垄草莓的种植模式，该垄间快捷调姿采摘平台结构简单，造价低；调姿快捷，运行平稳，能实现相邻垄壁上草莓的连续采摘；本平台适应垄间作业环境能力强，在调姿过程中不会发生误撞垄壁的操作。
2、为达到上述目的/为解决上述技术问题，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，包括：
4、局部移位机构，包括载运部和能够在载运部上沿垄的纵向移动的移动部，所述
5、垄壁仿形机构，包括第一仿形部、第二仿形部和承载部，所述第一仿形部的下端安装在移动部上，能够在移动部上沿垄的横向移动，并在移动时相对于移动部转动，所述第二仿形部的下端转动安装在第一仿形部上，并能够相对于第一仿形部伸缩，所述承载部的两侧分别与第一仿形部的上端以及第二仿形部的上端相铰接；
6、采摘端，包括安装在承载部上的双臂捉果机构，安装在双臂捉果机构末端的剪持执行器以及安装在剪持执行器上的果实感知模块；
7、控制器，与局部移位机构、垄壁仿形机构、双臂捉果机构和果实感知模块电性连接，所述控制器被配置为用于：根据作业规划控制局部移位机构和垄壁仿形机构将双臂捉果机构调节至目标位置，根据果实感知模块获取的待采摘草莓信息，控制双臂捉果机构和剪持执行器采摘目标草莓。
8、进一步的，所述载运部包括矩形底座，所述移动部包括矩形滑台、变位驱动装置、第一驱动齿轮和固定齿条，其中，
9、所述矩形底座呈中空状，其顶部设有两个沿矩形短边对称分布的第一落果孔，两个第一落果孔之间设有中间隔板一；
10、所述矩形滑台设有两个沿矩形长边对称分布的第二落果孔，两个第二落果孔之间设有中间隔板二，矩形滑台长边的两端分别通过纵向滑块和纵向滑轨与矩形底座相连；
11、所述变位驱动装置安装在矩形滑台中间隔板二上端面，其输出轴可转动地穿过中间隔板二、连接第一驱动齿轮；所述第一驱动齿轮以齿轮副连接固定齿条；所述固定齿条安装在中间隔板一上。
12、进一步的，所述第一仿形部包括下层仿形机构，所述下层仿形机构包括仿形第二驱动装置、主动锥齿轮、从动锥齿轮、滑移轴、长举升臂和短举升臂，其中，
13、所述仿形第二驱动装置通过轴承座安装在矩形滑台中间隔板二上，仿形第二驱动装置设有两根输出轴，两根输出轴沿矩形滑台短边方向安装，且两根输出轴分别穿过矩形滑台第二落果孔两侧的导向侧板并连接一个主动锥齿轮；
14、两个所述主动锥齿轮分别位于导向侧板的外侧，与从动锥齿轮相连；
15、所述从动锥齿轮套装在齿轮轴的动力输入端；两根所述齿轮轴均通过轴承座对称地安装在矩形滑台的一端；所述滑移轴两端分别通过第一滑块与齿轮轴以螺纹副相连；所述长举升臂的数量为两根，两根长举升臂的下端铰接在滑移轴的两端；所述短举升臂的数量为两根，两根短举升臂的下端与远离滑移轴铰接在两块导向侧板一端，两根短举升臂上端分别铰接在两根长举升臂中部；所述短举升臂长度是长举升臂长度的一半。
16、进一步的，所述第二仿形部包括上层仿形机构，所述承载部包括h型俯仰板，所述上层仿形机构包括仿形第三驱动装置、俯仰丝杆、h型摆杆、导向杆和转轴，其中，
17、所述h型俯仰板上设有两个对称的落果槽，h型俯仰板一端铰接两根长举升臂的上端，另一端铰接h型摆杆；
18、所述仿形第三驱动装置安装在h型摆杆下端的横向连接杆上，仿形第三驱动装置输出轴可转动地穿过横向连接杆、连接在俯仰丝杆的动力输入端，俯仰丝杆的另一端以螺纹副穿过转轴的中部；
19、所述转轴两端依次与长举升臂中部、短举升臂上端可转动地相连；所述导向杆的数量为两根，两根导向杆分别位于俯仰丝杆的两侧，其上端插入h型摆杆两侧的导向孔中，下端则与转轴固连。
20、进一步的，所述双臂捉果机构包括两套捉果伸缩臂，两套捉果伸缩臂分别在h型俯仰板上下两端，均包括伸缩驱动装置、伸缩驱动丝杆和矩形臂板其中，
21、所述伸缩驱动装置安装h型俯仰板的中部，伸缩驱动装置输出轴沿矩形长边的方向连接伸缩驱动丝杆；
22、所述伸缩驱动丝杆通过两端轴承座安装在h型俯仰板上；
23、所述矩形臂板通过两组第二滑块和矩形滑轨与h型俯仰板相连；所述第二滑块与矩形臂板固连；
24、两根矩形滑轨与h型俯仰板固连，且位于伸缩驱动丝杆的两侧。
25、进一步的，所述剪持执行器包括剪持驱动装置、夹指和摆动剪体，其中，
26、所述剪持驱动装置安装在矩形臂板的外端，剪持驱动装置设有两根同轴的输出轴，两根同轴的输出轴沿着矩形臂板短边方向安装，且分别与一个夹指以螺纹副相连；两个所述夹指安装在导向滑轨上；所述导向滑轨固定在矩形臂板上；所述摆动剪体的数量为两个，两个摆动剪体可转动地套装在导向滑轨中部的固定芯轴上；
27、所述摆动剪体上设有导向销，摆动剪体前端设有防止果柄逃脱的钩头；所述夹指上设有导向槽；所述导向销可互动地插装在夹指的导向槽中。
28、第二方面，本专利技术提供了一种草莓收获系统，包括第一方面所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台和动力牵引机构，所述动力牵引机构用于驱动所述垄间快捷调姿平台在莓田垄间移动。
29、第三方面，本专利技术提供了一种收获方法，应用于第二方面所述的草莓收获系统，包括：
30、步骤一：采摘前，将垄间快捷调姿采摘平台与动力牵引机构相连，并在动力牵引机构带动下运行在莓田的垄间；控制器控制第一仿形部和第二仿形部使承载部位于初始的水平状态，且双臂捉果机构处于初始状态；
31、步骤二：采摘时，通过动力牵引机构带动垄间快捷调姿平台完成垄间的大范围移位后，利用局部移位机构进入局部的“走-停-摘”的作业模式；
32、步骤三：根据待采摘莓田的垄高，控制器控制第一仿形部将双臂捉果机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述载运部包括矩形底座（101），所述移动部包括矩形滑台（102）、变位驱动装置（103）、第一驱动齿轮（104）和固定齿条（105），其中，
3.根据权利要求2所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述第一仿形部包括下层仿形机构（210），所述下层仿形机构（210）包括仿形第二驱动装置（211）、主动锥齿轮（212）、从动锥齿轮（213）、滑移轴（214）、长举升臂（215）和短举升臂（216），其中，
4.根据权利要求3所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述第二仿形部包括上层仿形机构（220），所述承载部包括H型俯仰板（221），所述上层仿形机构（220）包括仿形第三驱动装置（222）、俯仰丝杆（223）、H型摆杆（224）、导向杆（225）和转轴（226），其中，
5.根据权利要求4所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述双臂捉果机构（300）包括两套捉果伸缩
6.根据权利要求5所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述剪持执行器（500）包括剪持驱动装置（501）、夹指（502）和摆动剪体（503），其中，
7.一种草莓收获系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台和动力牵引机构，所述动力牵引机构用于驱动所述垄间快捷调姿平台在莓田垄间移动。
8.一种收获方法，应用于权利要求7所述的草莓收获系统，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的收获方法，其特征在于，所述根据采摘作业规划，对相邻垄壁首先选择待采摘侧，由控制器控制局部移位机构（100）和垄壁仿形机构（200），将相应的双臂捉果机构（300）调至作业所需的方位，包括：
10.根据权利要求8所述的收获方法，其特征在于，所述根据果实感知模块（400）获取的待采摘草莓的信息，控制器控制双臂捉果机构（300）带动剪持执行器（500）摘取成熟草莓，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述载运部包括矩形底座（101），所述移动部包括矩形滑台（102）、变位驱动装置（103）、第一驱动齿轮（104）和固定齿条（105），其中，
3.根据权利要求2所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述第一仿形部包括下层仿形机构（210），所述下层仿形机构（210）包括仿形第二驱动装置（211）、主动锥齿轮（212）、从动锥齿轮（213）、滑移轴（214）、长举升臂（215）和短举升臂（216），其中，
4.根据权利要求3所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述第二仿形部包括上层仿形机构（220），所述承载部包括h型俯仰板（221），所述上层仿形机构（220）包括仿形第三驱动装置（222）、俯仰丝杆（223）、h型摆杆（224）、导向杆（225）和转轴（226），其中，
5.根据权利要求4所述的用于低垄草莓的垄间快捷调姿平台，其特征在于，所述双臂捉果机构（300）包括两套捉果伸缩臂，两...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，单以才，王文卫，易杰，龚恒楼，张云逸，
申请(专利权)人：南京晓庄学院，
类型：发明
国别省市：
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