本發明涉及農業機械裝備技術領域，尤其涉及一種青菜自動采摘機。

背景技術：

在日常農業生產中，綠葉菜(綠葉菜，即典型的是青菜，雞毛菜，莧菜和茼蒿，市場要求鮮嫩，帶根采摘)的生產和采摘是一種勞動密集型的重體力勞動，特別是隨著塑料大棚在綠葉菜生產上的大規模應用，塑料大棚里高溫高濕，更是惡化了勞動條件。

隨著勞動力紅利的喪失和勞動力成本的增長，綠葉菜采摘成本越來越高，甚至找不到人來做這種工作。

很顯然，現有技術仍然存在一些客觀的技術缺陷：現有的農用收獲機械，大多采用收割(如小麥水稻)，翻地晾曬然后分揀(如卷心菜，蘿卜，紅薯等)等方法，根本無法應用于青菜的采摘。國外有個別的收菜機，但多用于砂質土壤。不適合中國粘濕土地，并且要求留根，菜嫩的國情。

綜上，現有技術中以及現有的市場中仍然沒有相應的針對青菜進行采摘生產的機械產品。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種青菜自動采摘機，以解決上述問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種青菜自動采摘機，包括鏟菜刀頭移動導軌機構1、鏟菜刀頭機構2、振動輸送帶3、車架及行動系統4、監測攝像頭5、抓菜機械臂6、毛刷刷頭7、慢速分揀輸送帶8和機械臂橫向移動機構9，其中：

上述各個功能機構以及零件之間的構造、位置關系、連接方式以及布局如下：

所述車架及行動系統4具體包括車架和驅動系統；所述車架的前部外側突出設置有所述鏟菜刀頭移動導軌機構1和所述鏟菜刀頭機構2；所述鏟菜刀頭移動導軌機構1用于驅動所述鏟菜刀頭機構2自一端至另一端往復移動；

所述鏟菜刀頭機構2具體包括叉子和位于所述叉子底部的鏟刀；所述鏟菜刀頭機構2用于從一端至于另一端橫向方向開始鏟菜；所述鏟菜刀頭機構2用于驅動叉子和鏟刀在一起，并以一定角度插進土中，鏟斷土中所涉及范圍內青菜的根系，并通過后部轉動軸向上慢慢翻起，快速翻轉，將青菜連帶泥土送入振動輸送帶3上；

所述振動輸送帶3橫向設置在所述車架的前部內側，所述慢速分揀輸送帶8豎向設置在所述車架的內側，且所述振動輸送帶3的末端與所述慢速分揀輸送帶8的首端連接；所述振動輸送帶3的表面上還設置有多個空隙；所述振動輸送帶3用于對青菜進行振動抖動，振落部分泥土從所述空隙中落下，并將青菜輸送到所述慢速分揀輸送帶8上；

在所述慢速分揀輸送帶8的傳輸方向上的上方設置有多組所述機械臂橫向移動機構9；且每組所述機械臂橫向移動機構9上均對應設置有一個監測攝像頭5和一個抓菜機械臂6；且每組所述機械臂橫向移動機構9的下方位于所述慢速分揀輸送帶8側邊處還對應設置有一個所述毛刷刷頭7；所述機械臂橫向移動機構9用于通過監測攝像頭5獲取當前青菜在所述慢速分揀輸送帶8上的位置，并協調驅動對應的抓菜機械臂6對該位置上的青菜進行抓取操作；

所述抓菜機械臂6用于直接對青菜進行抓取操作，并在橫向移動，使菜的根部通過毛刷刷頭7去掉剩余的泥土，到菜簍上方后，執行松開抓爪將所述青菜投入菜簍內的操作。

優選的，作為一種可實施方案；在所述鏟菜刀頭機構2具體結構中：所述鏟刀具體用于鏟刀鏟斷土中所涉及范圍內青菜的根系；所述叉子具體用于振動清土并通過后部轉動軸向上慢慢翻起，抖落部分泥土，并將青菜挑起快速翻轉，把青菜連帶泥土送入振動輸送帶3上；

優選的，作為一種可實施方案；在所述鏟菜刀頭機構2具體結構中：所述叉子與所述鏟刀之間為可拆卸連接；且不同類型的叉子的形狀和間距不同，不用類型的叉子用于適應不同種類的青菜。

優選的，作為一種可實施方案；在所述鏟菜刀頭機構2具體結構中：所述叉子與所述鏟刀構成的所述鏟菜刀頭機構2的傾斜角度可調節。

需要說明的是；鏟菜刀頭機構2由叉子(在上方，叉子的形狀和間距由不同菜種設定)和鏟刀組成；叉子和鏟刀在一起并以預訂角度，預訂深度彈出插進土中(角度深度根據菜的不同而設定)；

優選的，作為一種可實施方案；所述監測攝像頭5的鏡頭均對準所述慢速分揀輸送帶8上。

優選的，作為一種可實施方案；所述抓菜機械臂6具體包括多個機械爪；所述抓菜機械臂6用于橫向方向、豎直方向移動，且所述抓菜機械臂6還用于頭部旋轉并通過開合多個機械爪對青菜進行抓取。

優選的，作為一種可實施方案；所述抓菜機械臂6還用于頭部轉動，同時橫向移動，使菜根通過右側的所述毛刷刷頭7，并通過所述毛刷刷頭7刷清青菜的菜根上的泥土。

優選的，作為一種可實施方案；所述毛刷刷頭7對應設置在所述抓菜機械臂6橫向沿著機械臂橫向移動機構9運動軌跡的正下方。

優選的，作為一種可實施方案；每組所述機械臂橫向移動機構9的底部還對應設置有噴水清洗裝置(圖中未示出)；所述噴水清洗裝置用于對青菜表面執行噴水操作。

優選的，作為一種可實施方案；多組所述機械臂橫向移動機構9均勻間隔地分布在所述慢速分揀輸送帶8的上方。

與現有技術相比，本發明實施例的優點在于：

本發明提供的一種青菜自動采摘機，其主要由鏟菜刀頭移動導軌機構1、鏟菜刀頭機構2、振動輸送帶3、車架及行動系統4、監測攝像頭5、抓菜機械臂6、毛刷刷頭7、慢速分揀輸送帶8和機械臂橫向移動機構9等幾個部分組成；

其中，各個功能機構執行各自的機械動作以及通過各個功能機構實現一系列的機械聯動，并完成自動青菜的采摘過程；

所述鏟菜刀頭移動導軌機構1主要驅動所述鏟菜刀頭機構2自一端至另一端往復移動；

所述鏟菜刀頭機構2具體包括叉子和位于所述叉子底部的鏟刀；所述鏟菜刀頭機構2主要從一端至于另一端橫向方向開始鏟菜，并把青菜連帶泥土送入振動輸送帶3上；

所述振動輸送帶3橫向設置在所述車架的前部內側，所述慢速分揀輸送帶8豎向設置在所述車架的內側，且所述振動輸送帶3的末端與所述慢速分揀輸送帶8的首端連接；所述振動輸送帶3的表面上還設置有多個空隙；所述振動輸送帶3用于對青菜進行振動抖動，振落部分泥土從所述空隙中落下，并將青菜輸送到所述慢速分揀輸送帶8上；

在所述慢速分揀輸送帶8的傳輸方向上的上方設置有多組所述機械臂橫向移動機構9；且每組所述機械臂橫向移動機構9上均對應設置有一個監測攝像頭5和一個抓菜機械臂6；且每組所述機械臂橫向移動機構9的下方位于所述慢速分揀輸送帶8側邊處還對應設置有一個所述毛刷刷頭7；所述機械臂橫向移動機構9用于通過監測攝像頭5獲取當前青菜在所述慢速分揀輸送帶8上的位置，并協調驅動對應的抓菜機械臂6對該位置上的青菜進行抓取操作；所述抓菜機械臂6用于直接對青菜進行抓取操作，并在橫向移動，使菜的根部通過毛刷刷頭7去掉剩余的泥土，到菜簍上方后，執行松開抓爪將所述青菜投入菜簍內的操作。

很顯然，本發明實施例提供的青菜自動采摘機，結構設計合理，功能機構完善，可通過機械方式完成青菜的采摘，減少了勞動成本，使用起來非常方便；同時，本發明實施例提供的青菜自動采摘機，提升了青菜采摘和生產效率，避免了傳統人工采摘的技術缺陷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的青菜自動采摘機一視角下的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的青菜自動采摘機另一視角下的結構示意圖；

附圖標記說明：

鏟菜刀頭移動導軌機構1；

鏟菜刀頭機構2；

振動輸送帶3；

車架及行動系統4；

監測攝像頭5；

抓菜機械臂6；

毛刷刷頭7；

慢速分揀輸送帶8；

機械臂橫向移動機構9。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。

參見圖1和圖2，本發明實施例提供的一種青菜自動采摘機，包括鏟菜刀頭移動導軌機構1、鏟菜刀頭機構2、振動輸送帶3、車架及行動系統4、監測攝像頭5、抓菜機械臂6、毛刷刷頭7、慢速分揀輸送帶8和機械臂橫向移動機構9，其中：

上述各個功能機構以及零件之間的構造、位置關系、連接方式以及布局如下：

所述車架及行動系統4具體包括車架和驅動系統；所述車架的前部外側突出設置有所述鏟菜刀頭移動導軌機構1和所述鏟菜刀頭機構2；所述鏟菜刀頭移動導軌機構1用于驅動所述鏟菜刀頭機構2自一端至另一端往復移動；

所述鏟菜刀頭機構2具體包括叉子和位于所述叉子底部的鏟刀；所述鏟菜刀頭機構2用于從一端至于另一端橫向方向開始鏟菜；所述鏟菜刀頭機構2用于驅動叉子和鏟刀在一起，并以一定角度插進土中，鏟斷土中所涉及范圍內青菜的根系，并通過后部轉動軸向上慢慢翻起，快速翻轉，將青菜連帶泥土送入振動輸送帶3上；

所述振動輸送帶3橫向設置在所述車架的前部內側，所述慢速分揀輸送帶8豎向設置在所述車架的內側，且所述振動輸送帶3的末端與所述慢速分揀輸送帶8的首端連接；所述振動輸送帶3的表面上還設置有多個空隙；所述振動輸送帶3用于對青菜進行振動抖動，振落部分泥土從所述空隙中落下，并將青菜輸送到所述慢速分揀輸送帶8上；

在所述慢速分揀輸送帶8的傳輸方向上的上方設置有多組所述機械臂橫向移動機構9；且每組所述機械臂橫向移動機構9上均對應設置有一個監測攝像頭5和一個抓菜機械臂6；且每組所述機械臂橫向移動機構9的下方位于所述慢速分揀輸送帶8側邊處還對應設置有一個所述毛刷刷頭7(即機械臂橫向移動機構9、監測攝像頭5和抓菜機械臂6、毛刷刷頭7均是一一對應設置)；所述機械臂橫向移動機構9用于通過監測攝像頭5獲取當前青菜在所述慢速分揀輸送帶8上的位置，并協調驅動對應的抓菜機械臂6對該位置上的青菜進行抓取操作；

所述抓菜機械臂6用于直接對青菜進行抓取操作，并在橫向移動，使菜的根部通過毛刷刷頭7去掉剩余的泥土，到菜簍上方后，執行松開抓爪將所述青菜投入菜簍內的操作。

下面對本發明實施例提供的青菜自動采摘機具體構造以及具體技術效果做一下詳細說明：

在所述鏟菜刀頭機構2具體結構中：所述鏟刀具體用于鏟刀鏟斷土中所涉及范圍內青菜的根系；所述叉子具體用于振動清土并通過后部轉動軸向上慢慢翻起，抖落部分泥土，并將青菜挑起快速翻轉，把青菜連帶泥土送入振動輸送帶3上；

在所述鏟菜刀頭機構2具體結構中：所述叉子與所述鏟刀之間為可拆卸連接；且不同類型的叉子的形狀和間距不同，不用類型的叉子用于適應不同種類的青菜。

在所述鏟菜刀頭機構2具體結構中：所述叉子與所述鏟刀構成的所述鏟菜刀頭機構2的傾斜角度可調節。

需要說明的是；鏟菜刀頭機構2由叉子(在上方，叉子的形狀和間距由不同菜種設定)和鏟刀組成；叉子和鏟刀在一起并以預訂角度，預訂深度彈出插進土中(角度深度根據菜的不同而設定)；

優選的，作為一種可實施方案；所述監測攝像頭5的鏡頭均對準所述慢速分揀輸送帶8上。

優選的，作為一種可實施方案；所述抓菜機械臂6具體包括多個機械爪；所述抓菜機械臂6用于橫向方向、豎直方向移動，且所述抓菜機械臂6還用于頭部旋轉并通過開合多個機械爪對青菜進行抓取。

優選的，作為一種可實施方案；所述抓菜機械臂6還用于頭部轉動，同時橫向移動，使菜根通過右側的所述毛刷刷頭7，并通過所述毛刷刷頭7刷清青菜的菜根上的泥土。

所述毛刷刷頭7對應設置在所述抓菜機械臂6橫向沿著機械臂橫向移動機構9運動軌跡的正下方。

需要說明的是，所述抓菜機械臂6在抓取青菜向右側移動過程中，將會使菜根通過右側的所述毛刷刷頭7，此時便可以通過所述毛刷刷頭7刷清青菜的菜根上的泥土；與此同時，上述毛刷刷頭7需要與抓菜機械臂6、機械臂橫向移動機構9形成巧妙的位置關系；即毛刷刷頭7在抓菜機械臂6橫向移動軌跡的正下方，這樣才能保證毛刷刷頭對青菜進行有效清潔。

優選的，作為一種可實施方案；每組所述機械臂橫向移動機構9的底部還對應設置有噴水清洗裝置(圖中未示出)；所述噴水清洗裝置用于對青菜表面執行噴水操作。

需要說明的是，為了進一步地提升采摘后青菜的干凈程度，可以在本發明實施例的青菜自動采摘機上加裝其他功能機構，例如噴水清洗裝置，通過其對表面進行噴水清洗，從而實現更多的功能，達到一步到位的清潔效果。

優選的，作為一種可實施方案；多組所述機械臂橫向移動機構9均勻間隔地分布在所述慢速分揀輸送帶8的上方。

需要說明的是，為了實現青菜自動采摘機的采摘效率以及更多的功能實現；其機械臂橫向移動機構9以及其對應的監測攝像頭5和抓菜機械臂6、毛刷刷頭7均是一組一組的排列，且均勻間隔分布；后面的監測攝像頭和抓菜機械臂抓取沒有被前面抓菜機械臂來得及抓的青菜，確保沒有遺漏。

操作流程原理：

步驟1：摘菜機停在菜地的一端；

步驟2：鏟菜刀頭機構2從一端(比如右端)開始鏟菜；

步驟3：鏟菜刀頭機構2由叉子(在上方，叉子的形狀和間距由不同菜種設定)和鏟刀組成；

步驟4：叉子和鏟刀在一起并以預訂角度，預訂深度彈出插進土中(角度深度根據菜的不同而設定)；

步驟5：鏟刀鏟斷土中所涉及范圍內青菜的根系；

步驟6：叉子開始振動并以后部轉動軸向上慢慢翻起，抖落一部分泥土，并將所鏟泥土范圍內的青菜挑起；

步驟7：叉子快速翻轉，把青菜連帶泥土送入振動輸送帶；

步驟8：鏟菜刀頭機構2回位，橫向移動一格(比如向左)對下一位置的青菜進行鏟菜，重復步驟2-8；

步驟9：鏟菜刀頭機構2運行到端頭后(比如左端)，摘菜機向前運動一步，從左向右開始下一輪鏟菜；

步驟10：振動輸送帶3可振落部分泥土，泥土在振動輸送帶3的空隙中落下；

步驟11：青菜隨振動輸送帶3的運行落入慢速分揀輸送帶8；

步驟12：數個監測攝像頭5對準慢速分揀輸送帶8；

步驟13：每個監測攝像頭5配套的有一個抓菜機械臂6；

步驟14：抓菜機械臂6可橫向，上下移動，頭部旋轉并開合；

步驟15：當分辨出一顆青菜后，抓菜機械臂6抓取青菜靠近根部的菜梗；

步驟16：抓菜機械臂6的頭部轉動，機械臂橫向移動，使菜根通過毛刷刷頭7，最后去掉泥土，必要可噴水清洗青菜；

步驟17：抓菜機械臂6繼續橫向移動，到菜簍上方，松開抓爪，把菜投入菜簍；

步驟18：抓菜機械臂6回位；

步驟19：后面的監測攝像頭和抓菜機械臂6抓取沒有被前面抓菜機械臂6來得及抓的青菜，確保沒有遺漏。

對于不同青菜的對策(本發明實施例提供的青菜自動采摘機對于不同種類的青菜采摘具有很強的結構適應性)。

需要說明的是，青菜和雞毛菜形態比較相近，以采摘青菜為原型機，通過改變鏟菜叉頭間隔和形狀，以及鏟菜刀頭插入土壤的角度和深度，可以采摘雞毛菜。莧菜的特點是有菜桿，并且比較長，菜也比較高。相應的設計是取消叉頭，換為兩指機構。此兩指機構不插入土中，在土壤上方，將鏟刀涉及面積上的莧菜菜桿抓成一把，另有機構打捆，然后鏟刀彈出，鏟斷土里的根系。兩指機構將菜捆送入振動輸送帶。監測攝像頭分辨每把莧菜，機械臂也是抓取每把莧菜的打捆處。對于本發明實施例提供的青菜自動采摘機，其他局部變形構造，對此本發明不再一一贅述。

綜上所述，本發明實施例提供的青菜自動采摘機，其主要由鏟菜刀頭移動導軌機構1、鏟菜刀頭機構2、振動輸送帶3、車架及行動系統4、監測攝像頭5、抓菜機械臂6、毛刷刷頭7、慢速分揀輸送帶8和機械臂橫向移動機構9等幾個部分組成；其各個功能機構執行各自的機械動作，并通過各個功能機構實現一系列的機械聯動，并完成自動青菜的采摘過程；本發明實施例提供的青菜自動采摘機，結構設計合理，功能機構完善，可通過機械方式完成青菜的采摘，減少了勞動成本，使用起來非常方便；同時，本發明實施例提供的青菜自動采摘機，提升了青菜采摘和生產效率，具有諸多方面的技術優勢，因此其必將帶來良好的市場前景和經濟效益。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。