[发明专利]一种食用菌自动化采收机器人系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及农业自动化装备的技术领域，具体为一种食用菌自动化采收机器人系统。

背景技术

食用菌产业是非耕地生产、农业生产废弃物循环利用、经济效益高、市场潜力大、建 设资源节约型和环境友好型产业。目前，食用菌的种植环境已逐渐从非结构化向结构化、 标准化的厂房式种植方式转变，但是，食用菌的采摘、存储、转运等环节仍然大量依赖人 工作业，食用菌的产量和经济利润增长受到限制。而现有的机械化采摘装备急需提高自动 化程度，无法进一步推广应用，究其原因，是因为如下技术难点：1菇床层高仍过低，自动化设备部署困难，需要定制化设计；2菌类生长密集，纹理稀少，尺寸各异，视觉检测 存在挑战；3菌类生长姿态各异，最佳采摘作业部位—菌盖非保持垂直姿态；4菌类生长 姿态各异，要求自动化采摘设备具有多自由度柔性机构；5菌类表面柔软脆弱，采摘不当 容易导致表面划伤、破损；6现有的自动化采摘设备缺少自动运收环节，自动化程度低。

故急需研发一款能够适用于多层食用菌层自动化采收作业的机器人系统，从而提高自 动化率、并确保采收的效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种食用菌自动化采收机器人系统，其以自动化、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，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；