基于视觉引导的可自动调平采菇设备的制作方法

本技术涉及自动化采收设备，特别涉及一种基于视觉引导的可自动调平采菇设备。

背景技术：

1、当前菇类产业正加速向工厂化模式转型，多层菇床栽培已成为白蘑菇、香菇等菇类规模化生产的核心方式。主流工厂化菇房多采用钢结构多层菇床，层间距与总高度均适配菇类生长及生产操作需求。

2、然而，多层菇床栽培模式下的采收环节仍面临显著技术瓶颈，首要问题体现在人工采收效率难以匹配规模化需求。人工采收时需借助辅助工具在多层菇床间移动，单次覆盖菇床层数有限，日均采收量较低，需投入大量采收人员才能满足产能要求，导致人力成本在生产成本中占比居高不下。

3、除人工采收的效率问题外，现有简易采菇设备同样难以适配多层菇床场景的核心需求。一方面，传统采菇设备多采用单级升降设计，升降调节范围有限，仅能覆盖少量菇床层数，需通过人工频繁移位或调整菇床结构以扩大作业范围，调整过程耗时较长，进一步降低采收效率；部分设备还存在无法在菇房内灵活移动的问题，直接丧失场景适配能力。另一方面，厂房地面普遍存在不平整现象，现有设备缺乏有效应对措施，仅依靠底架脚轮进行硬性支撑，未设置姿态检测与调平功能，当设备行走至菇床前若不进行调平操作，机身易处于倾斜状态，直接导致采菇机械手基准偏差，不仅可能错过目标菇体，还会因机械手无法保持水平基准，影响采收精度与产品品质。

4、因此，亟需研发一种能够适配多层菇床高度、在行走至菇床前实现自动调平以保障机械手基准、且有效提升采收效率的采菇设备，从而突破当前技术局限，推动工厂化菇类生产的自动化升级。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的问题是提供一种基于视觉引导的可自动调平采菇设备，以克服人工采收效率低下、现有设备受限于升降覆盖能力，且无法解决地面不平整导致的机械手基准偏差影响采收精度与产品品质的缺陷。

2、本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于视觉引导的可自动调平采菇设备，包括：

3、底架，其底部设置有多个脚轮；

4、多级升降装置，安装于所述底架上；

5、采菇机械手，安装于所述多级升降装置上，所述多级升降装置用于驱动所述采菇机械手做升降运动；所述采菇机械手上设置有视觉检测模块和姿态传感器，所述视觉检测模块用于为所述采菇机械手提供视觉引导，以使得所述采菇机械手能够精准运动至目标采菇位置，所述姿态传感器用于检测所述采菇机械手的姿态；

6、以及调平机构，用于根据所述姿态传感器反馈的检测信号自动调整所述脚轮的高度，以使所述采菇机械手维持水平状态。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述多级升降装置包括升降框架、一级升降驱动装置和二级升降驱动装置，所述升降框架沿竖直方向滑动安装于所述底架上，所述一级升降驱动装置固定安装于所述底架并传动连接于所述升降框架，以用于驱动所述升降框架做升降运动；所述采菇机械手沿竖直方向滑动安装于所述升降框架上，所述二级升降驱动装置固定安装于所述升降框架并传动连接于所述采菇机械手，以用于驱动所述采菇机械手做升降运动。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述采菇机械手包括升降板、安装在所述升降板上且可做回转运动的大臂机构、安装在所述大臂机构末端且同样可做回转运动的小臂机构以及安装在所述小臂机构末端的夹持机构，所述夹持机构用于夹持菇体。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述大臂机构包括大臂驱动电机、减速器和大臂，所述大臂驱动电机沿竖直方向固定安装在所述升降板上，并且所述大臂驱动电机通过所述减速器驱动连接于所述大臂的回转中心端。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述小臂机构包括小臂驱动电机、小臂传动机构和小臂，所述小臂的回转中心端通过第一转轴转动连接于所述大臂的末端，所述小臂驱动电机沿竖直方向固定安装在所述升降板上，并且所述小臂驱动电机通过所述小臂传动机构连接于所述第一转轴。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述夹持机构通过第二转轴转动安装于所述小臂的末端，所述采菇机械手还包括夹持旋转驱动装置，所述夹持旋转驱动装置传动连接于所述第二转轴，以用于驱动所述第二转轴带动所述夹持机构做旋转运动。

12、作为本实用新型的进一步改进，所述夹持机构包括夹爪气缸及两个夹爪，两个所述夹爪对称安装于所述夹爪气缸上且均竖直朝下分布，所述夹爪气缸用于驱动两个所述夹爪相互靠拢或远离彼此。

13、作为本实用新型的进一步改进，所述采菇机械手还包括切根装置，所述切根装置包括切根电机和切刀，所述切根电机沿竖直方向固定安装在所述升降板上，所述切刀固定安装于所述切根电机的电机轴上。

14、作为本实用新型的进一步改进，基于视觉引导的可自动调平采菇设备还包括设置在所述底架底部的行走机构，所述行走机构包括驱动轴、行走电机和行走传动机构，所述驱动轴的两端均安装有所述脚轮，所述行走电机固定安装在所述底架上并通过所述行走传动机构传动连接于所述驱动轴。

15、作为本实用新型的进一步改进，所述驱动轴的中部设有一支板，所述支板转动连接于所述底架；所述调平机构包括电动推杆，所述电动推杆沿竖直方向固定安装于所述底架，并且所述电动推杆的输出端铰接于所述驱动轴。

16、本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种基于视觉引导的可自动调平采菇设备，通过集成带脚轮的底架、多级升降装置、含视觉检测模块与姿态传感器的采菇机械手及调平机构的整体结构，其中，多级升降装置驱动采菇机械手做升降运动能够覆盖多层菇床的不同高度需求，避免设备频繁移位或调整菇床结构，显著提升作业效率；视觉检测模块为采菇机械手提供精准视觉引导，实现菇体高效自动化采摘作业；姿态传感器与调平机构形成联动控制，可自动修正厂房地面不平整导致的机身倾斜，确保采菇机械手始终维持水平作业基准，保证采收精度与产品品质，最终实现可移动灵活、高度适配、定位精准、姿态稳定的自动化采收效果，大幅提高采收效率，降低人力成本与菇体损耗率，满足工厂化规模化生产需求。

1.一种基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，所述多级升降装置（2）包括升降框架（201）、一级升降驱动装置（202）和二级升降驱动装置（203），所述升降框架（201）沿竖直方向滑动安装于所述底架（1）上，所述一级升降驱动装置（202）固定安装于所述底架（1）并传动连接于所述升降框架（201），以用于驱动所述升降框架（201）做升降运动；所述采菇机械手（3）沿竖直方向滑动安装于所述升降框架（201）上，所述二级升降驱动装置（203）固定安装于所述升降框架（201）并传动连接于所述采菇机械手（3），以用于驱动所述采菇机械手（3）做升降运动。

3.根据权利要求1所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，所述采菇机械手（3）包括升降板（301）、安装在所述升降板（301）上且可做回转运动的大臂机构、安装在所述大臂机构末端且同样可做回转运动的小臂机构以及安装在所述小臂机构末端的夹持机构，所述夹持机构用于夹持菇体。

4.根据权利要求3所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，所述大臂机构包括大臂驱动电机（302）、减速器（303）和大臂（304），所述大臂驱动电机（302）沿竖直方向固定安装在所述升降板（301）上，并且所述大臂驱动电机（302）通过所述减速器（303）驱动连接于所述大臂（304）的回转中心端。

5.根据权利要求4所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，所述小臂机构包括小臂驱动电机（305）、小臂传动机构（306）和小臂（307），所述小臂（307）的回转中心端通过第一转轴（308）转动连接于所述大臂（304）的末端，所述小臂驱动电机（305）沿竖直方向固定安装在所述升降板（301）上，并且所述小臂驱动电机（305）通过所述小臂传动机构（306）连接于所述第一转轴（308）。

6.根据权利要求5所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，所述夹持机构通过第二转轴（309）转动安装于所述小臂（307）的末端，所述采菇机械手（3）还包括夹持旋转驱动装置（310），所述夹持旋转驱动装置（310）传动连接于所述第二转轴（309），以用于驱动所述第二转轴（309）带动所述夹持机构做旋转运动。

7.根据权利要求3所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，所述夹持机构包括夹爪气缸（311）及两个夹爪（312），两个所述夹爪（312）对称安装于所述夹爪气缸（311）上且均竖直朝下分布，所述夹爪气缸（311）用于驱动两个所述夹爪（312）相互靠拢或远离彼此。

8.根据权利要求3所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，所述采菇机械手（3）还包括切根装置，所述切根装置包括切根电机（313）和切刀（314），所述切根电机（313）沿竖直方向固定安装在所述升降板（301）上，所述切刀（314）固定安装于所述切根电机（313）的电机轴上。

9.根据权利要求1所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，还包括设置在所述底架（1）底部的行走机构（4），所述行走机构（4）包括驱动轴（402）、行走电机（403）和行走传动机构（404），所述驱动轴（402）的两端均安装有所述脚轮（401），所述行走电机（403）固定安装在所述底架（1）上并通过所述行走传动机构（404）传动连接于所述驱动轴（402）。

10.根据权利要求9所述的基于视觉引导的可自动调平采菇设备，其特征在于，所述驱动轴（402）的中部设有一支板（4021），所述支板（4021）转动连接于所述底架（1）；所述调平机构包括电动推杆（5），所述电动推杆（5）沿竖直方向固定安装于所述底架（1），并且所述电动推杆（5）的输出端铰接于所述驱动轴（402）。