一种外行走式的蘑菇自动采摘装置与方法

1.一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，采摘平台与移动机构旋转连接，移动机构使采摘平台在培育菇床上水平移动和垂直移动，其特征在于，所述的旋转连接，包括一种旋臂机构：电动丝杆滑块模组、旋转座、旋转臂、旋转结，所述电动丝杆滑块模组的电机固装在移动平板上，滑块与旋转座固定连接，所述旋转座上下内侧有导轨槽，与移动平板的上下外侧导轨滑动连接，所述旋转臂的前段与旋转座铰接，旋转臂的内侧前段与旋转结铰接，内侧后段贴装有齿条，所述旋转结的底座与移动平板固定连接。 2.根据权利要求1所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，所述的移动机构，设置在培育菇床桁架外侧，在工作时，不暴露在双孢菇培育菇床的培养基上方的空间。 3.根据权利要求1所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，移动机构，包括移动框架、X向导轨、X向行走小轮、X向电机、X向齿轮、X向齿条；X向导轨有一根或多根，安装在培育菇床层板横梁外侧；移动框架上设置有一个或多个X向行走小轮，X向行走小轮架设在X向导轨上；X向电机固装在移动框架上，X向齿轮安装在X向电机输出轴上，所述X向齿条安装在X向上导轨下方，与X向齿轮啮合。 4.根据权利要求3所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，所述的X向导轨有多根，其中部分导轨设置在移动框架，旋臂装置与采摘平台重心的上方，部分导轨设置在移动框架，旋臂装置与采摘平台重心的下方。 5.根据权利要求3所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，所述的X向导轨的上端面与行走小轮的结合部位具有外凸的弧形顶部，X向行走小轮表面形状为内凹的弧形，X向导轨外凸的弧度大于X向行走小轮内凹的弧度，导轨弧形边缘与导轨上端面弧形底部的平面的夹角略大于90度，不超过180度。 6.根据权利要求3所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，所述的X向齿条固定在一处X向导轨的下端面，齿条的齿面向下。 7.根据权利要求1所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，所述的移动机构还包括Z向导轨、移动平板、Z向电机、Z向齿轮、Z向齿条；所述Z向导轨有多条，Z向导轨的位置在移动框架的两侧或一侧，其中Z向导轨的位置不与采摘平台的旋转轨迹发生干涉；采摘平台与移动平板旋转连接，移动平板上的导轨槽装配在移动框架的Z向导轨上，所述Z向电机固装在移动平板上，所述Z向齿轮安装在Z向电机输出轴上，所述Z向齿条安装在移动框架的一侧，与Z向齿轮啮合。 8.根据权利要求1所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，采摘平台的三轴采摘架具备X/Y/Z三坐标行走功能，采摘平台还包括采摘机构和输送机构，采摘机构对蘑菇进行采摘，输送机构对蘑菇进行分类输送。 9.根据权利要求8所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，所述的三轴采摘架通过同步带滑杆机构与采摘机构连接，所述旋转臂支座安置在三轴采摘架Y向居中位置。 10.根据权利要求8所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，还包括相机行走机构，包括相机光源组件和相机同步带直线导轨模组，所述相机光源组件的侧向支座有导轨槽和同步带卡槽，与相机同步带直线导轨模组连接，所述相机行走机构有二套，平行于旋转臂支座对称安装。 11.根据权利要求8所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，采摘机构包括采摘支座、机械手、切割刀，所述采摘支座与三轴采摘架的同步带滑杆机构滑动连接，所述机械手和切割刀安装在采摘支座下方。 12.根据权利要求11所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，所述机械手可实现上下俯仰90度和左右旋转180度功能，且至少两个机械手指中，手指指腹、指尖内侧装有压力传感器。 13.根据权利要求11所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，所述的切割刀与机械手相邻安装在采摘支座下方，切割刀的刀片以卡接方式安装在卡槽中。 14.根据权利要求8所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置，其特征在于，输送机构为双输送带结构，包括成品菇输送带和菇柄输送带，两条输送带平行相邻设置，共享同一个输送带驱动装置，两条输送带之间具有一定的间隔。 15.基于权利要求10所述的一种外行走式的蘑菇自动采摘装置的一种蘑菇采摘方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，外部信号驱动相机光源组件沿相机同步带直线导轨行走，以要求的帧速率采集相机视场范围内菇床的结构光点云图像，传输给外部控制系统；S2，外部控制系统运用图像处理算法对成熟蘑菇进行识别、定位、采摘路径规划和采摘角度计算，将相关控制信号传输给三轴采摘架和采摘机构；S3，三轴采摘架根据采摘路径带动采摘机构进行目标X/Y/Z三坐标走位，使机械手到达被采蘑菇的位置上方；S4，机械手采摘蘑菇，切割刀切割菇柄，并将成品菇和菇柄分类放置于输送带上；重复S2至S4的采摘动作，至本层本格的成熟蘑菇采摘完成。 16.基于权利要求15所述的一种蘑菇采摘方法，其特征在于，本层本格的成熟蘑菇采摘完成后，采摘平台通过旋臂机构水平旋转移出蘑菇菇床当前层当前格，外行走式移动机构根据外部控制信号，通过移动平板在Z向导轨上完成采摘平台的Z坐标行走。 17.基于权利要求15所述的一种蘑菇采摘方法，其特征在于，采摘平台通过旋臂机构水平旋转移出蘑菇菇床当前层当前格，外行走式移动机构根据外部控制信号，通过X向行走小轮在蘑菇菇床横梁外缘的X向导轨上完成采摘平台的X坐标行走。 18.基于权利要求15所述的一种蘑菇采摘方法，其特征在于，相机在生成内部图像时，通过前后方向的两套相机行走机构，同时对培育菇床外部图像进行生成，检测到外部可能有移动物或障碍物时，主动降低工作速度，在检测到快速移动物或移动物较明确时，暂停避障动作，并通过扬声器报告其位置高度，在异物感应消失后，采摘装置在一定的时间后恢复慢速动作，再过一定的时间后恢复正常工作速度。 19.基于权利要求15所述的一种蘑菇采摘方法，其特征在于，机械手根据采摘角度作俯仰和旋转调整，下探手指轻抓菌盖上表面并摇动，使蘑菇根部与菇床土壤松动，松开手指再下探至菌盖下表面抓取蘑菇、提升、归位，完成采摘；三轴采摘架再带动采摘机构到输送机构上方，机械手旋转90度使被采蘑菇菇柄位于切割刀下方，切割刀切割菇柄后归位，菇柄落入菇柄输送带；机械手放置成品蘑菇于成品菇输送带上后归位。