本实用新型属于农业机械技术领域，具体涉及一种番茄采摘机。
背景技术：
目前，随着我国大棚番茄种植技术推广，番茄的种植面积及年产量越来越大。但是，我国番茄的收获还处于完全依靠人工采摘的阶段。人工采摘作业量大，劳动强度高，效率低。而且，随着我国城镇化进程和人口的老龄化，农村劳动力不足现象日趋明显。所以，研究并推广番茄自动化收获技术，已成为现阶段的首要问题。
技术实现要素：
本实用新型设计了一种番茄采摘机，旨在改变完全依靠人工采摘的现状，提高番茄采摘效率、节省人力。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种番茄采摘机，包括行走小车和设置在所述行走小车上的采摘装置、收集装置、机器视觉识别模块和控制系统，所述行走小车、采摘装置、机器视觉识别模块分别与所述控制系统连接；所述采摘装置设置在所述行走小车车身的上部，所述采摘装置包括一对左右对称设置的采摘片，所述采摘片由相应的采摘舵机驱动以实现上下向的摆动，所述采摘舵机与360°旋转舵机连接以实现所述采摘片水平面内的转动；所述收集装置设置在所述采摘装置的下方；所述机器视觉识别模块设置在所述两采摘片之间。
进一步，所述行走小车包括车身，所述车身的下部左右两侧分别设置有两个车轮，每个车轮均由各自的车轮驱动电机驱动，所述车身的左右两侧还分别设置有超声波传感器；所述超声波传感器和所述车轮驱动电机分别与所述控制系统连接；所述车身本体是框架结构。
进一步，所述超声波传感器至少有两对，对称设置在所述车身的左右两侧。
进一步，所述360°旋转舵机通过安装支架设置在所述行走小车车身的顶部内侧。
进一步，所述采摘片是长条状结构，上面设置有若干圆孔；所述采摘片的周边棱角均采用光滑圆弧面过渡。
进一步，所述采摘片摆动的范围是上下各90°范围。
进一步，所述采摘片的材质采用软质塑料或橡胶或轻质金属。
进一步，所述机器视觉识别模块包括摄像头。
进一步，所述收集装置包括设置在所述行走小车车身上的边框骨架，所述边框骨架上设置有尼龙网兜。
进一步，所述边框骨架包括设置在所述车身立柱间的横杆。
进一步，所述横杆采用铝质方管制成。
进一步，所述控制系统包括控制芯片。
该番茄采摘机具有以下有益效果：
（1）本实用新型中，采摘装置设置有360°旋转舵机，可实现多方向番茄采摘；该采摘机设置有机器视觉识别模块，可以对成熟番茄和未成熟番茄进行识别，做到精确的番茄采摘。
（2）本实用新型中，行走小车上各车轮的动作分别由各自的车轮驱动电机控制，可实现小车的360°全方位转动和行走；在行走小车的车身上装有多个超声波传感器，可以对行走的路线进行及时的调整，使用方便、灵活。
（3）本实用新型中，轻质、圆滑采摘片的使用，既能完成番茄的采摘，又最大限度的避免了对番茄的损坏，使用效果好。
（4）本实用新型结构简单，实现方便，特别在温室大棚中，可以协助工作人员进行番茄的采摘和收集，对番茄自动化收获技术的进一步发展和推广具有积极的意义。
附图说明
图1：本实用新型实施方式中番茄采摘机的立体结构示意图；
图2：本实用新型实施方式中番茄采摘机的主视图；
图3：本实用新型实施方式中番茄采摘机的俯视图。
附图标记说明：
1—行走小车；11—车轮；12—车轮电机；13—超声波传感器；14—车身；2—采摘装置；21—采摘片；22—采摘舵机；23—360°旋转舵机；3—机器视觉识别模块；4—收集装置；41—边框骨架。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：
图1至图3示出了本实用新型番茄采摘机的具体实施方式。图1是本实施方式中番茄采摘机的立体结构示意图；图2是本实施方式中番茄采摘机的主视图；图3是本实施方式中番茄采摘机的俯视图。
如图1至图3所示，本实施方式中的番茄采摘机，包括行走小车1和设置在行走小车1上的采摘装置2、收集装置4、机器视觉识别模块3和控制系统，行走小车1、采摘装置2、机器视觉识别模块3分别与所述控制系统连接；采摘装置2设置在行走小车1车身14的上部，采摘装置2包括一对左右对称设置的采摘片21，采摘片21由相应的采摘舵机22驱动以实现采摘片21上下向的摆动，采摘舵机22与360°旋转舵机23连接以实现采摘片21水平面内的转动；收集装置4设置在采摘装置2的下方；机器视觉识别模块3设置在两采摘片21之间。
优选地，行走小车1包括车身14，车身14的下部左右两侧分别设置有两个车轮11，每个车轮11均由各自的车轮驱动电机12驱动，车身14的左右两侧还分别设置有超声波传感器13；超声波传感器13和车轮驱动电机12分别与所述控制系统连接；车身14的本体是框架结构，如图1至图3所示。
优选地，超声波传感器13至少有两对，对称设置在车身14的左右两侧，如图1所示。
具体地，360°旋转舵机23通过安装支架设置在行走小车1车身14的顶部内侧。
优选地，采摘片21是长条状结构，上面设置有若干圆孔；采摘片21的周边棱角均采用光滑圆弧面过渡，如图2所示。采摘片21摆动的范围是上下各90°范围。
优选地，采摘片21的材质采用软质塑料或橡胶或轻质金属。
本实施例中，机器视觉识别模块3包括摄像头，摄像头设置在两采摘片21之间。机器视觉识别模块3不仅起到颜色识别作用，另外还具有检测成熟果实距离与损坏情况的作用。
优选地，收集装置4包括设置在行走小车1车身14上的边框骨架41，边框骨架41上设置有尼龙网兜（本实施例中尼龙网兜没有画出），如图1和图2所示。
具体地，边框骨架41包括设置在车身14立柱间的横杆，横杆采用铝质方管制成。
具体地，所述控制系统包括控制芯片。超声波传感器13、机器视觉识别模块3、车轮驱动电机12、两个采摘舵机22和一个360°旋转舵机23均与控制芯片连接。控制芯片控制小车行走，并根据机器视觉识别模块3识别的果实颜色、损坏情况及位置等信息控制采摘装置工作。
该番茄采摘机主要针对垄上番茄，对垄上番茄进行跨垄采摘。工作时，首先，控制系统根据超声波传感器13的信息，控制行走小车1上的各车轮驱动电机12来分别控制各车轮11的动作，从而控制行走小车1行走；超声波传感器13进行测距，可进行避障和跨垄行走。当每一个车轮驱动电机12的转速相同且同向时，可以实现行走小车1的前后直线的行走。通过控制相应车轮驱动电机12的不同转速，可以实现小车的转弯。
其次，番茄采摘机跨垄行走进行采摘。当机器视觉识别模块3检测到右侧有成熟番茄时，并且通过测距达到可采摘距离时，右侧采摘舵机22控制右侧采摘片21摆动一定角度（本实施例中摆动60°），将成熟番茄碰撞至收集装置4中，完成动作后右侧采摘片21回到原始位置；当机器视觉识别模块3检测到左侧有成熟番茄时，并且通过测距达到可采摘距离时，左侧采摘舵机22控制右侧采摘片21摆动一定角度（本实施例中摆动60°），将成熟番茄碰撞至收集装置4中，完成动作后左侧采摘片21回到原始位置；当机器视觉识别模块3检测到左右两侧有未成熟番茄时，两侧采摘片保持原始位置不动；如果番茄采摘机后方左右两侧未采摘完全，控制系统可控制360度旋转舵机23旋转180°，继续对未采摘完的后方番茄进行采摘。
本实用新型中，采摘装置设置有360°旋转舵机，可实现多方向番茄采摘；该采摘机设置有机器视觉识别模块，可以对成熟番茄和未成熟番茄进行识别，做到精确的番茄采摘。
本实用新型中，行走小车上各车轮的动作分别由各自的车轮驱动电机控制，可实现小车的360°全方位转动和行走；在行走小车的车身上装有多个超声波传感器，可以对行走的路线进行及时的调整，使用方便、灵活。
本实用新型中，轻质、圆滑采摘片的使用，既能完成番茄的采摘，又最大限度的避免了对番茄的损坏，使用效果好。
本实用新型结构简单，实现方便，特别在温室大棚中，可以协助工作人员进行番茄的采摘和收集，对番茄自动化收获技术的进一步发展和推广具有积极的意义。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
1.一种番茄采摘机，其特征在于，包括行走小车和设置在所述行走小车上的采摘装置、收集装置、机器视觉识别模块和控制系统，所述行走小车、采摘装置、机器视觉识别模块分别与所述控制系统连接；所述采摘装置设置在所述行走小车车身的上部，所述采摘装置包括一对左右对称设置的采摘片，所述采摘片由相应的采摘舵机驱动以实现上下向的摆动，所述采摘舵机与360°旋转舵机连接以实现所述采摘片水平面内的转动；所述收集装置设置在所述采摘装置的下方；所述机器视觉识别模块设置在所述两采摘片之间。
2.根据权利要求1所述的番茄采摘机，其特征在于，所述行走小车包括车身，所述车身的下部左右两侧分别设置有两个车轮，每个车轮均由各自的车轮驱动电机驱动，所述车身的左右两侧还分别设置有超声波传感器；所述超声波传感器和所述车轮驱动电机分别与所述控制系统连接；所述车身本体是框架结构。
3.根据权利要求1或2所述的番茄采摘机，其特征在于，所述360°旋转舵机通过安装支架设置在所述行走小车车身的顶部内侧。
4.根据权利要求1所述的番茄采摘机，其特征在于，所述采摘片是长条状结构，上面设置有若干圆孔；所述采摘片的周边棱角均采用光滑圆弧面过渡。
5.根据权利要求1或4所述的番茄采摘机，其特征在于，所述采摘片摆动的范围是上下各90°范围。
6.根据权利要求1或4所述的番茄采摘机，其特征在于，所述采摘片的材质采用软质塑料或橡胶或轻质金属。
7.根据权利要求1所述的番茄采摘机，其特征在于，所述机器视觉识别模块包括摄像头。
8.根据权利要求1所述的番茄采摘机，其特征在于，所述收集装置包括设置在所述行走小车车身上的边框骨架，所述边框骨架上设置有尼龙网兜。
9.根据权利要求8所述的番茄采摘机，其特征在于，所述边框骨架包括设置在所述车身立柱间的横杆。
10.根据权利要求1所述的番茄采摘机，其特征在于，所述控制系统包括控制芯片。
技术总结