本發(fā)明涉及基于圖像識別的目標檢測、農(nóng)產(chǎn)品的自動化收割輸送等，屬于智能農(nóng)業(yè)機械領域，具體涉及一種一種自動收割排菜裝框的智能菜心采摘機。
背景技術：
1、
2、各個菜心的成熟情況不同，即使同時播種，一塊地里的菜心也不會同時全部成熟，同一批菜心成熟存在先后順序，根據(jù)市場情況，開花情況僅有三四朵的為成熟的符合要求的菜心，開花的數(shù)量太多的菜心成熟的比較老，開花的數(shù)量太少或者沒有開花的菜心沒有成熟太嫩，這兩種生長情況的菜心在市場上的價格會比較低，均不符合采摘要求。目前菜心采摘全為人工采摘，人工采摘的過程為：人先通過觀察菜心的生長情況，菜心的高低和開花情況判斷要采摘哪顆，然后彎腰采摘，放到手臂上排菜，排好一排后用刀平整，放入膠框，膠框人工裝車，轉(zhuǎn)運，放入冷庫預冷，預冷完成后，人工裝入白色泡沫箱，封箱打包。采摘菜心的過程比較辛苦，且人工費用比較高，如遇到過年期間還會面臨沒有人員采摘的情況，勞動力短缺。
3、因此面對這一問題，如何高效的將菜心完成從采摘排菜到裝框的動作，實現(xiàn)菜心從播種到收獲的全程機械化，是當前技術發(fā)展中亟待解決的問題。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述菜心采摘的問題，本發(fā)明提出一種自動收割排菜裝框的智能菜心采摘機，以完成菜心從采摘到排菜到平整到裝框的過程。
2、為實現(xiàn)上述目的，本技術提供如下技術方案：
3、一種自動收割排菜裝框的智能菜心采摘機，包括：
4、車架、割臺裝置、抬升裝置、輸送裝置、推送裝置、切割裝置、收集膠框、滑板、車輪、控制箱、蓄電池、切割裝置傳動外殼、連接板、連接桿、第一攝像頭、第二攝像頭、第二攝像頭支架、傳感器、第一直線推動電機、第二推動電機，所述車架由鋁型材搭建，通過輪叉與車輪連接，所述的收集膠框、控制箱、蓄電池、切割裝置外殼、連接板、連接桿、第一攝像頭、第二攝像頭、第二攝像頭支架、傳感器、第一直線電機、第二直線電機均以附圖上的位置安裝在車架上。
5、在菜心采摘作業(yè)中，所述第一攝像頭通過實時捕捉周圍環(huán)境信息，將圖像傳給所述控制箱，控制箱內(nèi)的圖像處理系統(tǒng)對這些圖像進行分析，識別田間的田壟結(jié)構(gòu)和作物分布，同時結(jié)合地形和障礙物信息，生成最優(yōu)的自主駕駛路徑規(guī)劃，實現(xiàn)菜心采摘機的自主駕駛和路徑規(guī)劃，所述第二攝像頭通過捕捉菜心頂部花朵圖像，將捕捉到的圖像傳給所述控制箱，控制箱內(nèi)的圖像處理系統(tǒng)對這些圖像進行分析，實現(xiàn)對成熟菜心的識別與定位，所述割臺裝置可實現(xiàn)菜心的收割與輸送，所述抬升裝置可實現(xiàn)將割臺裝置輸送過來的菜心抬升送到與之連接的輸送裝置，所述輸送裝置接收抬升裝置抬升的菜心，運輸菜心，將菜心排成一排，可實現(xiàn)菜心的排菜，所述推送裝置用于將排成一排的菜心推送進入切割裝置里，所述切割裝置用于將菜心切割成統(tǒng)一的長度，實現(xiàn)菜心的平整，然后進入收集膠框，實現(xiàn)菜心的裝框收集，所述第一直線電機和第二直線電機可以推動收集膠框，將收集膠框推下菜心采摘機。
6、進一步的，所述割臺裝置共四個，包括引導菜心進入板、撥苗桿、割臺殼體前蓋、十字槽凹穴六角頭螺栓、舵機外殼、舵機、割臺殼體上蓋、割臺殼體、割臺殼體后蓋、第一鏈條、第一鏈輪、第一電機、割臺前軸、第一帶輪、割刀、第一傳送帶、割臺后軸，所述引導菜心進入板焊接于所述割臺殼體前蓋上，焊接位置使菜心引導進入板的上平面與割臺殼體前蓋的“門”字型的洞的上平面齊平，同理另一個引導菜心進入板位于另一側(cè)與第一塊引導菜心進入板對稱分布，所述割臺殼體前蓋位于所述割臺殼體前面，與其螺栓連接，所述割臺殼體上蓋位于所述割臺殼體上面，與其螺栓連接，所述割臺殼體后蓋位于所述割臺殼體后面，與其螺栓連接，所述割刀和第一帶輪位于所述割臺前軸上，割刀與割臺前軸均為兩個，和引導菜心進入板一樣成對稱分布，第一帶輪為四個，前邊兩個位于割臺前軸上，后邊兩個位于割臺后軸上，均為對稱分布，同理兩割臺后軸也為對稱分布，所述第一傳送帶為兩個，分別位于所述第一帶輪上，所述第一電機位于所述割臺殼體內(nèi)部的甲板上，所述第一鏈輪共四個，一個位于所述第一電機上，另外三個位于所述割臺后軸上，右側(cè)軸兩個，左側(cè)軸一個，所述第一鏈條共兩個，與所述第一鏈輪相配合，兩條呈上下之間分布，所述舵機外殼位于所述割臺外殼側(cè)面上半部分，與割臺外殼螺栓連接，所述舵機位于所述舵機外殼內(nèi)部，所述撥苗桿與所述舵機連接。
7、進一步的，所述抬升裝置共四個，由抬升裝置軸、抬升裝置左連接板、抬升裝置左外殼、抬升裝置右連接板、抬升臺、抬升裝置右外殼、第二鏈條、第二傳送帶、第二帶輪、抬升臺柔性連接板、六角頭帶十字槽螺栓、六角薄螺母?、第二電機、第二鏈輪組成，所述抬升裝置左外殼與所述抬升裝置左連接板焊接，所述抬升裝置軸共兩根，分別一上一下位于所述抬升裝置圓孔內(nèi)，所述抬升裝置右外殼與所述抬升裝置右連接板焊接，與左外殼和左連接板一樣對稱分布，左右外殼螺栓連接，所述抬升裝置左右連接板下方與所述割臺裝置螺栓連接，上方與所述車架螺栓連接，均采用所述的六角頭帶十字槽螺栓和六角薄螺母?，所述第二帶輪共四個，位于所述左右外殼組成的內(nèi)部，安裝于上下兩根抬升裝置軸上，呈左右對稱分布，所述第二傳送帶位于第二帶輪上，所述抬升臺與所述抬升臺柔性連接板連接，兩者均為十個，兩者通過所述六角頭帶十字槽螺栓和六角薄螺母安裝在所述第二傳送帶上，位于四個第二帶輪中間，所述第二電機位于所述抬升裝置左外殼內(nèi)壁上，所述第二鏈輪共兩個，分別位于所述第二電機和下方的抬升裝置軸上，所述第二鏈條位于所述第二鏈輪上。
8、進一步的，所述輸送裝置由第三電機外殼、傳動齒輪、導向外殼、引導板、第三傳送帶上、第三傳送帶下、擋板、輸送裝置軸、第三帶輪、錐齒輪、第三電機組成，所述引導板焊接于車架上，所述引導板上共四個開口，分別與四個抬升裝置上的抬升臺對齊，所述輸送裝置軸共四根，分別位于車架中間部位的四個孔內(nèi)完成定位，其中位于右下方的軸比其余三根長，其余三根長度一樣，所述第三帶輪共四個，分別位于所述輸送裝置軸中心處，其中位于右下方的帶輪位于右上方帶輪正下方，所述傳動齒輪共兩個，分別位于右上與右下的輸送裝置軸上，位于車架與第三傳送第之間的空隙中間，兩齒輪相互嚙合，完成傳動，所述第三傳送帶上下，分別位于所述四個第三帶輪上，所述導向外殼焊接于所述車架上，與所述位于右上方的第三帶輪同軸心，與所述第三傳送帶上相距兩顆菜心直徑的距離，所述擋板焊接于所述車架左面，位于所述第三傳送帶上下所成的空隙中，所述第三電機外殼位于所述車架后面的平臺上，從上往下看右下方，其壁面上的軸孔與所述輸送裝置軸同軸心，與車架平臺螺栓連接，所述第三電機位于所述第三電機外殼內(nèi)，所述錐齒輪共兩個，分別與所述第三電機和所述右下方的輸送裝置軸連接，兩錐齒輪相互嚙合，完成傳動。
9、進一步的，推送裝置由推板、u型滑塊、推送裝置外殼、滾輪、曲柄、導軌組成，所述推板位于所述車架左側(cè)面上的滑軌上，可以在滑軌上前后滑動，所述u型滑塊與所述推板焊接，從所述的推送裝置外殼上面的缺口處和u型滑塊一起滑動，所述推送裝置外殼位于車架左邊的側(cè)面上，與車架螺栓連接，所述滾輪與所述車架側(cè)面上的軸連接，滾輪中心的軸孔上方開有另一個軸孔，所述曲柄通過一根短軸與其連接，所述導軌焊接于所述車架左邊側(cè)面。
10、進一步的，切割裝置由切割裝置傳動小齒輪軸、切割裝置傳動大齒輪軸、切割裝置傳動大齒輪、切割裝置傳動小齒輪、切割裝置外殼、切割裝置連桿、切割裝置擋板、螺栓、伸縮電機卡座、伸縮電機、螺母、伸縮電機與切割裝置擋板連接件、切割裝置刀片、切割裝置切除菜心部分出口組成，所述切割裝置傳動小齒輪軸和切割裝置傳動大齒輪軸位于所述切割裝置外殼上，所述切割裝置傳動小齒輪和切割裝置傳動大齒輪分別位于所述切割裝置傳動小齒輪軸和切割裝置傳動大齒輪軸上，兩齒輪相互嚙合，所述切割裝置大齒輪除軸心孔外，位于軸心孔上方另開有一小孔，所述切割裝置連桿一端與所述小孔連接，所述切割裝置擋板位于所述所述切割裝置外殼后方出口處，用來擋住推送裝置推進來的一排菜心，所述伸縮電機卡座通過所述螺栓連接在所述切割裝置外殼上，所述伸縮電機與所述伸縮電機卡座通過過盈配合連接，所述伸縮電機與切割裝置連接件與所述伸縮電機的輸出軸通過過盈配合連接，所述伸縮電機與切割裝置連接件通過所述螺母與所述切割裝置外殼連接，所述切割裝置擋板等所述切割裝置刀片完成平整動作之后打開，使一排菜心排入所述收集膠框內(nèi)，所述切割裝置刀片與所述切割裝置連桿另一端焊接，位于所述切割裝置外殼頂部的開縫內(nèi)，所述切割裝置切除菜心部分出口位于所述切割裝置外殼底部，用于使切割裝置刀片完成平整動作后，切除的那一部分菜心從中掉落出去。
11、與現(xiàn)有的技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
12、1.本發(fā)明能夠精準識別成熟且符合要求的菜心，實現(xiàn)高效篩選，減少人工篩選成本，顯著提升收割效率，割臺前邊有撥苗桿，通過第二攝像頭進行捕捉圖像信息，控制箱對圖像進行處理，通過訓練好的目標檢測模型，識別出成熟的符合要求的菜心，計算出菜心的坐標位置，控制撥苗桿完成篩選，成熟的符合要求的菜心撥苗桿提前打開，使菜心進入割臺完成收割，不符合要求的菜心撥苗桿將其撥到割臺側(cè)面，完成避苗。
13、2.本發(fā)明的割臺、抬升裝置和輸送裝置的協(xié)同工作，能夠?qū)崿F(xiàn)菜心的自動化排菜，確保菜心整齊有序地進入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，有效提升作業(yè)效率，減少人工干預，進入割臺的菜心，被割刀完成收割，隨后被第一傳送帶輸送至抬升裝置處，隨后被抬升裝置的抬升臺抬升，被抬升的菜心通過引導板進入輸送裝置的上方的第三傳送帶上，隨后通過導向外殼被運輸?shù)缴舷聝傻谌齻魉蛶е虚g的間隙處，處于間隙中的菜心被位于下方的第三傳送帶運輸，當菜心到達擋板位置時停止前進，經(jīng)由擋板定位并整齊排列于傳送帶間隙中，排成一排，最終完成排菜工序。
14、3.本發(fā)明通過推送裝置與切割裝置的配合，能夠?qū)ε藕玫牟诵倪M行平整處理，確保一排菜心具有統(tǒng)一的長度，提升產(chǎn)品規(guī)格一致性，滿足市場對菜心長度要統(tǒng)一的需求，在輸送裝置處排成一排的菜心，位于車架上切割裝置外殼旁邊的傳感器會檢測排成一排菜心的寬度，當達到寬度閾值時，推送裝置的推板會將菜心推到切割裝置內(nèi)，滑到切割裝置擋板處停止，此時切割裝置通過切割裝置刀片，完成平整的過程，使一排菜心具有統(tǒng)一的長度。
15、4.本發(fā)明通過收集膠框與第一第二直線電機的聯(lián)動設計，能夠?qū)崿F(xiàn)菜心的自動化收集，減少人工搬運環(huán)節(jié)，顯著提升收集效率，降低勞動強度，在切割裝置完成平整后，切割裝置擋板打開，使菜心進入收集膠框，完成菜心的收集，每進入一排菜心，第二直線推動電機向前推動一次菜心，裝滿膠框后，第一推動電機啟動，將收集膠框推下車。
16、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。