一种结球类蔬菜采摘平台的制作方法

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种结球类蔬菜采摘平台。背景技术：1、结球类蔬菜是一类以叶球为主要特征的蔬菜，例如甘蓝，这类蔬菜的可食用部分大体呈不规则的球形或者心脏形状，这类蔬菜在采收时只需要将根部切断，然后取走球形的可食用部分即可。2、在当前，结球类蔬菜的采收主要依靠人工和一些辅助机械。虽然也出现了多种全自动结球类蔬菜采摘平台，但是采收效果不佳，应用范围不广；主要原因是现有技术中的结球类蔬菜采摘平台在使用刀具切割蔬菜之后，使用了夹具取走蔬菜或者使用管道吸走蔬菜，这种取走蔬菜的方式会导致蔬菜与硬质零部件多次碰撞，蔬菜的表面容易留下刮擦痕迹，影响蔬菜的外观。3、需要额外说明的是，在农业机械领域，虽然西兰花和花椰菜这类蔬菜不算结球类蔬菜，但是由于西兰花和花椰菜与结球类蔬菜的采摘特征十分相似，因此结球类蔬菜采摘平台的应用目标除了甘蓝等结球类蔬菜之外，还包括西兰花和花椰菜这种球状蔬菜。技术实现思路1、本发明要解决的技术问题是现有技术的结球类蔬菜采摘平台容易在蔬菜的表面留下刮擦痕迹，影响蔬菜的食用和销售。2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种结球类蔬菜采摘平台，包括载具、机械臂和机械手；3、所述机械臂安装在载具上，机械手安装在机械臂上；载具负载机械臂和机械手在种植结球类蔬菜的田地间移动，机械手驱动机械手在三维空间内移动，机械手抓握和采摘蔬菜；4、所述机械手包括基座、吊杆、基盘和扣指组件，基座安装在机械臂上，吊杆的两端分别连接基座和基盘，多个扣指组件安装在基盘上并围绕基盘的中心呈环形分布；5、所述扣指组件包括连接件、充气座和扣指，充气座通过连接件安装在基盘上，充气座内部中空并且表面设置有第一进气口，扣指的内部中空，扣指安装在充气座上且扣指的内部与充气座的内部连通，扣指呈长条形且扣指的一侧设置有锯齿结构，扣指由弹性材料制作，扣指在内部充气之后向着锯齿结构的对面方向弯曲；6、由于基盘上环形分布多个扣指组件，当所有扣指组件同时充气后，所有扣指同时向基盘中心弯曲，实现抓握动作；在结球类蔬菜采摘收获时，机械臂控制机械手运动至蔬菜正上方，蔬菜处于基盘的中心位置，所有扣指弯曲后即可握住蔬菜；由于扣指由弹性材料制作，扣指的表面柔软，因此扣指在抓握蔬菜时不会造成蔬菜表面损伤。7、具体的，所述基盘上设置有多个从中心向外延伸的水平梁，水平梁内设置有沿着水平梁长度方向的安装槽，所述连接件通过螺栓固定在安装槽内；连接件在安装槽内的位置可以自由调节，进而改变扣指组件距离基盘中心的距离，调节整个机械手的大小，以便适应不同尺寸蔬菜的采摘。8、进一步的，所述吊杆中空，吊杆连接气源，吊杆的表面设置有第一充气口，第一充气口与第一进气口通过管道连通；利用吊杆连通所有的第一进气口，既可以减少暴露在外的管道，也能保障所有扣指同时充气，确保扣指抓握动作的同步性。9、进一步的，所述吊杆内设置有活动的阀芯和驱动组件，驱动组件驱动阀芯在吊杆内上下运动使得阀芯在第一位置和第二位置之间切换，第一位置低于第二位置；所述阀芯呈圆筒形状，阀芯的内腔与气源连通，阀芯的外表面与吊杆的内表面贴合，阀芯的表面设置有径向的第一通孔，阀芯的表面设置有轴向的第一连通槽，第一连通槽和第一通孔呈上下分布；所述吊杆的表面设置有第一排气口，第一排气口与第一充气口呈上下分布；10、当阀芯处于第一位置时，第一充气口和第一排气口通过第一连通槽连通；11、当阀芯处于第二位置时，第一通孔与第一充气口对齐；12、阀芯用于控制扣指动作，阀芯的中空内腔与气源连通，当阀芯处于第二位置时，第一通孔与第一充气口对齐，阀芯中空内腔的高压空气通过第一通孔、第一充气口、管道和第一进气口进入扣指，使得扣指充气后弯曲，实现抓握动作；13、当阀芯切换至第一位置后，第一充气口与第一通孔错位，第一充气口不再与阀芯的中空内腔连通；第一充气口和第一排气口通过第一连通槽连通，这意味着扣指的内腔通过第一进气口、管道、第一充气口和第一排气口与外界连通，扣指的内腔气压恢复至常压，扣指在自身重力和弹力的作用下恢复至舒张状态，实现机械手的舒张动作。14、在本发明中，扣指的舒张是依靠自身重力和材料本身的弹力实现的，在舒张时，扣指内部只有常压的空气，扣指处于较为柔软的状态；这将导致扣指存在一个缺陷：在使用一段时间之后，扣指的材料的弹性下降，扣指的舒张速度变慢且舒张程度不足，即扣指舒张之后仍然带有一定的弯曲；在后续的工作中，弯曲的扣指可能受到蔬菜的刮带作用而提前卷曲，进而无法实现抓握功能。为了克服这一缺陷，所述扣指组件还包括舒指杆，舒指杆由弹性材料制作，舒指杆内部中空，舒指杆位于扣指内部；充气座上设置有第二进气口，第二进气口与舒指杆连通；15、所述阀芯的表面设置有径向的第二通孔，阀芯的表面设置有轴向的第二连通槽，第二通孔和第二连通槽呈上下分布；所述吊杆的表面设置有第二充气口和第二排气口，第二充气口和第二排气口呈上下分布，第二充气口与第二进气口通过管道连通；16、当阀芯处于第一位置时，第二通孔与第二充气口对齐，阀芯中空内腔的高压空气通过第二通孔、第二充气口、管道和第二进气口进入舒指杆，使得舒指杆绷直，进而使得扣指快速绷直；17、当阀芯处于第二位置时，第二充气口与第二通孔错位，第二充气口和第二排气口通过第二连通槽连通，这意味着舒指杆的内腔通过第二进气口、管道、第二充气口和第二排气口与外界连通，舒指杆的内腔气压恢复至常压，此时的舒指杆可以自由变形，不影响扣指弯曲。18、可以看出，扣指和舒指杆两者的充放气原理一致，但是两者充气和放气的时机正好相反，当扣指充气时，舒指杆处于放气状态；当舒指杆充气时，扣指处于放气状态。19、具体的，所述驱动组件包括顶杆、第一顶板、第二顶板和弹簧，顶杆穿过基盘伸入吊杆内，顶杆的上下两端分别安装第一顶板和第二顶板，弹簧安装在吊杆内，弹簧的两端分别抵住阀芯和第一顶板；当机械手下行靠近蔬菜时，第二顶板受到蔬菜的阻挡，使得第二顶板、第一顶板和顶杆相对于吊杆上行，顶升阀芯，将阀芯从第一位置切换至第二位置。这意味着阀芯的上行动作由蔬菜的位置决定，只需要蔬菜处于可抓握的位置，阀芯将正好切换至第二位置，扣指开始充气并弯曲抓握蔬菜。20、进一步的，所述驱动组件还包括电机和摆杆，摆杆安装在吊杆内部，电机驱动摆杆摆动，摆杆在摆动中压住阀芯的上表面使得阀芯下行，阀芯下行至第一位置时，扣指松开蔬菜。21、本发明的结球类蔬菜采摘平台可以配置现有技术中的各种盘锯或刀片切割蔬菜的根部，除此之外，本技术还提供了一种水刀组件用于切割蔬菜的根部，所述水刀组件包括安装板、旋转器和喷管，旋转器和喷管均位于安装板上，安装板固定在机械臂上，旋转器驱动喷管摇头，喷管连接水泵，喷管喷出的高压水线可以切割蔬菜的根部。22、进一步的，所述载具上设置有存储框，用于存储采摘下来的蔬菜；所述载具为履带式载具，以便适应各种地形。23、有益效果：(1)本发明的结球类蔬菜采摘平台使用弹性材料制作的扣指抓握蔬菜，扣指的表面柔软，抓握时不会造成蔬菜表面损伤，使得全自动机械化采收的蔬菜也能具有良好的外观品质。(2)本发明的结球类蔬菜采摘平台在扣指内设置有可充气的舒张杆，利用充气的舒张杆带动扣指快速绷直，使得机械手的舒张响应速度更快且舒张动作不受扣指材料弹性效果的影响。(3)本发明的结球类蔬菜采摘平台在吊杆内设置阀芯控制扣指和舒张杆的充气和放气，使得两者的充放气动作互锁，确保机械手的抓握和舒张动作更加干脆利落。(4)本发明的结球类蔬菜采摘平台利用蔬菜触发顶杆带动阀芯进行动作，使得机械手的抓握动作控制不依赖控制程序，动作控制更加精准可靠。