一种茶叶智能采摘的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种茶叶智能采摘机，属于农业机械【技术领域】。该机包括茶叶图像摄取识别装置以及控制电路，还包括安置在行走机械上部的降料器；行走机械朝前延伸出支架，支架上具有轨道，轨道上支撑滑架，滑架与轨道丝杠构成螺旋副；滑架上装有剪切座，剪切座与滑架丝杠构成螺旋副；剪切座上装有切刀座，切刀座上装有活动刀片；支架剪切口上部安装茶叶收集管，控制电路的控制输出端分别接各电机。本实用新型实现了茶叶的智能化采摘，作业灵活性强、采摘效率高。
【专利说明】一种茶叶智能采摘机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种茶叶采摘机，尤其是一种茶叶智能采摘机，属于农业机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002]检索发现，申请号为200410081482.4的中国专利申请公开了一种自动采茶机，它包含移动结构、茶叶摘取结构、存储器、控制结构和形体结构。不需要人工直接操作，节约大量人力；一人可同时看管上百台自动采茶机；茶叶摘取结构、存储器和照明结构位于形体结构下部；并具有智能采集、识别和处理图像能力。采茶机的行走部分采用导轨式，作业灵活性差；视觉部分采用单个图像采集头，不能获取茶蓬嫩梢的高度信息，因此无法拟合出嫩茶的三维信息，不能实现控制系统控制茶叶摘取机构的准确采摘；此外，摘取机构的结构和茶叶收集部分也存在诸多问题，严重影响了采摘的可操作性和采摘效率。
[0003]此外，申请号为201320025340.0的中国专利公开了一种茶叶采摘系统，包括中央处理器，中央处理器连接激光二维测距装置、图像采集装置、计算机图像模型数据库、控制装置和采摘机构。采用激光二维测距系统用于测量茶叶高程，以对茶叶进行垂直定位，并配合摄像头采集图像；基于茶叶幼叶颜色与茶叶成熟叶片颜色进行幼芽叶的水平定位。该专利采用激光二维测距方式测量茶叶高程，测距范围小，垂直定位的效率低；加之茶树嫩梢密度大，采用双目摄像机进行识别的两个图像极为相似，无法解决嫩茶的识别问题；采茶机的行走部分采用导轨式，作业灵活性差；此外，收集部分采用压送式气力输送，供料装置构造复杂。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于:针对上述现有技术存在的缺点，提出一种不受茶行限制、作业灵活、自动化程度更高的茶叶智能采摘机，从而进一步提高工作效率。
[0005]为了达到以上目的，本实用新型的茶叶智能采摘机包括茶叶图像摄取识别装置(12,13)以及控制电路，还包括安置在行走机械上部的降料器(16);所述行走机械朝前延伸出支架(4)，所述支架(4)上具有前后延伸的轨道(10)，所述轨道上支撑有与之形成移动副的滑架(25)，所述滑架(25)与轨道电机(24)驱动的轨道丝杠(23)构成螺旋副；所述滑架
(25)上装有与之形成移动副的剪切座(39)，所述剪切座(39)与滑架电机(22)驱动的滑架丝杠构成螺旋副；所述剪切座(39)上装有与垂向电机(26)驱动的垂向丝杠(27)构成升降螺纹副的切刀座(37)，所述切刀座(37)上装有剪切电机(31)通过驱动机构带动的左、右刀片(29);所述左、右刀片之间形成剪切口 ；所述剪切口上部安装通往降料器的负压茶叶收集管(14 )，所述控制电路的控制输出端分别接各电机。
[0006]工作时，位于三维驱动机构上的切刀座不仅可以在行走机械带动下，不受茶行的限制，根据茶叶图像摄取识别装置对茶叶嫩芽的识别，进而由控制电路控制三维电机，准确使剪切口到达需采摘位置，通过采摘手指的运动，将茶叶采摘下来，而且可以通过负压吸弓丨，自动将茶叶吸到降料器内，从而准确高效完成茶叶的采摘和收集。
[0007]所述驱动机构的典型结构是，所述左、右刀片(29)分别安装在中部铰支于切刀座
(37)的左、右机械指(30、28)的一端，所述左、右机械指(30、28)的另一端之间装有弹黃
(41)，所述左、右机械指(30、28 )的相对侧与剪切电机(31)驱动的凸轮(42 )构成凸轮副。
[0008]当剪切电机带动凸轮转动后，左、右机械指将做往复的开、合运动，从而使左、右刀片不断进行剪切，完成所需的茶叶采摘动作。
[0009]本实用新型进一步的完善是，所述茶叶收集管(14)的管路位于剪切口上部安装具有短路孔(38)的电磁旁通阀(35);当所述剪切口处于开启位置时，所述电磁旁通阀(35)受控于控制电路处于短路孔打开状态；当所述剪切口处于闭合位置时，所述电磁旁通阀(35)受控于控制电路处于短路孔关闭状态。这样，当剪切口尚未完成定位、动切刀未剪切时，茶叶收集管被短路，负压气流不会造成待采摘茶叶摇摆移位，从而确保剪切口定位准确稳定。
[0010]本实用新型更进一步的完善是，所述行走机械前下部装有动力驱动的双摇杆机构(1、3)，所述双摇杆机构中具有垂向连杆，所述垂向连杆朝前延伸出支架(4)。这样，在行走机械的带动下，借助双摇杆机构可以操作控制使切刀座快速粗就位，再由控制电路控制三维驱动机构精确定位，不仅避免了整个采摘平台装置对茶蓬的干涉影响，还进一步提高采摘效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0012]图1为本实用新型一个优选实施例的结构示意图。
[0013]图2为图1的C向局部视图。
[0014]图3为图1的A向局部视图。
[0015]图4为图1的D处放大结构示意图。
[0016]图5为图1实施例的剪切驱动机构示意图。
[0017]图6为图1的B处放大局部剖面图。
【具体实施方式】
[0018]实施例一
[0019]本实施例的茶叶智能采摘机基本结构如图1所示，行走机械系统34的前下部装有油缸15作为动力驱动的双摇杆机构,该双摇杆机构的直摇杆3和弯摇杆I的一端分别铰装在行走机械系统34的前下部，其另一端分别与垂向连杆2铰接，该垂向连杆朝前延伸出支架4。行走机械系统34的上部安装有降料器16。支架4上支撑有信号输出端接控制电路的摄像机12和投影仪13，从而可以通过图像处理，实现待采摘茶叶的识别。此外，支架4支撑的工作平台8上两侧具有前后延伸的轨道10。
[0020]如图3所示，两条轨道10上支撑有与之形成移动副的滑架25，滑架25与轨道电机24驱动的轨道丝杠23构成螺旋副。滑架25上装有与之形成移动副的剪切座39，剪切座39与滑架电机22驱动的滑架丝杠构成螺旋副。
[0021]如图2所示，剪切座39上装有与垂向电机26驱动的垂向丝杠27构成升降螺纹副的切刀座37，切刀座37上装有剪切电机31通过驱动机构带动的左、右刀片29。[0022]驱动机构的具体结构如图4和图5所示，左、右刀片29分别安装在中部通过铰销43铰支于切刀座37的左、右机械指30、28的一端，左、右机械指30、28的另一端之间装有弹簧41，左、右机械指30、28的相对侧与剪切电机31通过凸轮联轴32驱动的凸轮42构成凸轮副。左、右刀片29之间形成剪切口。剪切口上部安装通往降料器16的负压茶叶收集管14，控制电路的控制输出端分别接各电机。
[0023]如图6所示，茶叶收集管14的管路位于剪切口上部安装电磁旁通阀35。该阀的阀芯与电磁铁11驱动的推杆36相连。阀芯远离茶叶收集管14的一侧具有短路孔38。当剪切口处于开启位置即切刀没有剪切时，电磁旁通阀35受控于控制电路处于短路孔38打开状态；当剪切口处于闭合位置即开始采摘剪切时，电磁旁通阀35受控于控制电路处于短路孔关闭状态。
[0024]工作时，行走机械系统可以按需灵活移位，并借助操控双摇杆机构使切刀座快速粗就位，接着控制电路根据茶叶图像采集处理得出的结果，控制三维驱动机构使切刀座精确定位，再通过机械指端的切刀剪切，实现茶叶的准确自动采摘。
[0025]本实施例的茶叶智能采摘机实现了茶叶的智能化采摘，采用单目摄像机结合光栅投影机快速、准确地拟合出嫩茶的三维信息，识别嫩茶准确、效率高；采茶机采用自走式，作业灵活性强；采用粗、精结合的定位方式，采摘效率高；收集部分采用负压、电磁阀控制通断的方式，结构简单，采摘准确度更高。
【权利要求】
1.一种茶叶智能采摘机，包括茶叶图像摄取识别装置(12、13)以及控制电路，其特征在于:还包括安置在行走机械上部的降料器(16);所述行走机械朝前延伸出支架(4)，所述支架(4)上具有前后延伸的轨道(10)，所述轨道上支撑有与之形成移动副的滑架(25)，所述滑架(25 )与轨道电机(24)驱动的轨道丝杠(23 )构成螺旋副；所述滑架(25 )上装有与之形成移动副的剪切座(39)，所述剪切座(39)与滑架电机(22)驱动的滑架丝杠构成螺旋副；所述剪切座(39)上装有与垂向电机(26)驱动的垂向丝杠(27)构成升降螺纹副的切刀座(37),所述切刀座(37)上装有剪切电机(31)通过驱动机构带动的左、右刀片(29);所述左、右刀片之间形成剪切口 ；所述剪切口上部安装通往降料器的负压茶叶收集管(14)，所述控制电路的控制输出端分别接各电机。
2.根据权利要求1所述的茶叶智能采摘机，其特征在于:所述茶叶收集管(14)的管路位于剪切口上部安装具有短路孔(38)的电磁旁通阀(35);当所述剪切口处于开启位置时，所述电磁旁通阀(35)受控于控制电路处于短路孔打开状态；当所述剪切口处于闭合位置时，所述电磁旁通阀(35 )受控于控制电路处于短路孔关闭状态。
3.根据权利要求2所述的茶叶智能采摘机，其特征在于:所述驱动机构的典型结构是，所述左、右刀片(29 )分别安装在中部铰支于切刀座(37 )的左、右机械指(30、28 )的一端，所述左、右机械指(30、28)的另一端之间装有弹黃(41),所述左、右机械指(30、28)的相对侧与剪切电机(31)驱动的凸轮(42)构成凸轮副。
4.根据权利要求3所述的茶叶智能采摘机，其特征在于:所述行走机械前下部装有动力驱动的双摇杆机构(1、3)，所述双摇杆机构中具有垂向连杆，所述垂向连杆朝前延伸出支架⑷。
【文档编号】A01D46/30GK203492394SQ201320630540
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】秦广明, 肖宏儒, 陈勇, 宋志禹, 赵映, 金月, 任彩虹 申请人:农业部南京农业机械化研究所