一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法及装置

1.本公开涉及智能农业装备技术领域，尤其涉及一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法及装置。


背景技术：

2.茶叶具有很高的经济价值，茶叶栽培是农民创收的重要方式。茶叶栽培的方法要面向智能装备的使用，易于开展机械化和机器人作业，传统的方式是机器人的设计适应栽培，逐渐要朝着栽培方法为机器人作业服务的方向发展。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法及装置。
4.本公开提供了一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法，包括：对茶树进行扁平化栽培，利用辅助装置将茶树做成墙面式的树形，使茶树形成的墙面的厚度不大于预设宽度，以利于采摘机器人从茶树的侧面采摘茶叶。
5.可选的，利用辅助装置将茶树做成墙面式的树形具体包括：
6.利用辅助装置对茶树的枝条进行固定，使茶树的枝条朝远离茶树的主干的方向水平生长；
7.将茶树的枝条远离茶树主干的一端朝茶树主干的方向弯曲，利用辅助装置对弯曲后的茶树的枝条进行固定，使茶树的枝条朝靠近茶树主干的方向水平生长；
8.将茶树的枝条靠近茶树主干的一端朝远离茶树主干的方向弯曲，利用辅助装置对弯曲后的茶树的枝条进行固定，使茶树的枝条朝远离茶树主干的方向水平生长。
9.可选的，茶树形成的墙面的厚度不大于20cm，茶树形成的墙面的高度大于300cm。
10.可选的，对多棵茶树按列进行栽种，每列茶树包括至少一棵茶树，每列茶树中的所有茶树形成的墙面位于同一方向上。
11.可选的，每两列茶树并列栽种，并列栽种的两列茶树之间设置有反光板。
12.可选的，每列茶树包括至少两棵茶树，每列茶树中相邻两棵茶树的枝条交叠设置。
13.可选的，所述的一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法，还包括：利用作业机器人自动移动，从茶树的侧面对茶树进行补光，以对茶树的采摘面提供充分的光照。
14.本公开还提供了一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置，其特征在于，包括：辅助装置，所述辅助装置用于对茶树的枝条进行固定，以将茶树做成墙面式的树形；
15.所述辅助装置包括底座和固定在所述底座上的辅助支架，所述辅助支架包括支撑立柱和与所述支撑立柱连接的多层金属架，所述金属架沿所述支撑立柱的高度方向的位置可调。
16.可选的，所述的一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置，还包括：补光采摘装置，所述补光采摘装置包括作业机器人、机械臂和补光采摘器；
17.所述机械臂安装在所述作业机器人上，所述补光采摘器安装在所述机械臂上，所述补光采摘器包括补光灯和采摘器。
18.可选的，所述机械臂包括依次连接的第一竖直臂段、水平臂段和第二竖直臂段，所述第一竖直臂段与所述作业机器人转动连接，所述水平臂段与所述第一竖直臂段转动连接，所述第二竖直臂段与所述水平臂段转动连接，所述补光采摘器安装在所述第二竖直臂段。
19.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
20.本公开提供的适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法，通过对茶树进行扁平化栽培，利用辅助装置将茶树做成墙面式的树形，使茶树形成的墙面的厚度不大于预设宽度，如此形成的茶树树形便于采摘机器人从茶树的侧面采摘茶叶，实现机械化采收的目的，提高采收效率。采用这种有艺术感的栽培方法，一是提供观赏价值，增加旅游收入，提高都市农业的吸引力，二是有利于机器人作业。
21.本公开提供的适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置，利用辅助装置对茶树的枝条进行固定，以将茶树定型为设计的形状，在茶树生长过程中，通过调节辅助装置的金属架沿立柱的高度方向的位置，实现对茶树造型的逐步调整，最终将茶树做成墙面式的树形，实现管理装备化和便捷化。
附图说明
22.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
23.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为采用本公开实施例所述一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法栽培的茶树的树形示意图；
25.图2为采用本公开实施例所述一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置的补光采摘装置对茶树墙作业的结构示意图；
26.图3为采用本公开实施例所述一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法栽培的交叠密植茶树的结构示意图。
27.图4为采用本公开实施例所述一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置的辅助装置对茶树进行固定的结构示意图；
28.图5为本公开实施例所述一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置的作业机器人的机械臂的结构示意图。
29.其中，1、茶树；2、支撑立柱；3、金属架；4、底座；5、反光板；6、作业机器人；7、机械臂；701、第一竖直臂段；702、水平臂段；703、第二竖直臂段；8、补光采摘器；801、补光灯；802、采摘器。
具体实施方式
30.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案
进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.参照图1和图2所示，本公开一些实施例提供的一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法，包括：对茶树进行扁平化栽培，利用辅助装置将茶树做成墙面式的树形，使茶树形成的墙面的厚度不大于预设宽度，以利于采摘机器人从茶树的侧面采摘茶叶。图1中示意出了采用本公开的茶树墙式栽培方法栽培出的茶树1的正面示意图，图2中示意出了采用本公开的茶树墙式栽培方法栽培出的茶树1的侧面示意图。
33.采用本公开的适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法，能够栽培出具有高墙式的茶树树形的茶树，这种有艺术感的栽培方法，一是能够提供观赏价值，可利用高墙设计为迷宫，从而增加旅游收入，提高都市农业的吸引力，二是有利于采摘机器人作业。
34.在一些实施例中，参照图1和图4所示，利用辅助装置将茶树做成墙面式的树形具体包括以下步骤：
35.s1，利用辅助装置对茶树的枝条进行固定，使茶树的枝条朝远离茶树的主干的方向水平生长；
36.s2，将茶树的枝条远离茶树主干的一端朝茶树主干的方向弯曲，利用辅助装置对弯曲后的茶树的枝条进行固定，使茶树的枝条朝靠近茶树主干的方向水平生长；
37.s3，将茶树的枝条靠近茶树主干的一端朝远离茶树主干的方向弯曲，利用辅助装置对弯曲后的茶树的枝条进行固定，使茶树的枝条朝远离茶树主干的方向水平生长。
38.在步骤s3之后，还可以根据需要循环步骤s2～s3，使得茶树最终形成为厚度较小、高度较高的高墙式结构，并使得茶树的枝条形成为从下向上依次折弯设置的类似迷宫式的结构，以适宜采摘机器人采收，并增加茶树的观赏价值。
39.在一些实施例中，参照图1和图2所示，茶树形成的墙面的厚度不大于20cm，茶树形成的墙面的高度大于300cm，这样的茶树墙面不仅适宜采摘机器人采收，还可以增加茶树的观赏价值；并且由于茶树形成的墙面的厚度较小，将茶树形成的墙面的高度设置为大于300cm，以确保茶树的茶叶产量。当然，茶树形成的墙面的厚度和高度不限于上述具体限定，可以根据需要进行合理设置。
40.在一些实施例中，参照图2所示，对多棵茶树按列进行栽种，每列茶树包括至少一棵茶树，每列茶树中的所有茶树形成的墙面位于同一方向上。如此种植茶树更方便采摘机器人进行采收，从而有效提高采收效率。
41.进一步地，参照图2所示，每两列茶树并列栽种，并列栽种的两列茶树之间设置有反光板5。反光板5能有效反射光线，确保从茶树背向反光板5的一侧对茶树进行补光时，光线能够更多的照射到该茶树上，避免光线从茶树的另一侧射出，如此能够有效提高补光效率；并且从茶树背向发光板5的一侧对茶树进行补光，便于茶树的茶叶朝向补光侧生长，有利于茶叶采摘面变大、朝外，从而方便采摘机器人从茶树的补光侧采摘茶叶。
42.进一步地，参照图3所示，每列茶树包括至少两棵茶树，每列茶树中相邻两棵茶树的枝条交叠设置。如此设置，既提高了茶树的茶叶产量，又提高了采摘机器人单位面积采摘
茶叶的数量，还节省了栽种茶树的空间。
43.在一些实施例中，参照图2所示，本公开一些实施例提供的一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培方法，还包括：利用采摘机器人自动移动，从茶树的侧面对茶树进行补光，以对茶树的采摘面提供充分的光照，并且促进茶叶向补光侧生长，方便之后的采摘。
44.参照图4所示，本公开一些实施例提供的一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置，包括：辅助装置，辅助装置用于对茶树的枝条进行固定，以将茶树做成墙面式的树形。具体地，辅助装置包括底座4和固定在底座4上的辅助支架，辅助支架包括支撑立柱2和与支撑立柱2连接的多层金属架3，金属架3沿支撑立柱2的高度方向的位置可调。
45.本公开实施例提供的适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置，利用辅助装置对茶树的枝条进行固定，以将茶树定型为设计的形状，在茶树生长过程中，通过调节辅助装置的金属架沿立柱的高度方向的位置，实现对茶树造型的逐步调整，最终将茶树做成墙面式的树形，实现管理装备化和便捷化。
46.在具体实施例中，可以先利用辅助装置的多层金属架3对茶树的枝条进行固定，将茶树的枝条定型为水平状态(如图3所示)，使得茶树的枝条朝远离茶树的主干的方向水平生长；当茶树的枝条沿水平方向生长一段时间后，将茶树的枝条远离茶树主干的一端朝茶树主干的方向弯曲，并可以调节金属架3沿立柱的高度方向的位置，利用辅助装置对弯曲后的茶树的枝条进行固定，使茶树的枝条朝靠近茶树主干的方向水平生长；当茶树的枝条沿水平方向生长一段时间后，将茶树的枝条靠近茶树主干的一端朝远离茶树主干的方向弯曲，并可以调节金属架沿立柱的高度方向的位置，利用辅助装置对弯曲后的茶树的枝条进行固定，使茶树的枝条朝远离茶树主干的方向水平生长；如此通过对茶树的枝条进行若干次弯曲、固定之后，最终使得茶树形成为高墙式的树形。
47.在具体实施中，多层金属架3与支撑立柱2、支撑立柱2与底座4之间通过螺栓可拆卸连接，使得每层金属架3都能拆卸成单根，方便运输与储存。
48.参照图2所示，本公开一些实施例提供的一种适宜采摘机器人作业的茶树墙式栽培装置，还包括：补光采摘装置，该补光采摘装置包括作业机器人6、机械臂7和补光采摘器8；机械臂7安装在作业机器人6上，补光采摘器8安装在机械臂7上，补光采摘器8包括补光灯801和采摘器802，补光灯801用于对茶树墙进行补光，促进茶叶向补光侧生长，方便之后的采摘；采摘器802用于对成熟地茶叶进行采摘。
49.具体实现时，补光采摘器具有两种功能，一是补光，可以采用一排或多排led补光灯801，并通过调控器定量调节光的强度；具体地补光灯801可以为白光、红光和绿光组合的led灯排；二是采摘，可以设置一个或多个采摘器802，采摘器具体可采用推折式结构采收；茶树通过辅助装置进行定型，形成为高墙面的树形；反光板5布置在两列茶树之间，作业机器人6往复行走，每次实现一列树面作业，实现补光或者采收作业；机械臂7用于带动补光采摘器8作业，作业时将补光采摘器8举起来，作业完后可以将机械臂7折叠起来，体积变小，方便运输。
50.在一些实施例中，参照图5所示，机械臂7包括依次连接的第一竖直臂段701、水平臂段702和第二竖直臂段703，第一竖直臂段701与作业机器人6转动连接，实现机械臂7不用时放倒，便于运输和储存；水平臂段702与第一竖直臂段701转动连接，实现机械臂7不用时将超出幅宽距离的臂段缩回来；第二竖直臂段703与水平臂段702转动连接，实现第二竖直
臂段703从竖直状态变为水平状态，从而带动安装在第二竖直臂段703上的补光采摘器8从竖直状态变为水平状态，便于运输与储存。
51.具体实现时，三个转动机构可分别由三个电机驱动，同时作用实现对茶树墙的多方位补光和采摘，并在在作业结束后方便机械臂7的运输和储存。
52.在一些实施例中，作业机器人6包括动力系统，动力系统包括蓄电池和太阳能电池，蓄电池和太阳能电池均用于为作业机器人6提供电力。作业机器人6作业时，可优先使用太阳能电池供电，当太阳能电池剩余电量较低时，可启用蓄电池供电，如此可以有效的节约能源。
53.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。