一種茶葉智能采摘的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種茶葉智能采摘機(jī)，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。該機(jī)包括茶葉圖像攝取識(shí)別裝置以及控制電路，還包括安置在行走機(jī)械上部的降料器；行走機(jī)械朝前延伸出支架，支架上具有軌道，軌道上支撐滑架，滑架與軌道絲杠構(gòu)成螺旋副；滑架上裝有剪切座，剪切座與滑架絲杠構(gòu)成螺旋副；剪切座上裝有切刀座，切刀座上裝有活動(dòng)刀片；支架剪切口上部安裝茶葉收集管，控制電路的控制輸出端分別接各電機(jī)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了茶葉的智能化采摘，作業(yè)靈活性強(qiáng)、采摘效率高。
【專利說明】一種茶葉智能采摘機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種茶葉采摘機(jī)，尤其是一種茶葉智能采摘機(jī)，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?00410081482.4的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種自動(dòng)采茶機(jī)，它包含移動(dòng)結(jié)構(gòu)、茶葉摘取結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器、控制結(jié)構(gòu)和形體結(jié)構(gòu)。不需要人工直接操作，節(jié)約大量人力；一人可同時(shí)看管上百臺(tái)自動(dòng)采茶機(jī)；茶葉摘取結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器和照明結(jié)構(gòu)位于形體結(jié)構(gòu)下部；并具有智能采集、識(shí)別和處理圖像能力。采茶機(jī)的行走部分采用導(dǎo)軌式，作業(yè)靈活性差；視覺部分采用單個(gè)圖像采集頭，不能獲取茶蓬嫩梢的高度信息，因此無法擬合出嫩茶的三維信息，不能實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)控制茶葉摘取機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確采摘；此外，摘取機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和茶葉收集部分也存在諸多問題，嚴(yán)重影響了采摘的可操作性和采摘效率。
[0003]此外，申請(qǐng)?zhí)枮?01320025340.0的中國(guó)專利公開了一種茶葉采摘系統(tǒng)，包括中央處理器，中央處理器連接激光二維測(cè)距裝置、圖像采集裝置、計(jì)算機(jī)圖像模型數(shù)據(jù)庫(kù)、控制裝置和采摘機(jī)構(gòu)。采用激光二維測(cè)距系統(tǒng)用于測(cè)量茶葉高程，以對(duì)茶葉進(jìn)行垂直定位，并配合攝像頭采集圖像；基于茶葉幼葉顏色與茶葉成熟葉片顏色進(jìn)行幼芽葉的水平定位。該專利采用激光二維測(cè)距方式測(cè)量茶葉高程，測(cè)距范圍小，垂直定位的效率低；加之茶樹嫩梢密度大，采用雙目攝像機(jī)進(jìn)行識(shí)別的兩個(gè)圖像極為相似，無法解決嫩茶的識(shí)別問題；采茶機(jī)的行走部分采用導(dǎo)軌式，作業(yè)靈活性差；此外，收集部分采用壓送式氣力輸送，供料裝置構(gòu)造復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種不受茶行限制、作業(yè)靈活、自動(dòng)化程度更高的茶葉智能采摘機(jī)，從而進(jìn)一步提高工作效率。
[0005]為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的茶葉智能采摘機(jī)包括茶葉圖像攝取識(shí)別裝置(12,13)以及控制電路，還包括安置在行走機(jī)械上部的降料器(16);所述行走機(jī)械朝前延伸出支架(4)，所述支架(4)上具有前后延伸的軌道(10)，所述軌道上支撐有與之形成移動(dòng)副的滑架(25)，所述滑架(25)與軌道電機(jī)(24)驅(qū)動(dòng)的軌道絲杠(23)構(gòu)成螺旋副；所述滑架
(25)上裝有與之形成移動(dòng)副的剪切座(39)，所述剪切座(39)與滑架電機(jī)(22)驅(qū)動(dòng)的滑架絲杠構(gòu)成螺旋副；所述剪切座(39)上裝有與垂向電機(jī)(26)驅(qū)動(dòng)的垂向絲杠(27)構(gòu)成升降螺紋副的切刀座(37)，所述切刀座(37)上裝有剪切電機(jī)(31)通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的左、右刀片(29);所述左、右刀片之間形成剪切口 ；所述剪切口上部安裝通往降料器的負(fù)壓茶葉收集管(14 )，所述控制電路的控制輸出端分別接各電機(jī)。
[0006]工作時(shí)，位于三維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的切刀座不僅可以在行走機(jī)械帶動(dòng)下，不受茶行的限制，根據(jù)茶葉圖像攝取識(shí)別裝置對(duì)茶葉嫩芽的識(shí)別，進(jìn)而由控制電路控制三維電機(jī)，準(zhǔn)確使剪切口到達(dá)需采摘位置，通過采摘手指的運(yùn)動(dòng)，將茶葉采摘下來，而且可以通過負(fù)壓吸弓丨，自動(dòng)將茶葉吸到降料器內(nèi)，從而準(zhǔn)確高效完成茶葉的采摘和收集。
[0007]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)是，所述左、右刀片(29)分別安裝在中部鉸支于切刀座
(37)的左、右機(jī)械指(30、28)的一端，所述左、右機(jī)械指(30、28)的另一端之間裝有彈黃
(41)，所述左、右機(jī)械指(30、28 )的相對(duì)側(cè)與剪切電機(jī)(31)驅(qū)動(dòng)的凸輪(42 )構(gòu)成凸輪副。
[0008]當(dāng)剪切電機(jī)帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，左、右機(jī)械指將做往復(fù)的開、合運(yùn)動(dòng)，從而使左、右刀片不斷進(jìn)行剪切，完成所需的茶葉采摘?jiǎng)幼鳌?br> [0009]本實(shí)用新型進(jìn)一步的完善是，所述茶葉收集管(14)的管路位于剪切口上部安裝具有短路孔(38)的電磁旁通閥(35);當(dāng)所述剪切口處于開啟位置時(shí)，所述電磁旁通閥(35)受控于控制電路處于短路孔打開狀態(tài)；當(dāng)所述剪切口處于閉合位置時(shí)，所述電磁旁通閥(35)受控于控制電路處于短路孔關(guān)閉狀態(tài)。這樣，當(dāng)剪切口尚未完成定位、動(dòng)切刀未剪切時(shí)，茶葉收集管被短路，負(fù)壓氣流不會(huì)造成待采摘茶葉搖擺移位，從而確保剪切口定位準(zhǔn)確穩(wěn)定。
[0010]本實(shí)用新型更進(jìn)一步的完善是，所述行走機(jī)械前下部裝有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的雙搖桿機(jī)構(gòu)(1、3)，所述雙搖桿機(jī)構(gòu)中具有垂向連桿，所述垂向連桿朝前延伸出支架(4)。這樣，在行走機(jī)械的帶動(dòng)下，借助雙搖桿機(jī)構(gòu)可以操作控制使切刀座快速粗就位，再由控制電路控制三維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)精確定位，不僅避免了整個(gè)采摘平臺(tái)裝置對(duì)茶蓬的干涉影響，還進(jìn)一步提高采摘效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0012]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的C向局部視圖。
[0014]圖3為圖1的A向局部視圖。
[0015]圖4為圖1的D處放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5為圖1實(shí)施例的剪切驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6為圖1的B處放大局部剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例一
[0019]本實(shí)施例的茶葉智能采摘機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，行走機(jī)械系統(tǒng)34的前下部裝有油缸15作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的雙搖桿機(jī)構(gòu),該雙搖桿機(jī)構(gòu)的直搖桿3和彎搖桿I的一端分別鉸裝在行走機(jī)械系統(tǒng)34的前下部，其另一端分別與垂向連桿2鉸接，該垂向連桿朝前延伸出支架4。行走機(jī)械系統(tǒng)34的上部安裝有降料器16。支架4上支撐有信號(hào)輸出端接控制電路的攝像機(jī)12和投影儀13，從而可以通過圖像處理，實(shí)現(xiàn)待采摘茶葉的識(shí)別。此外，支架4支撐的工作平臺(tái)8上兩側(cè)具有前后延伸的軌道10。
[0020]如圖3所示，兩條軌道10上支撐有與之形成移動(dòng)副的滑架25，滑架25與軌道電機(jī)24驅(qū)動(dòng)的軌道絲杠23構(gòu)成螺旋副?；?5上裝有與之形成移動(dòng)副的剪切座39，剪切座39與滑架電機(jī)22驅(qū)動(dòng)的滑架絲杠構(gòu)成螺旋副。
[0021]如圖2所示，剪切座39上裝有與垂向電機(jī)26驅(qū)動(dòng)的垂向絲杠27構(gòu)成升降螺紋副的切刀座37，切刀座37上裝有剪切電機(jī)31通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的左、右刀片29。[0022]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示，左、右刀片29分別安裝在中部通過鉸銷43鉸支于切刀座37的左、右機(jī)械指30、28的一端，左、右機(jī)械指30、28的另一端之間裝有彈簧41，左、右機(jī)械指30、28的相對(duì)側(cè)與剪切電機(jī)31通過凸輪聯(lián)軸32驅(qū)動(dòng)的凸輪42構(gòu)成凸輪副。左、右刀片29之間形成剪切口。剪切口上部安裝通往降料器16的負(fù)壓茶葉收集管14，控制電路的控制輸出端分別接各電機(jī)。
[0023]如圖6所示，茶葉收集管14的管路位于剪切口上部安裝電磁旁通閥35。該閥的閥芯與電磁鐵11驅(qū)動(dòng)的推桿36相連。閥芯遠(yuǎn)離茶葉收集管14的一側(cè)具有短路孔38。當(dāng)剪切口處于開啟位置即切刀沒有剪切時(shí)，電磁旁通閥35受控于控制電路處于短路孔38打開狀態(tài)；當(dāng)剪切口處于閉合位置即開始采摘剪切時(shí)，電磁旁通閥35受控于控制電路處于短路孔關(guān)閉狀態(tài)。
[0024]工作時(shí)，行走機(jī)械系統(tǒng)可以按需靈活移位，并借助操控雙搖桿機(jī)構(gòu)使切刀座快速粗就位，接著控制電路根據(jù)茶葉圖像采集處理得出的結(jié)果，控制三維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使切刀座精確定位，再通過機(jī)械指端的切刀剪切，實(shí)現(xiàn)茶葉的準(zhǔn)確自動(dòng)采摘。
[0025]本實(shí)施例的茶葉智能采摘機(jī)實(shí)現(xiàn)了茶葉的智能化采摘，采用單目攝像機(jī)結(jié)合光柵投影機(jī)快速、準(zhǔn)確地?cái)M合出嫩茶的三維信息，識(shí)別嫩茶準(zhǔn)確、效率高；采茶機(jī)采用自走式，作業(yè)靈活性強(qiáng)；采用粗、精結(jié)合的定位方式，采摘效率高；收集部分采用負(fù)壓、電磁閥控制通斷的方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采摘準(zhǔn)確度更高。
【權(quán)利要求】
1.一種茶葉智能采摘機(jī)，包括茶葉圖像攝取識(shí)別裝置(12、13)以及控制電路，其特征在于:還包括安置在行走機(jī)械上部的降料器(16);所述行走機(jī)械朝前延伸出支架(4)，所述支架(4)上具有前后延伸的軌道(10)，所述軌道上支撐有與之形成移動(dòng)副的滑架(25)，所述滑架(25 )與軌道電機(jī)(24)驅(qū)動(dòng)的軌道絲杠(23 )構(gòu)成螺旋副；所述滑架(25 )上裝有與之形成移動(dòng)副的剪切座(39)，所述剪切座(39)與滑架電機(jī)(22)驅(qū)動(dòng)的滑架絲杠構(gòu)成螺旋副；所述剪切座(39)上裝有與垂向電機(jī)(26)驅(qū)動(dòng)的垂向絲杠(27)構(gòu)成升降螺紋副的切刀座(37),所述切刀座(37)上裝有剪切電機(jī)(31)通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的左、右刀片(29);所述左、右刀片之間形成剪切口 ；所述剪切口上部安裝通往降料器的負(fù)壓茶葉收集管(14)，所述控制電路的控制輸出端分別接各電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茶葉智能采摘機(jī)，其特征在于:所述茶葉收集管(14)的管路位于剪切口上部安裝具有短路孔(38)的電磁旁通閥(35);當(dāng)所述剪切口處于開啟位置時(shí)，所述電磁旁通閥(35)受控于控制電路處于短路孔打開狀態(tài)；當(dāng)所述剪切口處于閉合位置時(shí)，所述電磁旁通閥(35 )受控于控制電路處于短路孔關(guān)閉狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的茶葉智能采摘機(jī)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)是，所述左、右刀片(29 )分別安裝在中部鉸支于切刀座(37 )的左、右機(jī)械指(30、28 )的一端，所述左、右機(jī)械指(30、28)的另一端之間裝有彈黃(41),所述左、右機(jī)械指(30、28)的相對(duì)側(cè)與剪切電機(jī)(31)驅(qū)動(dòng)的凸輪(42)構(gòu)成凸輪副。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的茶葉智能采摘機(jī)，其特征在于:所述行走機(jī)械前下部裝有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的雙搖桿機(jī)構(gòu)(1、3)，所述雙搖桿機(jī)構(gòu)中具有垂向連桿，所述垂向連桿朝前延伸出支架⑷。
【文檔編號(hào)】A01D46/30GK203492394SQ201320630540
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】秦廣明, 肖宏儒, 陳勇, 宋志禹, 趙映, 金月, 任彩虹 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所