CN106584446A - 一种采茶机械手 - Google Patents

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Abstract

一种采茶机械手，其特征在于，由夹持臂、舵机、小齿轮、夹持指、机架、定位螺钉、步进电机、联轴器、主轴、压紧螺钉组成；其中，所述夹持臂的末端均固定有所述舵机及两枚相互啮合的所述小齿轮，其中一枚小齿轮在所述舵机的驱动下带动另一枚小齿轮；两枚所述小齿轮均刚性连接有所述夹持指；所述机架上开有平行通槽可固定多个夹持臂，每个所述夹持臂的外壳上端开孔通过所述定位螺钉固定于机架上；所述步进电机通过所述联轴器连接所述主轴，所述主轴穿过每个所述夹持臂内的主动齿轮的轴心孔，通过所述压紧螺钉与每个所述夹持臂内的主动齿轮刚性连接并固定在所述机架上。本发明结构新颖、动作灵活，可以针对不同形状茶垄进行茶叶嫩芽采摘。

Description

一种采茶机械手
技术领域
本发明涉及茶叶采摘装备技术领域，尤其涉及一种可以进行茶叶嫩芽采摘的采茶机械手。
背景技术
我国是茶叶的主要原产地，是世界上茶叶种植、消费、出口最大的国家之一，目前已经普遍可以进行大宗茶机械化采摘。尽管机械采摘有着其独特的优势，但它对茶园修剪要求高，一般适用于经过机械化修剪，采摘面平整划一，树冠有特定形状的机采茶园；而且机采通过一刀切的方式切割茶叶，存在无选择性的缺点，采摘后鲜叶匀整度差，一般只适用于大宗茶采摘。对于茶叶嫩度要求高、采摘要求严格的名优茶，现有采茶设备无法满足其匀、嫩、齐的采摘要求,名优茶依然以人工采摘为主，名优茶效率低下的鲜叶采摘环节成为限制其规模化生产的瓶颈，制约了茶产业的发展。因此，设计一种能针对名优茶茶叶嫩芽进行采摘的机械手是非常必要的。
发明内容
本发明是提供一种可以用于名优茶智能采茶机的机械手，以降低名优茶采摘环节中人工劳动强度，提高采摘效率。
本发明的技术方案是：一种采茶机械手，其特征在于,由夹持臂、舵机、小齿轮、夹持指、机架、定位螺钉、步进电机、联轴器、主轴、压紧螺钉组成；其中，所述夹持臂的末端均固定有所述舵机及两枚相互啮合的所述小齿轮，其中一枚小齿轮在所述舵机的驱动下带动另一枚小齿轮；两枚所述小齿轮均刚性连接有所述夹持指；所述机架上开有平行通槽可固定多个夹持臂，每个所述夹持臂的外壳上端开孔通过所述定位螺钉固定于机架上；所述步进电机通过所述联轴器连接所述主轴，所述主轴穿过每个所述夹持臂内的主动齿轮的轴心孔，通过所述压紧螺钉与每个所述夹持臂内的主动齿轮刚性连接并固定在所述机架上。本发明结构新颖、动作灵活，可以针对不同形状茶垄进行嫩芽采摘。
所述夹持臂的外部安装有外壳，所述外壳内安装有相互啮合的主动齿轮与从动齿轮，所述主动齿轮与所述外壳间嵌套有轴承，所述从动齿轮上开设的偏心孔通过销钉连接有连杆，所述连杆通过销钉又连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒内嵌套有螺纹杆。
所述夹持臂的外壳内部下端呈滑槽状，所述螺纹套筒嵌入其中可沿其垂直方向滑动；所述螺纹套筒内嵌套的螺纹杆绕旋转轴旋转可上下移动，从而可以改变与其末端相连接的所述舵机、小齿轮以及夹持指的高度，即可调整所述夹持指至采摘茶叶嫩芽所需的适合高度；所述夹持指呈左右对称，在所述舵机的驱动下通过所述两枚小齿轮的旋转啮合带动所述夹持指的打开与闭合，从而实现对茶叶嫩芽的夹持动作。
所述主轴穿过每个所述夹持臂的主动齿轮的轴心孔后，通过三枚所述压紧螺钉与之刚性连接，从而在所述步进电机的驱动下经主轴可以带动主动齿轮转动。
为保证全面覆盖茶垄表面，减少漏采死角，所述机架可增宽以便安装多排交叉布置的夹持臂。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为夹持臂的结构示意图。
图3是本发明采摘点的分布示意图。
在图1-图3中，1.夹持臂，2.舵机，3.小齿轮，4.夹持指，5.机架，6.定位螺钉，7.步进电机，8.联轴器，9.主轴，10.压紧螺钉，1-1.外壳，1-2.轴承，1-3.主动齿轮，1-4.从动齿轮，1-5.连杆，1-6.螺纹套筒，1-7.螺纹杆。
具体实施方式
参照图1、图2，一种采茶机械手，由夹持臂1、舵机2、小齿轮3、夹持指4、机架5、定位螺钉6、步进电机7、联轴器8、主轴9、压紧螺钉10组成；其中，所述夹持臂1的螺纹杆1-7末端均固定有所述舵机2及两枚相互啮合的所述小齿轮3，其中一枚小齿轮3在所述舵机2的驱动下带动另一枚小齿轮3；两枚所述小齿轮3均刚性连接有所述夹持指4；所述机架5上开有平行通槽可固定多个夹持臂1，每个所述夹持臂1的外壳1-1上端开孔通过所述定位螺钉6安装于机架5上；所述步进电机7通过所述联轴器8连接所述主轴9，所述主轴9穿过所述夹持臂1内的主动齿轮1-3的轴心孔，通过所述压紧螺钉10与所述夹持臂1内的主动齿轮1-3刚性连接并固定在所述机架5上。
参照图1、图2，所述夹持臂1的外部安装有外壳1-1，所述外壳1-1内安装有相互啮合的主动齿轮1-3与从动齿轮1-4，所述主动齿轮1-3与所述外壳1-1间嵌套有轴承1-2，所述从动齿轮1-4上开设的偏心孔通过销钉连接有连杆1-5，所述连杆1-5通过销钉又连接有螺纹套筒1-6，所述螺纹套筒1-6内嵌套有螺纹杆1-7。
所述夹持臂1的外壳1-1内部下端呈滑槽状，所述螺纹套筒1-6嵌入其中可沿其垂直方向滑动；所述螺纹套筒1-6内嵌套的螺纹杆1-7绕旋转轴旋转可上下移动，从而可以改变与其末端相连接的所述舵机2、小齿轮3以及夹持指4的高度，即可调整所述夹持指4至采摘茶叶嫩芽所需的适合高度；所述夹持指4呈左右对称，在所述舵机2的驱动下通过所述两枚小齿轮3的旋转啮合带动所述夹持指4的打开与闭合，从而实现对茶叶嫩芽的夹持动作。
所述主轴9穿过每个所述夹持臂1的主动齿轮1-3的轴心孔后，通过三枚所述压紧螺钉10与之刚性连接，从而在所述步进电机7的驱动下经主轴9可以带动每个所述夹持臂1的主动齿轮1-3转动。
参照图1、图2、图3，在平面坐标系内弧线表示茶垄表面弧度，弧线上方标记的若干“x”点对应一组所述夹持指4的夹持点，通过所述螺纹杆1-7的旋转可调整每组对应夹持指4的夹持高度，通过该组合方式可拟合茶垄表面弧度。
参照图1、图2、图3，本发明的工作过程如下：
（1）在采茶作业前，根据茶垄的宽度决定所需安装的夹持臂1的个数，再根据茶垄的弧度将各个夹持臂1固定至所述机架5上对应的位置（对应图3中x轴位置），旋紧所述定位螺钉6并随即旋转每个夹持臂1的所述螺纹杆1-7，将每个所述夹持臂1末端的夹持指4调整至所需高度（对应图3中y轴位置），之后旋紧所述压紧螺钉10完成定位工作；
（2）在采茶作业进行时，所述步进电机7开启带动所述主轴9转动，进而由固定于其上的所述夹持臂1内的所述主动齿轮1-3带动所述从动齿轮1-4转动，所述从动齿轮1-4通过所述连杆1-5使所述螺纹套筒1-6沿所述外壳1-1内的滑槽滑动至最底端，则所述螺纹杆1-7即达到合适的采摘高度，步进电机7随即暂停，所述舵机2启动所述小齿轮3转动使所述夹持指4夹持住茶叶嫩芽；
（3）步进电机7重启使得所述夹持臂1的螺纹套筒1-6沿外壳1-1滑槽上升则拉断茶叶嫩芽叶柄并将采摘后的茶叶嫩芽提升至合适高度，舵机2随即反转使得夹持指4松开，茶叶嫩芽在吸风装置的作用下吸收至收茶装置，至此完成一次茶叶嫩芽采摘作业。

Claims (2)

1.一种采茶机械手，其特征在于，由夹持臂、舵机、小齿轮、夹持指、机架、定位螺钉、步进电机、联轴器、主轴、压紧螺钉组成；其中，所述夹持臂的末端均固定有所述舵机及两枚相互啮合的所述小齿轮，其中一枚小齿轮在所述舵机的驱动下带动另一枚小齿轮；两枚所述小齿轮均刚性连接有所述夹持指；所述机架上开有平行通槽可固定多个夹持臂，每个所述夹持臂的外壳上端开孔通过所述定位螺钉固定于机架上；所述步进电机通过所述联轴器连接所述主轴，所述主轴穿过每个所述夹持臂内的主动齿轮的轴心孔，通过所述压紧螺钉与每个所述夹持臂内的主动齿轮刚性连接并固定在所述机架上。
2.依据权利要求1所述的一种采茶机械手，其特征在于，所述夹持臂的外部安装有外壳，所述外壳内安装有相互啮合的主动齿轮与从动齿轮，所述主动齿轮与所述外壳间嵌套有轴承，所述从动齿轮上开设的偏心孔通过销钉连接有连杆，所述连杆通过销钉又连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒内嵌套有螺纹杆。
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