CN107258226A - 一种自识别茶叶采摘装置及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种茶叶采摘装置，具体涉及一种自识别茶叶采摘装置，还涉及自识别茶叶采摘装置的应用方法。本发明通过纹理识别器获取茶叶图像，将获取的图像中叶片纹理和标准茶叶嫩叶纹理进行扫描对比，来区分嫩叶和老叶，完成对嫩叶的初步识别，再通过色彩识别传感器将茶叶的彩色图像转换为灰度图像，通过嫩叶和老叶灰度值的区别来完成对嫩叶的二次识别，经两层识别后可以精确区分出嫩叶，实现选择性采摘，提高了茶叶的品质，经检测，本发明自识别茶叶采摘装置对嫩芽的识别准确率可以达到96%以上，平均识别耗时为0.35s/幅。
Description
技术领域
本发明涉及一种茶叶采摘装置，具体涉及一种自识别茶叶采摘装置，还涉及自识别茶叶采摘装置的应用方法。
背景技术
茶叶采摘是茶园管理中历时最长，花工最多的劳动。在茶园集中而劳动力缺乏的地区，往往因采摘不及时而严重影响茶叶产量及品质。随着近几年退耕还林等政策的实施，茶园面积迅速增大，采茶耗工也日益增大。因为劳动力缺乏，茶叶不能及时下树的现象很多，给茶叶生产造成的损失也越来越突出。茶叶的及时采摘，是茶叶生产及发展急待解决的重大问题。传统的手工采摘方法最大优点是标准划一，容易掌握，缺点是费工，成本高，难以做到及时采摘。目前使用的采茶机能够实现减少劳动力，降低生产成本，提高经济效益。如专利号为CN201520916016.7的一种小型采茶机，虽然可以代替人工提高采摘效率，但是使用机械采摘时会把老叶嫩叶一起采摘，缺乏选择性，反而降低了采摘的品质。
因此，发明一种具有选择性、高效、低损伤率的自识别茶叶采摘方法代替人工和机械采摘，对茶叶采摘技术领域具有积极的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前机械采摘时会把老叶嫩叶一起采摘，缺乏选择性的缺陷，提供了一种自识别茶叶采摘装置及其应用方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种自识别茶叶采摘装置，包括一块锂电池安装在输送带护板的外侧，工作平台和输送带护板顶部相连，工作平台上安装有手柄，手柄的顶部带有开关，工作平台下方和两片输送带护板之间装有拨滚片，拨滚片后方倾斜安装有输送带，在拨滚片下方安装有茶叶切刀，输送带护板尾部连有茶叶收集槽，茶叶收集槽底部装有压片，其特征在于：工作平台上还安装有纹理识别器和色彩识别传感器，茶叶切刀由上刀片、下刀片、刀盒、偏心轮、轴承组成。
一种自识别茶叶采摘装置的应用方法：首先启动开关，通过锂电池供电，纹理识别器和色彩识别传感器启动工作，纹理识别器先对待采摘的茶叶片进行纹理识别，通过嫩叶和老叶之间叶片纹理的差异进行初步确认，再通过色彩识别传感器对茶叶片进行色彩识别，利用嫩叶和老叶之间色彩的茶叶进行二次确认，当二次确认通过后，茶叶切刀才能启动工作，偏心轮获得动力并将旋转运动通过轴承改变为上刀片和下刀片在刀盒中的往复式直线运动，通过上刀片和下刀片刀齿间的往复运动实现对茶叶嫩芽的剪切，剪切后的嫩芽经拨滚片拨到输送带表面，再经输送带输送到茶叶收集槽中，即可完成对茶叶的选择性采收。
所述的锂电池容量为20Ah，循环充防电600～700次后仍然具有85%的电量，电池内含保护板，具有过压、欠压、过温、过载、过流、短路保护，并且锂电池可以拆卸充电。
所述的拨滚片呈顺时针方向转动。
所述的输送带的倾斜角度为45°。
所述的纹理识别器是通过获取茶叶图像，将获取的图像中叶片纹理和标准茶叶嫩叶纹理进行扫描对比，来区分嫩叶和老叶。
所述的色彩识别传感器是通过将彩色图像转换为灰度图像，通过嫩叶和老叶灰度值的区别来识别嫩叶。
所述的压片可以控制采茶平面处于同一高度。
本发明的应用：
首先启动开关，通过锂电池供电，纹理识别器和色彩识别传感器启动工作，纹理识别器先对待采摘的茶叶片进行纹理识别，通过嫩叶和老叶之间叶片纹理的差异进行初步确认，再通过色彩识别传感器对茶叶片进行色彩识别，利用嫩叶和老叶之间色彩的茶叶进行二次确认，当二次确认通过后，茶叶切刀才能启动工作，偏心轮获得动力并将旋转运动通过轴承改变为上刀片和下刀片在刀盒中的往复式直线运动，通过上刀片和下刀片刀齿间的往复运动实现对茶叶嫩芽的剪切，剪切后的嫩芽经拨滚片拨到输送带表面，再经输送带输送到茶叶收集槽中，即可完成对茶叶的选择性采收。
本发明的有益效果是：
本发明通过纹理识别器获取茶叶图像，将获取的图像中叶片纹理和标准茶叶嫩叶纹理进行扫描对比，来区分嫩叶和老叶，完成对嫩叶的初步识别，再通过色彩识别传感器将茶叶的彩色图像转换为灰度图像，通过嫩叶和老叶灰度值的区别来完成对嫩叶的二次识别，经两层识别后可以精确区分出嫩叶，实现选择性采摘，提高了茶叶的品质，经检测，本发明自识别茶叶采摘装置对嫩芽的识别准确率可以达到96%以上，平均识别耗时为0.35s/幅。
附图说明
图1为本发明“一种自识别茶叶采摘装置”的立体图。
图2为本发明“一种自识别茶叶采摘装置”中茶叶切刀的放大图。
图3为本发明“一种自识别茶叶采摘装置”的侧面图
其中，1、锂电池；2、输送带护板；3、工作平台；4、输送带；5、拨滚片；6、茶叶切刀；7、纹理识别器；8、手柄；9、开关；10、色彩识别传感器；11、压片；12、茶叶收集槽；13、上刀片；14、下刀片；15、偏心轮；16、刀盒；17、轴承。
具体实施方式
一种自识别茶叶采摘装置，包括一块锂电池1安装在输送带护板2的外侧，工作平台3和输送带护板2顶部相连，工作平台3上安装有手柄8，手柄8的顶部带有开关9，工作平台3下方和两片输送带护板2之间装有拨滚片5，拨滚片5后方倾斜安装有输送带4，在拨滚片5下方安装有茶叶切刀6，输送带护板2尾部连有茶叶收集槽12，茶叶收集槽12底部装有压片11，其特征在于：工作平台3上还安装有纹理识别器7和色彩识别传感器10，茶叶切刀6由上刀片13、下刀片14、刀盒16、偏心轮15、轴承17组成。一种自识别茶叶采摘装置的应用方法：首先启动开关9，通过锂电池1供电，纹理识别器7和色彩识别传感器10启动工作，纹理识别器7先对待采摘的茶叶片进行纹理识别，通过嫩叶和老叶之间叶片纹理的差异进行初步确认，再通过色彩识别传感器10对茶叶片进行色彩识别，利用嫩叶和老叶之间色彩的茶叶进行二次确认，当二次确认通过后，茶叶切刀6才能启动工作，偏心轮15获得动力并将旋转运动通过轴承17改变为上刀片13和下刀片14在刀盒16中的往复式直线运动，通过上刀片13和下刀片14刀齿间的往复运动实现对茶叶嫩芽的剪切，剪切后的嫩芽经拨滚片5拨到输送带4表面，再经输送带4输送到茶叶收集槽中，即可完成对茶叶的选择性采收。所述的锂电池1容量为20Ah，循环充防电600～700次后仍然具有85%的电量，电池内含保护板，具有过压、欠压、过温、过载、过流、短路保护，并且锂电池1可以拆卸充电。所述的拨滚片5呈顺时针方向转动。所述的输送带4的倾斜角度为45°。所述的纹理识别器7是通过获取茶叶图像，将获取的图像中叶片纹理和标准茶叶嫩叶纹理进行扫描对比，来区分嫩叶和老叶。所述的色彩识别传感器10是通过将彩色图像转换为灰度图像，通过嫩叶和老叶灰度值的区别来识别嫩叶。所述的压片11可以控制采茶平面处于同一高度。所述的输送带护板2共两片，对称分布在输送带4的两侧，可以防止输送过程中茶叶的遗落。
Claims (9)
1.一种自识别茶叶采摘装置，包括一块锂电池（1）安装在输送带护板（2）的外侧，工作平台（3）和输送带护板（2）顶部相连，工作平台（3）上安装有手柄（8），手柄（8）的顶部带有开关（9），工作平台（3）下方和两片输送带护板（2）之间装有拨滚片（5），拨滚片（5）后方倾斜安装有输送带（4），在拨滚片（5）下方安装有茶叶切刀（6），输送带护板（2）尾部连有茶叶收集槽（12），茶叶收集槽（12）底部装有压片（11），其特征在于：工作平台（3）上还安装有纹理识别器（7）和色彩识别传感器（10），茶叶切刀（6）由上刀片（13）、下刀片（14）、刀盒（16）、偏心轮（15）、轴承（17）组成。
2.权利要求1所述的一种自识别茶叶采摘装置的应用方法，其特征在于：首先启动开关（9），通过锂电池（1）供电，纹理识别器（7）和色彩识别传感器（10）启动工作，纹理识别器（7）先对待采摘的茶叶片进行纹理识别，通过嫩叶和老叶之间叶片纹理的差异进行初步确认，再通过色彩识别传感器（10）对茶叶片进行色彩识别，利用嫩叶和老叶之间色彩的茶叶进行二次确认，当二次确认通过后，茶叶切刀（6）才能启动工作，偏心轮（15）获得动力并将旋转运动通过轴承（17）改变为上刀片（13）和下刀片（14）在刀盒（16）中的往复式直线运动，通过上刀片（13）和下刀片（14）刀齿间的往复运动实现对茶叶嫩芽的剪切，剪切后的嫩芽经拨滚片（5）拨到输送带（4）表面，再经输送带（4）输送到茶叶收集槽中，即可完成对茶叶的选择性采收。
3.根据权利要求1所述的一种自识别茶叶采摘装置，其特征在于：所述的锂电池（1）容量为20Ah，循环充防电600～700次后仍然具有85%的电量，电池内含保护板，具有过压、欠压、过温、过载、过流、短路保护，并且锂电池（1）可以拆卸充电。
4.根据权利要求1所述的一种自识别茶叶采摘装置，其特征在于：所述的拨滚片（5）呈顺时针方向转动。
5.根据权利要求1所述的一种自识别茶叶采摘装置，其特征在于：所述的输送带（4）的倾斜角度为45°。
6.根据权利要求1所述的一种自识别茶叶采摘装置，其特征在于：所述的纹理识别器（7）是通过获取茶叶图像，将获取的图像中叶片纹理和标准茶叶嫩叶纹理进行扫描对比，来区分嫩叶和老叶。
7.根据权利要求1所述的一种自识别茶叶采摘装置，其特征在于：所述的色彩识别传感器（10）是通过将彩色图像转换为灰度图像，通过嫩叶和老叶灰度值的区别来识别嫩叶。
8.根据权利要求1所述的一种自识别茶叶采摘装置，其特征在于：所述的压片（11）可以控制采茶平面处于同一高度。
9.根据权利要求1所述的一种自识别茶叶采摘装置，其特征在于：所述的输送带护板（2）共两片，对称分布在输送带（4）的两侧，可以防止输送过程中茶叶的遗落。
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