CN111869422B - 真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手 - Google Patents

真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农业机械领域。目的是提供一种真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手，该机械手可通过真空吸附和剪切断梗的方式对茶叶单芽连续快速采摘，并在采茶过程中对茶叶进行分选，降低茶叶单芽采摘工作中的人工成本，提高茶叶采摘质量。技术方案是：真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手，其特征在于：包括沿长度方向贯通以吸附茶芽的负压管道、固定在负压管道其中一端口下部的刀片、可摆动地定位在负压管道上并可与刀片冲击配合以切断茶芽的断梗机构、固定在负压管道上以拉动断梗机构向负压管道内部方向摆动的绳驱机构以及对应安装在负压管道的两侧并与断梗机构相配合以检测断梗机构摆动角度的两个对射型光电开关。

Description

真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手
技术领域
本发明涉及农业机械领域，具体是真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手。
背景技术
近年来，为满足世界范围内茶产业“机器换人”的需求，茶叶采摘机得到了快速发展，但目前市面上常见的茶叶采摘机均采用往复切割的采茶方式。该种采茶方式适合大宗茶的高效采摘，但无法满足我国名优茶(通常为茶叶单芽)的采摘需求，名优茶的采摘还是依靠人工完成，降低了我国茶产业的经济效益。因此，从实际情况出发，需要研究一种茶叶单芽采摘机械手，以便对茶叶单芽进行连续快速采摘，同时在采茶过程中能够分选出茶叶单芽和老叶，从而降低人工成本，提升我国名优茶采摘质量，提高我国茶产业的经济效益。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手，该机械手可通过真空吸附和剪切断梗的方式对茶叶单芽连续快速采摘，并在采茶过程中对茶叶进行分选，降低茶叶单芽采摘工作中的人工成本，提高茶叶采摘质量。
本发明提供的技术方案是：
真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手，其特征在于：包括沿长度方向贯通以吸附茶芽的负压管道、固定在负压管道其中一端口下部的刀片、可摆动地定位在负压管道上并可与刀片冲击配合以切断茶芽的断梗机构、固定在负压管道上以拉动断梗机构向负压管道内部方向摆动的绳驱机构以及对应安装在负压管道的两侧并与断梗机构相配合以检测断梗机构摆动角度的两个对射型光电开关。
所述断梗机构可转动地定位在负压管道上且一端轴向延伸至负压管道外侧以形成延伸段的转动轴、由相互垂直且一体成型的转动板和切断板组成的断梗翻板、固定套设在延伸段上的复位扭簧以及固定在负压管道外壁并与复位扭簧的一个扭簧脚固定连接的扭簧挡柱；所述转动板和切断板的连接处固定在所述转动轴上。
所述转动板竖直盖合在负压管道的端口并与绳驱机构相连接；所述切断板水平布置并沿负压管道的长度方向向外伸展；所述转动板的中部均匀开设有若干小孔；转动板的大小与负压管道的端口相适合，以保证转动板顺利向负压管道内部摆动；所述切断板的大小与刀片的安装位置相适合，以保证切断板冲击刀片。
所述绳驱机构包括固定在负压管道外壁的电机、由电机驱使转动的绕线轮、一端绕设在绕线轮上且另一端与转动板固定连接的拉绳以及可转动地定位在负压管道外壁并对拉绳进行导向的若干导向轮；所述负压管道的外壁开设有便于拉绳穿过的穿孔。
所述转动板上设置有与拉绳固定连接的拉线环。
本发明的工作原理是：
本发明在使用时，向负压管道内通入负压使转动板摆动一定角度被吸入至负压管道内，转动板中部开设有小孔，由于茶叶单芽比老叶更轻且更加柔软，因此茶叶单芽被吸附至转动板上并堵住小孔，使转动板进一步向负压管道内摆动并阻挡在两个对射型光电开关之间，两个对射型光电开关断开，此时电机开始工作，通过拉绳带动断梗翻板摆动，使切断板与刀片冲击从而切断茶芽，茶芽在负压的作用下被吸入至负压管道内，完成茶芽的采摘工作。
本发明的有益效果是：
本发明结构简单，工作可靠，能够实现对茶叶单芽的连续快速采摘，并在采摘过程中对老叶和茶叶单芽直接分选，大大提升了茶叶的采摘质量，降低了茶叶采摘过程的人工成本，提高了茶叶的经济效益，适合推广使用。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的立体结构示意图。
图4是本发明所述断梗翻板的立体结构示意图。
图5是本发明采茶过程示意图之一(初始状态)。
图6是本发明采茶过程示意图之二(两个对射型光电开关连通)。
图7是本发明采茶过程示意图之三(两个对射型光电开关断开)。
图8是本发明采茶过程示意图之四(茶叶单芽采摘完成)。
附图标记：
1、负压管道；1-1、穿孔；2、断梗机构；2-1、轴承；2-2、转动轴；2-2-1、延伸段；2-3、断梗翻板；2-3-1、转动板；2-3-2、切断板；2-3-3、拉线环；2-3-4、小孔；2-4、复位扭簧；2-5、扭簧挡柱；3、对射型光电开关；4、绳驱机构；4-1、导向轮；4-2、电机固定架；4-3、电机；4-4、绕线轮；4-5、拉绳；5、刀片；6、老叶；7、茶叶单芽。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
如图1至图3所示的真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手，包括负压管道1、刀片5、断梗机构2、绳驱机构4和两个对射型光电开关3。所述负压管道沿长度方向(即图2的左右方向，下同)贯通，使用时负压管道一端(本实施例为图2的左端)通入负压，以便吸附茶叶单芽，另一端(本实施例为图2的右端)的端口下部固定有所述刀片。
所述断梗机构可摆动地定位在负压管道上，通过与刀片冲击配合来切断茶叶单芽。所述断梗机构包括转动轴2-2、断梗翻板2-3、复位扭簧2-4和扭簧挡柱2-5。所述转动轴通过轴承2-1可转动地定位在负压管道上，并且转动轴的一端轴向延伸至负压管道的外侧形成延伸段2-2-1。如图4所示，所述断梗翻板由相互垂直且一体成型的转动板2-3-1和切断板2-3-2组成；转动板和切断板的连接处固定在所述转动轴上。本实施例中，所述转动板竖直盖合在负压管道的端口并与绳驱机构相连接；所述切断板水平布置并沿负压管道的长度方向向外伸展。所述扭簧挡柱固定在负压管道的外壁；所述复位扭簧固定套设在延伸段上，并且复位扭簧的一个扭簧脚与扭簧挡柱固定连接，从而保证切断板在重力作用下不会向下摆动，同时保证断梗翻板在绳驱机构的带动下进行摆动后能够自动复位。所述转动板的中部均匀开设有若干小孔2-3-4；转动板的大小与负压管道的端口相适合，以保证转动板顺利经过负压管道的端口后向负压管道内部摆动。所述切断板的大小与刀片的安装位置相适合，以保证切断板冲击刀片。所述转动板靠近负压管道内部的一侧设置有拉线环2-3-3，以便与绳驱机构相连接。
所述绳驱机构固定在负压管道上，用于拉动断梗翻板向负压管道的内部方向摆动；绳驱机构包括电机4-3、绕线轮4-4、拉绳4-5和若干(图3中为四组)导向轮4-1。所述电机通过电机固定架4-2固定在负压管道的外壁；所述绕线轮固定在电机的转动轴上，由电机驱使转动。所述拉绳一端绕设在绕线轮上，另一端与转动板的拉线环固定连接；所述负压管道的外壁开设有便于拉绳穿过的穿孔1-1。所述导向轮可转动地定位在负压管道的外壁，用于对拉绳进行导向。
两个对射型光电开关对应安装在负压管道的两侧，以便与断梗机构相配合，检测断梗翻板的摆动角度。
本发明的工作方式如下：
首先，本发明处于初始状态，断梗翻板的转动板与负压管道的端口对齐盖合，切断板与转动板之间形成茶叶采摘空间，此时两个对射型光电开关之间没有障碍物，处于连通状态(见图5)。开始采摘茶叶时，负压管道内通入负压，转动板向负压管道内转动，若切断板与转动板之间的茶叶为老叶6或采摘空间内没有茶叶时，由于老叶较重不易被吸附，外部空气可通过转动板上设置的小孔流入负压管道内，转动板转动较小角度，不会阻挡在两个对射型光电开关之间，两个对射型光电开关处于连通状态(见图6)。当采茶空间内有茶叶单芽7时，由于茶叶单芽柔软且质量较轻，茶叶单芽在负压作用下被吸附至转动板上，从而堵住转动板上的小孔，使转动板进一步向负压管道内摆动，并阻挡在两个对射型光电开关之间，两个对射型光电开关处于断开状态(见图7)；此时由外部控制器(图中未画出)控制电机转动，带动绕线轮拉动拉绳，拉绳进一步拉动转动板向负压管道内转动更大角度，使切断板与刀片形成冲击，切断茶梗，负压管道继续通入负压，输送切断的茶叶单芽，实现茶叶采摘(见图8)。
本发明可集成在设施完善的大中型茶叶单芽采收设备末端作为执行机构使用，能够快速连续的采摘茶叶单芽，效率较高，且能够区分茶叶单芽和老叶，在茶叶采摘过程中对茶叶进行分选，进一步提升名优茶的质量，提高茶叶的经济效益，降低人工成本。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手，其特征在于：包括沿长度方向贯通以吸附茶叶单芽(7)的负压管道(1)、固定在负压管道其中一端口下部的刀片(5)、可摆动地定位在负压管道上并可与刀片冲击配合以切断茶叶单芽的断梗机构(2)、固定在负压管道上以拉动断梗机构向负压管道内部方向摆动的绳驱机构(4)以及对应安装在负压管道的两侧并与断梗机构相配合以检测断梗机构摆动角度的两个对射型光电开关(3)；
所述断梗机构可转动地定位在负压管道上且一端轴向延伸至负压管道外侧以形成延伸段(2-2-1)的转动轴(2-2)、由相互垂直且一体成型的转动板(2-3-1)和切断板(2-3-2)组成的断梗翻板(2-3)、固定套设在延伸段上的复位扭簧(2-4)以及固定在负压管道外壁并与复位扭簧的一个扭簧脚固定连接的扭簧挡柱(2-5)；所述转动板和切断板的连接处固定在所述转动轴上；
所述转动板竖直盖合在负压管道的端口并与绳驱机构相连接；所述切断板水平布置并沿负压管道的长度方向向外伸展；所述转动板的中部均匀开设有若干小孔(2-3-4)；转动板的大小与负压管道的端口相适合，以保证转动板顺利向负压管道内部摆动；所述切断板的大小与刀片的安装位置相适合，以保证切断板冲击刀片。
2.根据权利要求1所述的真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手，其特征在于：所述绳驱机构包括固定在负压管道外壁的电机(4-3)、由电机驱使转动的绕线轮(4-4)、一端绕设在绕线轮上且另一端与转动板固定连接的拉绳(4-5)以及可转动地定位在负压管道外壁并对拉绳进行导向的若干导向轮(4-1)；所述负压管道的外壁开设有便于拉绳穿过的穿孔(1-1)。
3.根据权利要求2所述的真空吸附式采摘、分选一体化茶叶单芽采摘机械手，其特征在于：所述转动板上设置有与拉绳固定连接的拉线环(2-3-3)。
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