CN114009214B - 一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法 - Google Patents
一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114009214B CN114009214B CN202111537868.1A CN202111537868A CN114009214B CN 114009214 B CN114009214 B CN 114009214B CN 202111537868 A CN202111537868 A CN 202111537868A CN 114009214 B CN114009214 B CN 114009214B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tea
- picking
- cutter
- toothed plate
- push rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 29
- 235000009024 Ceanothus sanguineus Nutrition 0.000 claims abstract description 28
- 240000003553 Leptospermum scoparium Species 0.000 claims abstract description 28
- 235000015459 Lycium barbarum Nutrition 0.000 claims abstract description 28
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 6
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 claims description 94
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 6
- 241001046947 Ectropis obliqua Species 0.000 claims description 5
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 abstract 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000013138 pruning Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
- A01D46/04—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs of tea
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
- A01D46/30—Robotic devices for individually picking crops
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping
Abstract
本发明公开了一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法，涉及茶叶采摘技术领域。本发明的一种仿生采茶刀具，包括上支撑板以及与上支撑板一体成型的两个侧板，两个所述侧板之间安装有滑动齿板和固定齿板，所述固定齿板的两端固定安装在对应的侧板上，所述滑动齿板滑动安装在固定齿板上，所述滑动齿板包括基体和切割齿，所述切割齿的刀刃的外轮廓呈仿生结构，所述上支撑板上安装有驱动单元，所述驱动单元和滑动齿板传动连接。本发明公开了一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法，通过激光雷达传感器以及采茶机构的协同作用，能够对茶树顶梢的鲜叶进行自动仿形采收，较好地保证了茶叶机采的效率和精度，促使茶叶行业机械化采摘发展水平进一步提升。
Description
技术领域
本发明涉及茶叶采摘技术领域，尤其涉及一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法。
背景技术
我国是茶文化大国，也是茶叶种植生产大国，茶区辽阔，气候多样，茶类品种繁多，栽茶历史悠久，形成了形状各异的许多地方品种，而茶业顺应市场需求的发展，茶园面积不断地扩大，茶叶产量迅速地递增，而茶叶是一种季节性和时效性要求较高的产品，如果不能在规定时间之前完成茶叶采摘，那么就会对茶叶的品质产生重要的影响，采摘的好坏和效率，直接影响到茶叶质量和茶业效益，特别是明前茶、春茶，生长快，需及时高质量采摘。
传统的茶叶采摘方式，是采用人工进行采摘，采摘质量较好，但是效率极低，研究发现，采茶工1天8h约采摘3kg茶叶，因此随着科技的发展，采茶的机械设备逐渐出现在市场上，目前用的最多的是手持式的采茶装置，虽然效率比传统人工采摘方式高，但是也需要人工操作，且目前的采茶装置，由于茶垄的形状限制，大多需要分别在左侧、中间、右侧分别进行三次采摘，能耗和效率依然不能满足日益增加的采茶需求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于公开一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法，通过激光雷达传感器以及采茶机构的协同作用，能够对茶树顶梢的鲜叶进行自动仿形采收，较好地保证了茶叶机采的效率和精度，促使茶叶行业机械化采摘发展水平进一步提升。
具体的，本发明的一种仿生采茶刀具，包括上支撑板以及与上支撑板一体成型的两个侧板，两个所述侧板之间安装有滑动齿板和固定齿板，所述固定齿板的两端固定安装在对应的侧板上，所述滑动齿板滑动安装在固定齿板上，所述滑动齿板包括基体和切割齿，所述切割齿的刀刃的外轮廓呈仿生结构，所述上支撑板上安装有驱动单元，所述驱动单元和滑动齿板传动连接。
进一步，所述基体上开设有多个散热孔和条形孔，所述散热孔和条形孔间隔设置。
进一步，所述滑动齿板和固定齿板之间穿设有一个或多个定位螺栓，一个或多个所述定位螺栓均设置于条形孔内。
进一步，所述切割齿的刀刃的外轮廓为仿茶尺蠖幼虫口器切齿结构，其仿生曲线为：
Y＝6.214sin(0.1429x+0.2629)+8.148sin(0.5242x-1.737)+2.309sin(0.91 12x+1.212)+6.217sin(0.5843x+0.5042)-0.4521sin(1.669x-8.656)+0.3548sin(1.99x-10.61)
其中：x∈[0,21.4]，单位为mm。
进一步，所述切割齿的齿距为：30-35mm，齿高为20-23mm。
进一步，所述驱动机构包括驱动电机，皮带轮组件以及固定安装在皮带轮组件输出轴上的凸轮，所述驱动板上开设有连接槽，所述凸轮设置于连接槽内且与连接槽形状相匹配。
进一步，所述皮带轮组件包括皮带传动连接的第一皮带轮和第二皮带轮，所述第一皮带轮与驱动电机的输出轴固定连接，第二皮带轮固定安装在机架上，且与凸轮同轴设置。
此外，本发明还公开一种采茶装置，所述采茶装置包括移动底座以及安装在移动底座上的机架，所述机架上固定安装有两个采茶机构，所述采茶机构包括滑轨单元以及滑动安装在滑轨单元上的支撑平台，所述滑轨单元固定安装在机架上，所述支撑平台上固定安装有直流推杆电机和激光雷达传感器，所述直流推杆电机推杆的自由端上固定安装有如权利要求1-4任一权利要求所述的仿生采茶刀具，所述采茶装置还包括PLC控制器，所述激光雷达传感器和PLC控制器的信号输入端信号连接，所述PLC控制器的信号输出端和直流推杆电机信号连接。
进一步，所述滑轨单元包括平行设置的滚珠丝杠和滚轮滑轨，所述滚珠丝杠的一端通过轴承座固定安装在机架上，另一端固定连接有转动电机，所述转动电机固定安装在机架上，所述滚轮滑轨的两端均通过轴承座固定安装在机架上，所述支撑平台包括固定连接的基座和支撑板，所述滚珠丝杠和滚轮滑轨穿射在基座内。
进一步，所述滚轮滑轨上开设有开口向上的凹槽，所述支撑板上于凹槽对应的位置固定安装两个对称设置的支耳，两个所述支耳之间安装有移动滚轮，所述移动滚轮位于凹槽内，且与凹槽底部相接触。
此外，本发明还公开了使用上述采茶装置进行茶叶采收的方法，具体包括以下步骤：
S1：将采茶装置移动至需采茶的茶垄处，使得移动底座位于茶垄的两边，机架横跨于茶垄之上，且两个所述采茶机构分别位于茶垄两侧对应的位置；
S2：利用直流推杆电机将采茶机构移动到刀具与茶垄靠近但不接触茶树的状态，且刀具整体向沿着茶垄中心方向向上倾斜，以匹配茶树树冠形状；
S3：启动两个采茶机构上的激光雷达器，分别对两个刀具的位置进行检测，并通过激光点云数据拟合茶树树冠，计算茶树树冠曲线与刀具曲线的匹配方案，再根据匹配方案，通过PLC控制器控制直流推杆电机，调整直流推杆电机的推杆的位置，进而控制刀具的姿态和高度进行茶叶采收；
S4：移动底座沿着茶垄进行移动，采茶刀具持续对茶叶进行采收，同时两个激光雷达器均持续动态检测刀具和拟合茶树树冠，PLC控制器根据接收到的信号控制直流推杆电机进行动态升降，直至采收完成。
进一步，所述S3步骤中，在匹配茶树树冠曲线和刀具曲线时，根据匹配后树冠曲线与刀具曲线的间的夹角α和两曲线间的平均距离L判断作为匹配的标准，若α＞α0或L＞L0，则继续调节直流推杆电机直到α<α0且L<L0为止，其中，α0、L0是根据实际作业情况和执行机构的运动情况所给予的测量允许偏差值。
本发明的有益效果：
1、本发明公开了一种仿生采茶刀具，以生物切齿叶为原型进行仿生设计，为茶树修剪刀具结构的设计提供了仿生学依据。本发明的动刀片切割齿以茶尺蠖幼虫上颚前端的切齿叶为原型进行仿生齿设计，对其几何结构进行模拟，有利于修剪刀对茶树叶片的切割，减少功耗，提高了工作效率。
2、本发明公开了一种采茶装置，利用两组仿形采茶机构来适应弧形顶梢茶树的鲜叶采收，仿形精度高、采收效果好，并采用合理的空间结构布置于移动平台上；作业时，安装有两组仿形采茶机构的移动平台沿茶树垄长方向移动，依靠 PLC控制器控制移动底座和各采茶机构的有序运动，实现了装置在行进过程中对单垄茶树上目标鲜叶的“一次性”自动采收，减轻了操作者的劳动强度，大大提高了茶叶机械采摘的速度和质量。
3、本发明公开的采茶方法，以采茶装置为基础，利用激光雷达传感器无滞后地在线拟合茶树蓬面曲线，并实时匹配刀具和茶树蓬面，响应时间短、检测精度高、环境适应性好，并通过实时的数据反馈处理和控制器控制实现了在移动平台行进前和行进中各仿形执行机构对采茶机刀片位置的实时调节，从而提高了各仿形采茶单元对茶树顶梢鲜叶的采收精度。
4、本发明采用直流推杆电机来实现采茶刀具的姿态仿形，运动过程平稳、精度高、响应快；支撑平台可通过转动电机驱动滚珠丝杠实现各采茶机构的横向移动，最大程度地满足对不同宽度茶树鲜叶采收的需求。
附图说明
图1是本发明的采茶装置的结构示意图；
图2是本发明支撑平台的仰视图；
图3是图2中A-A方向的剖视图；
图4是本发明的刀具的结构示意图
图5是图4中B-B方向的剖视图；
图6是本发明的动刀片的结构示意图；
图7是茶尺蠖幼虫上颚前端切齿叶扫描电镜图；
图8是本发明的拟合曲线示意图；
其中，移动底座1、机架2、支撑平台3、基座31、支撑板32、支耳33、移动滚轮34、滚珠丝杠4、滚轮滑轨5、凹槽51、轴承座6、转动电机7、直流推杆电机8、激光雷达传感器9、仿生采茶刀具10、上支撑板11、侧板12、滑动齿板13、基体131、驱动板1311、切割片1312、切割齿132、固定齿板14、散热孔15、条形孔16、定位螺栓17、驱动电机18、凸轮19、连接槽20、第一皮带轮21、第二皮带轮22。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：
如图1-图8所示，本发明的一种采茶装置，包括移动底座1以及安装在移动底座1上的机架2，机架2上固定安装有一个或多个采茶机构，本实施例选择设置两个采茶机构，在进行采收时，能够分别对应茶垄的两侧，能够更好的对茶垄形状进行匹配，采茶机构包括滑轨单元以及滑动安装在滑轨单元上的支撑平台 3，滑轨单元包括平行设置的滚珠丝杠4和滚轮滑轨5，支撑平台3包括固定连接的基座31和支撑板32，滚珠丝杠4和滚轮滑轨5穿射在基座31内，滚珠丝杠4的一端通过轴承座6固定安装在机架2上，另一端通过联轴器连接有转动电机7，转动电机7固定安装在机架2上，滚轮滑轨5的两端均通过轴承座6固定安装在机架2上，滚轮滑轨5上开设有开口向上的凹槽51，支撑板32上于凹槽 51对应的位置固定安装两个对称设置的支耳33，两个支耳33之间安装有移动滚轮34，移动滚轮34位于凹槽51内，且与凹槽51底部相接触，滚珠丝杠4和滚轮滑轨5的结构设置使得支撑平台3能够更平稳的运行，在使用的时候，利用转动电机7带动滚珠丝杠4进行转动，滚珠丝杠4驱动支撑平台3进行水平的移动，以此调节切割单元的位置，而凹槽51和移动滚轮34的设置则减小了基座31和滑轨单元之间的摩擦力，在移动的过程中，操作更平稳，响应更快，有利于能耗的降低。
支撑平台3上铰接安装有两台直流推杆电机8，两台直流推杆电机8对称设置在支撑平台3上，支撑平台3上于两台直流推杆电机8中间的位置还固定安装有激光雷达传感器9，本发明的采茶装置还包括PLC控制器，激光雷达传感器9 和PLC控制器的信号输入端信号连接，PLC控制器的信号输出端和直流推杆电机8信号连接，从而在一定程度上保证切割的高效进行，直流推杆电机8推杆的自由端上铰接固定安装有仿生采茶刀具10，通过激光雷达传感器9能够对仿生采茶刀具和茶垄之间的距离进行检测，再利用PLC控制器驱动直流推杆电机对仿生采茶刀具的位置进行调整，一定程度上能够达到精确采摘的目的。
本发明的仿生采茶刀具10，包括上支撑板11以及与上支撑板11一体成型的两个侧板12，两个侧板12之间安装有滑动齿板13和固定齿板14，固定齿板 14的两端固定安装在对应的侧板12上，滑动齿板13滑动安装在固定齿板14上，滑动齿板13包括基体131和切割齿132，基体131上开设有多个散热孔15和条形孔16，散热孔15和条形孔16间隔设置，通过条形孔16和散热孔15的设计，不仅能够在一定程度上降低刀具使用时的温度，同时还能够在一定程度上减少滑动齿板13的质量，使得其使用起来更轻便，有利于降低能耗，具体的，基体131 包括固定连接的驱动板1311和弧形的切割片1312，若干切割齿132固定设置在切割片1312上，散热孔15和条形孔16设置在切割片上，滑动齿板13和固定齿板14之间穿设有一个或多个定位螺栓17，一个或多个定位螺栓17均设置于条形孔内，具体的，本实施例选择设置两个定位螺栓17，于基体131上对称设置，条形孔16的结构不会影响动刀片2的往复运动，切割齿的刀刃的外轮廓呈仿生结构，具体为仿茶尺蠖幼虫口器切齿结构，其仿生曲线为：
Y＝6.214sin(0.1429x+0.2629)+8.148sin(0.5242x-1.737)+2.309sin(0.911 2x+1.212)+6.217sin(0.5843x+0.5042)-0.4521sin(1.669x-8.656)+0.3548sin(1.99x-10.61)
其中：x∈[0,21.4]，单位为mm。
上支撑板11上安装有驱动单元，驱动单元和滑动齿板13传动连接，驱动单元包括驱动电机18、皮带轮组件以及固定安装在皮带轮组件输出轴上的凸轮19，驱动板1311上开设有连接槽20，凸轮19设置于连接槽20内且与连接槽20形状相匹配，皮带轮组件包括皮带传动连接的第一皮带轮21和第二皮带轮22，第一皮带轮21与驱动电机18的输出轴固定连接，第二皮带轮22固定安装在上支撑板11上，且与凸轮19同轴设置，在使用的时候，驱动电机18转动带动第一皮带轮21转动，第一皮带轮21通过皮带带动第二皮带轮22再带动凸轮19转动，而凸轮19和连接槽相配合从而驱动滑动齿板13左右往复运动。
使用上述的采茶装置进行茶叶采摘时，具体的操作步骤为：
S1：将采茶装置移动至需采茶的茶垄处，使得移动底座位于茶垄的两边，机架横跨于茶垄之上，且两个所述采茶机构分别位于茶垄两侧对应的位置；
S2：利用直流推杆电机将采茶机构移动到刀具与茶垄靠近但不接触茶树的状态，且刀具整体向沿着茶垄中心方向向上倾斜，以匹配茶树树冠形状；
S3：启动两个采茶机构上的激光雷达器，分别对两个刀具的位置进行检测，并通过激光点云数据拟合茶树树冠，计算茶树树冠曲线与刀具曲线的匹配方案，即，根据匹配后树冠曲线与刀具曲线的间的夹角α和两曲线间的平均距离L判断作为匹配的标准，若α＞α0或L＞L0，则继续调节直流推杆电机直到α<α0 且L<L0为止，其中，α0、L0是根据实际作业情况和执行机构的运动情况所给予的测量允许偏差值，根据匹配方案，通过PLC控制器控制直流推杆电机，调整直流推杆电机的推杆的位置，进而控制刀具的姿态和高度，直至实时计算的刀具曲线和茶树树冠曲线之间的夹角α和两曲线间的平均距离L值均满足前述的测量原理要求，实现对茶树顶梢的仿形，进行茶叶采收；
S4：移动底座沿着茶垄进行移动，采茶刀具持续对茶叶进行采收，被刀具采收的茶叶通过刀具上设置的风扇吹至后方预设的收集袋中，同时两个激光雷达器均持续动态检测刀具和拟合茶树树冠，PLC控制器根据接收到的信号控制直流推杆电机进行动态升降，当激光雷达传感器均无法检测到茶树(即超出量程)时，即认为该采茶机构下方所对应区域的茶叶采收完毕；控制器控制各直流推杆电机转动，各采茶机构归位至初始状态。当所有采茶机构均归位至初始状态后，控制器控制移动底座和各装置停止运动，该单垄茶树的鲜叶采收完毕，直至采收完成。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (8)
1.一种仿生采茶刀具，其特征在于，包括上支撑板以及与上支撑板一体成型的两个侧板，两个所述侧板之间安装有滑动齿板和固定齿板，所述固定齿板的两端固定安装在对应的侧板上，所述滑动齿板滑动安装在固定齿板上，所述滑动齿板包括基体和切割齿，所述切割齿的刀刃的外轮廓呈仿生结构，所述上支撑板上安装有驱动单元，所述驱动单元和滑动齿板传动连接；
所述切割齿的刀刃的外轮廓为仿茶尺蠖幼虫口器切齿结构，其仿生曲线为：
Y=6.214sin(0.1429x+0.2629)+8.148sin(0.5242x-1.737)+2.309sin(0.9112x+1.212)+6.217sin(0.5843x+0.5042)-0.4521sin(1.669x-8.656)+0.3548sin(1.99x-10.61)
其中：x∈[0, 21.4]，单位为mm。
2.根据权利要求1所述的一种仿生采茶刀具，其特征在于，所述基体上开设有多个散热孔和条形孔，所述散热孔和条形孔间隔设置。
3.根据权利要求2所述的一种仿生采茶刀具，其特征在于，所述滑动齿板和固定齿板之间穿设有一个或多个定位螺栓，一个或多个所述定位螺栓均设置于条形孔内。
4.一种采茶装置，其特征在于，所述采茶装置包括移动底座以及安装在移动底座上的机架，所述机架上固定安装有两个采茶机构，所述采茶机构包括滑轨单元以及滑动安装在滑轨单元上的支撑平台，所述滑轨单元固定安装在机架上，所述支撑平台上固定安装有直流推杆电机和激光雷达传感器，所述直流推杆电机推杆的自由端上固定安装有如权利要求1-3任一权利要求所述的仿生采茶刀具，所述采茶装置还包括PLC控制器，所述激光雷达传感器和PLC控制器的信号输入端信号连接，所述PLC控制器的信号输出端和直流推杆电机信号连接。
5.根据权利要求4所述的一种采茶装置，其特征在于，所述滑轨单元包括平行设置的滚珠丝杠和滚轮滑轨，所述滚珠丝杠的一端通过轴承座固定安装在机架上，另一端固定连接有转动电机，所述转动电机固定安装在机架上，所述滚轮滑轨的两端均通过轴承座固定安装在机架上，所述支撑平台包括固定连接的基座和支撑板，所述滚珠丝杠和滚轮滑轨穿射在基座内。
6.根据权利要求5所述的一种采茶装置，其特征在于，所述滚轮滑轨上开设有开口向上的凹槽，所述支撑板上于凹槽对应的位置固定安装两个对称设置的支耳，两个所述支耳之间安装有移动滚轮，所述移动滚轮位于凹槽内，且与凹槽底部相接触。
7.一种采茶方法，其特征在于，基于权利要求4-6任一权利要求所述的采茶装置，具体包括以下步骤：
S1：将采茶装置移动至需采茶的茶垄处，使得移动底座位于茶垄的两边，机架横跨于茶垄之上，且两个所述采茶机构分别位于茶垄两侧对应的位置；
S2：利用直流推杆电机将采茶机构移动到刀具与茶垄靠近但不接触茶树的状态，且刀具整体向沿着茶垄中心方向向上倾斜，以匹配茶树树冠形状；
S3：启动两个采茶机构上的激光雷达器，分别对两个割刀的位置进行检测，并通过激光点云数据拟合茶树树冠，计算茶树树冠曲线与割刀曲线的匹配方案，再根据匹配方案，通过PLC控制器控制直流推杆电机，调整直流推杆电机的推杆的位置，进而控制刀具的姿态和高度进行茶叶采收；
S4：移动底座沿着茶垄进行移动，采茶刀具持续对茶叶进行采收，同时两个激光雷达器均持续动态检测割刀和拟合茶树树冠，PLC控制器根据接收到的信号控制直流推杆电机进行动态升降，直至采收完成。
8.根据权利要求7所述的一种采茶方法，其特征在于，所述S3步骤中，在匹配茶树树冠曲线和割刀曲线时，根据匹配后树冠曲线与割刀曲线的间的夹角α和两曲线间的平均距离L判断作为匹配的标准，若α＞α0或L＞L0，则继续调节直流推杆电机直到α<α0且L<L0为止，其中，α0、L0是根据实际作业情况和执行机构的运动情况所给予的测量允许偏差值。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111537868.1A CN114009214B (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法 |
| JP2022095023A JP2023088825A (ja) | 2021-12-15 | 2022-06-13 | 模造茶摘み工具、茶摘み装置および茶摘み方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111537868.1A CN114009214B (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114009214A CN114009214A (zh) | 2022-02-08 |
| CN114009214B true CN114009214B (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=80069002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111537868.1A Active CN114009214B (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023088825A (zh) |
| CN (1) | CN114009214B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114642122B (zh) * | 2022-02-15 | 2023-05-12 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 采茶机 |
| CN115152428B (zh) * | 2022-08-26 | 2023-10-20 | 浙江省农业科学院 | 一种采茶机采茶割台的自动仿形装置 |
| CN116982475B (zh) * | 2023-09-12 | 2024-01-16 | 安徽省农业科学院土壤肥料研究所 | 一种具有整理功能的紫云英嫩梢定长采摘装置 |
| CN117256331A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-22 | 安徽农业大学 | 一种负压式果实采摘机械臂及其智能控制系统 |
| CN117461475A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-30 | 云南农业大学 | 一种采茶机器人采摘装置及鲜叶识别方法 |
| CN117378360A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-12 | 云南农业大学 | 一种采茶机器人 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011097853A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Terada Seisakusho Co Ltd | 茶園管理機の刈刃体の支持構造 |
| JP2017042067A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 株式会社寺田製作所 | 茶葉摘採装置 |
| CN207744433U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-08-21 | 山东科技大学 | 一种高效切割的咀嚼式口器仿生园艺剪 |
| CN109156195A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-08 | 赣州双木科技有限公司 | 一种茶园采收机器人修剪装置及控制方法 |
| CN211982685U (zh) * | 2020-04-29 | 2020-11-24 | 福建省南平南拖机械制造有限公司 | 改进的电动便携采茶机 |
| CN113039936A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-29 | 浙江理工大学 | 一种超声波测距的自动仿形采茶装置及其采茶方法 |
| CN113647254A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-16 | 江苏大学 | 一种仿生切碎刀及秸秆切碎装置和联合收获机 |
-
2021
- 2021-12-15 CN CN202111537868.1A patent/CN114009214B/zh active Active
-
2022
- 2022-06-13 JP JP2022095023A patent/JP2023088825A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011097853A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Terada Seisakusho Co Ltd | 茶園管理機の刈刃体の支持構造 |
| JP2017042067A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 株式会社寺田製作所 | 茶葉摘採装置 |
| CN207744433U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-08-21 | 山东科技大学 | 一种高效切割的咀嚼式口器仿生园艺剪 |
| CN109156195A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-08 | 赣州双木科技有限公司 | 一种茶园采收机器人修剪装置及控制方法 |
| CN211982685U (zh) * | 2020-04-29 | 2020-11-24 | 福建省南平南拖机械制造有限公司 | 改进的电动便携采茶机 |
| CN113039936A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-29 | 浙江理工大学 | 一种超声波测距的自动仿形采茶装置及其采茶方法 |
| CN113647254A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-16 | 江苏大学 | 一种仿生切碎刀及秸秆切碎装置和联合收获机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023088825A (ja) | 2023-06-27 |
| CN114009214A (zh) | 2022-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114009214B (zh) | 一种仿生采茶刀具、采茶装置及采茶方法 | |
| CN110249785B (zh) | 一种多机械手串番茄采摘机器人及其采摘方法 | |
| CN108476740B (zh) | 一种跨垄式草莓采摘车 | |
| CN108617240A (zh) | 可拓展式采集一体菠萝采摘装置 | |
| CN113508686B (zh) | 一种串番茄采摘末端执行器、机器人及其采摘方法 | |
| CN107371612B (zh) | 一种草莓采摘电动工具 | |
| CN108401655B (zh) | 一种垄作草莓采摘机 | |
| CN204180567U (zh) | 一种智能采茶机 | |
| CN113575108B (zh) | 一种蒜苔采收机及其蒜苔采收方法 | |
| CN113039936B (zh) | 一种超声波测距的自动仿形采茶装置及其采茶方法 | |
| CN210328616U (zh) | 一种灌木修剪机器人 | |
| CN208807107U (zh) | 菠萝采摘机 | |
| CN107241970B (zh) | 一种带有抽屉式滑道的果蔬采摘装置 | |
| CN111869906B (zh) | 一种咬合滑动式连续化大蒜切根机及其切根方法 | |
| CN208905305U (zh) | 一种茶树栽培修剪装置 | |
| CN203691963U (zh) | 一种皮带往复式驱动桑叶收割机的剪叶装置 | |
| CN207639236U (zh) | 一种梨树剪枝装置 | |
| CN210537505U (zh) | 一种草莓采摘机 | |
| CN114568147A (zh) | 一种番茄老叶修剪装置 | |
| CN103609255A (zh) | 一种皮带往复式驱动桑叶收割机 | |
| CN109366646B (zh) | 一种秸秆编织机的剪切装置 | |
| CN110366958B (zh) | 一种玉米脱粒机 | |
| CN108184941B (zh) | 一种智能机器人旋转削面机构及其削面方法 | |
| CN209824513U (zh) | 一种苹果树自动化嫁接的破砧装置 | |
| CN209497935U (zh) | 一种高枝水果切割式采摘器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |