CN115152428B - 一种采茶机采茶割台的自动仿形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采茶机采茶割台的自动仿形装置，涉及采茶割台技术领域，本发明中的采茶机采茶割台的自动仿形装置，主要结构包括连接块、线性调整机构、机架、被动仿形机构、切割机构和气吹机构；连接块用于与采茶机相连接；线性调整机构的一端与连接块相连接，线性调整机构的另一端与机架相连接；被动仿形机构、切割机构和气吹机构均设置于机架上，且被动仿形机构设置于机架前端，切割机构设置于被动仿形机构后方，气吹机构设置于切割机构的上方；通过被动仿形机构探查茶蓬面，线性调整机构根据茶蓬面的形状调整机架的角度；解决了盲目切割所带来的嫩芽率低的问题，同时也避免了非接触式仿生手段的影响，实现了在丘陵山地中大宗茶的精准仿形采收。

Description

一种采茶机采茶割台的自动仿形装置

技术领域

本发明涉及采茶割台技术领域，特别是涉及一种采茶机采茶割台的自动仿形装置。

背景技术

茶产业属于劳动密集型产业，其鲜叶采摘需耗费大量劳动力，作业效率低，需要人工多，操作劳动量大。现有的机器整体结构复杂，体积偏大，对国内丘陵茶园适应性较差，且无法自动调整采摘割台的高度，不能满足侧沟有高度差、蓬面不规则的茶园作业要求。现有的盲目切割嫩芽率低以及视觉、超声波等仿形手段受环境影响大。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种采茶机采茶割台的自动仿形装置，以提高丘陵山地大宗茶的采收质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种采茶机采茶割台的自动仿形装置，包括连接块、线性调整机构、机架、被动仿形机构、切割机构和气吹机构；所述连接块用于与采茶机相连接；所述线性调整机构的一端与所述连接块相连接，所述线性调整机构的另一端与所述机架相连接；所述被动仿形机构、所述切割机构和所述气吹机构均设置于所述机架上，且所述被动仿形机构设置于所述机架前端，所述切割机构设置于所述被动仿形机构后方，所述气吹机构设置于所述切割机构的上方。

可选的，所述线性调整机构包括电动缸，所述电动缸的缸体与所述连接块的底部相连接，所述电动缸的伸缩杆与所述机架相连接。

可选的，所述被动仿形机构包括压力应变片、动仿形片、定仿形片和连接组件；所述定仿形片通过所述连接组件与所述机架相连接，所述动仿形片与所述定仿形片之间设置有多个导向组件；所述压力应变片设置于所述动仿形片上。

可选的，所述导向组件包括导向轴、导向套和弹簧；所述导向轴一端与所述动仿形片朝向所述定仿形片的一侧相连接，所述导向套一端与所述定仿形片朝向所述动仿形片的一侧相连接，所述导向轴另一端插入所述导向套内，所述弹簧套设在所述导向套和所述导向轴外。

可选的，所述连接组件包括角度连接架和竖直连接架；所述竖直连接架一侧与所述机架相连接，所述角度连接架一端与所述竖直连接架另一侧相连接，所述角度连接架另一端与所述定仿形片相连接。

可选的，所述切割机构包括切割驱动组件和割刀，所述割刀设置于所述机架上，所述切割驱动组件用于驱动所述割刀。

可选的，所述割刀包括动割刀和静割刀；所述静割刀两端均与所述机架相连接，所述动割刀设置于所述静割刀上方，且所述动割刀与所述切割驱动组件传动连接。

可选的，所述切割驱动组件包括往复固定架、电机、偏心轮和往复架；所述往复固定架设置于所述机架一侧，所述电机设置于所述往复固定架上；所述偏心轮设置于所述电机的输出轴上，所述偏心轮位于所述往复架内，所述往复架与所述割刀相连接。

可选的，所述气吹机构包括风机、气吹管和汇管；所述风机的出风口与所述汇管相连通，所述汇管上设置有多个气吹管，所述气吹管的一端与所述汇管相连通，所述气吹管的另一端朝向所述机架的后端。

可选的，所述机架上设置有陀螺仪。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中的采茶机采茶割台的自动仿形装置，主要结构包括连接块、线性调整机构、机架、被动仿形机构、切割机构和气吹机构；通过被动仿形机构探查茶蓬面，线性调整机构根据茶蓬面的形状调整机架的角度；解决了盲目切割所带来的嫩芽率低的问题，同时也避免了由于光照强烈等室外环境对与视觉、雷达、超声波等非接触式仿生手段的影响，实现了在丘陵山地环境下大宗茶的精准仿形采收。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明采茶机采茶割台的自动仿形装置的结构示意图；

图2为本发明采茶机采茶割台的自动仿形装置中气吹机构的结构示意图；

图3为本发明采茶机采茶割台的自动仿形装置中气吹机构及切割机构的结构示意图；

图4为本发明采茶机采茶割台的自动仿形装置中被动仿形机构的结构示意图；

图5为本发明采茶机采茶割台的自动仿形装置中割刀的结构示意图；

图6为本发明采茶机采茶割台的自动仿形装置中割刀的仰视结构示意图。

附图标记说明：1、连接块；2、电动缸；3、被动仿形机构；4、机架；5、切割驱动组件；6、陀螺仪；7、气吹机构；8、割刀；9、收集挂钩；

30、连杆；31、压力应变片；32、动仿形片；33、弹簧；34、定仿形片；35、角度连接架；36、角度旋钮；37、竖向移动块；38、竖直连接架；39、竖直旋钮；

51、往复固定架；52、电机；53、偏心轮；54、往复架；

71、风机；72、气吹管；73、汇管；

81、动割刀；82、静割刀；83、导向柱；84、导向槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至6所示，本实施例提供一种采茶机采茶割台的自动仿形装置，包括连接块1、线性调整机构、机架4、被动仿形机构3、切割机构和气吹机构7；连接块1用于与采茶机相连接；线性调整机构的一端与连接块1相连接，线性调整机构的另一端与机架4相连接；被动仿形机构3、切割机构和气吹机构7均设置于机架4上，且被动仿形机构3设置于机架4前端，切割机构设置于被动仿形机构3后方，气吹机构7设置于切割机构的上方。

于本具体实施例中，线性调整机构包括电动缸2，电动缸2的缸体与连接块1的底部相连接，电动缸2的伸缩杆与机架4相连接。

被动仿形机构3包括压力应变片31、动仿形片32、定仿形片34和连接组件；定仿形片34通过连接组件与机架4相连接，动仿形片32与定仿形片34之间设置有多个导向组件；压力应变片31设置于动仿形片32上。

导向组件包括导向轴、导向套和弹簧33；导向轴一端与动仿形片32朝向定仿形片34的一侧相连接，导向套一端与定仿形片34朝向动仿形片32的一侧相连接，导向轴另一端插入导向套内，弹簧33套设在导向套和导向轴外。

连接组件包括角度连接架4和竖直连接架38；竖直连接架38一侧与机架4相连接，角度连接架35一端与竖直连接架38另一侧相连接，角度连接架35另一端与定仿形片34相连接。竖直连接架38上设置有竖直旋钮39，竖直连接架38与角度连接架35之间设置有角度旋钮36。通过竖直旋钮39和角度旋钮36能够调整定仿形片34的安装高度和角度。更具体的，竖直连接架38上沿竖向设置有一丝杆，丝杆的顶部与竖直旋钮39相连接，丝杆上设置有一竖向移动块37，竖向移动块37与丝杆相配合，两个竖直连接架38之间设置有一连杆30，连杆30的端部贯穿竖直连接架38后与角度旋钮36相连接，角度连接架35与连杆30固定连接。通过转动竖直旋钮39驱动丝杆转动使竖向移动块37沿丝杆上下运动，从而改变定仿形片34的安装高度。由于摩擦力，连杆30与竖直连接架38保持相对固定角度，通过转动角度旋钮36克服摩擦力使连杆30转动，实现对定仿形片34角度的调节。

切割机构包括切割驱动组件5和割刀8，割刀8设置于机架4上，切割驱动组件5用于驱动割刀81。

割刀8包括动割刀81和静割刀82；静割刀82两端均与机架4相连接，动割刀81设置于静割刀82上方，且动割刀81与切割驱动组件5传动连接。更具体的，静割刀82上设置有多个导向槽84，导向槽84采用长圆形通孔，动割刀81上与导向槽84相对应的设置有导向柱83，通过导向槽84和导向柱83的配合，使动割刀81与静割刀82之间能够沿直线在一定范围内往复运动。

切割驱动组件5包括往复固定架51、电机52、偏心轮53和往复架54；往复固定架51设置于机架4一侧，电机52设置于往复固定架51上；偏心轮53设置于电机52的输出轴上，偏心轮53位于往复架54内，往复架54与割刀8相连接。往复架54为方形框架，偏心轮53的圆周侧面与方形框架的内壁相接触，通过电机52驱动偏心轮53，带动往复架54进行往复运动，进而带动动割刀81进行往复运动，利用动割刀81与静割刀82之间的相对运动，实现对茶树的切割。

气吹机构7包括风机71、气吹管72和汇管73；风机71的出风口与汇管73相连通，汇管73上设置有多个气吹管72，气吹管72的一端与汇管73相连通，气吹管72的另一端朝向机架4的后端。风机71将空气吹入汇管73，通过汇管73将空气分别通入各气吹管72，气吹管72吹出的气流将切割下来的嫩芽吹向机架4的后端。在机架4的两侧分别设置有两个收集挂钩9，通过收集挂钩9安装一个收集袋，收集袋的开口朝下气吹管72的出口端，从而，气吹管72吹动嫩芽，使嫩芽进入收集袋内，利用收集袋收集茶树的嫩芽。于更具体的实施例中，多个气吹管72的出口端沿弧形分布，位于汇管73中间部分的气吹管72的出口端位于最高处，位于汇管73两端部分的气吹管72的出口端位于最低处。

机架4上设置有陀螺仪6。当采茶机行进在丘陵山地环境中时，车体会发生倾斜，为防止倾斜所带来的影响，通过获取陀螺仪6的倾斜角数值，通过倾斜角数值和作业高度，通过模糊控制算法驱动电动缸2实现对机架4的角度调整，以更好的配合被动仿形机构3完成对茶蓬面的检测。

当采茶机以固定速度向前行进时，被动仿形机构3首先接触到茶蓬面，由于茶梗挤压作用弹簧33压缩，压力应变片31受到压力，根据不同高度茶梗的压力不同，依据压力的数值以及所用弹簧33的弹性模量可得出当下平面的嫩芽分布；根据茶叶嫩芽的割点位置与压力的关系可以计算出真正的割点位置；再根据被动仿形机构3与气吹机构7的安装间距和采茶机的行进速度可计算出气吹机构7在某时刻的作业高度；依据当下茶蓬面的割点位置和气吹机构7的作业高度通过电动缸2调整气吹机构7的姿态。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种采茶机采茶割台的自动仿形装置，其特征在于，包括连接块、线性调整机构、机架、被动仿形机构、切割机构和气吹机构；所述连接块用于与采茶机相连接；所述线性调整机构的一端与所述连接块相连接，所述线性调整机构的另一端与所述机架相连接；所述被动仿形机构、所述切割机构和所述气吹机构均设置于所述机架上，且所述被动仿形机构设置于所述机架前端，所述切割机构设置于所述被动仿形机构后方，所述气吹机构设置于所述切割机构的上方；

所述机架的两端分别设置有两个所述线性调整机构；

所述被动仿形机构包括压力应变片、动仿形片、定仿形片和连接组件；所述定仿形片通过所述连接组件与所述机架相连接，所述动仿形片与所述定仿形片之间设置有多个导向组件；所述压力应变片设置于所述动仿形片上；

所述导向组件包括导向轴、导向套和弹簧；所述导向轴一端与所述动仿形片朝向所述定仿形片的一侧相连接，所述导向套一端与所述定仿形片朝向所述动仿形片的一侧相连接，所述导向轴另一端插入所述导向套内，所述弹簧套设在所述导向套和所述导向轴外；

所述连接组件包括角度连接架和竖直连接架；所述竖直连接架一侧与所述机架相连接，所述角度连接架一端与所述竖直连接架另一侧相连接，所述角度连接架另一端与所述定仿形片相连接；

所述竖直连接架上沿竖向设置有一丝杆，所述丝杆的顶部与竖直旋钮相连接，所述丝杆上设置有一竖向移动块，所述竖向移动块与所述丝杆相配合，两个所述竖直连接架之间设置有一连杆，所述连杆的端部贯穿所述竖直连接架后与所述角度旋钮相连接，所述角度连接架与所述连杆固定连接；通过转动所述竖直旋钮驱动所述丝杆转动使所述竖向移动块沿所述丝杆上下运动，从而改变定仿形片的安装高度；由于摩擦力，连杆与竖直连接架保持相对固定角度，通过转动所述角度旋钮克服摩擦力使所述连杆转动，实现对所述定仿形片角度的调节。

2.根据权利要求1所述的采茶机采茶割台的自动仿形装置，其特征在于，所述线性调整机构包括电动缸，所述电动缸的缸体与所述连接块的底部相连接，所述电动缸的伸缩杆与所述机架相连接。

3.根据权利要求1所述的采茶机采茶割台的自动仿形装置，其特征在于，所述切割机构包括切割驱动组件和割刀，所述割刀设置于所述机架上，所述切割驱动组件用于驱动所述割刀。

4.根据权利要求3所述的采茶机采茶割台的自动仿形装置，其特征在于，所述割刀包括动割刀和静割刀；所述静割刀两端均与所述机架相连接，所述动割刀设置于所述静割刀上方，且所述动割刀与所述切割驱动组件传动连接。

5.根据权利要求3所述的采茶机采茶割台的自动仿形装置，其特征在于，所述切割驱动组件包括往复固定架、电机、偏心轮和往复架；所述往复固定架设置于所述机架一侧，所述电机设置于所述往复固定架上；所述偏心轮设置于所述电机的输出轴上，所述偏心轮位于所述往复架内，所述往复架与所述割刀相连接。

6.根据权利要求1所述的采茶机采茶割台的自动仿形装置，其特征在于，所述气吹机构包括风机、气吹管和汇管；所述风机的出风口与所述汇管相连通，所述汇管上设置有多个气吹管，所述气吹管的一端与所述汇管相连通，所述气吹管的另一端朝向所述机架的后端。

7.根据权利要求1所述的采茶机采茶割台的自动仿形装置，其特征在于，所述机架上设置有陀螺仪。