CN203492394U - 一种茶叶智能采摘机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种茶叶智能采摘机,属于农业机械技术领域。该机包括茶叶图像摄取识别装置以及控制电路,还包括安置在行走机械上部的降料器;行走机械朝前延伸出支架,支架上具有轨道,轨道上支撑滑架,滑架与轨道丝杠构成螺旋副;滑架上装有剪切座,剪切座与滑架丝杠构成螺旋副;剪切座上装有切刀座,切刀座上装有活动刀片;支架剪切口上部安装茶叶收集管,控制电路的控制输出端分别接各电机。本实用新型实现了茶叶的智能化采摘,作业灵活性强、采摘效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种茶叶采摘机,尤其是一种茶叶智能采摘机,属于农业机械技术领域。
背景技术
检索发现,申请号为200410081482.4的中国专利申请公开了一种自动采茶机,它包含移动结构、茶叶摘取结构、存储器、控制结构和形体结构。不需要人工直接操作,节约大量人力;一人可同时看管上百台自动采茶机;茶叶摘取结构、存储器和照明结构位于形体结构下部;并具有智能采集、识别和处理图像能力。采茶机的行走部分采用导轨式,作业灵活性差;视觉部分采用单个图像采集头,不能获取茶蓬嫩梢的高度信息,因此无法拟合出嫩茶的三维信息,不能实现控制系统控制茶叶摘取机构的准确采摘;此外,摘取机构的结构和茶叶收集部分也存在诸多问题,严重影响了采摘的可操作性和采摘效率。
此外,申请号为201320025340.0的中国专利公开了一种茶叶采摘系统,包括中央处理器,中央处理器连接激光二维测距装置、图像采集装置、计算机图像模型数据库、控制装置和采摘机构。采用激光二维测距系统用于测量茶叶高程,以对茶叶进行垂直定位,并配合摄像头采集图像;基于茶叶幼叶颜色与茶叶成熟叶片颜色进行幼芽叶的水平定位。该专利采用激光二维测距方式测量茶叶高程,测距范围小,垂直定位的效率低;加之茶树嫩梢密度大,采用双目摄像机进行识别的两个图像极为相似,无法解决嫩茶的识别问题;采茶机的行走部分采用导轨式,作业灵活性差;此外,收集部分采用压送式气力输送,供料装置构造复杂。
发明内容
本实用新型的目的在于:针对上述现有技术存在的缺点,提出一种不受茶行限制、作业灵活、自动化程度更高的茶叶智能采摘机,从而进一步提高工作效率。
为了达到以上目的,本实用新型的茶叶智能采摘机包括茶叶图像摄取识别装置(12、13)以及控制电路,还包括安置在行走机械上部的降料器(16);所述行走机械朝前延伸出支架(4),所述支架(4)上具有前后延伸的轨道(10),所述轨道上支撑有与之形成移动副的滑架(25),所述滑架(25)与轨道电机(24)驱动的轨道丝杠(23)构成螺旋副;所述滑架(25)上装有与之形成移动副的剪切座(39),所述剪切座(39)与滑架电机(22)驱动的滑架丝杠构成螺旋副;所述剪切座(39)上装有与垂向电机(26)驱动的垂向丝杠(27)构成升降螺纹副的切刀座(37),所述切刀座(37)上装有剪切电机(31)通过驱动机构带动的左、右刀片(29);所述左、右刀片之间形成剪切口;所述剪切口上部安装通往降料器的负压茶叶收集管(14),所述控制电路的控制输出端分别接各电机。
工作时,位于三维驱动机构上的切刀座不仅可以在行走机械带动下,不受茶行的限制,根据茶叶图像摄取识别装置对茶叶嫩芽的识别,进而由控制电路控制三维电机,准确使剪切口到达需采摘位置,通过采摘手指的运动,将茶叶采摘下来,而且可以通过负压吸引,自动将茶叶吸到降料器内,从而准确高效完成茶叶的采摘和收集。
所述驱动机构的典型结构是,所述左、右刀片(29)分别安装在中部铰支于切刀座(37)的左、右机械指(30、28)的一端,所述左、右机械指(30、28)的另一端之间装有弹簧(41),所述左、右机械指(30、28)的相对侧与剪切电机(31)驱动的凸轮(42)构成凸轮副。
当剪切电机带动凸轮转动后,左、右机械指将做往复的开、合运动,从而使左、右刀片不断进行剪切,完成所需的茶叶采摘动作。
本实用新型进一步的完善是,所述茶叶收集管(14)的管路位于剪切口上部安装具有短路孔(38)的电磁旁通阀(35);当所述剪切口处于开启位置时,所述电磁旁通阀(35)受控于控制电路处于短路孔打开状态;当所述剪切口处于闭合位置时,所述电磁旁通阀(35)受控于控制电路处于短路孔关闭状态。这样,当剪切口尚未完成定位、动切刀未剪切时,茶叶收集管被短路,负压气流不会造成待采摘茶叶摇摆移位,从而确保剪切口定位准确稳定。
本实用新型更进一步的完善是,所述行走机械前下部装有动力驱动的双摇杆机构(1、3),所述双摇杆机构中具有垂向连杆,所述垂向连杆朝前延伸出支架(4)。这样,在行走机械的带动下,借助双摇杆机构可以操作控制使切刀座快速粗就位,再由控制电路控制三维驱动机构精确定位,不仅避免了整个采摘平台装置对茶蓬的干涉影响,还进一步提高采摘效率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型一个优选实施例的结构示意图。
图2为图1的C向局部视图。
图3为图1的A向局部视图。
图4为图1的D处放大结构示意图。
图5为图1实施例的剪切驱动机构示意图。
图6为图1的B处放大局部剖面图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的茶叶智能采摘机基本结构如图1所示,行走机械系统34的前下部装有油缸15作为动力驱动的双摇杆机构,该双摇杆机构的直摇杆3和弯摇杆1的一端分别铰装在行走机械系统34的前下部,其另一端分别与垂向连杆2铰接,该垂向连杆朝前延伸出支架4。行走机械系统34的上部安装有降料器16。支架4上支撑有信号输出端接控制电路的摄像机12和投影仪13,从而可以通过图像处理,实现待采摘茶叶的识别。此外,支架4支撑的工作平台8上两侧具有前后延伸的轨道10。
如图3所示,两条轨道10上支撑有与之形成移动副的滑架25,滑架25与轨道电机24驱动的轨道丝杠23构成螺旋副。滑架25上装有与之形成移动副的剪切座39,剪切座39与滑架电机22驱动的滑架丝杠构成螺旋副。
如图2所示,剪切座39上装有与垂向电机26驱动的垂向丝杠27构成升降螺纹副的切刀座37,切刀座37上装有剪切电机31通过驱动机构带动的左、右刀片29。
驱动机构的具体结构如图4和图5所示,左、右刀片29分别安装在中部通过铰销43铰支于切刀座37的左、右机械指30、28的一端,左、右机械指30、28的另一端之间装有弹簧41,左、右机械指30、28的相对侧与剪切电机31通过凸轮联轴32驱动的凸轮42构成凸轮副。左、右刀片29之间形成剪切口。剪切口上部安装通往降料器16的负压茶叶收集管14,控制电路的控制输出端分别接各电机。
如图6所示,茶叶收集管14的管路位于剪切口上部安装电磁旁通阀35。该阀的阀芯与电磁铁11驱动的推杆36相连。阀芯远离茶叶收集管14的一侧具有短路孔38。当剪切口处于开启位置即切刀没有剪切时,电磁旁通阀35受控于控制电路处于短路孔38打开状态;当剪切口处于闭合位置即开始采摘剪切时,电磁旁通阀35受控于控制电路处于短路孔关闭状态。
工作时,行走机械系统可以按需灵活移位,并借助操控双摇杆机构使切刀座快速粗就位,接着控制电路根据茶叶图像采集处理得出的结果,控制三维驱动机构使切刀座精确定位,再通过机械指端的切刀剪切,实现茶叶的准确自动采摘。
本实施例的茶叶智能采摘机实现了茶叶的智能化采摘,采用单目摄像机结合光栅投影机快速、准确地拟合出嫩茶的三维信息,识别嫩茶准确、效率高;采茶机采用自走式,作业灵活性强;采用粗、精结合的定位方式,采摘效率高;收集部分采用负压、电磁阀控制通断的方式,结构简单,采摘准确度更高。
Claims (4)
1.一种茶叶智能采摘机,包括茶叶图像摄取识别装置(12、13)以及控制电路,其特征在于:还包括安置在行走机械上部的降料器(16);所述行走机械朝前延伸出支架(4),所述支架(4)上具有前后延伸的轨道(10),所述轨道上支撑有与之形成移动副的滑架(25),所述滑架(25)与轨道电机(24)驱动的轨道丝杠(23)构成螺旋副;所述滑架(25)上装有与之形成移动副的剪切座(39),所述剪切座(39)与滑架电机(22)驱动的滑架丝杠构成螺旋副;所述剪切座(39)上装有与垂向电机(26)驱动的垂向丝杠(27)构成升降螺纹副的切刀座(37),所述切刀座(37)上装有剪切电机(31)通过驱动机构带动的左、右刀片(29);所述左、右刀片之间形成剪切口;所述剪切口上部安装通往降料器的负压茶叶收集管(14),所述控制电路的控制输出端分别接各电机。
2.根据权利要求1所述的茶叶智能采摘机,其特征在于:所述茶叶收集管(14)的管路位于剪切口上部安装具有短路孔(38)的电磁旁通阀(35);当所述剪切口处于开启位置时,所述电磁旁通阀(35)受控于控制电路处于短路孔打开状态;当所述剪切口处于闭合位置时,所述电磁旁通阀(35)受控于控制电路处于短路孔关闭状态。
3.根据权利要求2所述的茶叶智能采摘机,其特征在于:所述驱动机构的典型结构是,所述左、右刀片(29)分别安装在中部铰支于切刀座(37)的左、右机械指(30、28)的一端,所述左、右机械指(30、28)的另一端之间装有弹簧(41),所述左、右机械指(30、28)的相对侧与剪切电机(31)驱动的凸轮(42)构成凸轮副。
4.根据权利要求3所述的茶叶智能采摘机,其特征在于:所述行走机械前下部装有动力驱动的双摇杆机构(1、3),所述双摇杆机构中具有垂向连杆,所述垂向连杆朝前延伸出支架(4)。
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