CN210406254U - 一种驾乘式并联采茶机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种驾乘式并联采茶机器人，包括小车、框架、负压吸管、离心风机和收集器，框架上设置有若干组采摘装置，采摘装置包括线激光三维测量机构和采摘执行机构，采摘执行机构包括相互连接的采摘夹爪和并联机器人；负压吸管包括主吸管和支管，支管的一端安装在采摘夹爪上，另一端与主吸管联通，主吸管的另一端与离心风机的吸风口相通，离心风机的出风口处于收集器的正上方，在离心风机的作用下，被采摘的茶树嫩芽可从采摘夹爪进入支管和主吸管，最后通过离心风机的出风口落进收集器内。本实用新型设计合理，结构简单，可同时采摘多垄茶树嫩芽，提高了采摘的效率和质量，操作方便，实用性强，可满足茶园采摘制作高档名优绿茶鲜叶的要求。

Description

一种驾乘式并联采茶机器人

技术领域

本实用新型涉及农业机械技术领域，具体涉及一种驾乘式并联采茶机器人。

背景技术

茶叶指茶树的叶子和芽，即可用于泡茶的常绿灌木茶树的叶子，茶中含有丰富的钾、钙、镁等多种矿物质，可帮助体液维持碱性，保持健康。

目前我国的茶叶采摘方式主要分为机械化采摘和人工采摘两种采摘方式，机械化采摘主要是利用采茶机械进行采茶作业，机械化采茶能提高采茶效率，缩短采摘周期，但目前的采茶机械采摘的茶叶老嫩不一，品质不及人工采摘的好，还不能完全适用于名优绿茶鲜叶的采摘，因此，人工采摘仍是我国目前主要的茶叶采摘方式，但人工采摘的劳动力成本高，劳动强度大且采摘能力有限。针对目前采茶劳动强度大、耗时长等问题，本专利设计了一种驾乘式并联采茶机器人，该驾乘式并联采茶机器人能同时采收多垄茶树嫩芽，节省了时间，有效提高了采茶的效率。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了一种驾乘式并联采茶机器人。

本实用新型采用以下技术方案：

一种驾乘式并联采茶机器人，包括小车、框架、负压吸管、离心风机和收集器，框架固定在小车上，所述框架上固定设置有若干组结构原理相同的采摘装置，所述采摘装置包括线激光三维测量机构和采摘执行机构，线激光三维测量机构用于识别茶叶嫩芽的空间位置，指导采摘执行机构进行采摘作业；所述采摘执行机构包括相互连接的采摘夹爪和并联机器人，并联机器人用于将采摘夹爪移动到指定的空间位置，采摘夹爪用于采摘茶树的嫩芽；负压吸管包括主吸管和支管，支管的一端安装在采摘夹爪上，另一端与主吸管的一端相联通，主吸管的另一端与离心风机的吸风口相通，所述离心风机固定在小车上，离心风机的出风口处于收集器的正上方，在离心风机的作用下，被采摘的茶树嫩芽可从采摘夹爪进入支管和主吸管，最后通过离心风机的出风口落进收集器内。

进一步的，所述采摘装置设置数量为3组，在框架上等距分布，可同时采收三垄茶树嫩芽。

进一步的，所述线激光三维测量机构通过螺纹连接固定在框架的前端，包括摄像头、线激光发射器、云台和步进电机，摄像头用于识别出茶树的嫩芽，线激光发射器安装在云台上，云台与步进电机的输出端连接，线激光发射器在步进电机的驱动下来回扫描，用于识别出茶树嫩芽的空间位置。

进一步的，所述并联机器人包括动平台和四个支链，支链下端连接动平台，动平台下方连接采摘夹爪，动平台在四个支链的带动下能够在一定空间范围内移动，从而可将采摘夹爪移动到指定的位置。

进一步的，所述采摘夹爪通过螺纹连接安装于并联机器人的动平台上，能够随着动平台移动到茶树嫩芽的所在位置，对嫩芽进行采摘。

进一步的，所述离心风机通过风机支架固定在小车上，离心风机与风机支架螺纹连接固定，风机支架固定在小车上。

进一步的，所述小车底部设置有四个车轮，所述四个车轮在轨道内作直线运动。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型可在框架上设置多个采摘机构，同时采摘多垄茶树嫩芽，大大提高了采茶效率；

（2）本实用新型实行人工驾驶，并在茶园敷设轨道，本装置在轨道上作稳定的直线运动，有利于确保采摘质量；

（3）本实用新型集成机器视觉和并联机器人技术，可识别茶叶嫩芽的空间位置并进行采摘，满足茶园采摘制作高档名优绿茶鲜叶的要求；

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型采摘装置结构示意图；

图3是本实用新型离心风机结构示意图；

图4是本实用新型侧视图；

附图中的标号为：1、轨道；2、采摘夹爪；3、并联机器人；3-1、支链；3-2、动平台；4、线激光三维测量机构；4-1、摄像头；4-2、线激光发射器；4-3、云台；4-4、步进电机；5、支管；6、主吸管；7、风机支架；8、离心风机；9、收集器；10、小车；11、框架；12、车轮。

具体实施方式：

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-4，一种驾乘式并联采茶机器人，包括小车10、框架11、负压吸管、离心风机8和收集器9，框架11固定在小车10上，所述框架11上固定设置有若干组结构原理相同的采摘装置，可对多垄茶树嫩芽进行同时采收，所述采摘装置包括线激光三维测量机构4和采摘执行机构，线激光三维测量机构4用于识别茶叶嫩芽的空间位置，指导采摘执行机构进行采摘作业；所述采摘执行机构包括相互连接的采摘夹爪2和并联机器人3，并联机器人3用于将采摘夹爪2移动到指定的空间位置，采摘夹爪2用于采摘茶树的嫩芽；负压吸管包括主吸管6和支管5，支管5的一端安装在采摘夹爪2上，采摘夹爪2的上端与吸管5是相通的，支管5的另一端与主吸管6的一端相联通，主吸管6的另一端与离心风机8的吸风口相通，所述离心风机8通过风机支架7固定在小车10上，离心风机8与风机支架7螺纹连接固定，风机支架7固定在小车10上，离心风机8的出风口处于收集器9的正上方，在离心风机8的作用下，被采摘的茶树嫩芽可从采摘夹爪2进入支管5和主吸管6，最后通过离心风机8的出风口落进收集器9内，实现采收的作用。

本装置中所述采摘夹爪2的结构原理已在中国专利201710321513.6中做了详细介绍，此处不做赘述。

本实用新型实施例中，所述采摘装置设置数量为3组，在框架11上等距分布，可同时采收三垄茶树嫩芽。

所述线激光三维测量机构4通过螺纹连接固定在框架11的前端，包括摄像头4-1、线激光发射器4-2、云台4-3和步进电机4-4，摄像头4-1用于识别出茶树的嫩芽，线激光发射器4-2安装在云台4-3上，云台4-3与步进电机4-4的输出端连接，线激光发射器4-2在步进电机4-4的驱动下来回扫描，用于识别出茶树嫩芽的空间位置。

本装置中，并联机器人3包括动平台3-2和四个支链3-1，支链3-1下端连接动平台3-2，动平台3-2下方连接采摘夹爪2，动平台3-2在四个支链3-1的带动下能够在一定空间范围内移动，从而可将采摘夹爪2移动到指定的位置。

本实用新型实施例中，所述采摘夹爪2通过螺纹连接安装于并联机器人3的动平台3-2上，能够随着动平台3-2移动到茶树嫩芽的所在位置，对嫩芽进行采摘。

本实用新型实施例中，小车10底部设置有四个车轮12，所述四个车轮12在轨道1内作直线运动。

本实用新型的原理是：

本装置驾乘式并联采茶机器人的4个车轮12卡在轨道1上，即在茶园内铺设轨道，使驾乘式并联采茶机器人沿着轨道1做直线移动的，从而有利于茶树嫩芽的运输，如图4所示，当一次采茶作业完成后，工作人员启动小车10，驾驶小车10向前行驶一段距离后停止，然后进行下一次采茶作业，即采茶作业是间歇式的；本装置驾乘式并联采茶机器人是横跨于茶蓬上行驶的，即小车10的底盘是略微高于茶蓬的高度的。

本装置驾乘式并联采茶机器人能同时采收三垄茶树嫩芽，当本装置移动到茶田上方时，小车10停止；接着，3个线激光三维测量装置4工作，分别识别出各垄茶树嫩芽的空间位置，将信息传送给控制器，控制器控制并联机器人3和采摘夹爪2对茶树嫩芽进行采摘作业；被采摘的茶树嫩芽在离心风机8的作用下分别被吸入对应的吸管支管5中，并汇总到主吸管6中，随后进入离心风机8的吸风口，在离心风机8内叶片的作用下，茶树嫩芽从离心风机8的出风口被吹出，掉落进收集器9内，完成一次采茶作业；三个采摘机构的采摘作业相互独立，互不干扰，一次采茶作业完成后，工作人员启动小车10，驾驶小车10向前行驶一段距离后停止，然后进行下一次采茶作业，如此往复。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种驾乘式并联采茶机器人，其特征在于，包括小车（10）、框架（11）、负压吸管、离心风机（8）和收集器（9），框架（11）固定在小车（10）上，所述框架（11）上固定设置有若干组结构原理相同的采摘装置，所述采摘装置包括线激光三维测量机构（4）和采摘执行机构，线激光三维测量机构（4）用于识别茶叶嫩芽的空间位置，指导采摘执行机构进行采摘作业；所述采摘执行机构包括相互连接的采摘夹爪（2）和并联机器人（3），并联机器人（3）用于将采摘夹爪（2）移动到指定的空间位置，采摘夹爪（2）用于采摘茶树的嫩芽；负压吸管包括主吸管（6）和支管（5），支管（5）的一端安装在采摘夹爪（2）上，另一端与主吸管（6）的一端相联通，主吸管（6）的另一端与离心风机（8）的吸风口相通，所述离心风机（8）固定在小车（10）上，离心风机（8）的出风口处于收集器（9）的正上方，在离心风机（8）的作用下，被采摘的茶树嫩芽可从采摘夹爪（2）进入支管（5）和主吸管（6），最后通过离心风机（8）的出风口落进收集器（9）内。

2.根据权利要求1所述的驾乘式并联采茶机器人，其特征在于，所述采摘装置设置数量为3组，在框架（11）上等距分布，可同时采收三垄茶树嫩芽。

3.根据权利要求1所述的驾乘式并联采茶机器人，其特征在于，所述线激光三维测量机构（4）通过螺纹连接固定在框架（11）的前端，包括摄像头（4-1）、线激光发射器（4-2）、云台（4-3）和步进电机（4-4），摄像头（4-1）用于识别出茶树的嫩芽，线激光发射器（4-2）安装在云台（4-3）上，云台（4-3）与步进电机（4-4）的输出端连接，线激光发射器（4-2）在步进电机（4-4）的驱动下来回扫描，用于识别出茶树嫩芽的空间位置。

4.根据权利要求1所述的驾乘式并联采茶机器人，其特征在于，所述并联机器人（3）包括动平台（3-2）和四个支链（3-1），支链（3-1）下端连接动平台（3-2），动平台（3-2）下方连接采摘夹爪（2），动平台（3-2）在四个支链（3-1）的带动下能够在一定空间范围内移动，从而可将采摘夹爪（2）移动到指定的位置。

5.根据权利要求4所述的驾乘式并联采茶机器人，其特征在于，所述采摘夹爪（2）通过螺纹连接安装于并联机器人（3）的动平台（3-2）上，能够随着动平台（3-2）移动到茶树嫩芽的所在位置，对嫩芽进行采摘。

6.根据权利要求1所述的驾乘式并联采茶机器人，其特征在于，所述离心风机（8）通过风机支架（7）固定在小车（10）上，离心风机（8）与风机支架（7）螺纹连接固定，风机支架（7）固定在小车（10）上。

7.根据权利要求1所述的驾乘式并联采茶机器人，其特征在于，所述小车（10）底部设置有四个车轮（12），所述四个车轮（12）在轨道（1）内作直线运动。

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