CN215122201U - 一种智能多臂采茶机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能多臂采茶机，包括移动装置、立柱、升降臂、采摘组件、收集装置、供电装置、控制器和导航天线；立柱竖直向上延伸，立柱周向相对两侧分别设置有一升降臂，各升降臂下侧分别设置有一采摘组件，采摘组件包括升降机构、采摘机械臂、采摘夹头和复合探头，升降机构连接在升降臂的下侧，升降机构与采摘机械臂的一端相连，采摘机械臂的另一端与采摘夹头和复合探头相连；移动装置、升降臂、升降机构、采摘机械臂、采摘夹头、复合探头、收集装置、供电装置和导航天线均与控制器相连。优点是：智能采茶机采用人工智能和视觉识别，多机械臂移动采茶，可较好地解决茶农的采茶问题，白天黑夜连续操作，为无人化茶园提供坚实的技术基础。

Description

一种智能多臂采茶机

技术领域

本实用新型涉及采茶机技术领域，尤其涉及一种智能多臂采茶机。

背景技术

目前采摘茶叶的工作大部分由人工完成，特别是在清明节前，找人工倍感困难，也有一些用大片切割的机械刀具完成(原理类似理发推子)，这样采茶有部分会破坏茶叶的形态；也有单点机械采茶工具，但采茶效率并不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能多臂采茶机，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能多臂采茶机，包括移动装置和设置在所述移动装置上表面的立柱、升降臂、采摘组件、收集装置、供电装置、控制器和导航天线；所述立柱竖直向上延伸，所述立柱周向相对的两侧分别设置有一沿垂直于所述立柱的方向向外凸出延伸的且可沿所述立柱上下移动的升降臂，各所述升降臂下侧分别设置有至少一个采摘组件，所述采摘组件包括升降机构、采摘机械臂、采摘夹头和复合探头，所述升降机构与的一端连接在所述升降臂的下侧，所述升降机构的另一端与所述采摘机械臂的一端相连，所述采摘机械臂的另一端与所述采摘夹头和所述复合探头相连；所述移动装置、升降臂、升降机构、采摘机械臂、采摘夹头、复合探头、收集装置、供电装置和导航天线均与所述控制器相连。

优选的，所述收集装置包括茶叶收集器和称重传感器；所述茶叶收集器包括抽吸器、抽吸管和设置在所述称重传感器上的存储箱，所述抽吸管的入口对应采摘夹头固定在采摘机械臂上，所述抽吸管的出口与所述抽吸器相连，所述抽吸器通过抽吸管将茶叶抽吸到存储箱中；所述称重传感器和抽吸器均与所述控制器相连。

优选的，所述立柱周向相对的两侧分别设置有竖直向上延伸的导轨，各所述升降臂靠近所述立柱的一端均设置有对应伸入相应所述导轨中的滑块以及驱动所述滑块上下滑动的驱动电机，所述驱动电机与所述控制器相连。

优选的，所述升降机构包括丝杠、安装板、导杆和升降电机；所述丝杠平行于所述立柱竖直向下延伸，所述丝杠的顶端连接在所述升降臂上并与所述升降电机相连，所述升降电机与所述控制器相连；所述丝杠的周向间隔设置有至少一个平行于其的导杆，所述导杆的顶端固定在所述升降臂上；所述安装板垂直于所述丝杠设置，所述安装板上间隔设置有螺母和通孔；所述丝杠的下端穿过所述螺母并与其啮合连接，所述导杆的下端对应穿过所述通孔，所述采摘机械臂的一端固定连接在所述安装板的下侧。

优选的，所述导航天线设置在所述立柱的顶端。

优选的，所述采摘机械手为六轴机械手。

优选的，所述采摘夹头包括两个相对设置的可张开闭合的夹持片，所述复合探头设置在两个夹持片之间。

优选的，所述复合探头包括高清摄像头和激光雷达，所述高清摄像头和所述激光雷达均与所述控制器相连。

优选的，所述升降臂上方沿其长度方向设置有防护罩，所述防护罩的横截面呈半圆弧形，所述防护罩的开口朝向升降臂。

优选的，所述移动装置为履带机器人。

本实用新型的有益效果是：智能采茶机采用人工智能和视觉识别，多机械臂移动采茶，可较好地解决茶农的采茶问题，白天黑夜连续操作，为无人化茶园提供坚实的技术基础。

附图说明

图1是本实用新型实施例中采茶机的主视图；

图2是本实用新型实施例中采茶机的左视图；

图3是本实用新型实施例中采茶机的侧视图。

图中：1、导航天线；2、防护罩；3、丝杠；4、导杆；5、采摘机械臂；6、采摘夹头；7、立柱；8、移动装置；9、抽吸管；10、复合探头；11、升降臂；12、供电装置；13、控制器；14、称重传感器；15、存储箱。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示，本实施例中，提供了一种智能多臂采茶机，包括移动装置8和设置在所述移动装置8上表面的立柱7、升降臂11、采摘组件、收集装置、供电装置12、控制器13和导航天线1；所述立柱7竖直向上延伸，所述立柱7周向相对的两侧分别设置有一沿垂直于所述立柱7的方向向外凸出延伸的且可沿所述立柱7上下移动的升降臂11，各所述升降臂11下侧分别设置有至少一个采摘组件，所述采摘组件包括升降机构、采摘机械臂5、采摘夹头6和复合探头10，所述升降机构与的一端连接在所述升降臂11的下侧，所述升降机构的另一端与所述采摘机械臂5的一端相连，所述采摘机械臂5的另一端与所述采摘夹头6和所述复合探头10相连；所述移动装置8、升降臂11、升降机构、采摘机械臂5、采摘夹头6、复合探头10、收集装置、供电装置12和导航天线1均与所述控制器13相连。

本实施例中，所述立柱7周向相对的两侧分别设置有竖直向上延伸的导轨，各所述升降臂11靠近所述立柱7的一端均设置有对应伸入相应所述导轨中的滑块以及驱动所述滑块上下滑动的驱动电机，所述驱动电机与所述控制器13相连。

控制器13控制驱动电机工作，驱动电机驱动升降臂11上的滑块沿立柱7上的导轨上下移动，进而调整升降臂11相对于立柱7的上下位置，以将升降臂11上连接的采摘机械手调整到与茶叶相近的位置，便于采摘机械手采摘茶叶。

因茶园大多种在山坡上，当移动装置8在两垅中间行走时，可能为一垅高，另一垅低，这时两个升降臂11可以根据具体情况调整其高度，进而改变采茶机械臂与茶叶之间的距离，使其达到适合的采摘高度。

本实施例中，所述收集装置包括茶叶收集器和称重传感器14；所述茶叶收集器包括抽吸器、抽吸管9和设置在所述称重传感器14上的存储箱15，所述抽吸管9的入口对应采摘夹头6固定在采摘机械臂5上，所述抽吸管9的出口与所述抽吸器相连，所述抽吸器通过抽吸管9将茶叶抽吸到存储箱15中；所述称重传感器14和抽吸器均与所述控制器13相连。

抽吸器在控制器13的带动下进行抽吸，将采摘到的茶叶经抽吸管9的入口吸入存储箱15中，实现茶叶的收集；收集后的茶叶可直接在称重传感器14上进行称重；待称重传感器14检测到存储箱15中茶叶的重量达到预设最高重量时，控制器13控制采摘机械手停止采摘动作。工作人员将存储箱15中的茶叶取出后，称重传感器14检测存储箱15中茶叶的重量达到预设最低重量后，控制器13将控制采摘机械手再次启动采摘动作。

本实施例中，所述升降机构包括安装板、升降电机和至少一个丝杠3；所述丝杠3平行于所述立柱7竖直向下延伸，所述丝杠3的顶端连接在所述升降臂11上并与所述升降电机相连，所述升降电机与所述控制器13相连；各所述丝杠3的周向设置有至少一个平行于其的导杆4，各所述导杆4的顶端固定在所述升降臂11上；所述安装板垂直于所述丝杠3设置，所述安装板上间隔设置有至少一个螺母和至少一个通孔；各所述丝杠3的下端穿过相应的螺母并与其啮合连接，各所述导杆4的下端对应穿过相应的通孔；所述安装板的下侧间隔连接有多个采摘机械臂5。

丝杠3的个数可以根据实际情况进行设置，参见附图1，可见升降机构包括两个丝杠3，丝杠3一侧设置有用于限制安装板转动的导杆4，所述导杆4还能够给安装板的上下移动提供导向作用，避免其发生倾斜。安装板的下侧的采摘机械臂5的个数可以根据实际情况进行设置，以便更好的满足实际需求。

本实施例中，所述导航天线1设置在所述立柱7的顶端。导航天线1为GPS差分导航接收天线，为移动提供导航路径，保证移动装置8按照导航天线1得规划路径行走。

本实施例中，所述采摘机械手为六轴机械手。在三维坐标内的定位精度为0.5毫米。

本实施例中，所述采摘夹头6包括两个相对设置的可张开闭合的夹持片，所述复合探头10设置在两个夹持片之间。

本实施例中，所述复合探头10包括高清摄像头和激光雷达，所述高清摄像头和所述激光雷达均与所述控制器13相连。

所述高清摄像头拍摄茶叶的照片传输给控制器13，控制器13对三维空间内茶叶的位置、形状、鲜绿度和生长状态进行识别判定，当判定为可采摘的茶叶后，升降机构带动采摘机械臂5靠近茶叶，激光雷达感应到相应的可采摘茶叶后，向控制器13发送指令，控制器13控制采摘夹头6夹取可采摘茶叶，并控制采摘机械臂5完整提拉折断动作，拉断茶叶梗，同时控制器13控制抽吸器工作，将茶叶从抽吸管9中抽吸入存储箱15内。

本实施例中，所述安装板平行于所述升降臂11的相对的两边向下弯曲延伸形成防护罩2，所述防护罩2的横截面呈半圆弧形，所述防护罩2的开口朝下。所述防护罩2为三防罩，能够防风、防雨和防强光，确保采摘机械臂5在白天黑夜均能工作。

本实施例中，所述移动装置8为履带机器人。其爬坡角度为40度，越野能力好。当采摘组件处于采摘状态时，移动装置8处于自锁刹车状态。

本实施例中，所述供电装置12为蓄电池，可以从移动装置8上拆卸，蓄电池为控制器13持续供电，保证其能够长时间处于工作状态，控制相应的采摘动作。

本实施例中，采茶机的工作流程为：移动装置8根据导航天线1的规划路径移动到在茶园中移动到要采摘的位置；高清摄像头拍摄茶叶的照片传输给控制器13，控制器13对三维空间内茶叶的位置、形状、鲜绿度和生长状态进行识别判定，当判定为可采摘的茶叶后，升降机构带动采摘机械臂5靠近茶叶，激光雷达感应到相应的可采摘茶叶后，向控制器13发送指令，控制器13控制采摘夹头6夹取可采摘茶叶，并控制采摘机械臂5完整提拉折断动作，拉断茶叶梗，同时控制器13控制抽吸器工作，将茶叶从抽吸管9中抽吸入存储箱15内，称重传感器14对存储箱15内的茶叶重量进行实时称重，并将数据传输给控制器13，当重量没有达到预设最高重量时，采摘夹头6和采摘机械手将对下一个可采摘的茶叶进行采摘；当重量达到预设最高重量时，则向控制器13发送信号，控制器13将不会再控制相应部件进行采摘动作。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本实用新型提供了一种智能采茶机，智能采茶机采用人工智能和视觉识别，多机械臂移动采茶，可较好地解决茶农的采茶问题，白天黑夜连续操作，为无人化茶园提供坚实的技术基础。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能多臂采茶机，其特征在于：包括移动装置和设置在所述移动装置上表面的立柱、升降臂、采摘组件、收集装置、供电装置、控制器和导航天线；所述立柱竖直向上延伸，所述立柱周向相对的两侧分别设置有一沿垂直于所述立柱的方向向外凸出延伸的且可沿所述立柱上下移动的升降臂，各所述升降臂下侧分别设置有一采摘组件，所述采摘组件包括升降机构、采摘机械臂、采摘夹头和复合探头，所述升降机构连接在所述升降臂的下侧，所述升降机构与所述采摘机械臂的一端相连，所述采摘机械臂的另一端与所述采摘夹头和所述复合探头相连；所述移动装置、升降臂、升降机构、采摘机械臂、采摘夹头、复合探头、收集装置、供电装置和导航天线均与所述控制器相连。

2.根据权利要求1所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述收集装置包括茶叶收集器和称重传感器；所述茶叶收集器包括抽吸器、抽吸管和设置在所述称重传感器上的存储箱，所述抽吸管的入口对应采摘夹头固定在采摘机械臂上，所述抽吸管的出口与所述抽吸器相连，所述抽吸器通过抽吸管将茶叶抽吸到存储箱中；所述称重传感器和抽吸器均与所述控制器相连。

3.根据权利要求1所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述立柱周向相对的两侧分别设置有竖直向上延伸的导轨，各所述升降臂靠近所述立柱的一端均设置有对应伸入相应所述导轨中的滑块以及驱动所述滑块上下滑动的驱动电机，所述驱动电机与所述控制器相连。

4.根据权利要求1所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述升降机构包括安装板、升降电机和至少一个丝杠；所述丝杠平行于所述立柱竖直向下延伸，所述丝杠的顶端连接在所述升降臂上并与所述升降电机相连，所述升降电机与所述控制器相连；各所述丝杠的周向设置有至少一个平行于其的导杆，所述导杆的顶端固定在所述升降臂上；所述安装板垂直于所述丝杠设置，所述安装板上间隔设置有至少一个螺母和至少一个通孔；各所述丝杠的下端穿过相应的螺母并与其啮合连接，各所述导杆的下端对应穿过相应的通孔；所述安装板的下侧间隔连接有多个采摘机械臂。

5.根据权利要求1所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述导航天线设置在所述立柱的顶端。

6.根据权利要求1所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述采摘机械臂为六轴机械手。

7.根据权利要求1所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述采摘夹头包括两个相对设置的可张开闭合的夹持片，所述复合探头设置在两个夹持片之间。

8.根据权利要求1所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述复合探头包括高清摄像头和激光雷达，所述高清摄像头和所述激光雷达均与所述控制器相连。

9.根据权利要求4所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述安装板平行于所述升降臂的相对的两边向下弯曲延伸形成防护罩，所述防护罩的横截面呈半圆弧形，所述防护罩的开口朝下。

10.根据权利要求1所述的智能多臂采茶机，其特征在于：所述移动装置为履带机器人。

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