一种茶叶采摘机器人制造技术

本申请属于茶叶收获机械技术领域，公开了一种茶叶采摘机器人，包括机架，机架底部设置行走轮组，机架内设置工作平台，工作平台与机架顶部之间通过调平升降机构连接，工作平台下侧设置滑轨，滑轨长度方向与机架前进方向垂直，滑轨上滑动设置采摘机构，工作平台上设置负压收集箱、电源和控制系统，负压收集箱与采摘机构通过软管连接，行走轮组、调平升降机构、采摘机构、负压收集箱均经控制系统连接到电源。通过将采摘机构滑动设置在与机架前进方向垂直的滑轨上，滑动一次就可以采摘一排，提高采摘效率；通过调平升降机构调整工作平台高度和水平度，使得能够适应在坡度地面始终保持水平采摘，便于快速准确识别茶叶嫩梢，提高采摘质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
一种茶叶采摘机器人


[0001]本专利技术涉及茶叶收获机械
，特别涉及一种茶叶采摘机器人。

技术介绍

[0002]中国是世界茶叶产量大国，而名优茶占茶叶产量的76%。名优茶大多数是选用山区生长的茶叶嫩梢作为原料，山区的自然环境造就名优茶独特的色香味，富含多种有益人体健康成分。
[0003]名优茶采摘主要还是依靠人工进行，通过手指捏采茶叶嫩梢，采摘过程中要求所采摘的茶叶大小要均匀，但人工采摘方式成本高昂、效率低，且名优茶采摘困难使其价格居高不下。
[0004]随着机器视觉技术的不断发展，市场上开始出现基于机器视觉的茶叶采摘机器人，但此类茶叶采摘机器人均是通过高速相机逐个识别、逐个采摘，采摘效率低。此外，机器人在崎岖不平的山地进行采摘作业，运动过程中会造成采摘机构不稳定，导致难以准确定位，从而无法准确采摘，也无法提高采摘速度进行快速采摘。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种茶叶采摘机器人。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种茶叶采摘机器人，包括机架，所述机架底部设置有行走轮组，所述机架内设置有工作平台，所述工作平台与机架顶部之间通过调平升降机构连接，所述调平升降机构用于调整工作平台高度并保持工作平台始终位于水平状态，所述工作平台下侧设置有滑轨，所述滑轨长度方向与机架前进方向垂直，所述滑轨上滑动设置有采摘机构，所述采摘机构用于采摘茶叶嫩梢，所述工作平台上还设置有负压收集箱、电源和控制系统，所述负压收集箱与采摘机构通过软管连接，所述行走轮组、调平升降机构、采摘机构、负压收集箱均经控制系统连接到电源。
[0007]通过采用上述技术方案，将采摘机构滑动设置在与机架前进方向垂直的滑轨上，采摘机构沿滑轨滑动一次就可以采摘掉一排的茶叶嫩梢，相比于传统的逐个采摘大大提高了采摘效率；通过调平升降机构可以调整工作平台高度并保持工作平台的水平度，使得工作平台始终处于水平状态，即调整采摘机构角度并使采摘机构始终位于水平状态，使其能够适应山地作业，在坑洼不平、有一定坡度的茶园地面始终保持采摘机构水平采摘，便于采摘机构快速准确的识别茶叶嫩梢，提高了采摘质量。
[0008]进一步的，所述调平升降机构包括三组固定设置在机架顶部的第一电机，所述第一电机输出轴上固定连接有曲柄，所述曲柄的另一端转动连接有第一连杆，所述第一连杆的另一端通过球铰链连接第二连杆，所述第二连杆另一端与工作平台固定连接。
[0009]通过采用上述技术方案，设置三组曲柄、第一连杆、第二连杆结构，使工作平台整体保持稳定，通过三组第一电机独立控制，驱动曲柄转动从而带动第一连杆、第二连杆运动，实现工作平台的升降以及调平。
[0010]进一步的，所述工作平台中部设置有九轴加速度传感器，所述九轴加速度传感器与控制系统连接，用于检测所述工作平台的水平度。
[0011]通过采用上述技术方案，设置九轴加速度传感器，实时检测工作平台的水平度并传输给控制系统，再由控制系统控制三组第一电机调整工作平台角度，使工作平台始终保持水平状态。
[0012]进一步的，所述滑轨的下方还平行设置有丝杆，所述丝杆的一端设置有第二电机，所述滑轨上滑动设置有滑块，所述滑块内设有螺纹孔与丝杆螺纹连接，第二电机驱动丝杆转动使滑块在滑轨上滑动，所述滑块底部转动设置采摘机构。
[0013]通过采用上述技术方案，设置滑轨与丝杆，这样就可以通过第二电机的转动来驱动滑块在滑轨上滑动，即驱动采摘机构沿滑轨滑动，实现采摘。
[0014]进一步的，所述滑块底部转动设置有圆形的转向座，所述转向座的外壁上设置有半圈圆弧齿条，所述圆弧齿条两端的转向座外壁上分别设置有第一挡条和第二档条，所述第一挡条和第二档条与滑轨垂直，第一挡条高于圆弧齿条顶边，第二档条低于圆弧齿条底边，所述滑轨两端位于滑轨侧边位置处对应圆弧齿条设置有第一齿条和第二齿条，第一齿条顶边高于第一挡条，底边与圆弧齿条底板平齐，第二齿条底边低于第二档条，顶边与圆弧齿条顶边平齐，当转向座运动至滑轨端部时，圆弧齿条与第一齿条或第二齿条啮合使转向座转向，所述转向座底部固定设置采摘机构。
[0015]通过采用上述技术方案，在滑块与采摘机构之间设置转向座，通过转向座上的圆弧齿条与第一齿条或第二齿条啮合，使得转向座运动到滑轨两端时，在圆弧齿条与第一齿条或第二齿条的啮合作用下，转向座发生180度转向，即使采摘机构掉头，这样采摘机构在回程时也能继续采摘，大大提高了采摘效率。
[0016]进一步的，所述滑块底部设置有若干第一磁铁，所述转向座上端对应设置有第二磁铁，圆弧齿条与第一齿条或第二齿条非啮合状态时，第一磁铁与第二磁铁吸合。
[0017]通过采用上述技术方案，在滑块底部设置第一磁铁，在转向座上端设置第二磁铁，通过第一磁铁与第二磁铁吸合，使得转向座在非转向状态下即采摘机构在工作状态下，转向座与滑块在第一磁铁与第二磁铁吸合力下保持固定，不会发生相对转动，从而保持采摘机构的采摘方向始终与其前进方向一致。
[0018]进一步的，所述采摘机构包括壳体，所述壳体内设置有竖向滑轨，所述竖向滑轨上滑动设置有滑座，所述竖向滑轨旁设置有竖向丝杆，所述竖向丝杆下端设置有第三电机，所述竖向丝杆与滑座螺纹连接，第三电机驱动竖向丝杆转动使滑座在竖向滑轨上滑动，所述滑座背离竖向滑轨的侧面固定设置采摘器，所述壳体内侧边设置有识别相机。
[0019]通过采用上述技术方案，在壳体设置竖向滑轨、竖向丝杆、第三电机及滑座，再将采摘器固定设置在滑座上，即可通过控制第三电机转动来控制采摘器的上下运动，即控制采摘器的高度，再设置识别相机，从而使得采摘器可根据识别相机检测到的茶叶嫩梢位置进行调节自身高度，以采摘不同高度的茶叶嫩梢，保证采摘质量。
[0020]进一步的，所述采摘器包括座体，所述座体上设置有两组临近布置且反向向内运动的第一皮带组，所述第一皮带组长度方向与滑轨长度方向一致，所述第一皮带组内设置有旋转刀片，所述第一皮带组末端设置有收集罩，所述收集罩通过软管连接至负压收集箱。
[0021]通过采用上述技术方案，采摘器由两组临近布置且反向向内运动的第一皮带组构
成，即两组第一皮带组用于夹持住茶叶嫩梢并使其向后运动，在向后运动过程中被旋转刀片切断，运动到第一皮带组末端时，两组第一皮带组对茶叶嫩梢失去夹持力，茶叶嫩梢被收集罩内的负压吸进负压收集箱。
[0022]进一步的，所述第一皮带组包括转动布置在座体上的第一主动轮和第一从动轮，所述第一主动轮和第一从动轮通过第一皮带连接，所述第一主动轮下方同轴布置有第一齿轮，两组第一皮带组的两个第一齿轮相互啮合，所述座体上还设置有第四电机，所述第四电机输出轴上固定设置有第二齿轮，所述第二齿轮与其中一个第一齿轮啮合，所述第一皮带内侧为齿状，其内啮合有转轮，其中一个第一皮带组内的转轮上设置有旋转刀片，另一个第一皮带组内的转轮上设置有圆形挡板，所述圆形挡板的板边开设有供旋转刀片通过的V形槽。
[0023]通过采用上述技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种茶叶采摘机器人，其特征是：包括机架（10），所述机架（10）底部设置有行走轮组（20），所述机架（10）内设置有工作平台（30），所述工作平台（30）与机架（10）顶部之间通过调平升降机构（40）连接，所述调平升降机构（40）用于调整工作平台（30）高度并保持工作平台（30）始终位于水平状态，所述工作平台（30）下侧设置有滑轨（31），所述滑轨（31）长度方向与机架（10）前进方向垂直，所述滑轨（31）上滑动设置有采摘机构（50），所述采摘机构（50）用于采摘茶叶嫩梢，所述工作平台（30）上还设置有负压收集箱（60）、电源（71）和控制系统（72），所述负压收集箱（60）与采摘机构（50）通过软管（61）连接，所述行走轮组（20）、调平升降机构（40）、采摘机构（50）、负压收集箱（60）均经控制系统（72）连接到电源（71）。2.根据权利要求1所述的一种茶叶采摘机器人，其特征是：所述调平升降机构（40）包括三组固定设置在机架（10）顶部的第一电机（41），所述第一电机（41）输出轴上固定连接有曲柄（42），所述曲柄（42）的另一端转动连接有第一连杆（43），所述第一连杆（43）的另一端通过球铰链（44）连接第二连杆（45），所述第二连杆（45）另一端与工作平台（30）固定连接。3.根据权利要求2所述的一种茶叶采摘机器人，其特征是：所述工作平台（30）中部设置有九轴加速度传感器，所述九轴加速度传感器与控制系统（72）连接，用于检测所述工作平台（30）的水平度。4.根据权利要求1所述的一种茶叶采摘机器人，其特征是：所述滑轨（31）的下方还平行设置有丝杆（32），所述丝杆（32）的一端设置有第二电机（33），所述滑轨（31）上滑动设置有滑块（34），所述滑块（34）内设有螺纹孔与丝杆（32）螺纹连接，第二电机（33）驱动丝杆（32）转动使滑块（34）在滑轨（31）上滑动，所述滑块（34）底部转动设置采摘机构（50）。5.根据权利要求4所述的一种茶叶采摘机器人，其特征是：所述滑块（34）底部转动设置有圆形的转向座（35），所述转向座（35）的外壁上设置有半圈圆弧齿条（351），所述圆弧齿条（351）两端的转向座（35）外壁上分别设置有第一挡条（352）和第二档条（353），所述第一挡条（352）和第二档条（353）与滑轨（31）垂直，第一挡条（352）高于圆弧齿条（351）顶边，第二档条（353）低于圆弧齿条（351）底边，所述滑轨（31）两端位于滑轨（31）侧边位置处对应圆弧齿条（351）设置有第一齿条（36）和第二齿条（37），第一齿条（36）顶边高于第一挡条（352），底边与圆弧齿条（351）底板平齐，第二齿条（37）底边低于第二档条（353），顶边与圆弧齿条（351）顶边平齐，当转向座（35）运动至滑轨（31）端部时，圆弧齿条（351）与第一齿条（36）或第二齿条（37）啮合使转向座（35）转向，所述转向座（35）底部固定设置采摘机构（50）。6.根据权利要求5所述的一种茶叶采摘机器人，其特征是：所述滑块（34）...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗坤，曹成茂，吴正敏，张学晨，赵波，孙燕，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：