[0030] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
[0031] 实施例1:
[0032] 本实施例提供一种茶园芽茶采摘机器人,包括机架、驱动机构及采茶机构3,驱动机构设于机架之上,所述采茶机构3包括滚筒31、螺旋采集杆33及固定采摘臂32,固定采摘臂32与机架固定连接,固定采摘臂32套设于滚筒31内且与滚筒31贴合;螺旋采集杆33设于固定采摘臂32之内,螺旋采集杆33并与驱动机构连接,用于输送芽茶;滚筒31与固定采摘臂32均自两端部至中部呈缩颈结构,固定采摘臂32为四分之三圆环形,滚筒31具有筛孔311,筛孔311具有数个,阵列设置于滚筒31之上,驱动机构驱动滚筒31转动,滚筒31与固定采摘臂32相对运动,滚筒旋转状态下由上至下将芽茶经筛孔311筛入固定采摘臂32之内,以实现采摘芽茶。
[0033] 机架上设有操作台1,操作台1上安装有吹风机构,吹风机构包括鼓风机41,鼓风机41通过管道连接有进风管42,进气管42连接于滚筒31之上,以使芽茶倾斜进入固定采摘臂
32,可将茶叶枝条吹向采茶机构3并形成一定弧度便于滚筒31对芽茶进行筛选。
[0034] 进气管42呈线性排列由左至右共分布9个,通过管道与固定在操作台上的鼓风机41相连。茶叶采茶机构3的滚筒31通过筛孔311对茶叶进行嫩芽与老叶的筛选,由滚筒31、固定采摘臂32中的空隙通过摩擦力进行嫩芽的采摘,滚筒31上阵列排布数个圆形筛孔311,通过螺旋采集杆33将采下的茶叶进行收集,收集至采茶机构3一侧的收集箱6中。
[0035] 驱动机构包括电机、传送带及带轮,电机固定安装于机架之上,带轮设于滚筒31的端部,电机驱动传送带、带轮运动,以联动滚筒31转动。滚筒31通过传动带与电机连接,电机固定在机架上,通过带轮联动传动带运动,以实现对滚筒31的驱动。
[0036] 采茶机构3设有固定采摘臂32、滚筒31、螺旋采集杆33,滚筒31位于采茶机构3最外部,形状为圆弧形,其上阵列分布大小相等的圆形筛孔311,固定采摘臂32在滚筒内部,为半圆环形态与外部滚筒31贴紧,与滚筒31接触部位为橡胶等摩擦力较大材料。
[0037] 固定采摘臂32与机架相固定,始终保持同一位置,固定采摘臂32具有开口,开口末端边缘平滑过渡形成剪切坡面,剪切坡面采用橡胶等摩擦力较大的材料,形成类似剪刀原理的中间区域,便于剪切芽茶。固定采摘臂32与滚筒31之间设置有弹簧组件,分布于滚筒31两侧,用于调节滚筒31与固定采摘臂32之间的间隙,同时调整折采力度,使固定采摘臂32与滚筒31贴紧。收集箱6位于采茶机构3一侧,收集采摘的嫩芽。螺旋采集杆33通过电机驱动,螺旋采集杆33带动采茶机构3采摘的茶叶嫩芽向收集箱6移动,当收集箱6收集满后,将采摘的茶叶嫩芽取出。
[0038] 螺旋采集杆33在固定采摘臂32的内部,采用螺旋状叶片,通过旋转叶片转动将采集到的芽茶由向收集箱6内运输。利用电机带动螺旋采集杆33回转,推移物料以实现输送目的,可以水平、倾斜或垂直输送,结构简单、横截面积小、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输。
[0039] 机架包括伸缩杆1,伸缩杆1的一端设有操作台2,另一端设有转动配合的行走轮5,行走轮5上设有伺服电机51,以驱动行走轮5运动。四条伸缩杆1对称分布在机架上,行走轮5上的伺服电机51经齿轮或蜗轮蜗杆减速后,带动一对丝杆螺母,把伺服电机51的旋转运动变成直线运动,利用伺服电机51正反转完成推杆动作,可通过调节伸缩杆1的伸缩以适应不同茶园地形。
[0040] 行走轮5分别独立设有伺服电机51,伺服电机51的数量为四个,分别均匀分布在伸缩杆1的内侧,且左侧两个伺服电51机构成左伺服电机,右侧两个伺服电机51构成右伺服电机,左伺服电机和右伺服电机的控制系统相互独立。行走轮5通与伸缩杆1固定连接,可根据地形与茶垄高度进行调节伸缩杆1的高度,改变采茶机构3的高度。
[0041] 与本实施例提供的一种茶园芽茶采摘机器人相对应的采摘方法,包括如下步骤:
[0042] 首先根据不同地区茶园茶垄形状和茶叶品种进行采摘机器人预设值调节,根据不同地区的含水量、潮湿度、天气、不同的风力等实际情况对吹风机构进行风力调整,根据茶种不同所对应茶园地形的不同对伸缩杆1进行整机高度进行调节,以达到最好的收获效果。滚筒31转速可调,设置滚筒31最佳转速区间,滚筒31上带有阵列排布的筛孔311,将茶芽尖以及枝条筛选至滚筒31内部。
[0043] 然后在采摘过程中,根据采茶技巧从茶树新梢上摘取芽叶的手段,有手采和机采。手工采茶要求提手采,保持芽叶完整、新鲜、匀净,不夹带鳞片,鱼叶,茶果与老枝叶。手采茶方法有三种,一是掐采,又称折采,二是提手采,这是适中标准采摘的手法,提手采保证了茶叶的质量与品质。仿照手工提采的方法,滚筒31由电机带动带轮不断旋转,依靠滚筒31与固定采摘臂32之间的摩擦力提取芽茶,部分带入芽茶下面的老叶相较于芽茶不易提断,可通过弹簧组件调节摩擦力大小,筛别芽茶与老茶,提高单次芽茶采摘率。另外吹风机构通过鼓风机41鼓风和进风管42之间的管道连接,进风管42由外向滚筒31内鼓风,使得茶枝呈一定弧度更易伸入滚筒31内,滚筒31滚动将茶芽部分筛选至固定采摘臂32内部,其中的固定采摘臂32与滚筒31形成类似剪刀原理的中间区域,脆嫩的茶芽将被挤压掐断。
[0044] 最后由电机带动螺旋采集杆33旋转将采摘的嫩芽传送至采茶机构3一侧的茶叶收集箱6中,部分进入滚筒31的木质化的老叶随着滚筒31的旋转自动随茶枝推出固定采集臂32。由于采茶机构3的筛孔311呈阵列式分布,筛孔311的位置固定存在部分芽茶未能顺利伸入滚筒31中,存在个别嫩芽漏采情况,因此,对于同一茶垛的采摘过程可反复重复数次,通过反复行走采摘实现最大程度的芽茶采摘。
[0045] 实施例2:
[0046] 本实施例提供一种茶园芽茶采摘机器人,与实施例1的不同之处在于:
[0047] 本实施例的采茶机构不需要安装行走轮及伸缩杆,将采茶机构单独手持式使用,直接由人工手持进行采摘,结构简单。
[0048] 其它结构及具体实施步骤可以参照实施例1。
[0049] 上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。