[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
[0034] 实施例1:
[0035] 如图1和图2所示,茶叶嫩芽采摘装置,包括采摘箱壳体7、设于采摘箱壳体内的卷料器、设于采摘箱壳体上的十一个随控键3、设于采摘箱壳体右侧上的电控模块5和电机4。本发明中的采摘箱壳体顶部靠近电机处,还安装有两幅把手6,两幅把手的安装方向相互垂直,符合人体工程学,使用更加方便。
[0036] 另外,在采茶机出料口11处突出一部分安装预留位置,且留有10个安装固定孔,手持版采茶机宜使用储物袋,储物袋的开口捆绑固定在采茶机出料口处的10个安装固定孔上,采摘下的茶叶进入储物袋,能够方便完成嫩芽的传输与存储。
[0037] 如图3所示,采摘箱壳体内的卷料器包括四个法兰盘1,四个法兰盘将卷料器分成三组,每组卷料器均有采摘杆2均匀安装在法兰盘的一周,每个法兰盘上都设有六个长槽孔,六个长槽孔均匀等距的分布在法兰盘边缘上一周,使相邻卷料器组之间的采摘杆交错均匀的安装在法兰盘上。同时,所述长槽孔配合弹簧的使用,组成防卡死模块10,起到防止采摘杆因塞入异物而卡死的作用。卷料器还包括法兰联轴器和设于法兰盘上的转动主轴9;所述转动主轴通过法兰联轴器与电机连接。所述电机通过法兰联轴器带动转动主轴转动,进而带动法兰盘以及安装在法兰盘上的采摘杆。
[0038] 另外,采摘箱壳体表面设有网栅型进料口,所述网栅型进料口包括若干个小口,每个小口处均设有一个键槽池8。图3中共有十一个键槽池,十一个键槽池依次编号为S1、S2、S3、…、S11。随控键等距线性分布在键槽池内组成随控键组。
[0039] 如图4至图7所示,所述随控键包括随控键底部件31、随控机械开关32、电磁铁33、销钉35、转轴36和随控键转动部件37,所述随控键底部件四周设有四个螺钉孔,用于将随控键安装定位在键槽池的合适位置。在运动限制槽孔34的限制下,随控键底部件与随控键转动部件之间能够发生一定程度的转动运动。
[0040] 如图8和图9所示,所述随控机械开关内由导电接脚321、弹簧322、导电金属片324、随控机械开关推杆323组成,所述电磁铁分别固定安装在随控键底部件的上表面和随控键转动部件的下表面,所述电磁铁通过电磁铁导线331与随控机械开关的导电接脚相连。所述导电金属片安插在随控机械开关推杆外部设有的导电金属槽3231内。
[0041] 此外,电控模块包括开机旋钮、单片机和电机驱动模块,所述开机旋钮与电机驱动模块均与单片机电连接,所述电机与电机驱动模块电连接,所述随控键与单片机电连接。所述随控键全部都并联于电源,随控键内的电磁铁有电需要同时满足两点:一是电控模块的单片机能够向随控键的引脚发送高、低电平指令;二是随控机械开关内的随控机械开关推杆在图9中的点B′到点C′之间。本发明装置机工作时,电控模块内单片机是持续输出高电平的,即此时只需满足第二点就可以让电磁铁工作。图9中,点A′、点B′和点C′分别表示三个关键位置点。
[0042] 而当随控键处于非工作状态时,随控键转动部件保持最大的开合角度,其支撑力由随控机械开关内部弹簧提供,弹簧提供给随控键转动部件的力主要用于保持随控键转动部件和随控机械开关推杆的复位状态。
[0043] 如图10和图11所示,中间一组采摘杆处于采摘茶叶12的某一时刻状态,其中键槽池S5和键槽池S7处有茶叶,键槽池S6和键槽池S8处无茶叶,因茶叶有体积,所以键槽池S5和键槽池S7处的随控键转动部件向下的位移量大于键槽池S6和键槽池S8处的随控键转动部件向下的位移量。
[0044] 本发明的原理是:当键槽池S5和键槽池S7处的随控键转动部件向下运动时,随控机械开关内的随控机械开关推杆受迫向下运动,随控键转动部件位移量达到指定位移时,导电接脚的导电片与导电金属片相互接触,此时上下两个电磁铁通电,产生磁场,为随控键提供斥力F磁,即:F磁出现,FN增大,茶叶与采摘杆、采摘接触底面(随控键转动部件)的摩擦力f=μFN增大。又因采摘杆、采摘接触底面(随控键转动部件)摩擦系数分别为μ1、μ2,且μ1>μ2,所以实现采摘杆将茶叶嫩芽往运动方向提采的动作。
[0045] 由于嫩芽嫩叶相比于老叶的茎和叶比较的嫩脆,同时茶叶还受到茶树的反方向的阻抗拉力F树,此时茶叶会在其维管(植物茎部存在维管束)最薄弱(横截面较细)位置断裂,进而完成一次依靠静摩擦仿人工提采法的嫩芽嫩叶采摘过程。
[0046] 所述仿人工提采嫩芽法,是需要一定的摩擦力f=μFN才能完成对嫩芽嫩叶提采过程。这就需要采摘杆与采摘接触面有较为合适的相互作用,二者之间工作间隙的大小至关重要,间隙过小时阻力很大,间隙过大时采摘杆所需静摩擦力又太小不足以将茶叶采摘下来,间隙合适时,又因采摘杆与采摘接触面分别是圆柱曲面以及平面,二者接触时为面或者线面的接触,而茶叶不会同时存在整条接触线或者接触面上,即采摘杆与采摘底面无论有茶叶与否,二者总会全面的接触,使采摘杆与采摘接触底面之间全局受力。本发明利用可控的采摘接触底面(随控键转动部件)来自动配合采摘杆,有茶叶的接触面提供合适的FN,即加大采摘杆、茶叶、采摘接触底面之间的摩擦力f,其它采摘杆、采摘接触底面之间没有茶叶处,则FN、f减小或趋于零。因此,减少了无用力的输入以及输出,使得输入的每个单位的力都作用到茶叶上,更好的保护嫩芽不被破损。
[0047] 基于实施例1,本发明还提供了茶叶嫩芽采摘方法,包括以下步骤:
[0048] 利用卷料器中的采摘杆将茶叶嫩芽揽到采摘接触底面,即随控键转动部件上表面;
[0049] 采摘杆将茶叶嫩芽往采摘杆运动方向进行提采,同时随控机械开关推杆不断受迫运动,电磁铁的电路由断路状态逐渐转变为通电状态;
[0050] 随控机械开关推杆受迫运动到最低点时,采摘杆在下一个时刻与随控键转动部件上表面脱离,随控机械开关推杆受弹簧推力影响,随控键转动部件恢复到初始位置,完成一次采摘过程。
[0051] 当采摘杆未揽到茶叶时,采摘杆沿随控键转动部件上表面向后运动,随控机械开关推杆受迫运动,电磁铁始终处于断路状态。
[0052] 具体的如图9和图11所示,图11中点A、点B和点C同样分别表示三个关键位置点。所述采摘杆将茶叶揽到采摘接触底面(随控键转动部件)时,如键槽池S5和键槽池S7所示,此时有三种状态:
[0053] (1)采摘杆将茶叶往后从A到B运动,随控机械开关推杆受迫运动从A′到B′,此区间段内,电磁铁的电路处于断路状态,采摘杆所受到的采摘接触底面的作用力非常小;
[0054] (2)采摘杆将茶叶往后从B到C运动,随控机械开关推杆受迫运动在B′到C′之间运动,此时电磁铁处于通电,提供斥力,F磁出现,FN增大,茶叶与采摘杆、采摘接触底面(随控键转动部件)的摩擦力f=μFN增大;
[0055] (3)当随控机械开关推杆受迫运动在B′到C′之间运动到(当前运动周期的)最低点时:采摘杆在下一个时刻将与采摘接触底面(随控键转动部件)脱离,随控机械开关推杆受弹簧推力运动到A′,随控键转动部件恢复到初始位置,一次茶叶采摘过程完成。
[0056] 而当所述采摘杆未揽到茶叶时,如键槽池S6,此时采摘杆从A到B到C运动,而随控机械开关推杆受迫运动只在A′到B′之间运动,并未超过B′点,即电磁铁一直处于断路状态。
[0057] 上述方法极大的减小了采摘接触底面(随控键转动部件)对采摘杆的无关作用力。使得卷料器的转动更加顺畅,减小了采摘杆、采摘接触底面所受的冲击力,提高了力和能量的利用率,使采茶装置更加节能高效。
[0058] 以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。