[发明专利]一种采摘茶叶的机械装置及系统

说明书

技术领域

本发明属于农业采摘机械设备技术领域，具体涉及一种采摘茶叶的机械装置及系统。

背景技术

茶叶经济价值极高，但采摘面临着很大的难题。由于采茶期限较短，采摘任务十分繁重，传统的人工采摘无法满足当今的茶叶采摘要求。近年来机器采摘茶叶技术得到一定的发展，但是机采并不像人工那样灵活，而且采摘茶叶的质量有待提高，整体采摘效果需要进一步的发展。

我国在采摘机器人的研究方面已经取得了一些成绩，目前国内茶叶采摘中主要使用的是往复切割式采茶机。这种采茶机器有明显的不足，采摘茶叶的时候无法识别新梢和老叶，成功采摘的茶叶往往完整性和标准性较差，而且采摘效果无法保证。因此，合理利用并联机构的优势，设计茶叶采摘机械装置对于推动茶产业的发展具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种采摘茶叶的机械装置及系统，能够自动识别并定位茶树新梢从而实现茶叶高效采摘。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种采摘茶叶的机械装置，包括：

定平台，

动平台，

三个沿周向均匀设置并联接于定平台和动平台之间的运动支链，以及

设置于动平台底侧的执行机构；

运动支链能够驱动动平台以同一姿态在空间任意方向运动，执行机构具有两个能够相互靠近和远离的刀片。

进一步地，运动支链包括：

三个沿周向均匀设置于定平台上的伺服电机，

三个分别与相应伺服电机的输出轴联接的主动臂，以及

三个分别与动平台和相应主动臂球铰联接的从动臂。

进一步地，每个从动臂包括两个等长且平行设置的连杆，每个连杆的两端分别与主动臂和动平台球铰联接。

进一步地，执行机构包括：

驱动电机，

联接驱动电机的输出轴的丝杠，

与丝杠平行设置的导杆，以及

一对与丝杠螺纹联接且与导杆滑动联接的夹子；

两个刀片以面对面方式分别设置于相应的夹子上，丝杠具有两段旋向相反的螺纹，每个夹子与相应的螺纹相配合。

进一步地，执行机构还包括：

一对设置于两个刀片之间的限位块，每个限位块能够限制相应的夹子运动。

进一步地，丝杠的两端分别通过轴承座联接动平台。

进一步地，执行机构包括：

驱动电机，

联接驱动电机的输出轴的主动齿轮，

与丝杠平行设置的导杆，以及

一对与主动齿轮相啮合且均与导杆滑动联接的齿条；

两个刀片以面对面方式分别设置于相应的齿条上，两个齿条分别设置于主动齿轮的两侧外圆处。

进一步地，执行机构还包括：

一对设置于两个刀片之间的限位块，每个限位块能够限制相应的齿条运动。

本发明还公开了一种采用上述机械装置的采摘茶叶的系统，还包括：

能够识别茶树新梢并获取其空间坐标的定位装置，

驱动机械装置移动的行走装置，以及

根据空间坐标控制行走装置和机械装置的控制装置；

定位装置、行走装置和机械装置分别与控制装置电联接。

进一步地，定位装置包括：

能够茶树冠层图像的摄像机，

能够投射图像的投影仪，以及

根据图像识别茶树新梢并获取其空间坐标的图像处理器。

本发明具有的有益效果：相比传统的手工采摘模式，用本发明的采摘茶叶的系统可以实现自动识别和高效采摘、采摘茶叶的效果比一般的采茶机有很高的完整性和标准性，对于推动茶产业的发展具有十分积极的作用。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例中机械装置的结构示意图；

图3为图1所示实施例中一种执行机构的结构示意图；

图4为图1所示实施例中另一种执行机构的结构示意图。

附图标记：

1摄像机；2机械装置；3执行机构；4投影仪；5茶树；6定平台；7伺服电机；8主动臂；9从动臂；10动平台；11主动齿轮；12导杆；13左限位块；14右限位块；15驱动电机；16电机座；17左轴承座；18丝杠；19左夹子；20紧定螺钉；21右夹子；22右轴承座；23第一齿条；24第二齿条。

具体实施方式