[发明专利]一种茶叶智能采摘装置

说明书

本发明涉及一种茶叶智能采摘装置，包括可移动机架、图像采集与定位装置、采摘机构和控制装置，可移动机架两侧的移动装置经升降机构连接图像采集与定位装置安装架和采摘机构安装架，采摘机构安装架上设有左右运动机构和前后运动机构，采摘机构在其驱动下左右及前后运动，采摘机构包括采摘机械手、中空连杆、电动推杆、储茶仓、柔性管道和真空抽吸茶叶动力装置，采摘机械手经中空连杆连接电动推杆以上下运动，柔性管道一端连通采摘机械手，另一端连通安装于储茶仓内的真空抽吸茶叶动力装置；控制装置根据获取的图像和定位传感器定位目标茶叶，控制采摘机构采摘茶叶。该装置自动化和智能化程度高，可实现单梢采摘，提高了茶叶采摘质量和工作效率。

技术领域

本发明属于茶叶生产技术领域，具体涉及一种茶叶智能采摘装置。

背景技术

鲜叶采摘，是茶树栽培的收获过程，也是调节树势、付制加工的关键环节。鲜叶采摘的好坏，不仅直接影响茶叶产量、品质和经济效益，而且关系到茶树的生长发育和经济寿命。鲜叶采摘也是茶园管理中最费时、季节性最强的一项工作，一般手工采茶所花的工时要占茶园常年管理用工的50% - 65%。近年来，随着社会经济的发展，茶区劳动力大量向城镇第二、三产业转移，加上采茶作业环境差、劳动强度大，使得茶叶采摘用工紧缺的矛盾十分突出，茶场出现用工荒，劳动力短缺，日益上涨的劳动力成本已成为制约茶产业发展的瓶颈。实现茶叶全程机械化耕作、施肥、修剪、采摘、加工，快速推进茶叶产业“机器换人”是大势所趋。

近年来，市面上出现了品类繁多的采茶机，其中往复切割式采茶机整体采集的茶叶芽叶完整率相对高，功效高，使用最多。但是，现有的采茶机一般自动化、智能化程度不高，都是整体切割，对于部分要求较高的名优茶，其原料要求是单芽或单梢，现有采茶机的采摘达不到要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种茶叶智能采摘装置，该装置自动化和智能化程度高，可实现单梢采摘，提高了茶叶采摘质量和工作效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种茶叶智能采摘装置，包括门型可移动机架以及设于其上的图像采集与定位装置、采摘机构、控制装置和动力装置，所述可移动机架两侧下部设有移动装置，所述移动装置经升降机构向上连接图像采集与定位装置安装架和采摘机构安装架，所述采摘机构安装架上设有左右运动机构，所述左右运动机构上设有前后运动机构，所述采摘机构安装于前后运动机构下部，以在左右运动机构和前后运动机构的驱动下进行左右及前后运动，所述图像采集与定位装置安装于图像采集与定位装置安装架下部，所述图像采集与定位装置包括图像采集装置和定位传感器，以向下获取茶叶图像和定位信息，所述采摘机构包括采摘机械手、中空连杆、电动推杆、储茶仓、柔性管道和真空抽吸茶叶动力装置，所述电动推杆向下安装于前后运动机构下部，所述采摘机械手经中空连杆与电动推杆的运动端连接，以在其驱动下上下运动，所述柔性管道一端连接中空连杆并经其与采摘机械手连通，另一端与安装于储茶仓内的真空抽吸茶叶动力装置连通，以将采摘机械手采摘的茶叶实时吸入储茶仓中；所述动力装置为各装置和机构供电以及驱动移动装置移动，所述控制装置分别与各装置和机构的控制端电性连接以控制其工作，所述控制装置对图像采集装置获取的图像进行处理，结合定位传感器定位茶丛和目标茶叶，然后控制采摘机构运动到目标位置，对目标茶叶进行采摘。

进一步地，所述茶叶智能采摘装置设有两个或多个采摘机构，所述采摘机构安装架的左右运动机构上分别设有两个或多个前后运动机构，以分别连接相应的采摘机构，各个采摘机构分别独立进行采茶工作。

进一步地，一个采摘机构配设有两个图像采集与定位装置，以通过双摄像头及定位传感器定位茶丛和茶叶，两个图像采集装置将拍摄到的图像传输至控制装置，控制装置对接收到的图像进行图像识别、目标提取和目标匹配，结合定位传感器定位出目标茶丛和目标茶叶，计算出采摘机构需要运动到的目标位置，然后控制升降机构、左右运动机构和前后运动机构工作，驱动采摘机构运动到适当位置，而后控制电动推杆工作，驱动采摘机械手运动到目标位置，对目标茶叶进行采摘，最后通过真空抽吸茶叶动力装置将采摘的茶叶吸入储茶仓中。