[发明专利]一种组合筒式采茶装置及识别和定位茶叶采摘部位的方法

说明书

本发明公开了一种组合筒式采茶装置及识别和定位茶叶采摘部位的方法，组合筒式采茶装置包括按键控制模块、茶叶识别模块、组合式筒式采摘模块和自吸式茶叶收集模块；所述按键控制模块用于根据按键信息获取采摘指令，并将采摘指令发送给茶叶识别模块；所述茶叶识别模块用于对茶叶的识别以及根据采摘指令计算确立采摘坐标，并将采摘坐标发送至组合式筒式采摘模块；所述茶叶识别模块包括数字摄像头；所述组合式筒式采摘模块用于根据采摘坐标对茶叶进行采摘；所述自吸式茶叶收集模块用于对采摘下来的茶叶进行收集；所述组合式筒式采摘模块包括多个采摘筒。本发明可以适应手持式采摘、全机械式采摘或轨道式采摘，采摘速度快、效率高，可适应不同的茶园规模和茶园地形。

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种组合筒式采茶装置及识别和定位茶叶采摘部位的方法。

背景技术

中国是世界茶文化的发源地，是产茶大国，茶叶种类繁多，历史悠久。茶叶的采摘具有鲜明的季节性，时令性强，通常集中在春秋两季大量产出，尤其是春茶，鲜叶不及时采摘，将影响成品茶的质量。目前，低端茶叶的采摘逐步实现了机采，而大部分高端优质茶叶不适合机采，并且采摘期比较集中，而农村劳动力又严重缺乏，所以优质茶叶漏采、弃采的情况越来越严重，采摘成本也居高不下。采茶机械市场上智能型采茶机器人较为少见，而传统采茶机械需要人工操作，只适合采摘中低端茶叶，不适合采摘高端优质茶叶。随着经济以及种植技术的发展，茶叶种植的农场化、规模化、产业化也已成为一种趋势，现在高品质茶叶的采摘已经成为制约茶叶产业发展的瓶颈。

目前，市场上已经具有多种机械采茶的装置，但其工作原理与树叶修剪机和铲草机相似，工作时是将新长出的茶叶进行整个平推剃剪，这种机械采茶的方式不能确保采摘茶叶具有相同的标准，如一芽一叶，所采茶叶完整性、一致性极差，碎叶多，新叶老叶不分，甚至将枝条末端、茶梗、残次叶片都剃剪混入茶叶中，降低制茶原料的质量，而且对茶树生长伤害较大，影响茶树的生长发育。因此，针对名优茶生产，由于对鲜叶原料质量要求的严格，目前机采法无法满足要求，大部分名优茶叶的采摘还是需要人工手摘。随着劳动力成本的提高，茶叶手工采摘成本越来越高，另外一些种植地区在采摘旺季劳动力短缺严重，导致采摘不及时而造成损失。目前，人们对能够采摘高品质优质茶叶的智能型采茶机器人的需求越来越大。

同时，从公开专利及文献来看，目前有自走式采茶机、智能采茶机器人等报道，但其采摘装置均采用机械臂和采摘机械手的思路进行的。专利文献CN104303705B和CN104525469B分别公开两种机械化的采茶机，机械化采摘的工作原理与树叶修剪原理相似，工作时是将新长出的茶叶一次剪下，其优点是效率高，但缺点也显而易见，所采茶叶完整性、一致性极差，碎叶多，新叶老叶不分，甚至将枝条末端都剃剪混入茶叶中，降低制茶原料的质量，而且对茶树生长伤害较大，影响茶树的生长发育。专利文献CN103999635B和CN104303706B公开了智能采茶机，智能采茶机是在机械化采茶机的基础上加入了视觉检测和采摘高度调节装置，提高了采摘的效率和地形适应能力，但采摘装置还是采用纯粹的剪切方式，无法满足优质茶精采的要求。专利文献CN1620848和CN107231889A公开的自动采茶机通过铺设轨道实现采摘，但成本高，实用性不高。专利CN105993387A公开了一种智能自主移动智能化采茶机器人及其采茶方法，通过视觉进行茶叶识别，采用直角坐标机械手进行茶叶采摘，灵活性不好，效率低。同时茶叶回收装置需要和采摘末端一起运动，不便于采摘作业。专利CN108040599A设计了茶叶识别CCD，但其依然是CCD与多关节机械手进行单叶采摘，采摘质量高，但成本高，效率相对低下。专利CN111567216A发明了三维坐标自动采茶机器人，其轨道移动支架，另外配合立柱和横柱共同实现。CN212034913U专利采用手抓模式，实现了对全芽、一芽一叶和一芽二叶的采摘，其采摘原理类似采摘手臂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术不能对芽、一芽一叶、一芽二叶等不同标准的茶叶进行精确识别以及不能有效定位茶叶采摘部位的问题，目的在于提供一种组合筒式采茶装置及识别和定位茶叶采摘部位的方法，解决上述的问题。

本发明通过下述技术方案实现：