[发明专利]一种名优茶嫩梢低损伤自走式采摘机器人

说明书

本申请属于茶叶收获机械技术领域，公开了一种名优茶嫩梢低损伤自走式采摘机器人，包括机架，机架一侧设置行走机构，机架上沿铅锤方向活动设置有串联机械臂，串联机械臂末端设置采摘器，采摘器包括壳体，壳体内设置舵机，舵机两端转轴上设置旋转架，旋转架前端设置夹持剪切单元，壳体后端设置有收集盒，收集盒通过负压吸叶器与机架上的储存箱连接，机架上还设置有识别相机和控制系统。通过机器视觉技术来智能识别茶叶嫩梢位置，再利用串联机械臂控制采摘器从水平方向运动到夹持位置，利用旋转架自水平面向铅垂面的向上旋转动作来夹持、剪切、输送茶叶，避免了采摘器运动对茶叶嫩梢及周边茶叶造成的损伤，大大提高了采摘后茶叶的品质。

技术领域

本发明涉及茶叶收获机械技术领域，特别涉及一种名优茶嫩梢低损伤自走式采摘机器人。

背景技术

中国是世界茶叶产量大国，而名优茶占茶叶产量的76％。名优茶大多数是选用高山生长的茶叶嫩芽作为原料，高山的自然环境造就名优茶独特的色香味，富含多种有益人体健康成分。

目前，名优茶采摘主要还是依靠人工进行，通过手指捏采茶叶嫩梢，采摘过程中要求所采摘的茶叶大小要均匀，但人工采摘方式成本高昂、效率低，且名优茶采摘困难使其价格居高不下。

随着科技的不断发展，市场上开始出现基于机器视觉的茶叶采摘机器人，其模拟人工采摘茶叶的特性，利用机器视觉技术智能识别茶叶嫩梢，如公开号为CN 114731840 A的中国发明专利申请公布了一种基于机器视觉的双机械臂茶叶采摘机器人，包括横向导轨模组、纵向导轨模组、垂直导轨模组、末端执行组件及视觉识别机构，三组横向、纵向、垂直导轨模组实现末端执行组件在空间上的三维运动，末端执行组件用于剪切茶叶嫩梢，通过视觉识别机构自动检测定位茶叶，指令末端执行组件运动到茶叶位置处并对茶叶进行剪切和收集；相比传统人工收集，该采摘机器人定位精度高、采摘一致性好、采摘效率高。但是其末端执行组件包括收集盒、安装座、驱动组件、第一连杆、导板、刀架盒、刀架座以及刀片，通过导板下端向靠近刀片的一侧运动，从而通过导板与刀片的配合实现将茶叶嫩芽剪断且存放在刀架座内，由于茶叶嫩芽生长环境紧凑，上述采摘方式从茶叶嫩芽上方向下运动将茶叶置于导板与刀片之间，会对茶叶嫩芽上的叶造成损伤，也无法避免周边茶叶嫩芽的干扰，会对周边的茶叶嫩芽造成损伤，导致收集的茶叶嫩芽大小不均匀，影响后期成茶品质。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种名优茶嫩梢低损伤自走式采摘机器人。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种名优茶嫩梢低损伤自走式采摘机器人，包括机架，所述机架一侧设置行走机构，机架上沿铅锤方向活动设置有串联机械臂，所述串联机械臂末端设置有采摘器，所述采摘器包括壳体，所述壳体内设置有舵机，舵机两端的水平转轴上固定设置旋转架，旋转架前端设置夹持剪切单元，壳体后端设置有收集盒，旋转架自水平面向上旋转至铅垂面时，夹持剪切单元剪断并夹持茶叶嫩梢后将茶叶嫩梢送入收集盒，所述收集盒通过负压吸叶器与机架上的储存箱连接，所述机架上还设置有识别相机和控制系统。

进一步的，所述夹持剪切单元包括横置在旋转架前端的固定轴，固定轴两端分别滑动设置有滑块，滑块前端向前凸伸有安装板，安装板上安装有刀片和夹持块。

进一步的，所述夹持块为柔性块，夹持块的内边与刀片的刀刃平齐。

进一步的，所述滑块外侧设置有滚轮，所述壳体上对应设置有的圆弧轨道，圆弧轨道两端设置有缺口，两滑块之间设置有压缩弹簧，滚轮位于缺口处时两滑块上的夹持块相互分离，滚轮位于圆弧轨道中段时两滑块上的夹持块相互贴合。

进一步的，所述压缩弹簧套设在两滑块之间的固定轴轴身上，压缩弹簧的两端分别抵靠在两端的滑块上。

进一步的，所述旋转架前端上部还设置有红外传感器。

进一步的，所述机架下部转动设置有拨叶板，拨叶板位于采摘器后侧。