一种采茶机器人

1.本发明属于农业机器人技术领域，具体的说是一种采茶机器人。


背景技术：

2.中国是农业大国，其茶叶享誉中外，茶叶所带来的经济收益在江南茶区等地区有着很高的比重。但采茶是茶叶生产中消耗劳动力最多的作业项目，尤其采茶所需的劳动力大多是临时工。而近年来茶叶生产劳力日趋紧张,建设在山地丘陵上的茶园所需的劳动力日渐得不到满足。为此本发明提供一种采茶机器人。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是传统的人工采茶耗时费力，且有一定危险性。
4.为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：
5.一种采茶机器人包括运动装置(1)、采摘装置(2)、收集装置(3)、ccd色选系统(4)、机身(5)、升降装置(6)、电池(7)、送风设备(8)，进气面板(9)；所述采摘装置(2)设置在升降装置(6)的旋转设备(601)上；所述收集装置(3)设置在机身(5)的左端的下表面；所述ccd色选系统(4)设置在机身(5)的两侧壁；所述机身(5)设置在运动装置(1)的上端；所述电池(7)设置在机身(5)内部中段；所述送风设备(8)设置在机身(5)内部右端；所述进气面板(9)固定在送风设备(8)的右端；所述送风设备(8)通过调节阀与采摘装置(2)的两侧送风管(201)联接；所述升降装置(6)通过导轨与滑槽设置在所述机身(5)右端两侧。
6.技术方案中所述的升降装置(6)包括旋转设备(601)、梯形丝杠(602)、升降台(603)、导向柱(604)、电机(605)；所述梯形丝杠(602)的下端通过轴承安装在机身(5)的轴承孔中；所述梯形丝杠(602)通过丝母联接安装在升降台(603)中部；两个所述导向柱(604)分别设置在梯形丝杠(602)的两侧，且为间隙配合；所述导向柱(604)的下端与机身(5)固定安装；所述旋转设备(601)的底坐固定在升降台(603)上面；所述电机(605)设置在升降台(603)下方，与梯形丝杠(602)的下端圆锥齿轮相配合。
7.技术方案中所述的采摘装置(2)包括送风管(201)、支架(202)、往复切割锯片(203)、动力单元(204)；所述支架(202)的一端联接在旋转设备(601)的转动轴上；所述送风管(201)设置在支架(202)前端面；所述往复切割锯片(203)设置在支架(202)内部下端；所述动力单元(204)设置在支架(202)后端一侧；所述动力单元(204)包括1号电机(2041)、扇形齿轮(2042)、齿条(2043)；所述齿条(2043)的一端与往复切割锯片(203)的一端联接；所述扇形齿轮(2042)的一端扇形齿与齿条(2043)啮合，另一端开设有长条槽，中部通过铰链联接在支架(202)上；所述1号电机(2041)固定联接在支架(202)上；所述一号电机(2041)的电机轴上安装有偏心轴，偏心轴插装在扇形齿轮(2042)的长条槽中；所述扇形齿轮(2042)和齿条(2043)啮合传动；所述送风管(201)设置有均匀分布的垂直管，垂直管的下端设置有出风口，该出风口面向支架(202)的内部。
8.技术方案中所述的收集装置(3)包括阀门电机(301)、收集容器(302)、多孔挡板
(303)；所述收集容器(302)固定在机身(5)左端下面；所述多孔挡板(303)设置在收集容器(302)内部中段；所述阀门电机(301)设置在收集容器(301)的圆柱型管道结构一侧。
9.技术方案中所述的运动装置(1)包括大电池(101)、车身(102)、2号电机(103)、压缩空气设备(104)、履带(105)、轮毂(106)、减震缓压单元(107)；所述大电池(101)设置在车身(102)内部中间位置；所述2号电机(103)设置在车身(102)内部左端；所述2号电机(103)的电机轴与左端轮毂(106)通过联轴器联接；所述压缩空气设备(104)设置在车身(102)内部右端；所述轮毂(106)设置在车身(102)的两端；所述履带(105)套设在轮毂(106)的外侧；所述履带(105)内测装有减震缓压装置(107)。
10.技术方案中所述的ccd色选系统(4)在机身(5)的两侧各一个；所述ccd色选系统(4)包括高速精确识别摄影机(402)、压缩空气喷出装置(401)、筛选门(403)；所述ccd色选系统(4)设置在收集管道(205)的中部；所述压缩空气喷出装置(401)的喷口和筛选门(403)的中心线同轴，对应安装在收集管道(205)的管道壁的两侧，；所述高速精确识别摄影机(402)安装在收集管道(205)的管道壁上，且与压缩空气喷出装置(401)的喷口和筛选门(403)的中心线的同轴线垂直；所述ccd色选系统(4)利用高速精确识别摄影机(402)捕捉茶叶原始图像，并转化为rgb颜色模型，其后与系统中所存储的品质高的茶叶颜色模型进行对比；当颜色一致时，茶叶正常在管道中通过；当颜色不一致时，设置在压缩空气喷出装置(401)正前方的气门(403)在电机的带动下打开，所述压缩空气喷出装置(401)喷出压缩空气，把不符合要求的茶叶喷出气门(403)；所述筛选门(403)与外部直接联通。
11.与现有技术相比本发明的有益效果是：
12.本发明所述的一种采茶机器人，通过运动装置可适应多种使用环境的茶园，包括丘陵地貌的茶园等。且通过ccd色选系统可以提高采摘茶叶的品质，机身左右各一采摘装置可实现两侧不同高度茶树采摘，可提高采茶效率。
附图说明
13.下面结合附图对本发明作进一步的说明：
14.图1为本发明所述的一种采茶机器人的关机状态的轴测示意图；
15.图2为本发明所述的一种采茶机器人的工作状态的局部轴测示意图；
16.图3为本发明所述的一种采茶机器人的运动装置部分示意图；
17.图4为本发明所述的一种采茶机器人的收集装置剖面轴测示意图；
18.图5为本发明所述的一种采茶机器人的升降台俯视示意图；
19.图6为本发明所述的一种采茶机器人的升降台轴测示意图；
20.图7为本发明所述的一种采茶机器人的采摘装置前端局部示意图。
21.图8为本发明所述的一种采茶机器人的采摘装置后端局部示意图。
22.图9为本发明所述的一种采茶机器人的机身剖面示意图。
23.图10为本发明所述的一种采茶机器人的ccd色选系统在收集管道上的安装示意图。
24.图11为本发明所述的一种采茶机器人的动力单元(204)内部示意图。
25.图12为本发明所述的一种采茶机器人的ccd色选系统工作流程示意图。
具体实施方式
26.应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围：
27.实施例
28.参阅图1、图2、图9，本发明所述的一种采茶机器人，包括运动装置1、采摘装置2、收集装置3、ccd色选系统4、机身5、升降装置6、电池7、送风设备8，进气面板9；所述采摘装置2设置在升降装置6的旋转设备601上；所述收集装置3设置在机身5的左端的下表面；所述ccd色选系统4设置在机身5的两侧壁；所述机身5设置在运动装置1的上端；所述电池7设置在机身5内部中段；所述送风设备8设置在机身5内部右端；所述进气面板9固定在送风设备8的右端；所述送风设备8通过调节阀与采摘装置2的两侧送风管201联接；所述升降装置6通过导轨与滑槽设置在所述机身5右端两侧。
29.参阅图1、图2、图5、图6，所述升降装置6包括旋转设备601、梯形丝杠602、升降台603、导向柱604、电机605。所述梯形丝杠602的下端通过轴承安装在机身5的轴承孔中；所述梯形丝杠602通过丝母联接安装在升降台603中部；两个所述导向柱604分别设置在梯形丝杠602的两侧，且为间隙配合；所述导向柱604的下端与机身5固定安装；所述旋转设备601底坐固定在升降台603上面；所述电机605设置在升降台603下方，与梯形丝杠602的下端的圆锥齿轮相配合。所述电机605驱动梯形丝杠602转动，带动升降台603升降；所述旋转设备601为旋转气缸，通过压缩空气设备104泵入压缩空气带动旋转气缸工作，使采摘装置2可以旋转角度，调整姿态。
30.参阅图1、图2、图7、图8、图11，所述采摘装置2包括送风管201、支架202、往复切割锯片203、动力单元204。所述支架202的一端固定在旋转设备601的转动轴上；所述送风管201设置在支架202前端面；所述往复切割锯片203设置在支架202内部下端；所述动力单元204设置在支架202后端一侧。所述动力单元204包括1号电机2041、扇形齿轮2042、齿条2043；所述齿条2043的一端与往复切割锯片203的一端联接；所述扇形齿轮2042的一端扇形齿与齿条2043啮合，另一端开设有长条槽，中部通过铰链联接在支架202上；所述1号电机2041固定联接在支架202上；所述一号电机2041的电机轴上安装有偏心轴，偏心轴插装在扇形齿轮2042的长条槽中；所述扇形齿轮2042和齿条2043啮合传动；所述送风管201设置有均匀分布的垂直管，垂直管的下端设置有出风口，该出风口面向支架202的内部；
31.参阅图1、图2、图4，所述收集装置3包括阀门电机301、收集容器302、多孔挡板303；所述收集容器302固定在机身5左端下面；所述多孔挡板303设置在收集容器302内部中段；所述阀门电机301设置在收集容器301的圆柱型管道结构一侧。当茶叶经ccd色选系统4筛选后经收集管道送至收集容器302，此时由于收集容器302内部弧形空腔与多孔挡板303的存在使收集容器中所存在的风力按照收集容器302内部路径前进，可以有效使茶叶以较安全的姿态跌落至多孔挡板303上方和收集容器302内部弧形空腔中，并可减少堵塞，最终收集满后可通过阀门电机301驱动多孔挡板303转动释放茶叶。所述多孔挡板303为蝶阀，可由手动或电动开启与关闭，且可被替换为闸阀等阀门。
32.所述运动装置1包括大电池101、车身102、2号电机103、压缩空气设备104、履带105、轮毂106、减震缓压单元107。所述大电池101设置在车身102内部中间位置；所述电机
103设置在车身102内部左端；所述2号电机103的电机轴与左端轮毂106通过联轴器联接；所述压缩空气设备104设置在车身102内部右端；所述轮毂106设置在车身102的两端；所述履带105套设在轮毂106的外侧；所述履带105内测装有减震缓压装置107，可适应多种使用环境。
33.参阅图1、图7、图10，所述压缩空气设备104通过管道与送风管201联接；所述收集管道205的一端与支架202的后端联接；另一端与收集容器303相联接；
34.参阅图12、图10，所述ccd色选系统4在机身5的两侧各一个；所述ccd色选系统4包括高速精确识别摄影机402、压缩空气喷出装置401、筛选门403。所述ccd色选系统4设置在收集管道205的中部；所述压缩空气喷出装置401的喷口和筛选门403的中心线同轴，对应安装在收集管道205的管道壁的两侧；所述高速精确识别摄影机402安装在收集管道205的管道壁上，且与压缩空气喷出装置401的喷口和筛选门403的中心线的同轴线垂直；所述ccd色选系统4利用高速精确识别摄影机402捕捉茶叶原始图像，并转化为rgb颜色模型，其后与系统中所存储的品质高的茶叶颜色模型进行对比；当颜色一致时，茶叶正常在管道中通过；当颜色不一致时，设置在压缩空气喷出装置401正前方的气门403在电机的带动下打开，所述压缩空气喷出装置401喷出压缩空气，把不符合要求的茶叶喷出气门403；所述筛选门403与外部直接联通。
35.一种采茶机器人的工作原理：
36.参阅图1至图12，当采茶机器人开始工作时，所述采摘装置2开始通过升降装置6和其内部旋转设备601的升降与旋转达到对于所采茶叶最适合的工作姿态；采茶机器人开始向前运动，压缩空气设备104开始工作并提供气体动力到送风管201；所述往复切割锯片203在所述动力单元204的带动下做往复运动；当茶叶经过往复切割锯片203时，被往复切割锯片203切割下来，并由送风管201吹送至收集管道205中；茶叶在风的带动下，运动至ccd色选系统4处，ccd色选系统4利用高速精确识别摄影机402捕捉茶叶原始图像，并转化为rgb颜色模型，其后与系统中所存储的品质高的茶叶颜色模型进行对比；当颜色不一致时，设置在压缩空气喷出装置401正前方的气门403打开，所述压缩空气喷出装置401喷出压缩空气，把不符合要求的茶叶喷出气门403；当颜色一致时，茶叶正常在收集管道205继续前进至收集容器302；当茶叶收集满后，阀门电机301驱动多孔挡板303转动释放茶叶；再进行下一次收集。
37.本发明中所述的实施例是为了便于该技术领域的技术人员能够理解和应用本发明，本发明只是一种优化的实施例，或者说是一种较佳的具体的技术方案，故本发明不限于实施这一种比较具体技术方案的描述。如果相关的技术人员在坚持本发明基本技术方案的情况下做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本发明的保护范围内。