一种名优茶智能双臂采茶机制造技术

一种名优茶智能双臂采茶机，属于农业机械技术领域。包括采摘装置、集叶装置和操控装置，其特征在于：所述采摘装置包括2个采摘头和2组可伸缩机械臂；所述采摘头包括外型呈畚箕状的基座本体，基座本体设置带凹槽的钢轮，钢轮的凹槽内配合设置一条环形钢丝绳，通过高速电机驱动钢轮运转从而带动环形钢丝绳高速移动实现芽稍的以线切割的方式被切割下来。本实用新型专利技术实现了名优茶机械化采摘中芽叶的原生态化、芽叶大小可选择化、采摘过程智能化、采摘速度高效化。

An Intelligent Double-arm Tea Picker for Famous and Excellent Tea

【技术实现步骤摘要】
一种名优茶智能双臂采茶机
本专利技术属于农业机械
，尤其涉及一种名优茶智能双臂采茶机。
技术介绍
茶叶是我国重要经济作物之一，是广大山区特别是中西部地区农民增收的重要途径，是茶区农村经济的重要支柱。据统计，全国有10个产茶省、300多个产茶县（市）将茶产业列为农业的支柱产业。然而近年来，随着产业结构的调整和农村劳动力的大量向沿海及城镇第二、三产业转移，我国茶叶“采工荒”愈演愈烈，名优绿茶采工短缺、失采严重。据估计，仅浙江省在用工高峰时采摘劳力缺口在50万人以上，采摘工费等成本持续走高。有部分茶叶企业由于缺少足够的采茶工，大量茶叶留在树上无法及时采下，有的甚至采下部分不足十分之一，造成了资源严重浪费。由于茶叶无法及时采下，不仅导致茶叶企业效益变差，也导致了茶叶企业在这一年中茶园管理没有了回报，也进一步加大了茶叶的生产成本，因此劳动力成本增高已成为制约茶产业再上台阶的重要瓶颈，对整个茶叶行业起着至关重要的影响。我国茶叶效益主要来自于名优茶与优质茶。其中，名优茶是指以一芽一叶或一芽二叶为原料制作成品质较优的茶叶。由于名优茶采摘标准过嫩，按目前的无选择性的机械化采摘方式将所采下的茶鲜叶按标准大小采摘并分离是十分困难的。由于当前比较通用的采茶机都是刀片往返式采茶机，这种机子在采摘时只能是沿着树冠面的某个高度，将刀口上方的芽叶全部采下，而无法分辨所采摘的这芽叶是单芽的、一芽一叶的、一芽二叶的甚至一芽三四叶或老叶，而是全部混杂在一起，从而导致名优茶原料的大小混杂，甚至因为有老叶及茎梗混杂在内而导致茶叶成品出现粗老味，从而显著降低名优茶的品质及价格。目前的业界人士也在不断地改进采茶机，以使其能适应名优茶的原料采摘。但这些改进大多集中在以下三个方面：1）刀片长短的改变，如将长刀片改成短小的刀片，以提高其灵活度；2）改变刀口的高度调节，让其尽量抬高，以尽量避免将成熟叶片采入其中；3）将汽油机驱动改为锂电池驱动，以减轻采摘机的重量，提高其机动性。但这三个方面都还是基于刀片往返式采摘原理，仍是解决不了无选择性的问题。目前虽然在摄像头识别方面也已有较多的研究，但由于茶叶新梢的色泽一致性较好，色泽反差较小，所以在正确识别方面效率较低。同时即使是识别了，采摘手的三维定位仍是十分困难及缓慢，离实际生产应用还有很长的路要走。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种灵活机动的、以“智能识别+细线切割+风吸集叶”为核心的一种名优茶智能双臂采茶机，可真正达到智能、快速、优质的采摘效果，获得名优茶所需的优质材料。本专利技术通过如下技术方案实现：一种名优茶智能双臂采茶机，包括采摘装置、集叶装置和操控装置，其特征在于：所述采摘装置包括2个采摘头和2组可伸缩机械臂；所述采摘头包括外型呈畚箕状的基座本体，所述基座本体包括长方形底板，左、右侧板，后背板和上盖板；上盖板的中部设有集风罩，集风罩顶部与集叶装置固定连接；所述底板的前端设有穿过底板的左、右两根钢轮轴，钢轮轴的上下端均设有将其固定在基座本体上的固定条；底板上方的两根钢轮轴上分别配合设置带凹槽的钢轮，其中一根钢轮轴上还设有用于驱动该钢轮转动的高速电机，两个钢轮的凹槽内配合设置一条环形钢丝绳，通过高速电机驱动钢轮运转从而带动环形钢丝绳高速移动实现芽稍的以线切割的方式被切割下来；上盖板前端设有用于芽稍定位及高度识别的摄像头；所述基座本体上还设有用于连接可伸缩机械臂的固定桩；可伸缩机械臂的另一端与操控装置相连。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述基座本体的空腔内设有集叶挡板，所述集叶挡板的左、右侧分别与基座本体的左、右侧板固定连接，前端与底板前部固定连接，后端与后背板的顶部固定连接，实现在集叶挡板和上盖板之间形成一个集叶风道。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述集叶挡板设有两块，包括位于两个钢轮之间的前挡板，与前挡板通过雌雄卡扣连接的后挡板；钢轮的前部及前方的钢丝绳位于基座本体外侧，钢轮的后部及后方的钢丝绳位于基座本体内侧。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述可伸缩机械臂上设有实现可伸缩机械臂左右旋转及上下移动的双向马达和前后伸缩的步进马达。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述集叶装置主要由可伸缩集叶风管、涡旋风机、汇集风管和集叶箱构成，所述涡旋风机设置在可伸缩集叶风管的管壁上，集叶风管靠近汇集风管处设有排风网；所述可伸缩集叶风管设有2条，其前端分别连接一个采摘头，其末端与汇集风管固定连接。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述操控装置包括实现采茶机行进的运移系统，运移系统上方设置承载平台；运移系统和承载平台之间设有使承载平台保持水平的平衡装置；所述承载平台上固定连接升降杆；承载平台上还设有发电装置、蓄电池机组、图像信息处理及采摘控制系统和线控操作器；所述升降杆与可伸缩机械臂活动连接。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述运移系统由前后两对驱动轮、左右各一条履带、四个驱动轮支撑架、四个驱动轮搭载平台四部分组成。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述平衡装置为陀螺平衡仪。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述长方形底板的长为10cm，宽为8cm。所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述环形钢丝绳的横截面直径为0.3mm。上述的一种名优茶智能双臂采茶机，主要针对当前名优茶采摘所面临的人工紧缺、但当前往返式采茶机又无法真正解决名优茶的机械化采摘的问题，专利技术了一种灵活机动的、以“智能识别+细线切割+风吸集叶”为核心的采摘机械装备及采摘方式，从而解决当前通用的刀片往返式采茶机的无法选择性导致的芽稍长短无法控制，芽梢基部被切割位置被撕扯而变红等技术缺陷。本专利技术实现了名优茶机械化采摘中芽叶的原生态化、芽叶大小可选择化、采摘过程智能化、采摘速度高效化，具体来说具有如下有益效果：（1）以单线切割采摘的方式来代替原有的刀片往返切割，减少了芽叶的损伤。本专利采用了一根安装在两个钢轮上的高韧性环形钢丝绳代替传统刀片，钢丝绳在高速电机的带动下绕着两个钢轮高速旋转，形成切割力，这种线性切割具有切割快从而减少了传统刀片存在的芽梢基部被切割位置被撕扯而变红的问题，因此其所采摘的芽叶损伤比刀片切割的损失更小，从而使茶鲜叶的品质更佳；（2）以涡旋风机形成负风压集叶代替传统采茶机的吹风集叶，采下的芽叶会迅速被吸入集叶箱中，进一步减少了采摘芽梢间的撞击与摩擦，同时，由于风会迅速从位于集叶风管管路中后部的排风网中吹出，而使得采摘芽叶不会持续被风吹着，从而使采摘原料的新鲜度更好；（3）采摘头体积小，分为左右两个，灵活机动性好、定位快，采摘效率高。可以同时进行单条茶行采摘也可以同时进行两相邻茶行并行采摘。（4）集叶挡板加大了风压，增加了新梢的吸带效果；另一方面，将钢轮后方的钢丝绳阻隔在集叶挡板的下方，避免了采下的新梢被二次切割损伤。（5）采摘头上设有定位及高度识别摄像头，用以确定距离最近的芽稍的位置及高度并根据芽稍的长度实现精确切割，效率高，芽稍切割完整，质量好。附图说明图1是本专利技术采摘头的俯视结构示意图；图2是本专利技术采摘头的仰视结构示意图；图3是图1卸下集风罩和上盖板后的结构示意图；图4是图3卸下集叶挡板后的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种名优茶智能双臂采茶机，包括采摘装置、集叶装置和操控装置，其特征在于：所述采摘装置包括2个采摘头（1）和2组可伸缩机械臂（4）；所述采摘头包括外型呈畚箕状的基座本体，所述基座本体包括长方形底板（1‑1‑1），左、右侧板（1‑1‑2），后背板（1‑1‑3）和上盖板（1‑1‑4）；上盖板（1‑1‑4）的中部设有集风罩（1‑2），集风罩顶部与集叶装置固定连接；所述底板的前端设有穿过底板的左、右两根钢轮轴（1‑3），钢轮轴的上下端均设有将其固定在基座本体上的固定条（1‑4）；底板上方的两根钢轮轴上分别配合设置带凹槽的钢轮（1‑5），其中一根钢轮轴上还设有用于驱动该钢轮转动的高速电机（1‑6），两个钢轮的凹槽内配合设置一条环形钢丝绳（1‑7），通过高速电机驱动钢轮运转从而带动环形钢丝绳高速移动实现芽稍的以线切割的方式被切割下来；上盖板（1‑1‑4）前端设有用于芽稍定位及高度识别的摄像头（1‑8）；所述基座本体上还设有用于连接可伸缩机械臂的固定桩（1‑10）；可伸缩机械臂的另一端与操控装置相连。

【技术特征摘要】
1.一种名优茶智能双臂采茶机，包括采摘装置、集叶装置和操控装置，其特征在于：所述采摘装置包括2个采摘头（1）和2组可伸缩机械臂（4）；所述采摘头包括外型呈畚箕状的基座本体，所述基座本体包括长方形底板（1-1-1），左、右侧板（1-1-2），后背板（1-1-3）和上盖板（1-1-4）；上盖板（1-1-4）的中部设有集风罩（1-2），集风罩顶部与集叶装置固定连接；所述底板的前端设有穿过底板的左、右两根钢轮轴（1-3），钢轮轴的上下端均设有将其固定在基座本体上的固定条（1-4）；底板上方的两根钢轮轴上分别配合设置带凹槽的钢轮（1-5），其中一根钢轮轴上还设有用于驱动该钢轮转动的高速电机（1-6），两个钢轮的凹槽内配合设置一条环形钢丝绳（1-7），通过高速电机驱动钢轮运转从而带动环形钢丝绳高速移动实现芽稍的以线切割的方式被切割下来；上盖板（1-1-4）前端设有用于芽稍定位及高度识别的摄像头（1-8）；所述基座本体上还设有用于连接可伸缩机械臂的固定桩（1-10）；可伸缩机械臂的另一端与操控装置相连。2.根据权利要求1所述的一种名优茶智能双臂采茶机，其特征在于：所述基座本体的空腔内设有集叶挡板（1-9），所述集叶挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：石元值，马立锋，伊晓云，张群峰，倪康，刘美雅，阮建云，
申请(专利权)人：中国农业科学院茶叶研究所，
类型：新型
国别省市：浙江,33