本发明专利技术公开一种茶叶芽头无人机采摘装置，属于农业机械设备技术领域，解决采茶工人工作时间长、劳动强度高的问题，装置结构包括无人机，无人机上设置有用于模模仿人手动作完成茶叶芽头采摘的采摘装置、用于收集采摘好的茶叶芽头的收集箱和与收集箱连接的抽吸风装置，无人机上搭载有图像采集装置和太阳能光板，利用图像采集装置对无人机附近的图像进行采集以便确认和规划采摘路径，利用太阳能光板提供续航动力，利用采摘装置完成茶叶芽头的采摘并将茶叶芽头归置到收集箱内。本发明专利技术的采摘装置结构紧凑，可以模拟人的动作代替人工完成新鲜的独芽头的采摘，采摘的茶叶芽头质量高，极大的减轻了工人的劳动强度，提高了采摘效率。
A picking device and method of tea bud head UAV
【技术实现步骤摘要】
一种茶叶芽头无人机采摘装置及方法
本专利技术属于农业机械设备
，具体涉及一种茶叶芽头无人机采摘装置及方法。
技术介绍
一般的茶叶只需要采摘一芽一叶或者一芽两叶茶进行炒制即可，而优质茶叶则需要使用新鲜的独芽头进行制茶，一般1斤需要8万个新鲜的独芽头，至少需要4斤新鲜的独芽头才能制作出1斤成品茶，而采茶工人一天能采1斤左右新鲜的独芽头，还是在不间断工作至少8小时的情况下，其工作时间长、劳动强度高，为了减轻人们的劳动强度，有必要设计一种名茶所需要的新鲜的独芽头的采摘装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种茶叶芽头无人机采摘装置，以解决现有技术的不足。本专利技术的技术方案是：一种茶叶芽头无人机采摘装置，包括无人机，所述无人机上设置有用于模模仿人手动作完成茶叶芽头采摘的采摘装置，所述采摘装置包括设置在无人机下方的立柱，所述立柱包括与无人机固定的主立柱，所述主立柱背离无人机的一端设置有曲连接杆，所述曲连接杆包括首尾依次固定连接的第一杆体、第二杆体和第三杆体，所述第一杆体和第三杆体平行，所述第二杆体与第三杆体垂直，所述第一杆体的自由端与主立柱的中部套装固定，所述第一杆体的长度方向与主立柱的轴线垂直，所述第三杆体背离主立柱的一侧固定连接转臂电机，所述转臂电机的输出轴穿出第三杆体后套装设置有转臂，所述转臂包括与转臂电机的输出轴套装固定的转臂体，所述转臂体背离第三杆体的一侧通过轴承与主立柱的末端连接，所述轴承的上方设置有盖板，所述盖板套装在主立柱上且与转臂体固定连接；所述转臂体背离主立柱的一端固定有大臂电机，所述大臂电机的输出轴穿过转臂体后套装固定大臂，所述大臂背离转臂体的一端固定有小臂电机，所述小臂电机的输出轴穿过大臂后套装固定小臂，所述小臂背离大臂的一端固定有腕部电机，所述腕部电机的输出轴穿过小臂后固定安装块，所述安装块上设置有固定夹持部电机，所述夹持部电机的输出轴与腕部电机的输出轴垂直，所述夹持部电机的输出轴连接有蜗杆，所述蜗杆的另一端架设在支座上，所述蜗杆的两侧对称设置有蜗轮，所述蜗轮分别与蜗杆啮合，所述蜗轮分别架设在支架上，所述蜗轮与驱动杆的一端固定，所述驱动杆的另一端与夹持部的一端铰接，所述夹持部的中部与摆杆的一端铰接，所述摆杆的另一端与安装块铰接，所述夹持部的末端设置有力检测装置，所述力检测装置、转臂电机、大臂电机、小臂电机和夹持部电机分别与控制器电连接，所述控制器与设置在无人机的机舱内的供电电源电连接。优选的，所述无人机的机舱内可拆卸连接有收集箱，所述收集箱用于收纳采摘好的茶叶芽头，所述无人机的机舱内还设置有将采摘的茶叶芽头进行收集的抽吸风装置，所述抽吸风装置包括抽吸电机和抽吸装置，所述抽吸电机与控制器电连接，所述抽吸装置与抽吸电机电连接，所述抽吸装置的一端与收集箱连通，另一端的软管穿过安装块后设置在两个夹持部之间。优选的，所述无人机上设置有图像采集装置，所述图像采集装置包括对称布置的两个摄像头，所述两个摄像头分别位于无人机的前端，所述摄像头与控制器电连接，所述控制器通过搭载在无人机上的无线信号收发器与控制站的控制用计算机信号连接。优选的，所述无人机的上表面和侧面设置有太阳能光板，所述太阳能光板和供电电源电连接。一种茶叶芽头无人机采摘方法，包括以下步骤：步骤1、计算机给无人机发出工作指令，无人机开机检测没有问题后飞到指定采摘区域；步骤2、安装在无人机前端的摄像头对指定采摘区域进行图像采集，并将所采集信息通过无线信号收发器传给计算机，计算机对图像信息进行处理，并根据图像信息规划出采摘路径；步骤3、无人机根据采摘路径悬停到采摘位置，进行采摘，采摘装置通过转臂电机调整转臂与立柱的相对位置，通过大臂电机调整大臂与转臂的相对位置，通过小臂电机调整小臂与大臂的相对位置，使得两个夹持部与要采摘茶叶独芽头共面，并且两个夹持部位于要采摘茶叶独芽头的两侧，夹持部电机带动蜗杆转动，蜗杆驱动两侧的蜗轮以相同速度反向转动，蜗轮带动夹持部闭合将要采摘茶叶独芽头夹紧，夹持部上的力检测装置保证要采摘茶叶独芽头不会被损坏，手腕电机带动手腕快速摆动并复位，用以将茶叶独芽头掰下来；步骤4、抽吸电机带动抽吸装置工作使得收集箱中产生负压，夹持部电机反转使夹持部略微张开，保证夹持部加持力远小于抽吸装置的吸力，采摘下来的茶叶独芽头通过软管被吸到收集箱中，抽吸电机停止工作，夹持部电机驱动手指恢复原状；步骤5、依次重复步骤3到步骤4，直至完成采摘任务或者收集箱满；步骤6、所有装置复位，无人机返航卸货。与现有技术相比，本专利技术公开一种茶叶芽头无人机采摘装置，包括无人机，无人机上设置有用于模模仿人手动作完成茶叶芽头采摘的采摘装置、用于收集采摘好的茶叶芽头的收集箱和与收集箱连接的抽吸风装置，无人机上搭载有图像采集装置和太阳能光板，利用图像采集装置对无人机附近的图像进行采集以便确认和规划采摘路径，利用太阳能光板提供续航动力，利用采摘装置完成茶叶芽头的采摘并将茶叶芽头归置到收集箱内。本专利技术的采摘装置结构紧凑，可以模拟人的动作代替人工完成新鲜的独芽头的采摘，采摘质量高，极大的减轻了工人的劳动强度，提高了采摘效率，实用性强，值得推广。附图说明图1是本专利技术的整体结构的示意图；图2是本专利技术的整体结构的左视图；图3是本专利技术的转臂及其周边连接件的结构示意图；图4是本专利技术的采摘装置的结构的主视图；图5是本专利技术的采摘装置的结构的左视图；图6是本专利技术的夹持部及其周边连接件的结构的主视图；图7是本专利技术的夹持部及其周边连接件的结构的左视图；图8是本专利技术的图像采集装置的安装位置示意图1；图9是本专利技术的图像采集装置的安装位置示意图2；图10是本专利技术使用无人机进行采摘的方法的流程图。附图标记：1、软管；2、夹持部；3、摆杆；4、腕部；5、驱动杆；6、蜗杆；7、蜗轮；8、夹持部电机；9、腕部电机；10、小臂；11、大臂；12、小臂电机；13、转臂电机；14、大臂电机；15、转臂；16、立柱；17、摄像头；18、抽吸电机；19、抽吸装置；20、收集箱；21、无线收发器；22、供电电源；23、太阳能光板；24、无人机；25、计算机；26、盖板；27、转臂体；28、主立柱；29、曲连接杆。具体实施方式本专利技术提供了一种茶叶芽头无人机采摘装置，下面结合图1到图10的结构示意图，对本专利技术进行说明。实施例1一种茶叶芽头无人机采摘装置，包括无人机24，所述无人机24上设置有用于模模仿人手动作完成茶叶芽头采摘的采摘装置，所述采摘装置包括设置在无人机24下方的立柱16，所述立柱16包括与无人机24固定的主立柱28，所述主立柱28背离无人机24的一端设置有曲连接杆29，所述曲连接杆29包括首尾依次固定连接的第一杆体、第二杆体和第三杆体，所述第一杆体和第三杆体平行，所述第二杆体与第三杆体垂直，所述第一杆体的自由端与主立柱28的中部套装固定，所述第一杆体的长度方向与主立柱28的轴线垂直，所述第三杆体背离主立柱28的一侧固定连接转臂电机13，所述转臂电机13的输出轴穿出第三杆体后套装设置有转臂15，所述转臂15包括与转臂电机13的输出轴套装固定的转臂体27，所述转臂体27背离第三杆体的一侧通过轴承与主立柱28的末端连接，所述轴承的上方设置有盖板26，所述盖板26套装在主立柱28上且与转臂体27固定连接；所述转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种茶叶芽头无人机采摘装置，其特征在于，包括无人机(24)，所述无人机(24)上设置有用于模模仿人手动作完成茶叶芽头采摘的采摘装置，所述采摘装置包括设置在无人机(24)下方的立柱(16)，所述立柱(16)包括与无人机(24)固定的主立柱(28)，所述主立柱(28)背离无人机(24)的一端设置有曲连接杆(29)，所述曲连接杆(29)包括首尾依次固定连接的第一杆体、第二杆体和第三杆体，所述第一杆体和第三杆体平行，所述第二杆体与第三杆体垂直，所述第一杆体的自由端与主立柱(28)的中部套装固定，所述第一杆体的长度方向与主立柱(28)的轴线垂直，所述第三杆体背离主立柱(28)的一侧固定连接转臂电机(13)，所述转臂电机(13)的输出轴穿出第三杆体后套装设置有转臂(15)，所述转臂(15)包括与转臂电机(13)的输出轴套装固定的转臂体(27)，所述转臂体(27)背离第三杆体的一侧通过轴承与主立柱(28)的末端连接，所述轴承的上方设置有盖板(26)，所述盖板(26)套装在主立柱(28)上且与转臂体(27)固定连接；所述转臂体(27)背离主立柱(28)的一端固定有大臂电机(14)，所述大臂电机(14)的输出轴穿过转臂体(27)后套装固定大臂(11)，所述大臂(11)背离转臂体(27)的一端固定有小臂电机(12)，所述小臂电机(12)的输出轴穿过大臂(11)后套装固定小臂(10)，所述小臂(10)背离大臂(11)的一端固定有腕部电机(9)，所述腕部电机(9)的输出轴穿过小臂(10)后固定安装块，所述安装块上设置有固定夹持部电机(8)，所述夹持部电机(8)的输出轴与腕部电机(9)的输出轴垂直，所述夹持部电机(8)的输出轴连接有蜗杆(6)，所述蜗杆(6)的另一端架设在支座上，所述蜗杆(6)的两侧对称设置有蜗轮(7)，所述蜗轮(7)分别与蜗杆(6)啮合，所述蜗轮(7)分别架设在支架上，所述蜗轮(7)与驱动杆(5)的一端固定，所述驱动杆(5)的另一端与夹持部(2)的一端铰接，所述夹持部(2)的中部与摆杆(3)的一端铰接，所述摆杆(3)的另一端与安装块铰接，所述夹持部(2)的末端设置有力检测装置，所述力检测装置、转臂电机(13)、大臂电机(14)、小臂电机(12)和夹持部电机(8)分别与控制器电连接，所述控制器与设置在无人机(24)的机舱内的供电电源(22)电连接。...
【技术特征摘要】
1.一种茶叶芽头无人机采摘装置，其特征在于，包括无人机(24)，所述无人机(24)上设置有用于模模仿人手动作完成茶叶芽头采摘的采摘装置，所述采摘装置包括设置在无人机(24)下方的立柱(16)，所述立柱(16)包括与无人机(24)固定的主立柱(28)，所述主立柱(28)背离无人机(24)的一端设置有曲连接杆(29)，所述曲连接杆(29)包括首尾依次固定连接的第一杆体、第二杆体和第三杆体，所述第一杆体和第三杆体平行，所述第二杆体与第三杆体垂直，所述第一杆体的自由端与主立柱(28)的中部套装固定，所述第一杆体的长度方向与主立柱(28)的轴线垂直，所述第三杆体背离主立柱(28)的一侧固定连接转臂电机(13)，所述转臂电机(13)的输出轴穿出第三杆体后套装设置有转臂(15)，所述转臂(15)包括与转臂电机(13)的输出轴套装固定的转臂体(27)，所述转臂体(27)背离第三杆体的一侧通过轴承与主立柱(28)的末端连接，所述轴承的上方设置有盖板(26)，所述盖板(26)套装在主立柱(28)上且与转臂体(27)固定连接；所述转臂体(27)背离主立柱(28)的一端固定有大臂电机(14)，所述大臂电机(14)的输出轴穿过转臂体(27)后套装固定大臂(11)，所述大臂(11)背离转臂体(27)的一端固定有小臂电机(12)，所述小臂电机(12)的输出轴穿过大臂(11)后套装固定小臂(10)，所述小臂(10)背离大臂(11)的一端固定有腕部电机(9)，所述腕部电机(9)的输出轴穿过小臂(10)后固定安装块，所述安装块上设置有固定夹持部电机(8)，所述夹持部电机(8)的输出轴与腕部电机(9)的输出轴垂直，所述夹持部电机(8)的输出轴连接有蜗杆(6)，所述蜗杆(6)的另一端架设在支座上，所述蜗杆(6)的两侧对称设置有蜗轮(7)，所述蜗轮(7)分别与蜗杆(6)啮合，所述蜗轮(7)分别架设在支架上，所述蜗轮(7)与驱动杆(5)的一端固定，所述驱动杆(5)的另一端与夹持部(2)的一端铰接，所述夹持部(2)的中部与摆杆(3)的一端铰接，所述摆杆(3)的另一端与安装块铰接，所述夹持部(2)的末端设置有力检测装置，所述力检测装置、转臂电机(13)、大臂电机(14)、小臂电机(12)和夹持部电机(8)分别与控制器电连接，所述控制器与设置在无人机(24)的机舱内的供电电源(22)电连接。2.如权利要求1所述的一种茶叶芽头无人机采摘装置，其特征在于，所述无人机(24)的机舱内可拆卸连接有收集箱(20)，所述收集箱(20)用于收纳采摘好的茶叶芽头，所述无人机(24)的机舱内还设置有将采摘的茶叶...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘菊蓉，王旭飞，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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