一种智能采茶机器人制造技术

本发明专利技术提供一种智能采茶机器人，包括行走装置、采摘执行装置和图像识别装置，所述的图像识别机构设置在采摘执行机构上；所述的采摘执行装置包括升降机构、旋转机构和机械臂；所述的升降机构固定在行走装置上，旋转机构固定在升降机构上，机械臂与旋转机构滑动连接。本发明专利技术实现采茶过程的对机械臂的精确调节，保证抓取机构对新芽的抓取方向准确。抓取机构对新芽的抓取方向准确。抓取机构对新芽的抓取方向准确。

【技术实现步骤摘要】
一种智能采茶机器人


[0001]本专利技术涉及一种智能采茶机器人，属于机器人

技术背景
[0002]茶叶是我国重要的经济作物，茶产业在国民经济中具有重要地位，我国许多茶叶的产量都居于世界前列。茶芽采摘是茶叶生产中最耗时、最费力的环节。
[0003]由于茶芽采摘具有季节性较强、作业时间短、作业环境差、劳动强度大的特点，在采茶时令来临前招募采茶工会很困难，若长期雇用采茶工则会导致人工投入成本过高。目前，茶芽收获期间需要投入的劳动力约占整个生产过程的80-90％，人工成本投入高且效率低下。
[0004]此外，名优茶叶采摘对采法要求更高，名优茶均取自茶树的嫩芽，通常为单芽或者一芽一叶，采摘茶芽时需用捏住芽叶向上提拔的方法，不可以用指甲掐断的方式采摘茶芽，如果新芽在抓取机构内的方向倾斜，在抓取并提拔过程中新芽破坏率高，所以抓取机构的位置调节精确性非常重要，传统采茶机器人不满足精确性的要求，采摘出来的茶叶品相参差不齐，无法达到名优茶的标准。故高端茶叶的采摘严重依赖于手工。
[0005]以上因素给茶芽的收获带来了极大的困难。因此，亟需一种采茶设备用于保证名优茶叶品质，同时提高茶叶采摘效率，以代替人工和传统的机械设备进行采茶。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种智能采茶机器人，实现采茶过程的对机械臂的精确调节，保证夹爪对新芽的抓取方向准确。
[0007]本专利技术的技术方案通过如下方式实现：
[0008]一种智能采茶机器人，所述的采摘执行装置包括升降机构、旋转机构和机械臂；所述的升降机构固定在行走装置上，旋转机构固定在升降机构上，机械臂与旋转机构滑动连接。
[0009]作为本专利技术更优的技术方案：所述的采摘执行装置还包括滑轨，滑轨固定旋转机构上，机械臂固定在滑轨的滑动件上。
[0010]作为本专利技术更优的技术方案：所述的机械臂末端连接有抓取机构。所述的抓取机构位软体夹爪。
[0011]作为本专利技术更优的技术方案：所述的行走模块为AGV小车。
[0012]作为本专利技术更优的技术方案：所述的行走模块上安装有激光雷达。
[0013]作为本专利技术更优的技术方案：所述的升降机构为剪叉式升降平台，所述的剪叉式升降平台的下平台连接在行走装置上，其上平台与旋转机构连接。
[0014]作为本专利技术更优的技术方案：所述的旋转机构为电动转台，所述的电动转台通过法兰于滑轨上的滑轨固定座连接，电动转台的底座与上平台固定连接。
[0015]作为本专利技术更优的技术方案：所述的行走模块上安装有蓄电池和主控计算机。
[0016]作为本专利技术更优的技术方案：所述的升降机构的升降台电机、旋转机构的电动转台电机和滑轨的滑轨电机、机械臂的机械臂电机、图像识别装置均与控制器连接。
[0017]作为本专利技术更优的技术方案，所述的图像识别装置位深度相机。
[0018]有益效果如下：
[0019]本专利技术的将采摘执行装置搭载在AGV上，通过升降机构、旋转机构和机械臂的连接配合实现采茶过程精确调节，尤其适用于名优茶叶采摘，保证抓取机构对新芽的抓取方向准确，进而保证茶叶的品质，适应不同高度，不同位置的茶树，并且占地面积小，结构简单，可靠性高。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的智能采茶机器人的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术的智能采茶机器人的升降机构的结构示意图；
[0022]图3是本专利技术的智能采茶机器人的旋转机构的结构示意图；
[0023]图4是本专利技术的智能采茶机器人的滑轨的结构示意图；
[0024]图5是本专利技术的智能采茶机器人的机械臂的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细的说明。
[0027]如图1所示，本专利技术提供一种智能采茶机器人，包括行走装置1、采摘执行装置和图像识别装置11，所述的图像识别机构11设置在采摘执行机构上；所述的采摘执行装置包括升降机构2、旋转机构3和机械臂5；所述的升降机构2固定在行走装置1上，旋转机构3固定在升降机构2上，机械臂5与旋转机构3滑动连接。所述的采摘执行装置还包括滑轨4，滑轨4固定旋转机构3上，机械臂5固定在滑轨4的滑动件18上。
[0028]所述的采摘执行装置中的升降机构3作用是采摘茶芽时将采茶机器人的作业平台升至茶蓬的高度，并在茶芽采摘工作结束时将上部机械臂5等设备收回至起始位置；当采茶机器人的作业平台上升至茶蓬高度后，旋转机构3进行旋转并带动滑轨4移至茶蓬正上方；如图4所示，直线导轨20上安装的滑动件18，如图5所示，固定连接六自由度机械臂5的底座21(参见图5)，机械臂本体23末端通过固定块24与抓取机构6连接，当进行茶芽采摘时，机械臂5沿滑轨方向在茶蓬上方完成茶芽采摘工作；采用机械臂5末端固定抓取机构6为软体夹爪，可使设备在采摘茶芽时能够模仿人采摘茶芽时的提拔动作，而非掐断茶芽，破坏茶芽品相。
[0029]本专利技术的智能采茶机器人工作过程为：AGV搭载采摘执行装置行驶至茶垄头处；升降机构带动机械臂上的夹爪上升至茶蓬位置，旋转机构带动滑轨旋转至茶蓬上方，机械臂沿平移滑轨回归至初始位置，机械臂调整到初始位姿，柔性软体夹爪泄压；夹爪到达茶芽位置后开始茶芽采摘，夹爪夹取茶芽，并进行提采茶芽，茶芽收集装置吸取被采下来的茶芽，
将其回收到茶芽收集箱内。
[0030]在一些实施例中：图像识别装置11为深度相机，该深度相机固定于机械臂5的末端侧面，当采茶机器人准备工作就绪后，打开相机进行茶芽图像采集，结合图像处理中的目标检测识别算法，来检测识别出图像中的茶叶嫩芽，并定位茶芽的坐标位置，再结合跟踪算法来指导夹爪到达茶芽位置，进而完成后续的采摘工作。
[0031]在一些实施例中：所述的抓取机构6为软体夹爪。
[0032]在一些实施例中：所述的行走模块1为AGV小车。智能采茶机器人行走主要由激光导航AGV小车实现。AGV小车前后各配有一个激光雷达10，结合SLAM重建的算法，使小车能够在茶垄间进行无人导航行走。
[0033]在一些实施例中：如图2所示，所述的升降机构2为剪叉式升降平台，所述的剪叉式升降平台的下平台26连接在行走装置1上，其上平台25与旋转机构3连接。
[0034]在一些实施例中：如图3所示，所述的旋转机构3为电动转台，所述的电动转台通过法兰15与滑轨4上的滑轨固定座17连接，电动转台的底座14与上平台25固定连接。
[0035]在一些实施例中：所述的行走模块1上安装有主控计算机9。AGV小车上方中间位置搭载升降机构，升降机构左侧固定着智能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能采茶机器人，包括行走装置(1)、采摘执行装置和图像识别装置(11)，所述的图像识别机构(11)设置在采摘执行机构上；其特征在于：所述的采摘执行装置包括升降机构(2)、旋转机构(3)和机械臂(5)；所述的升降机构(2)固定在行走装置(1)上，旋转机构(3)固定在升降机构(2)上，机械臂(5)与旋转机构(3)滑动连接。2.如权利要求1所述的一种智能采茶机器人，其特征在于：所述的采摘执行装置还包括滑轨(4)，滑轨(4)固定旋转机构(3)上，机械臂(5)固定在滑轨(4)的滑动件(18)上。3.如权利要求1所述的一种智能采茶机器人，其特征在于：所述的机械臂(5)末端连接有抓取机构(6)。4.如权利要求1所述的一种智能采茶机器人，其特征在于：所述的行走模块(1)为AGV小车。5.如权利要求1所述的一种智能采茶机器人，其特征在于：所述的升降机构(2)为剪叉式升降平台，所述的剪叉式升降平台的下平台(24)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培勋，马天娇，贾平，韩广良，闫锋，匡海鹏，石宝松，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：