本发明专利技术公开了一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置及方法；采收装置包括移动底盘机构和采摘机构；通过小车承载收集筐和采摘机构，并实现采摘机构的运动；通过图像传感器对待采摘的茶叶进行图像检测；通过控制器获得待采摘茶叶与采摘机构的相对坐标；通过调整电机一、电机二和电机三将采摘机构运动至待采摘茶叶处；通过剪切组件与刀片抵压滚子的配合实现剪切动作，通过龙骨链与刀具底座对茶叶进行输送，最终落入收集筐中。本发明专利技术设置两个相同的采摘机构，能够对小车两侧的茶树同时进行采摘作业，极大提高了采摘效率；本发明专利技术具有较高的准确性，能够保证采摘茶叶的品质，能实现自动化智能采摘茶叶，减少工人的劳动强度。减少工人的劳动强度。减少工人的劳动强度。
【技术实现步骤摘要】
一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置及方法
[0001]本专利技术属于农业机械
，具体涉及一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置及方法。
技术介绍
[0002]名优茶在我国茶产业发展中占举足轻重的地位，尤其在浙江省，名优茶产值甚至占茶叶总产值的92.0％。然而在国内外市场对于名优茶的需求量日益增加的同时，名优茶的产能不足的问题也逐渐显露出来，最关键的问题在于名优茶需要用精心选取高品质茶叶嫩芽作为原料，目前仅有人工采摘能符合名优茶对于茶叶嫩芽的品质与产能要求。因此在名优茶采摘中引入机械化采摘方案，才能进一步推动名优茶产业的发展。
[0003]国内外现有的机械化解决方案大多为应用于大宗茶的粗放式采摘，即不精准区分甚至不区分茶叶嫩芽与茶树叶片进行采摘，这样的采摘方式会不可避免地伤害到茶树，同时降低了茶叶品质。少部分精细化采摘机械装置则无法兼顾采摘效率，且对于茶园内的茶树分布以及茶园环境又有较高要求，同样无法解决名优茶产能不足的实际问题；目前来看，名优茶采摘的机械化的难点有以下几处：一是采摘机械如何做到适应多变的茶园环境；二是如何在保证采摘精度的前提下做到高效率采摘；三是茶叶嫩芽如何从采摘末端高效简单地运输回茶叶采摘筐内；四是如何保证采摘末端对于某些叶根较硬的茶叶品种能够充分剪切。针对上述问题，急需提出一种高效且智能化的茶叶采摘运输一体化装置，对于茶叶行业的进一步机械化发展具有重大意义。
技术实现思路
[0004]为解决上述问题，本专利技术提出一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置及方法，实现对名优茶的智能化、高效化采摘。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置，包括移动底盘机构和采摘机构；两个采摘机构装配在移动底盘机构的上端；所述的移动底盘机构包括小车、连接板和收集筐；所述的连接板固定在小车上部；所述的收集筐固定在连接板上。
[0007]所述的采摘机构包括电机一、电机二、电机三、电机四、臂一、臂二、臂三、连接件一、龙骨链、剪切组件、刀片抵压滚子和滑道；所述的电机一固定在收集筐上；所述臂一的一端与电机一的输出轴固定连接，臂一的另一端与连接件一固定连接；所述的电机二固定在连接件一上；所述臂二的一端与电机二的输出轴固定连接；所述电机三固定在臂二的另一端；所述臂三的一端与电机三的输出轴固定连接；两个刀片抵压滚子均铰接在臂三的另一端，且两个刀片抵压滚子的圆柱面正对布置；所述电机二的输出轴与滚轮一构成转动副；所述电机四的输出轴与滚轮二固定；所述的滚轮一和滚轮二通过龙骨链连接；所述电机三的输出轴与滚轮三构成转动副，滚轮三穿过龙骨链；所述电机一的输出轴竖直设置，电机二、电机三和电机四的输出轴均水平设置；多个剪切组件沿龙骨链环绕方向均布固定在龙骨链
上；所述滑道固定在连接件一的侧壁上，滑道的输入端位于龙骨链靠近电机二的那端下方；所述的剪切组件包括刀具底座和弹簧剪刀；所述的刀具底座固定在龙骨链上；所述的刀具底座上开设有矩形刀槽，且刀具底座与龙骨链的表面之间形成茶叶储存腔；所述弹簧剪刀中两个剪刀片中部通过铰接轴铰接，铰接轴固定在刀具底座的矩形刀槽内；所述的弹簧剪刀中两个剪刀片尾部通过弹簧连接；所述弹簧剪刀中两个剪刀片的头部伸出矩形刀槽外；所述臂二靠近电机三位置的顶面和底面两侧均铰接有压紧滚子，顶面的两个压紧滚子压紧龙骨链顶面，底面的两个压紧滚子压紧龙骨链底面。
[0008]所述的收集筐和小车上均安装有多个图像传感器。
[0009]优选地，所述电机一的输出轴与臂一通过连接件二固定连接。
[0010]优选地，所述弹簧剪刀中两个剪刀片的刃面滑切角均为30
°
。
[0011]优选地，所述的刀具底座通过两个三角形板与龙骨链固定连接，且刀具底座与龙骨链间夹角为45
°
。
[0012]优选地，所述的小车前端安装有红外传感器一；所述收集筐的内壁面上安装有红外传感器二。
[0013]优选地，所述的臂一、臂二和臂三均采用碳纤维材料。
[0014]优选地，两个刀片抵压滚子与臂三长度方向的夹角均为45
°
。
[0015]优选地，所述臂一、臂二和臂三的长度均为500mm。
[0016]本专利技术一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置采摘茶叶的方法，具体如下：
[0017]小车带动采摘机构运动，图像传感器对检测范围内的茶叶进行检测，并将检测信号反馈至控制器，控制器处理检测信号并获得待采摘茶叶与两个采摘机构中刀片抵压滚子的相对坐标；然后，控制器通过控制两个采摘机构中电机一、电机二和电机三，分别将两个采摘机构中的刀片抵压滚子运动至与各自采摘机构距离较近的一个待采摘茶叶处，使待采摘茶叶位于两个刀片抵压滚子之间；其中，当电机三驱动臂三旋转时，臂二顶面和底面两侧的压紧滚子均压紧龙骨链；接着，每个采摘机构中的电机四启动，使龙骨链转动，带动各剪切组件运动，剪切组件的运动方向为由两个刀片抵压滚子底部至顶部的环绕方向；当一个剪切组件运动至两个刀片抵压滚子处时，弹簧剪刀与两个刀片抵压滚子接触，随龙骨链持续运动，弹簧剪刀与两个刀片抵压滚子的接触部分增多，使弹簧剪刀完成剪切动作，将待采摘茶叶剪下，并掉落至龙骨链与刀具底座之间的茶叶储存腔内；随龙骨链继续运动，弹簧剪刀与刀片抵压滚子不再接触，弹簧剪刀在弹簧作用下回复至初始状态；剪切组件将茶叶运输至连接件一处，发生翻转倾覆，茶叶掉落至滑道中，最终落入收集筐中。
[0018]本专利技术具有的有益效果是：
[0019]本专利技术通过小车承载收集筐和采摘机构；通过图像传感器对待采摘的茶叶进行图像检测，并反馈至控制器；通过控制器处理和分析获得待采摘茶叶与采摘机构的相对坐标；通过调整采摘机构的电机一、电机二和电机三将采摘机构运动至待采摘茶叶处；通过采摘机构最前端的剪切组件与刀片抵压滚子的配合(构成凸轮副的结构形式，且剪刀片的刃面采用等滑切角设计，实现剪切时茶叶在剪切组件上稳定不动，避免剪切组件推落剪切好的茶叶)实现对待采摘茶叶的剪切动作，通过采摘机构的龙骨链(当然也采用替换成同步带)与刀具底座对采摘完成的茶叶进行输送，最终落入收集筐中，完成采摘过程。因此，本专利技术
通过一个机械臂式的采摘机构，便实现采摘定位、茶叶采摘和茶叶输送的全自动化过程，实现了自动化智能采摘茶叶，减少工人的劳动强度；本专利技术设置两个相同的采摘机构，能够对小车两侧的茶树同时进行采摘作业，极大的提高了采摘效率，且具有更好的平衡性；本专利技术具有较高的准确性，能够保证采摘茶叶的品质。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的结构立体图；
[0021]图2为本专利技术中移动底盘机构的结构立体图；
[0022]图3为本专利技术中采摘机构的结构立体图；
[0023]图4为本专利技术中臂二和臂三平齐时的内部结构立体图；
[0024]图5为本专利技术中臂二和臂三存在夹角时的内部结构立体图；
[0025]图6为本专利技术中压紧滚子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置，包括移动底盘机构，其特征在于：还包括采摘机构；两个采摘机构装配在移动底盘机构的上端；所述的移动底盘机构包括小车、连接板和收集筐；所述的连接板固定在小车上部；所述的收集筐固定在连接板上；所述的采摘机构包括电机一、电机二、电机三、电机四、臂一、臂二、臂三、连接件一、龙骨链、剪切组件、刀片抵压滚子和滑道；所述的电机一固定在收集筐上；所述臂一的一端与电机一的输出轴固定连接，臂一的另一端与连接件一固定连接；所述的电机二固定在连接件一上；所述臂二的一端与电机二的输出轴固定连接；所述电机三固定在臂二的另一端；所述臂三的一端与电机三的输出轴固定连接；两个刀片抵压滚子均铰接在臂三的另一端，且两个刀片抵压滚子的圆柱面正对布置；所述电机二的输出轴与滚轮一构成转动副；所述电机四的输出轴与滚轮二固定；所述的滚轮一和滚轮二通过龙骨链连接；所述电机三的输出轴与滚轮三构成转动副，滚轮三穿过龙骨链；所述电机一的输出轴竖直设置，电机二、电机三和电机四的输出轴均水平设置；多个剪切组件沿龙骨链环绕方向均布固定在龙骨链上；所述滑道固定在连接件一的侧壁上，滑道的输入端位于龙骨链靠近电机二的那端下方；所述的剪切组件包括刀具底座和弹簧剪刀；所述的刀具底座固定在龙骨链上；所述的刀具底座上开设有矩形刀槽，且刀具底座与龙骨链的表面之间形成茶叶储存腔；所述弹簧剪刀中两个剪刀片中部通过铰接轴铰接，铰接轴固定在刀具底座的矩形刀槽内；所述的弹簧剪刀中两个剪刀片尾部通过弹簧连接；所述弹簧剪刀中两个剪刀片的头部伸出矩形刀槽外；所述臂二靠近电机三位置的顶面和底面两侧均铰接有压紧滚子，顶面的两个压紧滚子压紧龙骨链顶面，底面的两个压紧滚子压紧龙骨链底面；所述的收集筐和小车上均安装有多个图像传感器。2.根据权利要求1所述的一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置，其特征在于：所述电机一的输出轴与臂一通过连接件二固定连接。3.根据权利要求1所述的一种夹剪收一体化的紧凑双臂式茶叶行间采收装置，其特征在于：所述弹簧剪刀中两个剪刀片的刃面滑切角均为30
°
。4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵润茂，俞焘杰，陈建能，贾江鸣，武传宇，贺磊盈，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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