一种茶叶精准采摘装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种茶叶精准采摘装置，包括车架，车架的下方设置若干对行进装置，车架设置控制单元、收集桶、采摘机和三维扫描仪，控制单元分别与采摘机及三维扫描仪相连接，三维扫描仪包括固定内置的结构光发生器、两个相机和运算单元。结构光发生器用于投射数幅特定编码的投射光，相机用于同步采集投射光反射后形成的相应图象，运算单元对相机搜集到的图象进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理，解算出两个相机公共视区内像素点的三维坐标。本发明专利技术的目的是提供一种能够精确识别、误伤采摘茶叶的精准采摘装置。误伤采摘茶叶的精准采摘装置。误伤采摘茶叶的精准采摘装置。

【技术实现步骤摘要】
一种茶叶精准采摘装置


[0001]本专利技术涉及茶叶采摘装置，尤其涉及一种茶叶精准采摘装置。

技术介绍

[0002]茶叶，俗称茶，一般包括茶树的叶子和芽，别名槚、茗，茶叶富含儿茶素、胆甾烯酮、咖啡碱等物质。茶叶制成的茶饮 ，是中国的传统饮品。
[0003]生活中使用茶叶的习惯起源于中国，从春秋后期被用作食材，西汉中期开始逐步被发现药用价值，西汉后期皇家开始将其制作饮品，西晋以后作为饮品逐渐普及至民间。依据制作方式以及产品外形，茶叶通常分成六类，即绿茶、黄茶、乌龙茶、红茶、黑茶和白茶。
[0004]由于茶叶的特殊性，传统采摘茶叶只能依靠人工，采摘难度和工作强度都很大，因此致人工采摘茶叶的效率不高。随着科技的发展，市场上逐渐出现能够自行采摘茶叶的装置，其一般通过影像技术来识别茶叶的位置后，通过采摘装置进行茶叶采摘。影像技术一开始只能拍摄简单的平面图片，随着技术的进步，影像技术逐步发展出通过软件对平面图片进行三维重构，以便更好识别、定位茶叶。市场上常见的影像技术，是对两个相机同时拍摄的照片进行分析，通过分解颜色和图像边界来识别茶叶，进而通过阈值的大小来确定茶叶位置。这种方法能够识别大部分嫩叶样本，但是所构建的颜色特征筛选范围过大，掺杂很多背景颜色样本，无法精确筛选出期望的目标，可能会发生误伤茶叶或者误采不符合采摘标准的茶叶，降低了采摘效率，增加的后续生产的成本。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能够精确识别、误伤采摘茶叶的精准采摘装置。
[0006]技术方案：本专利技术所述的一种茶叶精准采摘装置，包括车架，所述车架的下方设置若干对行进装置，车架设置控制单元、收集桶、采摘机和三维扫描仪，所述控制单元分别与采摘机及三维扫描仪相连接，所述三维扫描仪包括固定内置的结构光发生器、两个相机和运算单元。所述结构光发生器用于投射数幅特定编码的投射光，所述相机用于同步采集投射光反射后形成的相应图象，所述运算单元对相机搜集到的图象进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理，解算出两个相机公共视区内像素点的三维坐标。车架内某点作为相对原点，相对原点的数据储存在控制单元内，茶叶经过三维扫描仪扫描后被解算成三维坐标点的集合，运算单元将运算结果传输至控制单元，以此可以得到茶叶根部与相对原点的之间的位置关系，控制单元控制采摘机移动至采摘位置进行采摘，并将采摘好的茶叶放入收集桶中。
[0007]进一步地，所述采摘机包括采摘器，所述采摘器靠近采摘口的内壁均布若干片可伸缩的刀片，所述若干片刀片在伸至剪切位置时相互配合完全覆盖采摘口，防止茶叶从相邻两片刀片的孔隙中掉落。
[0008]进一步地，所述采摘机包括位移机构及固定设置在位移机构底部的采摘器。
[0009]进一步地，所述位移机构包括若干根与行进方向垂直的横向滑轨及与横向滑轨滑动连接的连接板，所述连接板固定设置用于固定连接采摘器的并联臂结构。
[0010]进一步地，所述并联臂结构包括均布的若干个导轨，每个所述导轨上滑动设置导块，所述导块通过连接杆与用于固定采摘器连接。
[0011]进一步地，所述收集桶内设置负压装置，所述采摘器通过管道与收集桶相通。
[0012]进一步地，所述行进装置包括若干个通过连接轴相互连接的轮子，所述连接轴顶部设置与之相垂直的纵向轴，所述纵向轴上设置调整装置，所述调整装置通过控制线与控制单元相连接。
[0013]进一步地，所述调整装置包括纵向液压缸和横向液压缸，所述纵向液压缸的输出端与纵向轴固定连接，所述横向液压缸的输出端与车架固定连接。
[0014]进一步地，所述纵向轴外套设减震弹簧。
[0015]进一步地，所述车架固定设置用于判断茶陇宽度和高度的第二摄像头，所述第二摄像头与控制单元相连接。
[0016]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：1、本专利技术采用的三维扫描仪，是将茶叶扫描成由若干个三维坐标点组成的图案，这些三维坐标点合称点云，点云与相对原点、采摘机处于同一坐标系内，因此能够得到精确的茶叶与采摘机的位置关系，能够做到微米级以上的精确定位，防止误伤茶叶或者误采不符合采摘标准的茶叶；2、能够精确识别茶叶等级，实现茶叶的分级采摘，节省后续筛选茶叶的人力和时间；3、采摘机采用可伸缩的刀片，既能够均匀有效的切割茶叶，不伤嫩芽，还能够防止茶叶从相邻两片刀片的孔隙中掉落；4、车架能够自动识别并调整宽度和高度，适应各种茶陇。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的立体图；图2为本专利技术中的三维扫描仪的剖视图；图3为本专利技术中的行进装置的示意图；图4为本专利技术中采摘机、收集桶和三维扫描仪的组合示意图；图5为本专利技术中采摘器的示意图；图6为本专利技术中采摘器未伸出刀片时候的示意图；图7为本专利技术中采摘器伸出一半刀片时候的示意图。
[0018]其中：1、行进装置；101、横向液压缸；102、纵向液压缸；103、纵向轴；104、减震弹簧；105、轮子；106、连接轴；2、控制箱；3、横向滑轨；301、步进电机；4、连接板；5、管道；6、收集桶；7、三维扫描仪；701、结构光发生器；702、相机；703、运算单元；704、壳体；8、车架；9、采摘器；901、刀片；10、第二摄像头；11、横向滑板；12、导轨；13、导块；14、连接杆；15、连接管。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0020]参见附图1～图7，一种茶叶精准采摘装置，包括车架8，车架8上固定设置控制箱2，控制箱2内设置控制单元（未画出），控制箱2可视为车架8的延伸；车架8前侧固定设置用于判断茶陇宽度和高度的第二摄像头10，第二摄像头10与控制单元相连接；车架8左右两侧的
下方设置两对行进装置1，行进装置1包括两个通过连接轴106相互连接的轮子105，连接轴106顶部设置与之相垂直的纵向轴103，纵向轴103顶部设置纵向液压缸102，纵向液压缸102的输出端与纵向轴103固定连接，纵向液压缸102的侧部设置横向液压缸101，横向液压缸101的输出端与车架8固定连接，纵向液压缸102和横向液压缸101分别通过控制线与相对应的液压电磁阀（未画出）相连接，液压电磁阀通过控制线与控制单元相连接，纵向轴103外套设减震弹簧104；车架8顶部设置收集桶6，收集桶6内设置抽风机；车架8上还设置采摘机和三维扫描仪7，控制单元分别与采摘机及三维扫描仪7相连接，三维扫描仪7的壳体704内固定内置一个结构光发生器701、两个相机702和运算单元703，结构光发生器701用于投射数幅特定编码的投射光，相机702用于同步采集投射光反射后形成的相应图象，运算单元703对相机702搜集到的图象进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理，解算出两个相机702公共视区内像素点的三维坐标；采摘机包括位移机构及固定设置在位移机构底部的采摘器9，位移机构包括两根与行进方向垂直的横向滑轨3、、两块用于与横向滑轨3滑动连接的横向滑板11，横向滑板11与步进电机301连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种茶叶精准采摘装置，包括车架（8），其特征在于：所述车架（8）的下方设置若干对行进装置（1），车架（8）设置控制单元、收集桶（6）、采摘机和三维扫描仪（7），所述控制单元分别与采摘机及三维扫描仪（7）相连接，所述三维扫描仪（7）包括固定内置的结构光发生器（701）、若干个相机（702）和运算单元（703），所述结构光发生器（701）用于投射数幅特定编码的投射光，所述相机（702）用于同步采集投射光反射后形成的相应图象，所述运算单元（703）对相机（702）搜集到的图象进行解码和相位计算。2.根据权利要求1所述的一种茶叶精准采摘装置，其特征在于：所述采摘机包括采摘器（9），所述采摘器（9）靠近采摘口的内壁均布若干片可伸缩的刀片（901），所述若干片刀片（901）在伸至剪切位置时相互配合完全覆盖采摘口。3.根据权利要求1或2所述的一种茶叶精准采摘装置，其特征在于：所述采摘机包括位移机构及固定设置在位移机构底部的采摘器（9）。4.根据权利要求3所述的一种茶叶精准采摘装置，其特征在于：所述位移机构包括若干根与行进方向垂直的横向滑轨（3）及与横向滑轨（3）滑动连接的连接板（4），所述连接板（4）固定设置用于固定连接采摘器（9）的并联臂结构。5.根据权利要求4所述的一种茶叶精准采摘装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜宽舒，丁龙保，于泓，高菊玲，宋元山，马刚，闫师训，余启超，
申请(专利权)人：江苏农林职业技术学院，
类型：发明
国别省市：