[發明專利]一種自動化精準采茶機器人

有效

• 申請號: 202011571905.6
• 申請日: 2020-12-27
• 公開（公告）號: CN112640663B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 周俊嫵;楊志紅;周國軍;潘恩杰
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種自動化精準采茶機器人，其特征在于，包括可在茶園內行走移動的車體(11)，所述車體(11)的底部設置有履帶機構(10)，所述車體(11)上安裝有攝像頭(12)和固定支架(8)，所述車體(11)上設置有頂部開口的箱體，所述箱體用于收集茶葉，所述固定支架(8)上安裝有平移驅動機構和可推出收回的推板矯正機構(9)，所述平移驅動機構連接有垂直移動機構(2)，所述垂直移動機構(2)的底部安裝有采摘收納機構(1)，所述平移驅動機構、垂直移動機構(2)、采摘收納機構(1)和推板矯正機構(9)均連接至控制器，所述控制器與攝像頭(12)連接，所述攝像頭(12)用于采集待采摘茶樹的圖像信息，所述控制器根據待采摘茶樹的圖像信息，以確定待采摘茶樹的位置信息和傾斜狀態，從而輸出相應控制指令給平移驅動機構、垂直移動機構(2)、采摘收納機構(1)和推板矯正機構(9)；

所述平移驅動機構根據控制器的控制指令，用于驅動垂直移動機構(2)發生水平移動，從而帶動采摘收納機構(1)發生水平移動；

所述垂直移動機構(2)根據控制器的控制指令，用于驅動采摘收納機構(1)發生垂直移動；

所述采摘收納機構(1)根據控制器的控制指令，以完成開合剪切動作；

所述垂直移動機構(2)包括可上下移動的垂直導桿，所述垂直導桿與支撐部連接，所述垂直導桿的底部安裝有采摘收納機構(1)，所述垂直導桿還連接有驅動電機(3)，所述驅動電機(3)與控制器連接，所述驅動電機(3)根據控制器的控制指令，在得電工作后使垂直導桿發生上下移動，從而帶動采摘收納機構(1)發生上下移動，所述支撐部包括與導軌(7)摩擦接觸的兩個滑塊(5)，兩個滑塊(5)上設置有橫梁(4)，所述垂直導桿卡接于兩個滑塊(5)之間；

所述采摘收納機構(1)包括與垂直導桿底部連接的底座，所述底座的下方安裝有工作氣缸(107)，所述工作氣缸(107)的推桿鉸接有兩根相互交叉設置的執行手臂(103)，兩根執行手臂(103)的底端分別固定連接有收納抓斗(101)，兩個收納抓斗(101)相對設置，所述收納抓斗(101)的下部邊緣安裝有切割刀片(102)，所述工作氣缸(107)與控制器連接，根據控制器的指令，工作氣缸(107)工作使推桿推出或縮回，使兩根執行手臂(103)之間的交叉角度發生變化，從而帶動兩個收納抓斗(101)分開或合攏，完成開合剪切動作，當兩個收納抓斗(101)合攏時，能夠避免采摘的農作物漏出；

所述推桿上安裝有導桿連接頭(106)，所述導桿連接頭(106)活動連接有兩根轉動連桿(105)，兩根轉動連桿(105)通過鉸鏈分別連接至兩根執行手臂(103)的頂端，所述底座的底部兩端與機械手支架(108)的頂部連接，所述機械手支架(108)的底部之間通過軌道支架(104)連接，所述鉸鏈可移動地安裝在軌道支架(104)上，所述軌道支架(104)上開設有腰型槽，所述鉸鏈上設置有用于限定兩根執行手臂(103)之間交叉角度的限位銷，所述限位銷可移動地安裝在腰型槽內；

所述推板矯正機構(9)設置在面向茶樹根部或茶樹枝條的位置，所述推板矯正機構(9)根據控制器的控制指令，用于對發生傾斜的茶樹進行推動擺正操作，當采摘收納機構(1)需要對生長在邊緣位置并有一定偏斜的茶樹進行采摘時，推板矯正機構(9)開始工作并推出，推動植物枝條，使生長在枝條上的茶樹擺正位置；

此外，平移驅動機構與固定支架(8)之間安裝有旋轉電機和傳動機構，旋轉電機與控制器連接，當車體(11)停止行走時，旋轉電機通過傳動機構帶動整個平移驅動機構繞固定支架(8)發生轉動，從而能夠對更大范圍內的茶樹進行采摘。

2.根據權利要求1所述的一種自動化精準采茶機器人，其特征在于，所述平移驅動機構包括導軌(7)和直線電機(6)，所述直線電機(6)與控制器連接，所述導軌(7)上安裝有用于連接垂直移動機構(2)的可移動支撐部，所述支撐部與直線電機(6)連接，所述直線電機(6)根據控制器的控制指令，在得電工作后使支撐部在導軌(7)上發生水平移動，從而帶動垂直移動機構(2)沿導軌(7)發生水平移動。

3.根據權利要求1所述的一種自動化精準采茶機器人，其特征在于，所述平移驅動機構與固定支架(8)之間安裝有旋轉電機和傳動機構，所述旋轉電機與控制器連接，所述旋轉電機通過傳動機構帶動整個平移驅動機構繞固定支架(8)發生轉動。