一种采茶机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其为一种采茶机器人。

背景技术：

名优绿茶(尤其是特级、一级高档次名优绿茶)对芽叶形态要求较高，其鲜叶标准一般为一芽一叶、一芽二叶，而且需要保证叶片完整。这样的新梢嫩叶，目前国内外无一例外地只能依靠手工采摘。但是，手工采茶非常辛苦与耗时，茶叶成本的40％用于劳动力，而劳动力开支中的80％用于采摘。常用的采茶机有手持式和乘用式两种形式，它们都是基于切割式工作原理。这种采茶方法虽然具备较高的采摘效率，但是对嫩叶和老叶没有选择性，只是将茶树蓬面整体地剪切一遍，茶叶叶片破损严重。用这种方法采摘下来的茶树鲜叶一般用于制作大宗茶，不能用于制作高档次名优茶。茶园亟需一种工作效率高，又能适用于采摘制作高档次名优绿茶鲜叶的自动化机械。

由于其高度复杂性和多项技术瓶颈的存在，采茶机器人研究较其它果蔬采摘机器人滞后，距离实际应用尚远。申请号为2011103803978的中国专利“茶叶摘采机器人”提供了一种基于并联结构的名优绿茶采摘机器人。首先利用机器视觉系统识别名优绿茶新梢嫩芽，再由并联机器人及末端执行器采摘茶叶。茶叶的茎是利用一对刀片切断的。为了符合制作高档名优绿茶对鲜叶的要求，人工采摘常用“提手采”方法，将新梢从茶树枝条上面辦下。申请号为2017103222784的中国专利“茶叶仿生采摘指”提供了一种模仿人工提手采的机器人采茶末端执行器，以提高茶鲜叶的品质。

技术实现要素：

本发明的目的是基于前期研究，提供一种工作效率较高、适用于名优绿茶鲜叶采摘的采茶机器人，具体由以下技术方案实现：

一种采茶机器人，包括框架、三维移动机构、采摘机构、负压吸管以及收集器，所述采摘机构经由所述三维移动机构可移动地设置在所述框架上，收集器固定设置于框架上，所述负压吸管的一端连接于所述收集器内，负压吸管的另一端置于所述采摘机构内。

所述的采茶机器人，其进一步设计在于，所述三维移动机构包括X轴线性模组、Y轴线性模组以及Z轴线性模组，所述X轴线性模组横向设置于所述框架上，所述Y轴线性模组纵向连接于所述X轴线性模组的滑块上从而所述Y轴线性模组可相对于框架作横向移动；所述Z轴线性模组经由其滑块竖向连接于Y轴线性模组的滑块，从而Z轴线性模组在Y轴线性模组上作纵向移动；所述采摘机构连接于所述Z轴线性模组的下端，从而采摘机构可相对于Y轴线性模组作竖向移动。

所述的采茶机器人，其进一步设计在于，所述X轴线性模组有两个并且两者对称设置于所述框架上；所述Y轴线性模组的两端连接于两个X轴线性模组的滑块上。

所述的采茶机器人，其进一步设计在于，所述采摘机构包括第一夹爪、驱动第一夹爪开合的第一夹取驱动机构、第二夹爪、驱动第二夹爪开合的第二夹取驱动机构以及第一夹爪移动驱动机构；所述第一夹爪在所述第一夹爪移动驱动机构的驱动下可纵向移动地设置于所述第二夹爪的上方。

所述的采茶机器人，其进一步设计在于，所述框架的下部设置有若干组滚轮。

所述的采茶机器人，其进一步设计在于，所述框架上设置有相机以及线激光发射器。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采茶工作效率较高，尤其本实用新型所采用的采摘机构适用于名优绿茶鲜叶采摘。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2是新梢嫩芽示意图。

图3是采摘机构的结构示意图。

图4相机以及激光发射器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图以及实施例对本实用新型进行进一步说明：

如图所示的一种采茶机器人，包括框架5、三维移动机构、采摘机构3、负压吸管以及收集器，所述采摘机构经由所述三维移动机构可移动地设置在所述框架上，收集器7固定设置于框架上，所述负压吸管8的一端连接于所述收集器内，负压吸管的另一端置于所述采摘机构内。

所述三维移动机构包括X轴线性模组4、Y轴线性模组1以及Z轴线性模组2，所述X轴线性模组横向设置于所述框架上，所述Y轴线性模组纵向连接于所述X轴线性模组的滑块上从而所述Y轴线性模组可相对于框架作横向移动；所述Z轴线性模组经由其滑块竖向连接于Y轴线性模组的滑块，从而Z轴线性模组在Y轴线性模组上作纵向移动；所述采摘机构连接于所述Z轴线性模组的下端，从而采摘机构可相对于Y轴线性模组作竖向移动。

所述X轴线性模组有两个并且两者对称设置于所述框架上；所述Y轴线性模组的两端连接于两个X轴线性模组的滑块上。

所述采摘机构包括第一夹爪、驱动第一夹爪开合的第一夹取驱动机构、第二夹爪、驱动第二夹爪开合的第二夹取驱动机构以及第一夹爪移动驱动机构；所述第一夹爪在所述第一夹爪移动驱动机构的驱动下可纵向移动地设置于所述第二夹爪的上方。

如图2所示，实施例需要将位于第一真叶、第二真叶之间的新梢嫩芽采摘下来，具体而言，就是第一夹爪夹取A点，第二夹爪夹取B点后，第一夹爪上行而第二夹爪保持固定，从而将新梢嫩芽采下，如图3所示，采摘机构3通过连接板9固定在Z轴线性模组2的下端。A点夹持电机3-1驱动齿轮3-9旋转，进而带动A点夹爪3-6开合，A点夹爪3-6即为第一夹爪、A点夹持电机3-1即为第一夹取驱动机构；B点夹持电机3-4驱动齿轮3-7旋转，进而带动B点夹爪3-5开合，B点夹爪3-5即为第二夹爪、B点夹持电机3-4即为第二夹取驱动机构；升降电机3-3驱动齿轮3-2旋转，进而带动A点夹爪3-6等上下升降，实现A点与B点的相对位移，从而拉断A、B两点之间的茎，将一芽一叶采摘下来；升降电机3-3即为第一夹爪移动驱动机构。其中相应传动结构在申请号为2017103222784的专利申请中已然披露，在此不作赘述。

另外，所述框架的下部设置有若干组便于框架整体在茶园行走的滚轮。所述框架上设置有支架10，支架10上设置有连接板10-1，连接板10-1上设置有相机10-2以及步进电机10-3，步进电机的输出轴连接转台10-4，转台上连接有线激光发射器10-5。相机便于从背景中识别新梢嫩芽的平面位置，而线激光发射器便于判断新梢嫩芽A点、B点的竖向位置。