[发明专利]一种智能采茶机器人及其采茶方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采茶机械和基于该采茶机械的采茶方法，尤其涉及一种智能采茶机器人及其采茶方法，属于农业机械技术领域。

背景技术

中国是世界茶文化的发源地，是产茶大国，茶叶种类繁多，历史悠久，茶叶的采摘具有鲜明的季节性，时令性强，通常集中在春秋两季大量产出，尤其是春茶，鲜叶不及时采摘，将影响成品茶的质量，目前主要的茶叶采摘方式是依靠人力手工劳动，劳动强度大，且在茶叶采摘季节劳动力短缺十分严重，由于采摘能力的不足，往往造成错过采摘茶叶的最佳时间，随着劳动力的人工成本提高，这一问题更加突出，而且，随着经济以及种植技术的发展，茶叶种植的农场化、规模化、产业化也已成为一种趋势，现在高品质茶叶的采摘已经成为制约茶叶产业发展的瓶颈，因此，急需要利用机械来进行采茶，解决这一突出的问题。

目前，市场上已经具有多种机械采茶的装置，但其工作原理与树叶修剪机和铲草机相似，工作时是将新长出的茶叶进行整个平推剃剪，这种机械采茶的方式不能确保采摘茶叶具有相同的标准，如一芽一叶，所采茶叶完整性、一致性极差，碎叶多，新叶老叶不分，甚至将枝条末端都剃剪混入茶叶中，降低制茶原料的质量，而且对茶树生长伤害较大，影响茶树的生长发育，因此，人们对能够采摘高品质优质茶叶的智能型采茶机器人的需求越来越大。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种智能采茶机器人及其采茶方法，对茶树上的待采茶叶进行精确定位并采摘，确保采摘的茶叶具有相同的标准，如一芽一叶，所采茶叶完整性、一致性好，不会将老叶及枝条末端混入茶叶中，提高制茶原料的质量，在采摘茶叶的过程中对茶树无伤害，促进茶树的生长发育，自动化强、精度高、劳动强度小，节省大量人力。

本发明所采用的技术方案为：

一种智能采茶机器人，包括行走机构，横跨在茶树上方与行走机构连接的横梁框架，设置在横梁框架上的图像采集器、控制器、机器人本体、收集装置、电源，

所述行走机构带动横梁框架沿茶树陇移动，

采集茶树图像的图像采集器的数据输出接口与所述控制器的数据输入接口连接，对接收的茶树图像进行识别和处理的控制器的数据输出接口与所述机器人本体的数据输入接口连接，根据接收到的控制指令进行工作的机器人本体与所述收集装置连接；

所述收集装置包括收集箱、使所述收集箱的内部形成负压的真空泵和与所述收集箱入口连通的回收管道；

所述电源与所述图像采集器和所述控制器电连接；所述行走机构、机器人本体、真空泵的动力源接口与动力电或空气压缩机连接。

进一步，所述控制器包括

预先存入茶叶采摘等级的等级预置模块，

对接收的茶树图像进行识别的图像识别模块，

将所述图像识别模块与所述等级预置模块中的数据进行比对的并生成是否采摘指令的指令生成模块，

将生成的指令输出的指令输出模块。

进一步，所述行走机构分别设置在所述的横梁框架的两端，所述的行走机构包括按顺序连通的距离传感器、行走控制器、电动或气动履带轮，距离传感器时时检测履带轮距离茶树之间的距离，行走控制器根据距离传感器的检测结果控制履带轮的行走方向。

进一步，所述的横梁框架通过高度自动调节装置与行走机构连接，高度自动调节装置可以保持横梁框架始终处于水平，并与茶树顶端保持设定的距离值。

进一步，所述的机器人本体包括依次连接的前后水平移动直线变位器、左右水平移动直线变位器、上下垂直移动直线变位器、旋转轴、角度调节轴、末端执行器，所述末端执行器是电动或气动手指，前后水平移动直线变位器进行前后水平移动，左右水平移动直线变位器进行左右水平移动，上下垂直移动直线变位器进行上下垂直移动，进而实现机器人本体进行前后、左右、上下方向上的位移，即Y轴、X轴、Z轴方向上的位移，使机器人本体可以进行大幅度变位移动，旋转轴可以实现接近360º回转运动，角度调节轴可以调整末端执行器的角度，进而改变电动或气动手指的角度姿态，使电动或气动手指可以精确的采摘茶叶。

进一步，所述的电源是蓄电池或锂电池，蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置，通过可逆的化学反应实现再充电，电能输出稳定，可重复利用，方便更换，目前市场应用广泛；锂电池具有能量高、使用寿命长、重量轻、高低温适应性强等优点，同时锂电池还具备高功率承受力。

进一步，还包括防雨罩，所述防雨罩设置在横梁框架的上方，可以在雨天有效防止设置在横梁框架上的图像采集器、控制器、机器人本体、收集装置、电源等装置被雨水淋湿。