[实用新型]两自由度复合驱动仿人手智能采茶装置

说明书

本实用新型涉及一种名优茶采摘的采茶装置。技术方案是：两自由度复合驱动仿人手智能采茶装置，其特征在于：该装置包括机壳以及分别设置在机壳内用于采摘茶叶的夹爪机构、用于升降夹爪机构的曲柄摇杆‑凸轮驱动机构、用于摆动夹爪机构的抛洒机构、用于收集茶叶的收集盒、控制器；所述夹爪机构包括第一安装座、固定在第一安装座上的气缸、通过夹爪连接块可转动地铰接在气缸活塞杆上的两条爪臂、分别可转动地铰接在第一安装座与各爪臂之间的爪臂连杆、设置在爪臂上的传感器。该装置通过两个可调控的直线电机和旋转电机复合驱动输出，基于机器人运动学分析，实现运动轨迹合成，实现仿人手智能茶叶嫩芽采摘作业，并具有采摘速度快、采摘质量好的特点。

技术领域

本实用新型涉及一种名优茶采摘的采茶装置，具体是一种由两自由度复合驱动的采茶装置。

背景技术

目前国内采茶主要包括人工采茶和机械采茶两种方式，由于名优茶对于芽叶的完好性和一致性有着非常高的标准，且现在大多采茶机械仍无法有效将老叶和嫩芽进行区分，易导致芽叶破碎、完整性不足、且混杂老梗和老叶，难以达到名优茶高精度的采摘标准。因此，现阶段仍以人工采摘为主。人工采摘尽管具有选择性，能够保证茶叶的完好性和品质，但是采摘劳动强度大、效率低。由于近些年人工采摘成本逐年飙升，劳动力还严重不足，导致名优茶占茶叶总量的比重逐年下降。为了有效降低人工成本，提升采茶效率，迫切需要仿人手式的机械采茶装置。

但目前的机械采茶装置大多为一刀切的采摘方式，采摘速度不可调，且不能实现仿人手的采摘作业，降低了原叶的品质。无论是一刀切还是模拟掐断的采摘方式，都会使得名优茶叶的采摘后断口处出现“黑头”，严重影响了茶叶的品相，而且断口硬化影响口感；人工采摘是借助手腕的反转在向上提拉时同时向侧向翻腕，完成采摘，这样的方式不会出现黑头现象。机械采摘的鲜叶质量远远低于人工采摘，导致机械采摘的鲜叶只能加工成中低档茶叶，无法用于加工名优茶。为提高人工采摘效率，需要设计仿人手式的机械采茶装置，在辅助工作人员提高采茶效率的同时，实现可调节的采摘弧度和具有可控的采摘速度，保证所采茶叶的质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种两自由度复合驱动仿人手智能采茶装置，该装置通过两个可调控的直线电机和旋转电机复合驱动输出，基于机器人运动学分析，实现运动轨迹合成，实现仿人手智能茶叶嫩芽采摘作业，并具有采摘速度快、采摘质量好的特点。

本实用新型的技术方案是：

两自由度复合驱动仿人手智能采茶装置，其特征在于：该装置包括机壳以及分别设置在机壳内用于采摘茶叶的夹爪机构、用于升降夹爪机构的曲柄摇杆- 凸轮驱动机构、用于摆动夹爪机构的抛洒机构、用于收集茶叶的收集盒、控制器；

所述夹爪机构包括第一安装座、固定在第一安装座上的气缸、通过夹爪连接块可转动地铰接在气缸活塞杆上的两条爪臂、分别可转动地铰接在第一安装座与各爪臂之间的爪臂连杆、设置在爪臂上的传感器；

所述抛洒机构包括第二安装座、固定在第二安装座上的直线电机、可滑动地定位在第二安装座上并由直线电机驱动的齿条、可转动地定位在第二安装座上并与齿条啮合的齿轮；

所述曲柄摇杆-凸轮驱动机构包括可竖直滑动地定位在机壳中的顶板、旋转电机、由旋转电机驱动的曲柄、可转动地定位在机壳中的摇杆、两端可转动地铰接在曲柄与摇杆上的连杆、设置在摇杆上用于顶推顶板的凸轮；

所述第一安装座通过连接轴与齿轮固定；所述第二安装座通过连接架与顶板固定；所述机壳底部敞开，收集盒可拆装地安装在机壳底部。

所述机壳中设有导向块，连接架上设有与导向块配合的滑槽，滑槽的顶部与底部设有限位开关。

所述机壳底部设有用于安装收集盒的滑轨。

所述控制器分别电连接气缸、直线电机、旋转电机、传感器、限位开关。

所述机壳上设有提手；所述收集盒上设有凹槽拉手。