[发明专利]一种水平高度自调节的自走式茶叶修剪收集装置

摘要

本发明涉及一种茶叶修剪收集装置，尤其涉及一种基于接触式导航自走、基于角度倾斜水平高度自调节的茶叶修剪收集装置。该装置采用接触式导航，实现茶园田间沿茶叶植株自走，具有结构简单，误差小，精度高的特点。同时，借助角度倾斜传感器，实现割刀水平调节，保证切割最佳位置，不受地形限制，而且，借助激光传感器，实现割刀高度调节。切割调节机构由刀具单元构成，可调整角度，完成对茶叶植株不同形状修剪的要求。此外，由于安装采用型材螺栓连接而成，便于拆卸，运输。采用单片机控制系统，具有实时控制，实时调整的优点，同时，增设人机交互界面，使用门槛低，方便观察与控制。本发明不仅能提高工效，增加效益，还能节省劳动力，缓解采摘洪峰，缩短采摘周期，保证鲜叶质量，具有一定的推广价值。

主权项

1.一种水平高度自调节的自走式茶叶修剪收集装置包括：行走承载机构(1)，切割调节机构(2)，收集机构(3)，导航系统(4)，控制部分(87)。/n所述行走承载机构包括搭载板(16)、角度倾斜传感器一(29)、角度倾斜传感器二(30)、激光传感器(94)、左轮毂电机主动轮(32)、右轮毂电机主动轮(33)、左从动轮(34)、右从动轮(35)、前横梁一(36)、前横梁二(37)、后横梁一(38)、后横梁二(39)、左纵梁一(40)、左纵梁二(41)、左纵梁三(42)、左纵梁四(43)、左纵梁五(44)、左纵梁六(45)、右纵梁一(46)、右纵梁二(47)、右纵梁三(48)、右纵梁四(49)、右纵梁五(50)、右纵梁六(51)、左竖梁一(52)、左竖梁二(53)、左竖梁三(66)、左竖梁四(67)、右竖梁一(54)、右竖梁二(55)、右竖梁三(68)、右竖梁四(69)、左斜梁一(56)、左斜梁二(57)、右斜梁一(70)、右斜梁二(71)、左支撑梁一(58)、左支撑梁二(59)、左支撑梁三(60)、左支撑梁四(61)、右支撑梁一(62)、右支撑梁二(63)、右支撑梁三(64)、右支撑梁四(65)，所述前横梁一(36)、前横梁二(37)、后横梁一(38)、后横梁二(39)通过角码螺栓紧固于左竖梁一(52)、左竖梁二(53)，所述右竖梁一(54)、右竖梁二(55)、左纵梁一(40)、左纵梁二(41)、左纵梁三(42)、左纵梁五(44)、右纵梁一(46)、右纵梁二(47)、右纵梁三(48)、右纵梁五(50)通过角码螺栓紧固于左竖梁一(52)、左竖梁二(53)，所述左纵梁四(43)、左纵梁六(45)、右纵梁四(49)、右纵梁六(51)、左支撑梁一(58)、左支撑梁二(59)、右支撑梁一(62)、右支撑梁二(63)通过角码螺栓紧固于左竖梁三(66)、左竖梁四(67)、右竖梁三(68)、右竖梁四(69)，所述左支撑梁三(60)、左支撑梁四(61)通过角码螺栓紧固于左纵梁五(44)、左纵梁六(45)，所述右支撑梁三(64)、右支撑梁四(65)通过角码螺栓紧固于右纵梁五(50)、右纵梁六(51)，所述左斜梁一(56)、右斜梁一(70)通过角码螺栓紧固于前横梁二(37)、左竖梁一(52)、右竖梁一(54)，所述左斜梁二(57)、右斜梁二(71)通过角码螺栓紧固于后横梁二(39)、左竖梁二(53)、右竖梁二(55)，所述搭载板(16)螺栓紧固于左纵梁一(40)和右纵梁一(46)，所述角度倾斜传感器一(29)和角度倾斜传感器二(30)通过传感器支座螺栓紧固于搭载板(16)上，所述激光传感器(94)通过传感器支架螺栓紧固于前横梁一(36)上，所述左轮毂电机主动轮(32)、左从动轮(34)通过轮轴座螺栓紧固于左纵梁五(44)、左纵梁六(45)，所述右轮毂电机主动轮(33)、右从动轮(35)通过轮轴座螺栓紧固于右纵梁五(50)、右纵梁六(51)。/n所述切割调节机构包括往复式割刀(7)、刀具底座(8)、刀具驱动电机(9)、传动齿轮(10)、刀架(11)、左端连接件(72)、右端连接件(95)、左螺旋丝杆机构(73)、右螺旋丝杆机构(74)，所述往复式割刀(7)螺栓紧固于刀具底座(8)上，所述刀具底座(8)螺栓固定在刀架(11)上，所述刀具驱动电机(9)螺栓固定于刀架(11)上，所述刀具驱动电机(9)通过传动齿轮(10)带动往复式割刀(7)动作，所述左端连接件(72)通过铰接件连接于左端刀架(11)，所述右端连接件(95)通过铰接件连接于右端刀架(11)，所述左螺旋丝杆机构(93)包括左导轨(75)、左螺纹杆(76)、左滑块(77)、左轴承(78)、左上端盖(79)、左下端盖(80)、左步进电机(88)，所述左螺旋丝杆机构(73)螺栓紧固于左纵梁二(41)、左纵梁三(42)，所述左螺纹杆(76)通过左轴承(78)固定于左上端盖(79)、左下端盖(80)，所述左滑块(77)通过螺纹连接于左螺纹杆(76)上，实现左滑块(77)沿左螺纹杆(76)上下运动，左滑块(77)嵌套在左导轨(75)上，实现导向作用，所述左步进电机(88)螺栓紧固于左下端盖(80)上，并通过联轴器连接于左螺纹杆(76)，所述左端连接件(72)通过螺栓紧固于左滑块(77)上，所述右螺旋丝杆(74)螺栓紧固于右纵梁二(47)、右纵梁三(48)，所述右螺旋丝杆机构(74)包括右导轨(96)、右螺纹杆(97)、右滑块(98)、右轴承(99)、右上端盖(100)、右下端盖(101)、右步进电机(102)，所述右螺纹杆(97)通过右轴承(99)固定于右上端盖(100)、右下端盖(101)，所述右滑块(98)通过螺纹连接于右螺纹杆(97)上，实现右滑块(98)沿右螺纹杆(97)上下运动，右滑块(98)嵌套在右导轨(96)上，实现导向作用，所述右步进电机(102)螺栓紧固于右下端盖(101)上，并通过联轴器连接于右螺纹杆(97)，所述右端连接件(95)通过螺栓紧固于右滑块(98)上。/n所述收集机构包括收集仓(5)与送风机构(92)，送风机构(92)包括直流吹风机(12)、输风管一(13)、输风管二(81)、输风管三(82)、输风管四(83)、分风口(14)、吹风口一(15)、吹风口二(104)、吹风口三(105)、吹风口四(106)，所述收集仓(5)螺栓紧固于左纵梁一(40)、右纵梁一(46)，所述直流吹风机(12)螺栓紧固于搭载板(16)上，所述分风口(14)套接于直流吹风机(12)的出风口上，所述输风管一(13)、输风管二(81)、输风管三(82)、输风管四(83)分别套接于分风口(14)的四个出风口上，所述吹风口一(15)、吹风口二(104)、吹风口三(105)、吹风口四(106)分别套接于输风管一(13)、输风管二(81)、输风管三(82)、输风管四(83)上。/n所述导航系统包括固定板一(17)、固定板二(84)、可动板一(18)、可动板二(19)、传动杆件一(20)、传动杆件二(85)、直线位移传感器一(21)、直线位移传感器二(86)，所述固定板一(17)通过螺栓紧固于左纵梁三(42)上，所述固定板二(84)通过螺栓紧固于右纵梁三(48)上，所述可动板一(18)通过铰接件连接于固定板一(17)上，所述可动板二(19)通过铰接件连接于固定板二(84)上，所述传动杆件一(20)通过铰接件连接于可动板一(18)和直线位移传感器一(21)的探头上，所述传动杆件二(85)通过铰接件连接于可动板二(19)和直线位移传感器一(86)的探头上。/n所述控制部分，包括蓄电池(22)、变压模块(23)、ADC模块(24)、DAC模块(25)、电机驱动(26)、TFT-LCD屏幕(27)、STM32单片机(28)、直线位移传感器一(21)、直线位移传感器二(86)、直流吹风机(12)、刀具驱动电机(9)、左轮毂电机主动轮(32)、右轮毂电机主动轮(33)、左步进电机(88)、右步进电机(102)、左步进电机驱动器(90)、右步进电机驱动器(103)、角度倾斜传感器一(29)、角度倾斜传感器二(30)、激光传感器(94)，蓄电池提供直流48V电压，供给电机驱动器(26)、直流吹风机(12)、左步进电机(88)，右步进电机(102)，同时经变压模块(23)将48V电压变压到5V供给STM32单片机(28)工作，直流吹风机(12)、刀具驱动电机(9)的开关由STM32通过继电器(89)来控制，直线位移传感器一(21)和直线位移传感器二(86)得到电流信号输出，经ADC模块(24)转化后输出数字量位移值，STM32单片机(28)进行计算后，输出数字量转向值，经DAC模块(25)转化后，输出模拟量控制左轮毂电机主动轮(32)，右轮毂电机主动轮(33)产生不同转速，角度倾斜传感器一(29)和角度倾斜传感器二(30)检测装置行走时倾斜角度，通过IIC传输给STM32单片机(28)，STM32单片机(28)经过数据处理后，传输给左步进电机驱动器(90)和右步进电机驱动器(103)不同的信号值，经左步进电机驱动器(90)驱动左步进电机(88)、右步进电机驱动器(103)驱动右步进电机(102)，实现水平切割调整，不受地形的影响，激光传感器(94)检测装置植株冠层高度，经过滤后取平均得到冠层高度值，通过IIC传输给STM32单片机(28)，STM32单片机(28)数据处理后传输给左步进电机驱动器(90)和右步进电机驱动器(103)相同的信号值，经左步进电机驱动器(90)驱动左步进电机(88)、右步进电机驱动器(103)驱动右步进电机(102)，实现割刀高度调节，上述信号值实时显示于TFT-LCD屏幕(27)，还设置有手动遥控(91)，通过红外实现控制。/n