一种超声波测距的自动仿形采茶装置及其采茶方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113039936A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110280983.9(22)申请日2021.03.16(71)申请人浙江理工大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街928号(72)发明人陈建能卞贤炳武传宇贾江鸣赵润茂贺磊盈毛明(74)专利代理机构杭州昊泽专利代理事务所(特殊普通合伙)33449代理人黄前泽(51)Int.Cl.A01D46/30(2006.01)G01B17/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图10页(54)发明名称一种超声波测距的自动仿形采茶装置及其采茶方法(57)摘要本发明公开了一种超声波测距的自动仿形采茶机及其采茶方法。人工手动采茶费时费力，现有的采茶机难以实现对弧形顶梢茶树鲜叶高效化地自动采收。本发明的移动平台通过若干仿形采茶支撑组件悬挂有三组仿形采茶单元；各仿形采茶单元由伺服电机驱动并经滚珠丝杠传动；三台采茶机分别利用若干铰链和接臂型材巧妙地布置在各仿形采茶单元的两套丝杠滑台组件之间；各采茶机上平行地设置有两枚超声波传感器。本发明通过超声波传感器对各自底部茶树冠层高度的在线监测，实现了在移动平台自动行进过程中各仿形采茶单元对单垄茶树顶梢鲜叶的自动仿形采收。此外，本发明能够在采茶机遇到突发的外部冲击时，随外部力量移动，从而能够减小采茶机的损坏风险。CN113039936ACN113039936A权利要求书1/2页1.一种超声波测距的自动仿形采茶装置，包括移动平台(100)和三组仿形采茶单元；其特征在于：三组仿形采茶单元安装在移动平台(100)上，移动平台(100)能够在茶垄间行进；三组仿形采茶单元内的采茶机分别对应茶树的正上方和两侧；三组仿形采茶单元结构相同，均包括仿形执行机构和采茶支架；所述的仿形执行机构包括采茶机(8)、两个升降组件和摆臂(21)；两个升降组件分别安装在采茶支架的两侧；升降组件内的滑块(18)通过动力元件的驱动进行上下滑动；采茶机(8)的外壳的两端与两组摆臂(21)的一端铰接；两组摆臂(21)的另一端与两个升降组件内的滑块分别铰接；一组摆臂(21)包括一根摆臂或并排设置的多根摆臂；通过两个升降组件内的滑块(18)的升降运动，来调节采茶机(8)的高度和姿态；采茶机(8)的两端均安装有超声波传感器；两个超声波传感器的检测方向均垂直于采茶机(8)刀片的长度方向。2.根据权利要求1所述的一种超声波测距的自动仿形采茶机，其特征在于：所述的采茶支架包括第一横梁型材(26)、第二横梁型材(27)和固定型材(25)；第一横梁型材(26)和第二横梁型材(27)的两端均固连有固定型材(25)；固定型材(25)上的T型槽横向设置；竖直设置的两根导轨安装型材(15)位于第一横梁型材(26)和第二横梁型材(27)的两端；导轨安装型材(15)内侧面上的T型槽与对应位置的固定型材(25)上的T型槽通过螺栓螺母固定；螺栓螺母在导轨安装型材(15)T型槽内能够滑动；两个升降组件分别安装在两根导轨安装型材(15)上；根据升降组件中的滑块(18)需要运动的高度范围，调节导轨安装型材(15)相对于固定型材(25)的高度。3.根据权利要求1所述的一种超声波测距的自动仿形采茶机，其特征在于：一组摆臂(21)由两根摆臂组成；采茶机(8)的两端均紧固有横向设置的第二接臂支架(20)；两个升降组件内的滑块(18)上均固定有横向设置的第一接臂支架(19)；同一组摆臂(21)内的两根摆臂的一端与对应的第一接臂支架(19)的两端分别通过活动铰链(9)铰接；同一组摆臂(21)内的两根摆臂的另一端与对应的第二接臂支架(20)分别通过活动铰链(9)铰接。4.根据权利要求1所述的一种超声波测距的自动仿形采茶机，其特征在于：所述的升降组件包括滑动基座、滚珠丝杆(13)和滑块(18)；竖直设置的滚珠丝杆(13)支承在滑动基座上；滑块(18)与滑动基座构成滑动副，且与滚珠丝杆(13)构成螺旋副；滚珠丝杆(13)由伺服电机驱动。5.根据权利要求4所述的一种超声波测距的自动仿形采茶机，其特征在于：所述的滑动基座包括直线导轨(14)、导轨安装型材(15)、第一滚珠丝杠支撑座(16)和第二滚珠丝杠支撑座(17)；直线导轨(14)平行地布置在导轨安装型材(15)上；导轨安装型材(15)两端分别安装有第一滚珠丝杠支撑座(16)和第二滚珠丝杠支撑座(17)。6.根据权利要求4所述的一种超声波测距的自动仿形采茶机，其特征在于：所述滑动基座侧面的顶部固定有接近开关安装板(24)；接近开关安装板(24)上安装有接近开关(11)；接近开关(11)与滑块(18)沿着竖直方向位置对应。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种超声波测距的自动仿