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1、(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201710101964.9 (22)申请日 2017.02.24 (71)申请人 四川农业大学 地址 611130 四川省成都市温江区惠民路 211号 (72)发明人 许丽佳 高源 许多 吕代维奇 康志亮 黄鹏 王玉超 吴维雄 郑丽娜 毛嘉威 (51)Int.Cl. A01D 46/04(2006.01) (54)发明名称 一种高效茶叶嫩芽采摘机 (57)摘要 一种高效茶叶嫩芽采摘机， 由履带底盘、 六 部丝杆升降机、 六个步进电机、 三个搭载架、 夹持 装置、 收集装置、 座。
2、椅、 支撑架和摄像头组成； 所 述履带底盘上刚性连接有所述六部丝杆升降机， 左右各三部， 用于调整所述搭载架的高度； 所述 六个步进电机安装于每部丝杆升降机底端， 用于 为丝杆升降机的升降提供动力； 所述三个搭载架 的两端各连接在一部所述丝杆升降机顶端， 每个 所述搭载架上均安装有七个所述夹持装置， 三个 搭载架上的夹持装置相互交错分布； 每个所述夹 持装置旁均对应安装有一个所述收集装置； 所述 支撑架的底端安装在搭载架的两端， 其顶端安装 有摄像头， 用于获取茶叶图像； 所述座椅位于履 带底盘后端。 本发明具有高效采摘茶叶嫩芽的特 点。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 10681。
3、8047 A 2017.06.13 CN 106818047 A 1.一种高效茶叶嫩芽采摘机， 其特征在于， 由履带底盘、 六部丝杆升降机、 六个步进电 机、 三个搭载架、 夹持装置、 收集装置、 座椅、 支撑架和摄像头组成； 所述履带底盘上刚性连 接有所述六部丝杆升降机， 左右各三部， 用于调整所述搭载架的高度； 所述六个步进电机安 装于每部丝杆升降机底端， 用于为丝杆升降机的升降提供动力； 所述三个搭载架的两端各 连接在一部所述丝杆升降机顶端， 每个所述搭载架上均安装有七个所述夹持装置； 每个所 述夹持装置旁均对应安装有一个所述收集装置； 所述支撑架的底端安装在搭载架的两端， 其顶端安装有。
4、摄像头， 用于获取茶叶图像； 所述座椅位于履带底盘后端， 为操作人员提供乘 坐空间。 2.根据权利要求1所述的一种高效茶叶嫩芽采摘机， 其特征在于， 所述三个搭载架均呈 弧形以便贴合茶垄外形； 每个搭载架上的七个夹持装置均匀分布， 三个搭载架上的夹持装 置前后交错分布， 以便消除采摘盲点并且降低漏采率。 3.根据权利要求1所述的一种高效茶叶嫩芽采摘机， 其特征在于， 所述支撑架呈三棱锥 形， 由四根支撑杆和短杆组成； 其中第一支撑杆和第二支撑杆的底部分别连接于第一个搭 载架的两端， 第三支撑杆的底部连接于第三个搭载架顶面的中间， 第四支撑杆的底部连接 于第一个搭载架顶面的中间， 且第三支撑杆与。
5、第一个搭载架顶面和第二个搭载架顶面之间 连接有短杆， 用于加固第三支撑杆； 所述摄像头在第一支撑杆、 第二支撑杆、 第三支撑杆和 第四支撑杆的顶端交点处， 位于整个采摘机的最前端， 以便获取茶叶图像。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 106818047 A 2 一种高效茶叶嫩芽采摘机 技术领域 0001 本发明涉及一种高效茶叶嫩芽采摘机， 主要涉及一种采摘效率高、 准确度高的茶 叶嫩芽采摘设备。 背景技术 0002 我国是世界上茶叶种植和消费最大的国家之一， 所以实现茶叶的机械化采摘十分 必要。 目前我国的菜叶采摘机械普遍使用粗放的推进切割式的方法来采摘茶叶， 此种采摘 方式采摘的茶。
6、叶完整度差， 老嫩不一， 不适用于名优茶的采摘。 目前我国名优茶的采摘仍然 为人工采摘， 劳动强度大， 效率低， 所以设计准确度高、 效率高的茶叶嫩芽采摘设备十分必 要。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是提供一种采摘效率高， 准确度高的茶叶嫩芽采摘装 备， 以提高采摘效率、 降低人工劳动强度。 0004 本发明的技术方案是： 一种高效茶叶嫩芽采摘机， 其特征在于， 由履带底盘、 六部 丝杆升降机、 六个步进电机、 三个搭载架、 夹持装置、 收集装置、 座椅、 支撑架和摄像头组成； 所述履带底盘上刚性连接有所述六部丝杆升降机， 左右各三部， 用于调整所述搭载架的高 度； 所述六个步。
7、进电机安装于每部丝杆升降机底端， 用于为丝杆升降机的升降提供动力； 所 述三个搭载架的两端各连接在一部所述丝杆升降机顶端， 每个所述搭载架上均安装有七个 所述夹持装置； 每个所述夹持装置旁均对应安装有一个所述收集装置； 所述支撑架的底端 安装在搭载架的两端， 其顶端安装有摄像头， 用于获取茶叶图像； 所述座椅位于履带底盘后 端， 为操作人员提供乘坐空间。 本发明具有高效采摘茶叶嫩芽的特点。 0005 所述三个搭载架均呈弧形以便贴合茶垄外形； 每个搭载架上的七个夹持装置均匀 分布， 三个搭载架上的夹持装置前后交错分布， 以便消除采摘盲点并且降低漏采率。 0006 上述技术方案中， 更具体的： 所。
8、述夹持装置由第一电机、 齿轮A、 齿轮B、 齿轮C、 两根 圆轴、 十二根转动臂、 四个传动杆、 四个轴承座、 机箱和两个夹持块组成； 所述齿轮A嵌套在 所述第一电机主轴上且位于所述齿轮B的正上方， 所述齿轮B是半径不同的双层齿轮， 其中 半径较小的那层齿轮与齿轮A啮合， 半径较大的那层齿轮与所述齿轮C的半径相同且两者相 互啮合， 齿轮B与齿轮C位于同一水平线上； 所述两根圆轴分别穿过齿轮B和齿轮C的中心孔； 所述十二根转动臂中， 有四根转动臂的一端与两根圆轴的两端刚性对称连接， 其另一端与 所述四个传动杆的顶端旋转连接； 有四根转动臂的一端旋转连接于机箱的左侧面， 其另一 端两两旋转连接于其。
9、中的两个所述传动杆的中段； 剩余四根转动臂的一端旋转连接于机箱 的右侧面， 其另一端两两旋转连接于另外两个所述传动杆的中段， 且机箱左右侧面的转动 臂位置对称。 0007 进一步的： 所述夹持装置的所述四个传动杆中， 每两根传动杆的底端刚性连接有 一个夹持块， 且夹持块与两根圆轴平行； 所述夹持块由外壳体、 滑块和两个弹簧组成， 所述 说 明 书 1/4 页 3 CN 106818047 A 3 外壳体的前端开口， 左右两个侧面空缺； 两个所述弹簧的一端对称安装于外壳体后立面的 内侧， 其另一端连接在所述滑块的背面， 用于为夹持块提供夹持力。 0008 进一步的： 所述夹持装置的所述四个轴承座。
10、的顶端对称嵌套在所述两根圆轴的两 端伸出齿轮B和齿轮C的部分的中间段， 其中， 两个轴承座的底端连接机箱前立面的内侧， 另 外两个轴承座的底端连接机箱后立面的内侧， 为所述两根圆轴的稳定转动提供支撑点。 0009 上述技术方案中， 更具体的： 所述收集装置由茶叶吸入口、 风箱、 涡轮、 第二电机、 带孔隔离板、 弹簧固定器和茶叶收集箱组成； 所述风箱前端开口与所述茶叶吸入口连通， 其 后端安装有所述第二电机和涡轮， 所述涡轮嵌套在所述第二电机主轴上； 所述带孔隔离板 安装于所述风箱前端开口与涡轮之间， 防止茶叶嫩芽卷入涡轮中； 所述风箱底部开口安装 有所述茶叶收集箱； 所述弹簧固定器安装于茶叶。
11、收集箱旁， 用于固定茶叶收集箱。 0010 此外， 上述技术方案中， 更具体的： 所述支撑架呈三棱锥形， 由四根支撑杆和短杆 组成； 其中第一支撑杆和第二支撑杆的底部分别连接于第一个搭载架的两端， 第三支撑杆 的底部连接于第三个搭载架顶面的中间， 第四支撑杆的底部连接于第一个搭载架顶面的中 间， 且第三支撑杆与第一个搭载架顶面和第二个搭载架顶面之间连接有短杆， 用于加固第 三支撑杆； 所述摄像头在第一支撑杆、 第二支撑杆、 第三支撑杆和第四支撑杆的顶端交点 处， 位于整个采摘机的最前端。 附图说明 0011 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。 0012 图1是本发明的结构示意图。 0。
12、013 图2是本发明的结构俯视图。 0014 图3是本发明夹持装置和收集装置的结构示意图。 0015 图4是本发明夹持装置和收集装置的侧面结构示意图。 0016 图5是本发明夹持装置的夹持过程图。 0017 图6是本发明夹持块的结构示意图。 0018 在图1-图6中， 1.履带底盘、 2.丝杆升降机、 3.步进电机、 4.搭载架、 5.夹持装置、 6. 收集装置、 7.座椅、 8.支撑架、 9.摄像头、 10.夹持块、 5-1.第一电机、 5-2.齿轮A、 5-3.齿轮B、 5-4.齿轮C、 5-5.圆轴、 5-6.转动臂、 5-7.传动杆、 5-8.轴承座、 5-9.机箱、 6-1.茶叶吸入。
13、口、 6-2.风箱、 6-3.涡轮、 6-4.第二电机、 6-5.带孔隔离板、 6-6弹簧固定器、 6-7.茶叶收集箱、 8- 1.第一支撑杆、 8-2.第二支撑杆、 8-3.第三支撑杆、 8-4.第四支撑杆、 8-5.短杆、 10-1.外壳 体、 10-2滑块、 10-3.弹簧。 具体实施方式 0019 参照图1， 本发明由履带底盘1、 六部丝杆升降机2、 六个步进电机3、 三个搭载架4、 夹持装置5、 收集装置6、 座椅7、 支撑架8和摄像头9组成； 所述履带底盘1上刚性连接有所述 六部丝杆升降机2， 左右各三部， 用于调整所述搭载架4的高度； 所述六个步进电机3分别安 装于每部丝杆升降机。
14、2的底端， 用于为丝杆升降机2的升降提供动力； 所述三个搭载架4的两 端各连接在一部所述丝杆升降机2顶端， 每个所述搭载架4上均安装有七个所述夹持装置5； 每个所述夹持装置5旁均对应安装有一个所述收集装置6； 所述支撑架8的底端安装在搭载 说 明 书 2/4 页 4 CN 106818047 A 4 架4的两端， 其顶端安装有摄像头9， 用于获取茶叶图像； 所述座椅7位于履带底盘1后端为操 作人员提供乘坐空间。 0020 参照图1、 图2、 图3和图4， 所述三个搭载架4均呈弧形， 每个搭载架4上的七个夹持 装置5均匀分布， 三个搭载架4上的夹持装置5前后交错分布， 以便消除采摘盲点并且降低漏。
15、 采率； 所述夹持装置由第一电机5-1、 齿轮A5-2、 齿轮B5-3、 齿轮C5-4、 两根圆轴5-5、 十二根 转动臂5-6、 四个传动杆5-7、 四个轴承座5-8、 机箱5-9和两个夹持块10组成； 所述齿轮A5-2 嵌套在所述第一电机5-1主轴上且位于所述齿轮B5-3的正上方， 所述齿轮B5-3是半径不同 的双层齿轮， 其中半径较小的那层齿轮与齿轮A5-2啮合， 半径较大的那层齿轮与所述齿轮 C5-4的半径相同且两者相互啮合， 齿轮B5-3与齿轮C5-4位于同一水平线上； 所述两根圆轴 5-5分别穿过齿轮B5-3和齿轮C5-4的中心孔； 所述十二根转动臂5-6中， 有四根转动臂5-6的。
16、 一端与两根圆轴5-5的两端刚性对称连接， 其另一端与所述四个传动杆5-7的顶端旋转连 接； 有四根转动臂5-6的一端旋转连接于机箱5-9的左侧面， 其另一端两两旋转连接于其中 的两个所述传动杆5-7的中段； 剩余四根转动臂5-6的一端旋转连接于机箱5-9的右侧面， 其 另一端两两旋转连接于另外两个所述传动杆5-7的中段， 且机箱5-9左右侧面的转动臂5-6 位置对称。 0021 参照图3， 所述夹持装置5的所述四个轴承座5-8的顶端对称嵌套在所述两根圆轴 5-5的两端伸出齿轮B5-3和齿轮C5-4的部分的中间段， 其中， 两个轴承座5-8的底端连接机 箱5-9前立面的内侧， 另外两个轴承座5。
17、-8的底端连接机箱5-9后立面的内侧， 为所述两根圆 轴5-5的稳定转动提供支撑点。 0022 参照图1、 图3和图6， 所述夹持装置5的所述四个传动杆5-7中， 每两根传动杆5-7的 底端刚性连接有一个夹持块10， 且两个夹持块10与两根圆轴5-5平行； 所述夹持块10由外壳 体10-1、 滑块10-2和两个弹簧10-3组成， 所述外壳体10-1的前端开口， 以便滑块10-2的前端 伸出外壳体10-1， 其左右两个侧面空缺； 两个所述弹簧10-3的一端对称安装于外壳体10-1 后立面的内侧， 其另一端连接在所述滑块10-2的背面， 用于为夹持块10提供夹持力； 所述两 个滑块10-1的相对面。
18、处各有一个斜坡滑槽， 用于防止采摘下来的茶叶嫩芽从旁边掉落。 0023 参照图3和图4， 收集装置6由茶叶吸入口6-1、 风箱6-2、 涡轮6-3、 第二电机6-4、 带 孔隔离板6-5、 弹簧固定器6-6和茶叶收集箱6-7组成， 所述茶叶吸入口6-1的前端伸入夹持 装置5内部且位于两个滑块10-2上的斜坡滑槽的正上方， 其后端与所述风箱6-2前端开口连 通， 用于吸入茶叶嫩芽至风箱6-2； 所述风箱6-2的后端安装有涡轮6-3和第二电机6-4， 所述 涡轮6-3嵌套在第二电机6-4主轴上； 所述带孔隔离板6-5安装于风箱6-2的前端开口与涡轮 6-3之间， 防止茶叶嫩芽卷入涡轮6-3中； 所。
19、述风箱6-2底部开口安装有所述茶叶收集箱6-7， 用于收集茶叶嫩芽； 所述弹簧固定器6-6安装于茶叶收集箱6-7旁， 用于固定茶叶收集箱6- 7。 0024 参照图1， 所述支撑架8由四根支撑杆和短杆8-5组成； 其中第一支撑杆8-1和第二 支撑杆8-2的底部分别连接于第一个搭载架4的两端， 第三支撑杆8-3的底部连接于第三个 搭载架4顶面的中间， 第四支撑杆8-4的底部连接于第一个搭载架4顶面的中间， 且第三支撑 杆8-3与第一个搭载架4顶面和第二个搭载架4顶面之间连接有短杆8-5， 用于加固第三支撑 杆8-3； 所述摄像头9在第一支撑杆8-1、 第二支撑杆8-2、 第三支撑杆8-3和第四支。
20、撑杆8-4的 顶端交点处， 位于整个采摘机的最前端。 说 明 书 3/4 页 5 CN 106818047 A 5 0025 参照图1、 图2、 图3、 图4、 图5和图6， 本发明的工作过程如下： 开始采茶作业时， 履带底盘1驶入茶垄持续低速前行， 摄像头9打开获取茶叶图像至控 制系统， 控制系统随即驱动夹持装置3开始作业， 所述第一电机5-1转动带动齿轮A5-2转动， 齿轮A5-2转动通过齿轮B5-3带动齿轮C5-4转动， 且齿轮B5-3与齿轮C5-4转动方向相反； 齿 轮B5-3、 齿轮C5-4的转动将分别带动穿过其中心圆孔的两个圆轴5-5转动， 从而带动与之刚 性连接的四根转动臂5-6。
21、转动， 则其余八根转动臂5-6将随之转动， 此时十二根转动臂5-6的 转动带动四个传动杆5-7的运动， 使得四个传动杆5-7底端刚性连接的两个夹持块10做循环 夹持与分离动作。 0026 参照图5， 两个夹持块10的循环夹持与分离过程如下： 当齿轮B5-3侧的转动臂5-6 运动到右下方、 齿轮C5-4侧的转动臂5-6运动到左下方时， 两个夹持块10刚好接触并夹持住 两个滑块10-2间的茶叶； 当齿轮B5-3侧的转动臂5-6运动到正右方、 齿轮C5-4侧的转动臂5- 6运动到正左方时， 两个夹持块10挤压程度最大， 此时两个滑块10-2间的茶叶中的嫩芽被夹 断； 当齿轮B5-3侧的转动臂5-6运。
22、动到右上方、 齿轮C5-4侧的转动臂5-6运动到左上方时， 两 个夹持块10上升并开始分离， 在两个夹持块10从挤压程度最大到开始分离的过程中， 被夹 断的嫩芽被提起并被位于滑块10-2上方的茶叶吸入口6-1吸入风箱6-2， 嫩芽随即落入茶叶 收集箱6-7； 当齿轮B5-3侧的转动臂5-6、 齿轮C5-4侧的转动臂5-6均运动至正上方时， 两个 夹持块10已分离并提升到最高点； 在第一电机5-1持续转动下两个夹持块10开始下降直至 两个夹持块10降低至最低处， 达到最低处后两个夹持块10又逐渐提升并再次接触， 进行下 一轮的采摘嫩芽过程； 在第一电机5-1持续转动下， 两个夹持块10做循环夹持与分离运动， 实现了对茶叶的嫩芽进行高效采摘。 说 明 书 4/4 页 6 CN 106818047 A 6 图1 说 明 书 附 图 1/5 页 7 CN 106818047 A 7 图2 说 明 书 附 图 2/5 页 8 CN 106818047 A 8 图3 说 明 书 附 图 3/5 页 9 CN 106818047 A 9 图4 图5 说 明 书 附 图 4/5 页 10 CN 106818047 A 10 图6 说 明 书 附 图 5/5 页 11 CN 106818047 A 11 。