[发明专利]一种采茶机及其实现方法

权利要求书

1.一种采茶机，其特征在于，包括机架，以及设置在所述机架上的位置识别装置、机械手装置、剪切装置、收集装置和总控制系统，其中，所述位置识别装置设置在所述机架顶部，所述剪切装置设置在所述机械手装置底部，所述收集装置设置在所述机架底部，所述位置识别装置、机械手装置和剪切装置分别与所述总控制系统相连接；

所述位置识别装置包括立体摄像机和支架，所述立体摄像机设置在所述支架上，所述支架固定在所述机架顶部且位于机架的正前方；

所述机械手装置包括套筒、电机安装板、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，其中，所述套筒固定在所述机架顶部的正中间，所述电机安装板与所述套筒相连接，所述第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机都设置在所述电机安装板上，所述第一机械臂与所述第一伺服电机相连接，所述第二机械臂与所述第二伺服电机相连接，所述第三机械臂与所述第三伺服电机相连接；

所述剪切装置包括连接板、机械爪、拉线机构和第四伺服电机，其中，所述连接板位于所述机械手装置下方且与所述第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂相连接，所述机械爪设置在所述连接板下方，所述机械爪末端设有可将茶叶嫩苗夹断的刀刃，所述第四伺服电机设置在所述电机安装板上，所述机械爪和所述第四伺服电机通过所述拉线机构相连接；

所述收集装置为茶叶收集箱；

所述总控制系统包括图像处理模块和动作控制模块，所述立体摄像机与所述图像处理模块相连接，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机分别与所述动作控制模块相连接。

2.根据权利要求1所述的采茶机，其特征在于，所述第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂都包括长金属杆和短金属杆，所述短金属杆一端与伺服电机相连接，短金属杆另一端与所述长金属杆一端活动连接，所述长金属杆另一端与所述连接板相连接。

3.根据权利要求1所述的采茶机，其特征在于，所述立体摄像机包括两个摄像头。

4.根据权利要求1所述的采茶机，其特征在于，所述机架由正方形截面的中空金属管焊接而成。

5.根据权利要求1所述的采茶机，其特征在于，所述茶叶收集箱为长方体结构。

6.一种由权利要求1-5任一项所述的采茶机的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)工作时，首先将采茶机安装在可在茶垄中行走的拖拉机上，通过调整机架在拖拉机上的位置，进而调整机械手装置末端的剪切装置和茶垄的高度差，使得机械手装置处于竖直向下状态时，剪切装置位于茶垄的中心线上；

(2)启动拖拉机以合适的速度在茶垄中行驶，并保持剪切装置处于茶垄的中心线上；

(3)启动采茶机的位置识别装置，位置识别装置的立体摄像机找到茶树嫩苗的准确位置并将采集到的位置信息传送给总控制系统，总控制系统的图像处理模块处理传来的位置信息后，将处理后的位置信息传送给总控制系统，总控制系统制定机械臂的运动路线；

(4)总控制系统的动作控制模块通过控制第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机进而驱动机械臂运动到指定的位置，到达指定位置后，剪切装置运行，总控制系统的动作控制模块控制第四伺服电机工作，第四伺服电机驱动拉线机构，进而控制机械爪夹断茶树嫩苗，同时机械爪保持夹紧状态，驱动机械臂运动并到达收集装置上方，此时机械爪张开，茶树嫩苗掉落在收集装置内；

(5)待收集装置中的茶树嫩苗达到一定的容量时，将收集装置卸下并倒出茶树嫩苗，将茶树嫩苗转运到下一个生产环节中，完成采茶工作。