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CN108534693A - 一种茶拢纵深高度测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种茶拢纵深高度测量装置，由支架、微处理器模块、驱动模块、滑块、YE系列光栅尺位移传感器、搭载架和五个611N压力传感器组成；所述支架呈“门”形架支撑整个测量装置，所述微处理器模块呈下吊状由螺钉固定在所述支架的横架上，用于接收传感器信号并发送指令至驱动模块；所述驱动模块固定在微处理器模块右侧，驱动搭载架上下移动；所述滑块左侧固定在搭载架上，其右侧连接在YE系列光栅尺位移传感器滑轴上并能沿其上下滑动；所述YE系列光栅尺传感器及其滑轴呈下吊状固定在支架的横架上；五个611N压力传感器通过螺钉均匀固定在搭载架上，用于测量茶拢表面压力值。本发明能完成对茶拢纵深高度的测量，使采茶设备能快速、准确采摘嫩芽。

Description

一种茶拢纵深高度测量装置
技术领域
本发明涉及一种茶拢纵深高度测量装置，主要涉及一种能够准确测量茶陇纵深高度的装置，以便根据所测得的茶陇纵深高度值，使得采茶机的采摘末端能对茶陇顶端的茶叶嫩芽进行快速、准确采摘。
背景技术
目前，我国茶叶采摘分为人工采摘和机械采摘，人工采摘能够对芽叶大小、老嫩进行准确判断，匀整度好，且新梢质量比机械采摘高，但存在劳动强度大、采摘效率低、采摘费用高、人工短缺等问题；现有采茶机多采用一刀切的方式，老叶、嫩芽、叶梗一并采摘，采摘高效但采摘质量不高；茶叶嫩芽采摘机目前处于研发阶段，基本还没有真正推广应用至实际采茶中，多数设备采用CCD拍照确定茶叶嫩芽位置，CCD感光度、像素、以及平面图像都导致对对茶叶嫩芽的纵深定位慢、不准确，因此设计一种能够快速、精确测量茶叶采摘纵深高度的装置尤为重要，这为快速高效、准确采摘嫩芽的采茶设备奠定基础。
发明内容
本发明的技术方案是：一种茶拢纵深高度测量装置，其特征在于，由支架、微处理器模块、驱动模块、滑块、YE系列光栅尺位移传感器、搭载架和五个611N压力传感器组成；所述支架呈“门”形架在采茶设备上并支撑整个测量装置，所述微处理器模块呈下吊状由螺钉固定在所述支架的横架上，用于接收所述YE系列光栅尺位移传感器和所述五个611N压力传感器的信号并发送控制指令至所述驱动模块；所述驱动模块固定在所述微处理器模块的右侧，可驱动所述搭载架上下移动；所述滑块的左侧固定在所述搭载架上，其右侧则连接在所述YE系列光栅尺位移传感器的滑轴上并能沿其上下滑动；所述YE系列光栅尺传感器及其滑轴呈下吊状固定在所述支架的横架上，其量程为1.5M；五个所述611N压力传感器通过螺钉均匀分布并固定在所述搭载架上，用于测量茶拢表面压力值。本发明能完成对茶拢纵深高度的测量，使得采茶机能快速、准确采摘弧形茶陇顶端的茶叶嫩芽。
所述微处理器模块由嵌入式控制器STM32L476VET6及其外围电路组成，且连接所述驱动模块；所述驱动模块由所述57ZL80BH-100步进电机、驱动杆和伞齿轮组成，所述57ZL80BH-100步进电机的输出轴刚性连接所述驱动杆，所述驱动杆的末端有锯齿；所述驱动杆末端的锯齿与所述伞齿轮相互啮合；在所述57ZL80BH-100步进电机的驱动下可使得所述伞齿轮旋转。
所述搭载架由锯齿条、固定架和弧形面搭载架组成；其中，所述锯齿条固定在竖放的所述固定架顶端的左侧，并与所述驱动模块中的伞齿轮相互啮合；所述滑块左侧通过螺钉刚性固定在所述固定架的顶端右侧，初始时刻所述滑块位于所述YE系列光栅尺位移传感器的滑轴顶部；所述弧形面搭载架刚性连接在所述固定架的底端。
测量茶陇纵深高度时，所述微处理器模块发送控制指令使得所述驱动模块中的57ZL80BH-100步进电机顺时针转动，随即带动所述驱动杆转动并进而带动所述伞齿轮旋转，在所述伞齿轮与所述锯齿条啮合作用下，使得所述搭载架向下移动，即使得所述固定架向下移动并带动所述滑块下移；当所述滑块下移至停止时，所述YE系列光栅尺传感器上产生的相对位移信号作为茶陇的实际纵深高度值传输至所述微处理器模块储存；茶陇纵深高度测量完毕后，所述微处理器模块发送控制指令使得所述57ZL80BH-100步进电机逆时针转动，从而使得所述搭载架向上移动，同时带动所述滑块上移至所述YE系列光栅尺位移传感器的滑轴顶部为止。
所述搭载架向下移动并靠近茶陇时，五个所述611N压力传感器持续将测量到的茶拢表面压力值传输至所述微处理器模块，与预设压力值比较以便判断所述弧形面搭载架是否完全接触茶拢表面，其中， 五个所述611N压力传感器测得受力值的平均值作为实测茶拢表面压力值；当所述微处理器模块检测到茶拢表面压力值达到预设值时，所述微处理器模块发出控制指令，使得所述驱动模块的57ZL80BH-100步进电机停止转动从而所述搭载架也停止下移，所述YE系列光栅尺位移传感器将此时测得的位移信号作为茶陇的实际纵深高度值传至所述微处理器模块储存。
附图说明
结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是驱动模块的结构示意图。
图3是搭载架的结构示意图。
在图1-图3中，1.支架，2.微处理器模块，3.驱动模块，4.滑块，5.YE系列光栅尺位移传感器，6.搭载架，7.五个611N压力传感器，3-1.57ZL80BH-100步进电机、3-2驱动杆，3-3伞齿轮，6-1锯齿条，6-2固定架，6-3弧形面搭载架。
具体实施方式
参照图1，本发明由支架1、微处理器模块2、驱动模块3、滑块4、YE系列光栅尺位移传感器5、搭载架6、五个611N压力传感器7组成；所述支架1呈“门”形架在采茶设备上并支撑整个装置，所述微处理器模块2由螺钉呈下吊状刚性固定在所述支架1的横架上，用于接收所述YE系列光栅尺位移传感器5和五个所述611N压力传感器7的信号并发送控制指令至所述驱动模块3；所述驱动模块3固定在所述微处理器模块2的右侧，可驱动所述搭载架6上下移动；所述滑块4左侧固定在所述搭载架6上，其右侧则连接在所述YE系列光栅尺位移传感器5的滑轴上并能沿其上下滑动；所述YE系列光栅尺传感器5及其滑轴呈下吊状固定在所述支架1的横架上，其量程为1.5M；五个所述611N压力传感器7通过螺钉均匀分布并固定在所述搭载架6上，用于测量茶拢表面所传达的力度值。
参照图1、图2，所述微处理器模块2由嵌入式控制器STM32L476VET6及其外围电路组成，且连接所述驱动模块3；所述驱动模块3由所述57ZL80BH-100步进电机3-1、驱动杆3-2和伞齿轮3-3组成，所述57ZL80BH-100步进电机3-1的输出轴刚性连接所述驱动杆3-2，所述驱动杆3-2的末端有锯齿；所述驱动杆3-2末端的锯齿与所述伞齿轮3-3相互啮合；在所述57ZL80BH-100步进电机3-1的驱动下可使得所述伞齿轮3-3旋转。
参照图1-图3，所述搭载架6由锯齿条6-1、固定架6-2和弧形面搭载架6-3组成；其中，所述锯齿条6-1固定在竖放的所述固定架6-2顶端左侧，并与所述驱动模块3中的所述伞齿轮3-3相互啮合；所述滑块4左侧通过螺钉刚性固定在所述固定架6-2顶端右侧，初始时刻所述滑块4位于所述YE系列光栅尺位移传感器5的滑轴顶部；所述弧形面搭载架6-3刚性连接在所述固定架6-2的底端。
测量茶陇纵深高度时，所述微处理器模块2发送控制指令使得所述驱动模块3中的57ZL80BH-100步进电机3-1顺时针转动，随即带动所述驱动杆3-2转动并进而带动所述伞齿轮3-3旋转，在所述伞齿轮3-3与所述锯齿条6-1的啮合作用下，使得所述搭载架6向下移动，即使得所述固定架6-2向下移动并带动所述滑块4下移；当所述滑块4下移至停止时，所述YE系列光栅尺传感器5上产生的相对位移信号作为茶陇的实际纵深高度值传输至所述微处理器模块2储存；茶陇纵深高度测量完毕后，所述微处理器模块2发送控制指令使得所述57ZL80BH-100步进电机3-1逆时针转动，从而使得所述搭载架6向上移动，同时带动所述滑块4上移至所述YE系列光栅尺位移传感器5的滑轴顶部为止。
所述搭载架6向下移动并靠近茶陇时，五个所述611N压力传感器 7持续将测量到的茶拢表面压力值传输至所述微处理器模块2，与预设压力值比较以便判断所述弧形面搭载架6-3是否完全接触茶拢表面，其中， 五个所述611N压力传感器7测得受力值的平均值作为实测茶拢表面压力值；当所述微处理器模块2检测到茶拢表面压力值达到预设值时，所述微处理器模块2发出控制指令，使得所述驱动模块3的57ZL80BH-100步进电机3-1停止转动从而所述搭载架6也停止下移，所述YE系列光栅尺位移传感器5将此时测得的位移信号作为茶陇的实际纵深高度值传至所述微处理器模块2储存。

Claims (1)

1.一种茶拢纵深高度测量装置，其特征在于，由支架、微处理器模块、驱动模块、滑块、YE系列光栅尺位移传感器、搭载架和五个611N压力传感器组成；所述支架呈“门”形架在采茶设备上并支撑整个测量装置，所述微处理器模块呈下吊状由螺钉固定在所述支架的横架上，用于接收所述YE系列光栅尺位移传感器和所述五个611N压力传感器的信号并发送控制指令至所述驱动模块；所述驱动模块固定在所述微处理器模块的右侧，可驱动所述搭载架上下移动；所述滑块的左侧固定在所述搭载架上，其右侧则连接在所述YE系列光栅尺位移传感器的滑轴上并能沿其上下滑动；所述YE系列光栅尺传感器及其滑轴呈下吊状固定在所述支架的横架上，其量程为1.5M；五个所述611N压力传感器通过螺钉均匀分布并固定在所述搭载架上，用于测量茶拢表面压力值。
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