履带式智能采茶机是聚焦茶产业转型升级痛点,针对名优茶采摘成本高、时令要求严、人工依赖度高,且传统机械采摘缺乏选择性、损伤茶树木质部的核心问题,融合并联机器人技术与农业采摘需求,研发出一款具备选择性采摘功能的名优茶采摘机器人,为茶产业机械化、智能化升级提供了全新解决方案。
在机械结构设计方面,作品创新性地将履带式移动平台与Delta并联机器人相融合,重点设计了Delta并联机器人本体、末端采集器、履带式行走机构及茶叶传送机构。其中,末端抓手采用微型气缸驱动,通过四杆机构实现精准开合,配合收纳装置保障茶叶完整率;履带行走机构采用橡胶履带设计,满足茶园复杂地形通行需求,且遵循“车行臂静,臂行车静”原则,平衡采摘精度与能耗。通过Solidworks建立三维模型,明确了机器人外形尺寸、工作空间等核心参数,确保结构紧凑且符合农艺要求。
在控制系统方面,构建了以PLC为核心的硬件架构,搭配Cortex-M3嵌入式控制器,开发了包含串口通讯、坐标逆解、数据显示等模块的上位机软件。通过35个坐标点的反复实验,机器人定位精度误差控制在2mm左右,满足名优茶新芽采摘的严苛要求。
作品创新性地实现了履带移动与并联机器人的协同作业,解决了传统采茶机“无差别切割”的弊端,显著提升了采摘效率与茶叶品质,为名优茶产业化采摘提供了兼具理论价值与实践意义的技术支撑,具有广阔的推广应用前景。