一种采摘茶叶嫩芽机械设备的控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种采摘茶叶嫩芽机械设备的控制装置，主要涉及一种能自调节步进电机状态、实现对其闭环控制的采摘茶叶嫩芽机械设备的控制装置。

背景技术：

目前国内现有采茶机械设备主要是一刀剪式采摘，对于名优茶的茶叶嫩芽采摘全部依靠人力完成，成本高、劳动强度大，因此研发了一些适用于名优茶茶叶嫩芽采摘的采茶机械设备及其控制装置。目前多数采茶机械设备控制装置其驱动机构主要采用各种类型的步进电机，而步进电机在高速和高负载运转时容易出现丢步现象，导致采茶机械设备的采摘执行末端不能准确采摘茶叶嫩芽，因此研发一种能具有闭环自调节的使得采摘执行末端能进行精准采摘茶叶嫩芽的控制装置就显得非常必要。

技术实现要素：

本实用新型的技术方案是：一种采摘茶叶嫩芽机械设备的控制装置，其特征在于，由CCD摄像头、处理器模块、驱动模块、测速模块、执行模块和LCD液晶显示模块组成；所述处理器模块由S5PV310 ARM 嵌入式控制器及其外围电路组成；所述驱动模块由一个TB6560步进电机驱动器和一个23HD76002Y-25B步进电机组成；所述测速模块由圆盘光栅、SD测速传感器及其检测电路组成；所述执行模块由传动装置和夹持装置组成；所述处理器模块接收到所述CCD摄像头拍摄的茶叶图像并对其处理后获得茶叶嫩芽位置，依据茶叶嫩芽位置所述处理器模块发送控制指令至所述驱动模块，所述驱动模块带动所述执行模块采摘茶叶嫩芽；所述测速模块实时监测23HD76002Y-25B步进电机转动圈数并反馈至所述处理器模块，所述处理器模块随即发送控制指令至所述驱动模块以便实时调整23HD76002Y-25B步进电机的运行状态，使其驱动所述执行模块进行精准采摘；所述LCD液晶显示屏用于显示茶叶图像。本实用新型能精准控制，实用性强。

所述CCD摄像头将拍摄的茶叶图像通过摄像头接口传至所述处理器模块的S5PV310 ARM 嵌入式控制器，所述S5PV310 ARM 嵌入式控制器是一款高性能处理器，采用主频1.2GHz的ARM Cortex-A9双核心架构， GPU采用的是Mali 400MP四核心图形处理器；S5PV310 ARM 嵌入式控制器对接收到的茶叶图像进行分析处理并获取茶叶嫩芽位置。

所述测速模块由圆盘光栅、SD测速传感器及其检测电路组成，所述圆盘光栅有20个光栅孔，能精确到18°的单次旋转角度；所述SD测速传感器为光学传感器，其采用施密特触发器驱抖动脉冲，性能稳定；所述测速模块的圆盘光栅安装在所述驱动模块中的23HD76002Y-25B步进电机的转动轴上；所述SD测速传感器安装在圆盘光栅的正上方，其两个光电元件分别位于圆盘光栅的左右侧且与圆盘光栅无接触。

所述处理器模块依据茶叶嫩芽位置发送控制指令至所述驱动模块，则所述驱动模块中的TB6560步进电机驱动器驱动23HD76002Y-25B步进电机转动，23HD76002Y-25B步进电机转动则带动所述执行模块进行下降、夹持、上升等采摘茶叶嫩芽动作；在23HD76002Y-25B步进电机转动过程中，所述测速模块中的圆盘光栅每转动18°则SD测速传感器的信号输出端输出一个上升沿至所述处理器模块，由此所述处理器模块获得23HD76002Y-25B步进电机的实际累计旋转圈数，并据此判断23HD76002Y-25B步进电机是否出现丢步现象，若出现丢步现象则所述处理器模块随即发出控制指令至所述驱动模块调整23HD76002Y-25B步进电机的运行状态，实现对23HD76002Y-25B步进电机的闭环控制；23HD76002Y-25B步进电机直接驱动所述执行模块中的传动装置并进而带动夹持装置使得所述执行模块能完成对茶叶嫩芽的精准采摘。

所述处理器模块中S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPA0-GPA2端口分别连接TB6560电机驱动器的ENA、DIR、CLK端口；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的VCC端口连接TB6560步进电机驱动器的VCC端口；TB6560驱动器的A+、A-、B+、B-端口分别连接23HD76002Y-25B步进电机的红、绿、黑、黄四个信号线。

所述测速模块中，SD测速传感器的VCC和GND端均连接S5PV310 ARM嵌入式控制器的VCC和GND端；所述SD测速传感器的TXD、RXD端口分别连接S5PV310 ARM 嵌入式控制器的RXD0、TXD0、 RXD1、TXD1端口。

所述LCD液晶显示模块选用JLX12864G-1016-PC模块，用于显示茶叶图像；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPB1-GPB8端口连接JLX12864G-1016-PC模块的数据端口D0-D7；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPD4-GPD8端口连接JLX12864G-1016-PC模块的控制端口。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

在图1中，（1）.CCD摄像头，（2）.处理器模块，（3）.驱动模块，（4）.测速模块，（5）.执行模块，（6）.LCD液晶显示模块。

具体实施方式

本实用新型的技术方案是：一种采摘茶叶嫩芽机械设备的控制装置，其特征在于，由CCD摄像头（1）、处理器模块（2）、驱动模块（3）、测速模块（4）、执行模块（5）和LCD液晶显示模块（6）组成；所述处理器模块（2）由S5PV310 ARM 嵌入式控制器及其外围电路组成；所述驱动模块（3）由一个TB6560步进电机驱动器和一个23HD76002Y-25B步进电机组成；所述测速模块（4）由圆盘光栅、SD测速传感器及其检测电路组成；所述执行模块（5）由传动装置和夹持装置组成；所述处理器模块（2）接收到所述CCD摄像头（1）拍摄的茶叶图像并对其处理后获得茶叶嫩芽位置，依据茶叶嫩芽位置所述处理器模块（2）发送控制指令至所述驱动模块（3），所述驱动模块（3）带动所述执行模块（5）采摘茶叶嫩芽，所述测速模块（4）实时监测23HD76002Y-25B步进电机转动圈数并反馈至所述处理器模块（2），所述处理器模块（2）随即发送控制指令至所述驱动模块（5）以便实时调整23HD76002Y-25B步进电机的运行状态，使其驱动所述执行模块进行精准采摘；所述LCD液晶显示屏（6）用于显示茶叶图像。

所述CCD摄像头（1）将拍摄的茶叶图像通过摄像头接口传至所述处理器模块（2）的S5PV310 ARM 嵌入式控制器，所述S5PV310 ARM 嵌入式控制器是一款高性能处理器，采用主频1.2GHz的ARM Cortex-A9双核心架构， GPU采用的是Mali 400MP四核心图形处理器；S5PV310 ARM 嵌入式控制器对接收到的茶叶图像进行分析处理并获取茶叶嫩芽位置。

所述测速模块（4）由圆盘光栅、SD测速传感器及其检测电路组成，所述圆盘光栅有20个光栅孔，能精确到18°的单次旋转角度；所述SD测速传感器为光学传感器，其采用施密特触发器驱抖动脉冲，性能稳定；所述测速模块（4）的圆盘光栅安装在所述驱动模块（3）中的23HD76002Y-25B步进电机的转动轴上；所述SD测速传感器安装在所述圆盘光栅的正上方，其两个光电元件分别位于圆盘光栅的左右两侧且与圆盘光栅无接触。

所述处理器模块（2）依据茶叶嫩芽位置发送控制指令至所述驱动模块（3），则所述驱动模块（3）中的TB6560步进电机驱动器驱动23HD76002Y-25B步进电机转动，23HD76002Y-25B步进电机转动则带动所述执行模块（5）进行下降、夹持、上升等采摘茶叶嫩芽动作；在23HD76002Y-25B步进电机转动过程中，所述测速模块（4）中的圆盘光栅每转动18°则SD测速传感器的信号输出端输出一个上升沿至所述处理器模块（2），由此所述处理器模块（2）获得23HD76002Y-25B步进电机的实际累计旋转圈数，并据此判断23HD76002Y-25B步进电机是否出现丢步现象，若出现丢步现象则所述处理器模块（2）随即发出控制指令至所述驱动模块（3）调整23HD76002Y-25B步进电机的运行状态，实现对23HD76002Y-25B步进电机的闭环控制；23HD76002Y-25B步进电机直接驱动所述执行模块（5）中的传动装置并进而带动夹持装置动作，使得所述执行模块（5）能完成对茶叶嫩芽的精准采摘。

所述处理器模块（2）中的S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPA0-GPA2端口分别连接所述驱动模块（3）中的TB6560电机驱动器的ENA、DIR、CLK端口；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的VCC端口连接TB6560步进电机驱动器的VCC端口；TB6560驱动器的A+、A-、B+、B-端口分别连接23HD76002Y-25B步进电机的红、绿、黑、黄四个信号线。

所述测速模块（4）中的SD测速传感器的VCC和GND端均连接所述处理器模块（2）中的S5PV310 ARM嵌入式控制器的VCC和GND端；所述SD测速传感器的TXD、RXD端口分别连接S5PV310 ARM 嵌入式控制器的RXD0、TXD0端口。

所述LCD液晶显示模块（6）选用JLX12864G-1016-PC模块，用于显示茶叶图像；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPB1-GPB8端口连接JLX12864G-1016-PC模块的数据端口D0-D7；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPD4-GPD8端口连接JLX12864G-1016-PC模块的控制端口。