本實(shí)用新型涉及一種采摘茶葉嫩芽機(jī)械設(shè)備的控制裝置，主要涉及一種能自調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)對(duì)其閉環(huán)控制的采摘茶葉嫩芽機(jī)械設(shè)備的控制裝置。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有采茶機(jī)械設(shè)備主要是一刀剪式采摘，對(duì)于名優(yōu)茶的茶葉嫩芽采摘全部依靠人力完成，成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此研發(fā)了一些適用于名優(yōu)茶茶葉嫩芽采摘的采茶機(jī)械設(shè)備及其控制裝置。目前多數(shù)采茶機(jī)械設(shè)備控制裝置其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要采用各種類型的步進(jìn)電機(jī)，而步進(jìn)電機(jī)在高速和高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，導(dǎo)致采茶機(jī)械設(shè)備的采摘執(zhí)行末端不能準(zhǔn)確采摘茶葉嫩芽，因此研發(fā)一種能具有閉環(huán)自調(diào)節(jié)的使得采摘執(zhí)行末端能進(jìn)行精準(zhǔn)采摘茶葉嫩芽的控制裝置就顯得非常必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種采摘茶葉嫩芽機(jī)械設(shè)備的控制裝置，其特征在于，由CCD攝像頭、處理器模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、測(cè)速模塊、執(zhí)行模塊和LCD液晶顯示模塊組成；所述處理器模塊由S5PV310 ARM 嵌入式控制器及其外圍電路組成；所述驅(qū)動(dòng)模塊由一個(gè)TB6560步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)組成；所述測(cè)速模塊由圓盤光柵、SD測(cè)速傳感器及其檢測(cè)電路組成；所述執(zhí)行模塊由傳動(dòng)裝置和夾持裝置組成；所述處理器模塊接收到所述CCD攝像頭拍攝的茶葉圖像并對(duì)其處理后獲得茶葉嫩芽位置，依據(jù)茶葉嫩芽位置所述處理器模塊發(fā)送控制指令至所述驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)所述執(zhí)行模塊采摘茶葉嫩芽；所述測(cè)速模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)并反饋至所述處理器模塊，所述處理器模塊隨即發(fā)送控制指令至所述驅(qū)動(dòng)模塊以便實(shí)時(shí)調(diào)整23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使其驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行模塊進(jìn)行精準(zhǔn)采摘；所述LCD液晶顯示屏用于顯示茶葉圖像。本實(shí)用新型能精準(zhǔn)控制，實(shí)用性強(qiáng)。

所述CCD攝像頭將拍攝的茶葉圖像通過攝像頭接口傳至所述處理器模塊的S5PV310 ARM 嵌入式控制器，所述S5PV310 ARM 嵌入式控制器是一款高性能處理器，采用主頻1.2GHz的ARM Cortex-A9雙核心架構(gòu)， GPU采用的是Mali 400MP四核心圖形處理器；S5PV310 ARM 嵌入式控制器對(duì)接收到的茶葉圖像進(jìn)行分析處理并獲取茶葉嫩芽位置。

所述測(cè)速模塊由圓盤光柵、SD測(cè)速傳感器及其檢測(cè)電路組成，所述圓盤光柵有20個(gè)光柵孔，能精確到18°的單次旋轉(zhuǎn)角度；所述SD測(cè)速傳感器為光學(xué)傳感器，其采用施密特觸發(fā)器驅(qū)抖動(dòng)脈沖，性能穩(wěn)定；所述測(cè)速模塊的圓盤光柵安裝在所述驅(qū)動(dòng)模塊中的23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；所述SD測(cè)速傳感器安裝在圓盤光柵的正上方，其兩個(gè)光電元件分別位于圓盤光柵的左右側(cè)且與圓盤光柵無接觸。

所述處理器模塊依據(jù)茶葉嫩芽位置發(fā)送控制指令至所述驅(qū)動(dòng)模塊，則所述驅(qū)動(dòng)模塊中的TB6560步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)則帶動(dòng)所述執(zhí)行模塊進(jìn)行下降、夾持、上升等采摘茶葉嫩芽動(dòng)作；在23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，所述測(cè)速模塊中的圓盤光柵每轉(zhuǎn)動(dòng)18°則SD測(cè)速傳感器的信號(hào)輸出端輸出一個(gè)上升沿至所述處理器模塊，由此所述處理器模塊獲得23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際累計(jì)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并據(jù)此判斷23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)是否出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，若出現(xiàn)丟步現(xiàn)象則所述處理器模塊隨即發(fā)出控制指令至所述驅(qū)動(dòng)模塊調(diào)整23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制；23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行模塊中的傳動(dòng)裝置并進(jìn)而帶動(dòng)夾持裝置使得所述執(zhí)行模塊能完成對(duì)茶葉嫩芽的精準(zhǔn)采摘。

所述處理器模塊中S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPA0-GPA2端口分別連接TB6560電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的ENA、DIR、CLK端口；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的VCC端口連接TB6560步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的VCC端口；TB6560驅(qū)動(dòng)器的A+、A-、B+、B-端口分別連接23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的紅、綠、黑、黃四個(gè)信號(hào)線。

所述測(cè)速模塊中，SD測(cè)速傳感器的VCC和GND端均連接S5PV310 ARM嵌入式控制器的VCC和GND端；所述SD測(cè)速傳感器的TXD、RXD端口分別連接S5PV310 ARM 嵌入式控制器的RXD0、TXD0、 RXD1、TXD1端口。

所述LCD液晶顯示模塊選用JLX12864G-1016-PC模塊，用于顯示茶葉圖像；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPB1-GPB8端口連接JLX12864G-1016-PC模塊的數(shù)據(jù)端口D0-D7；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPD4-GPD8端口連接JLX12864G-1016-PC模塊的控制端口。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1中，（1）.CCD攝像頭，（2）.處理器模塊，（3）.驅(qū)動(dòng)模塊，（4）.測(cè)速模塊，（5）.執(zhí)行模塊，（6）.LCD液晶顯示模塊。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種采摘茶葉嫩芽機(jī)械設(shè)備的控制裝置，其特征在于，由CCD攝像頭（1）、處理器模塊（2）、驅(qū)動(dòng)模塊（3）、測(cè)速模塊（4）、執(zhí)行模塊（5）和LCD液晶顯示模塊（6）組成；所述處理器模塊（2）由S5PV310 ARM 嵌入式控制器及其外圍電路組成；所述驅(qū)動(dòng)模塊（3）由一個(gè)TB6560步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)組成；所述測(cè)速模塊（4）由圓盤光柵、SD測(cè)速傳感器及其檢測(cè)電路組成；所述執(zhí)行模塊（5）由傳動(dòng)裝置和夾持裝置組成；所述處理器模塊（2）接收到所述CCD攝像頭（1）拍攝的茶葉圖像并對(duì)其處理后獲得茶葉嫩芽位置，依據(jù)茶葉嫩芽位置所述處理器模塊（2）發(fā)送控制指令至所述驅(qū)動(dòng)模塊（3），所述驅(qū)動(dòng)模塊（3）帶動(dòng)所述執(zhí)行模塊（5）采摘茶葉嫩芽，所述測(cè)速模塊（4）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)并反饋至所述處理器模塊（2），所述處理器模塊（2）隨即發(fā)送控制指令至所述驅(qū)動(dòng)模塊（5）以便實(shí)時(shí)調(diào)整23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使其驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行模塊進(jìn)行精準(zhǔn)采摘；所述LCD液晶顯示屏（6）用于顯示茶葉圖像。

所述CCD攝像頭（1）將拍攝的茶葉圖像通過攝像頭接口傳至所述處理器模塊（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處理器，采用主頻1.2GHz的ARM Cortex-A9雙核心架構(gòu)， GPU采用的是Mali 400MP四核心圖形處理器；S5PV310 ARM 嵌入式控制器對(duì)接收到的茶葉圖像進(jìn)行分析處理并獲取茶葉嫩芽位置。

所述測(cè)速模塊（4）由圓盤光柵、SD測(cè)速傳感器及其檢測(cè)電路組成，所述圓盤光柵有20個(gè)光柵孔，能精確到18°的單次旋轉(zhuǎn)角度；所述SD測(cè)速傳感器為光學(xué)傳感器，其采用施密特觸發(fā)器驅(qū)抖動(dòng)脈沖，性能穩(wěn)定；所述測(cè)速模塊（4）的圓盤光柵安裝在所述驅(qū)動(dòng)模塊（3）中的23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；所述SD測(cè)速傳感器安裝在所述圓盤光柵的正上方，其兩個(gè)光電元件分別位于圓盤光柵的左右兩側(cè)且與圓盤光柵無接觸。

所述處理器模塊（2）依據(jù)茶葉嫩芽位置發(fā)送控制指令至所述驅(qū)動(dòng)模塊（3），則所述驅(qū)動(dòng)模塊（3）中的TB6560步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)則帶動(dòng)所述執(zhí)行模塊（5）進(jìn)行下降、夾持、上升等采摘茶葉嫩芽動(dòng)作；在23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，所述測(cè)速模塊（4）中的圓盤光柵每轉(zhuǎn)動(dòng)18°則SD測(cè)速傳感器的信號(hào)輸出端輸出一個(gè)上升沿至所述處理器模塊（2），由此所述處理器模塊（2）獲得23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際累計(jì)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并據(jù)此判斷23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)是否出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，若出現(xiàn)丟步現(xiàn)象則所述處理器模塊（2）隨即發(fā)出控制指令至所述驅(qū)動(dòng)模塊（3）調(diào)整23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制；23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行模塊（5）中的傳動(dòng)裝置并進(jìn)而帶動(dòng)夾持裝置動(dòng)作，使得所述執(zhí)行模塊（5）能完成對(duì)茶葉嫩芽的精準(zhǔn)采摘。

所述處理器模塊（2）中的S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPA0-GPA2端口分別連接所述驅(qū)動(dòng)模塊（3）中的TB6560電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的ENA、DIR、CLK端口；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的VCC端口連接TB6560步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的VCC端口；TB6560驅(qū)動(dòng)器的A+、A-、B+、B-端口分別連接23HD76002Y-25B步進(jìn)電機(jī)的紅、綠、黑、黃四個(gè)信號(hào)線。

所述測(cè)速模塊（4）中的SD測(cè)速傳感器的VCC和GND端均連接所述處理器模塊（2）中的S5PV310 ARM嵌入式控制器的VCC和GND端；所述SD測(cè)速傳感器的TXD、RXD端口分別連接S5PV310 ARM 嵌入式控制器的RXD0、TXD0端口。

所述LCD液晶顯示模塊（6）選用JLX12864G-1016-PC模塊，用于顯示茶葉圖像；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPB1-GPB8端口連接JLX12864G-1016-PC模塊的數(shù)據(jù)端口D0-D7；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的GPD4-GPD8端口連接JLX12864G-1016-PC模塊的控制端口。