本實用新型涉及一種采摘茶葉嫩芽機械設(shè)備的控制裝置，主要涉及一種能自調(diào)節(jié)步進電機狀態(tài)、實現(xiàn)對其閉環(huán)控制的采摘茶葉嫩芽機械設(shè)備的控制裝置。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)現(xiàn)有采茶機械設(shè)備主要是一刀剪式采摘，對于名優(yōu)茶的茶葉嫩芽采摘全部依靠人力完成，成本高、勞動強度大，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械設(shè)備及其控制裝置。目前多數(shù)采茶機械設(shè)備控制裝置其驅(qū)動機構(gòu)主要采用各種類型的步進電機，而步進電機在高速和高負載運轉(zhuǎn)時容易出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，導(dǎo)致采茶機械設(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)實現(xiàn)要素：

本實用新型的技術(shù)方案是：一種采摘茶葉嫩芽機械設(shè)備的控制裝置，其特征在于，由CCD攝像頭、處理器模塊、驅(qū)動模塊、測速模塊、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)動模塊由一個TB6560步進電機驅(qū)動器和一個23HD76002Y-25B步進電機組成；所述測速模塊由圓盤光柵、SD測速傳感器及其檢測電路組成；所述執(zhí)行模塊由傳動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)動模塊，所述驅(qū)動模塊帶動所述執(zhí)行模塊采摘茶葉嫩芽；所述測速模塊實時監(jiān)測23HD76002Y-25B步進電機轉(zhuǎn)動圈數(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)動模塊以便實時調(diào)整23HD76002Y-25B步進電機的運行狀態(tài)，使其驅(qū)動所述執(zhí)行模塊進行精準(zhǔn)采摘；所述LCD液晶顯示屏用于顯示茶葉圖像。本實用新型能精準(zhǔn)控制，實用性強。

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 嵌入式控制器對接收到的茶葉圖像進行分析處理并獲取茶葉嫩芽位置。

所述測速模塊由圓盤光柵、SD測速傳感器及其檢測電路組成，所述圓盤光柵有20個光柵孔，能精確到18°的單次旋轉(zhuǎn)角度；所述SD測速傳感器為光學(xué)傳感器，其采用施密特觸發(fā)器驅(qū)抖動脈沖，性能穩(wěn)定；所述測速模塊的圓盤光柵安裝在所述驅(qū)動模塊中的23HD76002Y-25B步進電機的轉(zhuǎn)動軸上；所述SD測速傳感器安裝在圓盤光柵的正上方，其兩個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)動模塊，則所述驅(qū)動模塊中的TB6560步進電機驅(qū)動器驅(qū)動23HD76002Y-25B步進電機轉(zhuǎn)動，23HD76002Y-25B步進電機轉(zhuǎn)動則帶動所述執(zhí)行模塊進行下降、夾持、上升等采摘茶葉嫩芽動作；在23HD76002Y-25B步進電機轉(zhuǎn)動過程中，所述測速模塊中的圓盤光柵每轉(zhuǎn)動18°則SD測速傳感器的信號輸出端輸出一個上升沿至所述處理器模塊，由此所述處理器模塊獲得23HD76002Y-25B步進電機的實際累計旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并據(jù)此判斷23HD76002Y-25B步進電機是否出現(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)動模塊調(diào)整23HD76002Y-25B步進電機的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對23HD76002Y-25B步進電機的閉環(huán)控制；23HD76002Y-25B步進電機直接驅(qū)動所述執(zhí)行模塊中的傳動裝置并進而帶動夾持裝置使得所述執(zhí)行模塊能完成對茶葉嫩芽的精準(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電機驅(qū)動器的ENA、DIR、CLK端口；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的VCC端口連接TB6560步進電機驅(qū)動器的VCC端口；TB6560驅(qū)動器的A+、A-、B+、B-端口分別連接23HD76002Y-25B步進電機的紅、綠、黑、黃四個信號線。

所述測速模塊中，SD測速傳感器的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)合附圖和實施方式對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

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

具體實施方式

本實用新型的技術(shù)方案是：一種采摘茶葉嫩芽機械設(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)動模塊（3）、測速模塊（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)動模塊（3）由一個TB6560步進電機驅(qū)動器和一個23HD76002Y-25B步進電機組成；所述測速模塊（4）由圓盤光柵、SD測速傳感器及其檢測電路組成；所述執(zhí)行模塊（5）由傳動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)動模塊（3），所述驅(qū)動模塊（3）帶動所述執(zhí)行模塊（5）采摘茶葉嫩芽，所述測速模塊（4）實時監(jiān)測23HD76002Y-25B步進電機轉(zhuǎn)動圈數(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)動模塊（5）以便實時調(diào)整23HD76002Y-25B步進電機的運行狀態(tài)，使其驅(qū)動所述執(zhí)行模塊進行精準(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 嵌入式控制器對接收到的茶葉圖像進行分析處理并獲取茶葉嫩芽位置。

所述測速模塊（4）由圓盤光柵、SD測速傳感器及其檢測電路組成，所述圓盤光柵有20個光柵孔，能精確到18°的單次旋轉(zhuǎn)角度；所述SD測速傳感器為光學(xué)傳感器，其采用施密特觸發(fā)器驅(qū)抖動脈沖，性能穩(wěn)定；所述測速模塊（4）的圓盤光柵安裝在所述驅(qū)動模塊（3）中的23HD76002Y-25B步進電機的轉(zhuǎn)動軸上；所述SD測速傳感器安裝在所述圓盤光柵的正上方，其兩個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)動模塊（3），則所述驅(qū)動模塊（3）中的TB6560步進電機驅(qū)動器驅(qū)動23HD76002Y-25B步進電機轉(zhuǎn)動，23HD76002Y-25B步進電機轉(zhuǎn)動則帶動所述執(zhí)行模塊（5）進行下降、夾持、上升等采摘茶葉嫩芽動作；在23HD76002Y-25B步進電機轉(zhuǎn)動過程中，所述測速模塊（4）中的圓盤光柵每轉(zhuǎn)動18°則SD測速傳感器的信號輸出端輸出一個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步進電機的實際累計旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并據(jù)此判斷23HD76002Y-25B步進電機是否出現(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)動模塊（3）調(diào)整23HD76002Y-25B步進電機的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對23HD76002Y-25B步進電機的閉環(huán)控制；23HD76002Y-25B步進電機直接驅(qū)動所述執(zhí)行模塊（5）中的傳動裝置并進而帶動夾持裝置動作，使得所述執(zhí)行模塊（5）能完成對茶葉嫩芽的精準(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)動模塊（3）中的TB6560電機驅(qū)動器的ENA、DIR、CLK端口；S5PV310 ARM 嵌入式控制器的VCC端口連接TB6560步進電機驅(qū)動器的VCC端口；TB6560驅(qū)動器的A+、A-、B+、B-端口分別連接23HD76002Y-25B步進電機的紅、綠、黑、黃四個信號線。

所述測速模塊（4）中的SD測速傳感器的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。