茶树新梢仿生采摘指触觉传感及控制研究开题报告

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1. 研究目的与意义

名优绿茶对芽叶形态要求较高，其鲜叶标准一般为一芽一叶、一芽二叶，而且需要保证叶片完整。

这样的新梢嫩叶，目前国内外无一例外地只能依靠手工采摘。

但是，手工采摘速度慢、效率低，且随着茶产业的快速发展，鲜叶采摘的及时性与采茶人工荒、成本高的矛盾日益突出，已成为制约名优茶可持续发展的现实问题。

2. 国内外研究现状分析

国外：日本对采茶机的研究较早，可追溯到1910年，从最初使用的大剪刀，到后来的背负式、手持式等多种小型单人动力的采茶机。到1970年，日本已拥有往复切割式、螺旋滚刀式、水平圆盘刀式等基于不同采摘方式的采茶机。同时，双人抬式采茶机以及乘坐式的采茶机也被投入使用。

国内：中国农科院茶叶研究所和南京农业机械化研究所联合试制成功了手动往复切割式南茶702型采茶机。中国农科院茶叶研究所在其基础上研制成功了电动往复切割式NIC型采茶机。浙江农业大学研制了浙农4号采茶机。之后，我国先后研制单人手提式、双人抬式等多种形式的采茶机。浙江大学张兰兰等人研制了名优茶鲜叶滚筛机。江苏大学的谢俊等人也提出了一种空间多位震动的方法进行名优茶鲜叶的筛分。秦广明等人也设计了一种自走式智能田间采茶机器人。我校陈勇老师课题组也进行过名优绿茶新梢识别工作，对名优茶并联采摘机器人设计进行研究。

3. 研究的基本内容与计划

指导教师课题组前期开展了智能化茶叶采摘方法研究，并研制了采茶机器人模型样机。本次毕业设计重点研究仿生采摘指的相关技术问题，即采摘指的触觉感知与反馈控制。这是仿生采摘指灵活动作的关键技术之一。

研究计划：

1-2周：明确设计要求，确定总体设计方案并完成电路原理图等相关硬件设计。

4. 研究创新点

目前采茶机只适用于大宗茶的采摘，尚无适用于名优绿茶的智能采摘机械。

此次研究针对名优绿茶的智能化采摘，以机械手代替人工采茶，利用采摘指的触觉感知与反馈控制更加灵活地模拟人手采摘，能有效解决劳动力不足的问题。