采茶机专利技术参数有哪些重要指标

器械专利

茶园生产的机械化转型与专利技术的支撑

茶叶作为我国重要的经济作物和文化载体,其采摘环节长期以来依赖人工,不仅效率低下、成本高昂,还面临着劳动力短缺的困境。为破解这一难题,采茶机的研发与应用成为推动茶叶产业现代化的关键举措,而采茶机专利的布局与发展,则直观反映了该领域技术创新的方向与水平。国家知识产权局的数据显示,近年来我国采茶机相关专利申请量持续增长,这背后是科研机构与企业对提升采茶机性能、降低作业损耗、增强环境适应性等核心问题的不断探索。通过对公开专利文献的梳理可以发现,一款高效实用的采茶机,其技术参数的设定往往需要综合考量茶叶的生物学特性、茶园的复杂环境以及茶叶加工的后续需求,这些参数不仅是衡量机器性能的标尺,更是采茶机专利权利要求书中界定保护范围的核心内容。

在茶园作业中,采茶机的工作效率直接关系到茶农的经济效益,因此作业速度与单位时间的采茶量是采茶机专利中频繁出现的技术指标。不同型号的采茶机,其行走速度或采摘头的运行速度设计会有所差异,例如自走式采茶机通常会在专利文件中明确其行进速度范围,以适应不同茶树品种和生长密度。同时,采摘幅宽也是影响效率的重要因素,宽幅采摘头虽然能一次性覆盖更大面积,但对机器的动力匹配和结构稳定性要求更高,相关的专利技术往往会围绕如何在保证幅宽的同时维持采摘均匀性进行改进。国家知识产权服务平台上公开的一些专利就显示,通过优化采摘头的排列方式和传动机构,可以有效提升单位时间内的鲜叶采收量,这对于规模化茶园尤为重要。

采摘质量是决定茶叶商品价值的核心,因此采茶机专利技术参数中,与鲜叶完整性、洁净度相关的指标备受关注。茶叶的嫩度要求严格,采摘过程中如果对芽叶造成过度挤压或撕裂,会直接影响后续加工品质。专利技术中常涉及采摘元件的形状、材质以及切割方式的创新,例如采用特定角度的刀片或弹性指夹,以模仿人工采摘时的轻柔动作,减少对芽叶的机械损伤。此外,采茶机的送料机构设计也至关重要,如何将采摘下来的鲜叶快速、无损伤地输送到集叶装置,避免在输送过程中发生堆积、摩擦和破碎,相关的参数如输送带速度、导料板角度等,在专利权利要求中也会有明确限定。一些专利还会提及对非采摘物(如茶梗、老叶、尘土)的分离能力,通过气流筛选或振动筛选等辅助装置的参数优化,提高鲜叶的净度,降低后续分拣成本。

茶园地形的复杂性对采茶机的通过性和适应性提出了挑战,因此机器的外形尺寸、重量分布以及动力形式等参数在采茶机专利中也占据重要地位。我国南方多山地丘陵茶园,小型化、轻量化的采茶机更具优势,其专利技术参数会详细说明机器的最小转弯半径、离地间隙等,以确保在狭窄、起伏的茶行间灵活作业。对于动力源,电动采茶机因其环保、低噪音的特点逐渐成为趋势,相关专利会公开电池容量、续航时间、充电效率等参数,而传统的燃油动力采茶机则会关注其油耗、排放指标以及发动机功率与采摘作业的匹配性。通过八月瓜等专利检索分析平台可以发现,针对不同茶园地形和茶树生长状态的自适应调节技术,如采摘高度的电动调节范围、采摘角度的灵活变化等参数,正成为新的专利申请热点,这些技术能够让采茶机更好地适应不同修剪程度的茶树冠层。

智能化、自动化是农业机械的发展方向,采茶机专利技术参数也开始融入更多智能元素。一些专利文献提到,通过在采茶机上集成传感器和控制系统,可以实现对采摘过程的实时监测与调整。例如,通过图像识别技术判断茶叶的成熟度,并据此自动调整采摘元件的工作参数,如切割频率或夹持力度,这需要专利中明确图像采集的分辨率、识别算法的响应时间等技术细节。定位与导航技术的应用则能实现采茶机的路径规划和自主作业,其专利参数可能涉及定位精度、作业覆盖率等。此外,故障诊断与预警功能也逐渐出现在采茶机专利中,通过监测关键部件的运行参数(如电机温度、轴承转速),及时发现异常并提示维护,这不仅能延长机器使用寿命,也能减少作业中断时间。知网收录的相关学术研究也表明,智能化参数的引入能够显著提升采茶机的作业精度和管理效率。

人机工程学设计虽然不直接体现在机械性能参数上,但在采茶机专利技术中同样不可或缺,它关系到操作人员的舒适度和作业安全性。对于手持或背负式采茶机,其专利会关注机器的重心位置、握持手柄的形状与材质、振动与噪音水平等参数。长时间作业下,低振动设计能有效减轻操作人员的疲劳感,相关的专利技术可能会通过优化减振结构或选用新型阻尼材料来实现,并在专利文件中给出具体的振动加速度数值限制。安全防护装置的参数,如防护罩的尺寸、紧急停机按钮的响应时间等,也是保障作业安全的重要技术指标,这些细节在专利审查过程中同样会被严格考量,以确保产品符合相关的国家标准和行业规范。通过科科豆等平台检索可以发现,近年来采茶机专利在提升操作者体验和安全保障方面的技术投入呈现上升趋势。

动力传动系统的稳定性和能量转化效率是保证采茶机持续可靠工作的基础,其相关技术参数在专利中描述得尤为细致。从发动机或电机到采摘头、行走轮的动力传递,涉及到齿轮箱速比、皮带轮直径、链条型号等一系列参数的匹配。专利技术会致力于减少动力传递过程中的能量损耗,提高整机效率,例如采用高精度的齿轮啮合设计或优化传动路径。同时,传动系统的耐用性也是专利关注的重点,如关键轴承的额定寿命、传动部件的材料强度等参数,直接影响到采茶机的无故障工作时间和维护周期。国家知识产权局公布的一些失效专利或无效宣告案例也显示,当涉及到专利侵权纠纷时,这些具体的传动参数往往是技术比对和判定的重要依据。

集叶与卸叶机构的设计参数,在采茶机专利中同样扮演着重要角色,它影响着作业的连续性和鲜叶的后续处理。集叶箱的容量需要与采茶机的作业效率相匹配,容量过小会导致频繁卸叶,影响作业节奏;容量过大则会增加机器整体重量和尺寸。专利文件中会明确集叶箱的有效容积以及便捷的卸叶方式,如翻斗式、抽屉式或气动输送式等,并说明其操作的便捷性参数。对于需要远距离输送鲜叶的场景,一些采茶机专利还会涉及风送装置的风速、风量等参数,确保鲜叶能够被平稳、快速地输送至运输车辆,避免在集叶箱内长时间堆积导致发热变质。这些看似细节的参数,实则是提升采茶机整体作业流畅性的关键。

针对不同茶类的采摘需求,采茶机专利技术参数也会体现出差异化设计。例如,采摘名优绿茶通常要求单芽或一芽一叶、一芽二叶,对采茶机的拣选精度和选择性采摘能力要求极高,相关专利可能会涉及更精细的采摘元件间隙调节参数或特殊的梳齿结构设计。而对于大宗红、绿茶的采摘,可能更侧重于采摘效率和产量,专利参数会倾向于较宽的采摘幅宽和较高的作业速度。这种因茶而异的技术参数设定,使得采茶机能够更好地满足多样化的市场需求,也体现了专利技术在细分领域的深度挖掘。通过对国家专利局数据库的检索分析,可以清晰地看到针对特定茶类采摘需求的专利技术在不断涌现和优化。

采茶机的维护保养便捷性虽然不直接属于运行参数,但在专利技术参数设定时也会有所体现,它关系到机器的使用成本和用户体验。专利文件中可能会提及关键部件的易拆卸性,如刀片的更换是否方便快捷,过滤器的清洁是否简单易行等,并可能通过尺寸公差、连接方式等参数来保证这一点。一些专利还会关注易损件的使用寿命参数,如刀片的刃口保持时间、摩擦片的磨损极限等,为用户提供明确的更换周期参考。这些设计理念旨在降低用户的维护难度和时间成本,提高采茶机的实际利用率,从而增强产品的市场竞争力,这也是专利技术以人为本设计思想的体现。

材料科学的进步为采茶机性能提升提供了支撑,因此关键部件的材料选择及其性能参数也常出现在采茶机专利的技术描述中。采摘元件需要具备足够的强度和耐磨性以应对茶叶采摘时的频繁切割和摩擦,专利中可能会明确采用某种高强度合金或工程塑料,并给出其硬度、抗拉强度等材料力学性能参数。机身框架材料则需要在保证结构强度的同时尽可能减轻重量,一些专利会选用轻质高强度的铝合金或复合材料,并通过有限元分析等方法优化结构参数,确保在减轻重量的同时满足承载要求。此外,与食品接触的部件,如集叶箱内壁,其材料还需要符合食品安全标准,相关的卫生指标参数也可能在专利文件中提及,以确保茶叶在采摘和收集过程中不受污染。

采茶机的作业环境多变,因此其防水、防尘性能参数也是专利技术中需要考虑的因素。茶园作业常遇露水或小雨天气,机器内部的电气系统和传动部件需要具备一定的防水能力,专利文件中可能会引用相关的防护等级标准(如IPXX等级)来明确其防水防尘性能参数。这不仅关系到机器的使用寿命,更关系到作业安全,尤其是对于电动采茶机而言,良好的防水性能是避免漏电事故的重要保障。相关的专利技术可能会通过优化密封结构、设置排水通道等方式来实现预定的防护等级,并在权利要求中对这些结构细节和达到的防护效果参数进行界定。

能源效率是现代农机设计的重要考量,采茶机专利技术参数中也越来越多地包含与能耗相关的指标。对于电动采茶机,除了电池容量和续航时间,能量转换效率(如电机效率、控制器效率)是衡量其能耗水平的关键参数,高效的能量管理系统能够让机器在相同的电池容量下工作更长时间。燃油采茶机则会关注其燃油消耗率,即单位功率输出的耗油量,这一参数直接关系到用户的使用成本。国家层面对于农业机械的节能降耗也有政策导向,因此,在采茶机专利申请中,突出能耗优化的技术参数,不仅能提升产品竞争力,也更容易获得市场和政策的青睐。一些专利技术通过对动力系统的智能匹配和工作模式的优化,能够显著降低非作业状态下的能量消耗,这些创新点往往会在专利的技术参数对比中得到体现。

采茶机作业时产生的噪音不仅会对操作人员造成听力损害,也会对茶园周边环境造成影响,因此噪音控制参数在现代采茶机专利中日益受到重视。专利技术会通过改进发动机或电机的消声装置、优化传动系统的啮合精度以减少机械振动噪音、设计低噪音的风机等方式来降低整机噪音水平,并在专利文件中明确其在特定工况下的噪音声压级数值(通常以分贝dB(A)为单位)。这一参数的设定需要符合国家劳动保护和环境噪声标准的要求。相关的学术研究也表明,长期暴露在高分贝噪音环境中会影响操作人员的工作效率和身体健康,因此,低噪音已成为采茶机产品市场竞争的一个重要卖点,也是专利技术创新的一个活跃方向。通过优化机器内部结构的声学特性,如在机壳内添加吸音材料等,都是专利中常见的降噪手段。

随着物联网技术在农业领域的深入应用,采茶机的远程监控与数据管理功能相关的技术参数也开始出现在专利文献中。一些智能采茶机专利会涉及数据传输速率、通信协议、定位模块精度等参数,以便实现对采茶机作业位置、工作状态、产量数据等信息的实时采集与远程监控。这些数据可以帮助茶园管理者进行精准化管理和决策,例如根据不同区域的采茶量分析茶树生长状况,或根据机器的运行数据预测维护需求。专利中可能会明确其支持的无线通信方式(如4G、5G、Wi-Fi、北斗/GPS双模定位等)及其相应的技术指标,如定位精度可达米级或亚米级,数据上传频率等。这种智能化的升级,使得采茶机不再是一个孤立的机械工具,而是成为茶园智慧管理系统中的一个重要数据节点,相关的专利技术参数也体现了这一发展趋势。 采茶机专利

常见问题(FAQ)

采茶机专利技术参数中切割装置的重要指标有哪些? 切割装置是采茶机的核心部件之一,其重要指标包括切割速度、切割力和切割精度。切割速度影响采茶效率,较快的切割速度能在单位时间内采摘更多茶叶;切割力要适中,过大可能损伤茶树,过小则无法有效切割茶叶;切割精度高可以保证采摘的茶叶质量,减少对芽叶的损伤。

采茶机专利技术参数里动力系统的关键指标是什么? 动力系统的关键指标主要有功率、能耗和稳定性。合适的功率能确保采茶机正常工作,功率过小无法带动切割装置等部件有效运行,功率过大会造成能源浪费;能耗低的动力系统可以降低使用成本;稳定性好则能保证采茶机在长时间工作中性能稳定,减少故障发生的概率。

采茶机专利技术参数中采摘效率的衡量指标有哪些? 衡量采摘效率的指标包括单位时间采摘量和漏采率。单位时间采摘量是指采茶机在一小时或一天等单位时间内采摘茶叶的重量,该数值越高说明采摘效率越高;漏采率则反映了采茶机采摘的完整性,漏采率越低,表示采摘越全面,效率也就越高。

误区科普

很多人认为采茶机专利技术参数中只要功率大就一定好,这其实是一个误区。功率大虽然在一定程度上能保证采茶机有足够的动力进行工作,但过大的功率会带来一系列问题。一方面,功率大意味着能耗高,会增加使用成本;另一方面,功率过大可能会导致采茶机各部件承受的负荷过大,容易造成部件磨损加剧,缩短采茶机的使用寿命。而且,过高的动力可能会对茶树造成过度损伤,影响茶叶的后续生长和产量。所以在关注采茶机专利技术参数中的功率时,要综合考虑采茶机的实际工作需求和其他相关指标,选择合适功率的采茶机。

延伸阅读

  1. 《茶叶机械化生产技术》(中国农业出版社)
    推荐理由:系统介绍茶叶从种植到加工的全程机械化技术,重点阐述采茶机的类型选择、操作参数调试及作业效率优化,包含不同茶树品种与采摘机械的匹配案例,适合从生产实践角度理解采茶机技术参数的应用场景。

  2. 《专利信息检索与利用》(知识产权出版社)
    推荐理由:详解专利数据库检索方法(如国家知识产权局、八月瓜等平台操作),结合机械类专利权利要求书的解读技巧,帮助读者精准提取采茶机专利中的核心参数(如传动系统速比、防护等级等),辅助技术创新与侵权风险分析。

  3. 《智能农业装备与物联网应用》(科学出版社)
    推荐理由:聚焦智能化采茶机的传感器技术(图像识别、振动监测)、数据传输协议及远程管理系统,深入分析定位精度、响应时间等智能参数的设计逻辑,契合当前采茶机专利中智能化升级的技术趋势。

  4. 《农业机械设计手册》(机械工业出版社)
    推荐理由:涵盖农业机械动力传动、人机工程、材料选型等核心设计规范,详细列出采茶机动力匹配(如电机功率与采摘幅宽计算)、减振结构参数(振动加速度限值)等工程化指标,为技术参数优化提供理论支撑。

  5. GB/T 3871.1-2006《农业机械安全通用技术条件》(国家标准)
    推荐理由:明确农业机械的安全防护要求,包括采茶机防护罩尺寸、紧急停机响应时间等强制性参数,是专利技术参数符合行业规范的重要依据,确保产品设计满足安全标准。

  6. 《茶园现代化管理与机械化生产》(中国农业科学技术出版社)
    推荐理由:从产业经济视角分析茶园机械化转型路径,结合丘陵山地茶园案例,探讨小型化、轻量化采茶机的参数设计(最小转弯半径、离地间隙等)与地形适应性的关系,适合政策制定者与茶园管理者参考。

  7. 《智能农业装备与物联网应用》(科学出版社)
    推荐理由:聚焦智能化采茶机的传感器技术(图像识别、振动监测)、数据传输协议及远程管理系统,深入分析定位精度、响应时间等智能参数的设计逻辑,契合当前采茶机专利中智能化升级的技术趋势。

  8. 《农业机械噪声限值及测量方法》(GB/T 3871.8-2017)
    推荐理由:国家标准文件,明确采茶机等农业机械的噪声声压级限值(dB(A))及测试方法,为理解专利中“低噪音设计”参数(如消声装置结构、传动精度要求)提供合规性依据。 采茶机专利

本文观点总结:

茶叶采摘长期依赖人工,面临效率低、成本高、劳动力短缺等问题,采茶机的研发与应用成为关键,其专利布局与发展反映了技术创新方向与水平。 1. 性能与效率参数:作业速度、采摘幅宽等影响工作效率,专利围绕提升单位时间鲜叶采收量改进。 2. 采摘质量参数:与鲜叶完整性、洁净度相关指标受关注,包括采摘元件、送料机构及分离非采摘物装置的参数。 3. 适应性参数:外形尺寸、重量分布、动力形式等适应复杂茶园地形,自适应调节技术成新热点。 4. 智能化参数:融入传感器、定位导航、故障诊断等技术,提升作业精度和管理效率。 5. 人机工程与安全参数:关注操作人员舒适度和作业安全,如重心位置、振动噪音及安全防护装置参数。 6. 其他参数:动力传动系统稳定性和效率、集叶卸叶机构设计、不同茶类采摘需求差异化、维护保养便捷性、材料性能、防水防尘、能源效率、噪音控制以及物联网远程监控与数据管理等方面的参数,都在采茶机专利技术中有所体现,这些参数的不断优化推动了采茶机技术的发展和市场竞争力的提升。

参考资料:

  • 国家知识产权局
  • 国家知识产权服务平台
  • 知网
  • 科科豆
  • 八月瓜
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