專(zhuān)利名稱(chēng)：輔助機(jī)器視覺(jué)穴盤(pán)幼苗質(zhì)量檢測(cè)的間苗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)機(jī)械中的移栽機(jī)械，特別是涉及一種輔助機(jī)器視覺(jué)穴盤(pán)幼苗質(zhì)量檢測(cè)的間苗裝置。
背景技術(shù)：
設(shè)施農(nóng)業(yè)使得作物生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境條件的依賴(lài)性大為降低，隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)在我國(guó)的快速發(fā)展，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)種植面積不斷擴(kuò)大，種植品種日益增多，因此，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)中機(jī)械化、 自動(dòng)化的需求，無(wú)論從數(shù)量、質(zhì)量上都有了更新的要求。由于設(shè)施內(nèi)高溫、高濕的不良勞動(dòng)環(huán)境，加之移栽作業(yè)的高強(qiáng)度和重復(fù)性，所以開(kāi)發(fā)自動(dòng)移栽設(shè)備可以大大改善作業(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也可提高作業(yè)效率。
在移栽作業(yè)中，除了未發(fā)芽和漏播的空穴孔，還有一些生長(zhǎng)狀況不好的幼苗，會(huì)導(dǎo)致移栽機(jī)出現(xiàn)栽空、漏栽等現(xiàn)象。為了避免這種情況，就需要增加缽苗健康狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)。 機(jī)器視覺(jué)具有速度快、信息量大、功能多等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的智能化生產(chǎn)作業(yè)，應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以檢測(cè)穴孔中的缽苗是否存在和是否適合移栽，并計(jì)算出最佳的移栽路徑引導(dǎo)機(jī)械臂移栽幼苗，提高穴盤(pán)幼苗移栽的成功率。1994年，Tai等人開(kāi)發(fā)了一種機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輔助移缽系統(tǒng)提高穴盤(pán)缽苗移栽的質(zhì)量，對(duì)16種不同的作物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)空穴孔的準(zhǔn)確率可達(dá)95%。2001年，Ryu等人用CXD視覺(jué)系統(tǒng)獲取圖像，通過(guò)計(jì)算幼苗子葉的像素點(diǎn)數(shù)和預(yù)設(shè)的閾值比較，確定適合移栽的缽苗信息，減少移栽時(shí)間，提高移栽效率。但穴盤(pán)中幼苗長(zhǎng)勢(shì)不完全規(guī)則，出現(xiàn)相鄰葉片跨界是引起機(jī)器視覺(jué)誤判的主要因素，且使穴盤(pán)苗適合移栽生長(zhǎng)周期縮短。通過(guò)軟件算法來(lái)解決這一問(wèn)題非常困難，而間苗裝置能使幼苗葉片規(guī)則的存在于本身所處的穴孔空間，機(jī)器視覺(jué)準(zhǔn)確獲取每株幼苗的健康狀況，為后續(xù)的移缽作業(yè)提供準(zhǔn)確信息。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種輔助機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)穴盤(pán)幼苗質(zhì)量的間苗裝置，該間苗裝置可以完成穴盤(pán)苗列分隔、行分隔、撤消行分隔動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)穴盤(pán)苗的自動(dòng)分隔作業(yè)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明包括穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件、穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件、直線氣缸、間苗垂直分隔執(zhí)行部件和固定機(jī)架；固定機(jī)架由一側(cè)為列分隔片固定架和另一側(cè)為直線氣缸固定架組合而成；穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件的兩端分別通過(guò)列分隔片固定座固定在列分隔片固定架短邊兩側(cè)的T形槽中，穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件由5 9片列分隔片平行安裝在列分隔片固定座中，每列分隔片中部均開(kāi)有等距布置的U 19條等深度的凹槽；開(kāi)有與列分隔片相同凹槽數(shù)的行分隔片支撐座固定在遠(yuǎn)離直線氣缸固定架一側(cè)長(zhǎng)邊的列分隔片固定架上；兩根平行光桿的一側(cè)通過(guò)法蘭支座固定在列分隔片固定架短邊外側(cè)，兩根平行光桿的另一側(cè)通過(guò)另一法蘭支座固定在直線氣缸固定架內(nèi)側(cè)，兩根平行光桿上通過(guò)直線軸承安裝間苗垂直分隔執(zhí)行部件，苗垂直分隔執(zhí)行部件中傳遞動(dòng)力板的一側(cè)與安裝在直線氣缸固定架上的直線氣缸的氣缸桿連接，與列分隔片相同凹槽數(shù)的穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件插入相應(yīng)的列分隔片和行分隔片支撐座形成滑動(dòng)配合，靠近垂直分隔執(zhí)行部件一側(cè)的行分隔片通過(guò)行分隔片固定座固定在行分隔片固連板的T形凹槽中固定，行分隔片固連板外側(cè)的兩根垂直間苗延長(zhǎng)桿穿過(guò)與垂直分隔執(zhí)行部件中傳遞動(dòng)力板另一側(cè)的法蘭孔中固定。
所述的行分隔片在靠近行分隔片固定座一側(cè)的高度與列分隔片中部的凹槽深度相同，行分隔片在遠(yuǎn)離行分隔片固定座另一側(cè)的高度小于靠近行分隔片固定座一側(cè)的高度。
本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明用于設(shè)施農(nóng)業(yè)幼苗移缽系統(tǒng)中輔助機(jī)器視覺(jué)對(duì)幼苗質(zhì)量檢測(cè)，配有該間苗裝置的幼苗視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，可以完成穴盤(pán)苗列分隔、行分隔、撤消行分隔動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)穴盤(pán)苗的自動(dòng)分隔作業(yè)，獲取到機(jī)械方式分隔的穴盤(pán)苗圖像，幼苗葉片規(guī)則的存在于本身所處的穴孔空間，解決相鄰葉片跨界引起機(jī)器視覺(jué)誤判問(wèn)題。機(jī)器視覺(jué)準(zhǔn)確獲取每株幼苗的健康狀況， 為后續(xù)的移缽作業(yè)提供準(zhǔn)確信息。


圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件示意圖； 圖3是穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件示意圖； 圖4是間苗垂直分隔執(zhí)行部件示意圖； 圖5是固定機(jī)架示意圖； 圖6是分隔部件與固定部件連接示意圖； 圖7是本發(fā)明的間苗作業(yè)動(dòng)作過(guò)程之一示意圖； 圖8是本發(fā)明的間苗作業(yè)動(dòng)作過(guò)程之二示意圖； 圖9是本發(fā)明的間苗作業(yè)動(dòng)作過(guò)程之三示意圖； 圖10是本發(fā)明的間苗作業(yè)動(dòng)作過(guò)程之四示意圖。
圖中1、穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件，2、穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件，3、直線氣缸，4、間苗垂直分隔執(zhí)行部件，5、固定機(jī)架，6、列分隔片，7、列分隔片固定座，8、行分隔片， 9、行分隔片固定座，10、行分隔片支撐座，11、光桿，12、直線軸承，13、傳遞動(dòng)力板，14、垂直間苗延長(zhǎng)桿，15、行分隔片固連板，16、列分隔片固定架，17、光桿固定架，18、直線氣缸固定架，19、支腳。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明包括穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件1、穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件2、直線氣缸3、間苗垂直分隔執(zhí)行部件4和固定機(jī)架5 ；固定機(jī)架5 由一側(cè)為列分隔片固定架16和另一側(cè)為直線氣缸固定架18及光桿固定架17、支腳19組合而成；穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件1的兩端分別通過(guò)列分隔片固定座7固定在列分隔片固定架16短邊兩側(cè)的T形槽中，穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件1由5 9片列分隔片6平行安裝在列分隔片固定座7中，每列分隔片中部均開(kāi)有等距布置的11 19條等深度的凹槽；開(kāi)有與列分隔片相同凹槽數(shù)的行分隔片支撐座10固定在遠(yuǎn)離直線氣缸固定架18—側(cè)長(zhǎng)邊的列分隔片固定架16上；兩根平行光桿11的一側(cè)通過(guò)法蘭支座固定在列分隔片固定架16短邊外側(cè)，兩根平行光桿11的另一側(cè)通過(guò)另一法蘭支座固定在直線氣缸固定架18內(nèi)側(cè)，兩根平行光桿11上通過(guò)直線軸承12安裝間苗垂直分隔執(zhí)行部件4，苗垂直分隔執(zhí)行部件4中傳遞動(dòng)力板13的一側(cè)與安裝在直線氣缸固定架18上的直線氣缸3的氣缸桿連接，氣缸進(jìn)、出氣口與氣動(dòng)管路連接，與列分隔片相同凹槽數(shù)的穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件2插入相應(yīng)的列分隔片6和行分隔片支撐座10形成滑動(dòng)配合，靠近垂直分隔執(zhí)行部件4 一側(cè)的行分隔片 8通過(guò)行分隔片固定座9固定在行分隔片固連板15的T形凹槽中固定，行分隔片固連板15 外側(cè)的兩根垂直間苗延長(zhǎng)桿14穿過(guò)與垂直分隔執(zhí)行部件4中傳遞動(dòng)力板13另一側(cè)的法蘭孔中固定。
所述的行分隔片8在靠近行分隔片固定座9 一側(cè)的高度與列分隔片6中部的凹槽深度相同，行分隔片8在遠(yuǎn)離行分隔片固定座9另一側(cè)的高度小于靠近行分隔片固定座9 一側(cè)的高度。
如圖6所示，行、列分隔部件與固定機(jī)架連接示意，以及分隔片與分隔片固定座之間的安裝示意，固定的機(jī)架上的T形安裝凹槽與行、列分隔部件的安裝形式，方便增加和減少分隔片，以及調(diào)整片與片之間的距離，分隔片與穴盤(pán)之間的距離也均采用可調(diào)方式與固定部件連接，適應(yīng)不同規(guī)格的穴盤(pán)、以及作業(yè)過(guò)程中適當(dāng)調(diào)整的要求。
如圖7、圖8、圖9、圖10所示，該間苗裝置根據(jù)光電傳感器檢測(cè)穴盤(pán)的位置信息，由 PLC控制直線氣缸，通過(guò)以下過(guò)程實(shí)現(xiàn)輔助機(jī)器視覺(jué)穴盤(pán)幼苗質(zhì)量檢測(cè)的間苗作業(yè)圖7中直線氣缸初始未動(dòng)作，行分隔打開(kāi)狀態(tài)，圖8中穴盤(pán)送到視覺(jué)檢測(cè)工作位置停止，穴盤(pán)苗列與列被動(dòng)分開(kāi)，圖9間苗垂直分隔執(zhí)行部件推出，穴盤(pán)苗行分開(kāi)，圖10間苗垂直分隔執(zhí)行部件縮回，穴盤(pán)苗送出檢測(cè)工位。其具體工作過(guò)程如下待檢測(cè)的穴盤(pán)苗放上輸送帶，直線氣缸3桿縮進(jìn)狀態(tài)，間苗垂直分隔執(zhí)行部件在靠近直線氣缸3的一側(cè)，穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件2上的行分隔片8高度與列分隔片6凹槽深度相同的一側(cè)處于與行分隔片支撐座10相對(duì)的列分隔片6的另一側(cè)；輸送帶將穴盤(pán)苗向前輸送，到達(dá)視覺(jué)檢測(cè)位置，光電傳感器檢測(cè)到，信號(hào)發(fā)出輸送帶停止，此時(shí)穴盤(pán)苗列與列間處于被列分隔部件分開(kāi)狀態(tài)；光電傳感器給出信號(hào)的同時(shí)，直線氣缸3桿在PLC控制下推出，間苗垂直分隔執(zhí)行部件4推出動(dòng)作，穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件2合上，穴盤(pán)苗行與行被分開(kāi)，此時(shí)機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行圖像提取檢測(cè)等工作；圖像檢測(cè)完畢，PLC控制直線氣缸3桿縮回，間苗垂直分隔執(zhí)行部件4縮回動(dòng)作，穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件2重又打開(kāi)，穴盤(pán)苗在輸送帶繼續(xù)向前移，離開(kāi)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)工位；如此等待下一個(gè)穴盤(pán)苗到來(lái)，進(jìn)行同樣的作業(yè)過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)器視覺(jué)穴盤(pán)幼苗質(zhì)量檢測(cè)的間苗裝置，其特征在于包括穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件(1)、穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件(2)、直線氣缸(3)、間苗垂直分隔執(zhí)行部件 (4)和固定機(jī)架(5);固定機(jī)架(5)由一側(cè)為列分隔片固定架(16)和另一側(cè)為直線氣缸固定架(18)組合而成；穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件(1)的兩端分別通過(guò)列分隔片固定座(7)固定在列分隔片固定架(16)短邊兩側(cè)的T形凹槽中，穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件(1)由5 9片列分隔片(6)平行安裝在列分隔片固定座(7)中，每列分隔片中部均開(kāi)有等距布置的 11 19條等深度的凹槽；開(kāi)有與列分隔片相同凹槽數(shù)的行分隔片支撐座(10)固定在遠(yuǎn)離直線氣缸固定架(18) 一側(cè)長(zhǎng)邊的列分隔片固定架(16)上；兩根平行光桿(11)的一側(cè)通過(guò)法蘭支座固定在列分隔片固定架(16)短邊外側(cè)，兩根平行光桿(11)的另一側(cè)通過(guò)另一法蘭支座固定在直線氣缸固定架(18)內(nèi)側(cè)，兩根平行光桿(11)上通過(guò)直線軸承(12)安裝間苗垂直分隔執(zhí)行部件(4)，苗垂直分隔執(zhí)行部件(4)中傳遞動(dòng)力板(13)的一側(cè)與安裝在直線氣缸固定架(18)上的直線氣缸(3)的氣缸桿連接，與列分隔片相同凹槽數(shù)的穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件(2插入相應(yīng)的列分隔片(6)和行分隔片支撐座(10)形成滑動(dòng)配合，靠近垂直分隔執(zhí)行部件(4) 一側(cè)的行分隔片(8)通過(guò)行分隔片固定座(9)固定在行分隔片固連板 (15)的T形凹槽中固定，行分隔片固連板(15)外側(cè)的兩根垂直間苗延長(zhǎng)桿(14)穿過(guò)與垂直分隔執(zhí)行部件(4)中傳遞動(dòng)力板(13另一側(cè)的法蘭孔中固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器視覺(jué)穴盤(pán)幼苗質(zhì)量檢測(cè)的間苗裝置，其特征在于所述的行分隔片(8)在靠近行分隔片固定座(9)一側(cè)的高度與列分隔片(6)中部的凹槽深度相同，行分隔片(8)在遠(yuǎn)離行分隔片固定座(9)另一側(cè)的高度小于靠近行分隔片固定座(9) 一側(cè)的高度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于機(jī)器視覺(jué)穴盤(pán)幼苗質(zhì)量檢測(cè)的間苗裝置。包括穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件、穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件、直線氣缸和間苗垂直分隔執(zhí)行部件；穴盤(pán)苗列分隔可調(diào)間距部件與固定機(jī)架相連接，穴盤(pán)苗行分隔可調(diào)間距部件與垂直分隔執(zhí)行部件相連接，直線氣缸驅(qū)動(dòng)間苗垂直分隔執(zhí)行部件動(dòng)作。間苗裝置的穴盤(pán)苗分隔片之間和分隔片與穴盤(pán)之間的距離均采用可調(diào)安裝方式，可滿足不同規(guī)格穴盤(pán)幼苗間苗的需求。配有本發(fā)明的幼苗視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，獲取到機(jī)械方式分隔的穴盤(pán)苗圖像，幼苗葉片規(guī)則的存在于本身所處的穴孔空間，解決相鄰葉片跨界引起機(jī)器視覺(jué)誤判問(wèn)題。機(jī)器視覺(jué)準(zhǔn)確獲取每株幼苗的健康狀況，為后續(xù)的移缽作業(yè)提供準(zhǔn)確信息。
文檔編號(hào)A01C11/02GK102511229SQ201110406309
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉巖, 周偉, 童俊華, 蔣煥煜 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)