专利名称：辅助机器视觉穴盘幼苗质量检测的间苗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种农业机械中的移栽机械，特别是涉及一种辅助机器视觉穴盘幼苗质量检测的间苗装置。
背景技术：
设施农业使得作物生长对环境条件的依赖性大为降低，随着设施农业在我国的快速发展，我国设施农业种植面积不断扩大，种植品种日益增多，因此，对设施农业中机械化、 自动化的需求，无论从数量、质量上都有了更新的要求。由于设施内高温、高湿的不良劳动环境，加之移栽作业的高强度和重复性，所以开发自动移栽设备可以大大改善作业者的劳动强度，同时也可提高作业效率。
在移栽作业中，除了未发芽和漏播的空穴孔，还有一些生长状况不好的幼苗，会导致移栽机出现栽空、漏栽等现象。为了避免这种情况，就需要增加钵苗健康状态检测系统。 机器视觉具有速度快、信息量大、功能多等特点，已广泛应用于农业的智能化生产作业，应用机器视觉系统可以检测穴孔中的钵苗是否存在和是否适合移栽，并计算出最佳的移栽路径引导机械臂移栽幼苗，提高穴盘幼苗移栽的成功率。1994年，Tai等人开发了一种机器视觉系统辅助移钵系统提高穴盘钵苗移栽的质量，对16种不同的作物进行实验，检测空穴孔的准确率可达95%。2001年，Ryu等人用CXD视觉系统获取图像，通过计算幼苗子叶的像素点数和预设的阈值比较，确定适合移栽的钵苗信息，减少移栽时间，提高移栽效率。但穴盘中幼苗长势不完全规则，出现相邻叶片跨界是引起机器视觉误判的主要因素，且使穴盘苗适合移栽生长周期缩短。通过软件算法来解决这一问题非常困难，而间苗装置能使幼苗叶片规则的存在于本身所处的穴孔空间，机器视觉准确获取每株幼苗的健康状况，为后续的移钵作业提供准确信息。发明内容
本发明的目的在于提供一种辅助机器视觉检测穴盘幼苗质量的间苗装置，该间苗装置可以完成穴盘苗列分隔、行分隔、撤消行分隔动作，实现穴盘苗的自动分隔作业。
本发明采用的技术方案如下本发明包括穴盘苗列分隔可调间距部件、穴盘苗行分隔可调间距部件、直线气缸、间苗垂直分隔执行部件和固定机架；固定机架由一侧为列分隔片固定架和另一侧为直线气缸固定架组合而成；穴盘苗列分隔可调间距部件的两端分别通过列分隔片固定座固定在列分隔片固定架短边两侧的T形槽中，穴盘苗列分隔可调间距部件由5 9片列分隔片平行安装在列分隔片固定座中，每列分隔片中部均开有等距布置的U 19条等深度的凹槽；开有与列分隔片相同凹槽数的行分隔片支撑座固定在远离直线气缸固定架一侧长边的列分隔片固定架上；两根平行光杆的一侧通过法兰支座固定在列分隔片固定架短边外侧，两根平行光杆的另一侧通过另一法兰支座固定在直线气缸固定架内侧，两根平行光杆上通过直线轴承安装间苗垂直分隔执行部件，苗垂直分隔执行部件中传递动力板的一侧与安装在直线气缸固定架上的直线气缸的气缸杆连接，与列分隔片相同凹槽数的穴盘苗行分隔可调间距部件插入相应的列分隔片和行分隔片支撑座形成滑动配合，靠近垂直分隔执行部件一侧的行分隔片通过行分隔片固定座固定在行分隔片固连板的T形凹槽中固定，行分隔片固连板外侧的两根垂直间苗延长杆穿过与垂直分隔执行部件中传递动力板另一侧的法兰孔中固定。
所述的行分隔片在靠近行分隔片固定座一侧的高度与列分隔片中部的凹槽深度相同，行分隔片在远离行分隔片固定座另一侧的高度小于靠近行分隔片固定座一侧的高度。
本发明具有的有益效果是本发明用于设施农业幼苗移钵系统中辅助机器视觉对幼苗质量检测，配有该间苗装置的幼苗视觉检测系统，可以完成穴盘苗列分隔、行分隔、撤消行分隔动作，实现穴盘苗的自动分隔作业，获取到机械方式分隔的穴盘苗图像，幼苗叶片规则的存在于本身所处的穴孔空间，解决相邻叶片跨界引起机器视觉误判问题。机器视觉准确获取每株幼苗的健康状况， 为后续的移钵作业提供准确信息。
图1是本发明的立体结构示意图；图2是穴盘苗列分隔可调间距部件示意图； 图3是穴盘苗行分隔可调间距部件示意图； 图4是间苗垂直分隔执行部件示意图； 图5是固定机架示意图； 图6是分隔部件与固定部件连接示意图； 图7是本发明的间苗作业动作过程之一示意图； 图8是本发明的间苗作业动作过程之二示意图； 图9是本发明的间苗作业动作过程之三示意图； 图10是本发明的间苗作业动作过程之四示意图。
图中1、穴盘苗列分隔可调间距部件，2、穴盘苗行分隔可调间距部件，3、直线气缸，4、间苗垂直分隔执行部件，5、固定机架，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、行分隔片支撑座，11、光杆，12、直线轴承，13、传递动力板，14、垂直间苗延长杆，15、行分隔片固连板，16、列分隔片固定架，17、光杆固定架，18、直线气缸固定架，19、支脚。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明包括穴盘苗列分隔可调间距部件1、穴盘苗行分隔可调间距部件2、直线气缸3、间苗垂直分隔执行部件4和固定机架5 ；固定机架5 由一侧为列分隔片固定架16和另一侧为直线气缸固定架18及光杆固定架17、支脚19组合而成；穴盘苗列分隔可调间距部件1的两端分别通过列分隔片固定座7固定在列分隔片固定架16短边两侧的T形槽中，穴盘苗列分隔可调间距部件1由5 9片列分隔片6平行安装在列分隔片固定座7中，每列分隔片中部均开有等距布置的11 19条等深度的凹槽；开有与列分隔片相同凹槽数的行分隔片支撑座10固定在远离直线气缸固定架18—侧长边的列分隔片固定架16上；两根平行光杆11的一侧通过法兰支座固定在列分隔片固定架16短边外侧，两根平行光杆11的另一侧通过另一法兰支座固定在直线气缸固定架18内侧，两根平行光杆11上通过直线轴承12安装间苗垂直分隔执行部件4，苗垂直分隔执行部件4中传递动力板13的一侧与安装在直线气缸固定架18上的直线气缸3的气缸杆连接，气缸进、出气口与气动管路连接，与列分隔片相同凹槽数的穴盘苗行分隔可调间距部件2插入相应的列分隔片6和行分隔片支撑座10形成滑动配合，靠近垂直分隔执行部件4 一侧的行分隔片 8通过行分隔片固定座9固定在行分隔片固连板15的T形凹槽中固定，行分隔片固连板15 外侧的两根垂直间苗延长杆14穿过与垂直分隔执行部件4中传递动力板13另一侧的法兰孔中固定。
所述的行分隔片8在靠近行分隔片固定座9 一侧的高度与列分隔片6中部的凹槽深度相同，行分隔片8在远离行分隔片固定座9另一侧的高度小于靠近行分隔片固定座9 一侧的高度。
如图6所示，行、列分隔部件与固定机架连接示意，以及分隔片与分隔片固定座之间的安装示意，固定的机架上的T形安装凹槽与行、列分隔部件的安装形式，方便增加和减少分隔片，以及调整片与片之间的距离，分隔片与穴盘之间的距离也均采用可调方式与固定部件连接，适应不同规格的穴盘、以及作业过程中适当调整的要求。
如图7、图8、图9、图10所示，该间苗装置根据光电传感器检测穴盘的位置信息，由 PLC控制直线气缸，通过以下过程实现辅助机器视觉穴盘幼苗质量检测的间苗作业图7中直线气缸初始未动作，行分隔打开状态，图8中穴盘送到视觉检测工作位置停止，穴盘苗列与列被动分开，图9间苗垂直分隔执行部件推出，穴盘苗行分开，图10间苗垂直分隔执行部件缩回，穴盘苗送出检测工位。其具体工作过程如下待检测的穴盘苗放上输送带，直线气缸3杆缩进状态，间苗垂直分隔执行部件在靠近直线气缸3的一侧，穴盘苗行分隔可调间距部件2上的行分隔片8高度与列分隔片6凹槽深度相同的一侧处于与行分隔片支撑座10相对的列分隔片6的另一侧；输送带将穴盘苗向前输送，到达视觉检测位置，光电传感器检测到，信号发出输送带停止，此时穴盘苗列与列间处于被列分隔部件分开状态；光电传感器给出信号的同时，直线气缸3杆在PLC控制下推出，间苗垂直分隔执行部件4推出动作，穴盘苗行分隔可调间距部件2合上，穴盘苗行与行被分开，此时机器视觉进行图像提取检测等工作；图像检测完毕，PLC控制直线气缸3杆缩回，间苗垂直分隔执行部件4缩回动作，穴盘苗行分隔可调间距部件2重又打开，穴盘苗在输送带继续向前移，离开机器视觉检测工位；如此等待下一个穴盘苗到来，进行同样的作业过程。
权利要求
1.一种用于机器视觉穴盘幼苗质量检测的间苗装置，其特征在于包括穴盘苗列分隔可调间距部件(1)、穴盘苗行分隔可调间距部件(2)、直线气缸(3)、间苗垂直分隔执行部件 (4)和固定机架(5);固定机架(5)由一侧为列分隔片固定架(16)和另一侧为直线气缸固定架(18)组合而成；穴盘苗列分隔可调间距部件(1)的两端分别通过列分隔片固定座(7)固定在列分隔片固定架(16)短边两侧的T形凹槽中，穴盘苗列分隔可调间距部件(1)由5 9片列分隔片(6)平行安装在列分隔片固定座(7)中，每列分隔片中部均开有等距布置的 11 19条等深度的凹槽；开有与列分隔片相同凹槽数的行分隔片支撑座(10)固定在远离直线气缸固定架(18) 一侧长边的列分隔片固定架(16)上；两根平行光杆(11)的一侧通过法兰支座固定在列分隔片固定架(16)短边外侧，两根平行光杆(11)的另一侧通过另一法兰支座固定在直线气缸固定架(18)内侧，两根平行光杆(11)上通过直线轴承(12)安装间苗垂直分隔执行部件(4)，苗垂直分隔执行部件(4)中传递动力板(13)的一侧与安装在直线气缸固定架(18)上的直线气缸(3)的气缸杆连接，与列分隔片相同凹槽数的穴盘苗行分隔可调间距部件(2插入相应的列分隔片(6)和行分隔片支撑座(10)形成滑动配合，靠近垂直分隔执行部件(4) 一侧的行分隔片(8)通过行分隔片固定座(9)固定在行分隔片固连板 (15)的T形凹槽中固定，行分隔片固连板(15)外侧的两根垂直间苗延长杆(14)穿过与垂直分隔执行部件(4)中传递动力板(13另一侧的法兰孔中固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉穴盘幼苗质量检测的间苗装置，其特征在于所述的行分隔片(8)在靠近行分隔片固定座(9)一侧的高度与列分隔片(6)中部的凹槽深度相同，行分隔片(8)在远离行分隔片固定座(9)另一侧的高度小于靠近行分隔片固定座(9) 一侧的高度。
全文摘要
本发明公开了一种用于机器视觉穴盘幼苗质量检测的间苗装置。包括穴盘苗列分隔可调间距部件、穴盘苗行分隔可调间距部件、直线气缸和间苗垂直分隔执行部件；穴盘苗列分隔可调间距部件与固定机架相连接，穴盘苗行分隔可调间距部件与垂直分隔执行部件相连接，直线气缸驱动间苗垂直分隔执行部件动作。间苗装置的穴盘苗分隔片之间和分隔片与穴盘之间的距离均采用可调安装方式，可满足不同规格穴盘幼苗间苗的需求。配有本发明的幼苗视觉检测系统，获取到机械方式分隔的穴盘苗图像，幼苗叶片规则的存在于本身所处的穴孔空间，解决相邻叶片跨界引起机器视觉误判问题。机器视觉准确获取每株幼苗的健康状况，为后续的移钵作业提供准确信息。
文档编号A01C11/02GK102511229SQ201110406309
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者刘岩, 周伟, 童俊华, 蒋焕煜 申请人:浙江大学