大蒜鳞芽方向识别调整装置的制作方法

本实用新型涉及一种大蒜播种机的辅助装置，尤其是涉及一种大蒜鳞芽方向识别调整装置，属于农业机械技术领域。

背景技术：

大蒜具有促进消化吸收、调整肠道菌群等机能，具有一定的营养和医疗价值。大蒜是我国部分地区主要的经济作物。根据大蒜的播种的农艺要求，在大蒜播种时需要保持鳞芽方向向上栽种。目前国内对大蒜鳞芽方向识别和播种做了一定的研究，但现有机型缺少鳞芽方向识别及调整装置，存在大蒜播种机的播种质量差、鳞芽向上一致性低等问题，严重制约大蒜播种机具的推广应用和机械化发展。目前，国内的大蒜播种的机械播种应用程度低，播种作业依然主要依赖人工进行，存在作业劳动强度大、作业效率低等问题。

技术实现要素：

针对我国大蒜播种作业这个重要环节，本实用新型提供一种大蒜鳞芽方向识别调整装置，并对其结果和技术参数予以设计，它能有效解决现有大蒜播种机存在的鳞芽方向向上一致性低的问题，提高大蒜播种机的作业质量和智能化程度，为大蒜采用机器播种替代人工播种、大蒜播种机的推广应用奠定技术基础。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种大蒜鳞芽方向识别调整装置，包括安装座、盛种单元、复位单元、旋转导向单元和鳞芽方向控制单元，鳞芽方向控制单元包括电机和与电机输出轴连接的凸轮单元，凸轮单元包括凸轮、滑杆和滚轮，滑杆驱动端设有滚轮并抵在凸轮曲面上，安装座上设置有驱使滑杆上滚轮抵向凸轮的复位单元，旋转导向单元设置安装座上沿滑杆表面曲线运动驱动滑杆旋转，盛种单元设在复位单元上方并与滑杆相连。

上述大蒜鳞芽方向识别调整装置基础上，导向单元包括固定座、立杆和悬臂轴，固定座与安装座可拆卸连接，立杆两端分别连接固定座和悬臂轴，悬臂轴末端安装有轴承，轴承与滑杆表面的导槽相配合。

上述大蒜鳞芽方向识别调整装置基础上，复位单元包括压簧、直线轴承和法兰盘，直线轴承与固定座连接，直线轴承与滑杆滑动连接，法兰盘设在滑杆上端并与盛种单元底部连接，压簧穿过滑杆，压簧一端与法兰盘接触，另一端与直线轴承接触。

上述大蒜鳞芽方向识别调整装置基础上，盛种单元包括盛种碗，盛种碗前后表面铰接挡板，盛种碗底部设有与滑杆连接的支架，支架上设有安装扭簧的连接轴。

上述大蒜鳞芽方向识别调整装置基础上，其还包括视觉传感器和视觉传感器支架，视觉传感器支架设置在安装座上，视觉传感器支架为折弯钣金件，视觉传感器设置在视觉传感器支架的上端倾斜平面上。

上述大蒜鳞芽方向识别调整装置基础上，电机与电机支架可拆卸连接，电机支架与安装座固定连接。

上述大蒜鳞芽方向识别调整装置基础上，滑杆的导槽为两段，其中一段导线的参数方程为：x=R×cos（2πt），y=R×sin （2πt），z=P×t+H；另一段曲线方程为：x=-R，y=0，0≤z≤13；其中，R：滑杆半径； t：螺旋圈数；P：螺距； H：距离远点高度；两段曲线方程组成完成的曲线导程，此曲线绕中心轴旋转180°形成另一部分曲线导程，两段曲线导程收尾连接，形成连续的曲线，实现滑杆的连续运动。

上述大蒜鳞芽方向识别调整装置基础上，其还包括控制系统，控制系统包括电源模块、控制器、显示器、图像处理模块和电机驱动模块，电源模块为控制器提供合适供电电源，视觉传感器采集大蒜图像信息，并将所获得大蒜图像信息至图像处理模块，图像处理模块对图像进行处理，并将处理结果发送至控制器，控制器对处理结果进行综合分析，并与预设条件比对，根据比对结果决定是否发出信号控制至电机驱动模块，电机驱动模块收到信号后驱动电机旋转一周后停止，控制器将采集大蒜图像发送至显示器，并在显示器上显示播种数作业参数。

本实用新型工作原理：使用时，大蒜落入盛种碗中，视觉传感器采集大蒜图像，将图像信息传输至控制系统，控制系统对处理结果进行综合分析，得出大蒜鳞芽的方向，将大蒜现在的鳞芽方向与预设条件比对。当比对结果显示大蒜鳞芽方向与要求一致时，控制系统不发出电机转动信号；当比对结果显示大蒜鳞芽方向与需求不一致时，控制系统发出信号，驱动电机旋转一周后停止，实现大蒜鳞芽方向调整。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型结构紧凑、通用性能好，使用方便可靠，能够有效提高大蒜鳞芽方向的一致性，提高大蒜机械播种的作业质量。

2、视觉传感器采集大蒜的图像，图像效率高。

3、控制系统和视觉传感器联合工作，实现大蒜图像处理和鳞芽方向识别，初步实现人工智能。

4、盛种碗限制大蒜的方向，防止大蒜无序性摆放，降低后续大蒜鳞芽方向调整至所需方向需要的步骤。

5、控制系统提高大蒜播种机的智能化程度高，调高作业质量。

6、控制系统对获取大蒜图像的张数进行记录，可转换为播种数量，并在显示器进行显示，人机交互效果良好。

7、大蒜方向可以通过电机与滑杆的配合进行调整，智能化程度高，提高投种一致性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1大蒜鳞芽方向调整装置主视图；

图2大蒜鳞芽方向调整装置侧视图；

图3大蒜鳞芽方向调整装置府视图；

图4盛种单元结构示意图；

图5旋转导向机构结构示意图；

图6控制系统原理示意图；

图中，1安装座；2视觉传感器支架；3视觉传感器；4盛种机构；5扭簧；6压簧；7直线轴承；8导向机构；9滑杆；10滚轮；11销轴；12电机支架；13电机；14凸轮；15蒜种；16支架；17连接轴；18挡板；19盛种碗；20轴承；21悬臂轴；22立杆；23固定座；24智能控制系统；25电源模块；26控制器；27显示器；28图像处理模块；29电机驱动模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1及2，一种大蒜鳞芽方向识别调整装置，包括安装座1、盛种单元4、复位单元、旋转导向单元、鳞芽方向控制单元和大蒜图像采集单元。

参考图2，鳞芽方向控制单元包括电机13和与电机13输出轴连接的凸轮单元，电机13与电机支架12可拆卸连接，电机支架12与安装座1固定连接，凸轮单元包括凸轮14、滑杆9和滚轮10，滑杆9驱动端设有滚轮10并抵在凸轮14曲面上，安装座1上设置有驱使滑杆9上滚轮10抵向凸轮14的复位单元，旋转导向单元设置安装座1上沿滑杆9表面曲线运动驱动滑杆10旋转，盛种单元4设在复位单元上方并与滑杆9相连。

参考图2，复位单元包括压簧6、直线轴承7和法兰盘30，直线轴承7与固定座23连接，直线轴承7与滑杆9滑动连接，法兰盘30设在滑杆9上端并与盛种单元4底部连接，压簧6穿过滑杆9，压簧6一端与法兰盘30接触，另一端与直线轴承7接触。

参考图4，盛种单元包括盛种碗19，盛种碗19前后表面铰接挡板18，盛种碗19底部设有与滑杆10连接的支架16，支架16上设有安装扭簧5的连接轴17。

参考图5，导向单元包括固定座23、立杆22和悬臂轴21，固定座23与安装座1可拆卸连接，立杆22两端分别连接固定座23和悬臂轴21，悬臂轴21末端安装有轴承20，轴承20与滑杆9表面的导槽a相配合。

参考图1，大蒜图像采集单元包括视觉传感器3和视觉传感器支架2，视觉传感器支架2设置在安装座1上，视觉传感器支架2为折弯钣金件，视觉传感器3设置在视觉传感器支架2的上端倾斜平面上。

本实施例中，滑杆9的导槽为两段，两段导槽首尾相连且结构相同，其中一段导线的参数方程为： x=R×cos（2πt），y=R×sin （2πt），z=P×t+H，其中，R：滑杆半径； t：螺旋圈数； P：螺距；H：距离远点高度，在本案例中，取R=14mm，t=0.5圈，P=13mm，H=0mm作为实施例。案例中的参数可以根据实际需要进行设计。另一段曲线方程为：x=-R，y=0，a≤z≤b；在本实施例中，具体的曲线方程为x=-14，y=0，0≤z≤13。两段曲线方程组成完成的曲线导程，此曲线绕中心轴旋转180°形成另一部分曲线导程，两部分曲线导程收尾连接，形成连续的曲线，实现滑杆的连续运动。

参考图3及图6，还包括控制系统24，控制系统24包括电源模块25、控制器26、显示器27、图像处理模块28和电机驱动模块29，电源模块25为控制器26提供合适供电电源，视觉传感器3采集大蒜图像信息，并将所获得大蒜图像信息至图像处理模块28，图像处理模块28对图像进行处理，并将处理结果发送至控制器26，控制器对处理结果进行综合分析，并与预设条件比对，根据比对结果决定是否发出信号控制至电机驱动模块29，电机驱动模块29收到信号后驱动电机13旋转一周后停止，控制器26将采集大蒜图像发送至显示器27，并在显示器27上显示播种数作业参数。电源模块25采用LM2756系列稳压芯片，为控制器提供稳定电压，控制器26采用dsp芯片作为控制单元，进行运算处理，显示器27的采用232串口与控制器连接，图像处理模块28采用高速可编程逻辑器件为处理单元，进行图像分析处理，电机驱动模块29为步进电机用的驱动器，采用PWM信号控制。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。