一种基于图像识别技术的烟苗移栽自动扣杯机的制作方法

本发明涉及一种基于图像识别技术的烟苗移栽自动扣杯机，属于烟苗培育技术领域。

背景技术：

贵州省是种植烤烟的主要大省份，现阶段栽植烟苗的主要方式是膜下小苗井窖式移栽。膜下小苗井窖式移栽保障了烤烟适时移栽和集中移栽，实现了烤烟深栽。但地膜的大量使用不仅增加了烟农用工，而且加重了白色污染。

黔西南州结合现有井窖式移栽技术，建立杯罩式小苗井窖移栽技术，并在全州烤烟移栽环节推广应用。该技术的应用，一方面形成了保温、保湿、保墒的井窖小环境，促进了烟苗的早生快发；另一方面能够防雹、防雨、防虫，提高烤烟移栽成活率；同时，杯罩便于清理保存，能够多年循环使用，有助于推动烟叶生产向资源节约、环境友好型转变，同时可减少烟农的种烟成本，促进烟农增收。

杯罩式小苗井窖移栽技术给烟苗的种植带来很多优点，但逐次的给烟苗扣上杯罩也极大的增加了烟农的劳动强度。因此需要设计一种能自动给烟苗扣杯的装置，减少烟农的劳动强度。

技术实现要素：

本发明提供一种基于图像识别技术的烟苗移栽自动扣杯机，以解决目前手动的逐次给烟苗扣上杯罩极大的增加了烟农的劳动强度的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种基于图像识别技术的烟苗移栽自动扣杯机，包括具有行走系统的机体，机体上固定有控制单元，机体的底部还设置有扣杯系统和信号采集单元，且扣杯系统和信号采集单元均分别与控制单元相连，机体上还固定有蓄电池作为动力源。

前述烟苗移栽自动扣杯机中，所述扣杯系统包括扣杯导向筒和分杯导向筒，扣杯导向筒沿竖向设置，扣杯导向筒的下端连接有收口的圆锥形导向筒，分杯导向筒斜向设置，且分杯导向筒的下端与扣杯导向筒的中部相连通，分杯导向筒内设置有分杯装置，扣杯导向筒的侧壁沿长度方向开设有滑槽，滑槽内滑动设置有滑块，扣杯导向筒的上端固定有一个电机，电机的输出轴与与滑块之间通过曲柄滑块机构连接，通过电机驱动滑块在滑槽内沿竖向往复式滑动，滑块还对应设置有用于检测滑块位置的行程位置开关，所述扣杯导向筒内还设置有推杯系统，推杯系统包括第一连杆、第二连杆和圆弧形杯罩，第一连杆的一端与滑块固定连接，第一连杆的另一端与第二连杆的上端相铰接，第二连杆沿竖向设置，圆弧形杯罩开口朝下设置，且第二连杆的下端与圆弧形杯罩固定连接，滑块沿滑槽往复式运动时，通过第一连杆和第二连杆带动圆弧形杯罩沿竖向往复式运动，将分杯导向筒送入扣杯导向筒内的杯罩由扣杯导向筒及圆锥形导向筒的下端推出并罩设于烟苗孔穴上；

前述烟苗移栽自动扣杯机中，所述扣杯导向筒的外壁上还沿竖向固定有导向滑块，导向滑块上滑动设置有上升柱，上升柱也对应设置有一个点击，通过电机驱动上升柱沿导向滑块上下滑动，上升柱固定于机体上，从而通过上升柱在导向滑块上的相对滑动控制扣杯导向筒在机体上的竖向位置，即实现扣杯导向筒在机体上的上下位置调节，机体移动时，当扣杯导向筒运动到于烟苗孔穴正上方时，使扣杯导向筒下移，并启动分杯装置和扣杯系统，将杯罩准确扣设于烟苗孔穴上；

前述烟苗移栽自动扣杯机中，所述分杯装置为电动式螺旋分杯装置，包括上端筒、螺旋叶片、内齿齿轮、主动齿轮和底座，上端筒对接于分杯导向筒的上端，底座为固定于分杯导向筒上端内侧的圆环形结构，且底座的内径大于杯罩直径，所述内齿齿轮通过轴承转动设置于分杯导向筒上端的内侧，主动齿轮的转轴垂直转动设置于底座上，分杯导向筒的外部固定有一个电机，主动齿轮的转轴与该电机传动连接，且主动齿轮与内齿齿轮相啮合，底座上沿圆周方向分布设置有多个螺旋叶片，螺旋叶片具有中心转轴，且螺旋叶片的中心转轴上套设固定有传动齿轮，螺旋叶片的中心转轴转动设置于底座上，且传动齿轮与内齿齿轮相啮合，螺旋叶片侧面的叶片伸至底座内径内侧的区域，在使用时，通过启动对应的电机，经主动齿轮、内齿齿轮和传动齿轮的传动后，带动螺旋叶片转动，杯罩开口朝下地由上端筒放入，由于重力作用，杯罩会落入螺旋叶片处，杯罩开口端的外檐会落在沿圆周方向分布的螺旋叶片的内侧叶片处，在螺旋叶片转动的同时，螺旋叶片会带动杯罩开口端的外檐沿螺旋叶片的螺旋槽向下运动，从而能够实现依次带动杯罩下移，经电动式螺旋分杯装置后，杯罩会由于重力作用自行落入扣杯导向筒内，实现自动分杯，螺旋叶片的螺距大于杯罩被扣外檐的厚度，螺旋叶片选用微型螺旋旋转体，直径小于20-30mm最佳；

前述烟苗移栽自动扣杯机中，所述信号采集单元为视频信号采集单元，即摄像头，信号采集单元7为用于采集机体行走路段，尤其是扣杯导向筒正下方的孔穴位置信号并传递至控制单元，控制单元识别孔穴信号并向行走系统和扣杯系统发出指令，或控制单元将信号上传至上位机，经上位机人工观察信号采集单元采集的视频信号，当扣杯导向筒正下方运动到孔穴的正上方时，通过控制单元控制行走系统暂停运行，并开启指定的电机，使扣杯导向筒下移至适当位置，通过分杯装置向扣杯导向筒内分杯，并通过推杯系统将扣杯导向筒内的杯罩由下端推出并扣在孔穴正上方，而后控制扣杯导向筒上移，即完成一次烟苗扣杯，再启动行走系统移动至下一个孔穴处，实现自动扣杯操作。

与现有技术相比，本发明通过基于图像识别技术的烟苗移栽自动扣杯机能很大程度上减少烟农的劳动强度，避免烟农弯腰扣杯，并减少人为误差和失误，提高烟苗扣杯的合格率，基于图像识别技术的烟苗移栽自动扣杯机能实现对井窖的精准定位，扣杯系统能上下平移运动，保证烟苗扣杯深度的一致性，间歇式运动，一次性完成分杯、扣杯动作，提高扣杯效率，具有极好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明下方视角的结构示意图

图3是图1中扣杯系统结构示意图；

图4是图3中推杯系统的结构示意图：

图5是图3中的电动式螺旋分杯器结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

参照图1至图5，本实施例提供一种基于图像识别技术的烟苗移栽自动扣杯机，包括具有行走系统6的机体1，机体1上固定有控制单元2，机体1的底部还设置有扣杯系统3和信号采集单元7，且扣杯系统3和信号采集单元7均分别与控制单元2相连，机体1上还固定有蓄电池作为动力源。

扣杯系统3包括扣杯导向筒38和分杯导向筒310，扣杯导向筒38沿竖向设置，扣杯导向筒38的下端连接有收口的圆锥形导向筒37，分杯导向筒310斜向设置，且分杯导向筒310的下端与扣杯导向筒38的中部相连通，分杯导向筒310内设置有分杯装置，扣杯导向筒38的侧壁沿长度方向开设有滑槽32，滑槽32内滑动设置有滑块35，扣杯导向筒38的上端固定有一个电机31，电机31的输出轴与与滑块35之间通过曲柄滑块机构34连接，通过电机31驱动滑块35在滑槽32内沿竖向往复式滑动，滑块35还对应设置有用于检测滑块35位置的行程位置开关33，所述扣杯导向筒38内还设置有推杯系统5，推杯系统5包括第一连杆51、第二连杆52和圆弧形杯罩53，第一连杆51的一端与滑块35固定连接，第一连杆51的另一端与第二连杆52的上端相铰接，第二连杆52沿竖向设置，圆弧形杯罩53开口朝下设置，且第二连杆52的下端与圆弧形杯罩53固定连接，滑块35沿滑槽32往复式运动时，通过第一连杆51和第二连杆52带动圆弧形杯罩53沿竖向往复式运动，将分杯导向筒310送入扣杯导向筒38内的杯罩由扣杯导向筒38及圆锥形导向筒37的下端推出并罩设于烟苗孔穴上；

扣杯导向筒38的外壁上还沿竖向固定有导向滑块36，导向滑块36上滑动设置有上升柱39，上升柱39也对应设置有一个点击31，通过电机31驱动上升柱39沿导向滑块36上下滑动，上升柱39固定于机体1上，从而通过上升柱39在导向滑块36上的相对滑动控制扣杯导向筒38在机体1上的竖向位置，即实现扣杯导向筒38在机体1上的上下位置调节，机体1移动时，当扣杯导向筒38运动到于烟苗孔穴正上方时，使扣杯导向筒38下移，并启动分杯装置和扣杯系统5，将杯罩准确扣设于烟苗孔穴上；

分杯装置为电动式螺旋分杯装置311，包括上端筒3111、螺旋叶片3112、内齿齿轮3113、主动齿轮3114和底座3115，上端筒3111对接于分杯导向筒310的上端(可采用法兰连接的方式相连)，底座3115为固定于分杯导向筒310上端内侧的圆环形结构，且底座3115的内径大于杯罩直径，所述内齿齿轮3113通过轴承转动设置于分杯导向筒310上端的内侧，主动齿轮3114的转轴垂直转动设置于底座3115上，分杯导向筒310的外部固定有一个电机31，主动齿轮3114的转轴与该电机31传动连接，且主动齿轮3114与内齿齿轮3113相啮合，底座3115上沿圆周方向分布设置有多个螺旋叶片3112，螺旋叶片3112具有中心转轴，且螺旋叶片3112的中心转轴上套设固定有传动齿轮，螺旋叶片3112的中心转轴转动设置于底座3115上，且传动齿轮与内齿齿轮3113相啮合，螺旋叶片3112侧面的叶片伸至底座3115内径内侧的区域，在使用时，通过启动对应的电机31，经主动齿轮3114、内齿齿轮3113和传动齿轮的传动后，带动螺旋叶片3112转动，杯罩开口朝下地由上端筒3111放入，由于重力作用，杯罩会落入螺旋叶片3112处，杯罩开口端的外檐会落在沿圆周方向分布的螺旋叶片3112的内侧叶片处，在螺旋叶片3112转动的同时，螺旋叶片3112会带动杯罩开口端的外檐沿螺旋叶片3112的螺旋槽向下运动，从而能够实现依次带动杯罩下移，经电动式螺旋分杯装置311后，杯罩会由于重力作用自行落入扣杯导向筒38内，实现自动分杯，螺旋叶片3112的螺距大于杯罩被扣外檐的厚度，螺旋叶片3112选用微型螺旋旋转体，直径小于20-30mm最佳；

信号采集单元7为视频信号采集单元，即摄像头，信号采集单元7为用于采集机体1行走路段，尤其是扣杯导向筒38正下方的孔穴位置信号并传递至控制单元2，控制单元2识别孔穴信号并向行走系统6和扣杯系统3发出指令，或控制单元2将信号上传至上位机，经上位机人工观察信号采集单元7采集的视频信号，当扣杯导向筒38正下方运动到孔穴的正上方时，通过控制单元2控制行走系统6暂停运行，并开启指定的电机31，使扣杯导向筒38下移至适当位置，通过分杯装置向扣杯导向筒38内分杯，并通过推杯系统5将扣杯导向筒38内的杯罩由下端推出并扣在孔穴正上方，而后控制扣杯导向筒38上移，即完成一次烟苗扣杯，再启动行走系统6移动至下一个孔穴处，实现自动扣杯操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。