三轴机械臂式小型盆栽植株检测平台的制作方法

本发明涉及一种植物表型研究检测及控制设备，具体涉及一种三轴机械臂式小型盆栽植株检测平台，对小型盆栽植株进行无损检测。

背景技术：

现如今我国正在开展农作物表型参数自动化获取和分析平台的研发，可降低现代育种研究成本，减少农作物育种周期，具有很多的科研价值和社会经济效益。在此背景前提下，国内外已出现了一些针对全时期植株检测的产品，但是这些设备体积较大，针对的植株大多株高较高，在盆栽植物较小时，获取的图片中，植株只在图中占据很小的范围，即浪费了大多数拍摄空间，又得不到较细致的植株表型信息，因此一些需要进行大批量苗期植物或小型植株的表型研究对此提出了需求。本发明设计了一种三轴机械臂式小型盆栽植株检测平台，在检测室中采用多个旋转台，使用相同的相机数量获得多株盆栽植株的信息，减小了植物表型检测平台的体积，提高了盆栽植株参数检测效率。

技术实现要素：

鉴于现有的植物表型平台体积过于庞大，对植物苗期和小型植株的检测图像利用率较低，得到的图像效果也不太理想。

本发明所采用的技术方案是：使用三轴机械臂吸取盆栽植株，其中夹具采取空压技术吸取盆栽，三轴机械臂将盆栽植株移放置检测室中的旋转台上，一个检测室中可同时放置三盆植株，一次测量可同时检测三株植物，提高了图像的利用率与空间利用率，增强了检测的效率，并减少了人工劳动强度；传送线上有光电开关，检测盆栽是否输送到预定位置，传送信息给三轴运动控制卡，控制三轴机械臂运动吸取盆栽植株，先将已测植株移出检测室，再将待测植株移入检测室，动作简单，可靠性较高；检测室中放置两个相机，一个为顶视相机，另一个为侧视相机，三个旋转台同时旋转，每转一定角度，就进行图像获取；通过LabVIEW编写控制界面，通过电脑存储获得的图像，并自动为其命名。

附图说明

图1三轴机械臂式小型盆栽植株检测平台示意图。

图2三轴机械臂示意图

图中1.检测室，2.相机，3.光源，4.旋转台，5.电控柜，6.电脑，7.已测植株，8.传送线，9.待测植株及10.三轴机械臂。

具体实施方式

三轴机械臂式小型盆栽植株检测平台的具体实施方案为：

1.本三轴机械臂式小型盆栽植株检测平台采用三轴机械臂移动植株，减小人工劳动强度；

2.三轴机械臂中分为伸缩轴，旋转轴和升降轴，其升降采用大功率伺服电机，配合高精密丝杆，保证运行稳定；旋转部分则采用谐波减速机，使设备传递工件稳定；手臂伸缩部分则采用双倍速结构，使设备运行效率高，刚性十足；夹具为空压吸取盆栽，负载大，可靠性高；

3.其中升降行程：400mm，伸缩行程：1250mm，旋转角度：360°，升降速度：1.3m/s，伸缩速度：2.3m/s，旋转速度：0.8m/s，负载25kg；

4.PLC控制传送带将盆栽植株输送到待测位置，光电开关获得信号后将信号传送给三轴运动控制卡，再进行盆栽植株的移放；

5.光源：提供可见光成像所需光照强度；

6.顶视可见光高分辨相机：获取反射光RGB面阵列图像，该图像包含盆栽植株顶视的表面信息。

7.侧视可见光高分辨相机：获取反射光RGB面阵列图像，该图像包含盆栽植株侧视的表面信息。

8.LabVIEW编写程序，联合PLC和三轴运动控制卡控制检测系统运作，自动化检测盆栽植株，具有良好的人机交互。

方案实施例子：将待测盆栽植株放置到传送线一，传送线工作，待测盆栽向左移动，到达检测点后，光电开关一传送信号给PLC和三轴运动控制卡，PLC控制检测室门开启，三轴运动控制卡控制三轴机械臂先将检测室中已测植株依次移出到传送线二，动作为升降轴下降，旋转轴旋转90°至于检测室门垂直，伸缩轴伸长机械臂至已测植株一，空压夹具吸取盆栽，升降轴上升，伸缩轴收缩，旋转轴旋转45°至与传送线二平齐，伸缩轴伸长机械臂至已测植株放置位点，升降轴下降，空压夹具释放盆栽，光电开关二检测到盆栽，传送信息给PLC，PLC控制传送线二工作，将盆栽输送离开已测植株放置位点，依次移出三盆植株后，三轴机械臂运动到待检位点，升降轴下降，伸缩轴伸长至待测植株处，空压夹具吸取盆栽，升降轴上升，伸缩轴收缩，旋转轴旋转90°至于检测室门垂直，依次将三株盆栽植株移放至检测室，PLC关闭检测室门，开始检测，之后PLC控制旋转台旋转，每旋转一定角度后，停止旋转，顶视相机和侧视相机获取图像，获取后继续旋转，直至获得360°图像，测量完毕后，进行下一轮检测。