CN102598930B - 一种组培苗自动移植机构及其移苗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组培苗自动移植机构及其移苗方法，其特征在于：它包括一工作台，工作台上转动设置苗株供应转盘和苗株移植转盘，苗株供应转盘位于苗株移植转盘的右侧，苗株供应转盘的前方设置苗瓶开盖机构、后方设置空瓶输出传送带、右侧设置苗瓶输入传送带，苗株移植转盘的前方设置苗瓶合盖机构、后方设置洁净瓶输入传送带、左侧设置苗瓶输出传送带，苗株供应转盘和苗株移植转盘的后方正中位置设置取苗机构，取苗机构下方正中位置设置切苗机构，切苗机构的右侧设置苗株识别机构。本发明能完成直立条状组培苗从培养瓶输入到移植后苗瓶输出过程的机械化作业，可大大降低人工作业污染和人力成本，可广泛用于植物组培继代培养过程中直立条状组培苗的自动化移植作业。

Description

一种组培苗自动移植机构及其移苗方法

技术领域

本发明涉及一种组培苗自动移植机构及其移苗方法，特别是关于一种用于植物组培继代培养过程中直立条状组培苗的自动移植机构及其移苗方法。

背景技术

在传统的植物组培继代培养过程中，为了获得足够的苗株数量，在每次繁殖分化期结束后，需将已长成的植株分割成带有腋芽的小茎段(或小块芽团)，插植到新培养容器内的继代培养基上，使之再成长为一个新的苗株，该过程通常需要进行数十次，工作重复性大、工作量大、生产成本高。而该过程对环境要求极高，需要在无菌接种室内超净接种台上进行，操作人员在进入接种室前必须要严格消毒，否则就会增加幼苗被病菌污染的机率，造成严重损失。针对组培苗移植过程，日本和台湾一些研究机构进行过相关组培苗移植机器人的研发，一般先采用专用的图像处理装置识别出培养容器内苗株的位置，然后机器人手爪进入容器内对每一段苗株进行切割，机器人装置一般采用常用的工业机器人配备专用手爪，该过程对图像处理装置要求高，识别算法也非常复杂，整个系统成本很高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单、成本低，能够完成直立条状组培苗从培养瓶输入到移植后苗瓶输出全过程机械化作业的自动移植机构及其移苗方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种组培苗自动移植机构，其特征在于：它包括一工作台，所述工作台的台面呈方形，所述台面的一端设置有一苗瓶输入传送带，另一端设置有一苗瓶输出传送带；所述台面的其中一侧间隔设置有一空瓶输出传送带和一洁净瓶输入传送带，其中所述苗瓶输入传送带与所述空瓶输出传送带相邻近，所述苗瓶输出传送带与所述洁净瓶输入传送带相邻近；所述工作台的台面上转动设置有一苗株供应转盘和一苗株移植转盘；所述苗株供应转盘的圆周方向设置有所述空瓶输出传送带，与所述空瓶输出传送带相隔90°设置有所述苗瓶输入传送带，与所述苗瓶输入传送带相隔90°设置有苗瓶开盖机构；所述苗株移植转盘的圆周方向设置有所述洁净瓶输入传送带，与所述洁净瓶输入传送带相隔90°设置有所述苗瓶输出传送带，与所述苗瓶输出传送带相隔90°设置有苗瓶合盖机构；所述苗株供应转盘和苗株移植转盘之间位于所述洁净瓶输入传送带和空瓶输出传送带的一侧设置有取苗机构，所述取苗机构的下方正中位置设置一切苗机构，所述切苗机构与所述苗株供应转盘之间设置一苗株识别机构；所述苗株供应转盘通过传动机构带动转动，所述苗株供应转盘为圆形，其外缘周向均匀间隔设置有四个用于放置培养瓶的半圆形缺口，所述苗株供应转盘的顶部均匀间隔设置有四个瓶盖滑道，四个所述瓶盖滑道与四个所述半圆形缺口交替间隔设置；所述苗株供应转盘的中部设置有一中心孔，所述瓶盖滑道上的瓶盖通过所述中心孔落下，脱离所述苗株供应转盘；所述苗株移植转盘通过传动机构带动转动，所述苗株移植转盘为圆形，其外缘周向均匀间隔设置有四个用于放置培养瓶的半圆形缺口。

所述苗株供应转盘包括上转盘和下转盘，所述上转盘和下转盘的外缘周向都均匀间隔设置有四个半圆形缺口，且所述上转盘和下转盘的四个所述半圆形缺口上、下对应设置；所述瓶盖滑道设置在所述上转盘顶部；所述上转盘与所述下转盘之间设置一环形挡圈，所述环形挡圈的直径大于所述上转盘和下转盘的直径，所述环形挡圈通过若干支柱固定在所述工作台上，所述环形挡圈在与所述苗瓶输入传送带和空瓶输出传送带相对的位置断开，形成一开口；所述苗株供应转盘的传动机构包括一固定在所述工作台上的转盘驱动电机，所述转盘驱动电机的输出轴上固定连接一小齿轮，与所述小齿轮啮合设置一大齿轮，所述大齿轮固定在一转轴上，所述转轴通过轴承支撑在所述工作台上，所述转轴设置为中空管状，所述转轴的顶端通过法兰盘固定连接所述下转盘，所述下转盘上方通过连接座固定连接所述上转盘；所述上转盘、下转盘和连接座的中心均设置有一中心孔，且与所述转轴中心连通。

所述苗株移植转盘包括上平转盘和下平转盘；所述上平转盘和下平转盘外缘周向都均匀间隔设置有四个半圆形缺口，且所述上平转盘和下平转盘的四个所述半圆形缺口上、下对应设置；所述上平转盘与所述下平转盘之间设置一环形挡圈，所述环形挡圈的直径大于所述上平转盘和下平转盘的直径，所述环形挡圈通过若干支柱固定在所述工作台上，所述环形挡圈在与所述苗瓶输出传送带和洁净瓶输入传送带相对的位置断开，形成一开口；所述苗株移植转盘的传动机构包括一固定在所述工作台上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上通过联轴器固定连接一驱动轴，所述驱动轴通过轴承支撑在所述工作台上，所述驱动轴从所述下平转盘的中心穿过，且穿过端上设置一轴套，所述轴套的上端连接所述上平转盘，所述轴套的下端连接所述下平转盘。

所述取苗机构包括一固定在所述工作台上的支撑架，所述支撑架上固定连接一个三自由度直角坐标机械臂，所述三自由度直角坐标机械臂的Z轴末端固定连接一取苗手爪。

所述切苗机构包括一固定在所述工作台上的支柱，所述支柱上固定连接一呈竖直状态设置的直线导轨，所述支柱上部设置一电机，所述电机的输出端连接丝杠，所述丝杠两端通过设置在所述支柱上的丝杠支撑座支撑，所述丝杠上设置有能够沿所述直线导轨上下移动的滑块，所述滑块上固定连接一剪切爪，所述直线导轨下端的基座上固定连接一夹持爪。

所述工作台两端分别设置有一用于设置所述洁净瓶输入传送带和苗瓶输出传送带的缺口，所述工作台的一侧间隔设置有两个用于设置所述苗瓶输入传送带和空瓶输出传送带的缺口，所述苗瓶输入传送带、空瓶输出传送带、洁净瓶输入传送带和苗瓶输出传送带与均所述工作台贴合设置，并且与所述工作台的台面平齐。

上述一种组培苗自动移植机构的移苗方法，其包括以下步骤：1)苗瓶输入传输带送入内部生长有待移植苗株的培养瓶，到达苗瓶输入工位，此时培养瓶刚好卡在苗株供应转盘的上转盘和下转盘的其中一上下对应的半圆形缺口内；2)苗株供应转盘顺时针转动90°，带动卡在其上的培养瓶沿着环形挡圈转动到苗瓶开盖工位，苗瓶开盖机构工作，将瓶盖打开；3)苗株供应转盘继续顺时针转动90°，带动卡在其上的培养瓶达到取苗工位，在该转动过程中，当转到45°位置时暂停一次，苗瓶开盖机构将瓶盖放入苗株供应转盘上的瓶盖滑道内，瓶盖沿上转盘上的中心圆孔滑落；4)取苗机构工作，带动其上的取苗手爪到达取苗工位，取苗手爪伸入培养瓶内，识别并取出其中的一棵苗；5)取苗机构将取出的苗株运送到苗株识别剪切工位，切苗机构上的夹持爪从根部将苗株夹持，使苗株处于竖直状态；6)苗株识别机构上的摄像头摄取固定在夹持爪上的苗株的图像，将图像传输给计算机，计算机识别并计算出苗株上每个剪切点的位置，并将每个剪切点的位置信号输出给取苗机构40和切苗机构50；7)取苗机构上的取苗手爪从剪切点上方夹持住苗株，切苗机构上的剪切爪运动到剪切点处将苗株剪断；在苗株剪切的同时，新的培养瓶由洁净瓶输入传送带输入到洁净瓶输入工位，新的培养瓶刚好卡在苗株移植转盘的上平转盘和下平转盘的其中一上下对应的半圆形缺口内，苗株移植转盘顺时针转动90°，将新的培养瓶运送到苗株移植工位；8)取苗机构将剪切下来的一段苗株运送到苗株移植工位，并将夹持在其取苗手爪上的这段苗株插在新培养瓶内的培养基上；9)取苗机构回到苗株识别剪切工位，从下一个剪切点上方夹持住苗株，切苗机构上的剪切爪运动到下一个剪切点处将苗株剪断，取苗机构再次将新切断的苗株运送到苗株移植工位，并将苗株插在新培养瓶内的培养基上，该工作过程重复进行；10)当一个新培养瓶内插植到设定数量的苗株段时，苗株移植转盘顺时针转动90°，将该培养瓶运送到苗瓶合盖工位，苗瓶合盖机构工作，将瓶盖盖好；苗株移植转盘再次顺时针转动90°，将培养瓶运送到苗瓶输出工位，苗瓶输出传送带工作，将移植后的培养瓶输出；下一个新的培养瓶由洁净瓶输入传送带输入到洁净瓶输入工位，苗株移植转盘顺时针转动90°，将该培养瓶运送到苗株移植工位，等待插植剪切后的苗株段；11)当夹持在切苗机构的夹持爪中的一棵苗株被剪切完之后，取苗机构运动到取苗工位，从位于该处的培养瓶内再取出一棵苗，送到苗株识别剪切工位，返回步骤5)；12)当位于取苗工位处培养瓶内所有的苗均被取出后，苗株供应转盘顺时针转动90°，将移植后废弃苗瓶运送到移植后废弃苗瓶输出工位，在此处培养瓶没有环形挡圈的保护，空瓶输出传送带工作，将空的培养瓶输出；以上步骤重复进行，直到移植完所有的组培苗。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用传送带、转盘、取苗机构、切苗机构和苗株识别机构相结合的流水线作业方式，使得从培养瓶输入到移植后苗瓶输出的整个作业过程无需人工参与，自动化程度高，避免了人工介入造成的污染。2、本发明采用一次从培养瓶中取出一株苗，每次对单株苗进行识别、剪切、移植的方法，操作简单、识别算法简单、系统配置要求低、实用可行。3、本发明采用苗株供应转盘和苗株移植转盘两个机构将工作过程分解，在不同的工位完成不同的工作，简单可行、作业效率高。4、本发明切苗机构采用夹持爪固定、剪切爪能上下移动的结构方式，夹持爪从下方夹持住苗株根部茎秆，剪切爪从上向下运动逐段剪切苗株，结构简单、作业效率高。本发明结构简单、工作可靠、效率高，能完成直立条状组培苗从培养瓶输入到移植后苗瓶输出过程的机械化作业，可大大降低人工作业污染和人力成本，可广泛用于植物组培继代培养过程中直立条状组培苗的自动化移植作业过程中。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图

图2是图1的俯视示意图

图3是本发明苗株供应转盘结构示意图

图4是本发明取苗机构结构示意图

图5是本发明切苗机构结构示意图

图6是本发明苗株移植转盘结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明包括工作台10，工作台10上设置有苗株供应转盘20、苗瓶开盖机构30、取苗机构40、切苗机构50、苗株识别机构60、苗株移植转盘70和苗瓶合盖机构80。

如图1、图2所示，本发明的工作台10为一个台面较厚的桌子，工作台10的台面呈方形。台面的两端各设置一个缺口，两缺口对称，分别贴合设置一苗瓶输出传送带101和一苗瓶输入传送带102；台面的其中一侧也对称设置两个缺口，其中与苗瓶输出传送带101相邻近的缺口处贴合设置一洁净瓶输入传送带103，与苗瓶输入传送带102相邻近的缺口处贴合设置一空瓶输出传送带104。苗株供应转盘20和苗株移植转盘70转动设置在工作台10的台面上。苗株供应转盘20的圆周方向设置有空瓶输出传送带104，与空瓶输出传送带104相隔90°设置有苗瓶输入传送带102，与苗瓶输入传送带102相隔90°设置有苗瓶开盖机构30。苗株移植转盘70的圆周方向设置有洁净瓶输入传送带103，与洁净瓶输入传送带103相隔90°设置有苗瓶输出传送带101，与苗瓶输出传送带101相隔90°设置有苗瓶合盖机构80。苗株供应转盘20和苗株移植转盘70之间位于洁净瓶输入传送带103和空瓶输出传送带104的一侧设置有取苗机构40，取苗机构40的下方正中位置设置一切苗机构50，切苗机构50和苗株供应转盘20之间设置一苗株识别机构60。苗瓶开盖机构30、苗瓶合盖机构80、取苗机构40、切苗机构50和苗株识别机构60均与工作台10固定设置；苗瓶输入传送带102、空瓶输出传送带104、洁净瓶输入传送带103和苗瓶输出传送带101与均工作台10贴合设置，并且与工作台10的台面平齐。

如图1、图2、图3所示，本发明的苗株供应转盘20包括一固定在工作台10上的转盘驱动电机201，转盘驱动电机201的输出轴上固定连接一小齿轮202，与小齿轮202啮合设置一大齿轮203，大齿轮203固定在一转轴204上，转轴204通过一轴承205支撑在工作台10和固定在工作台10上的一轴承座206上，转轴204设置为中空管状，转轴204的顶端通过法兰盘固定连接一下转盘207，下转盘207为一外缘等间距设置有四个半圆形缺口的圆盘，下转盘207的中心设置一圆孔，该圆孔的直径与转轴204的中心圆孔直径相等，下转盘207上方通过一连接座208固定连接一上转盘209，连接座208的中心设置一圆孔，该圆孔直径与下转盘207的中心孔直径相等，上转盘209的大小和形状与下转盘207完全一样，也为外缘等间距设置有四个半圆形缺口的圆盘，上转盘209和下转盘207的四个半形圆缺口上、下对应设置，缺口内用于放置培养瓶，上转盘209的顶部等间距固定设置四个瓶盖滑道210，四个瓶盖滑道210与上转盘209上的四个半圆形缺口交替间隔设置，瓶盖滑道210用于接纳苗瓶开盖机构30开启的瓶盖，并使瓶盖滑入由上转盘209、连接座208、下转盘207和转轴204的中心圆孔构成的通道内。上转盘209和下转盘207之间设置一环形挡圈211，环形挡圈211的直径大于上转盘209和下转盘207的直径，环形挡圈211通过四根支柱212固定在工作台10上，环形挡圈211在与苗瓶输入传送带102和空瓶输出传送带104相对的位置断开，形成一开口，以便于苗瓶输入传送带102上的培养瓶进入苗株供应转盘20的上转盘209和下转盘207的上下对应的半圆形缺口内，同时也便于苗株供应转盘20的上转盘209和下转盘207的上下对应的半圆形缺口内的培养瓶随空瓶输出传送带104运走；转动苗株供应转盘20，环形挡圈211用于保护放置于上转盘209和下转盘207的上下对应的半圆形缺口内的培养瓶。

如图1、图2、图3所示，苗株供应转盘20的工作方式为：当转盘驱动电机201启动时，带动小齿轮202旋转，小齿轮202驱动与之啮合的大齿轮203旋转，转轴204随大齿轮203一起转动，带动与转轴204固定在一起的下转盘207、连接座208和上转盘209一起转动，从而将放置于上转盘209和下转盘207的四个半圆形缺口内的培养瓶随苗株供应转盘20运转，以送到不同的工位。

如图1、图2所示，本发明的苗瓶开盖机构30的结构请参见本申请人于2011年4月1日申请的发明名称为“一种培养瓶开盖机构及其操作方法”，发明专利申请号为201110082646.5的发明专利申请。苗瓶开盖机构30的功能是将通过苗株供应转盘20运送到其下方的培养瓶的瓶盖打开。本发明的苗瓶合盖机构80的结构与苗瓶开盖机构30的结构相同，只是夹盖手爪的运动方向相反，苗瓶合盖机构80的功能是将通过苗株移植转盘70运送到其下方的培养瓶的瓶盖盖好拧紧。用于为苗瓶合盖机构80提供瓶盖的方式，可以采用现有技术中的瓶盖自动供应装置，在此不再详细说明。

如图1、图2、图4所示，本发明的取苗机构40包括一固定在工作台10上的支撑架401，支撑架401上设置有一个三自由度直角坐标机械臂402，三自由度直角坐标机械臂402的Z轴末端固定连接一取苗手爪403。取苗手爪403的结构请参见本申请人于2011年5月3日申请的发明名称为“一种自动取苗手爪机构及其取苗方法”，发明专利申请号为201110112673.2的发明专利申请。取苗机构40用于将苗株供应转盘20运送的培养瓶内的苗株抓取出来，放到切苗机构50进行剪切，并将剪切后的苗株运送到苗株移植转盘70上的培养瓶内。

如图1、图2、图5所示，本发明的切苗机构50包括一固定在工作台10上的支柱501，支柱501位于取苗机构40支撑架401的下方正中位置，支柱501上固定连接一呈竖直状态设置的直线导轨502，支柱501上部设置一电机503，电机503的输出端连接丝杠，丝杠两端通过设置在立柱501上的丝杠支撑座支撑，丝杠上设置有能够沿直线导轨502上下移动的滑块，滑块上固定连接一剪切爪504，剪切爪504在滑块的带动下可以沿直线导轨502上下滑动，直线导轨502下端的基座上固定连接一夹持爪505，夹持爪505用于从苗株的根部夹持固定苗株，剪切爪504用于对固定在夹持爪505上的苗株进行剪切。剪切爪504和夹持爪505可以采用现有技术中的气爪，具体结构在此不再详细说明。

如图1、图2所示，本发明的苗株识别机构60包括一固定在工作台10上的支架，支架上固定连接一摄像头，摄像头用于摄取固定在夹持爪505上的苗株的图像，将图像传输给计算机，由计算机识别并计算出苗株上每个剪切点的位置，并将每个剪切点的位置信号输出给取苗机构40和切苗机构50。

如图1、图2、图6所示，本发明的苗株移植转盘70包括一固定在工作台10上的驱动电机701，驱动电机701的输出轴上通过一联轴器702固定连接一驱动轴703，驱动轴703通过一双列轴承704支撑在工作台10和固定在工作台10上的一轴承座705上，驱动轴703的另一端通过一平键706固定连接一轴套707，轴套707的上端通过螺钉固定连接一上平转盘708，上平转盘708为一外缘等间距设置有四个半圆形缺口的圆盘，缺口大小与苗株供应转盘20中的上转盘209和下转盘207上的缺口大小相等，轴套707的下端通过螺钉固定连接一下平转盘709，下平转盘709的大小和形状与上平转盘708基本一样，不同的是其中部设置一圆孔，驱动轴703从下平转盘709的中心圆孔穿过，上平转盘708和下平转盘709的四个半圆形缺口上、下对应设置，缺口内用于放置培养瓶，在上平转盘708和下平转盘709的之间设置一环形挡圈710，环形挡圈710通过四根支柱711固定在工作台10上，环形挡圈710的直径大于上平转盘708和下平转盘709的直径，环形挡圈710在与苗瓶输出传送带101和洁净瓶输入传送带103相对的位置断开，形成一开口，以便于洁净瓶输入传送带103上的培养瓶顺利进入苗株移植转盘70的上平转盘708和下平转盘709的半圆形缺口内，同时也便于苗株移植转盘70的上平转盘708和下平转盘709的半圆形缺口内的培养瓶随苗瓶输出传送带101运走；环形挡圈710用于保护放置于上平转盘708和下平转盘709的半圆形缺口内的培养瓶。

苗株移植转盘70的工作方式为：当驱动电机701启动时，通过联轴器702带动驱动轴703转动，驱动轴703带动与之固连在一起的轴套707转动，轴套707带动上、下固连的上平转盘708和下平转盘709旋转，从而将放置于上转盘708和下转盘709的上下对应的四个半圆形缺口内的培养瓶运送到不同的工位。

苗瓶输入传送带102、空瓶输出传送带104、洁净瓶输入传送带103和苗瓶输出传送带101均采用常用平皮带，其设置可以采用现有技术，在此不再详细说明。

如图1、图2所示，本发明的工作区域按苗株移植过程分为苗瓶输入工位I、苗瓶开盖工位II、取苗工位III、苗株识别剪切工位IV、苗株移植工位V、苗瓶合盖工位VI、苗瓶输出工位VII七部分，另外还包括洁净瓶输入工位VIII和移植后废弃苗瓶输出工位IX两个辅助工位。

本发明移植机构的移苗方法包括以下步骤：

1)苗瓶输入传送带102送入内部生长有待移植苗株的培养瓶，到达苗瓶输入工位I，即贴近苗株供应转盘20的位置，此时培养瓶刚好卡在苗株供应转盘20的上转盘209和下转盘207的其中一上下对应的半圆形缺口内；

2)苗株供应转盘20顺时针转动90°，带动卡在其上的培养瓶沿着环形挡圈211转动到苗瓶开盖工位II，即苗瓶开盖机构30的下方，苗瓶开盖机构30工作，将瓶盖打开；在该过程中，苗瓶输入传送带102上的又一个内部生长有待移植苗株的培养瓶到达上转盘209和下转盘207的下一个半圆形缺口内；

3)苗株供应转盘20继续顺时针转动90°，带动卡在其上的培养瓶达到取苗工位III，即靠近取苗机构40的位置，在该转动过程中，当转到45°位置时暂停一次，苗瓶开盖机构30将瓶盖放入苗株供应转盘20上的瓶盖滑道210内，瓶盖沿上转盘209上的中心圆孔滑落，脱离苗株供应转盘20；在该过程中，又有内部生长有待移植苗株的培养瓶到达上转盘209和下转盘207的下一个半圆形缺口内；

4)取苗机构40工作，带动其上的取苗手爪403到达取苗工位III，取苗手爪403伸入培养瓶内，识别并取出其中的一棵苗(具体过程参加本申请人于2011年5月3日申请的发明名称为“一种自动取苗手爪机构及其取苗方法”，发明专利申请号为201110112673.2的发明专利申请)；

5)取苗机构40将取出的苗株运送到苗株识别剪切工位IV，即切苗机构50所在的位置，切苗机构50上的夹持爪505从根部将苗株夹持，使苗株处于竖直状态；

6)苗株识别机构60上的摄像头摄取固定在夹持爪505上的苗株的图像，将图像传输给计算机，计算机识别并计算出苗株上每个剪切点的位置，并将每个剪切点的位置信号输出给取苗机构40和切苗机构50；

7)取苗机构40上的取苗手爪403从剪切点上方夹持住苗株，切苗机构50上的剪切爪504运动到剪切点处将苗株剪断(苗株的剪切方式为从顶部依次向根部剪切)；在苗株剪切的同时，新的培养瓶由洁净瓶输入传送带103输入到洁净瓶输入工位VIII，即贴近苗株移植转盘70的位置，新的培养瓶刚好卡在苗株移植转盘70的上平转盘708和下平转盘709的其中一上下对应的半圆形缺口内；苗株移植转盘70顺时针转动90°，将新的培养瓶运送到苗株移植工位V，即靠近苗株供应转盘20的位置；

8)取苗机构40上的取苗手爪403将剪切下来的一段苗株运送到苗株移植工位V，并将夹持在取苗手爪403上的这段苗株插在新培养瓶内的培养基上；

9)取苗机构40上的取苗手爪403回到苗株识别剪切工位IV，从下一个剪切点上方夹持住苗株，切苗机构50上的剪切爪504运动到下一个剪切点处将苗株剪断，取苗机构40再次将该段苗株运送到苗株移植工位V，并将苗株插在新培养瓶内的培养基上，该工作过程重复进行；

10)当一个新培养瓶内插植到设定数量的苗株段时，苗株移植转盘70顺时针转动90°，将该培养瓶运送到苗瓶合盖工位VI，即苗瓶合盖机构80的下方，苗瓶合盖机构80工作，通过瓶盖自动供应装置提供的瓶盖将其内插植到设定数量的苗株段的培养瓶盖好；

苗株移植转盘70再次顺时针转动90°，将培养瓶运送到苗瓶输出工位VII，在此处培养瓶没有环形挡圈710的保护，因为苗瓶输出传送带101插入工作台10缺口内，等苗瓶转到输出工位VII处时，苗瓶已处于苗瓶输出传送带101上了，所以会自动随着苗瓶输出传送带101运行，苗瓶输出传送带101工作，将移植后的培养瓶输出；下一个新的培养瓶由洁净瓶输入传送带103输入到洁净瓶输入工位VIII，苗株移植转盘70顺时针转动90°，将该培养瓶运送到苗株移植工位V，等待插植剪切后的苗株段；

11)当夹持在切苗机构50的夹持爪505中的一棵苗株被剪切完之后，取苗机构40运动到取苗工位III，从位于该处的培养瓶内再取出一棵苗，送到苗株识别剪切工位IV，返回步骤5)；

12)当位于取苗工位III处培养瓶内所有的苗均被取出后，苗株供应转盘20顺时针转动90°，将移植后废弃苗瓶运送到移植后废弃苗瓶输出工位IX，在此处培养瓶没有环形挡圈211的保护，空瓶输出传送带104工作，将空的培养瓶输出；

重复上述步骤，直到移植完所有的组培苗。

上述方法中，随着苗株供应转盘20的转动，不断有内部生长有待移植苗株的培养瓶进入苗株供应转盘20的上转盘209和下转盘207的上下对应的半圆形缺口内，并不断有移植后废弃的空的培养瓶从苗株供应转盘20的上转盘209和下转盘207的上下对应的半圆形缺口内运走。

上述方法中，随着苗株移植转盘70的转动，不断有洁净的培养瓶进入到苗株移植转盘70的上平转盘708和下平转盘709的上下对应的半圆形缺口内，并不断有移植后的培养瓶从苗株移植转盘70的上平转盘708和下平转盘709的上下对应的半圆形缺口内运走。

上述实施例中，本发明还包括一套控制系统，苗株供应转盘20、苗瓶开盖机构30、取苗机构40、切苗机构50、苗株识别机构60、苗株移植转盘70和苗瓶合盖机构80的动作，以及各个机构之间的相互配合，都由控制系统进行控制实现，控制系统可以通过相关电控领域的技术人员根据现有技术手段实现，在此不再详细说明。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (11)

1.一种组培苗自动移植机构，其特征在于：它包括一工作台，所述工作台的台面呈方形，所述台面的一端设置有一苗瓶输入传送带，另一端设置有一苗瓶输出传送带；所述台面的其中一侧间隔设置有一空瓶输出传送带和一洁净瓶输入传送带，其中所述苗瓶输入传送带与所述空瓶输出传送带相邻近，所述苗瓶输出传送带与所述洁净瓶输入传送带相邻近；所述工作台的台面上转动设置有一苗株供应转盘和一苗株移植转盘；所述苗株供应转盘的圆周方向设置有所述空瓶输出传送带，与所述空瓶输出传送带相隔90°设置有所述苗瓶输入传送带，与所述苗瓶输入传送带相隔90°设置有苗瓶开盖机构；所述苗株移植转盘的圆周方向设置有所述洁净瓶输入传送带，与所述洁净瓶输入传送带相隔90°设置有所述苗瓶输出传送带，与所述苗瓶输出传送带相隔90°设置有苗瓶合盖机构；所述苗株供应转盘和苗株移植转盘之间位于所述洁净瓶输入传送带和空瓶输出传送带的一侧设置有取苗机构，所述取苗机构的下方正中位置设置一切苗机构，所述切苗机构与所述苗株供应转盘之间设置一苗株识别机构； 

所述苗株供应转盘通过传动机构带动转动，所述苗株供应转盘为圆形，其外缘周向均匀间隔设置有四个用于放置培养瓶的半圆形缺口，所述苗株供应转盘的顶部均匀间隔设置有四个瓶盖滑道，四个所述瓶盖滑道与四个所述半圆形缺口交替间隔设置；所述苗株供应转盘的中部设置有一中心孔，所述瓶盖滑道上的瓶盖通过所述中心孔落下，脱离所述苗株供应转盘； 

所述苗株移植转盘通过传动机构带动转动，所述苗株移植转盘为圆形，其外缘周向均匀间隔设置有四个用于放置培养瓶的半圆形缺口。 

2.如权利要求1所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述苗株供应转盘包括上转盘和下转盘，所述上转盘和下转盘的外缘周向都均匀间隔设置有四个半圆形缺口，且所述上转盘和下转盘的四个所述半圆形缺口上、下对应设置；所述瓶盖滑道设置在所述上转盘顶部；所述上转盘与所述下转盘之间设置一环形挡圈，所述环形挡圈的直径大于所述上转盘和下转盘的直径，所述环形挡圈通过若干支柱固定在所述工作台上，所述环形挡圈在与所述苗瓶输入传送带和空瓶输出传送带相对的位置断开，形成一开口；所述苗株供应转盘的传动机构包括一固定在所述工作台上的转盘驱动电机，所述转盘驱动电机的输出轴上固定连接一小齿轮，与所述小齿轮啮合设置一大齿轮，所述大齿轮固定在一转轴上，所述转轴通过轴承支撑在所述工作台上，所述转轴设置为中空管状，所述转轴的顶端通过法兰盘固定连接所述下转盘，所述下转盘上方通过连接座固定连接所述上转盘； 所述上转盘、下转盘和连接座的中心均设置有一中心孔，且与所述转轴中心连通。 

3.如权利要求1所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述苗株移植转盘包括上平转盘和下平转盘；所述上平转盘和下平转盘外缘周向都均匀间隔设置有四个半圆形缺口，且所述上平转盘和下平转盘的四个所述半圆形缺口上、下对应设置；所述上平转盘与所述下平转盘之间设置一环形挡圈，所述环形挡圈的直径大于所述上平转盘和下平转盘的直径，所述环形挡圈通过若干支柱固定在所述工作台上，所述环形挡圈在与所述苗瓶输出传送带和洁净瓶输入传送带相对的位置断开，形成一开口；所述苗株移植转盘的传动机构包括一固定在所述工作台上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上通过联轴器固定连接一驱动轴，所述驱动轴通过轴承支撑在所述工作台上，所述驱动轴从所述下平转盘的中心穿过，且穿过端上设置一轴套，所述轴套的上端连接所述上平转盘，所述轴套的下端连接所述下平转盘。 

4.如权利要求2所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述苗株移植转盘包括上平转盘和下平转盘；所述上平转盘和下平转盘外缘周向都均匀间隔设置有四个半圆形缺口，且所述上平转盘和下平转盘的四个所述半圆形缺口上、下对应设置；所述上平转盘与所述下平转盘之间设置另一环形挡圈，所述另一环形挡圈的直径大于所述上平转盘和下平转盘的直径，所述另一环形挡圈通过若干支柱固定在所述工作台上，所述另一环形挡圈在与所述苗瓶输出传送带和洁净瓶输入传送带相对的位置断开，形成一开口；所述苗株移植转盘的传动机构包括一固定在所述工作台上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上通过联轴器固定连接一驱动轴，所述驱动轴通过轴承支撑在所述工作台上，所述驱动轴从所述下平转盘的中心穿过，且穿过端上设置一轴套，所述轴套的上端连接所述上平转盘，所述轴套的下端连接所述下平转盘。 

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述取苗机构包括一固定在所述工作台上的支撑架，所述支撑架上固定连接一个三自由度直角坐标机械臂,所述三自由度直角坐标机械臂的Z轴末端固定连接一取苗手爪。 

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述切苗机构包括一固定在所述工作台上的支柱，所述支柱上固定连接一呈竖直状态设置的直线导轨，所述支柱上部设置一电机，所述电机的输出端连接丝杠，所述丝杠两端通过设置在所述支柱上的丝杠支撑座支撑，所述丝杠上设置有能够沿所述直线导轨上下移动的滑块，所述滑块上固定连接一剪切爪，所述直线导轨 下端的基座上固定连接一夹持爪。 

7.如权利要求5所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述切苗机构包括一固定在所述工作台上的支柱，所述支柱上固定连接一呈竖直状态设置的直线导轨，所述支柱上部设置一电机，所述电机的输出端连接丝杠，所述丝杠两端通过设置在所述支柱上的丝杠支撑座支撑，所述丝杠上设置有能够沿所述直线导轨上下移动的滑块，所述滑块上固定连接一剪切爪，所述直线导轨下端的基座上固定连接一夹持爪。 

8.如权利要求1或2或3或4所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述工作台两端分别设置有一用于设置所述洁净瓶输入传送带和苗瓶输出传送带的缺口，所述工作台的一侧间隔设置有两个用于设置所述苗瓶输入传送带和空瓶输出传送带的缺口，所述苗瓶输入传送带、空瓶输出传送带、洁净瓶输入传送带和苗瓶输出传送带与均所述工作台贴合设置，并且与所述工作台的台面平齐。 

9.如权利要求5所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述工作台两端分别设置有一用于设置所述洁净瓶输入传送带和苗瓶输出传送带的缺口，所述工作台的一侧间隔设置有两个用于设置所述苗瓶输入传送带和空瓶输出传送带的缺口，所述苗瓶输入传送带、空瓶输出传送带、洁净瓶输入传送带和苗瓶输出传送带与均所述工作台贴合设置，并且与所述工作台的台面平齐。 

10.如权利要求6所述的一种组培苗自动移植机构，其特征在于：所述工作台两端分别设置有一用于设置所述洁净瓶输入传送带和苗瓶输出传送带的缺口，所述工作台的一侧间隔设置有两个用于设置所述苗瓶输入传送带和空瓶输出传送带的缺口，所述苗瓶输入传送带、空瓶输出传送带、洁净瓶输入传送带和苗瓶输出传送带与均所述工作台贴合设置，并且与所述工作台的台面平齐。 

11.一种如权利要求1～10任一项所述的组培苗自动移植机构的移苗方法，其包括以下步骤： 

1）苗瓶输入传输带送入内部生长有待移植苗株的培养瓶，到达苗瓶输入工位，此时培养瓶刚好卡在苗株供应转盘的上转盘和下转盘的其中一上下对应的半圆形缺口内； 

2）苗株供应转盘顺时针转动90°，带动卡在其上的培养瓶沿着环形挡圈转动到苗瓶开盖工位，苗瓶开盖机构工作，将瓶盖打开； 

3）苗株供应转盘继续顺时针转动90°，带动卡在其上的培养瓶达到取苗工位，在该转动过程中，当转到45°位置时暂停一次，苗瓶开盖机构将瓶盖放入苗株供应转盘上的瓶盖滑道内，瓶盖沿上转盘上的中心圆孔滑落； 

4）取苗机构工作，带动其上的取苗手爪到达取苗工位，取苗手爪伸入培养瓶内，识别并取出其中的一棵苗； 

5）取苗机构将取出的苗株运送到苗株识别剪切工位，切苗机构上的夹持爪从根部将苗株夹持，使苗株处于竖直状态； 

6）苗株识别机构上的摄像头摄取固定在夹持爪上的苗株的图像，将图像传输给计算机，计算机识别并计算出苗株上每个剪切点的位置，并将每个剪切点的位置信号输出给取苗机构（40）和切苗机构（50）； 

7）取苗机构上的取苗手爪从剪切点上方夹持住苗株，切苗机构上的剪切爪运动到剪切点处将苗株剪断；在苗株剪切的同时，新的培养瓶由洁净瓶输入传送带输入到洁净瓶输入工位，新的培养瓶刚好卡在苗株移植转盘的上平转盘和下平转盘的其中一上下对应的半圆形缺口内，苗株移植转盘顺时针转动90°，将新的培养瓶运送到苗株移植工位； 

8）取苗机构将剪切下来的一段苗株运送到苗株移植工位，并将夹持在其取苗手爪上的这段苗株插在新培养瓶内的培养基上； 

9）取苗机构回到苗株识别剪切工位，从下一个剪切点上方夹持住苗株，切苗机构上的剪切爪运动到下一个剪切点处将苗株剪断，取苗机构再次将新切断的苗株运送到苗株移植工位，并将苗株插在新培养瓶内的培养基上，该工作过程重复进行； 

10）当一个新培养瓶内插植到设定数量的苗株段时，苗株移植转盘顺时针转动90°，将该培养瓶运送到苗瓶合盖工位，苗瓶合盖机构工作，将瓶盖盖好；苗株移植转盘再次顺时针转动90°，将培养瓶运送到苗瓶输出工位，苗瓶输出传送带工作，将移植后的培养瓶输出；下一个新的培养瓶由洁净瓶输入传送带输入到洁净瓶输入工位，苗株移植转盘顺时针转动90°，将该培养瓶运送到苗株移植工位，等待插植剪切后的苗株段； 

11）当夹持在切苗机构的夹持爪中的一棵苗株被剪切完之后，取苗机构运动到取苗工位，从位于该处的培养瓶内再取出一棵苗，送到苗株识别剪切工位，返回步骤5）； 

12）当位于取苗工位处培养瓶内所有的苗均被取出后，苗株供应转盘顺时针转动90°，将移植后废弃苗瓶运送到移植后废弃苗瓶输出工位，在此处培养瓶没有环形挡圈的保护，空瓶输出传送带工作，将空的培养瓶输出； 

以上步骤重复进行，直到移植完所有的组培苗。 

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