CN104897427B - 一种基于机器视觉的移栽机试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉的移栽机试验台，旨在提供一种检测精度高，结构简单，使用方便，效率高的移栽机检测装置，包括试验台机架，电磁调速电机、动力分配箱、取苗机构、送苗装置、栽植机构、计算机视觉装置、位移传感器、速度传感器。计算机视觉装置采用工业摄像机与微处理机相连，位移传感器用于检测送苗机构盘横向往复运动的准确性，速度传感器主要用于检测动力分配箱小带轮的转速，工业摄像机检测取苗机构取苗过程、投苗过程、送苗机构送苗过和栽植机构栽植过程，把数据送到微处理机中处理，计算出取苗成功率、投苗成功率、栽植成功率和最佳工作速度。

Description

一种基于机器视觉的移栽机试验台

技术领域

本发明为一种基于机器视觉的移栽机试验台，特别涉及一种移栽机机械性能检测的试验设备，属于农业机械领域。

背景技术

近年来，我国农作物种植越来越多的采用育苗移栽，育苗移栽能充分利用生长季节，育苗是在保护中进行的，故不受晚霜期的限制，可以提早播种。集中育苗，有利于培育壮苗，苗床内幼苗集中，占地面积较小，管理方便，有利于人为地控制小气候，调节温湿度，加强肥水管理和病虫防治，对幼苗的生长十分有利，因此很多作物都使用移栽机进行移栽作业。

目前还没有成熟的移栽机试验检测平台，部分生产产家生产的移栽机或是高校研制的移栽机都是靠人工来记录移栽试验数据，再把数据归纳总结后录入到电脑中进行计算分析，该工作费时费力、工作效率低、误差大、劳动强度大和受天气等外界因数影响大，不利于通过试验来寻找最优的工作参数和移栽机各部件的调试改进。如有一个实验台架能满足上述要求，不仅能提高工作效率，而且能加快移栽机的研制过程。

本发明一种基于机器视觉的移栽机试验台，提供了一种可视化的移栽机工作情况和分析数据的平台，该试验台利用工业摄像技术，通过专用接口与微处理机连为一体，进行秧苗的快速自动检测，动力分配箱的动力输入采用电磁调速电机，能给移栽机提供不同的工作速度，并且在动力分配箱的小带轮处加装了速度传感器测量输入转速。本发明提供了一种高效全面的检测装置，工业摄像机可检测取苗机构的取苗过程、投苗过程、送苗机构送苗过程和栽植机构栽植过程，把数据传送到微处理机中，计算出移栽机的取苗成功率、投苗成功率、栽植成功率和最佳工作速度。

发明内容

本发明涉及一种基于机器视觉的移栽机试验台，包括机架、传动机构、检测装置、取苗机构、送苗机构和栽植机构，其特征在于传动机构设在机架的底部，检测装置设在机架的前方和机架的两侧位置，取苗机构设在机架上部的中间位置，送苗机构设在机架的后侧部位，栽植机构设在机架的中间部位；所述的机架包括移栽机试验台机架和万向行走轮，上述的万向行走轮安装在移栽机试验台机架的底部，方便移栽机试验台机架的移动；所述的传动机构包括电磁调速电机、皮带、大带轮、小带轮、传动轴、动力分配箱、万向连轴器、送苗动力摆杆和送苗机构离合器，上述的电磁调速电机位于移栽机试验台机架的底部，电磁调速电机的调速范围为50-1500转/分钟，为整个试验台提供动力，电磁调速电机的输出轴与大带轮相连，大带轮安装在电机输出轴上，小带轮分别安装在动力分配箱的输入轴和传动轴的两端上，传动轴通过轴承座固定在移栽机试验台机架的底部，电磁调速电机通过皮带经过大带轮、小带轮和传动轴将电磁调速电机的动力传递给动力分配箱，动力分配箱设有两个动力输出轴，其中一个动力输出轴与万向连轴器相连，为取苗机构提供动力，取苗机构下方的偏心轮与送苗动力摆杆相连，为纵向移动机构和横向移动机构提供动力，使横向移动机构驱动苗架在导轨中做往复运动，另一个动力输出轴为栽植机构提供动力，实现鸭嘴在最高点闭合接苗，最低点扎入土中，张开放苗, 送苗机构离合器安装在苗架的一侧，能在不切断电磁调速电机电源的情况下，切断移栽机的送苗动力；所述的检测装置包括工业摄像机、位移传感器、速度传感器、开关面板、微处理机和调速表，上述的工业摄像机安装在移栽机试验台机架的前方，主要用于采集苗架中穴盘苗的数量，并记录取苗过程，投苗过程，送苗过程和栽植过程，同时将数据输送到微处理机中，显示屏上实时显示工作图像，通过微处理机处理，在显示屏上显示取苗的成功率，放苗的成功率，栽植的效果，位移传感器安装在苗架的导轨上，用于检测苗架的往复运动的准确性，并把数据送到微处理机中，给调整送苗机构的运动准确性提供数据支持，速度传感器安装在动力分配箱的输入小带轮的前方，用于检测动力分动箱输入小带轮的实际转速，把数据输入到微处理机，开关面板安装在移栽机试验台机架的正前方，用于控制试验台总电源、电磁调速电机、调速表、微处理机和工业摄像机的电源；所述取苗机构安装在移栽机试验台机架的中间，通过万向连轴器和动力分配箱相连，主要用于取出摆放在苗架上的穴盘苗中的秧苗；所述的送苗机构包括纵向移动机构、横向移动机构、苗架和导轨，上述的纵向移动机构与横向移动机构用于将输送苗架上的穴盘苗准确的移动到取苗机构的取苗位置，苗架设在纵向移动机构与横向移动机构的上方，导轨设在移栽机试验台机架上；所述的栽植机构安装在送苗机构的前部并位于取苗机构的下方，栽植机构直接安装在动力分配箱的第二输出轴上，用于接住取苗机构投放的苗并把苗栽植到地里。

本发明的具体实施过程如下：一种基于机器视觉的移栽机试验台采用的是电磁调速电机给整个移栽机试验台提供动力，调速表可以调节电磁调速电机的转速，电磁调速电机通过带传动把动力传送给动力分配箱的小带轮，动力分配箱获的动力后有两个输出轴，一个输出轴通过万向连轴器和取苗机构相连，取苗机构的下方有一个偏心轮，偏心轮和动力摆杆相连给送苗机构提供动力，动力分配箱的另一个输出轴和栽植机构相连，实现鸭嘴在最高点闭合接苗，最低点扎入土中，张开放苗，鸭嘴回位。

试验台工作时，工业摄像机记录苗架上的苗是否有空穴，并记录送苗机构送苗过程、取苗机构取苗过程、取苗机构投苗过程和栽植机构栽植过程，并把数据输送到微处理机中，经过数字图像处理，分析出移栽机的取苗成功率、投苗成功率和栽植成功率，电磁调速电机可以通过调速表来调节试验台的工作速度。速度传感器测量动力分配箱的输入速度，反馈到微处理机中，这样可以在不同的工作速度下测试出移栽机的取苗成功率、投苗成功率、栽植成功率和寻找最佳工作速度，位移传感器检测送苗机构往复运动的准确性，并把数据送到微处理机中，给调整苗盘的运动准确性提供数据支持。

现有设计的移栽机，都缺乏一个完善检测系统，生产的机器都是直接装配到整机上，很少经过试验台的测试，本发明采用基于机器视觉的移栽机试验台能有效的满足移栽机的各个方面的性能检测，移栽机的改进研究，工作效率高，成本低，劳动强度低。

附图说明

图1为本发明的前等轴测图。

图2为本发明的后等轴测图。

图3为本发明的主视图。

图4为本发明的后视图。

图5为本发明的左视图。

图中所示： 1为移栽机试验台机架，2为工业摄像机，3为动力分配箱，4为取苗机构，5为送苗动力摆杆，6为位移传感器，7为苗架，8为纵向移动机构，9为横向移动机构，10为导轨，11为栽植机构，12为小带轮，13为电磁调速电机，14为万向行走轮，15为大带轮，16为皮带，17为速度传感器，18为传动轴，19为开关面板，20为微处理机，21为调速表，22为送苗离合器，23为万向连轴器。

具体实施方式

实施例1：参照附图，一种基于机器视觉的移栽机试验台，包括机架、传动机构、检测装置、取苗机构4、送苗机构和栽植机构11，其特征在于传动机构设在机架的底部，检测装置设在机架的前方和机架的两侧位置，取苗机构4设在机架上部的中间位置，送苗机构设在机架的后侧部位，栽植机构11设在机架的中间部位；所述的机架包括移栽机试验台机架1和万向行走轮14，上述的万向行走轮14安装在移栽机试验台机架1的底部，方便移栽机试验台机架1的移动；所述的传动机构包括电磁调速电机13、皮带16、大带轮15、小带轮12、传动轴18、动力分配箱3、万向连轴器23、送苗动力摆杆5和送苗机构离合器22，上述的电磁调速电机13位于移栽机试验台机架1的底部，电磁调速电机13的调速范围为50-1500转/分钟，为整个试验台提供动力，电磁调速电机13的输出轴与大带轮15相连，大带轮15安装在电机输出轴上，小带轮12分别安装在动力分配箱3的输入轴和传动轴18的两端上，传动轴18通过轴承座固定在移栽机试验台机架1的底部，电磁调速电机13通过皮带16经过大带轮15、小带轮12和传动轴18将电磁调速电机13的动力传递给动力分配箱3，动力分配箱3设有两个动力输出轴，其中一个动力输出轴与万向连轴器23相连，为取苗机构4提供动力，取苗机构4下方的偏心轮与送苗动力摆杆5相连，为纵向移动机构8和横向移动机构9提供动力，使横向移动机构9驱动苗架7在导轨10中做往复运动，另一个动力输出轴为栽植机构11提供动力，实现鸭嘴在最高点闭合接苗，最低点扎入土中，张开放苗, 送苗机构离合器22安装在苗架7的一侧，能在不切断电磁调速电机13电源的情况下，切断移栽机的送苗动力；所述的检测装置包括工业摄像机2、位移传感器6、速度传感器17、开关面板19、微处理机20和调速表21，上述的工业摄像机2安装在移栽机试验台机架1的前方，主要用于采集苗架7中穴盘苗的数量，并记录取苗过程，投苗过程，送苗过程和栽植过程，同时将数据输送到微处理机20中，显示屏上实时显示工作图像，通过微处理机20处理，在显示屏上显示取苗的成功率，放苗的成功率，栽植的效果，位移传感器6安装在苗架7的导轨10上，用于检测苗架7的往复运动的准确性，并把数据送到微处理机20中，给调整送苗机构的运动准确性提供数据支持，速度传感器17安装在动力分配箱3的输入小带轮12的前方，用于检测动力分动箱输入小带轮12的实际转速，把数据输入到微处理机20，开关面板19安装在移栽机试验台机架1的正前方，用于控制试验台总电源、电磁调速电机13、调速表21、微处理机20和工业摄像机2的电源；所述取苗机构4安装在移栽机试验台机架1的中间，通过万向连轴器23和动力分配箱3相连，主要用于取出摆放在苗架7上的穴盘苗中的秧苗；所述的送苗机构包括纵向移动机构8、横向移动机构9、苗架7和导轨10，上述的纵向移动机构8与横向移动机构9用于将输送苗架7上的穴盘苗准确的移动到取苗机构4的取苗位置，苗架7设在纵向移动机构8与横向移动机构9的上方，导轨10设在移栽机试验台机架1上；所述的栽植机构11安装在送苗机构的前部并位于取苗机构4的下方，栽植机构11直接安装在动力分配箱3的第二输出轴上，用于接住取苗机构4投放的苗并把苗栽植到地里。

上述实施例仅为本发明的较佳的实例而已，并非是对本发明实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，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权利要求保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于机器视觉的移栽机试验台，包括机架、传动机构、检测装置、取苗机构(4)、送苗机构和栽植机构(11)，其特征在于传动机构设在机架的底部，检测装置设在机架的前方和机架的两侧位置，取苗机构(4)设在机架上部的中间位置，送苗机构设在机架的后侧部位，栽植机构(11)设在机架的中间部位；所述的机架包括移栽机试验台机架(1)和万向行走轮(14)，上述的万向行走轮(14)安装在移栽机试验台机架(1)的底部，方便移栽机试验台机架(1)的移动；所述的传动机构包括电磁调速电机(13)、皮带(16)、大带轮(15)、小带轮(12)、传动轴(18)、动力分配箱(3)、万向连轴器(23)、送苗动力摆杆(5)和送苗机构离合器(22)，上述的电磁调速电机(13)位于移栽机试验台机架(1)的底部，电磁调速电机(13)的调速范围为50-1500转/分钟，为整个试验台提供动力，电磁调速电机(13)的输出轴与大带轮(15)相连，大带轮(15)安装在电机输出轴上，小带轮(12)分别安装在动力分配箱(3)的输入轴和传动轴(18)的两端上，传动轴(18)通过轴承座固定在移栽机试验台机架(1)的底部，电磁调速电机(13)通过皮带(16)经过大带轮(15)、小带轮(12)和传动轴(18)将电磁调速电机(13)的动力传递给动力分配箱(3)，动力分配箱(3)设有两个动力输出轴，其中一个动力输出轴与万向连轴器(23)相连，为取苗机构(4)提供动力，取苗机构(4)下方的偏心轮与送苗动力摆杆(5)相连，为纵向移动机构(8)和横向移动机构(9)提供动力，使横向移动机构(9)驱动苗架(7)在导轨(10)中做往复运动，另一个动力输出轴为栽植机构(11)提供动力，实现鸭嘴在最高点闭合接苗，最低点扎入土中，张开放苗, 送苗机构离合器(22)安装在苗架(7)的一侧，能在不切断电磁调速电机(13)电源的情况下，切断移栽机的送苗动力；所述的检测装置包括工业摄像机(2)、位移传感器(6)、速度传感器(17)、开关面板(19)、微处理机(20)和调速表(21)，上述的工业摄像机(2)安装在移栽机试验台机架(1)的前方，主要用于采集苗架(7)中穴盘苗的数量，并记录取苗过程，投苗过程，送苗过程和栽植过程，同时将数据输送到微处理机(20)中，显示屏上实时显示工作图像，通过微处理机(20)处理，在显示屏上显示取苗的成功率，放苗的成功率，栽植的效果，位移传感器(6)安装在苗架(7)的导轨(10)上，用于检测苗架(7)的往复运动的准确性，并把数据送到微处理机(20)中，给调整送苗机构的运动准确性提供数据支持，速度传感器(17)安装在动力分配箱(3)的输入小带轮(12)的前方，用于检测动力分动箱输入小带轮(12)的实际转速，把数据输入到微处理机(20)，开关面板(19)安装在移栽机试验台机架(1)的正前方，用于控制试验台总电源、电磁调速电机(13)、调速表(21)、微处理机(20)和工业摄像机(2)的电源；所述取苗机构(4)安装在移栽机试验台机架(1)的中间，通过万向连轴器(23)和动力分配箱(3)相连，主要用于取出摆放在苗架(7)上的穴盘苗中的秧苗；所述的送苗机构包括纵向移动机构(8)、横向移动机构(9)、苗架(7)和导轨(10)，上述的纵向移动机构(8)与横向移动机构(9)用于将输送苗架(7)上的穴盘苗准确的移动到取苗机构(4)的取苗位置，苗架(7)设在纵向移动机构(8)与横向移动机构(9)的上方，导轨(10)设在移栽机试验台机架(1)上；所述的栽植机构(11)安装在送苗机构的前部并位于取苗机构(4)的下方，栽植机构(11)直接安装在动力分配箱(3)的第二输出轴上，用于接住取苗机构(4)投放的苗并把苗栽植到地里。