CN105165415A - 嫁接机蔬菜苗三维定位与夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蔬菜苗三维定位与夹持装置。包括安装有两个摄像头的底座、由滚珠丝杠和直线导轨组成的三维移动装置和安装于上方滚珠丝杠上的夹持装置。本发明可以通过摄像头拍摄蔬菜苗获取蔬菜苗位置后，通过夹持装置实现蔬菜苗的夹持，并将夹持好的蔬菜苗定点移动到空间某一位置。本发明设计合理，自动化程度高，可靠性强，工作稳定。

Description

嫁接机蔬菜苗三维定位与夹持装置

技术领域

本发明涉及的园艺农业机械的自动化控制领域，具体涉及是自动嫁接机中蔬菜苗三维定位与夹持装置。

背景技术

蔬菜生产规模、设施规模不断增大，工厂化育苗也相继出现。嫁接作为改善蔬菜品质，预防土传病虫害的重要手段，得到了广泛应用。手工嫁接作业效率低，嫁接成活率不高，已经不能满足当前嫁接作业的实际需求。国内外相关机构已经研发出部分嫁接机，蔬菜嫁接方法多是贴接法嫁接，作业效率和嫁接成活率都达到了一定的水平，而蔬菜嫁接机嫁接成活率进一步提高的关键因素在于蔬菜苗嫁接过程砧木和穗木的对接定位。现有的定位多采用机械方法进行定位，由于各株蔬菜苗变化差异大，无法精确定位。这使得蔬菜嫁接育苗地成活率和自动化程度提高收到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嫁接机蔬菜苗三维定位与夹持装置，由三维定位机构、夹持装置和两个摄像头构成，其中三维定位机构由第一线性导轨、第二线性导轨、第三线性导轨以及直线导轨构成，夹持装置主要包括电磁铁和上下夹持手臂，两个摄像头水平安装，所述的直线导轨由直线导轨滑台和直线光轴构成。

所述的三维定位机构由三个线性导轨和一个直线导轨构成，其中第一线性导轨、第二线性导轨、第三线性导轨的结构相同，都是由步进电机、滚珠丝杠和丝杠滑台构成，第三线性导轨和直线导轨在下端，第三线性导轨的滑台和直线导轨滑台与中间的第二线性导轨底部连接，第二线性导轨的滑台与第一线性导轨的底部连接。

所述的夹持装置由夹持底座、上夹持手臂、下夹持手臂、连接螺栓、压紧弹簧、电磁铁组成，夹持装置安装在第一线性导轨的滑台上，上夹持手臂与夹持底座固定连接，下夹持手臂通过连接螺栓与夹持底座间隙连接。

本发明提供的蔬菜苗的夹持与三维定位装置，两个摄像头拍摄处理后并可获取蔬菜苗的位置，并通过定位机构配合夹持装置可以实现在三维空间夹取蔬菜苗并移动到工作位置，从而保证定位精度，提高嫁接成活率。与现有技术相比，本发明可以很好的实现蔬菜在嫁接中准确定位，进一步提高了嫁接机嫁接成活率。本发明设计合理，自动化程度高，操作精确，可靠性高，作业稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是夹持装置具体放大示意图。

图3是线性导轨结构示意图。

图中：1是第一线性导轨、2第二线性导轨、3是第三线性导轨，4是直线导轨滑台，5是直线光轴，6是夹持装置，7是两个水平放置的摄像头，8是夹持底座，9是上夹持手臂，10是下夹持手臂，11是连接螺栓，12是压紧弹簧，13是电磁铁，14是步进电机，15是滚珠丝杠，16是丝杠滑台。

具体实施方式

本结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

参见图1、2，本发明提供的蔬菜苗的夹持与三维定位装置，由三维定位机构、夹持装置6和摄像头7构成，其中所述的三维定位机构由第一线性导轨1、第二线性导轨2、第三线性导轨3以及直线导轨构成，所述的夹持装置6包括电磁铁13、上夹持手臂9和下夹持手臂10，所述的摄像头7有两个，且水平安装，所述的直线导轨由直线导轨滑台4和直线光轴5构成。

所述的第一线性导轨1、第二线性导轨2、第三线性导轨3的结构相同，都是由步进电机14、滚珠丝杠15和丝杠滑台16构成，第三线性导轨3和直线导轨在下端，第三线性导轨3的滑台和直线导轨滑台4与第二线性导轨2底部连接，第二线性导轨2的滑台与第一线性导轨1的底部连接。

所述的夹持装置6由夹持底座8、上夹持手臂9、下夹持手臂10、连接螺栓11、压紧弹簧12、电磁铁13组成，夹持装置6安装在第一线性导轨1的滑台上，上夹持手臂9与夹持底座8固定连接，下夹持手臂10通过连接螺栓11与夹持底

座8间隙连接。

本发明主要应用于自动嫁接机砧木和穗木的定位对接中。由第一线性导轨1、第二线性导轨2、第三线性导轨3线性导轨和直线导轨构成的定位装置，三个线性导轨的步进电机通过PLC发送脉冲至驱动器实现线性移动，PLC与上位机PC实时通讯。两个平行放置的摄像头拍摄照片传送给PC机，PC机通过图像处理后获取嫁接对象穗木和砧木的位置信息。

PC机将获取的穗木位置信息传送给PLC控制步进移动，并在蔬菜苗夹持装置6移动到穗木接触点之前，电磁铁13通电，下夹持手臂10右端下移张开，到达接触点后，电磁铁13断电，通过压紧弹簧12将穗木稳定夹持住。

PC机再将砧木位置信息传送给PLC控制步进移动，夹持有穗木的夹持装置6移动砧木上方，实现精确定位后，通过嫁接夹夹住，电磁铁13通电，穗木和砧木实现了精确对接，完成了嫁接作业。

本发明采用的PLC控制器是三菱FX1S-30MT-D，也可以用其他同类产品代替。

本发明采用的上位PC机是华硕Y581，也可以用其他同类产品代替。

本发明采用的电磁铁是JF-0530B，可以用其他贯穿式电磁铁代替。

本发明采用的线性导轨滑台步进电机是42步进电机，可以用其他同类产品代替。

Claims (3)

1.蔬菜苗三维定位与夹持装置，其特征在于，由三维定位机构、夹持装置（6）和摄像头（7）构成，其中所述的三维定位机构由第一线性导轨（1）、第二线性导轨（2）、第三线性导轨（3）以及直线导轨构成，所述的夹持装置（6）包括电磁铁（13）、上夹持手臂（9）和下夹持手臂（10），所述的摄像头（7）有两个，水平安装，所述的直线导轨由直线导轨滑台（4）和直线光轴（5）构成。

2.根据权利要求1所述的蔬菜苗三维定位与夹持装置，其特征在于，所述的第一线性导轨（1）、第二线性导轨（2）、第三线性导轨（3）的结构相同，都是由步进电机（14）、滚珠丝杠（15）和丝杠滑台（16）构成，第三线性导轨（3）和直线导轨在下端，第三线性导轨（3）的滑台和直线导轨滑台（4）与第二线性导轨（2）底部连接，第二线性导轨（2）的滑台与第一线性导轨（1）的底部连接。

3.根据权利要求1所述的蔬菜苗三维定位与夹持装置，其特征在于，所述的夹持装置（6）安装在第一线性导轨（1）的滑台上，夹持装置（6）由夹持底座（8）、上夹持手臂（9）、下夹持手臂（10）、连接螺栓（11）、压紧弹簧（12）、电磁铁（13）组成，上夹持手臂（9）与夹持底座（8）固定连接，下夹持手臂（10）通过连接螺栓（11）与夹持底座（8）间隙连接。