CN107014301B - 一种钵苗直径的检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钵苗直径的检测装置及方法，钵苗培植在一个苗盘内，苗盘设置在输送带上并能够随输送带同步移动，输送带放置在固定架上端，该检测装置包括液压缸、机械臂、光电传感器、位置传感器、信号调理模块、PLC控制器和液晶显示器。光电传感器设置在机械臂的另一端，液压缸用于驱动机械臂在待检测的一行钵苗的一侧沿苗盘的宽度方向按设定好的速度匀速移动，从而带动光电传感器同步移动，光电传感器的移动距离与待检测的一行钵苗的行宽一致。本发明用智能检测代替人工检测，采用自动化检测技术，不仅大大节省了人力物力，更有效的提高了检测的准确率。

Description

一种钵苗直径的检测装置及方法
技术领域
本发明涉及自动化检测技术领域，具体地说是涉及一种钵苗直径的检测装置及方法。
背景技术
测量与检测是任何实验之前必不可少的一项关键环节，只有精准的检测才能保证实验的正常进行。在以往传统的钵苗移栽过程中，总会或多或少的存在移栽苗不合格的现象，决定这一现象严重与否的关键就在于移栽前对幼苗的检测是否精准。
传统的钵苗检测大多仍采用人工的方式，因此会存在主观因素，造成测量误差，而且由于钵苗数量太多，人工检测需要耗费大量人力物力。
发明内容
本发明的目的在于，为解决现有技术中存在的问题提供一种钵苗直径的检测装置及方法，该检测装置及方法用智能检测代替人工检测，采用自动化检测技术，不仅大大节省了人力物力，更有效的提高了检测的准确率。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种钵苗直径的检测装置，钵苗培植在一个苗盘内，苗盘设置在输送带上并能够随输送带同步移动，输送带放置在固定架上端，该检测装置包括液压缸、机械臂、光电传感器、位置传感器、信号调理模块、PLC控制器和液晶显示器，其中，所述光电传感器、位置传感器、信号调理模块和液晶显示器均与PLC控制器相连；
液压缸的缸体固设在一个支撑架上，机械臂的一端与液压缸的活塞杆伸出端连接；光电传感器设置在机械臂的另一端，液压缸用于驱动机械臂在待检测的一行钵苗的一侧沿苗盘的宽度方向按设定好的速度匀速移动，从而带动光电传感器同步移动，光电传感器的移动距离与待检测的一行钵苗的行宽一致；
位置传感器和光电传感器均与信号调理模块电连接，位置传感器用于检测苗盘的位置信息，并将该位置信息发送给信号调理模块；光电传感器用于在经过每一株钵苗时产生具有一定间隔时间差的电脉冲信号，并将该电脉冲信号传输给信号调理模块，信号调理模块将接收到的位置信息和电脉冲信号发送给PLC控制器；
PLC控制器根据机械臂的移动速度和光电传感器经过每一株待检测钵苗时的间隔时间差，计算出待检测钵苗的直径，并呈现于液晶显示器上；
在此行检测完成时，液压缸控制机械臂缩回，苗盘在驱动装置的驱动下沿其长度方向移动一行钵苗的位置，从而进行下一行钵苗的检测。
作为进一步地改进，所述机械臂和液压缸的数量均为两个，每个机械臂的一端分别与一个液压缸的活塞杆伸缩端连接，所述两个液压缸的缸体均固设在一个支撑架上；每个光电传感器分别设置在一个机械臂的另一端上，两个液压缸用于驱动所述两个机械臂沿待检测的一行钵苗的两侧同步匀速移动，从而带动光电传感器同步移动，光电传感器的移动长度与待检测的一行钵苗的长度一致。
使用上述检测装置进行钵苗直径检测的使用方法，包括如下步骤：
（1）根据苗盘的行宽，确定相应的输送带传送速度；
（2）根据输送带的传送速度，确定机械臂的同步速度，使机械臂依次经过待检测的一行钵苗的每一株；
（3）光电传感器将其接收到的每一株钵苗时的间隔时间差，传输给信号调理模块，信号调理模块转换成电脉冲信号；
（4）信号调理模块将电脉冲信号和机械臂移动速度传送给PLC控制器，经PLC控制器计算分析后在液晶显示器中输出待检测的钵苗的直径数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明根据机械臂在苗盘钵苗之间的移动速度和传感器被遮挡的时间间隔，来判断机械臂在移动过程中经过的钵苗的直径；本发明充分考虑的钵苗测量的实际条件，能够克服钵苗之间相互遮挡的干扰，性能稳定可靠，相比以前的人工检测，不仅排除人的主观因素，还能有效避免伤苗，检测准确，且满足钵苗移栽过程中检测的要求；本发明用智能检测代替人工检测，采用自动化检测技术，不仅大大节省了人力物力，更有效的提高了检测的准确率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的检测装置的流程框图。
图中标记：1、液晶显示器，2、PLC控制器，3、支撑架，4、液压缸，401、缸体，402、活塞杆伸出端，5、信号调理模块，6、位置传感器，7、输送带，8、光电传感器，9、机械臂，10、苗盘，11、固定架。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，一种钵苗直径的检测装置，钵苗培植在一个苗盘10内，苗盘10设置在输送带7上并能够随输送带7同步移动，输送带7放置在固定架11上端，该检测装置包括液压缸4、机械臂9、光电传感器8、位置传感器6、信号调理模块5、PLC控制器2和液晶显示器1，其中，所述光电传感器8、位置传感器6、信号调理模块5和液晶显示器1均与PLC控制器2相连。
液压缸4的缸体401固设在一个支撑架3上，机械臂9的一端与液压缸4的活塞杆伸出端402连接；光电传感器8设置在机械臂9的另一端，液压缸4用于驱动机械臂9在待检测的一行钵苗的一侧沿苗盘的宽度方向按设定好的速度匀速移动，从而带动光电传感器8同步移动，光电传感器8的移动距离与待检测的一行钵苗的行宽一致。
位置传感器6和光电传感器8均与信号调理模块5电连接，位置传感器6用于检测苗盘10的位置信息，并将该位置信息发送给信号调理模块5；光电传感器8用于在经过每一株钵苗时产生具有一定间隔时间差的电脉冲信号，并将该电脉冲信号传输给信号调理模块5，信号调理模块5将接收到的位置信息和电脉冲信号发送给PLC控制器2。
PLC控制器2根据机械臂9的移动速度和光电传感器8经过每一株待检测钵苗时的间隔时间差，计算出待检测钵苗的直径，并呈现于液晶显示器1上。
在此行检测完成时，液压缸4控制机械臂9缩回，苗盘10在驱动装置的驱动下沿其长度方向移动一行钵苗的位置，从而进行下一行钵苗的检测。移动的距离可根据具体苗盘尺寸调整。
作为改进，在固定架和支撑架之间设置一个平行轨道，机械臂设置在所述平行轨道内并能够沿平行轨道移动，使机械臂在规定的轨道到移动。
机械臂9和液压缸4的数量均为两个，每个机械臂9的一端分别与一个液压缸4的活塞杆伸缩端402连接，所述两个液压缸4的缸体401均固设在一个支撑架3上；每个光电传感器8分别设置在一个机械臂9的另一端上，两个液压缸4用于驱动所述两个机械臂9沿待检测的一行钵苗的两侧同步匀速移动，从而带动光电传感器8同步移动，光电传感器8的移动长度与待检测的一行钵苗的长度一致。
使用上述检测装置进行钵苗直径检测的使用方法，包括如下步骤：
（1）根据苗盘的行宽，确定相应的输送带传送速度；
（2）根据输送带的传送速度，确定机械臂的同步速度，使机械臂依次经过待检测的一行钵苗的每一株；
（3）光电传感器将其接收到的每一株钵苗时的间隔时间差，传输给信号调理模块，信号调理模块转换成电脉冲信号；
（4）信号调理模块将电脉冲信号和机械臂移动速度传送给PLC控制器，经PLC控制器计算分析后在液晶显示器中输出待检测的钵苗的直径数据。
PLC控制器2根据机械臂9的移动速度和光电传感器8经过每一株待检测钵苗时的间隔时间差，计算出待检测钵苗的直径，并呈现于液晶显示器1上。
伺服电机驱动变量泵给液压缸4提供液压油，PLC控制器控制伺服电机的转速。要实现自动控制，需要比例阀或者伺服电机驱动的变量泵，比例阀可用比例流量阀或者比例换向阀，采用闭环控制，闭环控制需要加电器元件，用于检测液压缸的运动速度再反馈给比例阀或者伺服电机，比例阀和伺服电机不断地变化着电压控制液压缸的速度。一个执行一个检测，形成一个封闭的控制环。
当此行检测完成时，液压缸4控制机械臂9缩回，避免伤苗，驱动电机驱动输送带移动，从而带动苗盘10沿与机械臂9移动方向垂直的方向移动一行钵苗的位置，从而进行下一行钵苗的检测。移动的距离可根据具体苗盘尺寸调整。
作为改进，机械臂9和液压缸4的数量为两个，每个机械臂9的一端分别与一个液压缸4的活塞杆伸缩端402连接，所述两个液压缸4的缸体端401均固设在一个支撑架3上；每个光电传感器8分别设置在一个机械臂9的另一端上，两个液压缸4用于同步驱动所述两个机械臂9沿待检测的一行钵苗的两侧匀速移动，从而带动光电传感器8同步移动，光电传感器8的移动长度与待检测的一行钵苗的长度一致；每个光电传感器8分别与一个信号接收装置5电连接，位置传感器6与两个信号接收装置5均电连接。同时使用两个机械臂9和光电传感器8对一行钵苗进行直径检测，其测量准确度更高。
作为改进，在固定架和支撑架之间设置一个平行轨道，机械臂设置在所述平行轨道内并能够沿平行轨道移动，使机械臂在规定的轨道到移动。
每个信号接收装置均包括LM324放大器和斯密特触发器，LM324放大器的输入端与所对应光电传感器的输出端相连，LM324放大器的输出端与斯密特触发器的信号端相连。斯密特触发器采用芯片为74LS14六反相器。
两个机械臂以一定的速度同步匀速移动，将依次经过一排苗中的各个直径。根据经过不同直径的运动情况，得到连续的，不规则的电脉冲信号，信号调理模块将光电传感器采集到的电脉冲经过LM324放大、再经过斯密特触发器74LS14整形后，得到电脉冲信号，当没有直径经过光电传感器检测截面时不切断电路，得到高电平脉冲，当直径经过光电传感器检测截面时切断电路，调理后的信号为低电平电压。
将调理后的信号和机械臂移动时间输入信号调理模块，在显示屏输出不同的直径数据，并对不正常的直径数据进行标记。
控制器：预先在计算机内设定好程序，该程序可以控制两个伺服电机来控制机械臂的移动和伸缩，处理信号调理模块返回的数据，以确定不合格钵苗及所在位置，以及控制输送带移动，使得苗盘移动，方便机械臂进行下一排钵苗直径的测量。
液晶显示器：将测得的每一钵苗的数据对应其位置显示出来，并显示机械臂移动，输送带移动的速度等相关数据。
位置传感器：安装在输送带上，可以记录苗盘的位置信息，将信息发送给信号调理接收模块，经过控制器的处理，控制输送带移动一定位移，进行下一排苗盘数据的测量。

Claims (3)

1.一种钵苗直径的检测装置，钵苗培植在一个苗盘（10）内，苗盘（10）设置在输送带（7）上并能够随输送带（7）同步移动，输送带（7）放置在固定架（11）上端，其特征在于：该检测装置包括液压缸（4）、机械臂（9）、光电传感器（8）、位置传感器（6）、信号调理模块（5）、PLC控制器（2）和液晶显示器（1），其中，所述光电传感器（8）、位置传感器（6）、信号调理模块（5）和液晶显示器（1）均与PLC控制器（2）相连；
液压缸（4）的缸体（401）固设在一个支撑架（3）上，机械臂（9）的一端与液压缸（4）的活塞杆伸缩 端（402）连接；光电传感器（8）设置在机械臂（9）的另一端，液压缸（4）用于驱动机械臂（9）在待检测的一行钵苗的一侧沿苗盘的宽度方向按设定好的速度匀速移动，从而带动光电传感器（8）同步移动，光电传感器（8）的移动距离与待检测的一行钵苗的行宽一致；在固定架和支撑架之间设有一个平行轨道，机械臂设置在所述平行轨道内并能够沿平行轨道移动，使机械臂在规定的轨道内移动；
位置传感器（6）和光电传感器（8）均与信号调理模块（5）电连接，位置传感器（6）用于检测苗盘（10）的位置信息，并将该位置信息发送给信号调理模块（5）；光电传感器（8）用于在经过每一株钵苗时产生具有一定间隔时间差的电脉冲信号，并将该电脉冲信号传输给信号调理模块（5），信号调理模块（5）将接收到的位置信息和电脉冲信号发送给PLC控制器（2）；
PLC控制器（2）根据机械臂（9）的移动速度和光电传感器（8）经过每一株待检测钵苗时的间隔时间差，计算出待检测钵苗的直径，并呈现于液晶显示器（1）上；
在此行检测完成时，液压缸（4）控制机械臂（9）缩回，苗盘（10）在驱动装置的驱动下沿其长度方向移动一行钵苗的位置，从而进行下一行钵苗的检测。
2.根据权利要求1所述的一种钵苗直径的检测装置，其特征在于：所述机械臂（9）和液压缸（4）的数量均为两个，每个机械臂（9）的一端分别与一个液压缸（4）的活塞杆伸缩端（402）连接，所述两个液压缸（4）的缸体（401）均固设在一个支撑架（3）上；每个光电传感器（8）分别设置在一个机械臂（9）的另一端上，两个液压缸（4）用于驱动所述两个机械臂（9）沿待检测的一行钵苗的两侧同步匀速移动，从而带动光电传感器（8）同步移动，光电传感器（8）的移动长度与待检测的一行钵苗的长度一致。
3.使用权利要求1或2任一项所述的检测装置进行钵苗直径检测的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）根据苗盘的行宽，确定相应的输送带传送速度；
（2）根据输送带的传送速度，确定机械臂的同步速度，使机械臂依次经过待检测的一行钵苗的每一株；
（3）光电传感器将其接收到的每一株钵苗时的间隔时间差，传输给信号调理模块，信号调理模块转换成电脉冲信号；
（4）信号调理模块将电脉冲信号和机械臂移动速度传送给PLC控制器，经PLC控制器计算分析后在液晶显示器中输出待检测的钵苗的直径数据。
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