CN107064075A - 种蛋成活性检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种种蛋成活性检测装置和方法。在平台支架沿输送方向的两侧均设有特殊链条，两侧的特殊链条上放置托盘机构，种蛋放置在托盘机构上，暗箱机构置于平台支架中部的上方，LED吸盘组件安装在暗箱机构中，托盘机构在特殊链条带动下将种蛋输送并经过暗箱机构，通过暗箱机构中的LED吸盘组件朝向种蛋发射可见光，可见光透射过种蛋后被和光敏电阻接收，光敏电阻将接收到的光信号转化成电信号处理获得检测结果。本发明能实现种蛋成活性检测，且检测效率高，代替人工照蛋，并且对种蛋的损害隐患小。
Description
技术领域
本发明涉及农业自动化机械，尤其是涉及了一种种蛋成活性检测装置和方法。
背景技术
种蛋在孵化期内一般进行两到三次的成活性检测，必不可少的一个流程。而国内现在这方面的设备尚属空白。目前孵化场检测种蛋成活性只能依靠人工采用手持式照蛋器。这样劳动量大，效率低，并且人工作业一段时间后由于疲劳会导致检测准确度下降，长期从事该工作对工人的视力也是一种损害。因此人工检测已无法满足现代化生产的需求和企业的用人政策。
随着人口快速增长、居民消费水平上升，对禽类及蛋类的需求变得越来越大。现有的人工检测种蛋方法无法适应大规模生产和较高的人工成本，急需一种先进的自动化设备来代替人工对种蛋进行成活性检测。
发明内容
基于上述背景，本发明提供了一种种蛋成活性检测装置和方法，对一整个托盘的种蛋进行检测，减少了对种蛋损坏隐患，同时解放劳动力、提高检测效率。
本发明采用的技术方案如下：
一、一种种蛋成活性检测装置：
包括平台支架和安装在平台支架上的特殊链条、托盘机构、暗箱机构和LED吸盘组件，在平台支架沿输送方向的两侧均设有所述特殊链条，两侧的特殊链条上放置托盘机构，种蛋放置在托盘机构上，暗箱机构置于平台支架中部的上方，LED吸盘组件安装在暗箱机构中；托盘机构在特殊链条带动下将种蛋输送并经过暗箱机构，通过暗箱机构中的LED吸盘组件进行成活性检测。
所述的特殊链条包括普通链条和设置在普通链条上的链条外板，在普通链条的外板上端均固定连接有水平向侧方延伸的链条外板，链条外板用于承托放置托盘机构。
所述的托盘机构包括多个托盘，多个托盘呈紧密阵列排布，每个托盘上放置种蛋。
所述的暗箱机构包括暗箱以及置于暗箱内的光照吸盘模块和光敏采集模块，光照吸盘模块和光敏采集模块分别位于特殊链条上方和下方，形成用于种蛋成活性检测的检测通道；光照吸盘模块包括第一气缸和LED吸盘载板，LED吸盘载板的四角通过第一气缸和暗箱内顶面连接，LED吸盘载板上设有阵列排布的多个LED吸盘组件，由第一气缸带动LED吸盘载板上下升降进而带动LED吸盘组件升降吸取托盘机构上种蛋的顶端；光敏采集模块包括海绵板、光敏电阻载板、第二气缸和光敏电阻，光敏电阻载板通过四角的第二气缸和暗箱内底面连接，海绵板置于光敏电阻载板上，海绵板用于柔性承托托盘机构上种蛋的底端，海绵板上开有多个圆孔，多个圆孔以阵列排布，每个圆孔的底面中间还开有贯穿到光敏电阻载板的小孔，小孔中安装有光敏电阻。
所述的LED吸盘组件包括螺母、上吸盘座、下吸盘座、吸盘、LED灯珠、橡胶垫和内置LED板，
上吸盘座上端通过螺母固定安装在光照吸盘模块的LED吸盘载板上，上吸盘座下端通过螺纹套接在下吸盘座上端内，上吸盘座下端和下吸盘座上端套接后的内端面之间安装有内置LED板，内置LED板的上下边缘均通过橡胶垫与上吸盘座和下吸盘座的端面连接，使得形成密封，内置LED板的底面设有LED灯珠，吸盘上端密封套接在下吸盘座的下端，上吸盘座、下吸盘座和吸盘均为中空的套筒结构并上下相通，吸盘下端用于吸取种蛋。
所述光照吸盘模块上每个LED吸盘组件的上吸盘座上端均连接一独立的真空腔，每个真空腔连接电磁阀并单独控制。
所述的吸盘选用柔软不透光的硅胶或橡胶。
二、一种种蛋成活性检测方法：
采用上述装置，种蛋放置在托盘机构上，特殊链条运行，托盘机构由特殊链条输送进入暗箱中；暗箱中，托盘机构的正位于光照吸盘模块和光敏采集模块之间时，特殊链条停止运行，光照吸盘模块的LED吸盘载板和光敏采集模块的光敏电阻载板在各自的气缸推动下分别下降和上升，使得LED吸盘载板上的LED吸盘组件吸取住种蛋的上端，使得光敏电阻载板上的海绵板承托种蛋的下端以及光敏电阻紧贴种蛋的下端；LED吸盘组件中的LED灯珠朝向种蛋发射可见光，可见光透射过种蛋后被和光敏电阻接收，光敏电阻将接收到的光信号转化成电信号，再将所述电信号和预设阈值进行对比，获得成活性的检测结果。
检测为成活性合格的种蛋被LED吸盘组件放下到托盘机构后输送出暗箱，检测为成活性不合格的种蛋被LED吸盘组件保持吸取，并被取下。
本发明对种蛋成活性检测的原理是受精卵会在种蛋内不断发育，所以对不同时期的种蛋进行光照，蛋壳表面的透光量不同，尤其是未受精卵和受精卵，随着孵化时间变长，透光量差别会越来越大。根据这一点，在紧贴种蛋的底部放置光敏电阻，实时感应电阻值会出现变化。通过实验测定，可以获得不同的种类的正常发育种蛋所对应的阻值，将其作为阈值进行判断，实现种蛋的在线检测。
本发明的有益效果是：
本发明能实现种蛋成活性的在线检测，且检测效率高，代替人工照蛋的检测方式。
并且本发明对一整个托盘的种蛋进行检测，减少了对种蛋损坏隐患，同时解放劳动力、提高检测效率。
附图说明
图1是本发明的结构主视图。
图2是本发明的结构俯视图。
图3是用于放置托盘的特殊链条结构示意图。
图4是检测暗箱及内部结构示意图(含局部放大图)。
图5是用于照蛋和吸蛋的LED吸盘组件示意图。
图6是内置LED板俯视图。
图7是本发明种蛋检测的流程图。
图中：1.平台支架；2.特殊链条；21.普通链条；22.链条外板；3.托盘机构；31.托盘；32.种蛋；4.暗箱机构；41.光照吸盘模块；411.LED吸盘载板；412.第一气缸；42.暗箱；43.光敏采集模块；431.海绵板；432.光敏电阻载板；433.第二气缸；434.光敏电阻；5.LED吸盘组件；51.螺母；52.上吸盘座；53.下吸盘座；54.吸盘；55.LED灯珠；56.橡胶垫；57.内置LED板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明包括平台支架1和安装在平台支架1上的特殊链条2、托盘机构3、暗箱机构4和LED吸盘组件5，在平台支架1沿输送方向的两侧均设有所述特殊链条2，两侧的特殊链条2上放置托盘机构3，种蛋放置在托盘机构3上，暗箱机构4置于平台支架1中部的上方，LED吸盘组件5安装在暗箱机构4中；托盘机构3在特殊链条2带动下将种蛋输送并经过暗箱机构4，通过暗箱机构4中的LED吸盘组件5进行成活性检测。
如图3所示，特殊链条2包括普通链条21和设置在普通链条21上的链条外板22，在普通链条21的外板上端均固定连接有水平向侧方延伸的链条外板22，链条外板22用于承托放置托盘机构3。平台支架1两侧的特殊链条2之间没有杆、板等物体连接，使托盘31底下除了两侧有较短的链板突出支撑，其他空间没有物体遮挡。
如图4所示，托盘机构3包括多个托盘31，多个托盘31呈紧密阵列排布连接，并置于特殊链条2上，每个托盘31上放置种蛋32。
如图4所示，暗箱机构4包括暗箱42以及置于暗箱42内的光照吸盘模块41和光敏采集模块43，光照吸盘模块41和光敏采集模块43分别位于特殊链条2上方和下方，形成用于种蛋成活性检测的检测通道；其顶部安装光照吸盘模块，底部安装光敏采集模块，两者上下正对，中间留出空间用于托盘31通过。
光照吸盘模块41包括第一气缸412和LED吸盘载板411，LED吸盘载板411的四角通过第一气缸412和暗箱42内顶面连接，LED吸盘载板411开孔，孔的位置和数量与托盘31格子中心相对应，LED吸盘载板411的每个孔安装有吸盘5，吸盘5通过螺母51固定在LED吸盘载板411上。多个LED吸盘组件5阵列排布的位置和数量与托盘机构3上的托盘31的阵列排布的位置和数量相同，由第一气缸412带动LED吸盘载板411上下升降进而带动LED吸盘组件5升降吸取托盘机构3上种蛋32的顶端。
光敏采集模块43包括海绵板431、光敏电阻载板432、第二气缸433和光敏电阻434，光敏电阻载板432通过四角的第二气缸433和暗箱42内底面连接，海绵板431置于光敏电阻载板432上，海绵板431用于柔性承托托盘机构3上种蛋32的底端，海绵板431柔软的特性以及这样的结构可以使每个锪平的圆孔四周紧贴种蛋，同时又不会对种蛋32产生较大的反作用力。海绵板431可以由其他柔软不透光的材料代替。海绵板431上开有多个圆孔，多个圆孔以阵列排布，并且多个圆孔阵列排布的位置和数量与托盘机构3上的托盘31的阵列排布的位置和数量相同，每个圆孔的底面中间还开有贯穿到光敏电阻载板432的小孔，小孔中安装有光敏电阻434。
如图5所示，LED吸盘组件5包括螺母51、上吸盘座52、下吸盘座53、吸盘54、LED灯珠55、橡胶垫56和内置LED板57，上吸盘座52上端通过螺母51固定安装在光照吸盘模块41的LED吸盘载板411上，上吸盘座52下端通过螺纹套接在下吸盘座53上端内，上吸盘座52下端和下吸盘座53上端套接后的内端面之间安装有内置LED板57，如图6所示，内置LED板57的上下边缘均通过橡胶垫56与上吸盘座52和下吸盘座53的端面连接，使得形成缓冲和密封，内置LED板由上吸盘座和下吸盘座的凸出台阶固定，内置LED板57的底面设有LED灯珠55，LED灯珠55宜采用光谱集中在470nm波长附近的LED灯珠，其发出的光为蓝色，在种蛋内的透射性较强。吸盘54上端密封套接在下吸盘座53的下端，吸盘54选用柔软不透光的硅胶或橡胶。上吸盘座52、下吸盘座53和吸盘54均为中空的套筒结构并上下相通，LED灯珠的导线从上吸盘座的上出口利用密封插口引出，上吸盘座52、下吸盘座53和吸盘54的中空空腔同轴相通，上吸盘座52上端连接气源，吸盘54下端用于吸取种蛋。由此使得LED吸盘组件5同时提供照蛋和吸蛋功能。光照吸盘模块41上每个LED吸盘组件5的上吸盘座52上端均连接一独立的真空腔，每个真空腔连接电磁阀并单独控制。
如图7所示，本发明的具体检测过程如下：
图1中，检测时特殊链条2运送托盘31的方向是从左往右。当托盘到达暗箱机构4中的检测位置时，特殊链条2停止传动。
然后光照吸盘模块41通过第一气缸412的动作正对着托盘下降，光照吸盘模块41下降的距离和速度由第一气缸412的行程控制并调节，具体行程以吸盘54碰触到种蛋32蛋壳为基准，并且为了减少漏光，可以适当增加下降距离，前提是保证蛋壳不会因为吸盘54的压力而受损。
同时，光敏采集模块43由第二气缸433推动上升，光敏采集模块43上升的距离和速度由第二气缸433的行程控制并调节，同样地，具体上升距离以光敏电阻434紧贴蛋壳为基准，同时保证种蛋32不会因为光敏电阻434和海绵板431的作用力而受损，并且种蛋32不会被“顶起”，脱离托盘31。
此时的LED吸盘组件5覆盖在种蛋32上端，光敏电阻434及海绵板431紧贴鸡蛋31下端，LED灯珠55和光敏电阻434通电。此时每个种蛋32下方的光敏电阻434会采集透过种蛋32的光信号，将其转化为电信号。接着将电信号转换为光敏电阻434的阻值，并与预设的阈值进行比较。由于透射过无精蛋的光比透射过活胚蛋的光更多，对应的光敏电阻434的阻值也会更小。因此将测得阻值高于阈值所对应的种蛋32判断为活胚蛋，将阻值低于阈值所对应的种蛋32判断为无精蛋。
判断完毕后LED灯珠55和光敏电阻434断电，使无精蛋对应的LED吸盘组件5的控制阀门打开，吸盘54内形成真空，将无精蛋吸起。同时，吸盘54形成真空时LED灯珠55发光产生的热量也会随着气流从LED吸盘组件5内部抽出，极大地缓解了LED灯珠55的发热问题。然后第一气缸412和第二气缸433使光照吸盘模块41和光敏采集模块43回到原来位置。完成种蛋的检测和剔除。
检测完的种蛋由特殊链条2运送离开，并将后续的待检测种蛋送入暗箱机构4继续检测。
最后说明的是：以上实施例仅仅是为了说明该发明的技术方案，而非限制；该技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种种蛋成活性检测装置，其特征在于：包括平台支架(1)和安装在平台支架(1)上的特殊链条(2)、托盘机构(3)、暗箱机构(4)和LED吸盘组件(5)，在平台支架(1)沿输送方向的两侧均设有所述特殊链条(2)，两侧的特殊链条(2)上放置托盘机构(3)，种蛋放置在托盘机构(3)上，暗箱机构(4)置于平台支架(1)中部的上方，LED吸盘组件(5)安装在暗箱机构(4)中；托盘机构(3)在特殊链条(2)带动下将种蛋输送并经过暗箱机构(4)，通过暗箱机构(4)中的LED吸盘组件(5)进行成活性检测。
2.根据权利要求1所述的一种种蛋成活性检测装置，其特征在于：所述的特殊链条(2)包括普通链条(21)和设置在普通链条(21)上的链条外板(22)，在普通链条(21)的外板上端均固定连接有水平向侧方延伸的链条外板(22)，链条外板(22)用于承托放置托盘机构(3)。
3.根据权利要求1所述的一种种蛋成活性检测装置，其特征在于：所述的托盘机构(3)包括多个托盘(31)，多个托盘(31)呈紧密阵列排布，每个托盘(31)上放置种蛋(32)。
4.根据权利要求1所述的一种种蛋成活性检测装置，其特征在于：所述的暗箱机构(4)包括暗箱(42)以及置于暗箱(42)内的光照吸盘模块(41)和光敏采集模块(43)，光照吸盘模块(41)和光敏采集模块(43)分别位于特殊链条(2)上方和下方，形成用于种蛋成活性检测的检测通道；
光照吸盘模块(41)包括第一气缸(412)和LED吸盘载板(411)，LED吸盘载板(411)的四角通过第一气缸(412)和暗箱(42)内顶面连接，LED吸盘载板(411)上设有阵列排布的多个LED吸盘组件(5)，由第一气缸(412)带动LED吸盘载板(411)上下升降进而带动LED吸盘组件(5)升降吸取托盘机构(3)上种蛋(32)的顶端；
光敏采集模块(43)包括海绵板(431)、光敏电阻载板(432)、第二气缸(433)和光敏电阻(434)，光敏电阻载板(432)通过四角的第二气缸(433)和暗箱(42)内底面连接，海绵板(431)置于光敏电阻载板(432)上，海绵板(431)用于柔性承托托盘机构(3)上种蛋(32)的底端，海绵板(431)上开有多个圆孔，多个圆孔以阵列排布，每个圆孔的底面中间还开有贯穿到光敏电阻载板(432)的小孔，小孔中安装有光敏电阻(434)。
5.根据权利要求1所述的一种种蛋成活性检测装置，其特征在于：所述的LED吸盘组件(5)包括螺母(51)、上吸盘座(52)、下吸盘座(53)、吸盘(54)、LED灯珠(55)、橡胶垫(56)和内置LED板(57)，上吸盘座(52)上端通过螺母(51)固定安装在光照吸盘模块(41)的LED吸盘载板(411)上，上吸盘座(52)下端通过螺纹套接在下吸盘座(53)上端内，上吸盘座(52)下端和下吸盘座(53)上端套接后的内端面之间安装有内置LED板(57)，内置LED板(57)的上下边缘均通过橡胶垫(56)与上吸盘座(52)和下吸盘座(53)的端面连接，使得形成密封，内置LED板(57)的底面设有LED灯珠(55)，吸盘(54)上端密封套接在下吸盘座(53)的下端，上吸盘座(52)、下吸盘座(53)和吸盘(54)均为中空的套筒结构并上下相通，吸盘(54)下端用于吸取种蛋。
6.根据权利要求5所述的一种种蛋成活性检测装置，其特征在于：所述光照吸盘模块(41)上每个LED吸盘组件(5)的上吸盘座(52)上端均连接一独立的真空腔，每个真空腔连接电磁阀并单独控制。
7.根据权利要求5所述的一种种蛋成活性检测装置，其特征在于：所述的吸盘(54)选用柔软不透光的硅胶或橡胶。
8.应用于权利要求1～7任一所述装置的一种种蛋成活性检测方法，其特征在于：采用权利要求1～7任一所述装置，种蛋放置在托盘机构上，特殊链条运行，托盘机构由特殊链条输送进入暗箱中；
暗箱中，托盘机构的正位于光照吸盘模块和光敏采集模块之间时，特殊链条停止运行，光照吸盘模块的LED吸盘载板和光敏采集模块的光敏电阻载板在各自的气缸推动下分别下降和上升，使得LED吸盘载板上的LED吸盘组件覆盖住种蛋的上端，使得光敏电阻载板上的海绵板承托种蛋的下端以及光敏电阻紧贴种蛋的下端；
LED吸盘组件中的LED灯珠朝向种蛋发射可见光，可见光透射过种蛋后被和光敏电阻接收，光敏电阻将接收到的光信号转化成电信号处理获得检测结果。
9.根据权利要求8所述的一种种蛋成活性检测方法，其特征在于：将所述电信号和预设阈值进行对比，获得成活性的检测结果。
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