CN108496494B - 基于六轴机械臂的移栽机及机械化移栽、采摘系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业种植领域，特别是涉及基于六轴机械臂的移栽机及机械化移栽、采摘系统和方法。利用基于六轴机械臂的移栽机，特别是六轴机械臂的末端处固定的支撑板，以及沿其长轴对称设置有两个相对位置可变的“L”形挡板所形成“U”形夹持空间，实现空栽培槽自动化上架，成品栽培槽自动化下架。并且结合AGV运输车及其他自动化结构，真正实现育苗、移栽、种植、采摘全流程自动化。

Description

基于六轴机械臂的移栽机及机械化移栽、采摘系统和方法

技术领域

本发明属于农业种植领域，特别是涉及现代化农业种植领域，更为具体的说是基于六轴机械臂的移栽机及机械化移栽、采摘系统和方法。

背景技术

随着农业技术的发展，目前农业种植正在由过去的传统农业向现代化农业转变。现代化农业是将农业建立在现代科学的基础上，用现代科学技术和现代工业来装备农业，用现代经济科学来管理农业，创造一个高产、优质、低耗的农业生产体系和一个合理利用资源、又能保护环境、同时还可以实现高转化效率的农业生态系统。

农业机械化、科学化、水利化和电气化是农业生产现代化的四大基础。其中农业机械化又是四大基础中最为重要的一个部分，位于“四化”之首。所谓的农业机械化就是要利用先进的设备来代替人工手工劳动，在产前、产中、产后各个环节大面积采用机械化作业，从而降低劳动的体力强度，提高劳动效率。

在这一背景下，本发明的发明人根据实际应用需求，在现代化农业种植方面，特别是在提高蔬菜栽培技术智能化的水平等方面进行了深入研究，分别在播种、栽培、育苗等方面取得了成果，譬如CN201710484093.3中公开的一种适用于机械化移栽的育苗基质，通过改良基质组分，从而可以显著改善基质团结性和稳定性，从而能够适应大规模机械化移栽的需要，改善机械化移栽效果。又譬如在 CN201710403770.7中公开了用于蔬菜育苗和基质栽培的手动精量快速播种器，从而能够快速、精量播种，实现高效、快速的“一穴一粒”精量播种效果。再譬如在CN201711111058.3中公开了一种蔬菜机械栽培装置，利用该装置能够实现自动装载基质、自动顶苗、自动移栽。移栽好的产品运转至大棚等培养环境下培植，能够实现农业栽培机械化、自动化。

但是在移栽、培植以及培植、采摘工序当中，仍然存在两个人工参与较多的过程，一个是在移栽、培植过程中将已经移栽好的栽培槽上架至栽培架上，另一个是在培植、采摘过程中，将栽培槽由栽培架上下架到采摘系统上。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种技术方案，从而实现移栽、培植以及培植、采摘过程中无人化自动上、下栽培槽。并且，在这一装置的基础上，进一步提供机械化移栽系统和移栽方法，利用这些技术方案可以实现在移栽过程中自动将栽培槽上架至栽培架上，并在蔬菜成熟后，自动将栽培槽栽培架上迁移至采摘系统中。

为了实现上述的发明目的，本发明具体公开以下技术方案。

基于六轴机械臂的移栽机，包括电动平移台，所述电动平移台上设置有六轴机械臂，所述六轴机械臂的末端处固定有支撑板，所述支撑板为包含有一长轴的板状结构，沿其长轴对称设置有两个相对位置可变的“L”形挡板，两个“L”形挡板与位于两个“L”形挡板之间的支撑板共同形成“U”形夹持空间，“L”形挡板中与支撑板固定的一侧为固定板，垂直于支撑板的一侧为夹持板；还包括主控模块，所述主控模块分别与电动平移台、六轴机械臂、“L”形挡板的驱动模块相连。

在上、下栽培槽的过程中，通过主控模块控制电动平移台至适当的操作位置，然后通过主控模块控制六轴机械臂在六个自由度的范围内转动，促使“U”形夹持空间正对栽培槽，然后通过主控模块控制“L”形挡板分别向外侧(远离两个挡板之间的中线)运动至最大位置后，通过六轴机械臂运动，将“L”形挡板放置在栽培槽两侧，通过主控模块控制“L”形挡板分别向内侧(不断贴近两个挡板之间的中线)运动，当挡板与栽培槽的侧壁过盈配合时，停止运动，并通过主控模块控制六轴机械臂运动，将栽培槽按照预想的路径运动，从而完成上、下栽培槽的动作。

优选的，“L”形挡板的夹持板的内侧向内凹陷形成卡和凹面。

所述的卡和凹面与栽培槽的侧面匹配。通过这个卡和凹面，栽培槽与挡板结合时，可以嵌入在卡和凹面内，从而提高移动过程当中的稳定性。

优选的，在支撑板上设置有滑槽，“L”形挡板的外侧设置有滑块，所述滑块与滑槽匹配。

滑槽和滑块的配合方式可以实现“L”形挡板的滑动。

更为优选的方式是，包括步进电机，所述步进电机固定在支撑板上，“L”形挡板通过步进电机控制运动。

主控模块与步进电机相连，利用主控模块控制步进电机，从而控制“L”形挡板的运动。

更为优选的方式是，还包括有底板，所述底板固定在支撑板的下缘处。

更为优选的方式是，所述底板与支撑板之间通过可拆卸的方式固定连接。譬如可以通过螺栓螺孔的形式，或者是卡条卡槽的形式等。

底板可以提供支撑力，从而进一步加强移动过程中对栽培槽的支撑效果。但是，底板本身也具有一定的重量。因此，在实际应用中，可以根据具体的栽培槽重量，选择安装或者不安装底板。譬如在移栽后上架的过程中，由于里面是植物苗体，本身重量不大，可以不添加该底板，而在下架后进行采摘的过程中，由于栽培槽内是成熟的植物体，且含有大量的水分，因此需要添加这一底板。

同时，在本发明中还公开了机械化移栽系统，包括基于六轴机械臂的移栽机、移栽设备、栽培架和AGV运输车，还包括有缓冲对接线体，所述的缓冲对接线体包括支架，固定于支架上的传送带和定位板，还包括有护板，所述护板固定在支架上部，包括沿传送带运动方向设置于传送带两侧的传送带护板和垂直于传送带运动方向设置于定位板末端的定位板护板，所述传送带护板与定位板护板相互垂直，且相距一定间隔，该间隔形成栽培槽拿取位置，还包括计算机控制系统，以及设置于定位板护板内侧的定位装置和设置于栽培架上的定位装置，计算机控制系统分别与基于六轴机械臂的移栽机的主控模块，AGV运输车，以及设置于定位板护板内侧的定位装置和设置于栽培架上的定位装置连接。

这里所述的定位装置可以采用红外线定位装置，也可以采用其他具有位置监测功能的定位装置，通过该定位装置能够监测到栽培槽是否到位，并将这一信息反馈至计算机控制系统，计算机控制系统根据定位信息，判断是否启动移栽机进行拿取动作。同时，在将栽培槽上架到栽培架的过程中，通过设置于栽培架上的定位装置，可以判断该位置是否为空，这一信息反馈至计算机控制系统后，计算机控制系统对移栽机进行控制，将移栽机移动至适合的位置，将栽培槽放入栽培架的空位。

栽培架通过AGV运输车被转运至培育车间。栽培架以及AGV运输车可以参考CN201820782720.1中公开的立式栽培架AGV运输车及立式栽培架，在此我们将CN201820782780.1中公开的全部技术特征内容引入本发明中。

这里所说的移栽设备是指CN201711111058.3中公开的蔬菜机械栽培装置。在此将CN201711111058.3中公开的全部技术特征引入本发明中。

缓冲对接线体设置在移栽设备的末端，这里的末端是指移栽设备的出口端。譬如按照CN201711111058.3中公开的蔬菜机械栽培装置，当设置有回转盘的时候，该末端为回转盘的出口处，当没有回转盘设计时，缓冲对接线体设置在第二传送带的末端。

经过移栽后的栽培槽经过回转盘或者第二传送带，进入缓冲对接线体的传送带，并经由这一传动带传动至定位板处，移栽机在定位板处通过拿取位置从上方将栽培槽吊起，并将其按照预设的路径放入栽培架的相应位置处。

更为优选的方式是缓冲对接线体与移栽设备之间还设置有转向机构，所述转向机构包括转向支架、气缸和推动杆，所述气缸和推动杆设置在转向支架外侧，推动杆在气缸的作用下沿垂直于缓冲对接线体的传送带运动方向。

进一步优选的，还包括设置在转向支架上的转向传送带，所述转向传送带的运动方向与移栽设备出口端栽培槽的运动方向相同，并且转向传送带的运动方向与缓冲对接线体的传送带运动方向垂直。

在一个优选的技术方案中，缓冲对接线体中两个传送带护板之间的距离与栽培槽长度相同，缓冲对接线体中传送带的长度为N倍的栽培槽宽度，其中n为整数。

在另一个优选的技术方案中，转向机构的转向传送带长度和宽度分别与栽培槽的长度和宽度相同。

现有的栽培槽是一个长宽比在3:1-5:1的矩形槽盒，移栽过程中，为了方便移栽，栽培槽是沿着其长轴方向移动的。这样在移栽设备的出口端，栽培槽以沿着长轴方向的运动形式进入缓冲对接线体，并且在栽培槽拿取位置处，被基于六轴机械臂的移栽机按照前述的方式从缓冲对接线体的上方拿取走。

优选设置转向机构以后，栽培槽同样以沿着长轴方向的运动形式进入到转向机构，此时栽培槽的长轴方向与缓冲对接线体的传送带运动方向垂直，然后在气缸和推动杆的作用下，栽培槽的运动方向发生转向，栽培槽以沿着短轴方向的运动形式进入到缓冲对接线体，并受到两侧挡板的约束，稳定送转至栽培槽拿取位置。

同时，在本发明中还公开了一种机械化移栽方法，包括以下步骤：

S1：空栽培架就位在待移栽的定位点；

S2：启动移栽设备，移栽完成后的栽培槽从移栽设备出口端处出料；

S3：栽培槽在缓冲对接线体内运动至栽培槽拿取位置；

S4：设置于定位板护板内侧的定位装置将栽培槽到位的信息传送至计算机控制系统，计算机控制系统发出移栽机启动命令，启动命令到达移栽机的主控模块，利用六轴机械臂将栽培槽从缓冲对接线体的上方拿取出来；

S5：移栽机将栽培槽分别放入栽培架的空位置；

S6：计算机控制系统接收到栽培架全部被放满的位置信息后，发出指令给 AGV运输车，将栽培架运输至培育车间。

进一步优选的方式是，在S2与S3之间还包括有步骤S3’：栽培槽进入转向机构，并在推动杆的作用下，运动转向90°。

运动转向90°的意思可以具体理解为是栽培槽由移栽设备中沿长轴方向运动的方式转向形成沿栽培槽短轴方向运动的方式。

更为优选的方式是，在S5中，移栽机将栽培槽从栽培架的正方向放入。也即是说，栽培槽在进入栽培架的过程中，是沿着栽培槽的短轴方向运动，直接放入栽培架。

另外，在本发明中还公开了机械化采摘系统，包括基于六轴机械臂的移栽机、采摘装置、AGV运输车和栽培架，还包括对接线体转移装置，所述对接线体转移装置包括支架，设置于支架上的转移传送带，所述转移传送带运动方向与栽培槽长轴方向相同，所述采摘装置上还设置有一入口端，转移传动带的末端位于该入口端处，还包括有计算机控制系统，以及设置在采摘装置入口端的定位装置，所述计算机控制系统分别与基于六轴机械臂的移栽机的主控模块，AGV运输车，以及设置于采摘装置入口端的定位装置和设置于栽培架上的定位装置连接。

这里所述的定位装置可以采用红外线定位装置，也可以采用其他具有位置监测功能的定位装置，通过该定位装置能够监测到栽培槽是否到位，并将这一信息反馈至计算机控制系统，计算机控制系统根据定位信息，判断采摘装置入口端是否有积压的栽培槽，如果没有，则对移栽机的主控模块发出命令，利用六轴机械臂将栽培槽从栽培架上下架到对接线体转移装置，并利用传送带输送至采摘装置内。当栽培架一侧上的定位装置均为空时，该信息反馈至计算机控制系统，AGV 带动栽培架转动至另一侧，当该侧的定位装置信息也均为空后，表明栽培槽全部下架，计算机控制系统给出信号给AGV运输车，AGV运输车离开并转移下一栽培架至此。

优选地，在转移传送带的两侧还设置有转移护板。

最后，本发明中还公开了一种机械化采摘方法，包括以下步骤：

S1：栽培架就位在待采摘的定位点；

S2：位于采摘装置入口端的定位装置将采摘装置入口端是否有栽培槽的信息传输至计算机控制系统，当此信息为否时，计算机控制系统向移栽机的主控模块发出命令，当此信息为是时，计算机控制系统不产生命令；

S3：移栽机的主控模块收到来自计算机控制系统的命令，控制六轴机械臂将栽培槽从栽培架上取下；

S4：六轴机械臂将栽培槽放入对接线体转移装置；

S5：栽培槽通过对接线体转移装置上的传送带运送至采摘装置内；

S6：位于栽培架上的定位装置将栽培架上栽培槽的信息反馈至计算机控制系统，当栽培架上的定位信息均为空后；

S7：计算机控制系统向AGV运输车发出命令，AGV运输车至培育车间带动另一栽培架至采摘定位点。

其中S6中包括三个步骤，S6-1，位于栽培架上的定位装置将栽培槽的信息反馈至计算机控制系统，当一侧全部为空后，S6-2，计算机控制系统向AGV运输车发出命令，AGV运输车转向至另一侧，S6-3，继续下架另一侧栽培槽，同时位于栽培架上的定位装置将栽培槽的信息反馈至计算机控制系统，另一侧全部为空后，即完成下架。

特别优选地，在S3中，移栽机将栽培槽从栽培架的正方向取出。也即是说，栽培槽在离开栽培架的过程中，是沿着栽培槽的短轴方向运动。

在传统的人工上、下架过程中，栽培槽均是沿着长轴方向上、下架，也就是说，是从栽培架的侧面推入或者推出，但是这种方式并不适合于机械化上、下架过程。因为，栽培架时上紧下宽的人字形结构，其顶部空间十分有限，同时，以水平的形式推入、推出抓取难度较大，而且底托由于结构受限，反而容易造成自动上、下架不能进行。

在本发明中应用了计算机控制系统，以及定位装置，移栽机主控模块等设备之间的数据传输和计算机控制方法。这些是基于现有的计算机技术就可以实现的。

本发明通过对机械化上、下架过程的深入研究，突破传统思维方式，利用正面上、下架，成功解决移栽机在机械化上、下架应用过程中结构受限和意外中断等问题。

通过本发明公开的技术方案，可以实现空栽培槽自动化上架，成品栽培槽(含有成熟蔬菜)自动化下架。采用本发明公开的装置和方法后，单个空栽培槽上架工序完成仅需10秒，极大提高上架效率。结合AGV运输车及其他自动化结构，真正实现育苗、移栽、种植、采摘全流程自动化。

附图说明

图1为基于六轴机械臂的移栽机示意图。

图2为图1中A部放大示意图。

图3为机械化移栽系统示意图。

图4为机械化采摘系统示意图。

图5为基于六轴机械臂的移栽机示意图与栽培架配合示意图。

图6为智能转运工程布局示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例1

如图1所示的基于六轴机械臂的移栽机，包括电动平移台1，所述电动平移台上设置有六轴机械臂2，所述六轴机械臂的末端处固定有支撑板3，所述支撑板3为包含有一长轴的板状结构，沿其长轴对称设置有两个相对位置可变的“L”形挡板，分别为41和42，两个“L”形挡板与位于两个“L”形挡板之间的支撑板共同形成“U”形夹持空间，“L”形挡板中与支撑板固定的一侧为固定板分别为411、421，垂直于支撑板的一侧为夹持板分别412、422；还包括主控模块，所述主控模块分别与电动平移台、六轴机械臂、“L”形挡板的驱动模块相连。

具体的观察图2，图2是图1中A部分的放大示意图，可以看到，优选地，在本实施例中“L”形挡板的夹持板422和412的内侧向内凹陷形成卡和凹面。可以看到由于成形了这样的卡和凹面，因此出现一圈卡和凸台5。和凹面与栽培槽的侧面匹配。通过这个卡和凹面，栽培槽与挡板结合时，可以嵌入在卡和凹面内，从而提高移动过程当中的稳定性。

进一步关注图2，在本实施例中，我们优选采用滑槽和滑块的配合方式实现“L”形挡板的滑动。由于滑块已经匹配在滑槽中，因此在图2中我们仅能看到滑块6。

更为优选的方式是，包括步进电机7，所述步进电机7固定在支撑板3上，“L”形挡板通过步进电机控制运动。

主控模块与步进电机相连，利用主控模块控制步进电机，从而控制“L”形挡板的运动。

在本实施例中，我们进一步更为优选的方式还包括有底板8，所述底板8固定在支撑板的下缘处。

底板可以提供支撑力，从而进一步加强移动过程中对栽培槽的支撑效果。但是，底板本身也具有一定的重量。因此，在实际应用中，可以根据具体的栽培槽重量，选择安装或者不安装底板。譬如在移栽后上架的过程中，由于里面是植物苗体，本身重量不大，可以不添加该底板，而在下架后进行采摘的过程中，由于栽培槽内是成熟的植物体，且含有大量的水分，因此需要添加这一底板。

当我们需要完成上架，或者下架栽培槽的动作时，通过主控模块控制电动平移台至适当的操作位置，然后通过主控模块控制六轴机械臂在六个自由度的范围内转动，促使“U”形夹持空间正对栽培槽，然后通过主控模块控制“L”形挡板分别向外侧(远离两个挡板之间的中线)运动至最大位置后，通过六轴机械臂运动，将“L”形挡板放置在栽培槽两侧，通过主控模块控制“L”形挡板分别向内侧(不断贴近两个挡板之间的中线)运动，当挡板与栽培槽的侧壁过盈配合时，停止运动，并通过主控模块控制六轴机械臂运动，将栽培槽按照预想的路径运动，从而完成上、下栽培槽的动作。

下面我们结合图3来说明机械化移栽系统，如图3中所示的机械化移栽系统，包括基于六轴机械臂的移栽机9、移栽设备10、栽培架11和AGV运输车12，还包括有缓冲对接线体13，所述的缓冲对接线体包括支架131，固定于支架131 上的传送带132和定位板133，还包括有护板，所述护板固定在支架上部，包括沿传送带运动方向设置于传送带两侧的传送带护板134和垂直于传送带运动方向设置于定位板末端的定位板护板135，所述传送带护板与定位板护板相互垂直，且相距一定间隔，该间隔形成栽培槽拿取位置，在图中，我们看到栽培槽 14正好位于该位置处，还包括计算机控制系统，以及设置于定位板护板内侧的定位装置和设置于栽培架上的定位装置，计算机控制系统分别与基于六轴机械臂的移栽机的主控模块，AGV运输车，以及设置于定位板护板内侧的定位装置和设置于栽培架上的定位装置连接。

这里所述的定位装置可以采用红外线定位装置，也可以采用其他具有位置监测功能的定位装置，通过该定位装置能够监测到栽培槽是否到位，并将这一信息反馈至计算机控制系统，计算机控制系统根据定位信息，判断是否启动移栽机进行拿取动作。同时，在将栽培槽上架到栽培架的过程中，通过设置于栽培架上的定位装置，可以判断该位置是否为空，这一信息反馈至计算机控制系统后，计算机控制系统对移栽机进行控制，将移栽机移动至适合的位置，将栽培槽放入栽培架的空位。

栽培架通过AGV运输车被转运至培育车间。栽培架以及AGV运输车可以参考CN201820782720.1中公开的立式栽培架AGV运输车及立式栽培架，在此我们将CN201820782780.1中公开的全部技术特征内容引入本发明中。

这里所说的移栽设备是指CN201711111058.3中公开的蔬菜机械栽培装置。在此将CN201711111058.3中公开的全部技术特征引入本发明中。

缓冲对接线体设置在移栽设备的末端，这里的末端是指移栽设备的出口端。譬如按照CN201711111058.3中公开的蔬菜机械栽培装置，当设置有回转盘的时候，该末端为回转盘的出口处，当没有回转盘设计时，缓冲对接线体设置在第二传送带的末端。

经过移栽后的栽培槽经过回转盘或者第二传送带，进入缓冲对接线体的传送带，并经由这一传动带传动至定位板处，移栽机在定位板处通过拿取位置从上方将栽培槽吊起，并将其按照预设的路径放入栽培架的相应位置处。

如图3所示，缓冲对接线体13与移栽设备10之间还设置有转向机构15，所述转向机构包括转向支架151、气缸152和推动杆153，所述气缸152和推动杆153设置在转向支架151外侧，推动杆在气缸的作用下沿垂直于缓冲对接线体的传送带运动方向。

在本实施例中进一步优选的，还包括设置在转向支架上的转向传送带154，所述转向传送带154的运动方向与移栽设备出口端栽培槽的运动方向相同，并且转向传送带的运动方向与缓冲对接线体的传送带运动方向垂直。

如图3中所示，栽培槽16是一个长宽比为4:1的矩形槽盒，它在移栽过程中，为了方便移栽，栽培槽是沿着其长轴方向移动的。如图3中所示的，栽培槽 16沿着移栽设备10的输送带由图面的上方向下方运动。当其到达转向机构15 时，推动杆153推动该栽培槽16，使其转向90°，然后由左向右沿着缓冲对接线体13的传送带132运动。

在图3中我们看到，此时有11个栽培槽位于缓冲对接线体13上，并且在最右侧的栽培槽14已经位于拿取位置，基于六轴机械臂的移栽机9从缓冲对接线体的上方将其拿取走。

然后，按照图5所示的方式，将栽培槽14放至栽培架11上。可以看到移栽机将栽培槽从栽培架的正方向放入。也即是说，栽培槽在进入栽培架的过程中，是沿着栽培槽的短轴方向运动，直接放入栽培架。

下面，我们结合图4来说明本发明所公开的机械化采摘系统。

如图4中所示的机械化采摘系统，包括基于六轴机械臂的移栽机9、采摘装置17、AGV运输车12和栽培架11，还包括对接线体转移装置18，所述对接线体转移装置包括支架181，设置于支架上的转移传送带182，所述转移传送带运动方向与栽培槽长轴方向相同，所述采摘装置上还设置有一入口端，如图4中所示，转移传动带的末端位于该入口端处，还包括有计算机控制系统，以及设置在采摘装置入口端的定位装置，所述计算机控制系统分别与基于六轴机械臂的移栽机的主控模块，AGV运输车，以及设置于采摘装置入口端的定位装置和设置于栽培架上的定位装置连接。

优选地，如图4所示，在转移传送带182的两侧还设置有转移护板183。

这里所述的定位装置可以采用红外线定位装置，也可以采用其他具有位置监测功能的定位装置，通过该定位装置能够监测到栽培槽是否到位，并将这一信息反馈至计算机控制系统，计算机控制系统根据定位信息，判断采摘装置入口端是否有积压的栽培槽，如果没有，则对移栽机的主控模块发出命令，利用六轴机械臂将栽培槽从栽培架上下架到对接线体转移装置，并利用传送带输送至采摘装置内。当栽培架一侧上的定位装置均为空时，该信息反馈至计算机控制系统，AGV 带动栽培架转动至另一侧，当该侧的定位装置信息也均为空后，表明栽培槽全部下架，计算机控制系统给出信号给AGV运输车，AGV运输车离开并转移下一栽培架至此。

最后，结合图6我们看到，这是一个智能转运工程布局示意图。位于图面上方的是培育车间19，其中设置有AGV运输车12走行的路径20。

AGV运输车按照图3-图5中所示的状态，负载栽培架在培育车间与移栽、采摘车间21之间运动。

如图6中所示，分别示意机械化移栽方法和机械化采摘方法。

当需要移栽时，空栽培架22就位在待移栽的定位点B点；参考图3以及相关的陈述，启动移栽设备10，移栽完成后的栽培槽从移栽设备出口端处出料；栽培槽在缓冲对接线体内运动至栽培槽拿取位置；设置于定位板护板内侧的定位装置将栽培槽到位的信息传送至计算机控制系统，计算机控制系统发出移栽机启动命令，启动命令到达移栽机的主控模块，利用六轴机械臂将栽培槽从缓冲对接线体的上方拿取出来；移栽机将栽培槽分别放入栽培架的空位置；计算机控制系统接收到栽培架全部被放满的位置信息后，发出指令给AGV运输车，将栽培架运输至培育车间。

进一步优选的方式是，在S2与S3之间还包括有步骤S3’：栽培槽进入转向机构，并在推动杆的作用下，运动转向90°。

运动转向90°的意思可以具体理解为是栽培槽由移栽设备中沿长轴方向运动的方式转向形成沿栽培槽短轴方向运动的方式。

移栽后的栽培架通过AGV运输车由移栽、采摘车间21去到培育车间19。并在培育车间19中完成生长培育过程。成熟后的蔬菜需要机械化采摘时，按照如下步骤进行：首先AGV运输车12负载成品栽培架就位在待采摘的定位点C点；然后参考图4，以及相关的陈述，位于采摘装置17入口端的定位装置将采摘装置入口端是否有栽培槽的信息传输至计算机控制系统，当此信息为否时，计算机控制系统向移栽机的主控模块发出命令，当此信息为是时，计算机控制系统不产生命令；：移栽机的主控模块收到来自计算机控制系统的命令，控制六轴机械臂将栽培槽从栽培架上取下；六轴机械臂将栽培槽放入对接线体转移装置；栽培槽通过对接线体转移装置上的传送带运送至采摘装置内；位于栽培架上的定位装置将栽培架上栽培槽的信息反馈至计算机控制系统，当栽培架上的定位信息均为空后；计算机控制系统向AGV运输车发出命令，AGV运输车至培育车间带动另一栽培架至采摘定位点。

其中S6中包括三个步骤，S6-1，位于栽培架上的定位装置将栽培槽的信息反馈至计算机控制系统，当一侧全部为空后，S6-2，计算机控制系统向AGV运输车发出命令，AGV运输车转向至另一侧，S6-3，继续下架另一侧栽培槽，同时位于栽培架上的定位装置将栽培槽的信息反馈至计算机控制系统，另一侧全部为空后，即完成下架。

其中移栽机将栽培槽从栽培架的正方向取出，如图5中所示的那样。也即是说，栽培槽在离开栽培架的过程中，是沿着栽培槽的短轴方向运动。

从而实现育苗、移栽、种植、采摘全流程自动化、无人化操作。

以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.机械化移栽系统的机械化移栽方法，其特征在于：所述机械化移栽系统包括基于六轴机械臂的移栽机、移栽设备、栽培架和AGV运输车，还包括有缓冲对接线体，所述基于六轴机械臂的移栽机包括电动平移台、步进电机，所述电动平移台上设置有六轴机械臂，所述六轴机械臂的末端处固定有支撑板，所述支撑板为包含有一长轴的板状结构，沿其长轴对称设置有两个相对位置可变的“L”形挡板，两个“L”形挡板与位于两个“L”形挡板之间的支撑板共同形成“U”形夹持空间，“L”形挡板中与支撑板固定的一侧为固定板，垂直于支撑板的一侧为夹持板；还包括主控模块，所述主控模块分别与电动平移台、六轴机械臂、“L”形挡板的驱动模块相连；

所述步进电机固定在支撑板上，“L”形挡板通过步进电机控制运动；

所述的缓冲对接线体包括支架，固定于支架上的传送带和定位板，还包括有护板，所述护板固定在支架上部，包括沿传送带运动方向设置于传送带两侧的传送带护板和垂直于传送带运动方向设置于定位板末端的定位板护板，所述传送带护板与定位板护板相互垂直，且相距一定间隔，该间隔形成栽培槽拿取位置，还包括计算机控制系统，以及设置于定位板护板内侧的定位装置和设置于栽培架上的定位装置，计算机控制系统分别与基于六轴机械臂的移栽机的主控模块，AGV运输车，以及设置于定位板护板内侧的定位装置和设置于栽培架上的定位装置连接；缓冲对接线体与移栽设备之间还设置有转向机构，所述转向机构包括转向支架、气缸和推动杆，所述气缸和推动杆设置在转向支架外侧，推动杆在气缸的作用下沿垂直于缓冲对接线体的传送带运动方向；

机械化移栽方法包括以下步骤： S1：空栽培架就位在待移栽的定位点； S2：启动移栽设备，移栽完成后的栽培槽从移栽设备出口端处出料； S3：栽培槽在缓冲对接线体内运动至栽培槽拿取位置； S4：设置于定位板护板内侧的定位装置将栽培槽到位的信息传送至计算机控制系统，计算机控制系统发出移栽机启动命令，启动命令到达移栽机的主控模块，利用六轴机械臂将栽培槽从缓冲对接线体的上方拿取出来； S5：移栽机将栽培槽分别放入栽培架的空位置； S6：计算机控制系统接收到栽培架全部被放满的位置信息后，发出指令给AGV运输车，将栽培架运输至培育车间。

2.根据权利要求1所述的机械化移栽系统的机械化移栽方法，其特征在于：机械化移栽系统还包括设置在转向支架上的转向传送带，所述转向传送带的运动方向与移栽设备出口端栽培槽的运动方向相同，并且转向传送带的运动方向与缓冲对接线体的传送带运动方向垂直。

3.根据权利要求1所述的机械化移栽系统的机械化移栽方法，其特征在于：在S5中，移栽机将栽培槽从栽培架的正方向放入。

4.机械化采摘系统的机械化采摘方法，其特征在于：所述机械化采摘系统包括基于权利要求1中所述的六轴机械臂的移栽机、采摘装置、AGV运输车和栽培架，还包括对接线体转移装置，所述对接线体转移装置包括支架，设置于支架上的转移传送带，所述转移传送带运动方向与栽培槽长轴方向相同，所述采摘装置上还设置有一入口端，转移传动带的末端位于该入口端处，还包括有计算机控制系统，以及设置在采摘装置入口端的定位装置，所述计算机控制系统分别与基于六轴机械臂的移栽机的主控模块，AGV运输车，以及设置于采摘装置入口端的定位装置和设置于栽培架上的定位装置连接；

机械化采摘方法包括以下步骤：S1：栽培架就位在待采摘的定位点； S2：位于采摘装置入口端的定位装置将采摘装置入口端是否有栽培槽的信息传输至计算机控制系统，当此信息为否时，计算机控制系统向移栽机的主控模块发出命令，当此信息为是时，计算机控制系统不产生命令； S3：移栽机的主控模块收到来自计算机控制系统的命令，控制六轴机械臂将栽培槽从栽培架上取下； S4：六轴机械臂将栽培槽放入对接线体转移装置； S5：栽培槽通过对接线体转移装置上的传送带运送至采摘装置内； S6：位于栽培架上的定位装置将栽培架上栽培槽的信息反馈至计算机控制系统，当栽培架上的定位信息均为空后； S7：计算机控制系统向AGV运输车发出命令，AGV运输车至培育车间带动另一栽培架至采摘定位点。

5.根据权利要求4所述的机械化采摘系统的机械化采摘方法，其特征在于：在S3中，移栽机将栽培槽从栽培架的正方向取出。