CN109041645A - 一种旋转供种甘蔗切种设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转供种甘蔗切种设备，属于农业种植机械领域。一种旋转供种甘蔗切种设备包括间歇供种机构、输送机构、识别设备、切种箱、位置标定机构、分拣通道；所述识别设备位于输送机构正上方；切种箱两端分别设置有输送机构及分拣通道；输送机构靠近切种箱处设置有位置标定机构；间歇供种机构、输送机构、识别设备、位置标定机构、切种箱、分拣通道大幅优化各部件匹配次序。基于视觉识别技术对对整根蔗种进行识别，分析各茎节及病虫害的位置，提前计算出电机的转动量，实现整杆的精准切割及病虫害蔗种与合格蔗种的分拣。本发明实现蔗种整周图像采集，含病虫害蔗种段的清除，提高蔗种段合格率，增加甘蔗产量，实现蔗农的增收。

Description

一种旋转供种甘蔗切种设备

技术领域

本发明涉及一种旋转供种甘蔗切种设备，属于农业种植机械领域。

背景技术

食糖作为国家的重要战略物资，其90％以上来源于蔗糖。甘蔗生产直接关系到中国食糖的基本供给能力。近几年，随着国外食糖市场的冲击、农业劳动力成本的上升，中国糖业面临行业性亏损，严重影响到中国食糖的安全供给和社会稳定。传统的甘蔗植过程全部由人工来完成，需要人工较多，劳动强度较大，效率低。由于近些年劳动力紧缺，人工成本大幅度提高。因此，加快发展甘蔗植机械化，对解决蔗区劳力紧缺，降低甘蔗生产本成，提高我国蔗糖市场竞争力具有重要意义。

甘蔗切种必须要求切出的单段蔗种上有茎节，这样才会长出甘蔗，同时蔗种易受病虫害干扰，若将含有病虫害的蔗种播种后，甘蔗会出现病虫害，导致种植的蔗种的质量较差，甘蔗产量下降，影响蔗农的收入。目前市场的机具及在研的机具无法满足这种高标准的农艺要求，因此，亟需开发一种切种时单根蔗种上必须含有茎节，而且需将含有病虫害的一段蔗种清除掉，新型的稳定、高效、整杆蔗种切种装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了结构相对简单，实现蔗种预取种、整周图像采集，含病虫害蔗种段的清除的一种旋转供种甘蔗切种设备。

本发明提供的一种旋转供种甘蔗切种设备，包括：间歇供种机构、输送机构、识别设备、切种箱、位置标定机构、分拣通道；所述识别设备位于输送机构正上方；切种箱两端分别设置有输送机构及分拣通道；输送机构靠近切种箱处设置有位置标定机构。

在一种实施方式中，所述间歇供种机构包括蔗种箱、取种器、取种器电机、红外传感器；所述取种器为长轴类部件，圆周均布有凹槽，取种器电机与取种器相连；当旋转至投种区域时，红外传感器检测到取种器底部凹槽掉落蔗种进入导向斗后，取种器电机停止转动，无蔗种时，即红外传感器未检测到蔗种，取种器电机继续转动。

在一种实施方式中，所述输送机构包括导向斗、主动输送辊、从动输送辊、输送支架、输送辊电机，导向斗位于取种器正下方，主动输送辊、从动输送辊均为对辊、且都设置有输送支架上，主动输送辊与输送辊电机相连，输送支架中轴线上开有正方形孔；蔗种经导向斗进入主动输送辊对辊中部，输送电机带动主动输送辊转动，实现蔗种的横向运动。

在一种实施方式中，所述主动输送辊及从动输送辊均为异型长轴类零件，上部为圆台、下部为圆柱，主动输送辊沿输送支架轴线对称设置两个，从动输送辊沿输送支架轴线对称设置两个，两个主动输送辊及两个从动输送辊中间间隙相同；两个主动输送辊底部各装有齿轮，且两齿轮为啮合状态；输送电机与单个主动输送辊连接，通过齿轮啮合，两个主动输送辊实现对转，圆台形状可保证不同直径蔗种均能被输送。

在一种实施方式中，所述位置标定机构包括液压缸、液压推杆、触碰传感器；液压推杆安装于液压缸上，液压推杆为扁平状，触碰传感器贴附在液压推杆右侧面；当红外传感器检测到蔗种掉落后，液压缸带动液压推杆下压至设定值后停止，蔗种经主动主动输送辊横向输送，触碰到触碰传感器后输送辊电机停止转动，此时蔗种的一端固定在标定位置，此处蔗种的一端即为标定基准点，以此为基准点确定茎节的坐标，为后期蔗种的横向进给量提供参考基准点。

在一种实施方式中，所述识别机构包括视觉处理设备、滚刷、滚刷电机；所述视觉处理设备包括相机、光源、主机、控制器，视觉处理设备位于输送支架正上方，滚刷位于输送支架上，滚刷与滚刷电机相连，滚刷轴线蔗种轴线平行，液压推杆挡住蔗杆横向运动，滚刷转动带动蔗种沿轴向转动，相机采集蔗种整周图像后，液压推板回升，输送辊电机转动带动蔗种横向运动。

在一种实施方式中，所述切种箱包括切种箱箱体及滚刀，蔗种进入切种箱箱体内，滚刀对蔗种进行切割。

在一种实施方式中，所述分拣通道为具有倾斜角度的滑道，上面设置有挡板，出口包括合格蔗种出口及病虫害蔗种出口，病虫害蔗种出口位于前端，病虫害蔗种出口处安装挡板，挡板与挡板电机相连，合格的蔗种段从合格蔗种出口输出，含病虫害蔗种段从病虫害蔗种出口输出。

在一种实施方式中，所述红外传感器、相机、触碰传感器、取种器电机、输送辊电机、滚刷电机、液压缸、切种箱、挡板电机均与控制器相连，控制器分析蔗种各茎节及病虫害所处位置，确定坐标，决定切割位置，对各机构输出控制指令。

在一种实施方式中，所述间歇供种机构、输送机构、识别设备、位置标定机构、切种箱、分拣通道依次设置，大幅优化机器连接次序，提高生产效率。

本发明工作原理：

蔗种从种箱内经取种器取种，取种器电机带动取种器旋转，当旋转至投种区域时，红外传感器检测到取种器底部凹槽掉落蔗种进入导向斗后，取种器电机停止转动，无蔗种时，即红外传感器未检测到蔗种，取种器电机继续转动，蔗种进入主动输送辊对辊中部，输送电机带动主动输送辊转动，实现蔗种的横向运动，输送电机与单个主动输送辊连接，通过齿轮啮合，两个主动输送辊实现对转，红外传感器检测到蔗种掉落后，液压缸带动液压推杆下压至设定值后停止，蔗种经主动主动输送辊横向输送，触碰到触碰传感器后输送辊电机停止转动，滚刷转动带动蔗种沿轴向转动，相机采集蔗种整周图像后，液压推板回升，输送辊电机转动带动蔗种横向运动，蔗种进入切种箱箱体内，滚刀对蔗种进行切割，合格的蔗种段从合格蔗种出口输出，含病虫害蔗种段输送时，挡板电机带动挡板转动使病虫害蔗种段从病虫害蔗种出口输出。

本发明的优点和效果：

本发明的优点如下：

1.基于视觉识别技术对对整根蔗种进行识别，分析各茎节及病虫害的位置，提前计算出电机的转动量，实现整杆的精准切割；

2.增加异型长轴类输送辊，实现蔗种的横向输送；

3.位置标定机构的设置，确定蔗种参数标定值，降低蔗种切割位置设定难度；

4.设置滚刷，使相机能扫描蔗种整周图像；

附图说明

图1为一种旋转供种甘蔗切种设备的结构示意图；

图2为一种旋转供种甘蔗切种设备局部结构的俯视图；

图3为一种旋转供种甘蔗切种设备局部结构的主视图；

图中标号：1-间歇供种机构、2-输送机构、3-识别设备、4-蔗种、5-分拣通道、6-切种箱、7-取种器电机、8-取种器、9-红外传感器、10-导向斗、11-主动输送辊、12-输送支架、13-滚刷、14-滚刷电机、15-液压缸、16-从动输送辊、17-切种箱箱体、18-滚刀、19-病虫害蔗种出口、20-合格蔗种出口、21-挡板、22-挡板电机、23-视觉处理设备、24-触碰传感器、25-液压推杆、26-输送辊电机。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示，一种旋转供种甘蔗切种设备，包括：间歇供种机构1、输送机构2、识别设备3、切种箱6、位置标定机构、分拣通道5；所述识别设备3位于输送机构2正上方；切种箱6两端分别设置有输送机构2及分拣通道5；输送机构2靠近切种箱6处设置有位置标定机构。

进一步的，所述间歇供种机构1包括蔗种箱、取种器8、取种器电机7、红外传感器9；所述取种器8为长轴类部件，圆周均布有凹槽，取种器电机7与取种器8相连；当旋转至投种区域时，红外传感器9检测到取种器8底部凹槽掉落蔗种4进入导向斗10后，取种器电机7停止转动，无蔗种4时，即红外传感器9未检测到蔗种4，取种器电机7继续转动。

进一步的，所述输送机构2包括导向斗10、主动输送辊11、从动输送辊16、输送支架12、输送辊电机26，导向斗10位于取种器8正下方，主动输送辊11、从动输送辊16均为对辊、且都设置有输送支架12上，主动输送辊11与输送辊电机26相连，输送支架12中轴线上开有正方形孔；蔗种4经导向斗10进入主动输送辊11对辊中部，输送辊电机26带动主动输送辊11转动，实现蔗种4横向运动。

进一步的，所述主动输送辊11及从动输送辊16均为异型长轴类零件，上部为圆台、下部为圆柱，主动输送辊11沿输送支架12轴线对称设置两个，从动输送辊16沿输送支架12轴线对称设置两个，两个主动输送辊11及两个从动输送辊16中间间隙相同；两个主动输送辊11底部各装有齿轮，且两齿轮为啮合状态；输送辊电机26与单个主动输送辊11连接，通过齿轮啮合，两个主动输送辊11实现对转，圆台形状可保证不同直径蔗种4均能被输送。

进一步的，所述位置标定机构包括液压缸15、液压推杆25、触碰传感器24；液压推杆25安装于液压缸15上，液压推杆25为扁平状，触碰传感器24贴附在液压推杆25右侧面；当红外传感器9检测到蔗种4掉落后，液压缸15带动液压推杆25下压至设定值后停止，蔗种4经主动主动输送辊11横向输送，触碰到触碰传感器24后输送辊电机26停止转动，此时蔗种的一端固定在标定位置，此处蔗种4的一端即为标定基准点，以此为基准点确定茎节的坐标，为后期蔗种4的横向进给量提供参考基准点。

进一步的，所述识别机构包括视觉处理设备23、滚刷13、滚刷电机14；所述视觉处理设备23包括相机、光源、主机、控制器，视觉处理设备23位于输送支架12正上方，滚刷13位于输送支架12上，滚刷13与滚刷电机14相连，滚刷13轴线蔗种4轴线平行，液压推杆25挡住蔗杆横向运动，滚刷13转动带动蔗种4沿轴向转动，相机采集蔗种4整周图像后，液压推板回升，输送辊电机26转动带动主动输送辊转动以实现蔗种4横向运动。

进一步的，所述切种箱6包括切种箱箱体17及滚刀18，蔗种4进入切种箱箱体17内，滚刀18对蔗种4进行切割。

进一步的，所述分拣通道5为具有倾斜角度的滑道，上面设置有挡板21，出口包括合格蔗种出口20及病虫害蔗种出口19，病虫害蔗种出口19位于前端，病虫害蔗种出口19处安装挡板21，挡板21与挡板电机22相连，合格的蔗种段从合格蔗种出口20输出，含病虫害蔗种段从病虫害蔗种出口19输出。

进一步的，所述红外传感器9、相机、触碰传感器24、取种器电机7、输送辊电机26、滚刷电机14、液压缸15、切种箱6、挡板电机22均与控制器相连，控制器分析蔗种4各茎节及病虫害所处位置，确定坐标，决定切割位置，对各机构输出控制指令。

进一步的，所述间歇供种机构1、输送机构2、识别设备3、位置标定机构、切种箱6、分拣通道5依次设置，大幅优化机器连接次序，提高生产效率。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，包括：间歇供种机构、输送机构、识别设备、切种箱、位置标定机构、分拣通道；所述识别设备位于输送机构正上方；切种箱两端分别设置有输送机构及分拣通道；输送机构临近切种箱的一端设置有位置标定机构。

2.如权利要求1所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述间歇供种机构包括蔗种箱、取种器、取种器电机、红外传感器；所述取种器为长轴类部件，取种器圆周均布有凹槽，取种器与取种器电机相连。

3.如权利要求1或2所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述输送机构包括导向斗、主动输送辊、从动输送辊、输送支架、输送辊电机，导向斗位于取种器正下方，主动输送辊、从动输送辊均为对辊、且都设置有输送支架上，主动输送辊与输送辊电机相连，输送支架中轴线上开有正方形孔。

4.如权利要求1或3所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述主动输送辊及从动输送辊均为异型长轴类零件，上部为圆台、下部为圆柱，主动输送辊沿输送支架轴线对称设置两个，从动输送辊沿输送支架轴线对称设置两个，两个主动输送辊及两个从动输送辊中间间隙相同；两个主动输送辊底部各装有齿轮，且两齿轮为啮合状态。

5.如权利要求1所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述位置标定机构包括液压缸、液压推杆、触碰传感器；液压推杆安装于液压缸上，触碰传感器贴附在液压推杆侧面。

6.如权利要求1或3所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述识别机构包括视觉处理设备、滚刷、滚刷电机；所述视觉处理设备包括相机、光源、主机、控制器，视觉处理设备位于输送支架正上方，滚刷位于输送支架上，滚刷与滚刷电机相连，滚刷轴线蔗种轴线平行。

7.如权利要求1所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述切种箱包括切种箱箱体及滚刀。

8.如权利要求1所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述分拣通道为具有倾斜角度的滑道，上面设置有挡板，出口包括合格蔗种出口及病虫害蔗种出口，病虫害蔗种出口位于前端，病虫害蔗种出口处安装挡板，挡板与挡板电机相连。

9.如权利要求1-8任一所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述红外传感器、相机、触碰传感器、取种器电机、输送辊电机、滚刷电机、液压缸、切种箱、挡板电机均与控制器相连。

10.如权利要求1所述的一种旋转供种甘蔗切种设备，其特征在于，所述间歇供种机构、输送机构、识别设备、位置标定机构、切种箱、分拣通道依次设置。