CN109983891B - 一种插秧装置及插秧系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于信息处理技术领域，公开了一种插秧装置及插秧系统。插秧装置包括：装置主体，所述装置主体与底座滑动连接；传送单元，设置在所述装置主体上，所述传送单元用于传送秧苗；抓取单元，设置在所述装置主体上，所述抓取单元用于截取所述传送单元上的至少部分秧苗，并插入目标位置中；以及，控制单元，与所述终端通信连接，其中，所述控制单元与所述传送单元、所述抓取单元通信连接。插秧系统包括：终端、服务器以及插秧装置。本申请具有插秧效率高、秧苗分布均匀整齐、便于搬运、使用可靠、便于科学管理等优势。

Description

一种插秧装置及插秧系统

技术领域

本申请属于信息处理技术领域，尤其涉及一种插秧装置及插秧系统。

背景技术

农村莳秧有两种方法，一种是抛秧，将还没完全成秧的种子抛在田里；另一种是插秧，将秧苗从秧田移植到田地里，一般秧苗长到3～5寸长时即可移栽。育种的时候栽植比较密集，不利于生长，经过人工移植或机器移植，让秧苗有更大的生存空间。

人工插秧费时费力，且工人长时间在田地里弯腰劳作，对身体的伤害较大。另外，为了便于收割，秧苗需要尽可能地栽植在一条线上，对劳动的熟练度要求较高。因此，既能够保证栽植的整齐度又能够提高插秧效率的插秧机应运而生。

对于平原地区而言，很多田地都是连接在一起的，可以用插秧机进行大规模、高效率的机械化栽植。

然而，对于丘陵地区而言，由于丘陵地区田地小而分散，形状、土壤复杂，地面高差大等造成插秧机转移和田间作业都较平原地区困难。因此，目前许多丘陵地区仍旧采用传统的人工插秧方式，作业效率和自动化水平亟待提高。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种插秧装置及插秧系统，用以提高插秧的工作效率以及所栽植秧苗的整齐度，便于收割。

为解决上述技术问题，本申请提供的插秧装置与终端无线通信连接，本申请具有如下构成：装置主体，所述装置主体与底座滑动连接；传送单元，设置在所述装置主体上，所述传送单元用于传送秧苗；抓取单元，设置在所述装置主体上，所述抓取单元用于截取所述传送单元上的至少部分秧苗，并插入目标位置中；以及，控制单元，与所述终端通信连接，其中，所述控制单元与所述传送单元、所述抓取单元通信连接。

所述抓取单元包括：第一抓取部，用于抓取所述传送单元上的秧苗；第一活动臂，所述第一活动臂的第一端部与所述第一抓取部连接，所述第一活动臂的第二端部转动连接在所述装置主体上。

所述第一活动臂包括第一活动关节，所述第一活动关节与所述装置主体转动连接，其中，所述第一活动关节与至少两个伺服电机驱动连接。

所述第一抓取部设置有第一光电传感器，所述第一光电传感器与所述控制单元通信连接；所述控制单元根据所述第一光电传感器的反馈，控制所述抓取单元抓取或栽植秧苗。

所述装置主体的一侧设有中空的凸台，所述凸台内形成一传送通道，所述传送通道上安装有第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制单元通信连接，用于获取所述第一活动臂的往复次数。

响应于所述第一活动臂的往复次数，所述控制单元控制所述装置主体相对所述底座滑动一位移。

所述装置主体的底部设有多个滑轮，所述底座上设有与所述滑轮匹配的导轨；响应于所述第一活动臂的往复次数，所述控制单元控制所述滑轮相对所述导轨滑动一位移。

所述插秧装置还包括安装在所述底座上的限位单元，基于所述装置主体移动的距离，触发所述限位单元发出限位信号。

所述限位单元与所述控制单元通信连接，所述控制单元基于所述限位信号控制所述传送单元与所述抓取单元停止作业，并将所述限位信号发送给所述终端。

所述传送单元包括：秧苗滑道，用于放置秧苗，所述秧苗滑道倾斜设置在所述装置主体的表面；以及传送带，通过齿轮组件安装在所述装置主体上，所述传送带与所述秧苗滑道的底端接触设置。

所述传送单元还包括秧夹，所述秧夹包括：第二抓取部，用于抓取所述传送带上的秧苗；与第二抓取部连接的第二活动臂，所述第二活动臂转动连接在所述装置主体上。

所述第二活动臂包括第二活动关节，所述第二活动关节与所述装置主体转动连接，其中，所述第二活动关节与至少两个伺服电机驱动连接。

所述传送带上还设置有重力传感器，所述重力传感器与所述控制单元通信连接；响应于所述重力传感器的数值，所述控制单元控制所述传送带传送秧苗；或者，所述控制单元控制所述传送单元中的秧夹传送秧苗。

所述传送单元还包括秧苗板，所述秧苗板设置于所述装置主体的下方，用于暂存所述第二抓取部抓取的秧苗。

所述控制单元包括无线通信模块，用于接收所述终端发出的指令。

所述插秧装置还包括供电模块。

与现有技术相比，本申请提供了一种插秧装置，在本申请的方案中，设置在装置主体上的传送单元传送秧苗，设置在装置主体上的抓取单元栽植秧苗。本申请通过控制单元控制传送单元与抓取单元的运动从而实现秧苗的栽植，并保证了插秧的效率和秧苗的整齐度；控制单元控制装置主体的移动，且本申请提供的插秧装置较轻便易于搬运，不仅适用于平原地区，亦适用于丘陵地区的插秧工作。

本申请还提供了一种插秧系统，包括：终端、服务器以及上述的插秧装置，本申请能够综合考虑多方位的因素，从而能够更准确更全面地提供插秧时的预判信息，提高了使用可靠性。

本申请还提供了一种信息处理方法，包括终端向插秧装置发送插秧指令；栽植秧苗，所述插秧装置响应于所述插秧指令，将秧苗栽植到目标位置。

在所述终端向插秧装置发送插秧指之前，将所述插秧装置移动至一目标区域。

在所述将所述插秧装置移动至一目标区域之后，还包括：所述终端获取所述目标区域的环境信息，并向服务器发送所述环境信息：所述服务器基于所述插秧装置的所述环境信息生成所述插秧指令，并将所述插秧指令发送给所述终端。

所述环境信息包括待栽植秧苗的壮硕程度，所述目标区域的栽植面积、水田深度、泥土松软程度以及泥水的流速。

所述栽植秧苗还包括：所述插秧装置的控制单元接收所述插秧指令；所述控制单元控制所述插秧装置中的传动单元传送秧苗，以及控制所述插秧装置的抓取单元抓取所述传送单元上的秧苗，并将秧苗转移至所述目标位置的上方；响应于所述插秧指令，所述抓取单元将秧苗栽植到所述目标位置的目标深度。

所述抓取单元将秧苗栽植到所述目标位置的目标深度时，所述控制单元响应于所述抓取单元栽植秧苗的次数，控制所述插秧装置中的装置主体移动一位移。

响应于所述插秧装置的移动距离，所述插秧装置中的限位单元将限位信号发送给所述控制单元，所述控制单元将所述目标区域的所述插秧指令标记为完成，并控制所述传送单元与所述抓取单元停止作业，并将所述限位信号发送给所述终端。

相较于现有技术而言，本申请能够实时监测秧苗的栽植状态，以便于更好地管理和规划。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本申请一个示例插秧装置的立体示意图；

图2：本申请另一个示例插秧装置的立体示意图；

图3：本申请插秧装置移动路径的示意图；

图4：本申请插秧装置、终端以及服务器的交互示意图；

图5：本申请插秧装置、终端以及服务器的交互处理流程；

图6：本申请插秧装置的流程框图。

具体实施方式

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备均包括一个或多个处理器(例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU))、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(Phase Change RAM，PRAM)、静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、动态随机存取存储器(DynamicRandom Access Memory，DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、数字多功能光盘(Digital Versatile Disc，DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

如图1、图4所示，本申请提供了一种插秧装置100，其与终端200无线通信连接，本申请具有如下构成：装置主体1，所述装置主体1与底座2滑动连接；传送单元102，设置在所述装置主体1上，所述传送单元102用于传送秧苗5；抓取单元101，设置在所述装置主体1上，所述抓取单元101用于截取所述传送单元102上的至少部分秧苗5，并插入目标位置中；以及，控制单元103，与所述终端200通信连接，其中，所述控制单元103还与所述传送单元102、所述抓取单元101通信连接。

本实施例提供了一种插秧装置100，在本实施例的方案中，通过传送单元102与抓取单元101的配合，从而实现秧苗5的栽植，并保证了插秧的效率和秧苗5的整齐度。

其中，通过与终端200通信连接的控制单元103，能够进一步提高本实施例的自动化水平，当所述插秧装置100工作时，可以无需工作人员在旁辅助操作。控制单元103可以采用PLC控制器。

在一个示例中，抓取单元101包括第一抓取部41和第一活动臂42，所述第一抓取部41用于抓取所述传送单元102上的秧苗5；所述第一活动臂42的第一端部与所述第一抓取部41连接，所述第一活动臂42的第二端部转动连接在所述装置主体1上。所述第一活动臂42的第二端部转动连接在所述装置主体1上从而能够获得一个方向上的自由度，使得所述抓取单元101能够灵活地抓取秧苗5，提高了插秧装置100的可靠性。

在实际使用时，所述第一抓取部41抓取传送带32上的秧苗5，并将其插入目标位置中，所述第一活动臂42的一端与所述装置主体1转动连接，因此所述抓取单元101能够相对于所述装置主体1在一个平面内转动，从而能够方便地控制所述抓取单元101抓取秧苗5并栽植到目标位置中，提高了栽植秧苗5的效率。

由于采用育秧软盘培育出的秧苗5整齐，叶片宽窄一致，薄厚均匀，且秧苗5的秧苗素质好，不易发病，管理方便。因此，在培育秧苗5时通常采用育秧软盘培育，待秧苗5长成后将其转移到秧盘6上，秧盘6的尺寸可以是58cm*28cm。在本实施例中，秧盘6可以放置在传送单元102上。为了防止秧盘6坠落，所述传送单元102上可以设置有挡板35，以提高插秧装置100的可靠性。

在一个示例中，所述第一活动臂42包括第一活动关节43，所述第一活动关节43与所述装置主体1转动连接，因此使得所述第一活动臂42能够获得又一方向上的自由度，也就是所述抓取单元101能够获得两个方向上的自由度，防止所述第一活动臂42与所述传送单元102上的秧盘6接触而打翻秧盘6，进一步提高了所述插秧装置100的可靠性。由于所述抓取单元101获得了两个方向上的自由度，因此，在实际使用时，所述第一活动臂42能够更快地伸缩，以抓取秧苗5或者将秧苗5插入目标位置中，提高了插秧的效率。

在本实施例中，所述抓取单元101的自由度可以通过现有技术中的能够实现转动连接的结构实现，例如所述第一活动臂42可以通过转台与所述装置主体1转动连接，然后通过万向轮与第一抓取部41转动连接。然而，却存在转动不够灵活的情况出现。

因此，所述第一活动关节43与至少两个伺服电机驱动连接。通过设置至少两个伺服电机能够从至少两个方向上进行控制。相较于通过转台与万向轮等配合方式来获得多个方向上的自由度而言，伺服电机能够精确把控秧苗5的传送速度和所栽植的位置精度，使得所述第一抓取部41的活动更灵活机动，从而能够提高插秧效率和秧苗5整齐度。

为了更好地控制秧苗5的栽植，在一个示例中，所述第一抓取部41设置有第一光电传感器，所述第一光电传感器与所述控制单元103通信连接；所述控制单元103根据所述第一光电传感器的反馈，控制所述抓取单元101抓取或栽植秧苗5。所述第一光电传感器能够对第一抓取部41是否抓取有秧苗5进行监测，第一光电传感器检测到秧苗5后，将监测的信息发送给控制单元103，控制单元103控制传送单元102与抓取单元101工作。当然，经过多次试验之后，能够得出具体的插秧参数，例如栽植的速度、需要再次补充秧苗5的时间等，因此所述第一光电传感器也可以周期性工作，以节约能耗。

在一个示例中，所述装置主体1的一侧设有中空的凸台11，所述凸台11内形成一传送通道12。所述抓取单元101能够在所述传送通道12内运动，在本实施例中，可以形成如图1所示的传送通道12，既能够保证所述抓取单元101活动的便利性，还能够使所述抓取单元101处于一单独空间内进行活动，不会妨碍到周围的人事物，提高了使用的安全可靠性。

所述传送通道12上安装有第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制单元103通信连接，用于获取所述第一活动臂42的往复次数。采用第二光电传感器能够准确地获取所述第一活动臂42的往复次数。

在一个示例中，响应于所述第一活动臂42的往复次数，所述控制单元103控制所述装置主体1相对所述底座2滑动一位移，从而完成秧苗5的一次栽植。所述控制单元103控制所述装置主体1相对所述底座2滑动一位移，使得秧苗5与秧苗5之间具有一定的间隙，通过这种数字化的手段能够有效控制秧苗5栽植的均匀性，一方面能够防止秧苗5栽植较密集影响通风透光从而导致倒伏减产，另一方面也能够避免栽植过稀而降低产量。优选地，秧苗5栽植位置之间所需要保持的距离可以是15至30cm。

类似地，经过多次试验之后，能够得出完成一次秧苗5栽植的具体参数，例如栽植的速度、完成一次栽植所需的时间等，因此所述控制单元103也可以根据时间直接控制所述装置主体1移动一位移，而对所述第一活动臂42的往复次数仅进行校验，以提高操作效率。

在一个示例中，所述装置主体1的底部设有多个滑轮13，所述底座2上设有与所述滑轮13匹配的导轨21；响应于所述第一活动臂42的往复次数，所述控制单元103控制所述滑轮13相对所述导轨21滑动一位移。本领域的普通技术人员清楚，栽植秧苗5时，对秧苗5的排列整齐度要求较高。传统的插秧劳动，人们通常在秧田的两端拉线，使得秧苗5能够均匀分布在秧田中，保证了秧苗5的整齐度。而本实施例通过匹配设置的滑轮13和导轨21来有效控制秧苗5的整齐度，提高了操作的便利性。

所述滑轮13优选为4个，对称设置在所述装置主体1的四角，所述导轨21设置在秧田中且匹配设置有2条。在移动路径上，所述装置主体1与秧苗5栽植的目标位置的空间关系可以参见图1所示：将装置主体1设置在秧苗5栽植的目标位置之前。这种设置方式能够防止所述装置主体1干扰已栽植秧苗5而造成漂苗的情况发生，从而降低了返工率。当然，也不必为了防止漂苗而将装置主体1与底座2在高度上的距离设置得较大，从而保证了装置主体1的稳定性和抗风性能。

其中，所述装置主体1的移动路径，也就是所述秧苗5的栽植路径可以参照如图3所示的箭头方向，使得装置主体1自左而右、自上而下地移动，以尽可能地一次性覆盖需要栽植秧苗的区域，防止走回头路，提高了插秧的效率。当然，也可以按照实际情况操控装置主体1的移动路径，其具体的移动路径并不对本实施例造成限定。优选地，所述装置主体1的移动路径起始点位于秧田的边缘。在本实施例中，以140cm的作业幅宽为例，秧苗5的栽植密度可以是25穴/平方米，其中，一穴中可以栽植有2至3株秧苗5，以提高成活率。

作为本实施例的优选，所述滑轮13上还可以设置有阻挡单元(图中未示出)，阻挡单元可以包括齿轮、连杆、齿条等多种仅凭借现有技术即可实现上述功能的机械组合。当所述滑轮13相对所述导轨21滑动一位移后，阻挡单元阻挡所述滑轮13，从而能够适应于崎岖不平甚至具有一定坡度的丘陵区域，提高了插秧装置100的可靠性。

在一个示例中，所述插秧装置100还包括安装在所述底座2上的限位单元22，基于所述装置主体1移动的距离，触发所述限位单元22发出限位信号。在实际使用时，所述限位单元22可以设置在所述底座2的一端，所述装置主体1向着所述限位单元22移动，当所述装置主体1接触到所述限位单元22时，触发所述限位单元22发出限位信号，以控制所述装置主体1的移动。通过所述限位单元22限制所述装置主体1的移动距离，能够提高所述插秧装置100的可靠性。

值得一提的是，所述导轨21可以通过多段帮料拼接而成，沿着所述目标区域铺设，且能够延伸至所述目标区域的两端，所述限位单元22设置在所述目标区域的一端。而铺设完成后的导轨21势必会超出目标区域的秧田，因此所述限位单元22可以与所述底座2滑动连接，在铺设导轨21的同时将限位单元22固定在底座2上，具体地，所述限位单元22靠近目标区域秧田的边缘设置。当装置主体1接触到限位单元22时，也就是濒临秧田的边缘，所述限位单元22即发出限位信号以防止所述装置主体1继续移动，提高了插秧装置100的可靠性。

在一个示例中，所述限位单元22与所述控制单元103通信连接，所述控制单元103基于所述限位信号控制所述传送单元102与所述抓取单元101停止作业，并将所述限位信号发送给所述终端200。通过所述控制单元103能控制所述抓取单元101停止作业。

当所述装置主体1接触到所述限位单元22时，所述插秧装置100能够将所述限位信号发送给所述终端200，终端200能够及时通知操作人员铺设下一底座2，以衔接到下一单元的插秧动作，提高了工作效率。

值得一提的是，参见图3所示，当装置主体1即将结束第一列的插秧动作时，可以预先铺设第二列的导轨21，优选地，所述限位单元22上可以设置有第三光电传感器，当装置主体1与限位单元22的距离小于目标距离后触发限位单元22，优选地，目标距离可以是1至3米。由于本实施例的装置主体1较轻便，可单人抬起，因此可以由一人独立操作，将完成第一列秧苗5栽植的装置主体1转移到第二列上，继续下一步的秧苗5栽植。另外，由于装置主体1较轻便，因此本实施例的插秧装置100对机耕道的要求较低可以仅凭人力将其搬运到目标区域中，适用于没有机耕道或机耕道较窄等应用场景。

在一个示例中，所述传送单元102包括：秧苗滑道31，用于放置秧苗5，所述秧苗滑道31倾斜设置在所述装置主体1的表面；以及传送带32，通过齿轮组件安装在所述装置主体1上，所述传送带32与所述秧苗滑道31的底端接触设置。通过所设置的秧苗滑道31一次性存放较多的秧苗5，提高取用秧苗5的速度。秧苗滑道31与装置主体1倾斜设置，因此能够使得秧苗5能够顺畅地传递到传送带32上。为了放置更多的秧苗5，减少补充秧苗5所需的时间，参见图2所示，所述秧苗滑道31可以设置得较长。另外，为了提高秧盘6传送的稳定性，所述传送带32可以在装置主体1上对称设置有两个，所述传送带32的传送速度和传送方向相同，以保证秧盘6传送的可靠性。

在本实施例中，参见图2所示，所述秧苗滑道31上可以整齐地摆放有若干个秧盘6。其中，秧板每亩大田大约需准备25至28张秧盘6，在实际操作时，可以提前准备好所需的秧盘6，以免延误农时。

抓取单元101抓取秧盘6中的秧苗5时，可以按照某一顺序取用。第一抓取部41可以由现有技术中的能够实现抓取动作的机械结构组成，例如可以由两个对称设置的弧形抓手组成。

当第一抓取部41抓取秧苗5时，可以将弧形抓手分别展开30至60度以形成大约5至10平方厘米的抓取空间，其中抓取空间中包含有2至3株秧苗5；当设置在所述第一抓取部41的第一光电传感器检测到秧苗5，将检测的信息发送给控制单元103，控制单元103控制能够控制第一抓取部41的弧形抓手收紧，从而完成抓取动作。秧盘6上的秧苗5使用完毕时，所述控制单元103可以控制秧苗滑道31上的秧盘6补充到传送带32上。

由于待栽植的秧苗5较为脆弱，因此抓取单元101在抓取秧苗5时，优选地抓取秧苗5根部的培养土，以提高秧苗5的成活率。

由于仅通过抓取单元101栽植秧苗5，效率较低，因此在本实施例的另一个示例中，所述传送单元102还包括秧夹33，所述秧夹33包括：第二抓取部33a，用于抓取所述传送带32上的秧苗5；与第二抓取部33a连接的第二活动臂33b，所述第二活动臂33b转动连接在所述装置主体1上。通过所设置的第二抓取部33a能够减少所述抓取单元101的移动行程，从而能够提高栽植秧苗5的效率。其中，所述秧夹33往返一次的时间与所述抓取单元101往返一次的时间相同，以保证所述插秧装置100的动作连贯性。

在本实施例中，参见图2所示，所述秧夹33能够在所述传送通道12内运动，所述传送通道12上安装有第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制单元103通信连接，用于获取所述第一活动臂42的往复次数。其中，所述第二光电传感器可以安装在传送通道12上，且位于所述凸台11的下方。

经过多次试验之后，能够得出完成一次秧苗5栽植的具体参数，例如栽植的速度、完成一次栽植所需的时间、以及抓取单元101和秧夹33的最佳配合方案等，后续可以按照最佳配合方案操作以提高插秧装置100的工作效率。

在一个示例中，所述第二活动臂33b包括第二活动关节33c，所述第二活动关节33c与所述装置主体1转动连接，其中，所述第二活动关节33c与至少两个伺服电机驱动连接。通过设置至少两个伺服电机能够从至少两个方向上进行控制。伺服电机能够精确把控秧苗5的传送速度和所栽植的位置精度，使得所述秧夹33的活动更灵活机动，从而能够提高插秧效率和秧苗5整齐度。

在一个示例中，所述传送带32上还设置有重力传感器，所述重力传感器与所述控制单元103通信连接；响应于所述重力传感器的数值，所述控制单元103控制所述传送带32传送秧苗5；或者，所述控制单元103控制所述传送单元102中的秧夹33传送秧苗5。经过多次试验之后，能够得出具体的满载与空载时的秧盘6的重量，通过所述重力传感器能够准确地得到是否为空载的结果，从而控制传送带32快速补充秧盘6，以无缝衔接抓取单元101的抓取动作，提高了插秧装置100的工作效率。

在一个示例中，所述传送单元102还包括秧苗板34，所述秧苗板34设置于所述装置主体1的下方，用于暂存所述第二抓取部33a抓取的秧苗5。第二抓取部33a抓取的秧苗5可以暂存在秧苗板34上，以方便第一抓取部41抓取秧苗5后栽植。通过所设置的秧苗板34，提高了传送秧苗5的效率，同时还对第一抓取部41和第二抓取部33a的配合关系要求和结构精密要求较低，保证了秧苗5传送的连贯性。

在实际操作时，所述插秧装置100可以依照如下的步骤操作：

1)开启所述插秧装置100，秧苗滑道31将满载有秧苗5的秧盘6放置到传送带32上，传送带32将秧盘6传送到传送带32的一端靠近秧夹33的位置；

2)传送带32上的重力传感器感应到秧盘6，通过控制单元103控制秧夹33工作，使得第二抓取部33a抓取秧盘6上的秧苗5；

3)控制单元103控制第二活动臂33b在传送通道12内运动，从而将第二抓取部33a上的秧苗5放置在秧苗板34上；

控制单元103控制第二活动臂33b返回初始位置再次抓取秧苗5；

4)第一抓取部41上的第一光电传感器感应到秧苗5，通过控制单元103控制第一抓取部41抓取秧苗5；

5)第一抓取部41栽植秧苗5，并返回初始位置再次抓取秧苗板34上的秧苗5；

6)传送通道12上的第二光电传感器获取所述第一活动臂42的往复次数，通过所述控制单元103控制所述装置主体1相对所述底座2滑动一位移；

7)当装置主体1接触到限位单元22时，限位单元22将限位信号发送给终端200。

在一个示例中，所述控制单元103包括无线通信模块104，用于接收所述终端200发出的指令。控制单元103中的控制模块可以通过集成方式、分立方式或分布方式部署于插秧装置100中，从物理位置上来说，可以嵌设在装置主体1、抓取单元101、传送单元102乃至滑轮13和导轨21上，也可以独立在这几者之外，因此在图中未予示出。

在本实施例中，终端200与所述控制单元103之间通过无线通信模块104连接，操作方便。其中，无线通信模块104可以包括常常使用的非配对无许可频谱、802.xx无线LAN、蓝牙以及任何其他短程或长程无线通信技术的对等(例如，移动对移动)自组织(ad hoc)网络系统。

终端200可以是有线终端或无线终端。终端也可被称为系统、设备、订户单元、订户站、移动站、移动台、移动设备、远程站、远程终端、接入终端、用户终端、智能终端、通信设备、用户代理、用户设备、或用户装备(UE)。无线终端可以是蜂窝电话、卫星电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)电话、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持式设备、计算设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备，特别地，该终端可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、PDA、个人计算机等能够实现信息处理装置连接功能的设备。

以手机为例，手机中可以预先导入目标区域的环境信息，其中，环境信息可以包括待栽植秧苗5的壮硕程度，所述目标区域的栽植面积、水田深度、泥土松软程度以及泥水的流速等。手机根据所述目标区域的栽植面积计算所需的秧盘6数量并规划插秧装置100的移动路径(也就是所述秧苗5的栽植密度)；根据所述目标区域的水田深度、泥土松软程度以及泥水的流速规划所述第一抓取部41插入水田的深度(也就是所述秧苗5的栽植深度)。

在一个示例中，所述插秧装置100还包括供电模块(图中未示出)。通过所设置的供电模块可以在无需线缆的情况下维持所述插秧装置100的长时间户外工作，提高了工作的可靠性。所述供电模块与所述抓取单元101连接，用于驱动所述抓取单元101活动。所述供电模块可以包括大功率充电宝或电瓶，相较于将燃油的化学能转化为机械能的内燃机而言，环保节能，能够减少对环境的污染；同时电力驱动的动作响应快、信号传输迅速。其中，抓取单元101、传送单元102可分别与供电模块通过采用传送结构传动，例如减速机。

本实施例还提供了一种插秧系统，包括：终端200、服务器300以及上述的插秧装置100。其中服务器300可以是基于大数据或者无线接入点的相关信息根据环境信息对插秧数据进行处理的网络设备，其具体实现可以是单个网络服务器、多个网络服务器组成的集群或者基于云计算的计算机集合等。

同样地，以手机为例，手机可以将目标区域的环境信息发送给服务器300，服务器300可以根据所述目标区域的栽植面积计算所需的秧盘6数量并规划插秧装置100的移动路径(也就是所述秧苗5的栽植密度)；根据所述目标区域的水田深度、泥土松软程度以及泥水的流速规划所述第一抓取部41插入水田的深度(也就是所述秧苗5的栽植深度)。然后服务器300可以将所需的秧盘6数量、秧苗5的栽植密度和栽植深度等预判信息反馈给终端200，插秧装置100根据终端200或服务器300提供的插秧方案栽植秧苗5。

当然，服务器300中存储有不同插秧装置100在不同环境状态的工作情况，并且这些信息可以优先按照环境状态和插秧装置100机型分类，以进一步完善预判信息的准确性。这种基于大数据的信息处理方法能够综合考虑多方位的因素，从而能够更准确更全面地提供预判信息，提高了使用可靠性。

在本申请一实施例中，结合图4、图5、图6所示，所述插秧装置100根据所述终端200发送的插秧指令完成秧苗5的栽植动作，相较于现有技术中的插秧机而言，本申请能够实时监测秧苗5的栽植状态，以便于更好地管理和规划。在实现上述功能时，终端200、服务器300与插秧装置100之间具体的交互处理流程如图5所示，包括如下步骤：

S11，终端200向插秧装置100发送插秧指令；S11，栽植秧苗5，所述插秧装置100响应于所述插秧指令，将秧苗5栽植到目标位置。所述插秧装置100根据所述终端200发送的插秧指令完成秧苗5的栽植动作，相较于现有技术中的插秧机而言，本实施例能够实时监测秧苗5的栽植状态，以便于更好地管理和规划。其中，终端200可以通过无线通信模块104与插秧装置100连接，例如可以是NFC、WIFI或者蓝牙模块。

在步骤S11之前，还可以包括：步骤S10，将所述插秧装置100移动至一目标区域。其中，所述导轨21可以通过多段帮料拼接而成，沿着所述目标区域铺设，且能够延伸至所述目标区域的两端，所述限位单元22设置在所述目标区域的一端。优选地，所述装置主体1的初始位置设置在远离所述限位单元22的一端，在所述装置主体1在移动的过程中逐渐向所述限装置靠近。优选地，所述秧苗5的栽植路径可以参照如图3所示的箭头方向，以减少漂苗的情况发生，从而降低了返工率并提高了秧苗5的成活率。

在一个示例中，在步骤S10后，还包括：步骤S20，所述终端200获取所述目标区域的环境信息，并向服务器300发送所述环境信息；步骤S30，所述服务器300基于所述插秧装置100的所述环境信息生成所述插秧指令，并将所述插秧指令发送给所述终端200。服务器300中存储有不同插秧装置100在不同环境状态的工作情况，并且这些信息可以优先按照环境状态和插秧装置100机型分类，以进一步完善预判信息的准确性和全面性。这种基于大数据的信息处理方法能够综合考虑多方面的因素，从而能够更准确地提供预判信息，提高了使用可靠性。

在一个示例中，所述环境信息包括待栽植秧苗5的壮硕程度，所述目标区域的栽植面积、水田深度、泥土松软程度、以及泥水的流速。通过获取所述环境信息能够有助于科学地规划秧苗5的栽植。具体来说，终端200中可以设置有定位模块，如GPS模块等，用户可以手持终端200并沿着目标区域的外围行走以获得目标区域的栽植面积。由于丘陵地区的地面崎岖不平且具有一定的坡度，通过定位模块还可以测绘出目标区域的地形图，从而能够更准确地规划插秧装置100的移动路径。

水田深度可以是泥水的上层清液与顶层泥土之间的距离，秧苗5至少要栽植在顶层泥土的下方2厘米处。由于秧苗5的栽植深度小于1厘米，会导致后期稻穗不够饱满，抗倒伏能力较差；当秧苗5的栽植深度大于2厘米时，稻穗数量较少而影响到产量。因此，优选在目标区域1至2厘米的浅水中进行秧苗5的栽植，以保证秧苗5的存活率和后期收成。同时，考虑到泥水的流速，例如水流较快时，可以在抓取秧苗5时，一次截取较多的秧苗5，例如抓取空间中可以包含有3-5株秧苗5；或者栽植得较深，以防止漂苗，降低返工率。

因此，本实施例能够根据目标区域的大小、形状、地势等环境条件，科学规划插秧装置100的移动路径，通过掌握水田深度、泥土松软程度以及泥水的流速合理安排秧盘6的数量、第一抓取部41或第二抓取部33a的取苗量、以及秧苗5的栽植密度和栽植深度，甚至是最适宜水稻生长且亩产较多的秧苗5栽植的深浅程度以及纵横间距的方案，从而能够一次性实现秧苗5的满栽满插，保证不缺穴、不漂苗、不走回头路，降低了返工率，从而有效提高了插秧质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本，有利于抢季节、赶时间地栽植秧苗5。

在一个示例中，参见图6所示，步骤S11包括：S111，所述插秧装置100的控制单元103接收所述插秧指令；S112，所述控制单元103控制所述插秧装置100中的传动单元传送秧苗5，以及控制所述插秧装置100的抓取单元101抓取所述传送单元102上的秧苗5，并将秧苗5转移至所述目标位置的上方；S113，响应于所述插秧指令，所述抓取单元101将秧苗5栽植到所述目标位置的目标深度。

在实际应用时，插秧装置100上的控制单元103通过无线通信模块104接收到终端200发送的插秧指令，控制传送单元102中的秧苗滑道31输送秧盘6至传送带32上，传送带32将秧盘6传送至秧夹33的可夹取范围内的重力传感器感应区域，与重力传感器连接的控制模块接收重量数据，判定为满载后控制秧夹33抓取秧苗5，并通过传送通道12传送至凸台11下方的秧苗板34上。与控制单元103连接的第一光电传感器检测到秧苗板34上的秧苗5，控制单元103控制抓取单元101抓取秧苗5，并根据插秧指令，将秧苗5栽植到确定的深度。其中，秧夹33在传送带32与秧苗板34之间做往复运动，抓取单元101在秧苗板34与秧田之间做往复运动。

在一个示例中，所述抓取单元101将秧苗5栽植到所述目标位置的目标深度时，还包括步骤S12：所述控制单元103响应于所述抓取单元101栽植秧苗5的次数，控制所述插秧装置100中的装置主体1移动一位移，能够使得秧苗5与秧苗5之间具有一定的间隙，通过这种数字化的手段能够有效控制秧苗5栽植的均匀性，一方面能够防止秧苗5栽植较密集影响通风透光而容易倒伏减产，另一方面也能够避免栽植过稀而降低产量。在本实施例中，可以通过匹配设置的滑轮13和导轨21来有效控制秧苗5的整齐度，提高操作的便利性。

在一个示例中，在步骤S11之后，还包括步骤S13：响应于所述插秧装置100的移动距离，所述插秧装置100中的限位单元22将限位信号发送给所述控制单元103，所述控制单元103将所述目标区域的所述插秧指令标记为完成，并控制所述传送单元102与所述抓取单元101停止作业，并将所述限位信号发送给所述终端200。控制单元103将目标区域的插秧指令标记为完成，使得终端200上能够实时显示秧苗5的栽植情况，提高了管理规划的便利性。

其中，所述装置主体1的移动路径，也就是所述秧苗5的栽植路径可以参照如图3所示的箭头方向，使得装置主体1自左而右、自上而下地移动，以尽可能地一次性覆盖需要栽植秧苗5的区域，防止走回头路，提高了插秧的效率。当然，也可以按照实际情况操控装置主体1的移动路径，其具体的移动路径并不对本实施例造成限定。优选地，所述装置主体1的移动路径起始点位于秧田的边缘。当装置主体1接触到限位单元22时，所述限位单元22即发出限位信号以防止所述装置主体1继续移动，提高了插秧装置100的可靠性。

在一个示例中，限位单元22可以与控制单元103连接，用户根据所述限位信号控制所述插秧装置100移动至另一目标区域。其中，限位信号可以通过发送到终端200的形式提醒操作人员转移插秧装置100，终端200可以通过警报的方式表达限位信号，当然，警报的方式不限于警报音，也可以是灯光或其他警报的方式。

在一个示例中，所述终端200根据所述限位信号控制所述插秧装置100移动至另一目标区域。导轨21可以按照装置主体1的移动路径铺设，响应于所述抓取单元101栽植秧苗5的次数，控制所述插秧装置100中的装置主体1移动一位移；当装置主体1接触到限位单元22时，所述限位单元22即发出限位信号以防止所述装置主体1继续移动。限位单元22可以与控制单元103连接，用户根据所述限位信号控制所述插秧装置100移动至另一目标区域。其中，限位信号可以通过发送到终端200的形式提醒操作人员转移插秧装置100，终端200可以通过警报的方式表达限位信号。

综上所述，本实施例提供的方案能够使得插秧装置100根据所述终端200发送的插秧指令完成秧苗5的栽植动作，相较于现有技术中的插秧机而言，本申请能够实时监测秧苗5的栽植状态，以便于更好地管理和规划，有利于稻作规模化经营和农机服务产业化。

值得一提的是，本实施例的插秧装置100以及信息处理方法还可以广泛应用于工厂车间、物流以及医疗领域中。以医疗为例，医院中常常需要分拣药品，服务器300中可以预先存储有药品的条形码和陈列位置，通过设置在第一抓取部41上的第一光电传感器识别所需的药品并抓取至药房-领药窗口输送带上，其中，为了减少空间占用，所述导轨21可以设置在天花板上，所述装置主体1通过所述导轨21倒挂在天花板上。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (16)

1.一种插秧装置，其特征在于，所述插秧装置与终端无线通信连接，其包括：

装置主体，所述装置主体与底座滑动连接；

传送单元，设置在所述装置主体上，所述传送单元用于传送秧苗；

抓取单元，设置在所述装置主体上，所述抓取单元用于截取所述传送单元上的至少部分秧苗，并插入目标位置中；

以及，

控制单元，与所述终端通信连接；

其中，所述控制单元还与所述传送单元、所述抓取单元通信连接；

所述控制单元控制所述装置主体相对所述底座滑动一位移，使得秧苗与秧苗之间具有一定的间隙；

所述装置主体的一侧设有中空的凸台，所述凸台内形成一传送通道，所述传送通道上安装有第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制单元通信连接，用于获取所述抓取单元中第一活动臂的往复次数。

2.根据权利要求1所述的插秧装置，其特征在于，所述抓取单元包括：

第一抓取部，用于抓取所述传送单元上的秧苗；

第一活动臂，所述第一活动臂的第一端部与所述第一抓取部连接，所述第一活动臂的第二端部转动连接在所述装置主体上。

3.根据权利要求2所述的插秧装置，其特征在于，所述第一活动臂包括第一活动关节，所述第一活动关节与所述装置主体转动连接，其中，所述第一活动关节与至少两个伺服电机驱动连接。

4.根据权利要求2或3所述的插秧装置，其特征在于，所述第一抓取部设置有第一光电传感器，所述第一光电传感器与所述控制单元通信连接；

所述控制单元根据所述第一光电传感器的反馈，控制所述抓取单元抓取或栽植秧苗。

5.根据权利要求2或3所述的插秧装置，其特征在于，响应于所述第一活动臂的往复次数，所述控制单元控制所述装置主体相对所述底座滑动一位移。

6.根据权利要求5所述的插秧装置，其特征在于，所述装置主体的底部设有多个滑轮，所述底座上设有与所述滑轮匹配的导轨；

响应于所述第一活动臂的往复次数，所述控制单元控制所述滑轮相对所述导轨滑动一位移。

7.根据权利要求1所述的插秧装置，其特征在于，所述插秧装置还包括安装在所述底座上的限位单元，基于所述装置主体移动的距离，触发所述限位单元发出限位信号。

8.根据权利要求7所述的插秧装置，其特征在于，所述限位单元与所述控制单元通信连接，所述控制单元基于所述限位信号控制所述传送单元与所述抓取单元停止作业，并将所述限位信号发送给所述终端。

9.根据权利要求1所述的插秧装置，其特征在于，所述传送单元包括：

秧苗滑道，用于放置秧苗，所述秧苗滑道倾斜设置在所述装置主体的表面；以及传送带，通过齿轮组件安装在所述装置主体上，所述传送带与所述秧苗滑道的底端接触设置。

10.根据权利要求9所述的插秧装置，其特征在于，所述传送单元还包括秧夹，所述秧夹包括：

第二抓取部，用于抓取所述传送带上的秧苗；

与第二抓取部连接的第二活动臂，所述第二活动臂转动连接在所述装置主体上。

11.根据权利要求10所述的插秧装置，其特征在于，所述第二活动臂包括第二活动关节，所述第二活动关节与所述装置主体转动连接，其中，所述第二活动关节与至少两个伺服电机驱动连接。

12.根据权利要求10或11所述的插秧装置，其特征在于，所述传送带上还设置有重力传感器，所述重力传感器与所述控制单元通信连接；

响应于所述重力传感器的数值，所述控制单元控制所述传送带传送秧苗；或者，所述控制单元控制所述传送单元中的秧夹传送秧苗。

13.根据权利要求12所述的插秧装置，其特征在于，所述传送单元还包括秧苗板，所述秧苗板设置于所述装置主体的下方，用于暂存所述第二抓取部抓取的秧苗。

14.根据权利要求1所述的插秧装置，其特征在于，所述控制单元包括无线通信模块，用于接收所述终端发出的指令。

15.根据权利要求1或2或3或7或8或9或10或11或14所述的插秧装置，其特征在于，所述插秧装置还包括供电模块。

16.一种插秧系统，其特征在于，包括：终端、服务器以及如权利要求1至15任一项所述的插秧装置。

Images