CN111268192A - 一种苗木自动装箱装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种苗木自动装箱装置及控制方法，所述苗木自动装箱装置包括：操作平台；检测单元，置于操作平台上用于检测苗木的生长信息并反馈至控制单元；控制单元，根据检测单元反馈的苗木生长信息与预设的苗木生长信息进行比较分析，判断苗木是否合格，若判断为是，则控制夹持单元启动将合格的苗木夹持至指定区域进行装箱。本发明提供的苗木自动装箱装置，实现苗木全程自动装箱，无需人工操作，自动智能化，不仅降低了劳动强度和人工成本，还能够很大程度地缩短工作时间，提高工作效率和经济效益。

Description

一种苗木自动装箱装置及控制方法

技术领域

本发明涉及苗木装箱技术领域，尤其涉及一种苗木自动装箱装置及控制方法。

背景技术

在现有的农业育苗领域需要使用大量劳动力，机械化水平很低，在苗木行业基本都是人工方式，这种情况主要是受制于苗木种植行业缺乏专业机械装备和作业标准化程度较低的影响，不仅劳动强度和人工成本较高，而且工作效率极低。

目前苗木都是依靠人工、手工装箱，无任何自动化设施或设备，人工装箱存在以下缺点：第一点：由于出苗木的时间点都是比较集中的，例如市政绿化要求多少面积的，就需要在规定时间内出完苗木，有时间要求。第二点：因为有时间要求，就需要雇佣有技能的农民工，具有很好技能的农民越来越少，人不好找。第三点：因为有技能的农民工的数量有限，时间上能以凑齐，人工成本较高，还可能影响交货期。因此，在种植苗木这类经济性作物的种植场或者其他企业单位，急需要能够满足生产需求的相应自动化设备。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种不仅可以降低劳动强度、降低人工成本，还能够缩短工作时间，提高工作效率和经济效益的苗木自动装箱装置。

为实现上述发明目的，采用如下技术方案：

一种苗木自动装箱装置，包括：

操作平台；

检测单元，置于操作平台上用于检测苗木的生长信息；

控制单元，根据检测到的苗木的生长信息判断苗木是否合格；

以及夹持单元，将判断合格的苗木夹持至指定区域进行装箱。

进一步地，所述夹持单元包括可多角度运动的机械臂和连接在机械臂顶端的可抓取和投放苗木的机械手；

所述机械臂具有多个可360度旋转的自由轴，所述自由轴内部通过伺服电机驱动，相邻两个自由轴通过机械杆连接；

所述机械手包括连接在机械臂顶端的机械手底座和设置在机械手底座两侧的抓手机构、以及可驱动两侧的抓手机构张开和抱合的驱动电机。

进一步地，还包括苗木输送单元，可将苗木输送至待检测区域，并可将通过待检测区域的合格苗木推送至限位区域等待装箱；

还包括箱体输送单元，可将箱体输送至指定的待装箱区域，所述箱体输送单元包括箱体输送带和用于防止箱体位置发生偏移的限位结构；优选地，所述限位结构包括平行设置在箱体输送带两侧的第一限位板和第二限位板。

进一步地，还包括箱体位置检测单元，用于检测箱体是否处于指定的待装箱区域；

所述箱体位置检测单元包括沿着箱体的移动方向间隔设置的第一红外感应装置和第二红外感应装置，所述第一红外感应装置和第二红外感应装置间隔的距离不超过箱体的长度；

优选地，所述第一红外感应装置包括设置在第一限位板上的第一红外发射器和对应设置在第二限位板上的第一红外感应线圈，所述第二红外感应装置包括设置在第一限位板上的第二红外发射器和对应设置在第二限位板上第二红外感应线圈。

进一步地，所述苗木的生长信息包括苗木高度和/或植株形状和/或茂密程度；

所述检测单元包括设置在操作平台的待检测区域的LED点阵检测机构，所述LED点阵检测机构包括对应设置在苗木两侧的LED点阵光线发射器和LED点阵光线感应器；

优选地，所述LED点阵检测机构为两组，上下间隔设置在待检测区域。

进一步地，所述操作平台上开设有丢弃口以及可开闭所述丢弃口的托板，所述丢弃口位于检测单元所在的待检测区域下方的操作平台上，控制单元根据检测单元检测到的苗木生长信息判断苗木不合格时，则控制托板打开丢弃口将不合格苗木丢弃。

进一步地，所述托板一侧转动地连接在操作平台上，所述操作平台下方还设置有摆动电机和连杆机构，所述连杆机构一端与所述摆动电机的输出轴连接，另一端连接在所述托板的下方，所述摆动电机通过所述连杆机构带动所述托板转动打开和闭合所述丢弃口；

优选地，所述丢弃口下方还设置有用于检测不合格的苗木是否完全从丢弃口掉落的光线感应装置。

本发明的另一目的，还提供了一种具有上述任一所述的苗木自动装箱装置的控制方法：

所述检测单元检测苗木的生长信息并反馈至控制单元，控制单元根据检测单元反馈的苗木生长信息与预设的苗木生长信息进行比较分析，判断苗木是否合格，若判断为是，则控制夹持单元启动将合格的苗木夹持至指定区域进行装箱。

进一步地，当控制单元判断到苗木合格时，则控制苗木输送单元继续输送将该苗木输送至限位区域等待装箱，当判断到限位区域内合格苗木的数量达到设定数量时，则控制夹持单元启动，将预设数量的合格苗木全部夹持至位于待装箱区域内的箱体内；

优选地，所述箱体输送带在输送箱体的过程中，当所述第一红外感应线圈和第二红外感应线圈接收到信号同时消失时，则控制箱体输送带停止输送，当接收到夹持单元抓取和/或投放的次数达到预设次数的信号后，再控制箱体输送带继续输送。

进一步地，当控制单元判断到苗木不合格时，则控制摆动电机顺时针/逆时针转动，控制托板将丢弃口打开，当光线感应装置检测到不合格的苗木已完全掉落时，则控制摆动电机反向转动，控制托板将丢弃口关闭，待丢弃口关闭后，再控制苗木输送单元继续输送苗木。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供的苗木自动装箱装置，采用自动化手段实现标准化作业，实现苗木全程自动装箱，无需人工操作，自动智能化，不仅降低了劳动强度、降低人工成本，还能够很大程度地缩短工作时间，提高了工作效率和经济效益。

此外，在自动装箱的过程中还会监测苗木的生长信息是否达到相应的预设要求，对达到预设要求的苗木进行自动装箱处理，提高了装箱苗木总体的合格率；对没有达到预设要求的苗木进行丢弃处理，有效地避免了人工分拣不合格的苗木，带来的不必要的困扰和麻烦。

本发明提供的苗木自动装箱装置，能够快速、准确、高质量、计数、标准化、自动化的对苗木进行装箱，实用性高，适用推广性强。

附图说明

图1是本发明苗木自动装箱装置的整体结构示意图；

图2是本发明苗木自动装箱装置的俯视图

图3是本发明苗木自动装箱装置的夹持单元的正视图；

图4是本发明苗木自动装箱装置的机械手打开示意图；

图5是本发明苗木自动装箱装置的机械手抱合示意图；

图6是本发明苗木自动装箱装置的丢弃口打开示意图；

图7是本发明苗木自动装箱装置的丢弃口关闭示意图；

图中：

10、操作平台；101、待检测区域；102、限位区域；103、驱动轮；

20、检测单元；201、LED点阵光线发射器；202、LED点阵光线感应器；

30、夹持单元；

301、机械臂；30111、第一自由轴；30112、第二自由轴；30113、第三自由轴；30114、第四自由轴；30115、第五自由轴；30116、第六自由轴；3012、机械臂底座；3013、伺服电机缸体；3014、检修盖；3015、机械手固定盘；3016、机械杆；3017、波纹软管；3018、扎带；

302、机械手；3021、机械手底座；3022、第一抓手机构；30221、第一活动杆；30222、第二活动杆；30223、三角杆；30224、固定杆；30225、双轴杆；3023、第二抓手机构；3024、机械手电源线；3025、支撑杆；3026、固定板；

40、苗木输送带；

50、箱体输送带；51、第一限位板；511、第一红外发射器；512、第二红外发射器；52、第二限位板；521、第一红外感应线圈；522、第二红外感应线圈；53、箱体；

60、丢弃口；61、托板；611、托板支撑架；612、转轴；62、摆动电机；63、摆动杆；64、第一拉杆；65、第二拉杆；66、滑动轨道；67、滑轨架；

70、电源及控制模块；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合实施例对本发明进行进一步地详细的说明。

本发明根据常规苗木植株的特征和育苗种植特点，提供了一种苗木自动装箱装置，无需手工装箱，不仅降低了劳动强度、降低了人工成本，还缩短了工作时间，提高了工作效率和经济效益。

具体的，如图1和图2所示，本发明提供了一种苗木自动装箱装置，包括：操作平台10；检测单元20，置于操作平台10上用于检测苗木的生长信息，所述苗木的生长信息包括苗木高度和/或植株形状和/或茂密程度；控制单元，根据检测到的苗木的生长信息与预设的苗木生长信息进行比较分析，根据检测单元20反馈的苗木生长信息与预设的苗木生长信息之间的差异大小，判断苗木是否合格；以及夹持单元30，将判断合格的苗木夹持至指定区域进行装箱。

本发明提供的苗木自动装箱装置，采用自动化手段实现标准化作业，控制单元通过控制夹持单元动作将合格的苗木夹持至指定区域进行装箱，实现苗木全程自动装箱，无需人工操作，自动智能化，节约人力物力。此外，在自动装箱的过程中还会监测苗木的生长信息是否达到相应的预设要求，对达到预设要求的苗木进行自动装箱处理，提高了装箱的苗木总体的质量。

进一步地，如图1至图5所示，所述夹持单元30包括可多角度运动的机械臂301和连接在机械臂301顶端的可抓取和投放苗木的机械手302；所述机械臂301具有多个可360度旋转的自由轴，每个自由轴内部均通过伺服电机驱动，相邻两个自由轴通过机械杆3016连接。所述机械臂301的底部设置有用于支撑稳固机械臂的机械臂底座3012。所述机械手302包括连接在机械臂301顶端的机械手底座3021和设置在机械手底座3021相对两侧的抓手机构、以及可驱动两侧的抓手机构张开和抱合的驱动电机。

具体的，如图3所示，所述机械臂采用六轴协作机器人，每个轴可正负180度旋转，包括第一自由轴30111、第二自由轴30112、第三自由轴30113、第四自由轴30114、第五自由轴30115和第六自由轴30116。每个自由轴由内部伺服电机驱动，通过机械杆3016连接，实现多角度灵活的搬运和旋转动作。所述伺服电机设置在伺服电机缸体3013内，在所述伺服电机缸体3013上设置有检修盖3014，如若内部的伺服电机出现故障，需要维修更换内部的伺服电机，可打开所述维修盖3014对内部的伺服电机进行维修更换。在机械臂301顶端设置有用于安装固定所述机械手底座3021的机械手固定盘3015，所述机械手固定盘3015的固定在所述机械臂301的顶端上，所述机械手底座3021和机械手302可拆卸地连接，可以根据需要更换不同尺寸型号的机械手，以适应不同类型的苗木。

进一步地，所述抓手机构是通过双轴动作实现对苗木的抓取，抓取动作由驱动电机带动齿轮以驱动双轴形成“合抱”动作。该机械臂和抓手机构在控制策略上不同的是可以由人“教会”机械臂和抓手动作，启动操作程序，由人自由牵动机械臂和抓手机构实现“开始”动作，“过程”动作和“结束”动作组成。整个过程有机械臂控制器记忆整个行程。再对整个行程进行“时间”或“速度”约束，即实现机械臂的“抓、运、放”过程。

如图3至图5所示，所述机械手底座3021还包括下方连接的一横置的支撑杆3025和支撑杆3025下连接的固定板3026，所述抓手机构设置在固定板3026的两侧，所述抓手机构包括分别设置在固定板3026两侧的第一抓手机构3022和第二抓手机构3023。所述第一抓手机构3022/第二抓手机构3023由第一活动杆30221、第二活动杆30222、三角杆30223、固定杆30224和双轴杆30225组成。所述驱动电机设置在固定板3026上，优选地，所述驱动电机采用步进电机，所述步进电机的输出轴连接有齿轮结构，所述第一活动杆30221与所述齿轮相互啮合，通过所述步进电机带动齿轮旋转带动第一活动杆30221上下摆动。

如图4和图5所示，所述第一活动杆30221的一端与所述支撑杆3025活动连接，所述第一活动杆30221的另一端与第二活动杆30222的一端驱动连接，所述第二活动杆30222的另一端与所述三角杆30223的一端驱动连接，所述三角杆30223成V形状，所述固定杆30224一端连接在固定板3026上,所述三角杆30223的另一端与固定杆30224的另一端活动连接，所述双轴杆30225的两端分别活动连接在三角杆30223与所述固定杆30224连接点和三角杆30223的另一端与第二活动杆30222连接点之间，以增强抓手机构整体的稳定性。

如图4和图5所示，所述机械手302在抓取时，由步进电机带动齿轮转动，由齿轮咬合第一活动杆30221，并决定第一活动杆30221的旋转角度，第二活动杆30222和三角杆30223由第一活动杆30221带动随之运动，从而形成机械手302张开和合抱动作，通过控制步进电机的步进数确定机械手302的张开角度和闭合角度。

抓手机构在第一活动杆30221张开和合抱的时候，固定杆30224是相对不动的，内部通过步进电机带动齿轮旋转带动第一活动杆30221上下摆动，受固定杆30224不变影响，致使第二活动杆30222在双轴杆30225处以双轴杆30225左下轴为圆心旋转，从而使三角杆30223左右摆动，以达到张开和夹抱的效果。

机械手302的抓取动作采用电动控制，需要通过机械手电源线3024连接机械手302的步进电机和操作平台10下方的电源及控制模块70。从操作平台10到顶部的机械手302之间设置有波纹软管3017，波纹软管3017内走机械手电源线3024，机械手电源线3024连接所述步进电机，设置的波纹软管3017对机械手电源线3024起到一定的保护作用。优选地，在所述机械臂301上间隔设置有多个扎带3018，通过所述扎带3018将波纹软管3017固定在所述机械臂301上，避免由于波纹软管过长，易发生缠绕或与其他部件产生干涉的现象。

进一步地，如图1和图2所示，所述苗木自动装箱装置还包括苗木输送单元，可将苗木输送至待检测区域101，并可将通过待检测区域101的合格苗木推送至限位区域102等待夹持单元抓取；所述苗木输送单元包括苗木输送带40，所述苗木置于苗木输送带40上，当所述控制单元判断位于待检测区域101的苗木为合格苗木时，则控制苗木输送带40继续输送，所述苗木输送带40将检测合格的苗木输送至指定的限位区域102，所述限位区域102设置有限位器，所述合格的苗木在限位器的作用下形成一排，所述待检测区域101设有计数器，所述计数器可以记录已通过待检测区域101的合格苗木的数量和未通过待检测区域的不合格苗木数量，并反馈至控制单元，所述控制单元对监测不合格苗木和已装箱苗木数量进行计算会得出相应的苗木成功率。当通过待检测区域101合格的苗木数量达到设定数量时，则可控制所述夹持单元30一次性横向抓取设定数量的苗木，以苗木种植的营养钵的钵体的直径为10厘米为例进行说明，则每次横向抓取4个苗木，抓取位置为营养钵中部位置，以避免对苗木的伤害。

本发明采用自动化手段实现标准化作业，实现苗木自动装箱，在此过程中还会监测苗木的生长信息是否达到相应的质量要求，对没有达到质量要求的进行丢弃处理。在苗木放到传送带经合格监测后装箱过程会进行计数，在箱体装满后将停止装箱。中央处理器在对监测不合格苗木和已装箱苗木数量进行计算会得出相应的苗木成功率，同时在苗木进行检测过程中，也会对苗木的长势进行分析，得出该批苗木的成长情况，例如密度、高度等信息。

进一步地，如图1和图2所示，所述苗木自动装箱装置还包括箱体输送单元，可将箱体53输送至指定的待装箱区域，所述箱体输送单元包括箱体输送带50和设置在箱体输送带50两侧的限位结构，所述限位结构可防止箱体在输送的过程中位置发生偏移的现象；优选地，所述限位结构包括平行设置在箱体输送带50两侧的第一限位板51和第二限位板52。箱体53在被箱体输送带传输50时，通过第一限位板51和第二限位板52可将箱体53限制在与箱体输送带50相对平行状态，以保证装箱的精准性。

进一步地，还包括用于检测箱体是否处于指定的待装箱区域的箱体位置检测单元，通过设置的箱体位置检测单元保证箱体53在通过箱体输送带50传输的过程中能够精准地停留在指定的待装箱区域，以保证夹持单元在投放苗木的时候不会出现失误。

所述箱体位置检测单元包括沿着箱体53的移动方向依次间隔设置的第一红外感应装置和第二红外感应装置，所述第一红外感应装置和第二红外感应装置设置在位于指定的待装箱区域处。所述第一红外感应装置和第二红外感应装置间隔的距离不超过箱体53的长度。在放置箱体53时，若预设的箱体53的长度方向与箱体53移动的方向平行设置，则第一红外感应装置和第二红外感应装置间隔的距离小于等于箱体53的长度，若预设的箱体53的宽度方向与箱体53的移动方向平行设置，则第一红外感应装置和第二红外感应装置间隔的距离小于等于箱体53的宽度。

以所述第一红外感应装置和第二红外感应装置的距离小于等于箱体53的长度为例，优选的，所述第一红外感应装置和第二红外感应装置的距离略小于箱体的长度，尺寸差约在0～1cm左右，这样能够更精准地定位箱体的位置是否处于指定的待装箱区域，在箱体传输的过程中，若两个红外感应装置均未检测到信号，被箱体遮挡，则可判断箱体已经进入待装箱区域。

更优选地，所述第一红外感应装置和第二红外感应装置设置在限位结构上，具体的，所述第一红外感应装置包括设置在第一限位板51上的第一红外发射器511和对应设置在第二限位板52上的第一红外感应线圈521，所述第一红外感应线圈521可感应接收第一红外发射器511发射的信号；所述第二红外感应装置包括间隔设置在第一限位板51上的第二红外发射器512和对应设置在第二限位板52上第二红外感应线圈522，所述第二红外感应线圈522可接收第二红外发射器512发射的信号。通过红外发射器和红外感应线圈感应接收发射信号，来检测箱体的位置，无需接触，测量精准。所述第一红外感应装置和第二红外感应装置也可以设置在其他结构上，不限于设置在第一限位板51和第二限位板52上。

箱体输送带50在带动箱体53移动时，先经过第一红外感应装置的位置，再经过第二红外感应装置的位置。在移动至第一红外感应装置的位置时，箱体会把第一红外发射器511发射的红外线阻挡，当第一红外感应线圈521感应不到第一红外发射器511发射的信号，则表明箱体53已经进入到待装箱区域。在箱体53继续输送至第二红外感应装置的位置时，箱体会把第二红外发射器512发出的红外线阻挡，第二红外感应线圈522感应不到第二红外发射器512发射的信号。当在第一红外感应线圈512和第二红外感应线圈522都没有接收到红外信号时，则控制单元会发出指令停止箱体输送带50继续前进，只有在控制单元接收到夹持单元30抓取和/或投放次数达到预设要求的次数后，才会给出信号，让箱体输送带50继续输送，否则箱体将停留在待装箱区域等待装箱。

限位区域102的苗木达到夹持单元30夹抱数量要求且检测有相应未装满的箱体53存在，夹持单元30就会到限位区域102夹抱苗木，根据苗木的预设排列要求进行装箱；在此过程同时要通过箱体位置检测单元对箱体53进行检测以确定箱体是否存在、箱体的尺寸大小，包括箱体的长度、宽度和高度，以及箱体位置。在苗木装满箱体53后会给到信号，例如灯光、声音等，以提示用户。

如图1和图2所示，所述检测单元20包括设置在操作平台1的待检测区域101的LED点阵检测机构，所述LED点阵检测机构包括对应设置在苗木两侧的LED点阵光线发射器201和LED点阵光线感应器202；优选地，所述LED点阵检测机构为两组，上下间隔设置在待检测区域101，通过上下设置的两组LED点阵检测机构以提高对苗木整体检测的精准性。

具体的，苗木检测单元包括上下两组LED点阵检测机构，每组LED点阵检测机构有LED点阵光线发射器201和LED点阵光线感应器202组成，每组的点阵为3乘以5，共有15个点阵，或者也可以为更多数量的点阵，以提高检测的准确性。在苗木被输送至待检测区101时，LED点阵检测机构开始工作，位于苗木一侧的LED点阵光线发射器201发射固定频率的光线，位于苗木另一侧的LED点阵光线感应器202能够接收感应LED点阵光线发射器201发射固定频率的光线，通过记录分析LED点阵光线感应器202被阻隔的点阵数量和形态，以此判断苗木生长信息，作为苗木茂盛度的判断依据，据此可以推断出苗木高度、植株形状和茂密程度等信息。

结合图1、图6和图7，所述操作平台10上开设有丢弃口60以及可开闭所述丢弃口60的托板61，所述丢弃口60位于检测单元20所在的待检测区域101下方的操作平台10上，所述丢弃口60的内径大于所述苗木的营养钵的钵体最大外径，所述控制单元根据检测单元检测到得苗木生长信息与预设的生长信息进行比较，根据二者之间的差异大小，当判断到待检测的苗木为不合格苗木时，则控制托板61将丢弃口60打开将不合格苗木丢弃。本发明通过自动控制丢弃口打开和闭合，将没有达到预设要求的苗木进行丢弃处理，避免了人工分拣不合格的苗木，带来的不必要的困扰和麻烦。

进一步地，沿着所述托板61的长度方向，所述托板61一侧通过转轴612转动地连接在操作平台10下方，所述操作平台10下方还设置有摆动电机62和连杆机构，所述连杆机构一端与所述摆动电机62的输出轴连接，另一端连接在所述托板61下方，所述摆动电机62通过所述连杆机构带动所述托板61转动打开和闭合所述丢弃口60，当控制单元判断到该苗木不合格时，则控制摆动电机62顺时针或者逆时针转动，驱动托板61向下转动打开所述丢弃口60，通过自动控制托板61将丢弃口60打开和闭合，分拣出不合格的苗木，自动化程度更高，无需人工操作，节约人力物力。

具体的，所述摆动电机62固定在操作平台10的下方，靠近所述丢弃口60的位置，所述连杆机构包括与摆动电机62的输出轴固定连接的摆动杆63、和分别与所述托板61和摆动杆63铰接的拉杆；优选地，所述拉杆包括一侧端部相互铰接的第一拉杆64和第二拉杆65，所述拉杆呈倒V形状，所述第一拉杆64的另一端和摆动杆63的另一端铰接，所述第二拉杆65的另一端与所述托板61铰接。

优选地，所述操作平台10下方还设置有的滑动轨道66，所述滑动轨道66通过滑轨架67固定在操作平台10下方，所述第一拉杆64和第二拉杆65的相互铰接端可滑动地置于所述滑动轨道66内，在所述摆动电机62的驱动下可沿着所述滑动轨道66往复直线移动。所述滑动轨道66的滑动方向与所述托板61的长度方向平行设置，所述拉杆的铰接端沿着所述托板61的长度方向在滑动轨道66内滑动，以保证所述拉杆在托板61的长度方向推拉所述托板61运动，打开和闭合所述丢弃口60。

优选地，所述托板61下方设置有三角形的托板支撑架611，支撑连接所述托板61。所述第二拉杆65的一端与第一拉杆64铰接，另一端与三角状的托板支撑架611的下端部铰接。通过设置的托板支撑架611可提高拉杆对托板61整体的支撑力，使得拉杆能够轻松地推动托板61整体向上或向下运动。

本发明中，托板以及摆动电机和连杆机构设置的位置不受限制，以附图6和7中展示的托板以及摆动电机和连杆机构一种设置方式为例进行举例说明，所述托板1的左侧端部通过转轴612转动连接在操作平台1的下方，所述托板61的长度方向与所述操作平台1的长度方向平行，所述摆动电机62设置在位于托板61左侧的操作平台10下方，所述摆动电机62与所述托板61之间间隔一定距离设置，所述摆动电机62与所述托板61通过所述连杆机构连接，所述摆动电机62与所述丢弃口60之间设置有所述滑动轨道66。如图6所示，当控制单元判断到该苗木不合格时，则控制摆动电机62顺时针转动，带动摆动杆63向远离所述丢弃口60的方向运动，带动托板61向下转动打开所述丢弃口60。如图7所示，当控制单元判断到该苗木合格时，则控制摆动电机62逆时针转动，带动摆动杆63向靠近所述丢弃口60的方向运动，驱动托板61向上转动关闭所述丢弃口60。通过自动控制托板61将丢弃口60打开和闭合，分拣出不合格的苗木，自动化程度更高，无需人工操作，节约人力物力。

优选地，所述丢弃口60下方还设置有用于检测不合格的苗木是否完全从丢弃口掉落的光线感应装置，在控制单元判断该苗木不合格时，控制摆动电机62顺时针摆动，快速打开托板61，不合格苗木自由掉落。当所述光线感应装置检测到不合格的苗木已完全掉落，反馈信号至控制单元，控制单元控制摆动电机62逆时针转动，驱动托板61向上转动，快速关闭所述丢弃口60。通过设置的光线感应装置在不合格的苗木完全从丢弃口掉落时，能够及时反馈给控制单元，控制单元控制托板及时关闭丢弃口，避免影响后续苗木的检测装箱等，提高工作效率。

优选地，所述丢弃口60的下方设置有一收集筐，用于收集通过所述丢弃口60掉落的不合格的苗木；更优选地，所述丢弃口60的下方设置有可将从丢弃口掉落的不合格的苗木输送至收集筐的输送带，以减少苗木在丢弃过程中产生的损坏。

本发明中，如图1所示，所述操作平台10下方设置有多个驱动轮103，便于推拉整个自动装箱装置移动到不同的位置，操纵起来方便，且更加省力。

本发明还提供了一种具有上述苗木自动装箱装置的控制方法：

所述检测单元检测苗木的生长信息并反馈至控制单元，控制单元根据检测单元反馈的苗木生长信息与预设的苗木生长信息进行比较分析，根据检测单元的苗木生长信息与预设的苗木生长信息之间的差异大小，判断该苗木是否合格，若判断为是，则控制夹持单元启动将合格的苗木夹持至指定区域进行装箱。

进一步地，当控制单元判断到苗木合格时，则控制苗木输送单元继续输送将该苗木输送至限位区域等待装箱，当判断到限位区域内合格苗木的数量达到设定数量时，则控制夹持单元启动，将预设数量的合格苗木全部夹持至位于待装箱区域内的箱体内；

优选地，所述箱体输送带在输送箱体的过程中，当所述第一红外感应线圈和第二红外感应线圈接收到信号同时消失时，则控制箱体输送带停止输送，当接收到夹持单元抓取和/或投放的次数达到预设次数的信号后，再控制箱体输送带继续输送。

进一步地，当控制单元判断到苗木不合格时，则控制摆动电机顺时针/逆时针转动，控制托板将丢弃口打开，当光线感应装置检测到不合格的苗木已完全掉落时，则控制摆动电机反向转动，控制托板将丢弃口关闭，丢弃口关闭后，再控制苗木输送单元继续输送苗木。

本发明提供的苗木自动装箱装置，采用自动化手段实现标准化作业，实现苗木全程自动装箱，无需人工操作，自动智能化，节约人力物力。并且，在自动装箱的过程中还会监测苗木的生长信息是否达到相应的预设要求，对没有达到预设要求的进行丢弃处理，避免了人工分拣不合格的苗木，带来的不必要的困扰和麻烦。本发明提供的苗木自动装箱装置不仅降低了劳动强度、降低人工成本，还能够很大程度地缩短工作时间，有效地提高了工作效率和经济效益。

上述实施例中的实施方案可以进一步地组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种苗木自动装箱装置，其特征在于：包括：

操作平台；

检测单元，置于操作平台上用于检测苗木的生长信息；

控制单元，根据检测到的苗木生长信息判断苗木是否合格；

以及夹持单元，将判断合格的苗木夹持至指定区域进行装箱。

2.根据权利要求1所述的苗木自动装箱装置，其特征在于：

所述夹持单元包括可多角度运动的机械臂和连接在机械臂顶端的可抓取和投放苗木的机械手；

所述机械臂具有多个可360度旋转的自由轴，所述自由轴内部通过伺服电机驱动，相邻两个自由轴通过机械杆连接；

所述机械手包括连接在机械臂顶端的机械手底座和设置在机械手底座两侧的抓手机构、以及可驱动两侧的抓手机构张开和抱合的驱动电机。

3.根据权利要求1所述的苗木自动装箱装置，其特征在于：还包括：

苗木输送单元，可将苗木输送至待检测区域，并可将通过待检测区域的合格苗木推送至限位区域等待装箱；

箱体输送单元，可将箱体输送至指定的待装箱区域，所述箱体输送单元包括箱体输送带和用于防止箱体位置发生偏移的限位结构；优选地，所述限位结构包括平行设置在箱体输送带两侧的第一限位板和第二限位板。

4.根据权利要求3所述的苗木自动装箱装置，其特征在于：还包括：

箱体位置检测单元，用于检测箱体是否处于指定的待装箱区域；

所述箱体位置检测单元包括沿着箱体的移动方向间隔设置的第一红外感应装置和第二红外感应装置，所述第一红外感应装置和第二红外感应装置间隔的距离不超过箱体的长度；

优选地，所述第一红外感应装置包括设置在第一限位板上的第一红外发射器和对应设置在第二限位板上的第一红外感应线圈，所述第二红外感应装置包括设置在第一限位板上的第二红外发射器和对应设置在第二限位板上第二红外感应线圈。

5.根据权利要求1所述的苗木自动装箱装置，其特征在于：

所述苗木的生长信息包括苗木高度和/或植株形状和/或茂密程度；

所述检测单元包括设置在操作平台的待检测区域的LED点阵检测机构，所述LED点阵检测机构包括对应设置在苗木两侧的LED点阵光线发射器和LED点阵光线感应器；

优选地，所述LED点阵检测机构为两组，上下间隔设置在待检测区域。

6.根据权利要求1-5任一项所述的苗木自动装箱装置，其特征在于：还包括：

所述操作平台上开设有丢弃口以及可开闭所述丢弃口的托板，所述丢弃口位于检测单元所在的待检测区域下方的操作平台上，控制单元根据检测单元检测到的苗木生长信息判断苗木不合格时，则控制托板打开丢弃口将不合格苗木丢弃。

7.根据权利要求6所述的苗木自动装箱装置，其特征在于：

所述托板一侧转动地连接在操作平台上，所述操作平台下方还设置有摆动电机和连杆机构，所述连杆机构一端与所述摆动电机的输出轴连接，另一端连接在所述托板的下方，所述摆动电机通过所述连杆机构带动所述托板转动打开和闭合所述丢弃口；

优选地，所述丢弃口下方还设置有用于检测不合格的苗木是否完全从丢弃口掉落的光线感应装置。

8.一种具有上述权利要求1-7任一项所述的苗木自动装箱装置的控制方法：

其特征在于：所述检测单元检测苗木的生长信息并反馈至控制单元，控制单元根据检测单元反馈的苗木生长信息与预设的苗木生长信息进行比较分析，判断苗木是否合格，若判断为是，则控制夹持单元启动将合格的苗木夹持至指定区域进行装箱。

9.根据权利要求8所述的苗木自动装箱装置，其特征在于：

当控制单元判断到苗木合格时，则控制苗木输送单元继续输送将该苗木输送至限位区域等待装箱，当判断到限位区域内合格苗木的数量达到设定数量时，则控制夹持单元启动，将预设数量的合格苗木全部夹持至位于待装箱区域内的箱体内；

优选地，所述箱体输送带在输送箱体的过程中，当所述第一红外感应线圈和第二红外感应线圈接收到信号同时消失时，则控制箱体输送带停止输送，当接收到夹持单元抓取和/或投放的次数达到预设次数的信号后，再控制箱体输送带继续输送。

10.根据权利要求8所述的苗木自动装箱装置，其特征在于：

当控制单元判断到苗木不合格时，则控制摆动电机顺时针/逆时针转动，控制托板将丢弃口打开，当光线感应装置检测到不合格的苗木已完全掉落时，则控制摆动电机反向转动，控制托板将丢弃口关闭，待丢弃口关闭后，再控制苗木输送单元继续输送苗木。

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