CN111408548B - 一种穴盘苗分级装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业智能装备技术领域，公开了一种穴盘苗分级装置，包括穴盘输送线、穴苗检测室和图像采集单元；所述穴苗检测室安装于穴盘输送线的上方，所述图像采集单元包括沿输送方向依次设置的分苗机构和摄像机；所述分苗机构沿穴盘输送线的宽度方向间隔设置在穴苗检测室中，每个所述分苗机构的两侧分别对应穴盘上的一列穴孔，所述分苗机构的一端用于拨动种苗子叶，所述摄像机安装于分苗机构的另一端。其有益效果在于：克服了现有技术中因穴盘苗相互遮挡导致视觉难以准确识别种苗的问题。

Description

一种穴盘苗分级装置

技术领域

本发明涉及农业智能装备技术领域，具体涉及一种穴盘苗分级装置。

背景技术

穴盘育苗技术目前已被广泛应用于蔬菜、花卉的生产，而在穴盘育苗过程中普遍存在空孔、种苗生长大小不一、存在枯萎苗等问题，这严重影响后续种苗机械化移栽及成品苗销售效益。因此，在育苗过程中有必要对穴盘苗进行剔苗与分级，以实现出苗品质均一化，有利于水肥的针对性管理，提高穴盘种苗的质量。

目前剔苗与分级普遍采用人工作业，人工作业主要依靠人判断穴孔和区分种苗等级，劳动力消耗大、效率低，分级误差大，难以满足规模化生产需要。而目前利用机器视觉与移植手技术的穴盘苗分级设备普遍采用机器视觉相机从穴盘苗正上方拍摄获取种苗图像的方法，该方式适用于叶片没有相互遮挡的小苗；针对叶片较大，种苗间相互遮挡的幼苗难以识别。

发明内容

本发明提供了一种穴盘苗分级装置，以解决现有技术中存在的种苗子叶相互遮挡造成穴孔及长势判断困难的问题。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种穴盘苗分级装置，包括穴盘输送线、穴苗检测室和图像采集单元；所述穴苗检测室安装于穴盘输送线的上方，所述图像采集单元包括沿输送方向依次设置的分苗机构和摄像机；所述分苗机构沿穴盘输送线的宽度方向间隔设置在穴苗检测室中，每个所述分苗机构的两侧分别对应穴盘上的一列穴孔，所述分苗机构的一端用于拨动种苗子叶，所述摄像机安装于分苗机构的另一端。

进一步地，所述图像采集单元还包括光照组件，所述光照组件分别安装于分苗机构的两侧，并与分苗机构两侧的穴孔相对应。

进一步地，所述光照组件包括LED光源和若干根光导纤维，若干根所述光导纤维的一端与LED光源连接，若干根所述光导纤维的另一端分别位于相对应的分苗机构的两侧，并与摄像机相配合。

进一步地，所述分苗机构包括沿输送方向依次连接的分苗部和相机固定部；分苗部的两侧分别对应一列穴孔，所述分苗部的一端用于拨动种苗子叶，所述摄像机安装于相机固定部，所述分苗部的两侧均安装有光照组件。

进一步地，所述分苗部包括第一主体部和分苗板；所述第一主体部与相机固定部连接，所述分苗板位于第一主体部的底端，所述分苗板用于拨动种苗子叶，所述第一主体部开有均匀分布的光导纤维安装孔，所述光照组件穿过光导纤维安装孔后分别位于分苗板的两侧。

进一步地，所述相机固定部包括第二主体部和相机固定件；所述第二主体部与分苗部连接，所述相机固定件包括连接杆和相机固定环，所述连接杆的一端与第二主体部连接，所述连接杆的另一端与相机固定环连接，所述摄像机安装于相机固定环。

进一步地，所述第二主体部开有T型槽，所述连接杆的一端具有上下间隔设置的安装板和定位板，所述连接杆通过所述安装板和定位板与T型槽连接。

进一步地，所述分苗板呈楔形。

进一步地，还包括第一龙门，所述第一龙门安装于穴盘输送线，并与穴苗检测室相对应，所述分苗机构间隔安装于第一龙门的横梁，以使分苗机构的底端与相邻两列穴孔的中间位置相对应。

进一步地，还包括开关门机构；所述开关门机构分别设置于穴苗检测室的入口端和出口端，所述开关门机构包括第二龙门和龙门气缸，所述第二龙门分别设置于穴苗检测室的入口端和出口端，所述第二龙门分别对应安装有龙门气缸，所述龙门气缸的输出端分别与穴苗检测室的入口门和出口门对应连接。

进一步地，所述穴盘输送线包括机架、基板、链条和穴盘推杆；所述基板安装于机架的上端，所述链条沿输送方向分别安装于基板的两侧，所述穴盘推杆沿输送方向间隔设置在基板的上方，且所述穴盘推杆的两端分别与基板两侧的链条连接，所述穴苗检测室扣设在基板上。

进一步地，所述穴苗检测室采用不透光的材料围成。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、本穴盘苗分级装置设置分苗装置拨开相邻穴孔之间互相遮挡的种苗子叶，有利于摄像机对穴盘苗茎部采集图像进行空穴判断与种苗分级，避开种苗子叶，克服了现有技术中因穴盘苗相互遮挡导致视觉难以准确识别种苗的问题。

2、本穴盘苗分级装置中穴苗检测室为封闭不透光的检测室，利用光导纤维传递光源的方式，通过设置光导纤维安装孔的弧度，使光导纤维每次仅照射分苗板两侧的穴孔，便于摄像机在黑暗环境下准确识别目标种苗，避免穴盘内其他种苗造成的背景干扰，提高分级精度。

3、本穴盘苗分级装置中的分苗板和第一主体部均设置成楔形，具有分离相邻种苗、挂接摄像头、固定光导纤维等多个功能，体积小，适用于小空间作业。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的穴盘苗分级装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的分苗机构与穴盘相配合的结构示意图；

图3示出了根据本发明的分苗机构的主视图；

图4示出了根据本发明的分苗机构的第一角度的结构示意图；

图5示出了根据本发明的分苗机构的第二角度的结构示意图；

图6示出了根据本发明的相机固定件的结构示意图；

图中，1为穴盘输送线；2为穴苗检测室；3为摄像机；4为分苗机构； 5为穴盘；6为穴孔；7为LED光源；8为光导纤维；9为分苗部；10为相机固定部；11为第一主体部；12为分苗板；13为第二主体部；14为相机固定件；15为连接杆；16为相机固定环；17为T型槽；18为安装板；19 为定位板；20为第一龙门；21为第二龙门；22为龙门气缸；23为入口门； 24为机架；25为基板；26为链条；27为穴盘推杆；28为光导纤维安装孔。

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-图2所示的穴盘苗分级装置，包括穴盘输送线1、穴苗检测室2 和图像采集单元；所述穴苗检测室2安装于穴盘输送线1的上方，所述图像采集单元包括沿输送方向依次设置的分苗机构4和摄像机3；所述分苗机构4 沿穴盘输送线1的宽度方向间隔设置在穴苗检测室2中，每个所述分苗机构4 的两侧分别对应穴盘5的一列穴孔6，所述分苗机构4的一端用于拨动种苗子叶，所述摄像机3安装于分苗机构4的另一端。穴盘输送线1用于穴盘苗的输送和定位。穴盘苗跟随穴盘输送线1运动，进入到穴苗检测室2中，分苗机构4的两侧各自对应穴盘5上的一列穴孔6，且分苗机构4位于这两列穴孔 6的中间位置，随着穴盘输送线1持续输送，分苗机构4依次拨开相邻两列穴孔6之间的种苗子叶，使摄像机3能够依次采集到对应两列的穴盘苗茎部的清晰图像。图1中的箭头方向为穴盘输送线的输送方向。其中，摄像机3为黑色的微型广角摄像头。本装置中利用分苗机构4拨开遮挡的种苗子叶，将摄像机3安装在分苗机构4上，能够克服现有机器视觉装置从穴盘正上方对穴盘苗进行检测时，由于种苗子叶或成苗子叶相互遮挡难以准确识别的问题。

所述穴苗检测室2采用不透光的材料围成，分苗机构4的整体呈黑色。图像采集单元还包括光照组件，所述光照组件分别安装于分苗机构4的两侧，并与分苗机构两侧的穴孔相对应。本实施例中将穴苗检测室2设置为不透光的暗室，通过在分苗机构4的两侧设置光照组件，能够为分苗机构两侧的穴孔6提供光源，光照组件仅照射分苗机构两侧的穴孔6，使摄像机在黑暗环境下准确识别目标种苗，避免穴盘5内其他种苗造成的背景干扰，提高分级精度。将分苗机构4整体设置成黑色，减小其对穴苗检测室2内黑暗环境的影响，有助于提高摄像机3的拍摄清晰度。

所述光照组件包括LED光源7和若干根光导纤维8，若干根所述光导纤维8的一端与LED光源7连接，若干根所述光导纤维8的另一端分别位于相对应的分苗机构4的两侧。光导纤维8可任意折弯，安装方便，使用寿命长。如图2所示，光导纤维8为分苗板两侧的穴盘苗打光。位于分苗板12一侧的光导纤维8每次只照亮一个穴孔6，随着穴盘5的持续输送，同排设置的分苗机构4和光导纤维8同步工作，将穴盘5上的穴孔6依次照亮，使摄像机3 能够精确识别目标种苗，避免穴盘5内其他种苗造成的背景干扰，提高分级精度。

如图3-图4所示，所述分苗机构4包括沿输送方向依次连接的分苗部9 和相机固定部10；分苗部9的两侧分别对应一列穴孔6，所述分苗部9的一端用于拨动种苗子叶，所述摄像机3安装于相机固定部，所述分苗部9的两侧均安装有光照组件。分苗部9和相机固定部10均设置成黑色(可由本身为黑色的材料制成，或者加工成型后涂成黑色)。穴盘5沿着输送方向运动，首先接触到分苗部，分苗部将相邻两列穴孔6之间的种苗子叶拨开，使摄像机3能够采集到穴盘苗茎部的图像，光照组件为摄像机3提供光源，从而提高图像的清晰度。

所述分苗部9包括第一主体部11和分苗板12；所述第一主体部11与相机固定部10连接，所述分苗板12位于第一主体部11的底端，所述分苗板12 用于拨动种苗子叶，所述第一主体部11开有均匀分布的光导纤维安装孔28，所述光照组件穿过光导纤维安装孔28后分别位于分苗板12的两侧。如图4 和图5所示，分苗板12和第一主体部11均设置成楔形，此设置能够提高第一主体部和分苗板的加工效率，还能够拨动种苗子叶的效果。本实施例中，第一主体部11和分苗板12一体连接，第一主体部11的宽度大于分苗板12，且分苗板12位于第一主体部11的底端中部，分苗板12的两侧各自对应穴盘上的一列穴孔，光导纤维的一端与LED光源连接，其另一端穿过光导纤维安装孔后照射分苗板两侧的穴孔，为分苗板12两侧的穴盘苗的茎部打光。如图 1和图2所示，穴盘5上设置有六列穴孔6，沿穴盘输送线1的宽度方向设置三组分苗机构，分苗板的两侧分别对应一列穴孔，随着穴盘5沿输送方向移动，分苗板依次拨开相邻两个穴孔6之间的叶片，光导纤维与分苗板相配合依次为拨开叶片的穴盘苗打光，使摄像机能够拍摄到清晰图像。

如图3-图6所示，所述相机固定部10包括第二主体部13和相机固定件 14；所述第二主体部13与分苗部9连接，所述相机固定件14包括连接杆15 和相机固定环16，所述连接杆15的一端与第二主体部13连接，所述连接杆 15的另一端与相机固定环16连接，所述摄像机3安装于相机固定环16。为了提高安装效率，第二主体部13与第一主体部11一体连接。相机固定件与第二主体部之间可拆卸的连接，此设置可以调节摄像机的安装位置，从而调节摄像机的拍摄角度。

本实施例中，第一主体部11、分苗板12、第二主体部13、和相机固定件 14均设置成黑色，以减少对穴苗检测室2中黑暗环境的影响。

如图5和图6所示，所述第二主体部13开有T型槽17，所述连接杆15 的一端具有上下间隔设置的安装板18和定位板19，所述连接杆15通过所述安装板18和定位板19与T型槽连接。第二主体部13沿着输送方向开设有T 型槽17，连接杆15的一端设置安装板18和定位板19后呈干字形，其中，安装板18穿入T型槽17中，并可沿T型槽17移动，便于调节摄像机3的拍摄角度；定位板19上开有螺栓孔，利用螺栓将连接杆15固定在第二主体部上。

如图1所示，还包括第一龙门20，所述第一龙门20安装于穴盘输送线1，并与穴苗检测室2相对应，所述分苗机构4间隔安装于第一龙门20的横梁。分苗机构4的第一主体部11和第二主体部13沿输送方向一体设置，并安装在第一龙门20的横梁上，第一主体部11的底端连接有分苗板12，分苗板12 的两侧各自对应一列穴孔6，第二主体部13上安装有摄像机3，第一龙门20 的横梁以及第一主体部11上均开有光导纤维安装孔28，光导纤维8从LED 光源7引出后，依次穿过第一龙门20的横梁和第一主体部11后，为分苗板 12两侧的穴孔6照明，以使摄像机3能够采集到穴盘苗茎部的清晰图像。

如图1所示，还包括开关门机构；所述开关门机构分别设置于穴苗检测室2的入口端和出口端，所述开关门机构包括第二龙门21和龙门气缸22，所述第二龙门21分别设置于穴苗检测室2的入口端和出口端，所述第二龙门21 分别对应安装有龙门气缸22，所述龙门气缸22的输出端分别与穴苗检测室2 的入口门23和出口门对应连接。穴苗检测室2的入口门23和出口门均采用不透光材料制成，从而保证穴苗检测室为无光空间。龙门气缸22安装在第二龙门21的横梁上。通过龙门气缸22开启穴苗检测室2的入口门和出口门，以使待检测的穴盘苗进入穴苗检测室2，检测完毕的穴盘苗离开穴苗检测室2。

如图1所示，所述穴盘输送线1包括机架24、基板25、链条26和穴盘推杆27；所述基板25安装于机架24的上端，所述链条26沿输送方向分别安装于基板25的两侧，所述穴盘推杆27沿输送方向间隔设置在基板25的上方，且所述穴盘推杆27的两端分别与基板25两侧的链条26连接，所述穴苗检测室2扣设在基板上。其中，第一龙门和20第二龙门21均横跨基板25，安装在机架24上。穴盘推杆27跟随链条26转动，从而推动基板上的穴盘5。实际使用中，还可将穴盘输送线1替换成传送带等具有输送功能的其他装置。

具体使用时：

龙门气缸22的伸缩控制穴苗检测室2出入口的开闭。穴苗检测室2的初始状态为检测室入口门23打开，检测室出口门关闭。当检测到基板25上的穴盘5到达指定位置时，即第一龙门20上的分苗板12位于穴盘5的第一排穴孔，每个分苗板12对应两个穴孔时，检测室入口门23关闭，LED光源7 通过光导纤维8为穴苗检测室2内部提供光源，光线从光导纤维安装孔28射出，为第一排穴盘苗打光，摄像机3开始对第一排穴盘苗的茎部进行图像采集，采集完毕后，链条26带动穴盘推杆27推送穴盘沿输送方向步进一个穴孔6的距离，对第二排穴盘苗进行图像采集。以此类推，在最后一排穴盘苗的图像采集完成后，穴苗检测室的出口门打开，链条26带动穴盘推杆27继续往前输送，第一盘苗的图像采集完成，送出穴盘输送线1，同时第二盘苗进入穴盘输送线1，重复第一盘苗的动作，以此连续工作。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种穴盘苗分级装置，其特征在于：包括穴盘输送线、穴苗检测室和图像采集单元；所述穴苗检测室安装于穴盘输送线的上方，所述图像采集单元包括沿输送方向依次设置的分苗机构和摄像机；所述分苗机构沿穴盘输送线的宽度方向间隔设置在穴苗检测室中，每个所述分苗机构的两侧分别对应穴盘上的一列穴孔，所述分苗机构的一端用于拨动种苗子叶，所述摄像机安装于分苗机构的另一端；

所述图像采集单元还包括光照组件，所述光照组件分别安装于分苗机构的两侧，并与分苗机构两侧的穴孔相对应；

所述光照组件包括LED光源和若干根光导纤维，若干根所述光导纤维的一端与LED光源连接，若干根所述光导纤维的另一端分别位于相对应的分苗机构的两侧。

2.根据权利要求1所述的穴盘苗分级装置，其特征在于：所述分苗机构包括沿输送方向依次连接的分苗部和相机固定部；分苗部的两侧分别对应一列穴孔，所述分苗部的一端用于拨动种苗子叶，所述摄像机安装于相机固定部，所述分苗部的两侧均安装有光照组件。

3.根据权利要求2所述的穴盘苗分级装置，其特征在于：所述分苗部包括第一主体部和分苗板；所述第一主体部与相机固定部连接，所述分苗板位于第一主体部的底端，所述分苗板用于拨动种苗子叶，所述第一主体部开有均匀分布的光导纤维安装孔，所述光照组件穿过光导纤维安装孔后分别位于分苗板的两侧。

4.根据权利要求2所述的穴盘苗分级装置，其特征在于：所述相机固定部包括第二主体部和相机固定件；所述第二主体部与分苗部连接，所述相机固定件包括连接杆和相机固定环，所述连接杆的一端与第二主体部连接，所述连接杆的另一端与相机固定环连接，所述摄像机安装于相机固定环。

5.根据权利要求1所述的穴盘苗分级装置，其特征在于：还包括第一龙门，所述第一龙门安装于穴盘输送线，并与穴苗检测室相对应，所述分苗机构间隔安装于第一龙门的横梁。

6.根据权利要求1所述的穴盘苗分级装置，其特征在于：还包括开关门机构；所述开关门机构分别设置于穴苗检测室的入口端和出口端，所述开关门机构包括第二龙门和龙门气缸，所述第二龙门分别设置于穴苗检测室的入口端和出口端，所述第二龙门分别对应安装有龙门气缸，所述龙门气缸的输出端分别与穴苗检测室的入口门和出口门对应连接。

7.根据权利要求1所述的穴盘苗分级装置，其特征在于：所述穴盘输送线包括机架、基板、链条和穴盘推杆；所述基板安装于机架的上端，所述链条沿输送方向分别安装于基板的两侧，所述穴盘推杆沿输送方向间隔设置在基板的上方，且所述穴盘推杆的两端分别与基板两侧的链条连接，所述穴苗检测室扣设在基板上。

8.根据权利要求1所述的穴盘苗分级装置，其特征在于：所述穴苗检测室采用不透光的材料围成。

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