CN111903516B - 一种条状组培苗接种装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组培苗种植技术领域，公开了一种条状组培苗接种装置，包括工作台、视觉检测单元、茎段分割单元、待接种苗拾取单元和接种单元；所述工作台设置有切割区和接种区，所述视觉检测单元和茎段分割单元均安装于工作台的切割区，所述茎段分割单元位于视觉检测单元的下方，所述待接种苗拾取单元包括第一机械手和组培苗拾取机构；所述第一机械手安装于工作台，所述组培苗拾取机构安装于第一机械手，所述接种单元包括第二机械手和接种把持手；所述第二机械手安装于工作台，所述接种把手安装于第二机械手。其有益效果在于：本装置可自动完成条状组培苗接种工作，降低工人劳动强度，减少操作人员数量，为企业节约生产成本。

Description

一种条状组培苗接种装置

技术领域

本发明涉及组培苗种植技术领域，具体涉及一种条状组培苗接种装置。

背景技术

植物组织培养技术是一种在短时间内获得大量健康优质种苗快捷有效的方式。随着农场品需求的增加，农业作物种植面积不断扩大，优质种苗的需求量也不断上升。目前组培苗的接种环节普遍采用人工作业，操作人员利用消毒后的镊子、剪刀等工具完成组培苗拾取、分割、接种作业，因此，组培苗大规模生产时，接种数量大，需耗费大量人力及生产资料。

条状组培苗由于外形呈现单一条形，如马铃薯组培苗、蓝莓组培苗等，较适合机械化自动接种生产。目前针对条状组培苗的机械化接种研究，模式上主要采用对组培苗等长、批量切割后平铺于组培苗培养器皿内的方式，生产效率较高。但由于条状组培苗接种一茎一叶的接种要求，批量接种方式出现不合格接种茎段几率较高，影响后续组培苗培养质量。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种针对条状组培苗进行自动化接种的条状组培苗接种装置。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种条状组培苗接种装置，包括工作台、视觉检测单元、茎段分割单元、待接种苗拾取单元和接种单元；所述工作台设置有切割区和接种区，所述视觉检测单元和茎段分割单元均安装于工作台的切割区，所述茎段分割单元位于视觉检测单元的下方，所述待接种苗拾取单元包括第一机械手和组培苗拾取机构；所述第一机械手安装于工作台，所述组培苗拾取机构安装于第一机械手，以将待切割组培苗拾取至视觉检测单元；所述接种单元包括第二机械手和接种把持手；所述第二机械手安装于工作台，所述接种把持手安装于第二机械手，以配合茎段分割单元切割组培苗茎段，并将切割后的组培苗茎段拾取至接种区完成茎段扦插。

进一步地，所述第二机械手的数量为至少两个，所述第二机械手分别位于第一机械手的两侧。

进一步地，所述组培苗拾取机构包括基板、第一挡板、第一气缸、切割刀和弹性夹持手指；所述基板的一端与第一机械手连接，所述第一挡板安装于基板的另一端，所述第一气缸安装于第一挡板靠近第一机械手的一侧，所述第一气缸的伸缩端穿过第一挡板后与切割刀连接，两根所述弹性夹持手指的一端穿过切割刀后与第一挡板连接，两根所述弹性夹持手指的另一端形成夹持开口，其中一个弹性夹持手指的另一端设置折弯段，所述折弯段的宽度略小于组培苗的直径，以使夹持开口闭合时，形成略小于组培苗的间隙。

进一步地，所述切割刀包括定位段和切割段；所述定位段沿竖直方向设置，所述定位段的一端与第一气缸的伸缩端连接，所述定位段开有贯穿口，两根弹性夹持手指的一端穿过贯穿口后与第一挡板连接，所述切割段的一端与定位段的另一端垂直连接，所述切割段的另一端朝向两根弹性夹持手指形成的夹持开口。

进一步地，所述接种把持手包括负压吸附管和安装固定管；所述负压吸附管的主体部呈矩形，所述负压吸附管主体部的外周间隔设置两个限位台肩，两限位台肩之间的距离与两条竖直沟槽的间距相对应，所述负压吸附管的一端开有V形吸附口，所述负压吸附管的另一端呈带有锥形端口的圆柱状，便于与安装固定管的一端可拆卸连接，所述安装固定管的另一端与第二机械手连接。所述安装固定管的一端开有若干个沿其周向均匀分布条形槽，便于与负压吸附管插接。

进一步地，所述消毒组件包括导向盒、等间距限位片和第一消毒火焰枪；所述导向盒相对的两侧壁均开有竖直沟槽，所述竖直沟槽的顶端与导向盒的顶端开口连通，两条竖直沟槽的间距与接种把持手相配合，所述导向盒位于两条竖直沟槽之间的一侧壁开有取出口，所述竖直沟槽的底端与取出口之间设置有相连通的倾斜沟槽，所述等间距限位片可摆动地安装在导向盒中，用于限制接种把持手的位置，所述等间距限位片的底端与竖直沟槽的底端相对应，所述第一消毒火焰枪为导向盒中的接种把持手消毒。

进一步地，所述倾斜沟槽与竖直沟槽之间的夹角小于90°。

进一步地，还包括套盒，所述套盒安装于导向盒的外周，所述套盒开有与接种把持手相配合的消毒口，所述第一消毒火焰枪与消毒口相对应。

进一步地，所述等间距限位片的数量为至少两根，所述等间距限位片的两端具有向相反方向延伸的限位凸起，所述等间距限位片的中部设置连接轴，至少两根所述等间距限位片依次排列并通过连接轴可摆动地安装于导向盒中，位于底部的等间距限位片，其底端限位凸起与竖直沟槽的底端相对应，并与倾斜沟槽相背设置。

进一步地，所述视觉检测单元包括视觉相机和限位导向套，所述限位导向套设置于工作台的切割区，所述限位导向套的内径小于组培苗冠幅直径，所述限位导向套开有沿其轴向分布的螺旋槽，所述螺旋槽与限位导向套的内腔连通，所述限位导向套的底端与工作台的台面具有间隔，所述茎段切割单元位于此间隔中，所述视觉相机朝向限位导向套。

进一步地，还包括背景板、限位环和连接杆；所述背景板安装于工作台的切割区，所述背景板位于限位导向套远离视觉相机的一侧，所述背景板带有背景灯，所述限位环安装于限位导向套顶端开口的外周，所述限位环开有缺口，此缺口与螺旋槽连通，所述连接杆的一端与背景板连接，所述连接杆的另一端与限位环连接。

进一步地，所述茎段分割单元包括茎段分割机构和第二消毒火焰枪；所述茎段分割机构包括第一电机、旋转臂和分割刀组件；所述第一电机安装于工作台，所述第一电机的输出轴平行于竖直方向，所述第一电机的输出轴与旋转臂连接，所述分割刀组件分别可滑动地安装于旋转臂的两端，所述第二消毒火焰枪安装于工作台，并与分割刀组件相配合，所述分割刀组件位于视觉检测单元的下方。

进一步地，所述分割刀组件包括第二气缸、第二电机和分割刀；所述第二电机可滑动地安装于旋转臂的两端，所述第二电机的输出轴平行于竖直方向，所述分割刀安装于第二电机的输出轴，所述分割刀位于视觉检测单元的下方，所述分割刀与第二消毒火焰枪相配合，所述第二气缸分别安装于旋转臂的两端，所述第二气缸的伸缩端平行于水平方向，所述第二气缸的伸缩端与对应的第二电机连接。

进一步地，所述待接种苗拾取单元还包括待接种培养盒输送带，所述待接种培养盒输送带的安装位置与第一机械手相配合；所述接种单元还包括接种培养盒输送带，接种培养盒输送带安装于工作台的接种区，并与第二机械手相配合。

进一步地，所述第一机械手和第二机械手均为六轴机械手。

进一步地，所述工作台的切割区设置有垃圾收集槽，所述垃圾收集槽位于限位导向套的下方。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、本发明的条状组培苗接种装置，可自动化完成条状组培苗接种，通过设置视觉检测单元对单株条状苗进行生长点定位识别，第一机械手、第二机械手和分割单元与视觉检测单元相配合，对合格茎段进行定位切割、接种，解决本领域中人工作业劳动强度大，等距分割接种形式的机械化接种易出现不合格茎段的问题，提高接种茎段质量，为企业降低生产成本。

2、本发明中的组培苗拾取机构包括基板、第一气缸、切割刀和弹性夹持手指，通过在切割刀上开设贯穿口，仅通过一个气缸即完成对组培苗的夹持和切割过程，体积小巧，适合于狭小空间作业；

3、本发明中视觉检测单元设置的限位导向套的可对弯曲状态的组培苗限位，使其成近似直立状态，有利于视觉相机对组培苗子叶识别，同时在组培苗不断下移分割过程中，起到支撑作用。限位导向套侧壁上的螺旋槽，既可以保证组培苗拾取机构通过，又可避免组培苗由于弯曲或直径过小导致其从螺旋槽中伸出；

4、本发明中的分割单元，设置两组对称布置分割刀，可使分割刀交替消毒、冷却，避免人工频繁更换切割刀；接种单元中接种把持手和消毒组件的使用，可使接种单元自动完成接种把持手的更换、消毒、冷却。

5、本条状组培苗接种装置中的组培苗在培养盒内定位种植，并利用培养盒上盖对组培苗进行分区独立培养，使组培苗生长状态有序，避免弯曲交叉，且培养盒去除上盖后，组培苗全部处于培养盒内培养基表面，与目前常用的培养瓶相比，更适合机械化作业。

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条状组培苗接种装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明中的组培苗拾取机构的结构示意图；

图3示出了根据本发明中的接种把持手的结构示意图；

图4示出了根据本发明中的消毒组件的结构示意图；

图5示出了根据本发明中的等间距限位片卡住负压吸附管示意图；

图6示出了根据本发明中的负压吸附管依次掉落的示意图；

图7示出了根据本发明中的限位导向套的结构示意图；

图8示出了根据本发明中的茎段分割机构的结构示意图；

图9示出了根据本发明中的茎段分割机构、第二机械手和限位导向套相配合的示意图；

图10示出了根据本发明中的培养盒的结构示意图；

图中，1为工作台；2为切割区；3为接种区；4为第一机械手；5为组培苗拾取机构；6为第二机械手；7为接种把持手；8为基板；9为第一挡板；10为第一气缸；11为切割刀；12为弹性夹持手指；13为折弯段；14为定位段；15为切割段；16为贯穿口；17为夹持开口；18为负压吸附管；19为安装固定管；20为限位台肩；21为V形吸附口；22为条形槽；23为导向盒；24为等间距限位片；25为第一消毒火焰枪；26为竖直沟槽；27为取出口；28为倾斜沟槽；29为套盒；30为限位凸起；31为连接轴；32为视觉相机；33为限位导向套；34为螺旋槽；35为背景板；36为限位环；37为连接杆；38为缺口；39为茎段分割机构；40为第二消毒火焰枪；41为第一电机；42为旋转臂；43为第二气缸；44为第二电机；45为分割刀；46为滑轨；47为待接种培养盒输送带；48为接种培养盒输送带；49为培养盒；50为上盖；51为基座；52为垃圾收集槽；53为锥形端口；54为消毒口；55为组培苗；56为定位板。

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所示的条状组培苗接种装置，包括工作台1、视觉检测单元、茎段分割单元、待接种苗拾取单元和接种单元；所述工作台1设置有切割区2和接种区3，所述视觉检测单元和茎段分割单元均安装于工作台1的切割区2，所述茎段分割单元位于视觉检测单元的下方，所述待接种苗拾取单元包括第一机械手4和组培苗拾取机构5；所述第一机械手4安装于工作台1，所述组培苗拾取机构5安装于第一机械手4，以将待切割组培苗拾取至视觉检测单元；所述接种单元包括第二机械手6、接种把持手7和消毒组件；所述第二机械手6安装于工作台1，所述接种把持手7安装于第二机械手6，以配合茎段分割单元切割组培苗茎段，并将切割后的组培苗茎段拾取至接种区完成茎段扦插，所述消毒组件用于为接种把持手7消毒。第一机械手4将待切割组培苗拾取至视觉检测单元，对组培苗子叶识别后，两个第二机械手6与茎段分割单元交替配合，将切割后的组培苗茎段拾取至接种区，以实现条状组培苗的培苗接种工作，降低工人劳动强度。通过设置消毒组件为接种把持手7消毒，降低组培苗感染几率，提高接种成功率和接种茎段质量，为企业降低成本。本装置针对单株条状苗进行生长点定位识别，对合格茎段进行定位切割、接种，可解决等距分割接种形式的机械化接种易出现不合格茎段的问题。

其中，待接种苗拾取单元还包括待接种培养盒输送带47，所述待接种培养盒输送带47的安装位置与第一机械手4相配合，待接种培养盒输送带47用于输送盛装待接种组培苗55的培养盒49，第一机械手4将培养盒49中的组培苗55拾取至视觉检测单元；所述接种单元还包括接种培养盒输送带48，接种培养盒输送带48安装于工作台1的接种区3，便于与第二机械手6相配合。接种培养盒输送带48用于输送盛装培养基的基座51，第二机械手6将切割后的组培苗茎段按一定顺序插入培养基中。本实施例中，两个第二机械手6各自对应一条接种培养盒输送带48，具体使用时，可根据现场情况，配置第二机械手6和接种培养盒输送带48的位置和数量。

本装置中配套使用的培养盒49如图10所示，培养盒49包括扣合连接的上盖50和基座51，基座51中盛装组培苗55生长所需的培养基，基座51的形状及尺寸需保证相邻两株组培苗接种间距为10mm。培养盒49的上盖50形状与下方基座51匹配，且上盖内部与组培苗对应位置设置成独立空间，以保证组培苗能够竖直生长。培养盒整体采用透明材料制成。

本实施例中，所述第二机械手6的数量为两个，所述第二机械手6分别位于第一机械手4的两侧，第一机械手4和两个第二机械手6相配合，完成组培苗的切割、接种工作。具体使用时，可根据现场情况配置第一机械手4和第二机械手6的数量和位置。第一机械手4和第二机械手6可选用较常见的六轴机械手。

如图2所示，所述组培苗拾取机构包括基板8、第一挡板9、第一气缸10、切割刀11和弹性夹持手指12；所述基板8的一端与第一机械手4连接，所述第一挡板9安装于基板8的另一端，所述第一气缸10安装于第一挡板9靠近第一机械手的一侧，所述第一气缸10的伸缩端穿过第一挡板9后与切割刀11连接，两根所述弹性夹持手指12的一端穿过切割刀11后与第一挡板9连接，两根所述弹性夹持手指12的另一端形成夹持开口17，其中一个弹性夹持手指12的另一端设置折弯段13，所述折弯段13的宽度略小于组培苗55的直径，以使夹持开口17闭合时，形成略小于组培苗的间隙。两个弹性夹持手指12采用弹簧钢材料制作，两根弹性夹持手指12的常态为张开状态，通过设置折弯段13可使两根手指在闭合状态时可产生略小于组培苗直径的缝隙，即可夹持组培苗，又不会将其茎秆夹断。切割刀11与第一气缸10配合，控制两根弹性夹持手指12的开闭。

所述切割刀11包括定位段14和切割段15；所述定位段14沿竖直方向设置，所述定位段14的一端与第一气缸10的伸缩端连接，所述定位段14开有贯穿口16，两根弹性夹持手指12的一端穿过贯穿口16后与第一挡板9连接，所述切割段15的一端与定位段14的另一端垂直连接，所述切割段15的另一端朝向两根弹性夹持手指12形成的夹持开口17。切割刀采用不锈钢材料制成，定位段14和切割段15相连接后，整体形状呈L形。定位段14沿竖直方向设置，其具有与第一气缸10匹配的固定孔，从而与第一气缸10的推杆连接，同时设置与弹性夹持手指12厚度及组培苗55直径匹配的贯穿口，该贯穿口可在切割刀向前伸出时，将两根弹性夹持手指12由张开状态，转换成闭合状态。切割段15的长度小于弹性夹持手指12的长度，其宽度略大于组培苗直径。当第一机械手带动弹性夹持手指12拾取组培苗时，单株组培苗通过夹持开口17进入两弹性夹持手指12之间，第一气缸10的推杆向前推动切割刀11，因贯穿口16的作用将两根弹性夹持手指12闭合，单株组培苗被夹持在两弹性夹持手指12形成的间隙中，切割刀11继续向前运动直至将此株组培苗切断。本实施例中的切割刀11宽度与螺旋槽34相配合，在使用过程中，可以与弹性夹持手指12一起进入螺旋槽34。

如图3所示，所述接种把持手7包括负压吸附管18和安装固定管19；所述负压吸附管19的主体呈矩形，所述负压吸附管18的外周间隔设置两个限位台肩20，两限位台肩20之间的距离与导向盒23中两条竖直沟槽26的间距相对应，所述负压吸附管18的一端开有V形吸附口21，所述负压吸附管18的另一端呈带有锥形端口53圆柱状，便于与安装固定管19的一端可拆卸连接，所述安装固定管19的另一端与第二机械手6连接。所述安装固定管19的一端开有若干个沿其周向均匀分布条形槽22，便于与负压吸附管18插接。接种把持手7以负压风机为动力源。负压吸附管18的主体为矩形薄壁管，此设置可保证负压吸附管19沿竖直沟槽26滑落时，不发生滚动，使得V形吸附口21不会转换方向，不影响换手后的后续作业。安装固定管19前端设置成条形槽22，内径尺寸与负压吸附管尾端圆柱体匹配。负压吸附管18与安装固定管19通过安装固定管19前端的弹性变形过盈固定。

如图4所示，所述消毒组件包括导向盒23、等间距限位片24和第一消毒火焰枪25；所述导向盒23相对的两侧壁均开有竖直沟槽26，所述竖直沟槽26的顶端与导向盒23的顶端开口连通，两条竖直沟槽26的间距与负压吸附管18的两个限位台肩20相配合，所述导向盒23位于两条竖直沟槽26之间的一侧壁开有取出口27，所述竖直沟槽26的底端与取出口27之间设置有相连通的倾斜沟槽28，所述等间距限位片24可摆动地安装在导向盒23中，所述等间距限位片24位于两条竖直沟槽26的一侧，用于限制负压吸附管18的位置，所述等间距限位片24的底端与竖直沟槽26的底端相对应，所述第一消毒火焰枪25为导向盒23中的负压吸附管18消毒。

所述倾斜沟槽28与竖直沟槽26之间的夹角小于90°。此设置可避免下落至竖直沟槽26底部的负压吸附管18从倾斜沟槽28中滑出。

还包括套盒29，所述套盒29安装于导向盒23的外侧，所述套盒29未覆盖导向盒23的顶端开口和底端取出口27，不影响负压吸附管18的取放，所述套盒29开有与负压吸附管18相配合的消毒口54，所述第一消毒火焰枪25通过消毒口54为导向盒23中的负压吸附管18消毒。

如图5和图6所示，所述等间距限位片24的数量为至少两根，所述等间距限位片24的两端具有向相反方向延伸的限位凸起30，所述等间距限位片24的中部设置连接轴31，至少两根所述等间距限位片24依次排列并通过连接轴31可摆动地安装于导向盒32中，所述等间距限位片24位于两条竖直沟槽26的一侧，其中，位于底部的等间距限位片24，其底端限位凸起30与竖直沟槽26的底端相对应，并与倾斜沟槽28相背设置。导向盒开有竖直沟槽的两侧壁，其内侧均安装有转轴，转轴位于竖直沟槽的一侧，转轴的数量与等间距限位片24相对应。等间距限位片24通过连接轴31可摆动地安装于转轴，转轴限制等间距限位片24的摆动幅度，以刚好卡住负压吸附管为准。

结合图5和图6，本实施中等间距限位片24的数量为三个，三个等间距限位片24依次排列，通过转轴可摆动地安装在导向盒23中，并均位于竖直沟槽26远离倾斜沟槽28的一侧。当位于竖直沟槽26底端的负压吸附管18被取走后，位于底端的等间距限位片24受取走的负压吸附管18影响，开始摆动（其顶端限位凸起30朝远离取出口27所在侧壁方向摆动），以使卡在其顶端的负压吸附管18下落至竖直沟槽26的底端，此时受下落负压吸附管18的影响，位于底端的等间距限位片24摆动回原位，其顶端的限位凸起30卡住后续落下的负压吸附管18，位于上方的两个等间距限位片24的摆动过程与位于底端的等间距限位片24相同，从而使负压吸附管18依次下落，实现消毒、冷却。套盒29的消毒口54与第二根等间距限位片24的顶端限位凸起30卡住的负压吸附管18相对应，经消毒后，随着位于竖直沟槽26底端的负压吸附管18的取出，完成消毒的负压吸附管18下落被位于底端的等间距限位片24的顶端限位凸起30卡住，进行冷却过程，随着下一个竖直沟槽26底端的负压吸附管18的取出，完成冷却的负压吸附管18落至竖直沟槽26的底端等待使用。

具体使用时，第二机械手6将负压吸附管放入导向盒23的竖直沟槽26内后，安装固定管19在第二机械手6的带动下水平后撤，负压吸附管18在其管壁上设置的两圆形限位台肩20的作用下，使其与安装固定管19脱离。负压吸附管18在导向盒23的竖直沟槽26内下滑时，受到等间距限位片24阻挡停止。安装固定管19在第二机械手6的带动下，使其管口（开有条形槽22的一端）与导向盒23内最下方已完成消毒冷却的负压吸附管18对接，并通过导向盒23的倾斜沟槽28滑出，此时，导向盒23竖直沟槽26，内位于上方的负压吸附管18依次下落并通过等间距限位片24再次等距限位，第一消毒火焰枪25对刚刚换下的负压吸附管23进行消毒。

如图1和图7所示，所述视觉检测单元包括视觉相机32和限位导向套33，所述限位导向套33通过背景板35安装于工作台1的切割区，所述限位导向套33的内径小于组培苗冠幅直径，所述限位导向套33开有沿其轴向分布的螺旋槽34，所述螺旋槽34与限位导向套33的内腔连通，所述限位导向套33的底端与工作台1的台面具有间隔，所述茎段切割单元的分割刀依次位于此间隔中，所述视觉相机32朝向限位导向套33。限位导向套33的内部直径需小于组培苗冠幅直径，以保证组培苗在其内部可保持直立状态。限位导向套33侧壁设置贯通其内腔的螺旋槽34，该螺旋槽34可保证弹性夹持手指12通过，又可避免组培苗55由螺旋槽34处伸出。所述限位导向套33的底端与工作台1的台面具有间隔，便于分割刀45与第二机械手相配合切割组培苗55茎段。限位导向套33采用透明或透光材料制成，便于视觉相机采集组培苗生长点。

还包括背景板35、限位环36和连接杆37；所述背景板35安装于工作台1的切割区，所述背景板35位于限位导向套33远离视觉相机32的一侧，所述背景板35带有背景灯，所述限位环36安装于限位导向套33顶端开口的外周，所述限位环36开有缺口38，此缺口38与螺旋槽34连通，所述连接杆37的一端与背景板35连接，所述连接杆37的另一端与限位环36连接。通过设置背景板35可提高视觉相机32的拍摄清晰度，舍弃不合格茎段，提高接种茎段质量。第一机械手4带动组培苗拾取机构5夹持组培苗至限位导向套33中，视觉相机32对限位导向套33中的组培苗55进行拍照，并将组培苗55的生长数据传输至分割单元和第二机械手6。

如图8和图9所示，所述茎段分割单元包括茎段分割机构39和第二消毒火焰枪40；所述茎段分割机构包括第一电机41、旋转臂42和分割刀组件；所述第一电机41安装于工作台1，所述第一电机41的输出轴与旋转臂42的中部连接，所述分割刀组件分别可滑动地安装于旋转臂42的两端，所述第二消毒火焰枪40安装于工作台1，并与分割刀组件相配合，所述分割刀组件位于限位导向套33的下方。第一电机41带动分割刀组件旋转，第二消毒火焰枪40为两个分隔刀组件交替消毒。

所述分割刀组件包括第二气缸43、第二电机44和分割刀45；所述第二电机44可滑动地安装于旋转臂42的两端，所述分割刀45安装于第二电机44的输出轴，两个所述分割刀44交替位于限位导向套33的下方，所述分割刀45与第二消毒火焰枪40相配合，所述第二气缸43分别安装于旋转臂42的两端，所述第二气缸43的伸缩端与对应的第二电机44连接。旋转臂42的两端设置有滑轨46，第二电机44的底部与滑轨46滑动连接，旋转臂42的两端还设置有垂直于旋转臂42的定位板56，第二气缸43安装于定位板56。本实施例中的限位导向套33沿竖直方向设置，对应的第一电机41和第二电机44的输出轴均平行于竖直方向，所述第二气缸46的推杆平行于水平方向。第二电机44带动分割刀45旋转，完成组培苗55的茎段分割。设置滑轨46和第二气缸43可调节分割刀45与组培苗55之间的距离。第一电机41带动旋转臂42旋转，从而使两个分割刀45能够交替切割组培苗以及交替消毒。

第一机械手4带动组培苗拾取机构5将拍照后的组培苗55，从限位导向套33中部分拉出，直至接种把持手7的把持位置露出，两个接种把持手7根据视觉相机32输出结果，到达各自的把持点，分隔刀对组培苗进行切割，位于下方的接种把持手7将切割后的茎段接种至接种区，位于上方的接种把持手7带动组培苗下移，直至露出下一个把持点，两个接种把持手7交替作用，直至整株组培苗接种完成。

所述工作台1的切割区设置有垃圾收集槽52，所述垃圾收集槽52位于限位导向套33的下方。通过设置垃圾收集槽52，用于收集废弃茎叶，有利于工作台1台面整洁。

本装置中视觉检测单元、茎段分割单元、待接种苗拾取单元和接种单元之间相互协调配合，可由现有控制系统实现。

以马铃薯做培苗接种为例，接种作业时，人工将待接种的培养盒49的上盖50去掉，将待接种的培养盒49放置在待接种培养盒输送带47上，同时，人工将接种培养盒的基座51分别放置在两条接种培养盒输送带48上，通过输送带使各组培养盒分别到达各自作业位置。

组培苗拾取机构5通过第一机械手4到达待接种组培苗根部，组培苗拾取机构5的第一气缸10伸出，切割刀11向前伸出，通过切割刀11的贯穿口，将两个弹性夹持手指12闭合，此时组培苗55被夹持住，切割刀11继续向前伸出将组培苗55切断。组培苗拾取机构5夹持组培苗到达限位导向套33上方，之后沿着限位导向套33的螺旋槽34下移，直到组培苗拾取机构5到达限位导向套33底部，此时视觉相机32进行拍照，确定各茎段生长点子叶相对位置，之后组培苗拾取机构5继续向下将组培苗从组培苗限位导向套33中拉出，直至，接种把持手7的把持位置露出。

两个接种把持手7根据视觉相机32输出结果在第二机械手6的带动下，到达各自组培苗上的把持点，通过负压风机完成对组培苗55的吸附把持。第二电机44带动分割刀45旋转，第二气缸44将分隔刀45沿滑轨46向组培苗移动，完成茎段分割。茎段分割完成后，组培苗拾取机构5复位去抓取下一株组培苗，将处于下方的接种把持手7将分割好的茎段接种至相对应的接种培养盒输送带48的基座51内，上方的接种把持手7带动组培苗55下移，直到下一个把持点到达把持位置。两个接种把持手7交替作业，直至整株组培苗接种完成。

作业一段时间后，茎段分割机构39上的两把分割刀45在第一电机41的带动下，交换工作位置，前期进行分割作业的分割刀45到达消毒区域，通过第二消毒火焰枪40消毒、冷却。

两个接种把持手7在工作一段时间后，分别在各自第二机械手6的带动下，到达各自对应导向盒23上方，将负压吸附管18放入导向盒33的竖直沟槽26内后，安装固定管19在第二机械手6带动下水平后撤，负压吸附管18在其管壁上设置的两圆形限位台肩20的作用下，使其与安装固定管19脱离，当负压吸附管18在导向盒33的竖直沟槽26内下滑时，受到等间距限位片24阻挡停止。安装固定管24在第二机械手6的带动下，使其管口与导向盒33内最下方已完成消毒冷却的负压吸附管18对接，并通过导向盒33的倾斜沟槽28滑出，此时，导向盒33竖直沟槽26内上方的负压吸附管18依次下落并通过等间距限位片24再次等距限位，此时对刚刚换下的负压吸附管18进行消毒、冷却。

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)

1.一种条状组培苗接种装置，其特征在于：包括工作台、视觉检测单元、茎段分割单元、待接种苗拾取单元和接种单元；所述工作台设置有切割区和接种区，所述视觉检测单元和茎段分割单元均安装于工作台的切割区，所述茎段分割单元位于视觉检测单元的下方，所述待接种苗拾取单元包括第一机械手和组培苗拾取机构；所述第一机械手安装于工作台，所述组培苗拾取机构安装于第一机械手，以将待切割组培苗拾取至视觉检测单元；所述接种单元包括第二机械手和接种把持手；所述第二机械手安装于工作台，所述接种把持手安装于第二机械手，以配合茎段分割单元切割组培苗茎段，并将切割后的组培苗茎段拾取至接种区完成茎段扦插；

所述组培苗拾取机构包括基板、第一挡板、第一气缸、切割刀和弹性夹持手指；所述基板的一端与第一机械手连接，所述第一挡板安装于基板的另一端，所述第一气缸安装于第一挡板靠近第一机械手的一侧，所述第一气缸的伸缩端穿过第一挡板后与切割刀连接，两根所述弹性夹持手指的一端穿过切割刀后与第一挡板连接，两根所述弹性夹持手指的另一端形成夹持开口，其中一个弹性夹持手指的另一端设置折弯段，所述折弯段的宽度略小于组培苗的直径，以使夹持开口闭合时，形成略小于组培苗的间隙；

所述视觉检测单元包括视觉相机和限位导向套，所述限位导向套设置于工作台的切割区，所述限位导向套的内径小于组培苗冠幅直径，所述限位导向套开有沿其轴向分布的螺旋槽，所述螺旋槽与限位导向套的内腔连通，所述限位导向套的底端与工作台的台面具有间隔，所述茎段切割单元位于此间隔中，所述视觉相机朝向限位导向套。

2.根据权利要求1所述的条状组培苗接种装置，其特征在于：所述切割刀包括定位段和切割段；所述定位段沿竖直方向设置，所述定位段的一端与第一气缸的伸缩端连接，所述定位段开有贯穿口，两根弹性夹持手指的一端穿过贯穿口后与第一挡板连接，所述切割段的一端与定位段的另一端连接，所述切割段的另一端朝向两根弹性夹持手指形成的夹持开口。

3.根据权利要求1所述的条状组培苗接种装置，其特征在于：所述接种把持手包括负压吸附管和安装固定管；所述负压吸附管的主体呈矩形，所述负压吸附管的外周间隔设置两个限位台肩，所述负压吸附管的一端开有V形吸附口，所述负压吸附管的另一端呈带有锥形端口的圆柱状，所述安装固定管的一端开有若干个沿其周向均匀分布条形槽，所述负压吸附管带有锥形端口的一端与安装固定管的一端可拆卸连接，所述安装固定管的另一端与第二机械手连接。

4.根据权利要求1所述的条状组培苗接种装置，其特征在于：所述接种单元还包括消毒组件；所述消毒组件包括导向盒、等间距限位片和第一消毒火焰枪；所述导向盒相对的两侧壁均开有竖直沟槽，所述竖直沟槽的顶端与导向盒的顶端开口连通，两条竖直沟槽的间距与接种把持手相配合，所述导向盒位于两条竖直沟槽之间的一侧壁开有取出口，所述竖直沟槽的底端与取出口之间设置有相连通的倾斜沟槽，所述等间距限位片可摆动地安装在导向盒中，用于限制接种把持手的位置，所述等间距限位片的底端与竖直沟槽的底端相对应，所述第一消毒火焰枪为导向盒中的接种把持手消毒。

5.根据权利要求4所述的条状组培苗接种装置，其特征在于：所述等间距限位片的数量为至少两根，所述等间距限位片的两端具有向相反方向延伸的限位凸起，所述等间距限位片的中部设置连接轴，至少两根所述等间距限位片依次排列并通过连接轴可摆动地安装于导向盒中，位于底部的等间距限位片，其底端限位凸起与竖直沟槽的底端相对应，并与倾斜沟槽相背设置。

6.根据权利要求1所述的条状组培苗接种装置，其特征在于：还包括背景板；所述背景板安装于工作台的切割区，所述背景板位于限位导向套远离视觉相机的一侧，所述背景板带有背景灯。

7.根据权利要求1所述的条状组培苗接种装置，其特征在于：所述茎段分割单元包括茎段分割机构和第二消毒火焰枪；所述茎段分割机构包括第一电机、旋转臂和分割刀组件；所述第一电机安装于工作台，所述第一电机的输出轴与旋转臂连接，所述分割刀组件分别可滑动地安装于旋转臂的两端，所述第二消毒火焰枪安装于工作台，并与分割刀组件相配合，所述分割刀组件位于视觉检测单元的下方。

8.根据权利要求7所述的条状组培苗接种装置，其特征在于：所述分割刀组件包括第二气缸、第二电机和分割刀；所述第二电机可滑动地安装于旋转臂的两端，所述分割刀安装于第二电机的输出轴，所述分割刀位于视觉检测单元的下方，所述分割刀与第二消毒火焰枪相配合，所述第二气缸分别安装于旋转臂的两端，所述第二气缸的伸缩端与对应的第二电机连接。

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