CN112449818A - 一种双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种剔补苗移植装置。技术方案是：一种双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：包括机架以及分别安装在机架上的带式供剔苗工作台、带式供补苗工作台、视觉检测机构、链式剔苗工作台、链式补苗工作台、剔补苗机构和穴盘收集机构；所述带式供补苗工作台、链式补苗工作台和穴盘收集机构用于输送补苗穴盘并沿补苗穴盘的输送方向依次水平布置；所述带式供剔苗工作台和链式剔苗工作台用于输送剔苗穴盘并沿剔苗穴盘的输送方向依次水平布置。该移植机能识别穴盘中的空穴和不健康的幼苗(以下统称劣苗)，且能在剔苗区和补苗区之间作业，实现精确的剔苗、取苗、植苗作业，提高剔补苗移植过程的工作效率以及温室穴盘的利用率。

Description

一种双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机

技术领域

本发明涉及一种剔补苗移植装置，具体是一种可对穴盘中的幼苗进行检测、剔苗、取苗、植苗的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机。

背景技术

批量化穴盘育苗过程中存在种子漏播、种子不发芽、苗叶生长不正常等问题，正常的幼苗约占总数量的80％-95％左右。为保证穴盘内幼苗生长的一致性，减少大田移栽时漏种的几率，需要对空穴和不健康的幼苗分别进行补苗和剔补苗作业。目前，我国穴盘苗的剔补移栽作业主要依靠人工完成,导致生产成本增加。因此，研究及设计一种可靠、高效、通用性高的全自动移栽设备，实现温室幼苗移栽自动化，促进设施农业进一步发展是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，该移植机能识别穴盘中的空穴和不健康的幼苗(以下统称劣苗)，且能在剔苗区和补苗区之间作业，实现精确的剔苗、取苗、植苗作业，保证剔补苗过程中高度自动化，提高剔补苗移植过程的工作效率以及温室穴盘的利用率。

本发明提供的技术方案是：

一种双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：包括机架以及分别安装在机架上的带式供剔苗工作台、带式供补苗工作台、视觉检测机构、链式剔苗工作台、链式补苗工作台、剔补苗机构和穴盘收集机构；

所述带式供补苗工作台、链式补苗工作台和穴盘收集机构用于输送补苗穴盘并沿补苗穴盘的输送方向依次水平布置；所述带式供剔苗工作台和链式剔苗工作台用于输送剔苗穴盘并沿剔苗穴盘的输送方向依次水平布置；所述带式供补苗工作台与带式供剔苗工作台结构相同且平行布置；所述链式补苗工作台与链式剔苗工作台结构相同且平行布置；所述视觉检测机构横跨在带式供补苗工作台和带式供剔苗工作台上方，以检测补苗穴盘和剔苗穴盘中劣苗的位置；所述剔补苗机构横跨在链式补苗工作台和链式剔苗工作台上方并且往返移动；所述链式补苗工作台和链式剔苗工作台之间设置有劣苗盒，以收集补苗穴盘和剔苗穴盘中的劣苗。

所述带式供补苗工作台包括水平布置的带式输送机、沿补苗穴盘的输送方向设置在带式输送机两侧以防止补苗穴盘掉落的两个限位板以及安装在带式输送机的出口侧面且其推杆可横向伸入至带式输送机工作面以定位补苗穴盘位置的穴盘定位气缸；两个限位板之间的间距与补苗穴盘的宽度相适应。

所述视觉检测机构包括沿X方向固定在机架上的X轴圆导轨、沿Y方向布置并通过开口直线轴承可滑动地定位在X轴圆导轨上的两组Y轴圆导轨以及可滑动地定位在两组Y轴圆导轨上的两组拍摄组件；两组拍摄组件分别位于带式供补苗工作台和带式供剔苗工作台的上方；

每组拍摄组件均包括通过轴承连接板可滑动地定位在Y轴圆导轨上的手轮座、通过齿轮副可竖直活动地定位在手轮座上的Z调整齿杆、可在竖直平面内摆动地定位在Z调整齿杆末端的摄像头安装件、固定在摄像头安装件上的摄像头以及安装在摄像头安装件侧面以调整摄像头拍摄角度的旋钮。

所述链式补苗工作台包括分别横向设置在工作台两端的从动轴和主动轴、间隔距离固定在从动轴上的两个从动链轮、固定在主动轴上并与两个从动链轮位置相对应的两个双排链轮、分别绕设在两组相互对应的从动链轮和双排链轮外周的两根长杆链条以及用于驱动主动轴转动的驱动组件；两根长杆链条之间横向且等间距固定有若干长杆；所述长杆的长度与补苗穴盘的宽度相适合；相邻长杆之间的间距与补苗穴盘的单个穴盘格长度相等；

所述链式补苗工作台的进口端设置有穴盘阻挡件；所述穴盘阻挡件的高度小于长杆链条与补苗穴盘的高度之和，且大于补苗穴盘在长杆链条上的高度，以便将正好运动到长杆上的穴盘格限制在相邻两长杆之间。

所述驱动组件包括可转动地定位在机架上的张紧链轮和中间链轮、与张紧链轮的链轮轴固定连接以调整张紧链轮Y方向位置的调整杆、安装在机架上并驱动中间链轮转动的伺服电机以及依次绕设在双排链轮、中间链轮和张紧链轮外周的驱动链条。

所述链式补苗工作台的两侧间隔设置有若干限位件；相邻限位件之间的距离为穴盘的宽度；每个限位件的顶部均倾斜设置有滚子；所述滚子的倾斜面与补苗穴盘的侧面相垂直，以辅助补苗穴盘的输送。

所述剔补苗机构包括横向跨越链式剔苗工作台和链式补苗工作台且两端通过导轨可竖直滑动地定位在机架上的Z滑动架、竖直安装在Z滑动架两端以驱使Z滑动架运动的两个上下气缸、分别安装在Z滑动架两端的两个同步器、沿Z滑动架的长度方向布置并通过电缸安装板固定在Z滑动架上的电缸、与电缸中的滑块固定连接的气爪安装件以及固定在气爪安装件上以抓取幼苗的气爪；所述同步器包括竖直固定在机架上的齿条以及可转动地定位在Z滑动架上并与齿条啮合传动的齿轮。

所述气爪包括水平固定在气爪安装件上且上下间隔距离布置的气缸固定件和气爪固定件、竖直固定在气缸固定件中部的气爪气缸、均匀设置在气缸固定件外周的四个第一固定块、分别铰接在四个第一固定块上并可在竖直平面摆动的四个转动固定块、用于抓取穴盘苗的四个弹簧钢爪、固定在气爪固定件上并与四个第一固定块对应设置的四个第二固定块、分别铰接在四个第二固定块上的四个滑动固定块以及竖直固定在气爪气缸的推杆末端并穿过气爪固定件的气爪连接杆；相邻两个转动固定块的摆动轴相互垂直；所述弹簧钢爪一端固定在转动固定块上，另一端贯穿对应的滑动固定块并与滑动固定块滑动配合；所述气爪连接杆末端分别通过弹性件与四个弹簧钢爪固定连接。

所述穴盘收集机构包括设置在链式补苗工作台的出口端且倾斜向下的台面、设置在台面出口端且上部敞口以收集穴盘的穴盘盒、对称设置在穴盘盒两侧并可沿X方向活动地贯穿穴盘盒侧面以打开和关闭穴盘盒敞口的两个收集限位板以及通过两组中间杆组分别驱动两个收集限位板运动的传动组件；所述收集限位板的底部设置有沿X方向布置的X向滑轨，以便对收集限位板的运动方向进行导向；

两组中间杆组结构相同且对称设置在穴盘盒两侧；每组中间杆组均包括相互平行且分别铰接在收集限位板两端的两根第一收集连杆、与收集限位板平行布置且两端分别铰接两根第一收集连杆的第二收集连杆以及依次铰接的第三收集连杆、第二收集中间杆和第三收集中间杆；所述第三收集连杆与第二收集连杆铰接连接；所述第二收集连杆的底部设置有沿Y方向布置的Y向滑轨，以便对第二收集连杆的运动方向进行导向。

所述传动组件包括水平固定在机架上的收集固定杆、中部可转动地定位在收集固定杆上的第一收集中间杆、固定在第一收集中间杆上部的弹性构件以及两端分别可转动地定位在两个第三收集中间杆上的收集转动杆；所述第一收集中间杆的下部与收集转动杆的中部转动连接；所述弹性构件向链式补苗工作台的一侧水平延伸且其延伸端设置成向上弯曲的弧形凸起，该弧形凸起位于链式补苗工作台中长杆的水平运动路径上。

本发明的有益效果是：

本发明通过视觉检测机构可识别出补苗穴盘和剔苗穴盘中的劣苗；通过剔补苗机构剔除补苗穴盘和剔苗穴盘中的劣苗除，并将补苗穴盘中的幼苗移植到剔苗穴盘被剔除的劣苗位置，从而实现剔苗穴盘的移栽作业；通过穴盘收集机构可收集补苗穴盘，实现穴盘的重复利用。整个剔补苗移植过程自动化程度高，大大减轻了人工劳动强度，提高了移植效率，适合推广应用。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图之一。

图2为本发明的立体结构示意图之二(为图面清晰，隐藏部分机架、挡板)。

图3为本发明中视觉检测机构的立体结构示意图(为内部清晰，隐藏挡板)。

图4为本发明中链式剔苗工作台或链式补苗工作台的立体结构示意图。

图5为本发明中剔补苗机构的立体结构示意图。

图6为本发明中气爪的立体结构示意图。

图7为本发明中穴盘收集机构的立体结构示意图。

图8为本发明中穴盘的立体结构示意图。

附图标号：

1—带式供剔苗工作台、2—视觉检测机构、2.1—X轴圆导轨、2.2—开口直线轴承、2.3—Y轴圆导轨、2.4—轴承连接板、2.5—Z调整齿杆、2.6—手轮座、2.7—旋钮、2.8—摄像头安装件、2.9—挡板、3—带式供补苗工作台、3.1—带式输送机、3.2—限位板、3.3—穴盘定位气缸、4—链式补苗工作台、4.1—从动链轮、4.2—长杆链条、4.3—限位件、4.4—双排链轮、4.5—张紧链轮、4.6—调整杆、4.7—伺服电机、4.8—中间链轮、4.9—穴盘阻挡件、4.10—主动轴、4.11—从动轴、4.12—长杆、5—剔补苗机构、5.1—固定件、5.3—上下气缸、5.4—齿条、5.5—齿轮、5.6—电缸、5.7—气爪安装件、5.8—气爪、5.8.1—气爪气缸、5.8.2—第一固定块、5.8.3—转动固定块、5.8.4—弹簧钢爪、5.8.5—第二固定块、5.8.6—弹性件、5.8.7—滑动固定块、5.8.8—气爪固定件、5.8.9—气爪连接杆、5.8.10—气缸固定件、5.9—电缸安装板、5.10—Z滑动架、6—穴盘收集机构、6.1—收集转动杆、6.2—第一收集中间杆、6.3—收集固定杆、6.4—弹性构件、6.5—台面、6.6—穴盘盒、6.7—第一收集连杆、6.8—收集限位板、6.9—Y向滑轨、6.10—第二收集连杆、6.11—X向滑轨、6.12—收集安装固定件、6.13—第三收集连杆、6.14—第二收集中间杆、6.15—垫块、6.16—第三收集中间杆、7—链式剔苗工作台、8—穴盘、9—机架。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例进一步说明。

为叙述方便，本文采用X、Y、Z坐标系，X轴与Y轴构成水平面，Z轴为水平面竖直方向；以图2中的箭头方向(即Y方向)为穴盘的输送方向。

常规的剔补苗移植机，是将剔苗穴盘中的劣苗移出到劣苗盒中，再将补苗穴盘中的幼苗移植到剔苗穴盘的劣苗位置(本发明中的剔苗穴盘和补苗穴盘结构相同，均选用6×12的矩形穴盘8，见图8)；由于人工操作效率低，工作量大，不适合大规模生产的效益提升，因此本发明研发了一种双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机。

如图1、图2所示，本发明提供的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，包括机架9以及分别安装在机架上的带式供剔苗工作台1、带式供补苗工作台3、视觉检测机构2、链式剔苗工作台7、链式补苗工作台4、剔补苗机构5和穴盘收集机构6。

所述带式供补苗工作台、链式补苗工作台和穴盘收集机构用于输送补苗穴盘并沿补苗穴盘的输送方向依次水平布置；所述带式供剔苗工作台和链式剔苗工作台用于输送剔苗穴盘并沿剔苗穴盘的输送方向依次水平布置；所述带式供补苗工作台与带式供剔苗工作台结构相同且平行布置；所述链式补苗工作台与链式剔苗工作台结构相同且平行布置；所述视觉检测机构横跨在带式供补苗工作台和带式供剔苗工作台上方，以检测补苗穴盘和剔苗穴盘中劣苗的位置；所述剔补苗机构横跨在链式补苗工作台和链式剔苗工作台上方并且往返移动；所述链式补苗工作台和链式剔苗工作台之间设置有劣苗盒(图中未显示)，以收集补苗穴盘和剔苗穴盘中的劣苗。

如图2所示，所述带式供补苗工作台包括带式输送机3.1、两个限位板3.2和穴盘定位气缸3.3。所述带式输送机水平布置；作为优选，带式输送机的长度大于两个补苗穴盘的长度，使得带式输送机上可容纳两个补苗穴盘，提高移植效率。两个限位板分别沿补苗穴盘的输送方向设置在带式输送机两侧，以防止补苗穴盘掉落；两个限位板之间的间距与补苗穴盘的宽度相适应。所述穴盘定位气缸安装在带式输送机的出口侧面，并且穴盘定位气缸的推杆可横向伸入至带式输送机的工作面，以便定位补苗穴盘的位置，保证视觉检测机构对补苗穴盘进行准确拍摄。

所述带式供剔苗工作台与带式供补苗工作台的结构相同，不再赘述。

如图3所示，所述视觉检测机构包括X轴圆导轨2.1、两组Y轴圆导轨2.3和两组拍摄组件。所述X轴圆导轨沿X方向固定在机架上。两组Y轴圆导轨沿Y方向布置，并通过开口直线轴承2.2可滑动地定位在X轴圆导轨上。两组拍摄组件分别可滑动地定位在两组Y轴圆导轨上，并且分别位于带式供补苗工作台和带式供剔苗工作台的上方。本发明在视觉检测机构的上部和四个侧面设置有挡板2.9，挡板内部贴有补光条(图中未显示)，以增加摄像头的拍摄清晰度；其中一个挡板上开设有开口，便于工作人员调整摄像头位置和角度。

每组拍摄组件均包括手轮座2.6、Z调整齿杆2.5、摄像头安装件2.8、摄像头(图中未显示)和旋钮2.7。所述手轮座通过轴承连接板2.4可滑动地定位在Y轴圆导轨上；所述Z调整齿杆通过齿轮副可竖直活动地定位在手轮座上(手轮座中设置有齿轮，Z调整齿杆上开设有直形齿并与齿轮相互啮合形成齿轮副)；所述摄像头安装件可在竖直平面内摆动地定位在Z调整齿杆的末端；所述摄像头固定在摄像头安装件上；所述旋钮安装在摄像头安装件的侧面，通过对旋钮的旋紧和放松来调整摄像头安装件的角度，进而对摄像头的拍摄角度进行调整。

如图4所示，所述链式补苗工作台包括主动轴4.10、从动轴4.11、两个从动链轮4.1、两个双排链轮4.4、长杆链条4.2和驱动组件。所述主动轴和从动轴分别横向设置在工作台两端(本发明中主动轴设置在工作台的出口端，由驱动组件驱使转动；所述从动轴横向设置在工作台进口端)。两个从动链轮间隔距离固定在从动轴上；两个双排链轮固定在主动轴上并与两个从动链轮的位置相对应。长杆链条分别绕设在两组相互对应的从动链轮和双排链轮外周(本实施例中，长杆链条在双排链轮的内侧齿上运动)；长杆链条之间横向且等间距固定有若干长杆4.12(图中省略部分长杆链条和长杆)；所述长杆的长度与补苗穴盘的宽度相适合；相邻长杆之间的间距与补苗穴盘的单个穴盘格长度相等。工作时，带式供补苗工作台将补苗穴盘输送至链式补苗工作台的进口端，补苗穴盘最前排的穴盘格正好可以卡嵌在相邻两长杆之间，随着链式补苗工作台的继续转动，补苗穴盘后排的穴盘依次填充到长杆之间的间隙中，从而在长杆链条的带动下实现补苗穴盘的整体输送。由于上述过程中补苗穴盘最前排的穴盘格有可能恰好运动到长杆上，并没有卡嵌在相邻两长杆之间，为了避免上述情况，所述链式补苗工作台的进口端设置有穴盘阻挡件4.9；所述穴盘阻挡件的高度小于长杆链条与补苗穴盘的高度之和，且大于补苗穴盘在长杆链条上的高度，以便将正好运动到长杆上的穴盘格限制在相邻两长杆之间。

所述驱动组件包括张紧链轮4.5、中间链轮4.8、调整杆4.6、伺服电机4.7和驱动链条(图中省略未显示)。所述张紧链轮和中间链轮可转动地定位在机架上；所述调整杆可沿Y方向活动地定位在机架上并与张紧链轮的链轮轴固定连接，以便通过调整张紧链轮在Y方向的位置，来调整驱动链条的张紧程度。所述伺服电机安装在机架上并通过链轮链条副(图中链条未显示)驱动中间链轮转动。所述驱动链条依次绕设在双排链轮、中间链轮和张紧链轮外周(本实施例中，驱动链条在双排链轮的外侧齿上运动)。

所述链式补苗工作台的两侧间隔设置有若干限位件4.3；相邻限位件之间的距离为穴盘的宽度；每个限位件的顶部均倾斜设置有滚子；所述滚子的倾斜面与补苗穴盘的侧面相垂直，以辅助补苗穴盘的输送。

所述链式剔苗工作台与链式补苗工作台结构相同，不再赘述。

如图5所示，所述剔补苗机构包括Z滑动架5.10、两个上下气缸5.3、两个同步器、电缸5.6、气爪安装件5.7和气爪5.8。所述Z滑动架横向跨越链式剔苗工作台和链式补苗工作台，并且Z滑动架的两端通过导轨可竖直滑动地定位在机架上。两个上下气缸分别竖直安装在Z滑动架两端，以驱使Z滑动架运动；本实施例中上下气缸的底座固定在Z滑动架上，当上下气缸在工作时，其推杆末端与机架上的固定件5.1固定连接，通过上下气缸的伸长或收缩来带动上下气缸的底座与Z滑动架同步运动。两个同步器分别安装在Z滑动架的两端，以保持Z滑动架两端同步运动；所述同步器包括竖直固定在机架上的齿条5.4以及可转动地定位在Z滑动架上并与齿条啮合传动的齿轮5.5。所述电缸沿Z滑动架的长度方向布置并通过电缸安装板5.9固定在Z滑动架上；所述气爪安装件与电缸中的滑块固定连接，以便在电缸驱使下沿Z滑动架的长度方向运动。所述气爪固定在气爪安装件上，用于抓取穴盘中的幼苗。所述剔补苗机构中设置有剔补苗定位器(图中未显示)，以便定位剔苗穴盘和补苗穴盘的位置，方便剔补苗机构准确进行剔补苗移植作业。

如图6所示，所述气爪包括气缸固定件5.8.10、气爪气缸5.8.1、四个第一固定块5.8.2、四个转动固定块5.8.3、四个弹簧钢爪5.8.4、气爪固定件5.8.8、四个第二固定块5.8.5、四个滑动固定块5.8.7和气爪连接杆5.8.9。其中，四个第一固定块、四个转动固定块、四个弹簧钢爪、四个第二固定块和四个滑动固定块一一对应布置。

所述气缸固定件水平固定在气爪安装件上；所述气爪气缸竖直固定在气缸固定件的中部；四个第一固定块均匀设置在气缸固定件的外周；四个转动固定块分别铰接在四个第一固定块上并可在竖直平面摆动，其中，相邻两个转动固定块的摆动轴相互垂直。所述气爪固定件水平固定在气爪安装件上且位于气缸固定件的下方；四个第二固定块固定在气爪固定件上并与四个第一固定块对应设置；四个滑动固定块分别铰接在四个第二固定块上(同样地，相邻两个滑动固定块的摆动轴也相互垂直)。所述弹簧钢爪一端固定在对应的转动固定块上，另一端贯穿对应的滑动固定块且中部与该滑动固定块滑动配合。所述气爪连接杆竖直固定在气爪气缸的推杆末端并穿过气爪固定件；气爪连接杆的末端分别通过弹性件5.8.6与四个弹簧钢爪固定连接；作为优选，所述弹性件在初始位置(即气爪气缸未伸长)时为松弛状态。工作时，气爪气缸先伸长一定长度使弹性件正好绷紧，此时四个弹簧钢爪均处于竖直状态，两个上下气缸带动Z滑动架向下运动，将气爪的四个弹簧钢爪插入至穴盘中；抓取幼苗时，气爪气缸继续伸长，弹性件受力拉伸从而带动四个滑动固定块朝相互收缩的方向摆动，进而带动四个钢爪弹簧相互收缩(钢爪弹簧与滑动固定块之间有相对滑动)，同时四个转动固定块配合钢爪弹簧进行摆动并相互收缩，从而稳定抓取幼苗。

如图7所示，所述穴盘收集机构包括台面6.5、穴盘盒6.6、两个收集限位板6.8、两组中间杆组和传动组件。所述台面设置在链式补苗工作台的出口端且倾斜向下布置。所述穴盘盒设置在台面出口端且上部敞口，以收集穴盘。两个收集限位板对称设置在穴盘盒两侧并可沿X方向活动地贯穿穴盘盒侧面，以打开和关闭穴盘盒敞口；所述收集限位板的底部设置有沿X方向布置的X向滑轨6.11(X向滑轨由固定在机架上的收集安装固定件6.12进行支撑)，以便对收集限位板的运动方向进行导向。所述传动组件通过两组中间杆组分别驱动两个收集限位板沿X方向运动。

两组中间杆组结构相同且对称设置在穴盘盒两侧；每组中间杆组均包括两根第一收集连杆6.7、第二收集连杆6.10、第三收集连杆6.13、第二收集中间杆6.14和第三收集中间杆6.16。两根第一收集连杆相互平行且分别铰接在收集限位板两端；所述第二收集连杆收集限位板平行布置，并且第二收集连杆的两端分别铰接在两根第一收集连杆上，使得收集限位板、两根第一收集连杆和第二收集连杆组成平行四边形机构。所述第二收集连杆的底部设置有沿Y方向布置的Y向滑轨6.9(Y向滑轨由固定在机架上的收集安装固定件6.12进行支撑)，以便对第二收集连杆的运动方向进行导向。所述第三收集连杆、第二收集中间杆和第三收集中间杆依次铰接，其中，第三收集连杆与第二收集连杆铰接连接；为了保证中间杆组中的各杆件位于同一水平面内，在第二收集中间杆底部放置一固定在机架上的垫块6.15，以起到支撑作用。

所述传动组件包括收集固定杆6.3、第一收集中间杆6.2、弹性构件6.4和收集转动杆6.1。所述收集固定杆水平固定在机架上。所述第一收集中间杆的中部可转动地定位在收集固定杆上。所述弹性构件固定在第一收集中间杆的上部；弹性构件向链式补苗工作台的一侧水平延伸且其延伸端设置成向上弯曲的弧形凸起，该弧形凸起位于链式补苗工作台中长杆的水平运动路径上。所述收集转动杆的两端分别可转动地定位在两个第三收集中间杆上；收集转动杆的中部与第一收集中间杆的下部转动连接。

正常状态下，链式补苗工作台中的长杆链条正向转动(即图4中顺时针方向转动)，长杆与弹性构件上的弧形凸起接触，由于弹性构件采用弹性材料制成，并且长杆与弧形凸起的接触面为弧面，因此弧形凸起在长杆的水平作用力下容易产生弹性形变，从而使长杆顺利经过，该过程中传动组件不动作，两个收集限位板将穴盘盒的敞口关闭。当链式补苗工作台中的长杆链条反向转动(即图4中逆时针方向转动)时，长杆与弧形凸起的端面相接触，由于弧形凸起的端面不易产生弹性形变，因此，弹性件在长杆施加的水平作用力下，带动第一收集中间杆绕收集固定杆顺时针摆动，通过中间杆组和平行四边形机构带动收集限位板运动，使收集限位板张开。所述穴盘收集机构中设置有穴盘盒传感器(图中未显示)，当穴盘盒传感器检测到补苗穴盘进入穴盘收集机构时，链式补苗工作台反向转动一定角度，使补苗穴盘顺利落入穴盘盒。

本发明中，各机构及组件的工作位置信号分别由若干个传感器(包括光电开关)输至控制器(包括PLC和工控机；图中省略)，再由控制器对各机构及组件的工作次序与动作行程分别进行控制；这些均为常规控制技术，本文不再一一细述。

本发明还配置有连通各气动部件(如气缸)使用的气源(优选空气压缩机；图中省略)。

本发明的运行步骤如下：

步骤一、复位带式供剔苗工作台、带式供补苗工作台、视觉检测机构、链式剔苗工作台、链式补苗工作台、剔补苗机构和穴盘收集机构，使各机构处于初始位置；然后调整视觉检测机构内的摄像头，使其在拍摄角度最清晰的位置；

步骤二、操作人员分别在带式供剔苗工作台和带式供补苗工作台入口处放置穴盘并进行输送穴盘；

步骤三、带式供剔苗工作台和带式供补苗工作台中的穴盘定位气缸伸出，同时带式供剔苗工作台和带式供补苗工作台停止运动，使穴盘停在穴盘定位气缸位置；

步骤四、视觉检测机构中的摄像头对穴盘进行拍摄，并将信号传送到工控机中进行处理，再传送到PLC中；

步骤五、穴盘定位气缸收缩，带式供剔苗工作台和带式供补苗工作台继续转动，将穴盘移动到链式补苗工作台和链式剔苗工作台上；

步骤六、当穴盘的穴盘格刚好运动到长杆上时，随着穴盘的移动，穴盘阻挡件对穴盘进行限位，使移动到长杆上的穴盘格落入相邻长杆中间；

步骤七、当穴盘移动到剔补苗机构下方时，链式补苗工作台和链式剔苗工作台中的伺服电机停止运行，使穴盘停在该位置；

步骤八、链式剔苗工作台上的穴盘继续移动，直到第一排劣苗的位置正好位于剔补苗机构的下方；

步骤九、剔补苗机构中的上下气缸收缩，同时电缸驱动气爪移动到链式剔苗工作台的穴盘劣苗正上方，气爪气缸伸长一段距离使弹性件正好绷紧，通过Z滑动架带动气爪下降使弹簧钢爪插入穴盘中；

步骤十、气爪气缸继续伸长，在弹性件的拉力作用下，滑动固定块向内收缩，带动弹簧钢爪向内收缩并稳定抓取劣苗；

步骤十一、剔补苗机构中的上下气缸伸长，气爪上升；

步骤十二、剔补苗机构中的电缸驱动气爪运动至劣苗盒正上方；

步骤十三、气爪气缸收缩，使弹簧钢爪张开，劣苗掉落到劣苗盒中；

步骤十四、剔补苗机构中的电缸移动到链式补苗工作台上方，当穴盘的第一排有劣苗时，重复步骤八到步骤十三，直到第一排没有劣苗；

步骤十五、当链式补苗工作台中穴盘第一排没有劣苗或剔除劣苗后，电缸移动到幼苗的第一个正上方，重复步骤九到步骤十一；

步骤十六、电缸移动到链式剔苗工作台剔除劣苗的正上方；

步骤十七、剔补苗机构中的上下气缸收缩，气爪下降；

步骤十八、气爪气缸收缩，将幼苗放置在穴盘中；

步骤十九、当链式剔苗工作台中穴盘第一排的劣苗全部剔除后，穴盘进给到第二排有劣苗的位置，重复步骤九到步骤十三；

步骤二十、当链式补苗工作台中穴盘第一排幼苗全部剔除或取出后，链式补苗工作台移动一个穴盘格长度的距离，使第二排穴盘在剔补苗机构正下方，重复步骤十五；

步骤二十一、链式剔苗工作台中的穴盘劣苗被全部剔补完成时，链式剔苗工作台的伺服电机连续转动，将剔苗穴盘完全推离链式剔苗工作台；

步骤二十二、链式补苗工作台中的穴盘幼苗被完全剔除时，链式补苗工作台的伺服电机连续转动，将补苗穴盘完全推离链式补苗工作台；

步骤二十三、穴盘收集机构中穴盘盒传感器检测到补苗穴盘时，链式补苗工作台中的伺服电机开始反向转动一定距离；

步骤二十四、第二收集连杆在Y轴方向移动，带动第一收集连杆和收集限位板，使收集限位板张开，穴盘落入穴盘盒内；

步骤二十五、重复步骤二到步骤二十，当链式剔苗工作台中的穴盘幼苗剔除完成时，运行步骤二十一；当链式补苗工作台中穴盘幼苗被完全剔除时，运行步骤二十二到步骤二十四。

本发明中的带式供剔苗工作台和带式供补苗工作台一次只能分别对一个穴盘进行拍摄；链式补苗工作台和链式剔苗工作台一次只能分别对一个穴盘进行操作；穴盘收集机构中的穴盘要及时取出，防止穴盘过多，将影响穴盘的收集；劣苗盒中的劣苗要及时清除，防止劣苗散落到地面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并未限制本发明的专利范围，利用本发明说明书及附图内容所述结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：包括机架(9)以及分别安装在机架上的带式供剔苗工作台(1)、带式供补苗工作台(3)、视觉检测机构(2)、链式剔苗工作台(7)、链式补苗工作台(4)、剔补苗机构(5)和穴盘收集机构(6)；

所述带式供补苗工作台、链式补苗工作台和穴盘收集机构用于输送补苗穴盘(8)并沿补苗穴盘的输送方向依次水平布置；所述带式供剔苗工作台和链式剔苗工作台用于输送剔苗穴盘并沿剔苗穴盘的输送方向依次水平布置；所述带式供补苗工作台与带式供剔苗工作台结构相同且平行布置；所述链式补苗工作台与链式剔苗工作台结构相同且平行布置；所述视觉检测机构横跨在带式供补苗工作台和带式供剔苗工作台上方，以检测补苗穴盘和剔苗穴盘中劣苗的位置；所述剔补苗机构横跨在链式补苗工作台和链式剔苗工作台上方并且往返移动；所述链式补苗工作台和链式剔苗工作台之间设置有劣苗盒，以收集补苗穴盘和剔苗穴盘中的劣苗。

2.根据权利要求1所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述带式供补苗工作台包括水平布置的带式输送机(3.1)、沿补苗穴盘的输送方向设置在带式输送机两侧以防止补苗穴盘掉落的两个限位板(3.2)以及安装在带式输送机的出口侧面且其推杆可横向伸入至带式输送机工作面以定位补苗穴盘位置的穴盘定位气缸(3.3)；两个限位板之间的间距与补苗穴盘的宽度相适应。

3.根据权利要求2所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述视觉检测机构包括沿X方向固定在机架上的X轴圆导轨(2.1)、沿Y方向布置并通过开口直线轴承(2.2)可滑动地定位在X轴圆导轨上的两组Y轴圆导轨(2.3)以及可滑动地定位在两组Y轴圆导轨上的两组拍摄组件；两组拍摄组件分别位于带式供补苗工作台和带式供剔苗工作台的上方；

每组拍摄组件均包括通过轴承连接板(2.4)可滑动地定位在Y轴圆导轨上的手轮座(2.6)、通过齿轮副可竖直活动地定位在手轮座上的Z调整齿杆(2.5)、可在竖直平面内摆动地定位在Z调整齿杆末端的摄像头安装件(2.8)、固定在摄像头安装件上的摄像头以及安装在摄像头安装件侧面以调整摄像头拍摄角度的旋钮(2.7)。

4.根据权利要求3所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述链式补苗工作台包括分别横向设置在工作台两端的从动轴(4.11)和主动轴(4.10)、间隔距离固定在从动轴上的两个从动链轮(4.1)、固定在主动轴上并与两个从动链轮位置相对应的两个双排链轮(4.4)、分别绕设在两组相互对应的从动链轮和双排链轮外周的长杆链条(4.2)以及用于驱动主动轴转动的驱动组件；长杆链条之间横向且等间距固定有若干长杆；所述长杆的长度与补苗穴盘的宽度相适合；相邻长杆之间的间距与补苗穴盘的单个穴盘格长度相等；

所述链式补苗工作台的进口端设置有穴盘阻挡件(4.9)；所述穴盘阻挡件的高度小于长杆链条与补苗穴盘的高度之和，且大于补苗穴盘在长杆链条上的高度，以便将正好运动到长杆上的穴盘格限制在相邻两长杆之间。

5.根据权利要求4所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述驱动组件包括可转动地定位在机架上的张紧链轮(4.5)和中间链轮、与张紧链轮的链轮轴固定连接以调整张紧链轮Y方向位置的调整杆(4.6)、安装在机架上并驱动中间链轮转动的伺服电机(4.7)以及依次绕设在双排链轮、中间链轮(4.8)和张紧链轮外周的驱动链条。

6.根据权利要求5所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述链式补苗工作台的两侧间隔设置有若干限位件(4.3)；相邻限位件之间的距离为穴盘的宽度；每个限位件的顶部均倾斜设置有滚子；所述滚子的倾斜面与补苗穴盘的侧面相垂直，以辅助补苗穴盘的输送。

7.根据权利要求6所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述剔补苗机构包括横向跨越链式剔苗工作台和链式补苗工作台且两端通过导轨可竖直滑动地定位在机架上的Z滑动架(5.10)、竖直安装在Z滑动架两端以驱使Z滑动架运动的两个上下气缸(5.3)、分别安装在Z滑动架两端的两个同步器、沿Z滑动架的长度方向布置并通过电缸安装板(5.9)固定在Z滑动架上的电缸(5.6)、与电缸中的滑块固定连接的气爪安装件(5.7)以及固定在气爪安装件上以抓取幼苗的气爪(5.8)；所述同步器包括竖直固定在机架上的齿条(5.4)以及可转动地定位在Z滑动架上并与齿条啮合传动的齿轮(5.5)。

8.根据权利要求7所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述气爪包括水平固定在气爪安装件上且上下间隔距离布置的气缸固定件(5.8.10)和气爪固定件(5.8.8)、竖直固定在气缸固定件中部的气爪气缸(5.8.1)、均匀设置在气缸固定件外周的四个第一固定块(5.8.2)、分别铰接在四个第一固定块上并可在竖直平面摆动的四个转动固定块(5.8.3)、用于抓取穴盘苗的四个弹簧钢爪(5.8.4)、固定在气爪固定件上并与四个第一固定块对应设置的四个第二固定块(5.8.5)、分别铰接在四个第二固定块上的四个滑动固定块(5.8.7)以及竖直固定在气爪气缸的推杆末端并穿过气爪固定件的气爪连接杆(5.8.9)；相邻两个转动固定块的摆动轴相互垂直；所述弹簧钢爪一端固定在转动固定块上，另一端贯穿对应的滑动固定块并与滑动固定块滑动配合；所述气爪连接杆的末端分别通过弹性件(5.8.6)与四个弹簧钢爪固定连接。

9.根据权利要求8所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述穴盘收集机构包括设置在链式补苗工作台的出口端且倾斜向下的台面(6.5)、设置在台面出口端且上部敞口以收集穴盘的穴盘盒(6.6)、对称设置在穴盘盒两侧并可沿X方向活动地贯穿穴盘盒侧面以打开和关闭穴盘盒敞口的两个收集限位板(6.8)以及通过两组中间杆组分别驱动两个收集限位板运动的传动组件；所述收集限位板的底部设置有沿X方向布置的X向滑轨(6.11)，以便对收集限位板的运动方向进行导向；

两组中间杆组结构相同且对称设置在穴盘盒两侧；每组中间杆组均包括相互平行且分别铰接在收集限位板两端的两根第一收集连杆(6.7)、与收集限位板平行布置且两端分别铰接两根第一收集连杆的第二收集连杆(6.10)以及依次铰接的第三收集连杆(6.13)、第二收集中间杆(6.14)和第三收集中间杆(6.16)；所述第三收集连杆与第二收集连杆铰接连接；所述第二收集连杆的底部设置有沿Y方向布置的Y向滑轨(6.9)，以便对第二收集连杆的运动方向进行导向。

10.根据权利要求9所述的双视觉检测的带链交叉输送式剔补苗移植机，其特征在于：所述传动组件包括水平固定在机架上的收集固定杆(6.3)、中部可转动地定位在收集固定杆上的第一收集中间杆(6.2)、固定在第一收集中间杆上部的弹性构件(6.4)以及两端分别可转动地定位在两个第三收集中间杆上的收集转动杆(6.1)；所述第一收集中间杆的下部与收集转动杆的中部转动连接；所述弹性构件向链式补苗工作台的一侧水平延伸且其延伸端设置成向上弯曲的弧形凸起，该弧形凸起位于链式补苗工作台中长杆的水平运动路径上。

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