CN112659145B - 一种基于psd的取苗机械手运动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置及方法，用于实现对取苗机械手的运动轨迹及角度、振动的监测，包括机架、横梁、水平移动机构、竖直移动机构以及PSD探测器，水平移动机构和竖直移动机构设置两组相互垂直的丝杠滑台，用于调整PSD探测器相对取苗机械手的位置，在取苗机械手上设置两个激光发射器，通过计算分析激光束照射在PSD点的位移轨迹，获得取苗机械手的位移轨迹、旋转角、偏摆角等角度变化，通过本发明的检测装置和方法，仅需两个特征点即可实现对取苗机械手运动过程的位移轨迹、旋转角、偏转角的实时计算和测量，方法简单、精度高，实用性强，能够实时监测取苗机械手工作轨迹和运动特性。

Description

一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置及方法

技术领域

本发明涉及取苗机械手位移轨迹及旋转角测量领域，特别是涉及一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置及方法。

背景技术

随着旱地穴盘苗移栽规模逐渐扩大，栽种作业量大幅提升。大田栽植环境复杂多变，移栽机在高速作业过程中，取苗机械手必须带动机械爪直接接触苗钵钵体或穴盘苗茎秆，取苗机械手的位姿突变及振动会使易于被破坏的秧苗-根系-基质复合体破损，并有可能损坏育苗盘和移栽部件。

当前对取苗机械手高速作业的稳定性研究大都停留在机械结构优化、定位精度调整以及电脑终端仿真分析层面，尚未出现对取苗机械手运动轨迹、位姿及振动的实际检测与分析。因此，设计并研究出一种能够实时检测取苗机械手工作轨迹和运动特性的方法及装置是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置及方法，能够检测取苗机械手的移动轨迹、旋转角度及振动，只需对两个特征点的运动进行观察分析，即可实现取苗机械手位置标定操作，与传统的检测装置和方法相比，具有结构简单，标定便利性强、精度高的优点。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置，放置在取苗机械手外侧用于实现对取苗机械手的运动检测，包括机架、横梁、水平移动机构、竖直移动机构以及PSD探测器，所述机架包括龙门架和滑轨，龙门架有两个且呈前后布置，两个龙门架的左右两端分别通过两个滑轨连接且滑轨相互平行，所述横梁的两端滑动设置在滑轨上，横梁与滑轨垂直，能够沿滑轨前后平移；

所述水平移动机构包括：丝杠Ⅰ、丝杠Ⅱ、电机Ⅰ、电机Ⅱ、水平位移台Ⅰ、水平位移台Ⅱ、滑座Ⅰ和滑座Ⅱ，其中横梁中间设有限位装置，水平位移台Ⅰ和水平位移台Ⅱ滑动设置在横梁上且位于限位装置的两侧，丝杠Ⅰ和丝杠Ⅱ均平行于横梁设置并通过连接机构固定在横梁上，丝杠Ⅰ和丝杠Ⅱ同轴且靠近限位装置的一端均转动支撑在限位装置上，丝杠Ⅰ上设有滑座Ⅰ，丝杠Ⅱ上设有滑座Ⅱ，水平位移台Ⅰ和滑座Ⅰ固定连接，水平位移台Ⅱ和滑座Ⅱ固定连接，丝杠Ⅰ通过电机Ⅰ驱动，丝杠Ⅱ通过电机Ⅱ驱动；

所述竖直移动机构包括：竖直位移台Ⅰ、竖直位移台Ⅱ、丝杠Ⅲ、丝杠Ⅳ、电机Ⅲ、电机Ⅳ滑座Ⅲ和滑座Ⅳ，其中竖直位移台Ⅰ连接在滑座Ⅰ上并竖直向下设置，竖直位移台Ⅰ上设有丝杠Ⅲ和滑座Ⅲ，竖直位移台Ⅱ连接在滑座Ⅱ上并竖直向下设置，竖直位移台Ⅱ上设有丝杠Ⅳ和滑座Ⅳ，丝杠Ⅲ和丝杠Ⅳ均竖直设置，丝杠Ⅲ通过电机Ⅲ驱动，丝杠Ⅳ通过电机Ⅳ驱动；

所述PSD探测器有两个，分别固定在滑座Ⅲ和滑座Ⅳ上，且两者面对面设置；

所述检测装置放置在取苗机械手外侧时，取苗机械手位于两个PSD探测器正中间，取苗机械手左右两侧分别固定有激光发射器Ⅰ和激光发射器Ⅱ，两个所述激光发射器垂直于取苗机械手所在平面设置，发射的光束分别照在两边的PSD探测器上，PSD探测器连接有采集卡，采集卡将PSD探测器输出的信号传输给处理器和计算机，经计算得到取苗机械手的相关位移信息。

进一步地，水平位移台Ⅰ和水平位移台Ⅱ之间设有宽度为20cm的非动作区，竖直位移台Ⅰ和竖直位移台Ⅱ上方设有5cm的非动作区。

进一步地，与PSD探测器Ⅰ、PSD探测器Ⅱ相连接的采集卡与处理器固定在电气控制箱中，电气控制箱固定在机架上方。

一种基于PSD的取苗机械手运动检测方法，使用上述所述的检测装置实现，其中，定义横梁所在方向为X轴，向右为X轴正方向，横梁中间为原点，竖直位移台上滑座移动方向为Y轴，向下为Y轴正方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向，XYZ轴构成右手坐标系，所述检测方法包括以下步骤：

步骤一，取苗机械手定位：将检测装置放置在取苗机械手外侧并调整检测装置的放置位置，使横梁位于取苗机械手正上方，取苗机械手对准横梁中点且位于两个竖直位移台中间，打开激光发射器Ⅰ、激光发射器Ⅱ，启动电机Ⅰ，使竖直位移台Ⅰ沿丝杠Ⅰ运动到所能到达的X负半轴最远端，启动电机Ⅱ，使竖直位移台Ⅱ沿丝杠Ⅱ运动到所能到达的X正半轴最远端，启动取苗机械手，使其按照正常工作状态进行运转；

步骤二，水平位移台X向定位：启动电机Ⅰ，使固定有竖直位移台Ⅰ的滑座Ⅰ沿丝杠Ⅰ向X轴正半轴方向运动，在离取苗机械手水平距离15cm处停住；启动电机Ⅱ，使固定有竖直位移台Ⅱ的滑座Ⅱ沿丝杠Ⅱ向X轴负半轴方向运动，在距离取苗机械手水平距离15cm处停住；

步骤三，竖直位移台Y向定位：启动电机Ⅲ，使固定有PSD探测器Ⅰ的滑座Ⅲ在竖直位移台Ⅰ上沿丝杠Ⅲ向Y轴正半轴方向运动，使激光能够照在PSD探测器Ⅰ上；启动电机Ⅳ，使固定有PSD探测器Ⅱ的滑座Ⅳ在竖直位移台Ⅱ上沿丝杠Ⅳ向Y轴正半轴方向运动，使激光能够照在PSD探测器Ⅱ上；PSD探测器位置根据不同取苗机械手对应激光发射器构成的光路关系调节后确定；

步骤四：取苗机械手工作时，激光发射器Ⅰ、激光发射器Ⅱ发出激光，光束被两侧的PSD探测器接收，使用两套采集卡将PSD探测器的输出信号采集后传给一个处理器，处理器将信号采集转换后传输给计算机，通过计算机计算，得到被测取苗机械手运动过程中的位移轨迹、旋转角和偏转角。

进一步地，步骤四中，设激光发射器打在PSD探测器Ⅰ上的点为A点，打在PSD探测器Ⅱ上的点为B点，AB两点连线的中点坐标轨迹为取苗机械手的实际运行曲线，取苗机械手上滑槽轨迹为取苗机械手理想运行曲线，将理想运行曲线和实际运行曲线相比较，即可得出所要研究的取苗机械手关键部位工作过程的实时位移轨迹。

进一步地，步骤四中，旋转角的检测方法为，在YOZ平面，以A点轨迹为例，假设初始点A₀投射在YOZ平面上坐标为A₀(y_A0,z_A0)，运动轨迹中的任意两点分别为A₁(y_A1,z_A1)，A₂(y_A2,z_A2)，则在YOZ平面，连接A₀、A₁与Z轴形成夹角α1，

即在A₁点，取苗机械手相对初始点A₀旋转角度为α1，同理，连接A₀、A₂与Z轴形成夹角α2，

在A₂点，取苗机械手相对初始点A₀旋转角度为α2。

进一步地，步骤四中，设激光发射器打在PSD探测器Ⅰ上的点为A点，打在PSD探测器Ⅱ上的点为B点，设A点坐标为(x_A,y_A)，B点坐标为(x_B,y_B)，取苗机械手发生左右偏转时，相对YOZ平面的偏转角

有益效果：本发明涉及一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置及方法，设置有水平位移台和竖直位移台，能够调整PSD探测器相对取苗机械手的位置，通过固定在取苗机械手上的激光发射器照射在PSD探测器上的光束，即可得到激光装置在PSD位置传感器上的实际光斑位置，分析计算光斑位置和轨迹从而得出取苗机械手实际运动轨迹、旋转角、振动偏摆角等信息，进而可以根据实际光斑位置与对应的理想光斑位置对取苗机械手的位姿、振动及零位偏差进行修定；本发明的技术方案在检测时，无需像传统检测装置一样至少需要七个方向将光斑投影到PSD位置传感器的中心，本发明只需对两个特征点的运动进行观察分析，即可实现取苗机械手位置标定操作，与传统的检测装置或方法相比，具有标定便利性强、精度高的优点。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明整体结构俯视图；

图3是本发明整体结构侧面剖视图；

图4是取苗机械手理想轨迹与实际轨迹计算原理示意图；

图5是取苗机械手转动角计算原理示意图；

图6是取苗机械手偏摆角计算原理示意图。

附图标记：1.取苗机械手，2.激光发射器Ⅰ，3.激光发射器Ⅱ，4.PSD探测器Ⅰ，5.PSD探测器Ⅱ，6.龙门架，7.水平位移台Ⅰ，8.水平位移台Ⅱ，9.滑座Ⅰ，10.滑座Ⅱ，11.竖直位移台Ⅰ，12.竖直位移台Ⅱ，13.滑座Ⅲ，14.滑座Ⅳ，15.丝杠Ⅰ，16.电机Ⅰ，17.丝杠Ⅱ，18.电机Ⅱ，19.丝杠Ⅲ，20.电机Ⅲ，21.丝杠Ⅳ，22.电机Ⅳ，23.横梁、24滑轨，25.限位装置，26.滑槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1-3所示，一种基于PSD(Position Sensitive Detector，位置探测器)的取苗机械手运动检测装置，放置在取苗机械手1的外侧用于实现对取苗机械手的振动及位移检测，包括机架、横梁、水平移动机构、竖直移动机构以及PSD探测器。

所述机架包括龙门架6和滑轨24，龙门架6为两个，呈前后布置，两个龙门架6的左右两端分别通过两个滑轨24连接且滑轨24相互平行，横梁23的两端滑动设置在滑轨上，横梁23与滑轨24垂直，能够沿滑轨24前后平移。

所述水平移动机构包括：丝杠Ⅰ15、丝杠Ⅱ17、电机Ⅰ16、电机Ⅱ18、水平位移台Ⅰ7、水平位移台Ⅱ8、滑座Ⅰ9和滑座Ⅱ10，其中横梁23正中间设有限位装置25，水平位移台Ⅰ7和水平位移台Ⅱ8滑动设置在横梁23上且位于限位装置25的两侧，丝杠Ⅰ15和丝杠Ⅱ17均平行于横梁23设置并通过连接机构固定在横梁23上，丝杠Ⅰ15和丝杠Ⅱ17同轴且靠近限位装置25的一端均转动支撑在限位装置25上，丝杠Ⅰ15上设有滑座Ⅰ9，丝杠Ⅱ17上设有滑座Ⅱ10，水平位移台Ⅰ7和滑座Ⅰ9固定连接，水平位移台Ⅱ8和滑座Ⅱ10固定连接，丝杠Ⅰ15通过电机Ⅰ16驱动，丝杠Ⅱ17通过电机Ⅱ18驱动，滑座Ⅰ9和滑座Ⅱ10的位置相对限位装置25左右对称，在电机Ⅰ16和电机Ⅱ18驱动下，滑座Ⅰ9和滑座Ⅱ10总是朝相反的方向运动，即两者同时远离限位装置25，或同时靠近限位装置25。

所述竖直移动机构包括：竖直位移台Ⅰ11、竖直位移台Ⅱ12、丝杠Ⅲ19、丝杠Ⅳ21、电机Ⅲ20、电机Ⅳ22滑座Ⅲ13和滑座Ⅳ14，其中竖直位移台Ⅰ11连接在滑座Ⅰ9上并竖直向下设置，竖直位移台Ⅰ11上设有丝杠Ⅲ19和滑座Ⅲ13，竖直位移台Ⅱ12连接在滑座Ⅱ10上并竖直向下设置，竖直位移台Ⅱ12上设有丝杠Ⅳ21和滑座Ⅳ14，丝杠Ⅲ19和丝杠Ⅳ21均竖直设置，丝杠Ⅲ19通过电机Ⅲ20驱动，丝杠Ⅳ21通过电机Ⅳ22驱动，丝杠Ⅲ19和丝杠Ⅳ21的转动驱使滑座Ⅲ13和滑座Ⅳ14上下移动。

所述PSD探测器有两个：PSD探测器Ⅰ4和PSD探测器Ⅱ5，分别固定在滑座Ⅲ13和滑座Ⅳ14上，且两者面对面设置。

所述检测装置放置在取苗机械手1外侧时，取苗机械手1位于两个PSD探测器正中间，取苗机械手1上同一位置的左右两侧分别固定有激光发射器Ⅰ2和激光发射器Ⅱ3，两个所述激光发射器垂直于取苗机械手1所在平面设置，发射的光束分别照在两边的PSD探测器上，PSD探测器连接有采集卡，采集卡将PSD探测器输出的信号传输给处理器和计算机，经计算得到取苗机械手1的相关位移信息，与PSD探测器Ⅰ4、PSD探测器Ⅱ5相连接的采集卡与处理器固定在电气控制箱中，电气控制箱固定在机架上方。

其中，受限于横梁中间限位装置的设置以及考虑到给取苗机械手1留出充足的空间，水平位移台Ⅰ7和水平位移台Ⅱ8之间设有宽度为20cm的非动作区，得两个PSD探测器之间至少有20cm的间距，竖直位移台Ⅰ11和竖直位移台Ⅱ12上方设有5cm的非动作区，防止PSD探测器往上到达最高点时与横梁和水平移动机构发生干涉。

如图1所示，定义横梁所在方向为X轴，向右为X轴正方向，横梁中间为原点，竖直位移台上滑座移动方向为Y轴，向下为Y轴正方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向，XYZ轴构成右手坐标系，一种基于PSD的取苗机械手1运动检测方法包括以下步骤：

步骤一，取苗机械手定位：将检测装置放置在取苗机械手1外侧并调整检测装置的放置位置，使横梁23位于取苗机械手1正上方，取苗机械手1大致位于两个竖直位移台中间，打开激光发射器Ⅰ2、激光发射器Ⅱ3，启动电机Ⅰ16，使竖直位移台Ⅰ11沿丝杠Ⅰ15运动到所能到达的X负半轴最远端，启动电机Ⅱ18，使竖直位移台Ⅱ12沿丝杠Ⅱ17运动到所能到达的X正半轴最远端，启动取苗机械手1，使其按照正常工作状态进行运转。

步骤二，水平位移台X向定位：启动电机Ⅰ16，使固定有竖直位移台Ⅰ11的滑座Ⅰ9沿丝杠Ⅰ15向X轴正半轴方向运动，在离取苗机械手1水平距离15cm处停住；启动电机Ⅱ18，使固定有竖直位移台Ⅱ12的滑座Ⅱ10沿丝杠Ⅱ17向X轴负半轴方向运动，在距离取苗机械手1水平距离15cm处停住。

步骤三，竖直位移台Y向定位：启动电机Ⅲ20，使固定有PSD探测器Ⅰ4的滑座Ⅲ13在竖直位移台Ⅰ11上沿丝杠Ⅲ19向Y轴正半轴方向运动，使激光能够照在PSD探测器Ⅰ4上；启动电机Ⅳ22，使固定有PSD探测器Ⅱ5的滑座Ⅳ14在竖直位移台Ⅱ12上沿丝杠Ⅳ21向Y轴正半轴方向运动，使激光能够照在PSD探测器Ⅱ5上；PSD探测器位置根据不同取苗机械手1对应激光发射器构成的光路关系调节后确定。

步骤四：取苗机械手工作时，激光发射器Ⅰ、激光发射器Ⅱ发出激光，光束被两侧的PSD探测器接收，使用两套采集卡将PSD探测器的输出信号采集后传给一个处理器，处理器将信号采集转换后传输给计算机，通过计算机计算，得到被测取苗机械手1运动过程中的位移、偏转角和振动。

如图3和4所示，设激光发射器打在PSD探测器Ⅰ上的点为A点，打在PSD探测器Ⅱ上的点为B点，A点坐标为(x_A,y_A,z_A)，B点坐标为(x_B,y_B,z_B)，AB两点连线的中点坐标轨迹为取苗机械手1的实际运行曲线，取苗机械手1上设有滑槽26，滑槽26的轨迹为取苗机械手1理想运行曲线，将理想运行曲线和实际运行曲线相比较，即可得出所要研究的取苗机械手1关键部位工作过程的实时轨迹和位移。

取苗机械手1运行时，根据A点或B点在PSD探测器上的轨迹，还可以获得取苗机械手1在YOZ平面内的旋转角度，如图5，在YOZ平面，以A点轨迹为例，假设初始点A₀投射在YOZ平面上坐标为A₀(y_A0,z_A0)，以Z轴为参照，记初始点取苗机械手旋转角为零，运动轨迹中的任意两点分别为A₁(y_A1,z_A1)，A₂(y_A2,z_A2)，则在YOZ平面，连接A₀、A₁与OZ轴形成夹角α1，所述角度

即在A₁点，取苗机械手1相对初始点A₀旋转角度为α1，同理，连接A₀、A₂与OZ轴形成夹角α2，所述角度

在A₂点，取苗机械手1相对初始点A₀旋转角度为α2；系统运行过程中，采样速度大约为100点/秒，所以根据以上公式可实时获得多个点的坐标值及角度变化值，经过简单处理计算便可得到取苗机械手1实际工作时在竖直面即YOZ平面内的角度变化情况。

理想情况下，取苗机械手1的运动平面在YOZ平面内，无左右偏摆，A、B两点连线与X轴平行，当受到振动影响时，取苗机械手1的运动会出现左右偏摆，此时，A、B两点连线与X轴的夹角可体现取苗机械手1受振动影响时的偏转角，如图6，A点坐标为(x_A,y_A)，B点坐标为(x_B,y_B)，取苗机械手相对YOZ平面发生的偏转角

实际计算时，|x_B-x_A|即两个PSD探测器之间的间距，其在取苗机械手运动过程中保持不变，因此，仅通过检测A、B两点的Y轴坐标即可获得取苗机械手的偏摆角度。

本发明采用光学手段，解决了实际作业过程中取苗机械手无法精准检测的难题，实现了移栽机在移栽过程中从取苗到放苗的精准控制，采用二维PSD探测器有效光敏面尺寸为60*60mm，分辨率为8μm，可外接CS接口，精度可达1.7″，测量精度高、响应快。

本发明的检测装置，结构简单，设置两组相互垂直的丝杠滑台，调整PSD探测器相对取苗机械手的位置，在取苗机械手上设置两个激光发射器，通过采集处理激光束照射在PSD点的位移轨迹，获得取苗机械手的位移轨迹、旋转角、偏摆角等角度变化，通过本发明的检测方法，仅需两个特征点即可实现对取苗机械手运动过程的位移轨迹、旋转角、偏转角的实时计算和测量，方法简单、精度高，实用性强，能够实时检测取苗机械手工作轨迹和运动特性。

本发明不限于取苗机械手的运动检测，还可用于其他场合需要检测位移的移动机构，将两个激光器设置在相应的运动机构上即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置，放置在取苗机械手外侧用于实现对取苗机械手的运动检测，包括机架、横梁、水平移动机构、竖直移动机构以及PSD探测器，其特征在于：

所述机架包括龙门架和滑轨，龙门架有两个且呈前后布置，两个龙门架的左右两端分别通过两个滑轨连接且滑轨相互平行，所述横梁的两端滑动设置在滑轨上，横梁与滑轨垂直，能够沿滑轨前后平移；

所述水平移动机构包括：丝杠Ⅰ、丝杠Ⅱ、电机Ⅰ、电机Ⅱ、水平位移台Ⅰ、水平位移台Ⅱ、滑座Ⅰ和滑座Ⅱ，其中横梁中间设有限位装置，水平位移台Ⅰ和水平位移台Ⅱ滑动设置在横梁上且位于限位装置的两侧，丝杠Ⅰ和丝杠Ⅱ均平行于横梁设置并通过连接机构固定在横梁上，丝杠Ⅰ和丝杠Ⅱ同轴且靠近限位装置的一端均转动支撑在限位装置上，丝杠Ⅰ上设有滑座Ⅰ，丝杠Ⅱ上设有滑座Ⅱ，水平位移台Ⅰ和滑座Ⅰ固定连接，水平位移台Ⅱ和滑座Ⅱ固定连接，丝杠Ⅰ通过电机Ⅰ驱动，丝杠Ⅱ通过电机Ⅱ驱动；

所述竖直移动机构包括：竖直位移台Ⅰ、竖直位移台Ⅱ、丝杠Ⅲ、丝杠Ⅳ、电机Ⅲ、电机Ⅳ滑座Ⅲ和滑座Ⅳ，其中竖直位移台Ⅰ连接在滑座Ⅰ上并竖直向下设置，竖直位移台Ⅰ上设有丝杠Ⅲ和滑座Ⅲ，竖直位移台Ⅱ连接在滑座Ⅱ上并竖直向下设置，竖直位移台Ⅱ上设有丝杠Ⅳ和滑座Ⅳ，丝杠Ⅲ和丝杠Ⅳ均竖直设置，丝杠Ⅲ通过电机Ⅲ驱动，丝杠Ⅳ通过电机Ⅳ驱动；所述PSD探测器有两个，分别固定在滑座Ⅲ和滑座Ⅳ上，且两者面对面设置；

所述检测装置放置在取苗机械手外侧时，取苗机械手位于两个PSD探测器正中间，取苗机械手左右两侧分别固定有激光发射器Ⅰ和激光发射器Ⅱ，两个所述激光发射器垂直于取苗机械手所在平面设置，发射的光束分别照在两边的PSD探测器上，PSD探测器连接有采集卡，采集卡将PSD探测器输出的信号传输给处理器和计算机，经计算得到取苗机械手的位移信息。

2.如权利要求1所述的一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置，其特征在于，水平位移台Ⅰ和水平位移台Ⅱ之间设有宽度为20cm的非动作区，竖直位移台Ⅰ和竖直位移台Ⅱ上方设有5cm的非动作区。

3.如权利要求1所述的一种基于PSD的取苗机械手运动检测装置，其特征在于，与PSD探测器Ⅰ、PSD探测器Ⅱ相连接的采集卡与处理器固定在电气控制箱中，电气控制箱固定在机架上方。

4.一种基于PSD的取苗机械手运动检测方法，使用如权利要求1-3任一项所述的检测装置实现，其中，定义横梁所在方向为X轴，向右为X轴正方向，横梁中间为原点，竖直位移台上滑座移动方向为Y轴，向下为Y轴正方向，垂直于XY平面的方向为Z轴方向，XYZ轴构成右手坐标系，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：

步骤一，取苗机械手定位：将检测装置放置在取苗机械手外侧并调整检测装置的放置位置，使横梁位于取苗机械手正上方，取苗机械手对准横梁中点且位于两个竖直位移台中间，打开激光发射器Ⅰ、激光发射器Ⅱ，启动电机Ⅰ，使竖直位移台Ⅰ沿丝杠Ⅰ运动到所能到达的X负半轴最远端，启动电机Ⅱ，使竖直位移台Ⅱ沿丝杠Ⅱ运动到所能到达的X正半轴最远端，启动取苗机械手，使其按照正常工作状态进行运转；

步骤二，水平位移台X向定位：启动电机Ⅰ，使固定有竖直位移台Ⅰ的滑座Ⅰ沿丝杠Ⅰ向X轴正半轴方向运动，在离取苗机械手水平距离15cm处停住；启动电机Ⅱ，使固定有竖直位移台Ⅱ的滑座Ⅱ沿丝杠Ⅱ向X轴负半轴方向运动，在距离取苗机械手水平距离15cm处停住；

步骤三，竖直位移台Y向定位：启动电机Ⅲ，使固定有PSD探测器Ⅰ的滑座Ⅲ在竖直位移台Ⅰ上沿丝杠Ⅲ向Y轴正半轴方向运动，使激光能够照在PSD探测器Ⅰ上；启动电机Ⅳ，使固定有PSD探测器Ⅱ的滑座Ⅳ在竖直位移台Ⅱ上沿丝杠Ⅳ向Y轴正半轴方向运动，使激光能够照在PSD探测器Ⅱ上；PSD探测器位置根据不同取苗机械手对应激光发射器构成的光路关系调节后确定；

步骤四：取苗机械手工作时，激光发射器Ⅰ、激光发射器Ⅱ发出激光，光束被两侧的PSD探测器接收，使用两套采集卡将PSD探测器的输出信号采集后传给一个处理器，处理器将信号采集转换后传输给计算机，通过计算机计算，得到被测取苗机械手运动过程中的位移轨迹、旋转角和偏转角。

5.如权利要求4所述的一种基于PSD的取苗机械手运动检测方法，其特征在于，步骤四中，设激光发射器打在PSD探测器Ⅰ上的点为A点，打在PSD探测器Ⅱ上的点为B点，AB两点连线的中点坐标轨迹为取苗机械手的实际运行曲线，取苗机械手上滑槽轨迹为取苗机械手理想运行曲线，将理想运行曲线和实际运行曲线相比较，得出取苗机械手工作过程的实时位移轨迹。

6.如权利要求4所述的一种基于PSD的取苗机械手运动检测方法，其特征在于，步骤四中，旋转角的检测方法为，在YOZ平面，以A点轨迹为例，假设初始点A₀投射在YOZ平面上坐标为A₀(y_A0,z_A0)，运动轨迹中的任意两点分别为A₁(y_A1,z_A1)，A₂(y_A2,z_A2)，则在YOZ平面，连接A₀、A₁与Z轴形成夹角α1，

即在A₁点，取苗机械手相对初始点A₀旋转角度为α1，同理，连接A₀、A₂与Z轴形成夹角α2，

在A₂点，取苗机械手相对初始点A₀旋转角度为α2。

7.如权利要求4所述的一种基于PSD的取苗机械手运动检测方法，其特征在于，步骤四中，设激光发射器打在PSD探测器Ⅰ上的点为A点，打在PSD探测器Ⅱ上的点为B点，设A点坐标为(x_A,y_A)，B点坐标为(x_B,y_B)，取苗机械手发生左右偏转时，相对YOZ平面的偏转角

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