CN112715458A - 自动挂标机及挂标方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自动挂标机及挂标方法，属于生物标记领域，自动挂标机包括：包括：挂标箱体，挂标箱体内部还安装有用于将鱼体沿水平直线传送的传送组件，传送组件两侧通过支撑架体安装有用于对鱼体挂标限位的限位机构；视觉检测组件，机械手，设于挂标箱体内且位于传送组件上方，机械手由控制单元控制对鱼体在设定的位置进行挂标；本发明实现对鱼体的自动快速精准定位挂标,减少了因手工捕捞挂标对鱼体的应激反应及挂标位置的相对随意性,极大地提高了挂标效率，为规模化人工增殖放流效果评估提供技术支撑，也为渔业资料的调查、保护提供重要技术手段。
Description
技术领域
本发明属于生物标记技术领域，具体涉及一种自动挂标机及挂标方法。
背景技术
研究鱼类的洄游和鱼类资源的一种方法。将天然水域中捕获的鱼类做上标记后放回原水域，重新捕获时可据以研究鱼类的洄游、分布、生长和资源等状况。1886年，Petersen等采用给鱼作标志的方法估算封闭水体中鱼类种群的大小和死亡率,标志放流(taggedreleasing)技术由此发展起来。现有技术中的标记物常常扎在鱼体背部，通常采用人工挂标方式，人工手工挂标鱼类疫苗有着一定的技术要求，需要经过培训才能上岗操作，条件严格，劳动强度大，挂标速度慢，不能连续高强度的工作且手工操作对鱼自身影响较大，大量鱼类在挂标疫苗的当天死亡。
目前，国外鱼类标记研究中，手工标记与机械设备标记均有采用，但国外的鱼类自动化标记设备价格极其高昂，每套设备只能针对单一一种鱼类，不适合对不同种类的鱼类进行生物标记，更为重要的是，国外器械存在技术壁垒，难以将其引进或将其技术为我国鱼类生物标记研究所用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动挂标机及挂标方法，采用智能化识别挂标，实现对鱼体的精准定位挂标挂减少了因手工捕捞鱼体进行挂标对鱼体的应激反应及挂标位置的相对随意性极大地提高了挂标效率，有效降低挂标点不准确的情况出现，所标记的鱼体与标志连接紧密度高且对鱼体机械损伤低，通过对鱼类的挂标实现对资源的评估，为大规模的人工增殖放流标记提供技术支撑，也为渔业资料的保护、调查提供重要技术手段。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：自动挂标机，包括：挂标箱体，挂标箱体由支撑架体支撑且内设支撑架体，挂标箱体内部还安装有用于将鱼体沿水平直线传送的传送组件，传送组件两侧通过支撑架体安装有用于对鱼体挂标限位的限位机构；
视觉检测组件，设于传送组件上方且通过连接架体与支撑架体固定连接，视觉检测组件设于限位机构上方且与限位机构相邻设置，视觉检测组件较限位机构靠近传送组件输入端，
机械手，设于挂标箱体内且位于传送组件上方，机械手由控制单元控制对鱼体进行挂标；
其中，传送组件侧方的支撑架体上安装有取标组件，机械手将取标组件上切割完成的标志在鱼体上挂标，传送组件采用传送带机构传送。
本发明的装置通过对麻醉后的鱼类进行挂标操作，并采用传送组件对麻醉的鱼类进行传送，在传送过程中对鱼类自动进行精准挂标操作，以实现高效挂标，相较于现有人工挂标方案而言，人工挂标需由两人操作，而本申请的挂标机无需大量人工，解决我国鱼类增殖流放过程中挂标所需人工成本巨大的尴尬情况，通过本案的挂标机可实现单位时间内对大量不同种类的鱼类进行挂标操作，挂标过程中利用视觉检测组件获取传送组件上的鱼体图像并分析获取鱼体位置、轮廓，自动判断挂标点，提高图像采集效率和识别鱼体轮廓效率，之后由控制单元控制机械手进行取标以及对鱼体定点挂标操作，实现智能化识别挂标，对鱼体精准定位，相比较于人工挂标，采用本发明的智能挂标装置可有效避免人工操作导致的挂标不精准或者挂标过程中造成鱼体机械损伤的问题，且本发明为进一步降低挂标过程中鱼体因挂标受到的机械损伤或挂标精准性的问题，通过限位机构对挂标的鱼类进行限位操作，限制鱼类在传送组件的位移，如对半麻醉状态下的鱼采用限位机构对鱼身体限制，起到下压作用，避免鱼在挂标过程中麻醉效果降低而造成跳动来影响挂标工作，并具体将限位机构设置于支撑架体两对向侧的方式，使限位机构中部可存留间隙，对于挂标过程中苏醒的鱼可引导其向传送方向前移而避免苏醒的鱼向后跳动影响后侧麻醉的鱼类挂标。
可选的，机械手包括挂标组件和三坐标位移组件，挂标组件包括工字胶钉机，工字胶钉机与第三连接支架连接，第三连接支架与第二连接直板滑动连接，第二连接支板上部连接有带胶钉滚筒机的第一支架，第三连接支架由竖直安装在第一支架下方的第一液压杆驱动而进行上下位移动作，带胶钉滚筒机上绕有工字胶钉排且与工字胶钉机连接。采用机械手代替人工操作的方式来避免人工挂标时用力大小不一造成鱼体受伤的问题，具体的由控制单元控制机械手的三坐标位移组件将挂标组件移动到指定位置，关于机械手三坐标位移为现有技术，本领域技术人员应能够理解，所设计的挂标组件通过现有工字胶钉机将标志牌取标后通过工字胶钉把标志牌与鱼体固定来完成生物标记操作，在进行挂标过程中胶钉滚筒机上的胶钉排将胶钉送入工字胶钉机进行裁剪以及挂标动作并由第一液压杆控制带有挂标针的工字胶钉机的垂直上下位移来完成对鱼体的挂标动作。
可选的，工字胶钉机的挂标部设有挂标针，且挂标针侧方设有负压吸头，负压吸头的水平高度位置高于挂标针针头水平高度位置。在进行鱼体挂标操作前需进行取标操作，控制单元控制机械手位移至取标组件对切割后的标志牌进行取标，通过负压吸头采用吸附的方式将切割后的标志牌进行吸附完成从取标组件进行取标的动作并防止机械手在移动过程中标志牌掉落，在工字胶钉机将其中一端的工字胶钉送入鱼体内同步带动标志牌下压，这一过程中标志牌在负压吸头的吸附力的作用下呈具有下压力作用的压板对鱼体挂标部位进行压实操作，利于促进鱼工字胶钉送入鱼体内鱼体肌肉组织的收缩来提高鱼体肌肉组织与工字胶钉的连接紧密性且鱼体挂标部位的肌肉收缩提高了鱼挂标部位的僵直度来降低挂标针从鱼体抽离过程中鱼体随向上的抽离力向上形变导致鱼体受到伤害，在挂标针从鱼体内抽离时同步控制负压吸头取消对标志牌的吸力，完成对单个鱼体的挂标操作。
可选的，取标组件包括两水平设置的第一取标基座和第二取标基座，第一取标基座和第二取标基座之间通过垂直设置的取标连接支杆连接固定，第一取标基座上表面开设使标志排滑移通过的开槽，开槽上方还设有取标板，取标板上设有与标志形状一致的取标通槽，第二取标基座上设有取标气动元件，取标气动元件气缸伸缩端连接与区别通槽形状一致且位置对应的取标刀具。取标刀具上竖直开设有与挂标针对应的针孔，针孔孔径大于挂标针外径。将装配有标志牌的第一取标基座设置在第二取标基座上方，在第二取标基座上设置取标液压元件采用液压推动力推动取标刀具向上移动的方式将标志牌从取标板上的取标通槽向上位移实现标志牌的切割，在完成标志牌切割后机械手位移至取标组件将挂标针的针头穿过标志牌上的通孔并部分进入取标刀具上的针孔内，目的在于使标志牌相对针头存在一定的距离并便于负压吸头吸附，标志牌与针头的间距基本为工字胶钉在鱼体内的注射深度，根据实际挂标需求以及挂标生物特性可进行更改参数设置，负压吸头的负压有负压机提供。
可选的，开槽上方设有至少一个用于驱使标志排滑移的传动滚轮，传动滚轮安装在一固定架上，且固定架侧方设有与传动滚轮同轴连接的皮带从动轮，第二区别基座底部设有皮带主动轮且其轴线与传动滚轮轴线平行，皮带主动轮通过传动皮带驱动皮带从动轮旋转。开槽上方还设有用于限制标志排高度位移的取标压板。标志排上的某一标志牌被取出进行挂标后，需驱动标志排向前移动移动标志牌的距离以进行下次的标志牌取标操作，在此过程中通皮带主动轮带动皮带从动轮旋转并同步带动传动滚轮的转动以此带动与传动滚轮接触的标志牌向前位移，并通过设置的取标压板在前移过程中的平稳防止其上翘。
可选的，取标板侧方的支撑架体上安装与标志排传送方向平行位移的取标限位机构，取标限位机构侧面通过与标志排传送方向垂直的限位连接杆，限位连接杆连接有绕限位连接杆旋转的取标限位板，取标板一侧面开设有与取标限位板对应的标板限位开槽，取标限位板底面设有与标志排对应卡接的卡爪。在进行裁剪标志牌时要将标志牌从标志牌中由取标刀具向上推动与标志排分离，分离后标志排上留有矩形空槽，本发明通过在取标时由取标限位板底面的卡爪与形成矩形空槽的标志排之间的限位来控制需取标的标志牌与取标板上的取标通槽对应，保证每次取标刀具均与待取标的标志牌位置对应，在完成标志牌裁剪以及机械手进行取标后，取标刀具高度位置下降，并且取标限位机构控制限位连杆旋转取消取标限位板对形成矩形空槽的标志排形成的限位，使传动滚轮可带动标志排位移使下一个取标的标志牌与取标板的取标通槽对应，如此往复循环来依次取标并有效保证每次均精准定位标志牌进行裁剪，解决现有裁剪设备在裁剪过程中累计裁剪误差导致裁剪尺寸出错或裁剪距离出错的问题。
可选的，限位机构包括两块对向设置于支撑架体上的第一气动元件和第二气动元件，第一气动元件和第二气动元件之间连接水平设置的固定鱼治板，固定鱼治板中部设有透光板，固定鱼治板两侧面固定连接辅助压板。在鱼经过限位机构过程中，控制第一气动元件和第二气动元件同步上下升降运动，对下方经过的鱼下压限位，具体由固定鱼治板对鱼下压限位，透光板可观察下压位置，而辅助压板提高鱼体接触量，在限位机构下压动作进行过程中控制单元控制传送组件停止运转，完成挂标后再控制传送组件运行同时控制限位机构取消限位。
可选的，传送组件的输入端设有鱼苗麻醉箱，传送组件输出端设有鱼苗苏醒箱，鱼苗麻醉箱和鱼苗苏醒箱分别设置在挂标箱体两侧。挂标箱体上分别开设有第一开合窗口、第二开合窗口、第三开合门和第四开合门。鱼苗麻醉箱和鱼苗苏醒箱的设置便于在传送组件上放上半麻醉或全麻醉的要挂标的鱼类甚至是不麻醉的鱼类，并且在挂标完成后鱼直接从传送组件输出端落到鱼苗苏醒箱内，无需特别安排人员即可实现自动化收集挂标完成的鱼苗。达标箱体上开设的多个开合窗口和开合门便于对挂标箱体内部部件的维修以及观测内部运行状态。
一种采用自动挂标机的自动挂标方法，步骤如下：
-视觉检测组件对挂标鱼体进行图像采集并传送控制单元，控制单元对图像中的鱼体轮廓定位提取，排除非鱼体轮廓的目标区域，并生成坐标系；
-控制单元将挂标区域设定在鱼体背部或鱼腹部中段占据1/2以上；
-控制单元根据获取图像确定与鱼背或腹部相切的切线，确定该切线的中垂线作为挂标点，挂标点位于鱼体上；
-根据挂标点的坐标系位置控制机械手定点挂标操作。
本发明通过视觉检测组件对传送过程中的鱼体进行图像实时采集，在鱼体位置到达挂标位置后，控制单元控制传送组件停止使鱼体停留在挂标位置，并控制限位机构对鱼体压实现鱼体位置暂时固定，并对视觉检测组件获取的图像数据进行提取鱼体轮廓以及生成坐标系，便于后续鱼体挂标位置的定位，控制单元根据提前设定的挂标区域进行获取与鱼背或腹部相切的切线，确定该切线的中垂线作为挂标点，挂标点位于鱼体上，控制单元控制取标组件完成取标操作后由机械手将线标定点挂标至鱼体上，完成挂标动作后，取消限位机构对鱼体的限位，控制传送组件启动进行下一个鱼体的挂标操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的装置通过对麻醉后的鱼类进行挂标操作，并采用传送组件对麻醉的鱼类进行传送，在传送过程中对鱼类进行挂标操作，以实现高效挂标，挂标过程中利用视觉检测组件获取传送组件上的鱼体图像并分析获取鱼体位置、轮廓以及判断挂标点，由控制单元控制机械手进行取标以及对鱼体定点挂标操作，实现智能化识别挂标，对鱼体精准定位，相比较于现有人工挂标极大提升挂标效率，缩短单次挂标所用时间，有效降低挂标对鱼体的机械伤害。
附图说明
图1示出本申请实施例提出的自动挂标机立体结构示意图；
图2示出本申请实施例提出的机械手结构示意图；
图3示出本申请实施例提出的取标组件结构示意图；
图4示出本申请实施例提出的取标组件的取标限位机构示意图；
图5示出本申请实施例提出的取标刀具结构示意图；
图6示出本申请实施例提出的标志排示意图；
图7示出本申请实施例提出的工字胶钉排示意图；
图8示出本申请实施例提出的标志与工字胶钉连接示意图；
图9示出本申请实施例提出的限位机构在传送组件上的示意图；
图10示出本申请实施例提出的限位机构在传送组件上的示意图。
附图标号：10-鱼苗苏醒箱；20-传送组件；21-发光单元；30-支撑架体；40-视觉检测组件；50-机械手；51-胶钉滚筒机；511-工字胶钉排；52-第一支架；53-第一气压杆；54-第二连接支板；55-第三连接支架；56-工字胶钉机；57-挂标针；58-负压吸头；60-取标组件；61-第一取标基座；62-传动滚轮；63-第二取标基座；64-取标连接支杆；65-取标板；651-限位开槽；66-皮带从动轮；67-液压推杆；68-取标刀具；681-针孔；69-取标气动元件；618-步进电；610-皮带主动轮；611-传动皮带；612-标志排；613-取标限位机构；6131-限位连接杆；6132-取标限位板；614-取标压板；70-挂标箱体；71-第一开合窗口；72-第二开合窗口；73-第三开合门；74-第四开合门；80-第二鱼苗麻醉箱；90-限位机构；91-第一气动元件；92-固定鱼治板；93-第二气动元件；94-透光板；95-辅助压板。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
实施例1：
参见说明书附图1-9所示，自动挂标机，包括：挂标箱体70，挂标箱体70由支撑架体30支撑且内设支撑架体30，挂标箱体70内部还安装有用于将鱼体沿水平直线传送的传送组件20，传送组件20两侧通过支撑架体30安装有用于对鱼体挂标限位的限位机构90；
视觉检测组件40，设于传送组件20上方且通过连接架体与支撑架体30固定连接，视觉检测组件40设于限位机构90上方且与限位机构90相邻设置，视觉检测组件40较限位机构90靠近传送组件20输入端，
机械手50，设于挂标箱体70内且位于传送组件20上方，机械手50由控制单元控制对鱼体进行挂标；
其中，传送组件20侧方的支撑架体30上安装有取标组件60，机械手50将取标组件60上切割完成的标志在鱼体上挂标，
其中，传送组件20采用传送带机构传送。
本发明的装置通过对麻醉后的鱼类进行挂标操作，并采用传送组件20对麻醉的鱼类进行传送，在传送过程中对鱼类进行挂标操作，以实现高效挂标，相较于现有人工挂标方案而言，人工挂标需由两人操作，而本申请的挂标机无需大量人工，解决我国鱼类增殖流放过程中挂标所需人工成本巨大的尴尬情况，通过本案的挂标机可实现单位时间内对大量不同种类的鱼类进行挂标操作，挂标过程中利用视觉检测组件40获取传送组件20上的鱼体图像并分析获取鱼体位置、轮廓以及判断挂标点，提高图像采集效率和识别鱼体轮廓效率，之后由控制单元控制机械手80进行取标以及对鱼体定点挂标操作，实现智能化识别挂标，对鱼体精准定位，相比较于人工挂标，采用本发明的智能挂标装置可有效避免人工操作导致的挂标不精准或者挂标过程中造成鱼体机械损伤的问题，且本发明为进一步降低挂标过程中鱼体因挂标受到的机械损伤或挂标精准性的问题，通过限位机构90对挂标的鱼类进行限位操作，限制鱼类在传送组件20的位移，如对半麻醉状态下的鱼采用限位机构90对鱼身体限制，起到下压作用，避免鱼在挂标过程中麻醉效果降低而造成跳动来影响挂标工作，并具体将限位机构90设置于支撑架体30两对向侧的方式，使限位机构90中部可存留间隙，对于挂标过程中苏醒的鱼可引导其向传送方向前移而避免苏醒的鱼向后跳动影响后侧麻醉的鱼类挂标。
可选的，机械手50包括挂标组件和三坐标位移组件，挂标组件包括工字胶钉机56，工字胶钉机56与第三连接支架55连接，第三连接支架55与第二连接直板54滑动连接，第二连接支板54上部连接有带胶钉滚筒机51的第一支架52，第三连接支架55由竖直安装在第一支架52下方的第一液压杆53驱动而进行上下位移动作，带胶钉滚筒机51上绕有工字胶钉排511且与工字胶钉机56连接。采用机械手代替人工操作的方式来避免人工挂标时用力大小不一造成鱼体受伤的问题，具体的由控制单元控制机械手50的三坐标位移组件将挂标组件移动到指定位置，关于机械手三坐标位移为现有技术，本领域技术人员应能够理解，所设计的挂标组件通过现有工字胶钉机56将标志牌取标后通过工字胶钉把标志牌与鱼体固定来完成生物标记操作，在进行挂标过程中胶钉滚筒机51上的胶钉排511将胶钉送入工字胶钉机56进行裁剪以及挂标动作并由第一液压杆53控制带有挂标针57的工字胶钉机56的垂直上下位移来完成对鱼体的挂标动作。
可选的，工字胶钉机56的挂标部设有挂标针57，且挂标针57侧方设有负压吸头58，负压吸头58的水平高度位置高于挂标针57针头水平高度位置。在进行鱼体挂标操作前需进行取标操作，控制单元控制机械手50位移至取标组件60对切割后的标志牌进行取标，通过负压吸头58采用吸附的方式将切割后的标志牌进行吸附完成从取标组件60进行取标的动作并防止机械手50在移动过程中标志牌掉落，在工字胶钉机56将其中一端的工字胶钉送入鱼体内同步带动标志牌下压，这一过程中标志牌在负压吸头58的吸附力的作用下呈具有下压力作用的压板对鱼体挂标部位进行压实操作，利于促进鱼工字胶钉送入鱼体内鱼体肌肉组织的收缩来提高鱼体肌肉组织与工字胶钉的连接紧密性且鱼体挂标部位的肌肉收缩提高了鱼挂标部位的僵直度来降低挂标针57从鱼体抽离过程中鱼体随向上的抽离力向上形变导致鱼体受到伤害，在挂标针57从鱼体内抽离时同步控制负压吸头58取消对标志牌的吸力，完成对单个鱼体的挂标操作。
可选的，取标组件60包括两水平设置的第一取标基座61和第二取标基座63，第一取标基座61和第二取标基座63之间通过垂直设置的取标连接支杆64连接固定，第一取标基座61上表面开设使标志排612滑移通过的开槽，开槽上方还设有取标板65，取标板65上设有与标志形状一致的取标通槽，第二取标基座63上设有取标气动元件69，取标气动元件69气缸伸缩端连接与区别通槽形状一致且位置对应的取标刀具68。取标刀具68上竖直开设有与挂标针57对应的针孔681，针孔681孔径大于挂标针57外径。将装配有标志牌612的第一取标基座61设置在第二取标基座63上方，在第二取标基座63上设置取标液压元件69采用液压推动力推动取标刀具68向上移动的方式将标志牌从取标板65上的取标通槽向上位移实现标志牌的切割，在完成标志牌切割后机械手50位移至取标组件60将挂标针57的针头穿过标志牌上的通孔并部分进入取标刀具68上的针孔681内，目的在于时标志牌相对针头存在一定的距离并便于负压吸头58吸附，标志牌与针头的间距基本为工字胶钉在鱼体内的注射深度，根据实际挂标需求以及挂标生物特性可进行更改参数设置，负压吸头58的负压有负压机提供。
可选的，开槽上方设有至少一个用于驱使标志排612滑移的传动滚轮62，传动滚轮62安装在一固定架上，且固定架侧方设有与传动滚轮62同轴连接的皮带从动轮66，第二区别基座63底部设有皮带主动轮610且其轴线与传动滚轮62轴线平行，皮带主动轮610通过传动皮带611驱动皮带从动轮66旋转。开槽上方还设有用于限制标志排612高度位移的取标压板614。标志排612上的某一标志牌被取出进行挂标后，需驱动标志排612向前移动移动标志牌的距离以进行下次的标志牌取标操作，在此过程中通皮带主动轮610带动皮带从动轮66旋转并同步带动传动滚轮62的转动以此带动与传动滚轮62接触的标志牌612向前位移，并通过设置的取标压板614在前移过程中的平稳防止其上翘。
可选的，取标板65侧方的支撑架体30上安装与标志排612传送方向平行位移的取标限位机构613，取标限位机构613侧面通过与标志排612传送方向垂直的限位连接杆6131，限位连接杆6131连接有绕限位连接杆6131旋转的取标限位板6132，取标板65一侧面开设有与取标限位板6132对应的标板限位开槽651，取标限位板6132底面设有与标志排612对应卡接的卡爪。在进行裁剪标志牌时要将标志牌从标志牌612中由取标刀具68向上推动与标志排612分离，分离后标志排612上留有矩形空槽，本发明通过在取标时由取标限位板6132底面的卡爪与形成矩形空槽的标志排612之间的限位来控制需取标的标志牌与取标板65上的取标通槽对应，保证每次取标刀具68均与待取标的标志牌位置对应，在完成标志牌裁剪以及机械手50进行取标后，取标刀具68高度位置下降，并且取标限位机构613控制限位连杆6131旋转取消取标限位板6132对形成矩形空槽的标志排612形成的限位，使传动滚轮62可带动标志排612位移使下一个取标的标志牌与取标板65的取标通槽对应，如此往复循环来依次取标并有效保证每次均精准定位标志牌进行裁剪，解决现有裁剪设备在裁剪过程中累计裁剪误差导致裁剪尺寸出错或裁剪距离出错的问题。
可选的，限位机构90包括两块对向设置于支撑架体30上的第一气动元件91和第二气动元件93，第一气动元件91和第二气动元件93之间连接水平设置的固定鱼治板92，固定鱼治板92中部设有透光板94，固定鱼治板92两侧面固定连接辅助压板95。在鱼经过限位机构过程中，控制第一气动元件91和第二气动元件93同步上下升降运动，对下方经过的鱼下压限位，具体由固定鱼治板92对鱼下压限位，透光板94可观察下压位置，而辅助压板95提高鱼体接触量，在限位机构90下压动作进行过程中控制单元控制传送组件20停止运转，完成挂标后再控制传送组件20运行同时控制限位机构90取消限位。
可选的，传送组件20的输入端设有鱼苗麻醉箱10，传送组件20输出端设有鱼苗苏醒箱80，鱼苗麻醉箱10和鱼苗苏醒箱80分别设置在挂标箱体70两侧。挂标箱体70上分别开设有第一开合窗口71、第二开合窗口72、第三开合门73和第四开合门74。鱼苗麻醉箱10和鱼苗苏醒箱80的设置便于在传送组件20上放上半麻醉或全麻醉的要挂标的鱼类甚至是不麻醉的鱼类，并且在挂标完成后鱼直接从传送组件20输出端落到鱼苗苏醒箱80内，无需特别安排人员即可实现自动化收集挂标完成的鱼苗。达标箱体70上开设的多个开合窗口和开合门便于对挂标箱体70内部部件的维修以及观测内部运行状态。
实施例2：
参见说明书附图10所示，一种采用自动挂标机的自动挂标方法，步骤如下：
-视觉检测组件40对挂标鱼体进行图像采集并传送控制单元，控制单元对图像中的鱼体轮廓定位提取，排除非鱼体轮廓的目标区域，并生成坐标系；
-控制单元将挂标区域设定在鱼体背部或鱼腹部中段占据1/2以上；
-控制单元根据获取图像确定与鱼背或腹部相切的切线，确定该切线的中垂线作为挂标点，挂标点位于鱼体上；
-根据挂标点的坐标系位置控制机械手定点挂标操作；
在鱼体挂标初期由人为手动辅助修正参数，如对前5次的鱼体挂标过程中通过人工辅助修正参数来精准定位鱼体挂标位置，形成类似对刀操作，上述人工辅助修正的目的在于利用系统的自主学习功能来对后续鱼体挂标自动调整挂标位置，提高挂标精准度，避免由于鱼体形态、大小的不一致导致的挂标区域、挂标位置形成较大偏差，系统根据人为辅助修正参数调整每个挂标物的挂标区域。通过在挂标初期通过人为辅助修正参数的方式配合系统自动学习功能使其适应各种体型、品质的鱼类快速、精准挂标，如同时对体长20cm、8cm的准确挂标，对于本申请的设备而言其制造成本相对低廉，整体制造成本约2-3千元，有利于大规模推广使用。
本发明通过视觉检测组件对传送过程中的鱼体进行图像实时采集，在鱼体位置到达挂标位置后，控制单元控制传送组件停止使鱼体停留在挂标位置，并控制限位机构对鱼体压实现鱼体位置暂时固定，并对视觉检测组件获取的图像数据进行提取鱼体轮廓以及生成坐标系，便于后续鱼体挂标位置的定位，控制单元根据提前设定的挂标区域进行获取与鱼背或腹部相切的切线，确定该切线的中垂线作为挂标点，挂标点位于鱼体上，控制单元控制取标组件完成取标操作后由机械手将线标定点挂标至鱼体上，完成挂标动作后，取消限位机构对鱼体的限位，控制传送组件启动进行下一个鱼体的挂标操作。
实施例3：
本实施例进一步公开实施例2中控制单元对图像中的鱼体轮廓定位提取采用的辅助计算公式，具体采用如下计算公式：
式中，K为修正参数(0.1＜K小于0.2)；xi为横轴方向坐标点；yi为纵轴方向坐标点；n为识别图像面积；i为鱼体轮廓区域面积。
本发明通过在鱼体挂标区域的传送带下方设置为挂标限位点并设置发光设备，设定该区域为图像搜索目标区域，搜索该区内黑色区域，利鱼体在发光设备的照射下鱼体所在位置获取的图像为黑色区域，快速识别鱼体轮廓形状，其中可根据实际发光设备的挂光效果来设定图像处理中的二值化阀值，通常取值为193，通获取图像建立坐标轴和鱼体轮廓提取公式获取鱼体轮廓，并在轮廓提取公式中引入修正参数来滤除图像中与鱼体非连接黑色区域，如传送带上的水滴形成的黑色区域，提高获取鱼体轮廓的精准性并提升检测到的点位置准确性。
实施例4：
挂标试验：
对平均规格为400g/尾的大黄鱼鱼进行标志试验，所用标志为挂表式如图7所示，挂标尾数1万尾，鱼苗挂标前均进行麻醉处理。
将上述1万尾鱼苗均分为两组，各五千尾，分别采用实验组和对照组挂标，实验组为采用本发明的自动挂标机进行挂标操作，对照组采用5名人工使用挂标枪进行挂标操作，分别对挂标完成后的大黄鱼鱼上的挂标牢固度进行抽查，查看是否有标志脱落的情况，并抽查挂标后的鱼体受伤情况，是否影响大黄鱼鱼自由游动，以及统计鱼苗死亡率，抽查为随机抽取100尾鱼苗进行检查，麻醉剂MS-222(中文名：间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐)，适当的对鱼苗麻醉降低其应激，结果如表1所示。
表1大黄鱼鱼挂标质量情况
在抽查后对两组挂标过程进行分析，发现对照组人工挂标时，由于鱼体体表存在粘液造成人工难以通过手部抓取，因此人工采取较大的抓紧力来握紧鱼体后进行挂标可能导致对鱼苗内脏受损以致鱼苗死亡，而实验组的鱼苗死亡经检测为个别鱼苗受麻药影响而死亡，另人工使用挂标枪的挂标位置和挂标力度无法统一控制，造成了对照组的挂标率不高，实验组采用的机械化智能挂标实现以适当压力对鱼苗压实后进行定点挂标，因而，实验组的挂标率高且鱼苗挂标影响小。
需要说明的是：支撑架体30侧面设有齿条并且与取标限位机构613内的齿轮机构进行啮合以此实现曲边限位机构613可以水平位移，并且取标限位机构613内还设有驱动限位连杆6131旋转的取标限位电机。
本发明所使用的工字胶钉机56为现有技术，本领域技术人员应能够理解，并且工字胶钉机市场均有售卖，例如南京广顺塑胶有限公司制造的工字型胶钉机，型号GS-2100，当然根据不同的使用需求可使用不同型号的胶钉机。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.自动挂标机，包括：
挂标箱体(70)，所述挂标箱体(70)由支撑架体(30)支撑且内设支撑架体(30)，所述挂标箱体(70)内部还安装有用于将鱼体沿水平直线传送的传送组件(20)，所述传送组件(20)两侧通过支撑架体(30)安装有用于对鱼体挂标限位的限位机构(90)；
视觉检测组件(40)，设于传送组件(20)上方且通过连接架体与支撑架体(30)固定连接，所述视觉检测组件(40)设于限位机构(90)上方且与限位机构(90)相邻设置，所述视觉检测组件(40)较限位机构(90)靠近传送组件(20)输入端，
机械手(50)，设于挂标箱体(70)内且位于传送组件(20)上方，所述机械手(50)由控制单元控制对鱼体进行挂标；
其中，所述传送组件(20)侧方的支撑架体(30)上安装有取标组件(60)，所述机械手(50)将取标组件(60)上切割完成的标志在鱼体上挂标，所述传送组件(20)采用传送带机构传送。
2.根据权利要求1所述的自动挂标机，其特征在于：所述机械手(50)包括挂标组件和三坐标位移组件，所述挂标组件包括工字胶钉机(56)，所述工字胶钉机(56)与第三连接支架(55)连接，所述第三连接支架(55)与第二连接直板(54)滑动连接，所述第二连接支板(54)上部连接有带胶钉滚筒机(51)的第一支架(52)，所述第三连接支架(55)由竖直安装在第一支架(52)下方的第一液压杆(53)驱动而进行上下位移动作，所述带胶钉滚筒机(51)上绕有工字胶钉排(511)且与工字胶钉机(56)连接。
3.根据权利要求2所述的自动挂标机，其特征在于：所述工字胶钉机(56)的挂标部设有挂标针(57)，且挂标针(57)侧方设有负压吸头(58)，所述负压吸头(58)的水平高度位置高于挂标针(57)针头水平高度位置。
4.根据权利要求1所述的自动挂标机，其特征在于：所述取标组件(60)包括两水平设置的第一取标基座(61)和第二取标基座(63)，所述第一取标基座(61)和第二取标基座(63)之间通过垂直设置的取标连接支杆(64)连接固定，所述第一取标基座(61)上表面开设使标志排(612)滑移通过的开槽，所述开槽上方还设有取标板(65)，所述取标板(65)上设有与标志形状一致的取标通槽，所述第二取标基座(63)上设有取标气动元件(69)，所述取标气动元件(69)气缸伸缩端连接与区别通槽形状一致且位置对应的取标刀具(68)。
5.根据权利要求4所述的自动挂标机，其特征在于：所述开槽上方设有至少一个用于驱使标志排(612)滑移的传动滚轮(62)，所述传动滚轮(62)安装在一固定架上，且固定架侧方设有与传动滚轮(62)同轴连接的皮带从动轮(66)，所述第二区别基座(63)底部设有皮带主动轮(610)且其轴线与传动滚轮(62)轴线平行，所述皮带主动轮(610)通过传动皮带(611)驱动皮带从动轮(66)旋转。
6.根据权利要求4所述的自动挂标机，其特征在于：所述取标板(65)侧方的支撑架体(30)上安装与标志排(612)传送方向平行位移的取标限位机构(613)，所述取标限位机构(613)侧面通过与标志排(612)传送方向垂直的限位连接杆(6131)，所述限位连接杆(6131)连接有绕限位连接杆(6131)旋转的取标限位板(6132)，所述取标板(65)一侧面开设有与取标限位板(6132)对应的标板限位开槽(651)，所述取标限位板(6132)底面设有与标志排(612)对应卡接的卡爪。
7.根据权利要求1所述的自动挂标机，其特征在于：所述限位机构(90)包括两块对向设置于支撑架体(30)上的第一气动元件(91)和第二气动元件(93)，所述第一气动元件(91)和第二气动元件(93)之间连接水平设置的固定鱼治板(92)，所述固定鱼治板(92)中部设有透光板(94)，所述固定鱼治板(92)两侧面固定连接辅助压板(95)。
8.根据权利要求1所述的自动挂标机，其特征在于：所述传送组件(20)的输入端设有鱼苗麻醉箱(10)，所述传送组件(20)输出端设有鱼苗苏醒箱(80)，所述鱼苗麻醉箱(10)和鱼苗苏醒箱(80)分别设置在挂标箱体(70)两侧。
9.一种采用权利要求1-8任一权利要求所述的自动挂标机的自动挂标方法，其特征在于以下步骤：
-视觉检测组件(40)对挂标鱼体进行图像采集并传送控制单元，所述控制单元对图像中的鱼体轮廓定位提取，排除非鱼体轮廓的目标区域，并生成坐标系；
-控制单元将挂标区域设定在鱼体背部或鱼腹部中段占据1/2以上；
-控制单元根据获取图像确定与鱼背或腹部相切的切线，确定该切线的中垂线作为挂标点，挂标点位于鱼体上；
-根据挂标点的坐标系位置控制机械手定点挂标操作。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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