CN113748804A - 分盆装土移栽机器人装置及其自动控制系统 - Google Patents

Abstract

一种分盆装土移栽机器人装置及其自动控制系统由安装在一机架上的二轴移栽机械爪、穴盘进给装置、入土压坑栽种装置、视觉传感器等自动移栽部分和安装在另一机架上的装土装置、转盘运输装置等分盆装土部分组成。该系统工作分为8个步骤：分盆、装土、打洞、抓放种苗、移动取出种苗、栽种、二次填土等。抓放种苗的穴盘进给装置可精确定位，且机械爪与育苗穴盘托盘装置相对位置不发生变化，有利于机械爪移出种苗而不加以伤害和不影响其存活率，采用的分盆装置及其分盆方式适用于市面上所有的类型的盆，即使质量、工艺最差的塑料软盆也能保证在95%及以上的单盆分离率。在装土流程中，在料斗出口的出土量的应用量控隔板定量控制装土，节约、降低了成本。

Description

分盆装土移栽机器人装置及其自动控制系统

技术领域

本发明涉及一种种苗的移栽，更具体地说涉及一种用于种苗移栽过程中对穴盘苗的入盆移栽，包括穴盘取苗、分盆、装土、压坑、自然回土，花盆运出等分盆装土移栽机器人装置及其自动控制系统。

背景技术

穴盘苗技术在20世纪70年代出现之后，就显示出强大的生命力，进入21世纪以来，这项技术已经被广泛应用于一、二年生草本花卉和多年生花卉的生产中，伴随这样的应用，我国已初步建立了工厂化育苗技术体系。目前，穴盘苗移栽在荷兰等园艺设施发达国家已结广泛使用移栽机进行幼苗移栽作业，但在我们国内移栽作业在很大程度上还处于劳动密集型产业，其工作主要靠手工完成。随着农村劳动力短缺和日益增加的劳动成本，国内种植户特别是工厂化农业对幼苗移栽机械化、自动化以至无人化的渴望越来越明显，因而必须有专业人员参与对此类问题进行研究解决。花卉生产工厂化和自动化的不断发展不仅提高了花卉培育的生产效率，同时也大大解放了在花卉生产过程中的劳动力，其中花卉移栽作业是花卉生产过程中至关重要的环节，该环节包括：

l 分盆装置及盆组进给装置：

为便于仓储以及后续的运输，盆在生产过程中被逐一摞在一起。由于其现有的生产工艺以及盆的种类问题使得盆组中的盆与盆之间形成相对真空的环境、并且盆与盆边沿之间粘结在一起不便于分离。因此，尤其是软盆，现有的技术无法高速有效的将盆组中的盆逐一分离。

●装土装置：

当下，大多数的装土方式是不控量、不控时间的，从而导致土壤（基质）的浪费以及尘土对周围环境的不利影响，如此还进一步影响农户的收益、设备的效率和寿命。

l 打洞机：

在花卉自动化移栽过程中，穴盘苗在移栽到花盆之前，为了方便移栽，保证移栽质量和移栽成活率，通常在填满基质的花盆中预先打出一个合适的穴坑，为后续移栽工作打下良好的基础。目前国外和国内的研宄机构也有利用一种机械式的花盆打穴装置，但该机械式的花盆打穴装置结构复杂，制造、安装困难，效率不高。因此，本申请在于提出一结构不同于上述机械式的花盆打穴装置，而具有结构简单、稳定、可靠、高效，为花卉移栽的后续工作打下良好的基础，从而大大提尚花弁移栽的效率。

l 移栽机械爪：

在花卉自动化移栽过程中，需将待移栽的种苗从育苗穴盘的穴孔中取出转移到花盆中。在取苗、转移的过程中，为保证种苗栽种之后的存活率，机械爪不能伤及植株种苗主根茎以及为保障其品相尽量避免伤害叶片。与此同时，机械爪取苗时需克服种苗土球会和穴孔壁之间存在摩擦力，在转移过程中需牢牢抓住种苗防止脱落。国外在机械爪上的技术水平较高，但成本相对也高，并不是十分适合我国市场。

为此，伴随国内外市场的需求，花卉行业需求在进一步发展。然而随着城镇化、农村劳动力的流失，花卉行业则在逐渐缺失足够劳动力。此外，当下花卉行业以人力为主，其工作量大，环境较差，为解决这个问题，急需从国外引进机械自动化设备。这是因为国内没有成熟的机械自动化设备，大多只是理论研究，实际使用效果差并不能很好的投入市场，而国外机械自动化设备成熟稳定，但由于国内外农业基础、历史发展、地理条件以及花盆的规格材质的差别较大，国外的移栽设备并不能很好的适用于国内的花卉行业。

从种苗移栽的操作来看，室内育苗穴盘移栽完整流程应主要包括以下几个步骤：花盆分盆、花盆装土、打洞、抓放种苗、移动取出种苗、栽种、二次填土。

当前国内现有种苗移栽的移栽机的设计有：

中国实用新型专利授权公告号CN210120778U（申请号201920294795.X）、申请日2019,03.08、专利权人：沈阳农业大学、主题：“一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机及其控制”的技术方案。该方案几乎将所有的流程集中到一台设备上完成，从花盆分盆到最后的栽种均可以完成。其通过链板上土，于此同时连扳下侧的分盆装置开始分盆，将盆落在运输装置指定位置。随后输送装置向前输送分别进入装土装置和打洞装置下完成装土和打洞的工作，最后来到移栽区。在平行与输送装置的一侧有育苗穴盘传送装置将穴盘传送到工作区域，随后机械爪开始进行移栽工作。

在中国发明专利申请公布号CN103477769 A（申请号201310422586.6）、申请日2013,09.17、专利申请人为北京工业大学、名称为“穴盘苗合组入盆移栽机”技术方案，该方案公开了在形式上于本申请方案思路大致相似，是通过龙门架、两条平行传送装置的形式配合其他装置来完成移栽工作。右侧传送带将育苗穴盘运输到指定的工作区域，随后机械爪装置取苗放入其中间设有的存苗移动平台，随后平台将存苗输送并通过聚拢装置从中取苗后载入花盆中。最后传送带将花盆送出。

在另一中国发明专利申请公布号CN106514616 A（申请号201610888411.8）、申请日2016,10.11、专利申请人为江苏大学、名称为“一种多用途混联移栽机器人式装置”技术方案，该方案主要介绍了一种机械爪结构设计的方案，其利用多组杆组、支链，替代直线模组实现爪的移动。，其同样采用两平行运输装置，分别传送穴盘和花盆。

在又一中国发明专利申请公布号CN110326412A（申请号201910748897.98）、申请日2019,08.14、专利申请人为上海绿立方农业发展有限公司、名称为“一种穴盘苗移栽机及其使用方法和生产线”技术方案。该方案介绍了一种依靠机械臂来完成移栽工作的方式，其只是牵涉到抓放种苗以及移动取出种苗。该方案通过传送带来运输育苗穴盘。

以上列举了当前国内移栽机的结构组成及其使用的主要方式，具有各自特点，但也都存在很多问题和不足，例如授权公告号CN210120778U的一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机及其控制系统：该方案综合性强，但若要考虑实际的生产过程，则需要将整机做大，否则空间太小会提升故障率等。其次，其运输设计方案，对外置设备的留的接口并不利于后续自动化产线，并且在将栽种完成的花盆取出也是一个较为困难的问题。而且，其穴盘是直接通过皮带传送，也意味着在移栽取苗时会存在让育苗穴盘空间位置发生移动的可能性，而该事件发生后会很大影响后续的移栽工作。包括其内在其他装置的设计均有不同程度不符合实际生产的方面。

申请公布号CN103477769A的穴盘苗合组入盆移栽机：该方案不可移动、灵活性较差。其次，其方案在栽种时方案设计步骤相对过于繁杂，聚拢装置实际效果不得而知。并且其穴盘直接通过皮带传送，也意味着在移栽取苗时会存在让育苗穴盘空间位置发生移动的可能性，而该事件发生后会很大影响后续的移栽工作。目前该设备只起移栽作用，而并无前期所需要的分盆装土功用。

申请公布号CN106514616A的一种多用途混联移栽机器人式装置：该方案展示一种复杂的移动机械爪的技术，可以精确定位工作空间任意点。然而，在当下实际意义没有那么大，且效率不高，成本过大。目前该设备只起移栽作用，而并无前期所需要的分盆装土功用。

申请公布号CN110326412A 的一种穴盘苗移栽机及其使用方法和生产线：该方案的机械臂成本过高。作为室内移栽流程中的一环，适用于大型产线，灵活性较差，无可移动性。目前该设备只起移栽作用，而并无前期所需要的分盆装土功用。

因此对于以上现有技术各自存在的种种结构与应用的缺陷与不足的问题，已经引起相关科技人员重视，亟待解决以促进穴盘苗移栽技术的发展，特别是先行实现以下方面：

在穴盘入盆移栽工作前，需对为种苗的移栽工作做前期的准备工作，主要包括：分盆，将盆从盆组中逐一分离；装土，将土壤或者基质装入分离好的盆中；运输，各个环节之间的运输以及最终将装完土壤或基质的花盆运输出。

穴盘苗入盆移栽机的工作对象是种植在具有一定规格的穴盘中的花苗，完成从穴盘苗到花盆的移栽任务。该任务涉及穴盘取苗，压坑栽种，自然回土，花盆运出等供需，其整个过程取代大量人工，是实现移栽的自动化、机械化、智能化的重要环节。

尤其应该注意到，由于当下国内育苗穴盘移栽的工艺误差等较大，导致穴盘和盆相同规格下的实际尺寸参差不一，因而会对标准化、自动化、流水线生产造成麻烦。与此同时，还由于各地育苗工艺不同、水准差异较大，相同种类的苗之间同样存在质的差异问题。在当下国内市场大、厂商众多的情况下，我们如何更好的方式应对及其解决当下以上种种不统一、不标准的工业问题。

发明内容

为克服所说现有技术的缺陷与不足，以及上述提出的先行实现的目标，本发明提供一种分盆装土移栽机器人装置及其自动控制系统，其中，该系统由自动移栽部分和分盆装土部分组成，其中，自动移栽部分包括第一可移动式机架、二轴移栽机械爪、穴盘进给装置、电气控制箱、花盆传送装置、入土压坑栽种装置、定盆装置、PC、视觉传感器；其中，

第一可移动式机架由型鋼构成，包括带滚轮的第一底架、位于同一带滚轮的第一底架上并设置成前高后低的移栽前框和移栽后框，其中，移栽前框通过纵梁、横梁连接形成上部、中部和下部的三个空间部分；

二轴移栽机械爪包括第一电机、第一同步带模组、机械爪装置、第二同步带模组.第二电机，其中，第一同步带模组的一端上安装第二电机，第二同步带模组的上端安装有第一电机、其下端通过滑块安装有机械爪装置，第二同步带模组通过可移动架安装在第一同步带模组的外壁上，并第一同步带模组通过其滑块与第二同步带模组传动连接以使第二同步带模组能沿着第一同步带模组的轴向作相对移动；并且，二轴移栽机械爪是通过第一同步带模组两头用安装件安装于可移动式机架的移栽前框上部的横梁中间位置上；

穴盘进给装置为移栽育苗而提供的格式标准穴盘的装置，包括育苗穴盘托盘装置、具有轴向移动滑块的第三同步带模组、第三电机，其中，第三同步带模组末端处安装固定第三电机，育苗穴盘托盘装置通过滑块安装固定在第三同步带模组的上以沿着第三同步带模组轴线来回移动；穴盘进给装置通过第三同步带模组安装在二轴移栽机械爪之下移栽后框中部的横梁上，且其育苗穴盘托盘装置与其上的机械爪装置能前后。上下相对移动以使机械爪装置从育苗穴盘托盘装置中取出育苗；

电气控制箱设置在移栽前框和移栽后框的左侧；

花盆传送装置为传送带，其通过支承件设置在可移动式机架的右侧、并从可移动式机架的移栽前框的下部水平延伸至移栽后框；从而经过以下所述的入土压坑栽种装置之下并与该入土压坑栽种装置栽种种苗后退出的花盆相对输送连接；

入土压坑栽种装置包括压坑栽种装置、第四同步带模组、第四电机，其中，第四同步带模组通过滑块以驱动方式安装连接压坑栽种装置，第四电机安装在第四同步带模组的上端处；入土压坑栽种装置通过第四同步带模组安装固定在可移动式机架的栽种前框右侧两个横梁上并位于在花盆传送装置的正上方；以及所述压坑栽种装置与花盆传送装置上传送的各花盆处于相对垂直位置；

定盆装置包括第一主机架和第二主机架、4个和4个以上通过线性驱动安装件间隔安装在第一主机架上的线性驱动件、4个或4个以上通过固定件和传感器支架间隔安装在第二主机架传感器，其中，第一主机架和第二主机架间隔相等布置，并安装在花盆传送装置上、入土压坑栽种装置的正下方；

PC安装在第一可移动式机架的移栽前框的上部中间横梁上；

视觉传感器通过螺纹连接件紧固的方式安装在第一可移动式机架移栽前框的上部一侧以相对视感监测自动移栽部分和分盆装土部分下方的工作区域；

分盆装土部分包括第二移动式机架、装土装置、转盘运输装置、出盆运输装置、空压机、分盆装置；其中，

第二移动式机架由型鋼构成，包括带滚轮的第二底架、位于同一带滚轮的第二底架上的装土前框和装土后框；

装土装置位于第二移动式机架的装土前框的左上方，包括上下具有进口和出口的料斗、一对第一线性驱动装置、将第一线性驱动装置通过支架或横梁安装在料斗的出口一侧两端的第一线性驱动装置安装件、以及安装在料斗的出口部位中并与第一线性驱动装置的驱动端连接以控制料斗出口的出土量的量控隔板，其中，量控隔板一端连接在第一线性驱动装置的活动端，而第一线性驱动装置的另一端固定在第一线性驱动装置安装件；

转盘运输装置包括叶片式转盘、围绕转盘安装并其一侧具有一出盆口的外圆轨、安装底板、安装在安装底板上的其外具有防尘罩并与转盘传动连接的齿轮减速传动组、安装在安装底板下并与齿轮减速传动组驱动连接的转台模组；转盘运输装置通过安装底板安装固定在第二移动式机架上；另外，

在转盘运输装置中，外圆轨围绕在转盘周围，以避免盆放入转台运输装置后因为转台上转盘转动的离心力导致盆倾倒，转盘运输装置安装在第二移动式机架装土前框中并位于装土装置的下面，或者位于料斗的正下方，其转盘转动时其上安放的盆始终与料斗出口相对；

出盆运输装置包括传送带、安装在传送带长度方向一侧固定板上的第二线性驱动固定件、通过其固定端固定于第二线性驱动固定件上的第二线性驱动装置、具有支板的钩子、缓冲装置，其中，钩子通过其支板安装在第二线性驱动装置的活动端上并其所在的面与传送带的表面间隔平行相对以及以大部分伸出传送带方式而位于传送带的前端上方；

出盆运输装置通过其两侧的固定板安装在第二移动式机架上；其前端与转盘运输装置中围绕转盘安装的外圆轨的出盆口相对连接，而其钩子通过第二线性驱动装置驱动以在出盆口内来回移动；当转盘运输装置将装完土的盆运输到出口处时，原本伸出的出盆运输装置第二线性驱动装置的活动端回收使得钩子得以将盆从转盘上勾离转盘运输装置，随后该第二线性驱动装置驱使钩子由回收转变为伸出等待下一个盆进入其工作区域；

空压机通过支架或横梁安装在第二移动式机架的装土后框下部，其输出的压力气体通过管道连接各个线性驱动装置和线性驱动件；

分盆装置包括输送模块、取盆模块、盆组进给模块，其中，输送模块由一对间隔安放的第三线性驱动固定件、固定安装在第三线性驱动固定件上的第三线性驱动装置以及一具有通过中板相对连接的两臂、安装在第三线性驱动装置上并与其滑块连接以沿着第三线性驱动装置轴线方向移动的取盆模块安装件；

取盆模块为两个，每一个包括一第四线性驱动装置、安装在第四线性驱动装置下面并通过滑块驱动连接的夹指气缸安装件、安装在夹指气缸安装件下面的吸盆安装件、安装在吸盆安装件中的吸盘以及安装在夹指气缸安装件中并通过管道与吸盘工作连接的的Y型夹指气缸所述取盆模块通过第四线性驱动装置安装在输送模块取盆模块安装件的两臂的下端；

盆组进给模块包括主架、滑轨滑块、托盘、底板、盆组、抽式挡板、第五线性驱动装置，其中，主架为一中间有供盆组堆放用的围绕式限位杆、、上有盆组取放开口、两侧具有支板的框架，其通过支板固定在底板上，所述托盘为具有中间圆台部件，安装在底板上并使其圆台面以托持盆组，所述第五线性驱动装置为二个，分别安装在主架两个支板的内侧，所述抽式挡板为具有中心孔和外部拉手的板，安装在主架上部；所述滑轨滑块安装在主架和第五线性驱动装置之间并通过其上的滑块与第五线性驱动装置上下驱动连接；

分盆装置与转盘运输装置左右相对安装在第二移动式机架的装土前框的右方，并与转盘运输装置形成相邻的方式安装固定在第二移动式机架上以将分盆装置上的盆通过输送模块两个两个从分盆装置转移到装土装置下的转盘运输装置上。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所述二轴移栽机械爪在工作时，其第一同步带模组通过第二电机驱动而使机械爪装置在X轴方向的移动、第二同步带模组通过第一电机驱动而使机械爪装置在Z轴方向的移动，以顺序执行从穴盘中取苗、转移苗、放苗，因此，所说X轴和Z轴方向的移动均指在两个方向上的直线往复运动。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所说育苗穴盘托盘装置包括主体件、侧板、拉簧、铰链和标准穴盘，其中，主体件与侧板构成一放置标准穴盘的框，而侧板相对主体件通过拉簧铰链连接形成的翻转而构成一使得标准穴盘能从主体件正上方放入。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所说穴盘进给装置的标准穴盘是随着穴盘进给装置处在Y轴方向的移动，将带育苗的标准穴盘送至指定工作区域，并在育苗全部移栽后将清空的标准穴盘的空盘运出。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所说穴盘进给装置的第三同步带模组除了安装在移栽前框中部上外，还通过支架安装在电气控制箱的上面。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所说入土压坑栽种装置的压坑栽种装置包括固定管道件、活动件、多个锥形入土件以及安装在活动件的下表面和锥形入土件之间并随所述第四电机和第四同步带模组运行而带动活动件上下运动的同时，使锥形入土件的2或3个锥形板相对作开合运动，入土压坑栽种装置的正下方，其所设定的每个盆的位置对应入土压坑栽种装置的每个固定管道件位置。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所述入土压坑栽种装置在第四同步带模组带动下锥形入土件在Z轴方向上做直线往复运动，以进行入土以及脱离土壤基质作业。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所述定盆装置的第一主机架和第二主机架所设定的每个盆的位置对应压坑栽种装置的每个固定管道件的位置间隔排布，以将进入工作区域的花盆限定在指定工作区域，对应入土栽种装置等间隔排布；以防止栽种时盆位置发生偏移。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所述入土压坑栽种装置中的第四同步带模组与二轴移栽机械爪中的第二同步带模组平行对称布置，且装置中压坑栽种装置中由锥形入土件的成对的半锥形部件构成的锥管正对花盆传送装置中央。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所述.PC在所述机械爪装置的生产或工作过程中出现未抓取、或未成功栽种时，会给予后续机构命令，进行相关处理。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所述料斗的出口部位为一缩颈的漏斗部，其两侧各设有一下端面具有开口的四边形的漏斗管，每一漏斗管在一侧壁上具有一第一缝隙和在位于第一缝隙之下的相对二侧壁上具有对称设置的一对第二缝隙，所述量控隔板为匚形件，具有上板、侧板、长度大于上板的下板，其中，下板与上板相对应的表面部分中或该表面部分中间位置设有通孔，侧板上开设有槽孔；

所述第一线性驱动装置的驱动端与量控隔板的连接为通过槽孔利用螺纹紧固方式与量控隔板的侧板的连接：所述量控隔板通过上板和下板分别插入第一缝隙和第二缝隙以在量控隔板来回移动时形成上板对料斗漏斗部空间连通至封闭的同时，下板则转变为对开口由封闭至连通。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，所述量控隔板在相对料斗的漏斗管内壁向外驱动时利用下板与上板的长度差相对封闭开口并形成让土料（基质）填积的间隔空间，在相对料斗的漏斗管内壁向内驱动时利用下板截取土料以及使上板的通孔与开口连通让土料流出。由于量控隔板相对开口的交错分布无重合之处，因此配合料斗的漏斗管内壁，下板截取土料的量为上板与下板的两板相对面之间的容量即为所控制的土量。

如以上所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其中，转盘运输装置还包括一清扫件为一具有刷毛体和后柄的长条型毛刷，如带柄软毛刷，其通过后柄安装在外圆轨的外侧壁上，其刷毛体贴在转盘（220）的叶片下方的开有孔的板面和叶片上侧一个板面上以清除残留在其板面上的土壤。

工作过程，请同时参阅图16，其中有8个步骤，每一步骤相应工作的具体内容为：

1. 启动复原：整机启动，各部件复位至原点。

穴盘、盆组就位后按开始按钮，整机工作：工作人员将待移栽育苗穴盘放入穴盘进给装置中的托盘中并加以固定，盆组放如分盆装置下侧指定区域。随后按下开始按钮，整机开始工作。育苗穴盘在穴盘进给装置的带动下到达指定工作区域；盆组在线性驱动装置作用下到达指定工作区域。

机械爪装置在同步带模组驱动下从穴盘中取苗并将该苗送至入土压坑栽种装置：二轴移栽机械爪中的机械爪装置在第二同步带模组驱动下水平移动至正对穴盘第一列，在第一同步带模组驱动下机械爪沿竖直方向下行至指定位置。机械爪装置开始工作，抓取对应位置的种苗；随后第一同步带模组竖直上行将苗从穴盘中取出，第二同步带模组将将苗水平送至入土压坑栽种装置正上方，第一同步带模组带动机械爪下行至指定位置，机械爪装置将苗放落至压坑栽种装置的管道中。压坑栽种装置的管道数和机械爪的个数相同、排布方式亦相同。

接着分盆装置分离的盆运输至装土装置和移栽部分以装土和移栽：在上述过程中，分盆装土部分的分盆装置会不断将盆从盆组中分离放在转盘运输装置上，随后转动运输至装土装置正下方进行装土工作，若检测有盆则进行装土工作，无盆则装土不工作。随后转盘运输装置转动，配合出盆运输装置，使得盆逐个从转盘上钩离至传送带，随后经由传送带运输至移栽部分。

盆进入其固定位置之后压坑栽种装置工作将幼苗种入盆中：当定盆装置检测有与爪、栽种装置相同数目的盆进入工作区域并且固定其位置之后，压坑栽种装置工作使得幼苗种入盆中，当种植工作完成后，定盆装置解除固定使得盆得以被顺利运输而出。

穴盘进给装置的进给：重复循环上述步骤，当所有列均移栽完之后，穴盘进给装置将育苗穴盘向前进给一的量，继续重复上述工作循环。

托盘中的苗全部移栽后更换穴盘：重复上述循环直至整个托盘中的苗全部移栽完毕，穴盘进给装置装置将空穴盘运出，工作人员更换穴盘重新开始工作。

视觉识别贯穿全程：视觉传感器的视觉识别贯穿全程，在过程3中检测机械爪是否成功取出多株幼苗；过程4中检测幼苗是否成功栽种到花盆中以及花盆是否能够被成功送出。

本发明的分盆装土移栽机器人装置及其自动控制系统包含了室内分盆装土移栽流程中的：分盆、装土、打洞、抓放种苗、移动取出种苗、栽种、二次填土等及其相关功能性特点；其中，在抓放种苗过程中，利用穴盘进给装置可以精确定位的同时，牢牢固定住育苗穴盘使得其空间位置相对于育苗穴盘托盘装置不发生变化，从而有利于机械爪装置移动取出种苗；此外，轴机械爪本身还具有高效的取苗、转移苗、放苗，而并不伤害种苗，不影响种苗的存活率；在打洞（即压坑）和栽种中，压坑栽种装置将压坑和栽种两项工作结合在一起，保障存活率的同时，简化了机械结构、优化了工作流程、提高了工作效率。在分盆过程中，采用的分盆装置以及分盆方式近乎适用于市面上所有的类型的盆，即使是质量、工艺最差的塑料软盆也能保证在95%及以上的单盆分离率，并且移栽后的种苗基本上全部存活。在装土流程中，在料斗出口的出土量的应用量控隔板定量控制装土（基质），节约、降低了成本，并且有利于保护工作环境，有利于延长使用寿命以及保障工作效率。本发明加入了视觉处理的模块，使得整机更加智能化，相应提升了自动化程度，与此同时，各环节均置有检测反馈装置，因此各个工序稳定而有保障，并促使整机的运行更安全可靠。整个系统的布置则具有结构紧凑，布局合理，因此相比现有同类装置更能显出小巧灵活的优点。

附图说明

图1是本发明新型分盆装土移栽机器人式装置及其自动控制系统的立体示意图，图中示出了该系统由自动移栽部分（1）和分盆装土部分（2）两部分组成；

图2是图1中自动移栽部分的部件及其布置的立体视图；

图3是图2中部件之一的二轴移栽机械爪的立体结构视图；

图4 是图2中部件之二的穴盘进给装置的立体视图；

图5 是图4中育苗穴盘托盘装置的立体视图；

图6是图2中部件之三的入土压坑栽种装置的立体视图；

图7是图2中部件之四的定盆装置的立体结构示意图；

图8是图1的分盆装土部分的部件及其布置的立体视图；

图9是图8中部件之一的装土装置的立体结构视图；

图10是图9的装土装置中料斗的正置状态立体视图；

图11是图9的装土装置中料斗的倒置状态立体视图；

图12是图9的装土装置中量控隔板的立体视图；

图13是图8中部件之二的转盘运输装置的立体结构视图；

图14是图8中部件之三的出盆运输装置的立体结构视图；

图15是图8中部件之四的分离装置的立体结构视图；

图16是本发明新型分盆装土移栽机器人式装置及其自动控制系统的工作流程图；

图17是本发明新型分盆装土移栽机器人式装置及其自动控制系统的具体的运行流程图；

图18是本发明新型分盆装土移栽机器人式装置及其自动控制系统中的电子器件和控制模块的自动控制图。

具体实施方式

请参阅图1-图18，本发明提供一种新型分盆装土移栽机器人式装置及其控制系统，该系统由自动移栽部分1和分盆装土部分2组成，其中，自动移栽部分1包括第一可移动式机架11、二轴移栽机械爪12、穴盘进给装置13、电气控制箱14、花盆传送装置15、入土压坑栽种装置16、定盆装置17、PC18、视觉传感器19；其中，

第一可移动式机架11由型鋼构成，包括带滚轮的第一底架110、位于同一个带滚轮的第一底架110上并设置成前高后低的移栽前框111和移栽后框112，其中，移栽前框111通过纵梁、横梁连接形成上部、中部和下部三个空间部分；

二轴移栽机械爪12用于从穴盘中取苗、转移苗、放苗，包括第一电机121、第一同步带模组122、机械爪装置123、第二同步带模组124、第二电机125，其中，第一同步带模组122的一端上安装第二电机125，第二同步带模组124的上端安装有第一电机121，下端通过其或第二滑块126安装及驱动连接机械爪装置123，此外，第二同步带模组124通过可移动架128以十字相交方式安装在第一同步带模组122的外壁上，并第一同步带模组122通过其或第一滑块127与第二同步带模组124传动连接以使第二同步带模组124能沿着第一同步带模组122的外壁轴向作相对移动；并且，二轴移栽机械爪12是通过第一同步带模组122两头用安装件129安装于可移动式机架的移栽前框111上部的横梁中间位置上；

所述二轴移栽机械爪12工作时，其第一同步带模组122通过第二电机驱动而使机械爪装置在X轴方向的移动、第二同步带模组124通过第一电机驱动而使机械爪装置在Z轴方向的移动，以顺序执行从穴盘中取苗、转移苗、放苗。此外，所说X轴和Z轴方向方向的移动均指在两个方向上的直线往复运动。

穴盘进给装置13为移栽育苗而提供的格式标准穴盘的装置，并用于将待移栽育苗穴盘送至指定工作区域以及将空盘运出；包括育苗穴盘托盘装置131、具有轴向移动滑块的第三同步带模组132、第三电机133，其中，第三同步带模组132末端处安装固定第三电机133，育苗穴盘托盘装置131安装固定在第三同步带模组132的滑块上以驱动连接；穴盘进给装置13通过第三同步带模组132安装在二轴移栽机械爪12之下移栽前框111中部的横梁上，且其育苗穴盘托盘装置131与其上的机械爪装置123能前后。上下相对移动以使机械爪装置从育苗穴盘托盘装置131中取出育苗；

在一较佳的实施例中，所说育苗穴盘托盘装置131包括主体件1311、侧板1312、拉簧1313、铰链1314和标准穴盘1315，其中，主体件1311与侧板1312构成一放置标准穴盘1315的框，而侧板相对主体件1311通过拉簧1313和铰链1314连接形成的翻转而构成一使得标准穴盘1315能从主体件1311正上方放入或侧板一侧装入和退出。所说穴盘进给装置的标准穴盘1315是随着穴盘进给装置处在Y轴方向的移动，将带育苗的标准穴盘送至指定工作区域，并在育苗全部移栽后将清空的标准穴盘的空盘运出。

电气控制箱14用于电连接各个供电设备，设置在移栽前框和移栽后框111、112的左侧；

在另一较佳的实施例中，所述穴盘进给装置的第三同步带模组132除了安装在移栽前框111中部的横梁上外，还通过支架搁置在电气控制箱（14）的上面。

花盆传送装置15为传送带，用作将装满土的花盆传送至指定工作区域等待栽种、随后将栽种有种苗的花盆送出移栽区域，其通过支承件设置在可移动式机架11的右侧、并从可移动式机架11的移栽前框111的下部水平延伸至移栽后框112；从而经过以下所述的入土压坑栽种装置16之下并与该入土压坑栽种装置栽种种苗后退出的花盆相对输送连接；

入土压坑栽种装置16用于将压坑栽种装置中的苗栽种至装有土壤基质的花盆中，包括压坑栽种装置161、第四同步带模组162、第四电机163，其中，第四电机163安装在第四同步带模组162的上端处，所述第四同步带模组162通过滑块以驱动方式安装连接压坑栽种装置161；而入土压坑栽种装置16是通过第四同步带模组安装固定在可移动式机架11的移栽前框111右侧两个横梁上并位于花盆传送装置15的正上方，以及所述压坑栽种装置161与花盆传送装置15上传送的各花盆处于相对垂直位置；

此外，所说入土压坑栽种装置的压坑栽种装置161包括固定管道件1611、活动件1612、多个锥形入土件1613以及安装在活动件1612的下表面和锥形入土件之间并随所述第四电机163和第四同步带模组162运行而带动活动件上下运动的同时，使锥形入土件的2或3个锥形板相对作开合运动，入土压坑栽种装置16的正下方，其所设定的每个盆的位置对应入土压坑栽种装置16的每个固定管道件1611位置。于是，所述入土压坑栽种装置16在第四同步带模组带动下锥形入土件1613在Z轴方向上做直线往复运动，以驱动锥形入土件作入土、开合以及脱离土壤基质运行。

所述入土压坑栽种装置16中的第四同步带模组162与二轴移栽机械爪

12中的第二同步带模组124平行对称布置，且装置中压坑栽种装置161中

由锥形入土件1613的成对的半锥形部件构成的锥管正对花盆传送装置15

中央。

定盆装置（17）用于将进入工作区域的花盆限定在指定工作区域，对应

入土栽种装置等间隔排布，包括第一主机架和第二主机架171、172、4个和4个以上通过线性驱动安装件173间隔安装在第一主机架171上的线性驱动件（174）、4个或4个以上通过固定件176和传感器支架177间隔安装在第二主机架172传感器175，其中，第一主机架和第二主机架171、172间隔相等布置，并安装在花盆传送装置15上，入土压坑栽种装置16的正下方；

在又一实施例中，所述定盆装置的第一主机架171和第二主机架172

所设定的每个盆的位置轴线垂直对应入土压坑栽种装置16的每个固定管道件

1611的位置并彼此间隔排布，

PC 18用以显示当前视觉传感器识别、软件处理后所展现的画面，当出现生产故障时会发出警报，以及当生产出现未抓取未成功栽种时，会给予后续机构命令，进行相关处理；并便于调试等，安装在第一可移动式机架11的移栽前框111的上部中间横梁上；

视觉传感器19用于收集相关信息并传送给予电脑做视觉处理的PC18，其通过螺纹连接件紧固的方式安装在第一可移动式机架移栽前框111的上部一侧横梁上以相对方式视感监测自动移栽部分1和分盆装土部分2下方工作区域；

请重点参阅图8-图16，分盆装土部分2包括第二移动式机架20、装土装置21、转盘运输装置22、出盆运输装置23、空压机24、分盆装置25；其中，

第二移动式机架20由型鋼构成，包括带滚轮的第二底架201、位于同一带滚轮的第二底架201上的装土前框202和装土后框203；

装土装置21用于定量给盆中装入土料（基质）以及与传感配合实现有盆放土，无盆不释放土，它位于第二移动式机架的装土前框202的左上方，包括上下具有进口和出口的料斗211、一对第一线性驱动装置212、将第一线性驱动装置212通过支架或横梁安装在料斗211的出口一侧两端的第一线性驱动装置安装件213、以及安装在料斗211的出口中并与第一线性驱动装置212的驱动端连接以控制料斗211出口部位的出土量的量控隔板214，其中，量控隔板214一端连接在第一线性驱动装置212的活动端，而第一线性驱动装置212的另一端固定在第一线性驱动装置安装件213上；

转盘运输装置22用以将分离的盆从上一道工序转移至下一道工序直至离开此部分、防止盆在运输过程中倾倒以及检测配合转盘的工序完成效果；其包括叶片式转盘220、围绕转盘220安装并其一侧具有一出盆口2211的外圆轨221、安装底板223、安装在安装底板223上的其外具有防尘罩2221并与转盘220传动连接的齿轮减速传动组222、安装在安装底板223下并与齿轮减速传动组222驱动连接的转台模组224；转盘运输装置22通过安装底板223安装固定在第二移动式机架20上；

在转盘运输装置22中，外圆轨221围绕在转盘220周围，以避免盆放入转台运输装置22后因为转台上转盘转动的离心力导致盆倾倒。转盘运输装置22 安装在第二移动式机架的装土前框202中并位于装土装置21的下面，或位于料斗211下面，其转台2241转动时其上安放的盆始终与料斗211出口相对；

所述料斗211的出口部位为一缩颈的漏斗部2110，其两侧各设有一下端面具有开口2113的四边形的漏斗管2114，每一漏斗管2110在一侧壁上具有一第一缝隙2111和在位于第一缝隙2111之下的相对二侧壁上具有对称设置的一对第二缝隙2112，所述量控隔板214为匚形件，具有上板2141、侧板2142、长度大于上板2141的下板2143，其中，下板2143与上板2141相对应的表面部分中或该表面部分中间位置设有通孔21431，侧板2142上开设有槽孔21421；

在一优选实施例中，所述料斗211的出口部位为一缩颈的漏斗部2110，而漏斗部2110的长度方向小于料斗211的长度，在漏斗部2110中不设置漏斗管，而是直接在其下相对两侧以相邻方式各设有一第一缝隙2111和在位于第一缝隙2111之下的相对二侧壁上具有对称设置的一对第二缝隙2112，，所述量控隔板214为匚形件，具有上板2141、侧板2142、长度大于上板2141的下板2143，其中，下板2143与上板2141相对应的表面部分中或该表面部分中间位置设有通孔21431，侧板2142上开设有槽孔21421。

所述第一线性驱动装置212的驱动端与量控隔板214的连接为通过槽孔21421利用螺纹紧固方式与量控隔板的侧板2142的连接：所述量控隔板214通过上板2141和下板2143分别插入第一缝隙2111和第二缝隙2112以在量控隔板来回移动时形成上板2141对料斗漏斗部2111空间连通至封闭的同时，下板2143则转变为对开口2113由封闭至连通；

所述量控隔板214在相对漏斗部2110和/或漏斗部的漏斗管2114内壁向外驱动时利用下板与上板的长度差相对封闭开口2113并形成让土料（基质）填积的间隔空间，在相对料斗的漏斗管2114内壁向内驱动时利用下板截取土料以及使上板的通孔21431与开口（2113）连通让土料流出。由于量控隔板214相对开口的交错分布无重合之处，因此配合料斗的漏斗管2114内壁，下板截取土料的量为上板与下板的两板相对面之间的容量即为所控制的土量。

于是，在料斗及其漏斗部2110和/或漏斗部的漏斗管2114中装满土（基质）时，初始，第一线性驱动装置214将上板2141抽离出管2113，下板2144封住孔21131。由于重力作用下的土（基质）自由下落填充进入下板2144与漏斗管2113的漏斗壁之间所形成的密闭空间中，此密闭空间容积固定；待一定时间后，第一线性驱动装置214将量控隔板推入漏斗中，此时，上板2141封闭住其上侧使得上方漏斗部中的土（基质）无法进一步进入密闭空间中，而下板2144中设有的通孔21431使得以上所述密闭空间内的固定体积的土或土壤（基质）得以顺利落下。

土壤的体积通过改变漏斗管2113下方的开口21131.下板2144的通孔21431大小以及量控隔板的上板2141和下板2143，即两板之间距离进行调节控制。

出盆运输装置23通过其两侧的固定板安装在安装固定在第二移动式机架20；其前端与转盘运输装置22中围绕转盘220安装的外圆轨221的出盆口2211相对连接，而其钩子234通过第二线性驱动装置233的驱动以在出盆口2211内来回移动；转盘运输装置22会以一定的节奏进行工作：包括运输、或停止，使得其余工序得以顺利完成。当转盘运输装置22将装完土的盆运输到出口处时，原本伸出的出盆运输装置23的第二线性驱动装置的活动端回收使得钩子234得以将盆从转盘上勾离转盘运输装置22，随后第二线性驱动装置驱使钩子234由回收转变为伸出等待下一个盆进入其工作区域。

如上所述，出盆运输装置23前端与外圆轨221的花盆出口处相对安装，而其后端则是与自动移栽部分1中的花盆传送装置15传动连接。

在一较佳实施例中，转盘运输装置22还包括一清扫件225为一具有刷毛体和后柄的长条型毛刷，如带柄软毛刷，其通过后柄安装在外圆轨221的外侧壁上，其刷毛体贴在转盘220的叶片下方的开有孔的板面和叶片上侧一个板面上以清除残留在其板面上的土壤。

空压机24用于为包括各个线性驱动装置的气源系统提供气力；它通过支架或横梁安装在第二移动式机架的装土后框203下部，其输出的压力气体通过管道连接各个线性驱动装置和线性驱动件；

分盆装置25用于将盆从盆组中逐个分离以及将分离出来的盆逐个放置在转盘运输装置上；分盆装置25包括输送模块251、取盆模块252、盆组进给模块253，其中，输送模块251由一对间隔安放的第三线性驱动固定件2511、固定安装在第三线性驱动固定件2511上的第三线性驱动装置2512以及一具有通过中板相对连接的两臂、安装在第三线性驱动装置2512上并与其滑块连接以沿着第三线性驱动装置2512轴线方向移动的取盆模块安装件2513；

取盆模块252为两个，每一个包括一第四线性驱动装置2521、安装在第四线性驱动装置2521下面并通过滑块驱动连接的夹指气缸安装件2522、安装在夹指气缸安装件2522下面的吸盆安装件2523、安装在吸盆安装件2523中的吸盘2524以及安装在夹指气缸安装件2522中并通过管道与吸盘2524工作连接的的Y型夹指气缸2525；所述取盆模块252通过第四线性驱动装置2521安装在输送模块251取盆模块安装件2513的两臂的下端；

盆组进给模块253包括主架2531、滑轨滑块2532、托盘2533、底板2534、盆组2535、抽式挡板2536、第五线性驱动装置2537，其中，主架2531为一中间有供盆组2535堆放用的围绕式限位杆、、上有盆组取放开口、两侧具有支板的框架，其通过支板固定在底板2534上，所述托盘2533为具有中间圆台部件，安装在底板2534上并使其圆台面以托持盆组2535，所述第五线性驱动装置2537为二个，分别安装在主架2531两个支板的内侧，所述抽式挡板2536为具有中心孔和外部拉手的板，安装在主架2531上部，所述滑轨滑块2532安装在主架2531和第五线性驱动装置2537之间并通过其上的滑块与第五线性驱动装置2537上下驱动连接。

分盆装置25的工作过程为：盆组进给模块253不断将盆组2535运输到指定高度，也即抽式挡板2536之下；并在保持盆组的径向和第五线性驱动件运动方向共线下，借助抽式挡板拦住后续盆组，仅允许目标分离单个软盆在形变的之后通过抽式挡板的中心孔；取盆模块252 通过第四线性驱动装置2521提供运输的往复线性运动，沿盆组轴向上提供用以分离的力和运动；使安装在第四线性驱动装置下的吸盘2524在吸住待分离软盆的同时并使其发生形变，破坏盆盆之间的真空环境以及盆边沿的粘结而从盆组中分离出该待分离的单个软盆；接着，输送模块251通过间隔安放的第三线性驱动装置2512将吸盘2524吸住的盆从盆组线性运输到指定位置。在本发明中，分盆装置25有二个或二个以上，可以带动多组装置同时运输，将盆从盆组中逐个分离以及将分离出来的盆逐个放置在转盘运输装置上，也就是上述的指定位置。

分盆装置25与转盘运输装置22左右相对安装在第二移动式机架的装土前框202的右方，并与转盘运输装置22形成相邻的方式安装固定在第二移动式机架20上以将分盆装置25上的盆通过输送模块251两个两个从分盆装置25转移到装土装置21下的转盘运输装置22上。

从图1、图2和图8可见，本发明中自动移栽部分1的第一可移动式机架11和分盆装土部分2的第二可移动式机架20中的花盆传送装置15和出盆运输装置23的两条传送带如图所示顺接，两者主体共线。而定盆装置17安装于花盆传送装置15上，压坑栽种装置的正下方，被勾离的盆在传送带的作用下向着移栽部分运输移动，运输过程中，花盆传送装置15和出盆运输装置23的两台传送带持续工作，只要花盆传送装置15传送带的速度大于等于出盆运输装置23传送带的速度，便不会堵塞。随后，传送至花盆传送装置的盆逐个进入定盆装置17，触发定盆装置。当压坑栽种装置工作时，花盆传送装置15停止工作，而出盆运输装置23持续工作，当在栽种动作结束后，花盆传送装置15的传送带启动进行运输工作，定盆装置17的挡板收回，在没有阻挡的情况下，盆组被运输出定盆部分，随后下一个小周期开始。

当整个流程效率安排得当，花盆传送装置15传送带在栽种时的停止并不会影响后续的周期。

当转盘运输装置22将装完土的盆运输到出口处时，原本伸出的第二线性驱动装置233的活动端回收使得钩子得以将盆从转盘上勾离转盘运输装置，随后第二线性驱动装置驱使钩子234伸出等待下一个盆进入其工作区域。

此外，针对目前市场在育苗穴盘移栽中只考虑穴盘和苗的差异问题，而忽略盆或花盆的差异，具体体现在：

同为200穴（10*20）的穴盘标准，不同穴盘厂商，穴的大小尺寸存在差异、穴与穴之间的间距存在差异，穴盘整体尺寸、质量存在差异；（其余规格的穴盘类似）；

不同育苗公司，有的采取机械化育苗、理苗，有的为人工育苗、理苗。因此苗整理栽种效果不同，具体体现在：土球紧密度、苗的尺寸大小、根系的发育水平、种苗的生长形态以及在穴盘中的分布等。

本发明的装置及控制系统提供一种半自动化的解决方案：分盆装土部分2保持不变，而自动移栽部分1 采取半自动化方案，其中，机械爪装置123和第二同步带模组124，只启动压坑栽种装置以及定盆装置进行工作。这可通过开关使得程序进行切换，其过程如下：

首先人为将种苗放置进入压坑栽种装置中，随后装完土的盆进入定盆装置，定盆装置工作，压坑栽种装置待盆进入完全后进行栽种工作，随后栽种完毕的盆被输送出。此流程循环往复直至停止。

实际上本方案即通过人工取代机械爪和托盘固定装置的工作，进行种苗从穴盘到栽种装置的转移工作。本发明解决了国内的工艺误差等，导致穴盘、育苗和盆相同规格下的实际尺寸参差不一，因而会对标准化、自动化、流水线生产造成麻烦。因此，本发明整机兼容目前市面上近乎所有的种苗、穴盘。

Claims (13)

1.一种分盆装土移栽机器人装置及其自动控制系统，其特征在于该系统由自动移栽部分（1）和分盆装土部分（2）组成，其中，自动移栽部分（1）包括第一可移动式机架（11）、二轴移栽机械爪（12）、穴盘进给装置（13）、电气控制箱（14）、花盆传送装置（15）、入土压坑栽种装置（16）、定盆装置（17）、PC（18）、视觉传感器（19）；其中，

第一可移动式机架（11）由型鋼构成，包括带滚轮的第一底架（110）、位于同一带滚轮的第一底架（110）上并设置成前高后低的移栽前框（111）和移栽后框（112），其中，移栽前框（111） 通过纵梁、横梁连接形成上部、中部和下部的三个空间部分；

二轴移栽机械爪（12）包括第一电机（121）、第一同步带模组（122）、机械爪装置（123）、第二同步带模组（124）.第二电机（125），其中，第一同步带模组（122）的一端上安装第二电机（125），第二同步带模组（124）的上端安装有第一电机（121）、其下端通过滑块（126）安装有机械爪装置（123），第二同步带模组（124）通过可移动架（128）安装在第一同步带模组（122）的外壁上，并第一同步带模组（122）通过其滑块（127）与第二同步带模组（124）传动连接以使第二同步带模组（124）能沿着第一同步带模组（122）的轴向作相对移动；并且，二轴移栽机械爪（12）是通过第一同步带模组（122）两头用安装件(129)安装于可移动式机架的移栽前框（111）上部的横梁中间位置上；

穴盘进给装置（13）为移栽育苗而提供的格式标准穴盘的装置，包括育苗穴盘托盘装置(131)、具有轴向移动滑块的第三同步带模组（132）、第三电机（133），其中，第三同步带模组（132）末端处安装固定第三电机（133），育苗穴盘托盘装置（131）通过滑块安装固定在第三同步带模组（132）的上以沿着第三同步带模组轴线来回移动；穴盘进给装置（13）通过第三同步带模组（132）安装在二轴移栽机械爪（12）之下移栽后框（112）中部的横梁上，且其育苗穴盘托盘装置(131)与其上的机械爪装置（123）能前后；

上下相对移动以使机械爪装置从育苗穴盘托盘装置(131)中取出育苗；

电气控制箱（14）设置在移栽前框和移栽后框（111、112）的左侧；

花盆传送装置（15）为传送带，其通过支承件设置在可移动式机架（11）的右侧、并从可移动式机架（11）的移栽前框（111）的下部水平延伸至移栽后框(112)；从而经过以下所述的入土压坑栽种装置（16）之下并与该入土压坑栽种装置栽种种苗后退出的花盆相对输送连接；

入土压坑栽种装置（16）包括压坑栽种装置（161）、第四同步带模组（162）、第四电机（163），其中，第四同步带模组（162）通过滑块以驱动方式安装连接压坑栽种装置（161），第四电机（163）安装在第四同步带模组（162）的上端处；入土压坑栽种装置（16）通过第四同步带模组安装固定在可移动式机架（11）的栽种前框（111）右侧两个横梁上并位于在花盆传送装置（15）的正上方；以及所述压坑栽种装置（161）与花盆传送装置（15）上传送的各花盆处于相对垂直位置；

定盆装置（17）包括第一主机架和第二主机架（171、172）、4个和4个以上通过线性驱动安装件（173）间隔安装在第一主机架（171）上的线性驱动件（174）、4个或4个以上通过固定件（176）和传感器支架（177）间隔安装在第二主机架（172）传感器（175），其中，第一主机架和第二主机架（171、172）间隔相等布置，并安装在花盆传送装置（15）上、入土压坑栽种装置（16）的正下方；

PC（18）安装在第一可移动式机架（11）的移栽前框（111）的上部中间横梁上；

视觉传感器（19）通过螺纹连接件紧固的方式安装在第一可移动式机架移栽前框（111）的上部一侧以相对视感监测自动移栽部分（1）和分盆装土部分（2）下方的工作区域；

分盆装土部分（2）包括第二移动式机架（20）、装土装置（21）、转盘运输装置（22）、出盆运输装置（23）、空压机（24）、分盆装置（25）；其中，

第二移动式机架（20）由型鋼构成，包括带滚轮的第二底架（201）、位于同一带滚轮的第二底架（201）上的装土前框（202）和装土后框（203）；

装土装置（21）位于第二移动式机架的装土前框（202）的左上方，包括上下具有进口和出口的料斗（211）、一对第一线性驱动装置（212）、将第一线性驱动装置（212）通过支架或横梁安装在料斗（211）的出口一侧两端的第一线性驱动装置安装件（213）、以及安装在料斗（211）的出口部位中并与第一线性驱动装置（212）的驱动端连接以控制料斗（211）出口的出土量的量控隔板（214），其中，量控隔板（214）一端连接在第一线性驱动装置（212）的活动端，而第一线性驱动装置（212）的另一端固定在第一线性驱动装置安装件（213）上；

转盘运输装置（22）包括叶片式转盘（220）、围绕转盘（220）安装并其一侧具有一出盆口（2211）的外圆轨（221）、安装底板（223）、安装在安装底板（223）上的其外具有防尘罩（2221）并与转盘（220）传动连接的齿轮减速传动组（222）、安装在安装底板（223）下并与齿轮减速传动组（222）驱动连接的转台模组（224）；转盘运输装置（22）通过安装底板（223）安装固定在第二移动式机架（20）上；另外，

在转盘运输装置（22）中，外圆轨（221）围绕在转盘（220）周围， 以避免盆放入转台运输装置（22）后因为转台上转盘转动的离心力导致盆倾倒，转盘运输装置（22）安装在第二移动式机架装土前框（202）中并位于装土装置（21）的下面，或者位于料斗（211）的正下方，其转盘（220）转动时其上安放的盆始终与料斗（211）出口相对；

出盆运输装置（23）包括传送带（231）、安装在传送带（231）长度方向一侧固定板上的第二线性驱动固定件（232）、通过其固定端固定于第二线性驱动固定件（232）上的第二线性驱动装置（233）、具有支板的钩子（234）、缓冲装置（235），其中，钩子（234）通过其支板安装在第二线性驱动装置（233）的活动端上并其所在的面与传送带（231）的表面间隔平行相对以及以大部分伸出传送带（231）方式而位于传送带（231）的前端上方；

出盆运输装置（23）通过其两侧的固定板安装在第二移动式机架（20）上；其前端与转盘运输装置（22）中围绕转盘（220）安装的外圆轨（221）的出盆口（2211）相对连接，而其钩子（234）通过第二线性驱动装置（233）驱动以在出盆口（2211）内来回移动；当转盘运输装置（22）将装完土的盆运输到出口处时，原本伸出的出盆运输装置（23）第二线性驱动装置的活动端回收使得钩子（234）得以将盆从转盘上勾离转盘运输装置（22），随后该第二线性驱动装置驱使钩子（234）由回收转变为伸出等待下一个盆进入其工作区域；

空压机（24）通过支架或横梁安装在第二移动式机架的装土后框（203）下部，其输出的压力气体通过管道连接各个线性驱动装置和线性驱动件；

分盆装置（25）包括输送模块（251）、取盆模块（252）、盆组进给模块（253），其中，输送模块（251）由一对间隔安放的第三线性驱动固定件（2511）、固定安装在第三线性驱动固定件（2511）上的第三线性驱动装置（2512）以及一具有通过中板相对连接的两臂、安装在第三线性驱动装置（2512）上并与其滑块连接以沿着第三线性驱动装置（2512）轴线方向移动的取盆模块安装件（2513）；

取盆模块（252）为两个，每一个包括一第四线性驱动装置（2521）、安装在第四线性驱动装置（2521）下面并通过滑块驱动连接的夹指气缸安装件（2522）、安装在夹指气缸安装件（2522）下面的吸盆安装件（2523）、安装在吸盆安装件（2523）中的吸盘（2524）以及安装在夹指气缸安装件（2522）中并通过管道与吸盘（2524）工作连接的的Y型夹指气缸（2525）；所述取盆模块（252）通过第四线性驱动装置（2521）安装在输送模块（251）取盆模块安装件（2513）的两臂的下端；

盆组进给模块（253）包括主架（2531）、滑轨滑块（2532）、托盘（2533）、底板（2534）、盆组（2535）、抽式挡板（2536）、第五线性驱动装置（2537），其中，主架（2531）为一中间有供盆组（2535）堆放用的围绕式限位杆、、上有盆组取放开口、两侧具有支板的框架，其通过支板固定在底板（2534）上，所述托盘（2533）为具有中间圆台部件，安装在底板（2534）上并使其圆台面以托持盆组（2535），所述第五线性驱动装置（2537）为二个，分别安装在主架（2531）两个支板的内侧，所述抽式挡板（2536）为具有中心孔和外部拉手的板，安装在主架（2531）上部；所述滑轨滑块（2532）安装在主架（2531）和第五线性驱动装置（2537）之间并通过其上的滑块与第五线性驱动装置（2537）上下驱动连接；

分盆装置（25）与转盘运输装置（22）左右相对安装在第二移动式机架的装土前框（202）的右方，并与转盘运输装置（22）形成相邻的方式安装固定在第二移动式机架（20）上以将分盆装置（25）上的盆通过输送模块（251）两个两个从分盆装置（25）转移到装土装置（21）下的转盘运输装置（22）上。

2.如权利要求1所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所述二轴移栽机械爪（12）在工作时，其第一同步带模组（122）通过第二电机驱动而使机械爪装置在X轴方向的移动、第二同步带模组（124）通过第一电机驱动而使机械爪装置在Z轴方向的移动，以顺序执行从穴盘中取苗、转移苗、放苗，因此，所说X轴和Z轴方向的移动均指在两个方向上的直线往复运动。

3.如权利要求1所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所说育苗穴盘托盘装置(131)包括主体件（1311）、侧板（1312）、拉簧（1313）、铰链（1314）和标准穴盘（1315），其中，主体件（1311）与侧板（1312）构成一放置标准穴盘（1315）的框，而侧板（1312）相对主体件（1311）通过拉簧（1313）和铰链（1314）连接形成的翻转而构成一使得标准穴盘（1315）能从主体件（1311）正上方放入。

4.如权利要求3所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所说穴盘进给装置的标准穴盘（1315）是随着穴盘进给装置处在Y轴方向的移动，将带育苗的标准穴盘送至指定工作区域，并在育苗全部移栽后将清空的标准穴盘的空盘运出。

5.如权利要求1所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所说穴盘进给装置的第三同步带模组（132）除了安装在移栽前框（111）中部上外，还通过支架安装在电气控制箱（14）的上面。

6.如权利要求1所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所说入土压坑栽种装置的压坑栽种装置（161）包括固定管道件（1611）、活动件（1612）、多个锥形入土件（1613）以及安装在活动件（1612）的下表面和锥形入土件之间并随所述第四电机（163）和第四同步带模组（162）运行而带动活动件上下运动的同时，使锥形入土件的2或3个锥形板相对作开合运动，入土压坑栽种装置（16）的正下方，其所设定的每个盆的位置对应入土压坑栽种装置（16）的每个固定管道件（1611）位置。

7.如权利要求1或6所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所述入土压坑栽种装置（16）在第四同步带模组带动下锥形入土件（1613）在Z轴方向上做直线往复运动，以进行入土以及脱离土壤基质作业。

8.如权利要求1或6所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所述定盆装置的第一主机架和第二主机架（171、172）所设定的每个盆的位置对应压坑栽种装置（161）的每个固定管道件（1611）的位置间隔排布，以将进入工作区域的花盆限定在指定工作区域，对应入土栽种装置等间隔排布；以防止栽种时盆位置发生偏移。

9.如权利要求7所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所述入土压坑栽种装置（16）中的第四同步带模组（162）与二轴移栽机械爪（12）中的第二同步带模组（124）平行对称布置，且装置中压坑栽种装置（161）中由锥形入土件（1613）的成对的半锥形部件构成的锥管正对花盆传送装置（15）中央。

10.如权利要求1所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所述.PC（8）在所述机械爪装置（123）的生产或工作过程中出现未抓取、或未成功栽种时，会给予后续机构命令，进行相关处理。

11.如权利要求1所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于所述料斗(211)的出口部位为一缩颈的漏斗部（2110），其两侧各设有一下端面具有开口（2113）的四边形的漏斗管（2114），每一漏斗管（2110）在一侧壁上具有一第一缝隙（2111）和在位于第一缝隙（2111）之下的相对二侧壁上具有对称设置的一对第二缝隙（2112），所述量控隔板（214）为匚形件，具有上板（2141）、侧板（2142）、长度大于上板（2141）的下板（2143），其中，下板（2143）与上板（2141）相对应的表面部分中或该表面部分中间位置设有通孔（21431），侧板（2142）上开设有槽孔（21421）；

所述第一线性驱动装置（212）的驱动端与量控隔板（214）的连接为通过槽孔（21421）利用螺纹紧固方式与量控隔板的侧板（2142）的连接：所述量控隔板（214）通过上板（2141）和下板（2143）分别插入第一缝隙（2111）和第二缝隙（2112）以在量控隔板来回移动时形成上板（2141）对料斗漏斗部（2111）空间连通至封闭的同时，下板（2143）则转变为对开口（2113）由封闭至连通。

12.如权利要求1或11所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于：所述量控隔板（214）在相对料斗的漏斗管（2114）内壁向外驱动时利用下板与上板的长度差相对封闭开口（2113）并形成让土料（基质）填积的间隔空间，在相对料斗的漏斗管（2114）内壁向内驱动时利用下板截取土料以及使上板的通孔（21431）与开口（2113）连通让土料流出；

由于量控隔板（214）相对开口的交错分布无重合之处，因此配合料斗的漏斗管（2114）内壁，下板截取土料的量为上板与下板的两板相对面之间的容量即为所控制的土量。

13.如权利要求1所述的分盆装土移栽机器人装置及其控制系统，其特征在于转盘运输装置（22）还包括一清扫件（225）为一具有刷毛体和后柄的长条型毛刷，如带柄软毛刷，其通过后柄安装在外圆轨（221）的外侧壁上，其刷毛体贴在转盘（220）的叶片下方的开有孔的板面和叶片上侧一个板面上以清除残留在其板面上的土壤。

Images