CN113973652A - 一种高效获得冬虫夏草自动接种设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，包括：虫体传送装置，用于定位虫体，并输送虫体依次通过虫体姿态识别装置、自动注射装置；虫体姿态识别装置，用于扫描虫体以确定接种部位，并输出接种部位的坐标参数至自动注射装置；自动注射装置，用于根据接收到的坐标参数调整注射姿态注射虫体；虫体杯传送装置，安装在虫体传送装置的出料端，用于输送虫体杯依次接收接种好的虫体。本发明利用3D相机实时扫描虫体，快速确定接种位置，六轴注射机器人先行测试出液量，然后调整注射姿态注射虫体，使得每头虫体的接种量基本一致，有效提高了接种成功率。
Description
技术领域
本发明涉及虫草接种领域，具体涉及一种高效获得冬虫夏草自动接种设备。
背景技术
冬虫夏草简称虫草，是珍贵的中药材，目前自然界(野外)自然感染接种成功率约万分之一，野生虫草产量极低，随着市场对冬虫夏草的需求越来越大，研发可人工栽培的冬虫夏草成为当务之急。
目前，人工饲喂感染接种成功率约30％，相对野外感染成功率有了较大提升，但仍无法满足市场需求。随着液体接种技术的发展，人工手动注射接种成功率已高达90％，但是存在人为因素影响，导致接种效果差异性较大，接种量不均衡，效率较低(600头/小时)。
目前也有一些企业、科研院所和个人对蚕蛹虫草如何机械化接种进行了研究，例如CN204119844U-一种北虫草液体接种机、CN210470514U-一种北虫草液体接种机等，虽然可以一定程度的提高接种效率，但是没有对接种部位进行识别，导致接种量不均衡，接种成功率较低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高效获得冬虫夏草自动接种设备。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，包括：
虫体传送装置，用于定位虫体，并输送虫体依次通过虫体姿态识别装置、自动注射装置；
虫体姿态识别装置，用于扫描虫体以确定接种部位，并输出接种部位的坐标参数至自动注射装置；
自动注射装置，用于根据接收到的坐标参数调整注射姿态注射虫体；
虫体杯传送装置，安装在虫体传送装置的出料端，用于输送虫体杯依次接收接种好的虫体。
所述的虫体传送装置包括第一传动皮带和设置在第一传动皮带上的定位槽，定位槽沿第一传送皮带行进方向间隔设置有用于定位虫体的定位孔。
所述的虫体姿态识别装置包括三维运动模组和安装在其上的3D相机。
所述的自动注射装置为六轴注射机器人。
所述的虫体杯传送装置包括垂直第一传送皮带设置的第二传动皮带和用于感应虫体杯位置的位置传感器。
还包括虫体收料装置，设置在虫体传送装置的出料端，用于将定位孔中的虫体依次抓取至虫体杯。
还包括虫体上料装置，设置在虫体传送装置的进料端，用于将虫体依次抓取至虫体传送装置的定位孔中。
还包括注液量测试装置，设置在六轴注射机器人旁侧，用于测试六轴注射机器人的注液量。
还包括溶液测试台，设置在注液量测试装置旁侧，用于收集六轴注射机器人注射的菌液。
还包括安全光栅，设置各装置所处的工作台四周，防止人员接近。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、自动虫体姿态识别：利用3D相机实时显示，快速找到接种位置。
2、自动注射：感应到虫体后，通过皮带传送至注射位置，机器人先行测试出液量，然后调整注射姿态注射虫体。
3、自动下料：下料位检测到虫体杯时，传送皮带传送虫体到位，虫体随皮带传送至杯中，虫体杯继续传送下一个空位，下料动作完成。
4、工作效率高：自动接种机成功率＞98％，接种量均衡，相对人工接种效率提升明显(900头/小时)。
5、精度高：接种部位的准确识别，每头接种量基本一致，有助于提高接种成功率。
6、自动化降低成本：利于后期工厂自动化生产，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的正面轴侧视图，图中，为了清楚的显示工作区域，去掉安全光栅及上部立柱；
图3是本发明的背面轴侧视图，同图2，为了清楚的显示工作区域，去掉安全光栅及上部立柱；
图4是本发明的俯视图，同图2，为了清楚的显示工作区域，去掉安全光栅及上部立柱；
附图标记说明：1-机架；2-第一传送皮带；3-定位槽；4-定位孔；5-三维运动模组；6-3D相机；7-六轴注射机器人；8-第二传送皮带；9-位置传感器；10-注液量测试装置；11-溶液测试台；12-安全光栅。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
如图1至图4所示，一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，包括机架1，在机架1上安装有虫体传送装置、虫体姿态识别装置、自动注射装置、虫体杯传送装置、注液量测试装置10和溶液测试台11。同时设备还配套设有PLC控制系统、电源系统、气液系统、安全系统等，其均为设备的常规配置，在此不再赘述。
虫体传送装置用于定位虫体，并带动虫体依次通过虫体姿态识别装置、自动注射装置，主要包括第一传动皮带2和设置在第一传动皮带2上的定位槽3，定位槽3沿第一传送皮带2行进方向间隔设置有用于定位虫体的定位孔4。
具体的，第一传动皮带2水平设置在机架1的工作平台上，可通过配套的电机驱动。定位槽3可采用链条槽，能够随皮带一起运动。定位孔4间隔设置在定位槽3上，用来放置虫体，防止在运送过程中，虫体移位。
虫体姿态识别装置用于扫描虫体以确定接种部位，并输出接种部位的坐标参数至自动注射装置，主要包括三维运动模组5和安装在三维运动模组5上的3D相机6。
具体的，三维运动模组5设置在第一传动皮带2旁边，可采用常规的导轨、气缸或电机驱动，能够带动3D相机6相对第一传动皮带2上下、前后、左右移动即可。3D相机6可商购获得，通过动态扫描虫体，通过配套的处理软件，确定注射部位的空间坐标，并通过控制系统输出坐标参数给下一工位的自动注射装置。
自动注射装置用于根据接收到的坐标参数调整注射姿态注射虫体，主要包括六轴注射机器人7。六轴注射机器人7可商购获得，配套虫体感应器，感应到虫体后，机器人先行测试出液量，然后调整注射姿态注射虫体，注射完成后，机器人回到原位。
虫体杯传送装置用于输送虫体杯依次接收接种好的虫体，其设置在虫体传送装置的出料端，主要包括垂直第一传送皮带2设置的第二传动皮带8和用于感应虫体杯位置的位置传感器9。
具体的，虫体杯可人工依次放置在第二传送皮带8上，位置传感器9设置在第二传动皮带8的上方，并靠近第一传送皮带2，用于将虫体杯定位在第一传送皮带2的正下方，如此，第二传动皮带8转弯时，定位孔4的虫体掉落到虫体杯中，然后虫体杯前移，新的空虫体杯对准第一传送皮带2，装有虫体的虫体杯移动到另一端时，人工取下即可。
优选的，为了避免虫体卡在定位孔4中无法及时掉落，还可在第一传送皮带2出料端设置虫体收料装置(图中未示出)，例如，可选用下料机器人，将定位孔4中的虫体抓取至虫体杯。
进一步优选的，为了提高虫体上料速度，还可在第一传送皮带2进料端设置虫体上料装置(图中未示出)，其至少包括上料机器人，将虫体依次抓取至第一传送皮带2的定位孔4中。当然，还可以在第一传送皮带2进料端设置与之垂直的第三传送皮带，不断输送虫体至第一传送皮带2处。
注液量测试装置10用于测试六轴注射机器人7的注液量，实现定量注液，在本实施例中，注液量测试装置10设置在六轴注射机器人7相对侧(相对第一传送皮带2而言)，包括安装在机架1工作台上的电子天平和放置在电子天平上的溶液杯。六轴注射机器人7测试出液量时，将菌液注入到溶液杯中，电子天平测量出具体的量，并反馈给六轴注射机器人7。
溶液测试台11设置在注液量测试装置10旁边，包括支撑平台和位于其上的载玻片或其他器皿，用于收集六轴注射机器人7注射的菌液，然后由人工定期取出到实验室测试。六轴注射机器人7每次注液后，可通过控制系统发出消息，通知人工取液检查。
同时，如图1所示，机架1的工作台的端部设有向上的立柱，并在各立柱上设置安全光栅12，避免人员在设备工作时接近工作台，提高操作性安全性及效率。
综上，本申请的用于高效获得冬虫夏草的自动接种设备，利用3D相机6实时扫描虫体，快速确定接种位置，六轴注射机器人7先行测试出液量，然后调整注射姿态注射虫体，使得每头虫体的接种量基本一致，有效提高了接种成功率，自动接种机成功率＞98％。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：包括：
虫体传送装置，用于定位虫体，并输送虫体依次通过虫体姿态识别装置、自动注射装置；
虫体姿态识别装置，用于扫描虫体以确定接种部位，并输出接种部位的坐标参数至自动注射装置；
自动注射装置，用于根据接收到的坐标参数调整注射姿态注射虫体；
虫体杯传送装置，安装在虫体传送装置的出料端，用于输送虫体杯依次接收接种好的虫体。
2.根据权利要求1所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：所述的虫体传送装置包括第一传动皮带和设置在第一传动皮带上的定位槽，定位槽沿第一传送皮带行进方向间隔设置有用于定位虫体的定位孔。
3.根据权利要求1所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：所述的虫体姿态识别装置包括三维运动模组和安装在其上的3D相机。
4.根据权利要求1所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：所述的自动注射装置为六轴注射机器人。
5.根据权利要求1所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：所述的虫体杯传送装置包括垂直第一传送皮带设置的第二传动皮带和用于感应虫体杯位置的位置传感器。
6.根据权利要求2所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：还包括虫体收料装置，设置在虫体传送装置的出料端，用于将定位孔中的虫体依次抓取至虫体杯。
7.根据权利要求2所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：还包括虫体上料装置，设置在虫体传送装置的进料端，用于将虫体依次抓取至虫体传送装置的定位孔中。
8.根据权利要求1所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：还包括注液量测试装置，设置在六轴注射机器人旁侧，用于测试六轴注射机器人的注液量。
9.根据权利要求1所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：还包括溶液测试台，设置在注液量测试装置旁侧，用于收集六轴注射机器人注射的菌液。
10.根据权利要求1所述的一种高效获得冬虫夏草自动接种设备，其特征在于：还包括安全栅，设置各装置所处的工作台四周，防止人员接近。
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