CN114260209B - 一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及雏鸡孵化生产线自动化控制技术领域，涉及一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选系统和方法，包括对雏鸡松散化处理、获取雏鸡的外形和动作的图像、“根据外形和动作的图像进行评判其健康状况、重量和性别”、注射疫苗；根据评判结果，把公雏鸡放入公雏输送机，把母雏鸡放入母雏输送机，把不合格品放入不合格品输送机。本发明能在运输中把拥挤的雏鸡自动松散化处理、能快速准确地自动把雏鸡分类处置、把自动疫苗注射的步骤整合到分类处置步骤中、自动化和智能化程度大幅提高、工人劳动强度降低、用工人数减少、工作过程大幅简化、精确度提高、用工成本降低。

Description

一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选系统和方法

技术领域

本发明涉及雏鸡孵化生产线自动化控制技术领域，涉及一种按照雏鸡健康状况、重量和性别进行分类处置的控制技术领域，具体涉及一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选系统和方法。

背景技术

京红1号蛋鸡配套系是我国拥有自主知识产权的蛋鸡配套系，它具有多项优势，主要表现为：1.耐粗饲，有较强的适应能力，适合中国粗放的饲养环境。2.成活率高，育成鸡达98%，蛋鸡达93%，比国外品种分别高3个、2个百分点。3.产蛋高峰期长，产蛋率能达到90%以上，产蛋天数能达到180天以上。4.父母代：种蛋合格率高、受精率高、健母雏率高，只鸡年生产健母雏数比国外多4～5只。种蛋合格率90%，受精率92.3%，健母雏数108只。5.商品代：72周龄饲养日产蛋数311枚，产蛋总重19.5千克，产蛋期料蛋比2.2∶1。总之，京红1号蛋鸡配套系生产性能优越、繁殖性能突出、实用性、适应性强，因此在我国被大面积推广应用。

然而，在雏鸡生产过程中，出雏室内自动脱壳，由雏鸡输送机从自动脱壳设备上运送出来，先后进入拣雏室和注射室，这两个工位的工作全部由人工完成，雏鸡在雏鸡输送机上非常拥挤，但是不妨碍人工抓取。

拣雏室的分拣标准是这样的：

1.由人工目测，观察雏鸡外形，区分为健康和不健康两类。具有特征：明显是活体，肢体完全，没有明显残缺等等，属于健康类。具有特征：死雏、肢体不完全、有明显残缺、两只粘连等等，属于不健康类。

2.由人工抓取，放在称上称量出重量G，单位是克，重量G在预设定的标准重量区间[G]范围内则属于重量合格，大于或者小于该重量范围，则属于重量不合格。

3.由人工目测，根据雏鸡的颜色区分出公雏或母雏，公雏和母雏背部的颜色有明显的区别，公雏背部的的绒毛是黄色，母雏的绒毛全部是红褐色。

根据以上标准分类后，由人工把雏鸡分别转移到后序的三个输送机：

1.重量合格、健康的母雏放入母雏输送机，当做蛋鸡母雏或者种鸡出售。

2.重量合格、健康的公雏放入公雏输送机，当做肉食鸡雏或者种鸡出售。

3.不属于以上两款的，是不合格雏鸡，放入不合格品输送机。

母雏输送机和公雏输送机运送雏鸡到注射室，人工抓起雏鸡挨个注射抗病疫苗，以增强抗病能力，工作步骤为：把雏鸡抓在左手掌心内，食指和拇指抓住雏鸡的脖颈部位，防止雏鸡受痛摆动，右手拿注射器，针头插入脖颈推入药水。这项工作对操作人员的操作水平有很高的要求，操作人员要手脚麻利，动作迅速准确，针头插入部位要准确，插入深度把握准确，操作不当造成雏鸡死亡，动作迟缓的跟不上输送机运输的速度，有经验的注射人员能注射1000-1300只/小时，劳动强度非常大，有经验的注射人员的用工成本非常高，企业对有经验的注射人员的依赖性非常高，个别人员的岗位调动可能会使企业的生产局面非常被动，成为雏鸡生产线中最大的瓶颈，然而到目前为止还没有更好的生产技术方案。

人工操作的主观性较强，分类的准确性因人而异，对于同一个人，精神状态好坏不同，分类的准确性有差异，分类不准确，往往会给客户或者生产企业造成损失；目前的工作效率很难提高，自动化程度低，工人劳动强度大，用工人数量大，工作过程复杂，周转步骤多。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种能把拥挤的雏鸡自动松散化处理、能快速准确地自动把雏鸡分类处置、把自动疫苗注射的步骤整合到分类处置步骤中、自动化和智能化程度大幅提高、工人劳动强度降低、工人数量减少、工作过程大幅简化、精确度提高、用工成本降低的雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选方法和系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

技术方案一，一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选方法，包括获取雏鸡的外形和动作的图像，还包括对雏鸡松散化处理、根据雏鸡的外形和动作的图像进行评判其健康状况和性别；还包括对雏鸡照射白光；

所述的对雏鸡松散化处理是指使相互拥挤在一起的雏鸡相互分离，以便于拍摄到雏鸡个体自由状态的形态和动作，而不是拍摄到受拥挤而变形后的形态图像、被相邻的雏鸡遮挡的图像、受拥挤而被动做出的动作图像，确保拍摄到自由状态的形态图像，以确保后面的评判步骤对其有比较客观的评判结果；也便于抓手组件对雏鸡准确抓取。

所述的获取雏鸡的外形和动作的图像与根据雏鸡的外形和动作的图像进行评判是指按照专利文献号为CN107751355B中所述的，在预备信息库中，预先存入一些健康雏鸡和不健康雏鸡的外形轮廓多帧动画图形，通过边缘提取的方法对图像中的雏鸡元素进行形态勾勒；该专利文献中所识别的是静态的水果，本发明中要识别的是会活动的雏鸡；比如健康的雏鸡，从正上方摄制的图像中，其有基本确定的形状特征，可以是静态的，肢体健全，有身体部位，有尾部，有头部，头部上有眼睛，头部前面还有喙，身体两侧有翅膀，也可以有简单的动作，比如头部转动、眨眼睛、啄、行走、扇动翅膀等，符合这些特征的雏鸡则评判为健康的雏鸡；还可以预先保存不健康的雏鸡的外形轮廓多帧动画图形，比如雏鸡身体或头部明显扭曲、僵直、两只雏鸡明显粘连在一起、身体或头部两侧明显不对称、翅膀不正常地下垂或翘曲、蹒跚爬行等等，符合这些特征的雏鸡则评判为不健康的雏鸡；可以以“gif”格式预先保存为动画图像文件，该图像文件包括有一系列雏鸡的外形轮廓和动作；获取当前待评判雏鸡的外形和动作的图像，并与预存的外形轮廓多帧动画图形进行比对，和健康雏鸡的外形轮廓多帧动画图形相匹配的则评判为健康雏鸡，和不健康雏鸡的外形轮廓多帧动画图形相匹配的则评判为不健康雏鸡，不能评判为健康雏鸡的都被评判为不健康的雏鸡，检测到的异物，比如大片蛋壳，不符合健康雏鸡的评判标准，也当作不健康的雏鸡处置。

本发明还包括对健康雏鸡进行称重并评判，把健康雏鸡分为重量合格和重量不合格两类；预存一个雏鸡体重标准区间[G]，该数值需要根据客户的要求、运输和存放时间长短、运输途中的气温、湿度等因素进行推算得到，雏鸡自出壳开始就不断地在蒸发其体内的水份，重量逐渐减轻，通过到客户驻地之前雏鸡体重的预期损失率，推算出雏鸡体重需要达到的雏鸡体重标准区间[G]。称量出当前雏鸡体重，与雏鸡体重标准区间[G]进行比较，落入该区间范围的则评判结果为重量合格，未落入该区间范围的则评判结果为重量不合格。

本发明还包括对重量合格的健康雏鸡进行注射疫苗的步骤，使用幼禽自动注射器，能代替人工自动为雏鸡注射疫苗，增强雏鸡的抗病能力。

以上所述的不健康雏鸡和重量不合格雏鸡都被列为不合格雏鸡。

本发明还包括对重量合格的健康雏鸡，获取其背部的颜色并评判其性别。以上所述对雏鸡摄像得到的图像，获取其中的颜色信息，与预设的颜色信息进行比对，所述的预设的颜色信息包括红褐色和黄色两种，当雏鸡背部的颜色评判为红褐色时则该雏鸡被评判为是母雏鸡，当雏鸡背部的颜色评判为黄色时则该雏鸡被评判为是公雏鸡。

技术方案二，一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选系统，包括控制器、摄像模块、雏鸡搬运模块、称重模块和疫苗注射模块；还包括雏鸡松散化模块；还包括白光照射模块；所述的白光照射模块、摄像模块、雏鸡搬运模块、称重模块、疫苗注射模块和雏鸡松散化模块分别与控制器电联接；

所述的控制器可以是PLC可编程控制器、单片机控制器或者工控计算机等；

所述的控制器通过摄像模块获取雏鸡外形和动作的图像，所述的控制器包括健康状况评判模块，所述的控制器包括预存的健康雏鸡和不健康雏鸡的外形轮廓多帧动画图形，雏鸡的动态图像与预存的多帧动画图形进行比较，并得出是健康雏鸡或者是不健康雏鸡的结论；

所述的控制器包括重量评判模块，所述的重量评判模块使称重模块所称量的雏鸡重量与雏鸡体重标准区间[G]进行比对，并得到重量合格或者重量不合格的结论，以此把雏鸡分为重量合格和重量不合格两类。

所述的控制器调用疫苗注射模块对雏鸡进行疫苗注射。

所述的控制器调用雏鸡松散化模块对雏鸡进行松散化处理，使雏鸡之间保持适当的距离，不受周围雏鸡的拥挤、遮挡，以便于在后面的步骤中对其拍摄到自由状态下图像和便于抓取。

技术方案三，一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选设备，包括摄像机和智能搬运机器人，还包括松散输送机和抓手组件；所述的抓手组件固定联接在智能搬运机器人的手臂末端；还包括日光灯、母雏输送机、公雏输送机和不合格品输送机；所述的母雏输送机用于运送被评判为健康、重量合格、经注射疫苗的母雏鸡；所述的公雏输送机用于运送被评判为健康、重量合格、经注射疫苗的公雏鸡。

所述的抓手组件包括称重传感器、气动手指、夹爪、推进气缸、幼禽自动注射器和抓手支架；抓手支架固定联接在智能搬运机器人的手臂末端；称重传感器的第一端固定联接在抓手支架上，称重传感器的第二端与气动手指的缸体固定联接，两个夹爪分别固定联接在气动手指的两个活动手指上；智能搬运机器人的手臂末端能驱动抓手组件执行移动、旋转和升降动作，夹爪上设有突起和凹陷，两个夹爪上的凹陷部位相对应，凹陷部位有雏鸡头部定位槽、雏鸡颈部定位槽和雏鸡身体定位槽，分别对雏鸡的头部、颈部和身体进行定位和夹持；推进气缸的缸体与抓手支架固定联接，幼禽自动注射器与推进气缸的活塞杆固定联接；推进气缸把幼禽自动注射器推送到其注射针头靠近雏鸡颈部的位置，幼禽自动注射器在雏鸡颈部处自动注射疫苗。

所述的幼禽自动注射器是指：授权公告号为CN203915139U的专利文献中所描述的幼禽自动注射器。

所述的气动手指是工业自动化技术领域经常使用的气动元件，本发明使用的气动手指是亚德客国际集团生产的HFY型气动手指，气动手指包括一个缸体和两个手指。

松散输送机代替传统的雏鸡输送机，其后端与自动脱壳设备的前端搭接，雏鸡在松散输送机的后端非常拥挤，相互遮挡，如果直接摄像得到的图像不能辨别出单个雏鸡的特征，根据这样的图像不能对雏鸡个体作出正确的评判，抓手组件也无法针对雏鸡个体去准确抓取，有必要先对拥挤的雏鸡松散化；松散输送机就能实现雏鸡松散化的功能；

松散输送机包括松散机架、松散链组件、松散链轮组件、导向板组件和链托板；两个松散链轮组件分别通过转动副联接在松散机架的前后两端；

松散链组件包括两条闭环的主链条、多个链间横杆和多个链板；两条主链条的长度相等，链间横杆等间距地连接在两条主链条之间；松散链组件张紧地绕在两个松散链轮组件之间；

链板上设置前后两个横杆滑孔，横杆滑孔的方向是左右方向，链间横杆与横杆滑孔滑动配合；链板主体的上表面是高承载面；链板主体上表面的右侧缺失一块材料形成一个低的台阶，低的台阶的上表面是低承载面；链板主体上表面向左侧延伸出一个突台，该突台的上表面是悬承载面，悬承载面和高承载面是左右并在一起的同一个连续表面；链板的下表面向下伸出一个突起，是下拨销；

链托板和松散机架固定联接，链托板的上表面是下托面，下托面上设置多条沿着前后方向延伸的下拨槽；链托板的中间区域是分散区，前后两端部位是合并区；合并区的下拨槽间距小，分散区的下拨槽间距大；同一条下拨槽位于合并区的部分与位于分散区的部分之间光滑连接；链板的下表面放置在下托面上，下托面支承起链板的重量；下拨销与下拨槽滑动配合；

链板在前后方向上首尾相搭接，中间留有很小的间隙；

松散链轮组件转动，驱动松散链组件的上边自后向前运转，链板在下拨槽的引导作用下在下托面上自后向前滑动，在下拨槽的光滑连接段向左或者向右偏移；

多个链板左右对齐安装在两个横杆滑孔上，第一个链板右侧相邻的第二个链板的悬承载面向左伸，搭接到第一个链板低承载面的上方；第一个链板的悬承载面向左伸，搭接到左侧相邻的第三个链板低承载面的上方；

在合并区，多个链板左右对齐安装在两个横杆滑孔上，第一个链板右侧相邻的第二个链板的悬承载面向左伸，完全搭接到第一个链板低承载面的上方并与第一个链板的高承载面的右侧边缘距离较近；第一个链板的悬承载面向左伸，完全搭接到左侧相邻的第三个链板低承载面的上方并与第三个链板的高承载面的右侧边缘距离较近，左右相邻链板的高承载面和悬承载面的组合面都相互距离较近，松散链组件在左右方向的总宽度较小；

在分散区，在下拨槽的引导作用下相邻链板沿着左右方向距离增大，第一个链板右侧相邻的第二个链板的悬承载面向左伸，不完全搭接到第一个链板低承载面的上方，与第一个链板的高承载面的右侧边缘距离变大，第一个链板低承载面部分暴露出来；第一个链板的悬承载面向左伸，不完全搭接到左侧相邻的第三个链板低承载面的上方，与第三个链板的高承载面的右侧边缘距离变大，左右相邻两个链板的两个“高承载面和悬承载面的组合面”距离都变大，松散链组件在左右方向的总宽度较大；

在合并区和分散区的衔接部位，链板随着下拨槽的光滑连接段光滑过渡。

在松散输送机的最后端，来自自动脱壳设备的雏鸡在合并区的后端非常拥挤，雏鸡随着松散链组件朝前运送，经过合并区和分散区的衔接部位，进入分散区，随着左右相邻的链板左右距离变大，位于其上的雏鸡左右方向的距离变大，达到了雏鸡在左右方向上松散化的目的，但是雏鸡在前后方向上还有可能是拥挤的。

本发明还包括横拨组件；横拨组件包括横拨板组件和拨盘；横拨板组件包括多个横拨板和横拨支架；多个横拨板固定联接在横拨支架上，横拨板组件与松散机架通过移动副相联；

拨盘包括相互固定联接的横拨驱动轴和横拨销；横拨驱动轴和横拨销平行但是不重合；横拨驱动轴和松散机架通过转动副相联；横拨板组件还设置有长滑孔，长滑孔的方向与横拨板组件沿着移动副移动的方向不平行；横拨销和长滑孔滑动配合；横拨电机驱动横拨驱动轴转动，拨盘通过长滑孔带动横拨板组件在左右方向上往复平移，横拨板把一部分位于“高承载面和悬承载面的组合面”上的雏鸡向左或者向右拨动到相邻的低承载面上，使前后方向拥挤的雏鸡，左中一部分朝左或者朝右移动适当距离，前后不再对齐，从而达到雏鸡在前后方向上松散化的目的。

摄像机和日光灯分别安装在分散区的正上方，日光灯安装在其光照角度最适合于摄像机摄像的位置，日光灯在雏鸡身体上照射白光，摄像机采集雏鸡的外形和动作的图像。

为了保证雏鸡运送到分散区后，雏鸡都位于摄像机的最佳拍摄区域和日光灯的最佳照射区域，在运输过程中要使雏鸡沿着预设定的路径行走，不能向左或右移动到预期之处的区域，本发明还设置了两个导向板，两个导向板分别位于后段合并区和分散区的左右两侧，并且在分散区的间距较大，在合并区的间距较小，导向板能限定出雏鸡向左或向右自行走动的范围。

控制器执行摄像模块，摄像机采集分散区中雏鸡的外形和动作的图像，控制器执行健康状况评判模块，识别出健康雏鸡和不健康雏鸡；执行雏鸡性别评判模块，从健康雏鸡中又识别出公雏鸡和母雏鸡；摄像机处理的顺序一般是对雏鸡在左右方向上以折线形路线逐行扫描，逐个处理；控制器执行雏鸡搬运模块，智能搬运机器人带动抓手组件抓取雏鸡，也是以同样的顺序，对雏鸡在左右之向上以折线形路线逐行逐个处理；抓取到不健康雏鸡则放入不合格品输送机；抓取到健康雏鸡后执行称重模块，称重传感器采集该雏鸡的重量，经过重量评判模块的评判，根据评判结果，重量不合格的雏鸡放入不合格品输送机；对于重量合格的雏鸡，则由推进气缸和幼禽自动注射器的组合执行自动注射疫苗的步骤；然后根据雏鸡性别评判模块的评判结果，把公雏鸡放入公雏输送机，把母雏鸡放入母雏输送机，从而达到了智能化分类拣选的目的。

以上所述的抓手组件固定联接在智能搬运机器人的手臂末端，仅使用了一个抓手组件，智能搬运机器人每抓取一个雏鸡都要大幅度扭转身体向母雏输送机、公雏输送机或不合格品输送机放置一次，这样频繁大幅度扭转身体的过程消耗时间较多，为了节省时间，还可以在智能搬运机器人的手臂末端同时安装多个抓手组件，一个抓手组件由一套组合抓手代替；组合抓手包括分叉支架、多个伺服电机和多个抓手组件，分叉支架包括第一法兰和多个第二法兰，第一法兰和智能搬运机器人的手臂末端固定联接，多个伺服电机的外壳法兰分别与多个第二法兰固定联接；多个伺服电机的输出轴分别与多个抓手组件固定联接；智能搬运机器人的手臂末端驱动分叉支架、伺服电机和抓手组件的组合旋转；这样智能搬运机器人先使其中一个抓手组件朝下，伺服电机驱动抓手组件旋转至雏鸡头部定位槽位于待抓取雏鸡头部的正上方、雏鸡身体定位槽位于待抓取雏鸡身体部位的正上方，并带动它下降，先后执行抓取雏鸡、如果是健康雏鸡则执行称重模块、如果重量合格执行疫苗注射模块；然后智能搬运机器人驱动该抓手组件抬起、旋转离开朝下的位置；使另一个抓手组件旋转至朝下的位置，伺服电机驱动抓手组件旋转至雏鸡头部定位槽位于待抓取雏鸡头部的正上方、雏鸡身体定位槽位于待抓取雏鸡身体部位的正上方，并带动它下降，先后执行抓取雏鸡、如果是健康雏鸡则执行称重模块、如果重量合格执行疫苗注射模块；重复执行以上步骤，使多个抓手组件上都抓有雏鸡，如果符合条件都执行完称重模块和疫苗注射模块，最后智能搬运机器人的身体再大幅度扭转一次，把抓取的雏鸡按照分类的最终结论放入相应的母雏输送机、公雏输送机或不合格品输送机中，这样就大量减少了智能搬运机器人的身体大幅度扭转的次数，简化了工作过程，节省了工作时间，提高了工作效率。以上所述的多个是指二至十个，其中第二法兰、伺服电机和抓手组件的数量相等。

本发明把传统单独的人工注射疫苗的工序整合到分类拣选的过程当中，并完全由系统自动化处理，在搬运的过程中就完成了疫苗注射，注射部位、插针头的深度都非常精准，由此造成的死亡率远远低于人工，几乎不占用额外的时间，精简了周转过程，大幅提高了工作效率，减少了工人劳动强度，避免了对特殊工种熟练工人的过度依赖，降低了用工成本。

根据以上所述，摄像机处理的顺序是对雏鸡在左右之向上以折线形路线逐行扫描，逐个处理；智能搬运机器人带动抓手组件抓取雏鸡，也是以同样的顺序，对雏鸡在左右之向上以折线形路线逐行逐个处理；但是有时雏鸡在自行行走时，从未扫描到的区域突然飞跃到已扫描完的区域，可能会造成雏鸡漏处理，离开摄像机的最佳摄像区域后可能就不被处理而随着松散链组件继续向前移动，为了避免这种情况发生，在分散区的前端还设置有一对对射传感器，一对对射传感器分别设置在分散区的前端的左右两侧，当有漏处理的雏鸡随着松散链组件继续向前移动时，遮挡住了对射传感器之间的光线，则处理器产生一个信号并发送执令，使智能搬运机器人和抓手组件的组合优先处理该漏处理的雏鸡，保证不会有雏鸡被漏处理。

我公司的生产线年产6000万只健康母雏鸡，在改造前，在雏鸡输送机两边布置八个素质非常高、注意力非常集中的拣雏工人，从拥挤的鸡群中目测健康状况和背部绒毛的颜色，拣雏出健康的母雏鸡和公雏鸡，由于雏鸡拥挤，不能完全看清楚原貌，错拣的概率很高；逐个放在称量设备上称重，重量不合格的放到不合格品输送机，重量合格的分别放在母雏输送机和公雏输送机上运送到注射室。不合格品输送机上的雏鸡都被当作废品处理。拣雏工人每个班分配八名，三班倒换，共需要二十四名工人。

人工拣雏错检率平均5.3%；把合格的雏鸡错检为不合格，给生产企业造成损失；把不合格的雏鸡错检为合格，给客户造成损失，生产企业被迫接受较低的出售价格；错检率较高给生产企业造成平均4.2%的经济损失。

在注射室，在母雏输送机和公雏输送机两侧要布置五名高素质的注射工人，注射工人每个班分配五名，三班倒换，共需要十五名工人。人工注射操作不当导致免疫疾病，导致的死亡率平均为2.2%，给生产企业造成2.2%的经济损失。

在生产线改造为采用本发明后，拣雏室和注射室合并为一个生产部门，一个班只需要两名巡视人员，检查生产状况，处理异常情况，三个班共分配六名巡视人员，工人数量由原来的三十九名减少为六名，减少了84.6%，用工成本减少了88.3%。

本发明的拣雏错检率平均1.1%；错检率给生产企业造成平均1.1%的经济损失，损失率大幅降低。本发明由夹爪43自动抓取定位、幼禽自动注射器45自动注射疫苗，造成的死亡率平均为0.1%，给生产企业造成0.1%的经济损失。经济损失率大幅降低。

本发明的有益效果是：能把拥挤的雏鸡自动松散化处理，能快速准确地自动把雏鸡分类处置，包括按分类标准分出健康雏鸡和不健康雏鸡、重量合格和重量不合格雏鸡、公雏鸡和母雏鸡，并分出不合格雏鸡，分类标准统一，分类结果客观准确，把自动疫苗注射的步骤整合到分类处置步骤中，自动化和智能化程度大幅提高，工人劳动强度降低，用工人数减少，工作过程大幅简化，精确度提高，对特殊工种熟练工人的依赖性降低，用工成本降低。

附图说明

图1是本发明实施例1雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选方法的工艺流程示意图；

图2是本发明实施例2雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选系统的控制连接关系示意图；

图3是本发明实施例3雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选设笛的三维结构示意图；

图4是抓手组件4的三维结构示意图；

图5是智能搬运机器人5和组合抓手的组合的三维结构示意图；

图6是松散输送机1的三维结构示意图；

图7是松散链组件12的三维结构剖视示意图；

图8是链板123第一视角的三维结构示意图；

图9是链板123第二视角的三维结构示意图；

图10是链托板16的三维结构示意图；

图11是横拨组件18的三维结构示意图。

图中：

1-松散输送机；11-松散机架；12-松散链组件；121-主链条；122-链间横杆；123-链板；1231-高承载面；1232-低承载面；1233-横杆滑孔；1234-下拨销；1235-悬承载面；13-松散链轮组件；14-导向板；15-对射传感器；16-链托板；161-下拨槽；162-下托面；17-松散驱动组件；18-横拨组件；181-横拨板组件；1811-横拨板；1812-横拨支架；1813-长滑孔；182-拨盘；1821-横拨驱动轴；1822-横拨销；183-横拨电机；A-合并区；B-分散区；

2-日光灯；3-摄像机；

4-抓手组件；41-称重传感器；42-气动手指；43-夹爪；431-雏鸡头部定位槽；432-雏鸡颈部定位槽；433-雏鸡身体定位槽；44-推进气缸；45-幼禽自动注射器；46-抓手支架；

5-智能搬运机器人；6-母雏输送机；7-公雏输送机；8-不合格品输送机；

91-分叉支架；911-第一法兰；912-第二法兰；92-伺服电机。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选方法，包括获取雏鸡的外形和动作的图像，还包括对雏鸡松散化处理、根据雏鸡的外形和动作的图像进行评判其健康状况和性别；还包括对雏鸡照射白光；

所述的对雏鸡松散化处理是指使相互拥挤在一起的雏鸡相互分离，以便于拍摄到雏鸡个体的形态和动作，而不是拍摄到受拥挤而变形后的形态、被相邻的雏鸡遮挡的图像、受拥挤而被动做出的动作，以确保后面的评判步骤对其有比较客观的评判结果；也便于抓手组件4对雏鸡准确抓取。

所述的获取雏鸡的外形和动作的图像并评判是指按照专利文献号为CN107751355B中所述的，在预备信息库中，预先存入一些健康雏鸡和不健康雏鸡的外形轮廓多帧动画图形，通过边缘提取的方法对图像中的雏鸡元素进行形态勾勒；该专利文献中所识别的是静态的水果，本实施例中要识别的是会活动的雏鸡；比如健康的雏鸡，从正上方摄制的图像中，其有基本确定的形状特征，可以是静态的，肢体健全，有身体部位，有尾部，有头部，头部上有眼睛，头部前面还有喙，身体两侧有翅膀，也可以有简单的动作，比如头部转动、眨眼睛、啄、行走、扇动翅膀等，符合这些特征的雏鸡则评判为健康的雏鸡；还可以预先保存不健康的雏鸡的外形轮廓多帧动画图形，比如雏鸡身体或头部明显扭曲、僵直、两只雏鸡明显粘连在一起、身体或头部两侧明显不对称、翅膀不正常地下垂或翘曲、蹒跚爬行等等，符合这些特征的雏鸡则评判为不健康的雏鸡；可以以“gif”格式预先保存为动画图像文件，该图像文件包括有一系列雏鸡的外形轮廓和动作；获取当前待评判雏鸡的外形和动作的图像，并与预存的外形轮廓多帧动画图形进行比对，和健康雏鸡的外形轮廓多帧动画图形相匹配的则评判为健康雏鸡，和不健康雏鸡的外形轮廓多帧动画图形相匹配的则评判为不健康雏鸡，不能评判为健康雏鸡的都被评判为不健康的雏鸡，检测到的异物，比如大片蛋壳，不符合健康雏鸡的评判标准，也当作不健康的雏鸡进行处置。

所述的gif格式是指Graphics Interchange Format，汉语意思为“图像互换格式”，是在1987年由Compu Serve公司为了填补跨平台图像格式的空白而发展起来的,可以在PC和Mactiontosh等多种平台上应用。该格式的图像文件可以在同一个文件内部按顺序集成多个图片，也可以通过一系列动画的排列来表示某种事件的产生过程，GIF文件的制作简单，生成文件的体积较小，浏览速度也较快。

本实施例还包括对健康雏鸡进行称重并评判，把健康雏鸡分为重量合格和重量不合格两类；预存一个雏鸡体重标准区间[G]，该数值需要根据客户的要求、运输和存放时间长短、运输途中的气温、湿度等因素进行推算得到，雏鸡自出壳开始就不断地在蒸发其体内的水份，重量逐渐减轻，通过到客户驻地之前雏鸡体重的预期损失率，推算出雏鸡体重需要达到的雏鸡体重标准区间[G]。客户一般要求体重达标并且尽量均匀，超重的也不接受，特别是当作种鸡采购的，要求其遗传特征保持一致性，对重量均匀性也有严格的要求。比如雏鸡体重标准区间可以预设为区间[33，38]，单位是克，称量出当前雏鸡体重，与雏鸡体重标准区间[G]进行比较，落入该区间范围的则评判结果为重量合格，未落入该区间范围的则评判结果为重量不合格。

本实施例还包括对重量合格的健康雏鸡进行注射的步骤，目前市场上已有成熟的雏鸡自动注射设备，比如授权公告号为CN203915139U的专利文献，公开了一种幼禽自动注射器，能代替人工自动为雏鸡注射疫苗，增强雏鸡的抗病能力。

以上所述的不健康雏鸡和重量不合格雏鸡都被列为不合格雏鸡。

本实施例还包括对重量合格的健康雏鸡，获取其背部的颜色并评判其性别的步骤。以上所述对雏鸡摄像得到的图像，获取其中的颜色信息，与预设的颜色信息进行比对，所述的预设的颜色信息包括红褐色和黄色两种，当雏鸡背部的颜色评判为红褐色时则该雏鸡被评为是母雏鸡，当雏鸡背部的颜色评判为黄色时则该雏鸡被评为是公雏鸡。母雏鸡被销往养殖蛋鸡或者种鸡的客户，公雏鸡被销往养殖肉食鸡或者种鸡的客户。

实施例2，一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选系统，如图2所示，包括控制器、摄像模块、雏鸡搬运模块、称重模块和疫苗注射模块；还包括雏鸡松散化模块；还包括白光照射模块；所述的白光照射模块、摄像模块、雏鸡搬运模块、称重模块、疫苗注射模块和雏鸡松散化模块分别与控制器电联接；

所述的控制器是指PLC可编程控制器；

所述的控制器通过摄像模块获取雏鸡外形和动作的图像，所述的控制器包括健康状况评判模块，所述的控制器包括预存的健康雏鸡和不健康雏鸡的外形轮廓多帧动画图形，雏鸡的动态图像与预存的多帧动画图形进行比较，并得出是健康雏鸡或者是不健康雏鸡的结论；

所述的控制器包括重量评判模块，所述的重量评判模块使称重模块所称量的雏鸡重量与雏鸡体重标准区间[G]进行比对，并得到重量合格或者重量不合格的结论，以此把雏鸡分为重量合格和重量不合格两类。

所述的控制器调用疫苗注射模块对雏鸡进行疫苗注射。

所述的控制器调用雏鸡松散化模块对雏鸡进行松散化处理，使雏鸡之间保持适当的距离，不受周围雏鸡的拥挤、遮挡，以便于在后面的步骤中对其拍摄图像和抓取。

本实施例的控制器还包括计数器，所述的计数器包括母雏计数器和公雏计数器；所述的母雏计数器在搬运中对母雏鸡进行计数，所述的公雏计数器在搬运中对公雏鸡进行计数，代替人工，提高计数效率、准确性，节省人工，降低劳动强度，并能保存在存储器中，便于以后查询。

以计数器最终的数值可以计算成品率：

成品率=(母雏计数器数值+公雏计数器数值)÷种蛋总数×100%。

实施例3，一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选设备，如图3所示，包括摄像机3和智能搬运机器人5，还包括松散输送机1和抓手组件4；还包括日光灯2、母雏输送机6、公雏输送机7和不合格品输送机8；所述的母雏输送机6用于运送被评判为健康、重量合格、经注射疫苗的母雏；所述的公雏输送机7用于运送被评判为健康、重量合格、经注射疫苗的公雏。

所述的抓手组件4固定联接在智能搬运机器人5的手臂末端；如图4所示，所述的抓手组件4包括称重传感器41、气动手指42、夹爪43、推进气缸44、幼禽自动注射器45和抓手支架46；抓手支架46固定联接在智能搬运机器人5的手臂末端；称重传感器41的第一端固定联接在抓手支架46上，称重传感器41的第二端与气动手指42的缸体固定联接，两个夹爪43分别固定联接在气动手指42的两个活动手指上；智能搬运机器人5的手臂末端能驱动抓手组件4执行移动、旋转和升降动作，夹爪43上设有突起和凹陷，两个夹爪43上的凹陷部位相对应，凹陷部位有雏鸡头部定位槽431、雏鸡颈部定位槽432和雏鸡身体定位槽433，分别对雏鸡的头部、颈部和身体进行定位和夹持；推进气缸44的缸体与抓手支架46固定联接，幼禽自动注射器45与推进气缸44的活塞杆固定联接；推进气缸44把幼禽自动注射器45推送到靠近雏鸡颈部的位置，幼禽自动注射器45在雏鸡颈部处自动注射疫苗。

所述的幼禽自动注射器45是指：授权公告号为CN203915139U的专利文献中所描述的幼禽自动注射器。

所述的气动手指42是工业自动化技术领域经常使用的气动元件，本实施例使用的气动手指42是亚德客国际集团生产的HFY型气动手指。

松散输送机1代替传统的雏鸡输送机，其后端与自动脱壳设备的前端搭接，雏鸡在松散输送机1的后端非常拥挤，如果直接摄像得到的图像不能辨别出单个雏鸡的特征，根据这样的图像不能对雏鸡个体作出正确的评判，抓手组件也无法针对雏鸡个体去准确抓取，有必要先对拥挤的雏鸡松散化；松散输送机1就能实现雏鸡松散化的功能；

如图6所示，松散输送机1包括松散机架11、松散链组件12、松散链轮组件13、导向板组件14和链托板16；两个松散链轮组件13分别通过转动副联接在松散机架11的前后两端；

如图7所示，松散链组件12包括两条闭环的主链条121、多个链间横杆122和多个链板123；两条主链条121的长度相等，链间横杆122等间距地连接在两条主链条121之间；

如图8和9所示，链板123上设置前后两个横杆滑孔1233，横杆滑孔1233的方向是左右方向，链间横杆122与横杆滑孔1233滑动配合；链板123主体的上表面是高承载面1231；链板123主体上表面的右侧缺失一块材料形成一个低的台阶，低的台阶的上表面是低承载面1232；链板123主体上表面向左侧延伸出一个突台，该突台的上表面是悬承载面1235，悬承载面1235和高承载面1231是左右并在一起的同一个连续表面；链板123的下表面向下伸出一个突起，是下拨销1234；

链托板16和松散机架11固定联接，如图10所示，链托板16的上表面是下托面162，下托面162上设置多条沿着前后方向延伸的下拨槽161；链托板16的中间区域是分散区B，前后两端部位是合并区A；合并区A的下拨槽161间距小，分散区B的下拨槽161间距大；同一条下拨槽161位于合并区A的部分与位于分散区B的部分之间光滑连接；链板123的下表面放置在下托面162上，下托面162支承起链板123的重量；下拨销1234与下拨槽161滑动配合；

链板123在前后方向上首尾相搭接，中间留有很小的间隙；

松散驱动组件17驱动两个松散链轮组件13中的一个转动，驱动松散链组件12的上边自后向前运转，链板123在下拨槽161的引导作用下在下托面162上自后向前滑动，在下拨槽161的光滑连接段向左或者向右偏移；松散驱动组件17是电机或者电机与减速机的组合；

在合并区A，多个链板123左右对齐安装在两个横杆滑孔1233上，如图7、8和9所示，第一个链板123右侧相邻的第二个链板123的悬承载面1235向左伸，完全搭接到第一个链板123低承载面1232的上方并与第一个链板123的高承载面1231的右侧边缘距离较近；第一个链板123的悬承载面1235向左伸，完全搭接到左侧相邻的第三个链板123低承载面1232的上方并与第三个链板123的高承载面1231的右侧边缘距离较近，左右相邻链板123的高承载面1231和悬承载面1235的组合面都相互距离较近，松散链组件12在左右方向的总宽度较小；

在分散区B，在下拨槽161的引导作用下链板123沿着左右方向距离增大，第一个链板123右侧相邻的第二个链板123的悬承载面1235向左伸，不完全搭接到第一个链板123低承载面1232的上方，与第一个链板123的高承载面1231的右侧边缘距离变大，第一个链板123低承载面1232部分暴露出来；第一个链板123的悬承载面1235向左伸，不完全搭接到左侧相邻的第三个链板123低承载面1232的上方，与第三个链板123的高承载面1231的右侧边缘距离变大，左右相邻两个链板123的两个“高承载面1231和悬承载面1235的组合面”距离都变大，松散链组件12在左右方向的总宽度较大；

在合并区A和分散区B的衔接部位，链板123随着下拨槽161的光滑连接段光滑过渡；

在松散输送机1的最后端，来自自动脱壳设备的雏鸡在合并区A的后端非常拥挤，雏鸡随着松散链组件12朝前运送，经过合并区A和分散区B的衔接部位，进入分散区B，随着左右相邻的链板123左右距离变大，位于其上的雏鸡左右方向的距离变大，达到了雏鸡在左右方向上松散化的目的，但是雏鸡在前后方向上还有可能是拥挤的。

本实施例还包括横拨组件18；如图8和11所示，横拨组件18包括横拨板组件181和拨盘182；横拨板组件181包括多个横拨板1811和横拨支架1812；多个横拨板1811固定联接在横拨支架1812上，横拨板组件181与松散机架11通过移动副相联；

拨盘182包括相互固定联接的横拨驱动轴1821和横拨销1822；横拨驱动轴1821和横拨销1822平行但是不重合；横拨驱动轴1821和松散机架11通过转动副相联；横拨板组件181还设置有长滑孔1813，长滑孔1813的方向与横拨板组件181沿着移动副移动的方向不平行；横拨销1822和长滑孔1813滑动配合；横拨电机183驱动横拨驱动轴1821转动，拨盘182通过长滑孔1813带动横拨板组件181在左右方向上往复平移，横拨板1811把一部分位于“高承载面1231和悬承载面1235的组合面”上的雏鸡向左或者向右拨动到相邻的低承载面1232上，使前后方向拥挤的雏鸡，左中一部分朝左或者朝右移动适当距离，前后不再对齐，从而达到雏鸡在前后方向上松散化的目的。“高承载面1231和悬承载面1235的组合面”与低承载面1232的落差不大，一般不超过10毫米，不会造成雏鸡跌伤。

摄像机3和日光灯2分别安装在分散区B的正上方，日光灯2安装在其光照角度最适合于摄像机3摄像的位置，日光灯2在雏鸡身体上照射白光，摄像机3采集雏鸡的外形和动作的图像。

为了保证雏鸡运送到分散区B后，雏鸡都位于摄像机3的最佳拍摄区域和日光灯2的最佳照射区域，在运输过程中要使雏鸡沿着预设定的路径行走，不能向左右移动到预期之处的区域，本实施例还设置了两个导向板14，两个导向板14分别位于后段合并区A和分散区B的左右两侧，并且在分散区B的间距较大，在合并区A的间距较小，导向板14能限定出雏鸡向左或向右自行走动的范围。

控制器执行摄像模块，摄像机3采集分散区B中雏鸡的外形和动作的图像，控制器执行健康状况评判模块，识别出健康雏鸡和不健康雏鸡；执行雏鸡性别评判模块，从健康雏鸡中又识别出公雏鸡和母雏鸡；摄像机3处理的顺序一般是对雏鸡在左右方向上以折线形路线逐行扫描，逐个处理；控制器执行雏鸡搬运模块，智能搬运机器人5带动抓手组件4抓取雏鸡，也是以同样的顺序，对雏鸡在左右之向上以折线形路线逐行逐个处理；抓取到不健康雏鸡则放入不合格品输送机8；抓取到健康雏鸡后执行称重模块，称重传感器41采集该雏鸡的重量，经过重量评判模块的评判，根据评判结果，重量不合格的雏鸡放入不合格品输送机8；对于重量合格的雏鸡，则由推进气缸44和幼禽自动注射器45的组合执行自动注射疫苗的步骤；然后根据雏鸡性别评判模块的评判结果，把公雏鸡放入公雏输送机7，把母雏鸡放入母雏输送机6，从而达到了智能化分类拣选的目的。由此可见，松散输送机1能实成输送和松散化两个功能。

以上所述的抓手组件4固定联接在智能搬运机器人5的手臂末端，仅使用了一个抓手组件4，智能搬运机器人5每抓取一个雏鸡都要大幅度扭转身体向母雏输送机6、公雏输送机7或不合格品输送机8放置一次，这样频繁大幅度扭转身体的过程消耗时间较多，为了节省时间，还可以在智能搬运机器人5的手臂末端同时安装三个抓手组件4，如图5所示，一个抓手组件4由一套组合抓手代替，组合抓手包括分叉支架91、伺服电机92和三个抓手组件4，分叉支架91包括第一法兰911和三个第二法兰912，第一法兰911和智能搬运机器人5的手臂末端固定联接，三个伺服电机92的外壳法兰分别与三个第二法兰912固定联接；三个伺服电机92的输出轴分别与三个抓手组件4固定联接；智能搬运机器人5的手臂末端驱动分叉支架91、伺服电机92和抓手组件4的组合旋转；这样智能搬运机器人5先使其中一个抓手组件4朝下，伺服电机92驱动抓手组件4旋转至雏鸡头部定位槽431位于待抓取雏鸡头部的正上方、雏鸡身体定位槽433位于待抓取雏鸡身体部位的正上方，并带动它下降，先后执行抓取雏鸡、如果是健康雏鸡则执行称重模块、如果重量合格执行疫苗注射模块；然后智能搬运机器人5驱动该抓手组件4抬起、旋转离开朝下的位置；使另一个抓手组件4朝下，伺服电机92驱动抓手组件4旋转至雏鸡头部定位槽431位于待抓取雏鸡头部的正上方、雏鸡身体定位槽433位于待抓取雏鸡身体部位的正上方，并带动它下降，先后执行抓取雏鸡、如果是健康雏鸡则执行称重模块、如果重量合格执行疫苗注射模块；重复执行以上步骤，使三个抓手组件4上都抓有雏鸡，如果符合条件都执行完称重模块和疫苗注射模块，最后智能搬运机器人5的身体再大幅度扭转一次，把抓取的雏鸡按照分类的最终结论放入相应的母雏输送机6、公雏输送机7或不合格品输送机8中，这样就大量减少了智能搬运机器人5的身体大幅度扭转的次数，简化了工作过程，节省了工作时间，提高了工作效率。

本实施例把传统单独的人工注射疫苗的工序整合到分类拣选的过程当中，并完全由系统自动化处理，在搬运的过程中就完成了疫苗注射，注射部位、插针头的深度都非常精准，由此造成的死亡率远远低于人工，几乎不占用额外的时间，精简了周转过程，大幅提高了工作效率，减少了工人劳动强度，避免了对特殊工种熟练工人的过度依赖，降低了用工成本。

根据以上所述，摄像机3处理的顺序是对雏鸡在左右之向上以折线形路线逐行扫描，逐个处理；智能搬运机器人5带动抓手组件4抓取雏鸡，也是以同样的顺序，对雏鸡在左右之向上以折线形路线逐行逐个处理；但是有时雏鸡在自行行走时，从未扫描到的区域突然飞跃到已扫描完的区域，可能会造成雏鸡漏处理，离开摄像机3的最佳摄像区域后可能就不被处理而随着松散链组件12继续向前移动，为了避免这种情况发生，在分散区B的前端还设置有一对对射传感器15，一对对射传感器15分别设置在分散区B的前端的左右两侧，当有漏处理的雏鸡随着松散链组件12继续向前移动时，遮挡住了对射传感器15之间的光线，则处理器产生一个信号并发送执令，使智能搬运机器人5和抓手组件4的组合优先处理该漏处理的雏鸡，保证不会有雏鸡被漏处理。

Claims (2)

1.一种雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选设备，包括摄像机和智能搬运机器人，还包括松散输送机和抓手组件；所述的抓手组件固定联接在智能搬运机器人的手臂末端；

所述的抓手组件包括称重传感器、气动手指、夹爪、推进气缸、幼禽自动注射器和抓手支架；抓手支架固定联接在智能搬运机器人的手臂末端；称重传感器的第一端固定联接在抓手支架上，称重传感器的第二端与气动手指的缸体固定联接，两个夹爪分别固定联接在气动手指的两个活动手指上；夹爪上设有突起和凹陷，两个夹爪上的凹陷部位相对应，凹陷部位有雏鸡头部定位槽、雏鸡颈部定位槽和雏鸡身体定位槽，分别对雏鸡的头部、颈部和身体进行定位和夹持；推进气缸的缸体与抓手支架固定联接，幼禽自动注射器与推进气缸的活塞杆固定联接；推进气缸把幼禽自动注射器推送到其注射针头靠近雏鸡颈部的位置，幼禽自动注射器在雏鸡颈部处自动注射疫苗；

其特征在于：松散输送机包括松散机架、松散链组件、松散链轮组件、导向板组件和链托板；两个松散链轮组件分别通过转动副联接在松散机架的前后两端；

松散链组件包括两条闭环的主链条、多个链间横杆和多个链板；两条主链条的长度相等，链间横杆连接在两条主链条之间；松散链组件张紧地绕在两个松散链轮组件之间；

链板上设置前后两个横杆滑孔，横杆滑孔的方向是左右方向，链间横杆与横杆滑孔滑动配合；链板主体的上表面是高承载面；链板主体上表面的右侧缺失一块材料形成一个低的台阶，低的台阶的上表面是低承载面；链板主体上表面向左侧延伸出一个突台，该突台的上表面是悬承载面；链板的下表面向下伸出一个突起，是下拨销；

链托板和松散机架固定联接，链托板的上表面是下托面，下托面上设置多条沿着前后方向延伸的下拨槽；链托板的中间区域是分散区，前后两端部位是合并区；合并区的下拨槽间距小，分散区的下拨槽间距大；同一条下拨槽位于合并区的部分与位于分散区的部分之间光滑连接；下拨销与下拨槽滑动配合；链板在前后方向上首尾相搭接；

多个链板左右对齐安装在两个横杆滑孔上，第一个链板右侧相邻的第二个链板的悬承载面向左伸，搭接到第一个链板低承载面的上方；第一个链板的悬承载面向左伸，搭接到左侧相邻的第三个链板低承载面的上方。

2.如权利要求1所述的雏鸡孵化生产线的智能化分类拣选设备，其特征在于：还包括横拨组件；横拨组件包括横拨板组件和拨盘；横拨板组件包括多个横拨板和横拨支架；多个横拨板固定联接在横拨支架上，横拨板组件与松散机架通过移动副相联；

拨盘包括相互固定联接的横拨驱动轴和横拨销；横拨驱动轴和横拨销平行但是不重合；横拨驱动轴和松散机架通过转动副相联；横拨板组件还设置有长滑孔，长滑孔的方向与横拨板组件沿着移动副移动的方向不平行；横拨销和长滑孔滑动配合；横拨驱动轴转动，拨盘通过长滑孔带动横拨板组件在左右方向上往复平移。

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