CN114367455B - 蔬菜苗智能分级设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开的蔬菜苗智能分级设备，包括用于输送苗盘的苗盘输送机构和用于抓取种苗的种苗抓取机构，所述苗盘输送机构包括用于输送待分拣苗盘的主输送机构和用于输送分拣后种苗苗盘的支路输送机构，所述主输送机构上设有用于检测种苗尺寸的视觉检测机构；分拣种苗时，种苗抓取机构夹住主输送机构上苗盘内的种苗，之后种苗移动到视觉检测机构处进行检测，经过相机拍照，由相机通过特定的算法对其归类，分位大苗，中苗和小苗，并根据结果分别输送到支路输送机构上进行装盘，实现了种苗的自动分拣，降低劳动强度，提高效率。

Description

蔬菜苗智能分级设备

技术领域

本发明涉及种苗培育技术领域，具体地说是蔬菜苗智能分级设备。

背景技术

育苗是指在苗圃、温床或温室里培育幼苗，以备移植至土地里去栽种；也 可指各种生物细小时经过人工保护直至能独立生存的这个阶段。育苗是一项劳 动强度大、费时、技术性强的工作。

近年来，我国蔬菜种子育苗广泛应用容器穴盘育苗技术，极大的提高苗木 质量，但技术装备水平落后，缺乏穴盘育苗生产技术的系列研究和配套设备。

尤其是种苗分级筛选技术，目前国内市场上，各个苗长种苗的筛选分类主 要通过人工来完成，非常费时费力，面对分级筛选量的增加单凭人工分级筛选 已无法满足大规模生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供蔬菜苗智能分级设备，种苗抓取机 械手抓取待筛选种苗，经过相机拍照，由相机通过特定的算法对其归类，分位 大苗，中苗和小苗，并根据结果分别装盘；实现了种苗的自动分级筛选，降低 劳动强度，提高效率。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

蔬菜苗智能分级设备，包括用于输送苗盘的苗盘输送机构和用于抓取种苗 的种苗抓取机构，所述苗盘输送机构包括用于输送待分级筛选苗盘的主输送机 构和用于输送分级筛选后种苗苗盘的支路输送机构，所述主输送机构上设有用 于检测种苗尺寸的视觉检测机构；

所述种苗抓取机构位于苗盘输送机构上方，种苗抓取机构包括夹紧机构和 用于支撑夹紧机构的安装架，所述夹紧机构与安装架连接并在安装架上滑动， 夹紧机构包括用于夹取种苗的夹紧爪、驱动夹紧爪升降的驱动机构和用于支撑 驱动机构的安装板，所述驱动机构输出端与夹紧爪连接。

进一步地，所述支路输送机构包括大苗输送机构、中苗输送机构和小苗输 送机构。

进一步地，所述主输送机构包括用于输送苗盘的输送带和用于支撑输送带 的第一支架，所述输送带支撑在所述第一支架内并在第一支架内转动。

进一步地，所述视觉检测机构包括用于检测种苗大小的相机和用于支撑相 机的第二支架，所述第二支架下端安装在主输送机构上。

进一步地，还包括用于支撑种苗抓取机构的框架，所述框架上端设有横梁， 所述横梁两端与框架之间滑动连接，所述种苗抓取机构安装在横梁上并在横梁 上移动。

进一步地，所述安装板与安装架之间滑动连接，所述安装架下端与安装板 之间设有第一气缸，所述第一气缸缸体端与安装架连接，第一气缸活塞杆端与 安装板连接。

进一步地，所述驱动机构采用第二气缸，所述第二气缸缸体端与安装板连 接，所述夹紧爪左右对称分布，第二气缸活塞杆端与对称的夹紧爪连接。

进一步地，所述第二气缸缸体端设有定位头，定位头与夹紧爪一一对应， 夹紧爪上端设有长条孔，销轴穿过定位头和长条孔从而定位夹紧爪；

所述第二气缸活塞杆端设有转板，转板左右对称分布，转板上端与第二气 缸活塞杆铰接，转板下端与对应的夹紧爪铰接。

进一步地，对称的所述夹紧爪之间通过回弹机构连接。

进一步地，所述夹紧爪呈针形。

本发明的有益效果是：

1、本发明中包括用于输送苗盘的苗盘输送机构和用于抓取种苗的种苗抓 取机构，所述苗盘输送机构包括用于输送待分级筛选苗盘的主输送机构和用于 输送分级筛选后种苗苗盘的支路输送机构，所述主输送机构上设有用于检测种 苗尺寸的视觉检测机构；种苗抓取机构包括夹紧机构和用于支撑夹紧机构的安装架，所夹紧机构包括用于夹取种苗的夹紧爪、驱动夹紧爪升降的驱动机构和 用于支撑驱动机构的安装板。分级筛选种苗时，驱动机构驱动夹紧爪下降，通 过夹紧爪夹住主输送机构上苗盘内的种苗，之后驱动机构驱动夹紧爪上升，夹 紧爪移动到视觉检测机构处进行检测，经过相机拍照，由相机通过特定的算法 对其归类，分位大苗，中苗和小苗，并根据结果分别输送到支路输送机构上进 行装盘，实现了种苗的自动分级筛选，降低劳动强度，提高效率。

2、本发明中支路输送机构包括大苗输送机构、中苗输送机构和小苗输送机 构，大苗输送机构、中苗输送机构和小苗输送机构上的苗盘分别支撑大苗、中 苗和小苗，提高了分级筛选效率。

3、本发明中对称的所述夹紧爪之间通过回弹机构连接。所述回弹机构采用 橡皮筋。夹紧爪下降时，通过橡皮筋将对称的夹紧爪固定为一个整体，使得夹 紧爪下端收束，保证对称的夹紧爪下端都能够插入到育苗杯中，不会因为自身 的重量而导致夹紧爪插入到杯外，抓取可靠。

4、本发明中夹紧爪呈针形，夹紧爪下端收束向上运动时，针形的夹紧爪不 会带去土块，工作环境整洁。

5、本发明中夹紧机构设有六个，六个夹紧机构左右均匀的安装在安装架， 每个夹紧机构对应一个安装板，可同时取六个种苗，效率高。

6、本发明中安装架下端与安装板对应的位置设有支撑板，所述支撑板上设 有驱动支撑板升降的第一气缸，第一气缸缸体端与支撑板连接，第一气缸活塞 杆端与安装板连接，通过第一气缸驱动夹紧机构下降至苗盘处，夹出种苗，防 止夹紧机构运行过程中损坏种苗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领 域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明内部结构示意图一；

图3为本发明内部结构示意图二；

图4为本发明主视图；

图5为本发明左视图；

图6为本发明视觉检测机构结构示意图；

图7为本发明种苗抓取机构结构示意图；

图8为本发明种苗抓取机构左视图；

图9为本发明夹紧爪左视图。

图中：苗盘1；

主输送机构2，输送带21，第一支架22；

视觉检测机构3，相机31，第二支架32；

种苗抓取机构4，，安装架41，夹紧爪42，安装板43，第一气缸44，第二 气缸45，定位头46，长条孔47，转板48，橡皮筋49；

大苗输送机构5，中苗输送机构6，小苗输送机构7，框架8，横梁9。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本 发明实施例中的附图，对本发明实施例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，都应当属于本发明保护的范围。

为方便描述，现定义坐标系如图1所示。

如图1和图2所示，蔬菜苗智能分级设备，包括用于输送苗盘1的苗盘输 送机构和用于抓取种苗的种苗抓取机构4，所述苗盘输送机构包括用于输送待分 级筛选苗盘的主输送机构2和用于输送分级筛选后种苗苗盘的支路输送机构， 所述主输送机构2上设有用于检测种苗尺寸的视觉检测机构3；所述种苗抓取机构4位于苗盘输送机构上方，种苗抓取机构4包括夹紧机构和用于支撑夹紧机 构的安装架41，所述夹紧机构与安装架41连接并在安装架41上滑动，夹紧机 构包括用于夹取种苗的夹紧爪42、驱动夹紧爪42升降的驱动机构和用于支撑驱 动机构的安装板43，所述驱动机构输出端与夹紧爪42连接。

分级筛选种苗时，驱动机构驱动夹紧爪42下降，通过夹紧爪42夹住主输 送机构2上苗盘1内的种苗，之后驱动机构驱动夹紧爪上升，夹紧爪移动到视 觉检测机构3处进行检测，经过相机拍照，由相机通过特定的算法对其归类， 分位大苗，中苗和小苗，并根据结果分别输送到支路输送机构上进行装盘，实现了种苗的自动分级筛选，降低劳动强度，提高效率。

如图1所示，本实施例中所述主输送机构2位于支路输送机构右侧，主输 送机构2的，支路输送机构包括大苗输送机构5、中苗输送机构6和小苗输送机 构7，大苗输送机构5用于输送分级筛选后承载了大苗的苗盘1，中苗输送机构 6用于输送分级筛选后承载了中苗的苗盘1，小苗输送机构7用于输送分级筛选 后承载了小苗的苗盘1，大苗输送机构5、中苗输送机构6和小苗输送机构7自 左至右依次排列。

如图3所示，所述主输送机构2包括用于输送苗盘1的输送带21和用于支 撑输送带21的第一支架22，所述输送带21支撑在所述第一支架22内并在第一 支架22内转动，第一支架22两端设有传动辊，输送带21两端绕过传动辊，第 一支架22端部设有驱动转动转动的电机，第一支架22支撑在地面上，第一支 架22两端设有导向板，通过导向板对苗盘进行导向，第一支架22上设有传感 器，传感器在分级筛选位置和末端均设有，分别用于确定分级筛选位置和端部 位置。当有分级筛选苗盘流出时，输送带末端传感器感应，由于工作位置苗盘缺失，设备会暂停并蜂鸣报警，提醒操作者更换苗盘。大苗输送机构5、中苗输 送机构6、小苗输送机构7与主输送机构的结构相同，在此不做过多赘述。

如图2和图6所示，所述视觉检测机构3包括用于检测种苗大小的相机31 和用于支撑相机31的第二支架32，所述第二支架32下端安装在主输送机构2 的第一支架22上，第二支架32呈门字形，门字形第二支架32下端分别对应第 一支架22两侧，相机31通过螺栓安装在第二支架32上端。

如图1和图2所示，还包括用于支撑种苗抓取机构4的框架8，所述框架8 为长方体形框架，框架8上端设有横梁9，所述横梁9两端与框架8之间通过导 轨滑块副滑动连接，横梁9左端设有电机，框架8上设有齿条，电机输出端设有齿轮，齿轮与齿条啮合，本实施例通过齿轮齿条驱动横梁前后移动，同时也 可采用链轮链条或者皮带轮的方式驱动，如图4和图5所示，所述安装架41安 装在横梁9上并在横梁9上移动，安装架41上端设有安装板，安装板与横梁之 间通过导轨滑块副滑动连接，安装板上升何有电机，电机输出端设有齿轮，横梁9上端设有齿条，齿轮与齿条啮合，通过齿轮齿条啮合将种苗抓取机构移动 到对应的支路输送机构处，本实施例中通过齿轮齿条啮合驱动种苗抓取机构4 移动，同时也可以采用链轮链条或者是皮带驱动的方式，此为现有技术，在此 不做过多赘述。

如图7和图8所示，所述安装架41下端设有连接板，安装板43位于连接 板前方，安装板43与安装架41下端的连接板之间通过导轨滑块副滑动连接。 所述夹紧机构设有六个，六个夹紧机构左右均匀的安装在安装架41，每个夹紧 机构对应一个安装板43，可同时取六个种苗，效率高。

如图7所示，所述安装架41下端与安装板43对应的位置设有支撑板，每 个安装板43对应一个支撑板，所述支撑板上设有驱动支撑板升降的第一气缸44， 支撑板成L型，L型支撑板竖直部分与安装板43连接，第一气缸44缸体端与 支撑板水平部分连接，第一气缸44活塞杆端与安装板43连接，安装板43后侧 面上设有方管，第一气缸44活塞杆端与方管连接，每个安装板43对应一个第 一气缸44，通过第一气缸44驱动夹紧机构下降至苗盘处，夹出种苗，防止夹紧 机构运行过程中损坏种苗。

如图7和图8所示，所述驱动机构采用第二气缸45，所述第二气缸45缸体 端与安装板43连接，所述夹紧爪42左右对称分布，第二气缸45活塞杆端与对 称的夹紧爪42连接。工作时，通过第二气缸45驱动夹紧爪42下降张开，撑在 穴盘中的纸杯中，之后第一气缸44驱动夹紧爪42升起，并移动到检测机构处 进行检测，检测完成后，种苗移动到对应的苗盘中，第一气缸44驱动夹紧爪42 下降，第二气缸45驱动夹紧爪42上升收缩，使得纸杯掉落，实现了种苗的自 动抓取释放。

如图7和图8所示，所述第二气缸45缸体端设有定位头46，定位头46与 夹紧爪42一一对应，既定位头对称的分布在第二气缸45两端，定位头46内外 侧设有凹槽，夹紧爪穿过凹槽，夹紧爪42上端设有长条孔47，销轴穿过定位头 46和长条孔47从而定位夹紧爪42，长条孔47沿夹紧爪42长度方向.

如图9所示，所述第二气缸45活塞杆端设有转板48，转板48左右对称分 布，对称的转板48与两侧的夹紧爪42一一对应，转板48上端与第二气缸45 活塞杆铰接，所述第二气缸45活塞杆端设有连杆，转板48上端与下端通过销 轴转动连接，转板48下端与对应的夹紧爪42铰接。

第二气缸45活塞杆伸出，驱动夹紧爪42下降，夹紧爪42下端插入到育苗 杯中的泥土中，直至夹紧爪42下降到长条孔47上端与销轴接触时，第二气缸 45活塞杆继续伸出，在转板48和夹紧爪42上端销轴的作用下，夹紧爪42绕销 轴转动张开，对称的夹紧爪42撑开支撑在育苗杯内壁上，实现了育苗杯的抓取。 为了防止夹取种苗时泥土掉落，在穴盘中加入育苗杯，抓取时，将育苗杯同时 抓起。

如图9所示，对称的所述夹紧爪42之间通过回弹机构连接。本实施例中所 述回弹机构优选采用橡皮筋49，同时也可采用拉伸弹簧的方式。夹紧爪42下降 时，通过橡皮筋49将对称的夹紧爪42固定为一个整体，使得夹紧爪42下端收 束，保证对称的夹紧爪42下端都能够插入到育苗杯中，不会因为自身的重量而 导致夹紧爪插入到杯外，抓取可靠；放下种苗时，第二气缸45活塞杆收缩，在 橡皮筋49的作用下，夹紧爪42下端向内收束，与育苗杯内壁分离。

如图9所示，所述夹紧爪42呈针形，夹紧爪42下端收束向上运动时，针 形的夹紧爪42不会带去土块，工作环境整洁。

工作时，第一气缸44驱动安装板43下降，夹紧爪42下降到育苗杯上方； 如图3所示，之后第二气缸45活塞杆伸出，在驱动夹紧爪42下降，夹紧爪42 下端插入到育苗杯中的泥土中，直至夹紧爪42下降到长条孔47上端与销轴接 触时，第二气缸45活塞杆继续伸出，在转板48和夹紧爪42上端销轴的作用 下，夹紧爪42绕销轴转动张开，对称的夹紧爪42撑开支撑在育苗杯内壁上，实现了育苗杯的抓取；之后第一气缸44驱动夹紧爪42上升到，夹紧爪42输送 到检测机构处，检测机构对种苗进行检测，检测完毕的种苗输送的对应的苗盘 处，第二气缸45活塞杆收缩，在转板48的作用下夹紧爪42下端向内转动松开 育苗杯，第二气缸45活塞杆继续收缩，夹紧爪42上升，从泥土中离开，第一气缸44活塞杆收缩，将夹紧爪抬起。

在对本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描 述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方 位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是 可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接 相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领 域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (6)

1.蔬菜苗智能分级设备，包括用于输送苗盘(1)的苗盘输送机构和用于抓取种苗的种苗抓取机构(4)，其特征在于，所述苗盘输送机构包括用于输送待分级筛选苗盘的主输送机构(2)和用于输送分级筛选后种苗苗盘的支路输送机构，所述主输送机构(2)上设有用于检测种苗尺寸的视觉检测机构(3)；

所述种苗抓取机构(4)位于苗盘输送机构上方，种苗抓取机构(4)包括夹紧机构和用于支撑夹紧机构的安装架(41)，所述夹紧机构与安装架(41)连接并在安装架(41)上滑动，夹紧机构包括用于夹取种苗的夹紧爪(42)、驱动夹紧爪(42)升降的驱动机构和用于支撑驱动机构的安装板(43)，所述驱动机构输出端与夹紧爪(42)连接；

所述驱动机构采用第二气缸(45)，所述第二气缸(45)缸体端与安装板(43)连接，所述夹紧爪(42)左右对称分布，第二气缸(45)活塞杆端与对称的夹紧爪(42)连接；

所述第二气缸(45)缸体端设有定位头(46)，定位头(46)与夹紧爪(42)一一对应，夹紧爪(42)上端设有长条孔(47)，销轴穿过定位头(46)和长条孔(47)从而定位夹紧爪(42)；所述第二气缸(45)活塞杆端设有转板(48)，转板(48)左右对称分布，转板(48)上端与第二气缸(45)活塞杆铰接，转板(48)下端与对应的夹紧爪(42)铰接；

对称的所述夹紧爪(42)之间通过回弹机构连接；

所述夹紧爪(42)呈针形；

工作时，第一气缸(44)驱动安装板(43)下降，夹紧爪(42)下降到育苗杯上方；之后第二气缸(45)活塞杆伸出，驱动夹紧爪(42)下降，夹紧爪(42)下端插入到育苗杯中的泥土中，直至夹紧爪(42)下降到长条孔(47)上端与销轴接触时，第二气缸(45)活塞杆继续伸出，在转板(48)和夹紧爪(42)上端销轴的作用下，夹紧爪(42)绕销轴转动张开，对称的夹紧爪(42)撑开支撑在育苗杯内壁上，实现了育苗杯的抓取；之后第一气缸(44)驱动夹紧爪(42)上升，夹紧爪(42)输送到检测机构处，检测机构对种苗进行检测，检测完毕的种苗输送的对应的苗盘处，第二气缸(45)活塞杆收缩，在转板(48)的作用下夹紧爪(42)下端向内转动松开育苗杯，第二气缸(45)活塞杆继续收缩，夹紧爪(42)上升，从泥土中离开，第一气缸(44)活塞杆收缩，将夹紧爪抬起。

2.如权利要求1所述的蔬菜苗智能分级设备，其特征在于，所述支路输送机构包括大苗输送机构(5)、中苗输送机构(6)和小苗输送机构(7)。

3.如权利要求1所述的蔬菜苗智能分级设备，其特征在于，所述主输送机构(2)包括用于输送苗盘(1)的输送带(21)和用于支撑输送带(21)的第一支架(22)，所述输送带(21)支撑在所述第一支架(22)内并在第一支架(22)内转动。

4.如权利要求1所述的蔬菜苗智能分级设备，其特征在于，所述视觉检测机构(3)包括用于检测种苗大小的相机(31)和用于支撑相机(31)的第二支架(32)，所述第二支架(32)下端安装在主输送机构(2)上。

5.如权利要求1所述的蔬菜苗智能分级设备，其特征在于，还包括用于支撑种苗抓取机构(4)的框架(8)，所述框架(8)上端设有横梁(9)，所述横梁(9)两端与框架(8)之间滑动连接，所述种苗抓取机构(4)安装在横梁(9)上并在横梁上移动。

6.如权利要求1所述的蔬菜苗智能分级设备，其特征在于，所述安装板(43)与安装架(41)之间滑动连接，所述安装架(41)下端与安装板(43)之间设有第一气缸(44)，所述第一气缸(44)缸体端与安装架(41)连接，第一气缸(44)活塞杆端与安装板(43)连接。