CN116746347B - 一种叶菜种苗自动定植机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业智能装备技术领域，提供一种叶菜种苗自动定植机器人系统，包括：定植机器人、视觉检测机构、缓存机构、育苗盘输送机构和定植板输送机构；育苗盘输送机构用于将育苗盘输送至取苗区，定植板输送机构用于将定植板输送至放苗区，育苗盘中承托装有定植杯；定植机器人用于从取苗区夹取多个定植杯，并移载至拍照区，视觉检测机构用于以视觉检测的方式判断定植杯中是否有种苗以及判断种苗是好苗还是坏苗；定植机器人将坏苗所对应的定植杯和空杯移载至回收区，将好苗所对应的定植杯移载至定植板上，并使用缓存机构补苗或存苗。本发明不仅能够实现叶菜种苗的自动定植，而且确保将多个长势一致的好苗所对应的定植杯定植于定植板上。

Description

一种叶菜种苗自动定植机器人系统

技术领域

本发明涉及农业智能装备技术领域，尤其涉及一种叶菜种苗自动定植机器人系统。

背景技术

种苗的定植过程，是将在定植杯中育好的种苗经过筛选，挑选出合格的种苗并移载于定植板中。在种苗的生产中，种苗的移植多依赖于人工来判断种苗是否符合移植标准，而不能满足工厂化的标准化生产的要求。

定植机器人用于自动对种苗进行挑选和移植，能够提高种苗的生产效率，然而，由于播种设备和育秧环境影响种子的出苗率，育苗盘中的空杯或不合格的幼苗影响种苗的定植质量，当前，定植机器人对搬运的坏苗丢弃后剩下的种苗直接进行定植，定植的结果难以保证。

发明内容

本发明提供一种叶菜种苗自动定植机器人系统，用以解决现有技术中在对定植杯中的坏苗或者空杯丢弃后，定植机器人对搬运的种苗直接进行定植造成定植空间资源浪费的问题。

本发明提供一种叶菜种苗自动定植机器人系统，包括：定植机器人、视觉检测机构、缓存机构、育苗盘输送机构和定植板输送机构；

所述育苗盘输送机构的输送方向和所述定植板输送机构的输送方向平行设置，所述定植机器人和所述缓存机构分别位于所述育苗盘输送机构和所述定植板输送机构之间，所述育苗盘输送机构用于承载育苗盘，并将所述育苗盘输送至取苗区，所述定植板输送机构用于承载定植板，并将定植板输送至放苗区，所述育苗盘中承托装有多个用于培育种苗的定植杯；

所述定植机器人用于从所述取苗区夹取多个所述定植杯，将多个所述定植杯移载至所述视觉检测机构对应的拍照区，所述视觉检测机构用于采集所述定植杯所在区域的图像信息，以根据所述图像信息判断所述定植杯中是否有种苗以及判断所述种苗是好苗还是坏苗；

在多个所述定植杯中的所述种苗均是好苗的情形下，所述定植机器人将多个所述定植杯移载至所述定植板上；

在多个所述定植杯中的所述种苗存在好苗和坏苗，或者多个所述定植杯中存在空杯的情形下，所述定植机器人将好苗所对应的所述定植杯存放于所述缓存机构，将坏苗所对应的定植杯和/或所述空杯移载至回收区，所述定植机器人还用于将好苗所对应的所述定植杯移载至所述定植板上。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述缓存机构包括多个缓存单元；

每个缓存单元包括直线模组、第一伸缩驱动件和杯托；所述直线模组的滑台和所述第一伸缩驱动件连接，所述第一伸缩驱动件的输出端和所述杯托连接；

所述直线模组用于驱动所述第一伸缩驱动件沿第一方向往复移动，所述第一伸缩驱动件用于驱动所述杯托沿第二方向往复移动；

其中，所述第一方向和所述第二方向垂直，所述第二方向与所述育苗盘输送机构的输送方向平行。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述定植机器人包括机械臂和末端执行器；

所述末端执行器包括间距调节机构和多个夹爪；所述机械臂的末端与所述间距调节机构连接，多个所述夹爪并排设置于所述间距调节机构上，所述间距调节机构用于调节多个所述夹爪之间的间距，每个所述夹爪用于夹取所述定植杯。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述间距调节机构包括支架、第一皮带传送组件、第一滑块和第二滑块；

所述机械臂的末端和所述支架连接，所述第一皮带传送组件设于所述支架，所述第一皮带传送组件与所述第一滑块和所述第二滑块连接，所述第一滑块和所述第二滑块分设于所述支架的两侧；

所述第一皮带传送组件驱动所述第一滑块和所述第二滑块同步靠近所述支架的中部，或者驱动所述第一滑块和所述第二滑块同步远离所述支架的中部；

所述夹爪设有三个，三个所述夹爪一一对应地设于所述第一滑块、所述第二滑块和所述支架的中部。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述间距调节机构还包括：导轨；

所述导轨设于所述支架，所述导轨的延伸方向沿所述第一皮带传送组件的传送方向延伸设置，所述第一滑块和所述第二滑块分别可移动地设于所述导轨。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述间距调节机构还包括：三个到位检测传感器；

所述三个到位检测传感器间隔设于所述支架上，并沿所述导轨的延伸方向排布，所述三个到位检测传感器分别与所述第一皮带传送组件连接；

所述第二滑块能够移动至与三个所述到位检测传感器当中任一者相对应的位置，在三个所述到位检测传感器当中任一者反馈触发信号的情形下，所述第一皮带传送组件均停止运行。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述育苗盘输送机构包括第一安装架、第二皮带传送组件和顶出组件；

所述第二皮带传送组件设于所述第一安装架，以驱动所述育苗盘移动，所述顶出组件设于所述第一安装架的下侧，并与所述取苗区相对设置；

其中，在所述取苗区存在所述育苗盘的情形下，所述顶出组件将所述定植杯顶出于所述育苗盘。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述育苗盘输送机构还包括：第一料位检测传感器和第一止挡部件；

所述第一料位检测传感器分别与所述顶出组件和所述第一止挡部件连接，所述第一止挡部件沿所述第二皮带传送组件的输送方向设于所述顶出组件的前侧；

在所述第一料位检测传感器检测到所述取苗区存在所述育苗盘的情形下，所述第一止挡部件止挡于所述育苗盘，并且所述顶出组件将所述定植杯顶出于所述育苗盘。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述定植板输送机构包括第二安装架、第三皮带传送组件、下板组件、第二料位检测传感器和第二止挡部件；

所述第三皮带传送组件设于所述第二安装架，以驱动所述定植板移动，所述下板组件设于所述第二安装架远离所述放苗区的一侧，所述下板组件用于储存所述定植板，以及将所述定植板逐个放置于所述第三皮带传送组件上；

所述第二料位检测传感器和所述第二止挡部件设于所述第二安装架靠近所述放苗区的一侧，所述第二料位检测传感器用于检测所述放苗区是否存在所述定植板；所述第二料位检测传感器和所述第二止挡部件连接；

其中，在所述第二料位检测传感器检测到所述放苗区存在所述定植板的情形下，所述第二止挡部件止挡于所述定植板。

根据本发明提供的一种叶菜种苗自动定植机器人系统，所述下板组件包括储料架、升降托架和第三止挡部件；

所述储料架设于所述第二安装架上，多个所述定植板层叠放置于所述储料架；

所述升降托架设于所述储料架的下侧，并承托于多个所述定植板的底端；所述第三止挡部件设于所述储料架的底端，以控制多个所述定植板从所述储料架的底端逐个放行；所述升降托架还用于将所述储料架输出的所述定植板放置于所述第三皮带传送组件上。

本发明提供的叶菜种苗自动定植机器人系统，通过设置定植机器人、视觉检测机构、缓存机构、育苗盘输送机构和定植板输送机构，可以使用育苗盘输送机构将育苗盘输送至取苗区，以及使用定植板输送机构将定植板输送至放苗区，并使用定植机器人从取苗区夹取多个定植杯，并移载至拍照区，基于视觉检测机构采集的定植杯所在区域的图像信息，判断定植杯中是否有种苗以及判断种苗是好苗还是坏苗，在多个定植杯中的种苗均是好苗时，定植机器人将多个定植杯移载至定植板；在多个定植杯中的种苗存在好苗和坏苗，或者多个定植杯中存在空杯时，定植机器人将坏苗所对应的定植杯和空杯丢弃，并使用缓存机构补苗或者存苗，以确保定植机器人的夹取部位中都存在好苗。

由上可知，本发明的叶菜种苗自动定植机器人系统，不仅能够实现叶菜种苗的自动定植，而且还能确保将多个长势一致的好苗定植于定植板上，避免定植空间资源浪费并进一步提高了定植的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明提供的叶菜种苗自动定植机器人系统的结构示意图；

图2是本发明提供的缓存机构的结构示意图；

图3是本发明提供的末端执行器的结构示意图；

图4是本发明提供的育苗盘输送机构的结构示意图；

图5是本发明提供的顶出组件的结构示意图；

图6是本发明提供的定植板输送机构的结构示意图；

图7是本发明提供的第二止挡部件和第二料位检测传感器的结构示意图；

图8是本发明提供的下板组件的结构示意图；

图9是本发明提供的叶菜种苗自动定植机器人系统的控制结构框图。

附图标记：

1、叶菜种苗自动定植机器人系统；

11、定植机器人；111、机械臂；112、末端执行器；1121、间距调节机构；1122、夹爪；11211、支架；11212、第一皮带传送组件；11213、第一滑块；11214、第二滑块；11215、导轨；11216、到位检测传感器；

12、视觉检测机构；

13、缓存机构；131、直线模组；132、第一伸缩驱动件；133、杯托；

14、育苗盘输送机构；141、第一安装架；142、第二皮带传送组件；143、顶出组件；144、第一料位检测传感器；145、第一止挡部件；1431、固定板；1432、第二伸缩驱动件；1433、顶出板；1434、顶杆；1435、导向单元；1451、第三伸缩驱动件；1452、挡板；

15、定植板输送机构；151、第二安装架；152、第三皮带传送组件；153、下板组件；154、第二料位检测传感器；155、第二止挡部件；156、第三料位检测传感器；1531、储料架；1532、升降托架；1533、第三止挡部件；1541、板体检测传感器；1542、孔位检测传感器；1551、旋转驱动件；1552、挡杆；15311、底架；15312、导向板；15321、升降板；15322、第四伸缩驱动件；15323、第五伸缩驱动件；

16、控制中心；

2、育苗盘；3、定植板；4、定植杯；5、种苗。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，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作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。

下面结合图1至图9，通过具体的实施例及其应用场景，对本发明实施例提供的叶菜种苗自动定植机器人系统进行详细地说明。

在一些实施例中，如图1和图9所示，本实施例提供一种叶菜种苗自动定植机器人系统，包括：定植机器人11、视觉检测机构12、缓存机构13、育苗盘输送机构14和定植板输送机构15。

育苗盘输送机构14的输送方向和定植板输送机构15的输送方向平行设置，定植机器人11和缓存机构13分别位于育苗盘输送机构14和定植板输送机构15之间，育苗盘输送机构14用于承载育苗盘2，并将育苗盘2输送至取苗区，定植板输送机构15用于承载定植板3，并将定植板3输送至放苗区，育苗盘2中承托装有多个用于培育种苗5的定植杯4。

定植机器人11用于从取苗区夹取多个定植杯4，将多个定植杯4移载至视觉检测机构12对应的拍照区，视觉检测机构12用于采集定植杯4所在区域的图像信息，以根据图像信息判断定植杯4中是否有种苗5以及判断种苗5是好苗还是坏苗。

在多个定植杯4中的种苗5均是好苗的情形下，定植机器人11将多个定植杯4移载至定植板3上。

在多个定植杯4中的种苗5存在好苗和坏苗，或者多个定植杯4中存在空杯的情形下，定植机器人11将好苗所对应的定植杯4存放于缓存机构13，将坏苗所对应的定植杯4和/或空杯移载至回收区，定植机器人11还用于将好苗所对应的定植杯4移载至定植板3上。

可理解的是，本实施例的育苗盘2可以设置为条形板结构，间隔设有多个第一孔位，本实施例的定植板3可以设置为条形板结构，间隔设有多个第二孔位，定植机器人11从育苗盘2的第一孔位夹取定植杯4，并且定植机器人11将定植杯4放置于定植板3的第二孔位中。

其中，好苗是长势满足定植要求的种苗，坏苗是长势达不到定植要求的弱苗或不良苗，空杯是指定植杯4中没有种苗5。

视觉检测机构12包括摄像模块和图像处理模块，摄像模块用于对拍照区的种苗5拍照，图像处理模块可以采用本领域公知的图像处理程序，对叶菜种苗5的图像进行采集、分割、腐蚀、膨胀、区域指定、像素统计、数值运算和判定输出等处理，对种苗5的生长指标是否符合要求进行快速检测，以判断定植杯4是否为空杯或者检测的种苗5是好苗或者坏苗。

在多个定植杯4中的种苗5存在好苗和坏苗，或者多个定植杯中存在空杯的情形下，经视觉检测机构12检测识别，定植机器人11丢弃坏苗，或者定植机器人11丢弃空杯，或者定植机器人11丢弃坏苗和空杯，定植机器人11的夹取部位上存在空置孔位，此时如果直接定植会造成定植板3空间资源的浪费，需要使用缓存机构13来对定植机器人11进行补苗和存苗，以确保定植机器人11的夹取部位上都是好苗，从而定植后定植板3中没有空置的板孔。

具体地，定植机器人11丢弃坏苗和空杯后，如果定植机器人11夹取的好苗和缓存机构13中好苗的数量之和大于等于定植机器人11一次夹取定植杯4的数量，定植机器人11从缓存机构13取苗，定植机器人11经过缓存机构13的补充，确保定植机器人的夹取部位均排布满好苗；如果定植机器人11夹取的好苗和缓存机构13中好苗的数量之和小于定植机器人11一次夹取定植杯4的数量，定植机器人11将种苗5放入缓存机构13中存苗，并且再次从取苗区的育苗盘2中取苗，并进行拍照检测的步骤。

本实施例的叶菜种苗自动定植机器人系统1还包括控制中心16。控制中心16与视觉检测机构12连接，视觉检测机构12采集种苗5的图像信息并经过图像处理，将种苗5的生长状态等信息传输给控制中心16。控制中心16用于控制定植机器人11的取苗、拍照、放苗和丢弃、缓存机构13的缓存作业、育苗盘输送机构14的输送与定位、定植板输送机构15的输送与定位。

其中，控制中心16可以包括PLC控制器。

本发明提供的叶菜种苗自动定植机器人系统1，通过设置定植机器人11、视觉检测机构12、缓存机构13、育苗盘输送机构14和定植板输送机构15，可以使用育苗盘输送机构14将育苗盘2输送至取苗区，以及使用定植板输送机构15将定植板3输送至放苗区，并使用定植机器人11从取苗区夹取多个定植杯4，并移载至拍照区，基于视觉检测机构12采集的定植杯4所在区域的图像信息，判断定植杯4中是否有种苗5以及判断种苗5是好苗还是坏苗，在多个定植杯4中的种苗5均是好苗时，定植机器人11将多个定植杯4移载至定植板3；在多个定植杯4中的种苗5存在好苗和坏苗，或者多个定植杯4中存在空杯时，定植机器人11将坏苗所对应的定植杯4和空杯丢弃，并使用缓存机构13补苗或者存苗，以确保定植机器人11的夹取部位中都存在好苗。

由上可知，本发明的叶菜种苗自动定植机器人系统1，不仅能够实现叶菜种苗5的自动定植，而且还能确保将多个长势一致的好苗定植于定植板3上，避免定植空间资源浪费并进一步提高了定植的效率。

在一些实施例中，如图1和图2所示，本实施例的缓存机构13包括多个缓存单元。

每个缓存单元包括直线模组131、第一伸缩驱动件132和杯托133；直线模组131的滑台和第一伸缩驱动件132连接，第一伸缩驱动件132的输出端和杯托133连接。

直线模组131用于驱动第一伸缩驱动件132沿第一方向往复移动，第一伸缩驱动件132用于驱动杯托133沿第二方向往复移动。

其中，第一方向和第二方向垂直，第二方向与育苗盘输送机构14的输送方向平行。

可理解的是，杯托133用于承托定植杯4。

在定植机器人11往缓存机构13中存苗，或者从缓存机构13中取苗时，由于定植机器人11的夹取部位中多个定植杯4的间距与缓存机构13的杯托133的间距不同，为确保定植杯4与杯托133的位置对准，需要对缓存机构13中的杯托133的间距进行调整。

本实施使用第一伸缩驱动件132驱动杯托133沿育苗盘输送机构14的输送方向移动，以在与输送方向平行的方向上调整杯托133的位置，本实施例使用直线模组131驱动第一伸缩驱动件132沿与输送方向垂直的方向移动，以在与输送方向垂直的方向上调整杯托133的位置，从而实现杯托133和定植杯4的空间位置一一对应，便于定植机器人11夹取定植杯4。

其中，直线模组131可以是同步带型、滚珠丝杆型和直线电机型当中的任一种。第一伸缩驱动件132可以是电动推杆、直线电机和气缸当中的任一种。

在一些实施例中，如图1、图3和图9所示，本实施例的定植机器人11包括机械臂111和末端执行器112。

末端执行器112包括间距调节机构1121和多个夹爪1122；机械臂111的末端与间距调节机构1121连接，多个夹爪1122并排设置于间距调节机构1121上，间距调节机构1121用于调节多个夹爪1122之间的间距，每个夹爪1122用于夹取定植杯4。

可理解的是，机械臂111包括第一节臂、第二节臂和第三节臂，第一节臂竖直设置，第二节臂和第三节臂水平设置，第一节臂和第二节臂通过第一旋转驱动件连接，第二节臂和第三节臂通过第二旋转驱动件连接，机械臂111与控制中心16连接，控制中心16发送的指令控制机械臂111到达指定位置。

夹爪1122包括夹爪气缸和两块夹片，两块夹片平行设置于夹爪气缸的两端，取苗时，夹爪气缸驱动两块夹片相互靠近以托住定植杯4，放苗时，夹爪气缸驱动两块夹片相互远离以放下定植杯4。

其中，夹爪气缸可以是指型气缸，夹片可以呈梯形口，也可以呈圆弧型口。

由于育苗盘2中定植杯4的间距与定植板3中定植杯4的间距不同，末端执行器112在育苗盘2中取苗和在定植板3中放苗时，需要使用间距调节机构1121来调整相邻夹爪1122的间距。本实施例的间距调节机构1121具备调整夹爪1122间距的功能，不需要在定植过程中更换末端执行器112，提高了定植效率。

在一些实施例中，如图1和图3所示，本实施例的间距调节机构1121包括支架11211、第一皮带传送组件11212、第一滑块11213和第二滑块11214。

机械臂111的末端和支架11211连接，第一皮带传送组件11212设于支架11211，第一皮带传送组件11212与第一滑块11213和第二滑块11214连接，第一滑块11213和第二滑块11214分设于支架11211的两侧。

第一皮带传送组件11212驱动第一滑块11213和第二滑块11214同步靠近支架11211的中部，或者驱动第一滑块11213和第二滑块11214同步远离支架11211的中部。

夹爪1122设有三个，三个夹爪1122一一对应地设于第一滑块11213、第二滑块11214和支架11211的中部。

可理解的是，本实施例的间距调节机构1121设置有三个夹爪1122，设于支架11211中部的夹爪1122与支架11211固定连接。

第一皮带传送组件11212包括第一驱动辊、第一传动辊和第一皮带，第一皮带绕设于第一驱动辊、第一传动辊之间，第一驱动辊、第一传动辊设于支架11211的两侧，第一皮带包括第一节段和第二节段，第一节段和第二节段平行设置，第一节段位于第二节段的上侧，第一滑块11213位于支架11211的左侧，第一滑块11213与第一节段滑动连接，第一滑块11213与第二节段固定连接，第二滑块11214位于支架11211的右侧，第二滑块11214与第一节段固定连接，第二滑块11214与第二节段滑动连接。

具体地，第一皮带在第一驱动辊的驱动下绕支架11211转动，在第一皮带顺时针转动时，第一滑块11213和第二滑块11214在第一皮带的带动下同步的远离支架11211中部，设于第一滑块11213和第二滑块11214的两个夹爪1122同步的远离支架11211中部，使两个夹爪1122的间距变大；在第一皮带逆时针转动时，第一滑块11213和第二滑块11214在第一皮带的带动下同步的靠近支架11211中部，设于第一滑块11213和第二滑块11214的两个夹爪1122同步的靠近支架11211中部，使两个夹爪1122的间距变小。本实施例能够自动的调节设于支架11211两侧的第一滑块11213和第二滑块11214的间距，从而实现自动地对支架11211两侧的夹爪1122的间距进行调节，提高了调节的效率。

进一步地，本实施例可以将第一滑块11213和第二滑块11214相对于支架11211中部对称设置，以确保支架11211的受力更加均衡。

在一些实施例中，如图3所示，本实施例的间距调节机构1121还包括：导轨11215。

导轨11215设于支架11211，导轨11215的延伸方向沿第一皮带传送组件11212的传送方向延伸设置，第一滑块11213和第二滑块11214分别可移动地设于导轨11215。

本实施例通过设置导轨11215，使得第一滑块11213和第二滑块11214能够沿导轨11215滑动，基于导轨11215的导向作用，增强了第一滑块11213和第二滑块11214相对于支架11211移动时的稳定性。

在一些实施例中，如图3所示，本实施例的间距调节机构1121还包括：三个到位检测传感器11216。

三个到位检测传感器11216间隔设于支架11211上，并沿导轨11215的延伸方向排布，三个到位检测传感器11216分别与第一皮带传送组件11212连接。

第二滑块11214能够移动至与三个到位检测传感器11216当中任一者相对应的位置，在三个到位检测传感器11216当中任一者反馈触发信号的情形下，第一皮带传送组件11212均停止运行。

可理解的是，三个到位检测传感器11216用于检测第二滑块11214的位置，三个到位检测传感器11216当中位于左侧的一者的位置与导轨11215上的第一位置对应，三个到位检测传感器11216当中位于中间的一者的位置与导轨11215上的第二位置对应，三个到位检测传感器11216当中位于右侧的一者的位置与导轨11215上的第三位置对应。

具体地，在第二滑块11214运动到第二位置时，第一皮带传送组件11212停止运行，第二位置为第一皮带的原点位置；在第二滑块11214运动到第一位置时，第一皮带传送组件11212停止运行，以免第二滑块11214与中间的夹爪1122碰撞；在第二滑块11214运动到第三位置时，第一皮带传送组件11212停止运行，以免第二滑块11214与传动辊碰撞。

其中，到位检测传感器11216可以是光电传感器，也可以是接近开关。

本实施例通过设置三个到位检测传感器11216，能够通过检测第二滑块11214的移动位置，来对第一皮带传送组件11212的电机进行限位，使电机能够在安全的范围内驱动第一皮带的传动，从而防止第一滑块11213和第二滑块11214发生碰撞。

在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，本实施例的育苗盘输送机构14包括第一安装架141、第二皮带传送组件142和顶出组件143。

第二皮带传送组件142设于第一安装架141，以驱动育苗盘2移动，顶出组件143设于第一安装架141的下侧，并与取苗区相对设置。

其中，在取苗区存在育苗盘2的情形下，顶出组件143将定植杯4顶出于育苗盘2。

可理解的是，由于定植杯4嵌入育苗盘2的第一孔位，夹爪1122无法夹取定植杯4，需要将定植杯4平稳地顶出育苗盘2上表面一段距离，露出定植杯4的杯体以方便夹爪1122的夹取。

顶出组件143包括固定板1431、第二伸缩驱动件1432、顶出板1433、顶杆1434和导向单元1435，固定板1431设于第一安装架141，顶出板1433可移动地设于固定板1431上，顶杆1434与顶出板1433连接，第二伸缩驱动件1432设于固定板1431，第二伸缩驱动件1432的输出端与顶出板1433连接，以驱动顶出板1433带动顶杆1434向上将定植杯4顶出育苗盘2，导向单元1435设于固定板1431，并与顶出板1433的下侧连接，在顶杆1434顶出定植杯4时导向单元1435用于确保顶出板1433沿导向单元1435的延伸方向移动，使得顶出板1433的移动路径不发生偏斜，从而确保顶杆1434能够与定植杯4一一对应。

其中，第二伸缩驱动件1432可以是电动推杆、直线电机和气缸当中的任一种。

第二皮带传送组件142包括第二驱动辊、第二传动辊、第二皮带和滚轮组，滚轮组包括多个滚轮，其中的一个滚轮与第二驱动辊连接，第二皮带绕设于第二驱动辊、第二传动辊和滚轮组之间，位于第一安装架141两侧的第二皮带能够同步传送。

在育苗盘2的输送过程中，第二皮带传送组件142中的第二驱动辊转动，带动位于第一安装架141两侧的第二皮带转动，第二皮带带动育苗盘2向取苗区移动，在育苗盘2行至取苗区时，顶出组件143将定植杯4顶出于育苗盘2，定植机器人11夹取定植杯4。

本实施例通过设置顶出组件143，使得育苗盘2被输送到取苗区时，顶出组件143能够自动将定植杯4顶出育苗盘2，而不需要人工干预，以确保定植机器人11的自动取苗，提高了取苗的效率。

在一些实施例中，如图4和图5所示，本实施例的育苗盘输送机构14还包括：第一料位检测传感器144和第一止挡部件145。

第一料位检测传感器144分别与顶出组件143和第一止挡部件145连接，第一止挡部件145沿第二皮带传送组件142的输送方向设于顶出组件143的前侧。

在第一料位检测传感器144检测到取苗区存在育苗盘2的情形下，第一止挡部件145止挡于育苗盘2，并且顶出组件143将定植杯4顶出于育苗盘2。

可理解的是，第一料位检测传感器144设于取苗区内第一安装架141的一侧。

本实施例的第一止挡部件145包括第三伸缩驱动件1451和挡板1452，第三伸缩驱动件1451的输出端与挡板1452连接，以驱动挡板1452在竖直方向上往复移动，以对育苗盘2止挡或者放行。

在育苗盘2的输送过程中，第二皮带传送组件142中的电机转动，带动位于第一安装架141两侧的第二皮带转动，第二皮带带动育苗盘2向取苗区移动，在育苗盘2行至取苗区时，第一料位检测传感器144检测到育苗盘2，第三伸缩驱动件1451驱动挡板1452向上移动将育苗盘2止挡，第二皮带传送组件142中的电机停止转动，顶出组件143将定植杯4顶出于育苗盘2，定植机器人11夹取定植杯4，取苗完成后，电机转动，空育苗盘2输出至指定位置。

其中，第一料位检测传感器144可以是光电传感器，也可以是接近开关，第三伸缩驱动件1451可以是电动推杆、直线电机和气缸当中的任一种。

本实施例通过设置第一料位检测传感器144和第一止挡部件145，能够在育苗盘2移动到取苗区时，自动检测到育苗盘2并自动对育苗盘2进行止挡，同时驱动顶出组件143顶出定植杯4，整个流程均不需要人工参与，提高了定植效率。

在一些实施例中，如图6、图7和图8所示，本实施例的定植板输送机构15包括第二安装架151、第三皮带传送组件152、下板组件153、第二料位检测传感器154和第二止挡部件155。

第三皮带传送组件152设于第二安装架151，以驱动定植板3移动，下板组件153设于第二安装架151远离放苗区的一侧，下板组件153用于储存定植板3，以及将定植板3逐个放置于第三皮带传送组件152上。

第二料位检测传感器154和第二止挡部件155设于第二安装架151靠近放苗区的一侧，第二料位检测传感器154用于检测放苗区是否存在定植板3；第二料位检测传感器154和第二止挡部件155连接。

其中，在第二料位检测传感器154检测到放苗区存在定植板3的情形下，第二止挡部件155止挡于定植板3。

可理解的是，定植过程中定植板3需要不间断、无偏差的输送到放苗区，以供定植机器人11进行定植作业。

本实施例的第二止挡部件155包括旋转驱动件1551和挡杆1552，旋转驱动件1551设于第二安装架151的下侧，旋转驱动件1551的输出端和挡杆1552连接，以驱动挡杆1552挡住定植板3或对定植板3放行。

第三皮带传送组件152包括第三驱动辊、第三传动辊、第三皮带和滚轮组，滚轮组包括多个滚轮，其中的一个滚轮与第三驱动辊连接，第三皮带绕设于第三驱动辊、第三传动辊和滚轮组之间，位于第二安装架151两侧的第三皮带能够同步传送。

本实施例的第二料位检测传感器154包括板体检测传感器1541和孔位检测传感器1542，板体检测传感器1541和孔位检测传感器1542并排设置，板体检测传感器1541用于检测传感器检测区域内是否存在定植板3，孔位检测传感器1542用于检测传感器检测区域内是否存在第二孔位。

在定植板3的输送过程中，第三皮带传送组件152中的第三驱动辊转动，带动位于第二安装架151两侧的第三皮带转动，第三皮带带动定植板3向放苗区移动，板体检测传感器1541检测到定植板3的存在，而孔位检测传感器1542也检测到定植板3的存在，此时旋转驱动件1551不驱动挡杆1552旋转，驱动挡杆1552未对定植板3止挡，定植板3继续向放苗区输送，在板体检测传感器1541检测到定植板3的存在，且孔位检测传感器1542检测到第二孔位的存在时，旋转驱动件1551驱动挡杆1552旋转，挡杆1552伸入第二孔位挡住定植板3，定植板3被挡杆1552止挡，定植板3被限定于放苗区，第三皮带传送组件152中的电机停止转动，定植板3停在放苗区。

其中，板体检测传感器1541可以是光电传感器，也可以是接近开关，孔位检测传感器1542可以是光电传感器，也可以是接近开关，旋转驱动件1551可以是旋转气缸。

本实施例设置的下板组件153能够储存一定数量的定植板3，并且能够自动将定植板3逐个的放置在第三皮带上，不需要人工逐个放置定植板3，满足定植机器人11的定植作业，提高了定植效率。

在一些实施例中，如图6和图8所示，本实施例的下板组件153包括储料架1531、升降托架1532和第三止挡部件1533。

储料架1531设于第二安装架151上，多个定植板3层叠放置于储料架1531。

升降托架1532设于储料架1531的下侧，并承托于多个定植板3的底端；第三止挡部件1533设于储料架1531的底端，以控制多个定植板3从储料架1531的底端逐个放行；升降托架1532还用于将储料架1531输出的定植板3放置于第三皮带传送组件152上。

可理解的是，储料架1531包括底架15311和四个导向板15312，底架15311设于第二安装架151上，四个导向板15312平行设置于底架15311的四角，四个导向板15312与底架15311垂直设置，多个定植板3层叠放置在底架15311上，多个定植板3的侧边位于四个导向板15312形成的容纳结构内，在多个定植板3向下移动的过程中，四个导向板15312对多个定植板3的移动方向起到导向及限位的作用，以避免定植板3下降过程中散落或者歪斜。

第三止挡部件1533设于底架15311的侧边，在第三止挡部件1533伸出的情形下，第三止挡部件1533对定植板3止挡，在第三止挡部件1533缩回的情形下，第三止挡部件1533对定植板3放行。

其中，第三止挡部件1533可以是气缸。

升降托架1532包括升降板15321、第四伸缩驱动件15322和第五伸缩驱动件15323，第四伸缩驱动件15322设于升降板15321的顶面，第五伸缩驱动件15323设于升降板15321的底面，第五伸缩驱动件15323的输出端与升降板15321连接，以驱动升降板15321与第四伸缩驱动件15322在竖直方向上下移动。

本实施例还设置有第三料位检测传感器156，第三料位检测传感器156设于底架15311的一侧，第三料位检测传感器156用以检测是否有定植板3从第三料位检测传感器156下方完全经过，第三料位检测传感器156与第三止挡部件1533连接，在第三料位检测传感器156检测到有定植板3经过时，第三止挡部件1533对定植板3放行。

初始状态时，第三止挡部件1533伸出挡住储料架1531中的多个定植板3，在第三料位检测传感器156检测到有定植板3从第三料位检测传感器156下方完全经过时，此时下板组件153下方的第三皮带上没有定植板3，第三料位检测传感器156反馈下板信号，第三止挡部件1533对多个定植板3放行，第五伸缩驱动件15323伸出，带动第四伸缩驱动件15322和升降板15321向上移动接近定植板3，第四伸缩驱动件15322同时伸出接住多个定植板3，第五伸缩驱动件15323带动第四伸缩驱动件15322、升降板15321和多个定植板3下降一定距离，当下降的距离保证一个定植板3位于第三止挡部件1533的下方，第三止挡部件1533伸出对其余的定植板3进行止挡，此时第四伸缩驱动件15322缩回，将一个定植板3放置在第三皮带上，完成下板过程。

其中，第四伸缩驱动件15322可以是电动推杆、直线电机和气缸当中的任一种，第五伸缩驱动件15323可以是电动推杆、直线电机和气缸当中的任一种，第三料位检测传感器156可以是光电传感器，也可以是接近开关。

在一些实施例中，如图9所示，在叶菜种苗自动定植机器人系统1进行叶菜种苗定植时，首先，控制中心16控制第二皮带传送组件142中的电机旋转，带动第二皮带向取苗区输送育苗盘2，在第一料位检测传感器144检测到育苗盘2时，控制中心16控制第三伸缩驱动件1451伸出阻挡育苗盘2，同时控制中心16控制第二伸缩驱动件1432伸出，顶起顶出板1433带动顶杆1434将定植杯4顶出。

与此同时，控制中心16控制第三皮带传送组件152中的电机旋转，带动第三皮带向放苗区输送定植板3，在第三料位检测传感器156检测到有定植板3从第三料位检测传感器156下方完全经过时，第三料位检测传感器156向控制中心16反馈下板信号，控制中心16控制第三止挡部件1533对定植板3放行，并控制第四伸缩驱动件15322带动第五伸缩驱动件15323与升降板15321一起向上托住定植板3，一个定植板3落下后，控制中心16控制第三止挡部件1533对剩余的定植板3止挡，并控制第四伸缩驱动件15322带动第五伸缩驱动件15323与升降板15321一起下降，同时控制第五伸缩驱动件15323缩回使定植板3放置在第三皮带上，并向放苗区输送，在第二料位检测传感器154检测到有定植板3时，控制中心16控制旋转驱动件1551转动，带动挡杆1552阻挡定植板3。

然后，控制中心16控制机械臂111夹取育苗盘2中的定植杯4，并将定植板3移载至拍照区，控制中心16控制视觉检测机构12对定植杯4所在区域拍照，并且对定植杯4所在区域的图像信息进行分析处理，判断定植杯4中是否有种苗5以及判断种苗5是好苗或坏苗，并将检测结果反馈给控制中心16，控制中心16根据检测结果控制机械臂111将坏苗和空杯丢弃，而且控制中心16控制直线模组131和第一伸缩驱动件132调整杯托133的位置，并控制夹爪1122对缓存机构13进行取苗或存苗，以确保夹爪1122中均存在好苗。

最后，控制中心16根据到位检测传感器11216反馈的信号，控制第一皮带传送组件11212的电机转动，以调整夹爪1122的间距适应定植板3的第二孔位中定植杯4的间距，并控制机械臂111带动夹爪1122将定植杯4放入定植板3中的第二孔位中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种叶菜种苗自动定植机器人系统，其特征在于，包括：定植机器人、视觉检测机构、缓存机构、育苗盘输送机构和定植板输送机构；

所述育苗盘输送机构的输送方向和所述定植板输送机构的输送方向平行设置，所述定植机器人和所述缓存机构分别位于所述育苗盘输送机构和所述定植板输送机构之间，所述育苗盘输送机构用于承载育苗盘，并将所述育苗盘输送至取苗区，所述定植板输送机构用于承载定植板，并将定植板输送至放苗区，所述育苗盘中承托装有多个用于培育种苗的定植杯；

所述定植机器人用于从所述取苗区夹取多个所述定植杯，将多个所述定植杯移载至所述视觉检测机构对应的拍照区，所述视觉检测机构用于采集所述定植杯所在区域的图像信息，以根据所述图像信息判断所述定植杯中是否有种苗以及判断所述种苗是好苗还是坏苗；

在多个所述定植杯中的所述种苗均是好苗的情形下，所述定植机器人将多个所述定植杯移载至所述定植板上；

在多个所述定植杯中的所述种苗存在好苗和坏苗，或者多个所述定植杯中存在空杯的情形下，所述定植机器人将好苗所对应的所述定植杯存放于所述缓存机构，将坏苗所对应的定植杯和/或所述空杯移载至回收区，所述定植机器人还用于将好苗所对应的所述定植杯移载至所述定植板上；

所述定植机器人包括机械臂和末端执行器；

所述末端执行器包括间距调节机构和多个夹爪；所述机械臂的末端与所述间距调节机构连接，多个所述夹爪并排设置于所述间距调节机构上，所述间距调节机构用于调节多个所述夹爪之间的间距，每个所述夹爪用于夹取所述定植杯；

所述间距调节机构包括支架、第一皮带传送组件、第一滑块和第二滑块；

所述机械臂的末端和所述支架连接，所述第一皮带传送组件设于所述支架，所述第一皮带传送组件与所述第一滑块和所述第二滑块连接，所述第一滑块和所述第二滑块分设于所述支架的两侧；

所述第一皮带传送组件驱动所述第一滑块和所述第二滑块同步靠近所述支架的中部，或者驱动所述第一滑块和所述第二滑块同步远离所述支架的中部；

所述夹爪设有三个，三个所述夹爪一一对应地设于所述第一滑块、所述第二滑块和所述支架的中部。

2.根据权利要求1所述的叶菜种苗自动定植机器人系统，其特征在于，所述缓存机构包括多个缓存单元；

每个缓存单元包括直线模组、第一伸缩驱动件和杯托；所述直线模组的滑台和所述第一伸缩驱动件连接，所述第一伸缩驱动件的输出端和所述杯托连接；

所述直线模组用于驱动所述第一伸缩驱动件沿第一方向往复移动，所述第一伸缩驱动件用于驱动所述杯托沿第二方向往复移动；

其中，所述第一方向和所述第二方向垂直，所述第二方向与所述育苗盘输送机构的输送方向平行。

3.根据权利要求1所述的叶菜种苗自动定植机器人系统，其特征在于，所述间距调节机构还包括：导轨；

所述导轨设于所述支架，所述导轨的延伸方向沿所述第一皮带传送组件的传送方向延伸设置，所述第一滑块和所述第二滑块分别可移动地设于所述导轨。

4.根据权利要求3所述的叶菜种苗自动定植机器人系统，其特征在于，所述间距调节机构还包括：三个到位检测传感器；

所述三个到位检测传感器间隔设于所述支架上，并沿所述导轨的延伸方向排布，所述三个到位检测传感器分别与所述第一皮带传送组件连接；

所述第二滑块能够移动至与三个所述到位检测传感器当中任一者相对应的位置，在三个所述到位检测传感器当中任一者反馈触发信号的情形下，所述第一皮带传送组件均停止运行。

5.根据权利要求1所述的叶菜种苗自动定植机器人系统，其特征在于，所述育苗盘输送机构包括第一安装架、第二皮带传送组件和顶出组件；

所述第二皮带传送组件设于所述第一安装架，以驱动所述育苗盘移动，所述顶出组件设于所述第一安装架的下侧，并与所述取苗区相对设置；

其中，在所述取苗区存在所述育苗盘的情形下，所述顶出组件将所述定植杯顶出于所述育苗盘。

6.根据权利要求5所述的叶菜种苗自动定植机器人系统，其特征在于，所述育苗盘输送机构还包括：第一料位检测传感器和第一止挡部件；

所述第一料位检测传感器分别与所述顶出组件和所述第一止挡部件连接，所述第一止挡部件沿所述第二皮带传送组件的输送方向设于所述顶出组件的前侧；

在所述第一料位检测传感器检测到所述取苗区存在所述育苗盘的情形下，所述第一止挡部件止挡于所述育苗盘，并且所述顶出组件将所述定植杯顶出于所述育苗盘。

7.根据权利要求1所述的叶菜种苗自动定植机器人系统，其特征在于，所述定植板输送机构包括第二安装架、第三皮带传送组件、下板组件、第二料位检测传感器和第二止挡部件；

所述第三皮带传送组件设于所述第二安装架，以驱动所述定植板移动，所述下板组件设于所述第二安装架远离所述放苗区的一侧，所述下板组件用于储存所述定植板，以及将所述定植板逐个放置于所述第三皮带传送组件上；

所述第二料位检测传感器和所述第二止挡部件设于所述第二安装架靠近所述放苗区的一侧，所述第二料位检测传感器用于检测所述放苗区是否存在所述定植板；所述第二料位检测传感器和所述第二止挡部件连接；

其中，在所述第二料位检测传感器检测到所述放苗区存在所述定植板的情形下，所述第二止挡部件止挡于所述定植板。

8.根据权利要求7所述的叶菜种苗自动定植机器人系统，其特征在于，所述下板组件包括储料架、升降托架和第三止挡部件；

所述储料架设于所述第二安装架上，多个所述定植板层叠放置于所述储料架；

所述升降托架设于所述储料架的下侧，并承托于多个所述定植板的底端；所述第三止挡部件设于所述储料架的底端，以控制多个所述定植板从所述储料架的底端逐个放行；所述升降托架还用于将所述储料架输出的所述定植板放置于所述第三皮带传送组件上。