CN117322258A - 穴盘幼苗分级移栽系统及分级移栽方法 - Google Patents

穴盘幼苗分级移栽系统及分级移栽方法 Download PDF

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CN117322258A CN202311168308.2A CN202311168308A CN117322258A CN 117322258 A CN117322258 A CN 117322258A CN 202311168308 A CN202311168308 A CN 202311168308A CN 117322258 A CN117322258 A CN 117322258A
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Abstract

穴盘幼苗分级移栽系统及分级移栽方法,涉及自动化移栽技术。穴盘幼苗分级移栽系统,包括穴盘输送装置、幼苗顶出装置和穴盘拦停装置;穴盘输送装置包括输送带;输送带上端中部设有避让段;幼苗顶出装置用于将位于幼苗顶出装置上方的穴盘中的幼苗顶出;穴盘拦停装置用于拦停或放行穴盘。穴盘幼苗分级移栽方法,应用于穴盘幼苗分级移栽系统,过程如下:箱体贯通孔与穴盘等分体奇数行镂空孔对接;穴盘等分体奇数行育苗坑中的幼苗分级移栽;箱体贯通孔与穴盘等分体偶数行镂空孔对接;穴盘等分体偶数行育苗坑中的幼苗分级移栽。本发明实现了幼苗分选移栽环节的自动化操作,独创性的设计了幼苗“间隔顶出”的方式,降低单株幼苗图像采集分隔难度。

Description

穴盘幼苗分级移栽系统及分级移栽方法
技术领域
本发明涉及自动化移栽技术,特别是一种穴盘幼苗分级移栽系统及分级移栽方法。
背景技术
穴盘育苗技术是采用轻质无土材料做育苗基质,机械化精量播种,一穴一粒,一次性成苗的现代化育苗技术,广泛应用于蔬菜、瓜果、花卉的种植生产。基于穴盘内幼苗的长势进行分选移栽,是穴盘育苗技术的关键环节,其目的在于提高穴盘幼苗的存活率。
目前,穴盘幼苗的分选移栽已基本上实现了机械化操作。公布号为CN103636333A的发明专利公开了一种种苗智能分选移栽机,其通过相机采集图像检测幼苗的移栽适合度信息,根据移栽适合度信息对种苗进行分级,按分级结果将种苗转移至相应的种苗盆内,实现了穴盘幼苗的分选和移栽。上述种苗智能分选移栽机使用过程中,顶出装置(用于将幼苗顶出)每次仅顶出穴盘上宽度方向的一行幼苗供分选移栽,当前一行幼苗完成分选移栽后,输送带驱动穴盘向前移动一行的距离,顶出装置再顶出穴盘上宽度方向的另一行幼苗供分选移栽,如此往复,完成穴盘上所有行幼苗的分选移栽。
上述种苗智能分选移栽机在实际使用中存在以下不足之处:
1.穴盘移动控制难度大:分选移栽机使用过程中,穴盘需要经历多次移动和暂停,以使穴盘上每一行穴孔依次与顶出装置上下相对,这就需要精确控制穴盘的移动状态,才能保证对接的准确性,稍有偏差,顶出装置就无法伸入穴盘上当前待操作的一行穴孔中。输送带需要启动和暂停的次数与穴盘上的行数一致,而穴盘行数通常都会超过10行,这会导致输送带需要启动暂停的次数过于频繁,每次暂停后穴盘都可能会产生一定的位置误差,10多次的启动和暂停会使位置误差逐渐积累,导致穴盘的位置难以准确控制。
2.动作部件配合要求高:输送带需要经历多次(次数与穴盘行数一致)启动和暂停,相应的,顶出装置也需要经历多次(次数与穴盘行数一致)伸缩动作,并且,输送带的启停节奏需要与顶出装置的伸缩节奏准确配合,稍有错乱,将导致种苗的分选移栽工作无法顺利进行。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,而提供一种穴盘幼苗分级移栽系统及分级移栽方法,实现了穴盘育苗技术中的分选移栽环节的自动化操作,解决了现有的种苗智能分选移栽机动作部件配合要求高和穴盘移动控制难度大的问题。
本发明的技术方案是:穴盘幼苗分级移栽系统,包括穴盘;穴盘上设有呈矩形阵列分布的多个育苗坑,每个育苗坑底部中心处设有镂空孔,育苗坑的数量为m×n个,m为穴盘上的育苗坑的总行数,n为穴盘上的育苗坑的总列数;穴盘的数量不少于3个,包括1个用于放置待分级幼苗的穴盘和至少2个用于放置分级后幼苗的穴盘;
其还包括穴盘输送装置、幼苗顶出装置、穴盘拦停装置、抓取转运装置和视觉识别模块;
穴盘输送装置包括输送带、电机A和机架;输送带上端中部设有呈U形下陷的避让段,避让段中设有安装区间,避让段两端分别连接有进入段和排出段;电机A固定安装在机架上并与输送带关联,以驱动输送带运转;
幼苗顶出装置固定设置在所述安装区间内,其用于将位于幼苗顶出装置上方的穴盘中的幼苗顶出,以便抓取转运装置进行抓取和视觉识别模块进行分级;幼苗顶出装置包括箱体、限位套、长螺母、丝杆、顶针座、顶针头和动力组件;箱体直接或间接固定安装在机架上,箱体内部设有元件安装腔,箱体上表面的两端边沿分别与输送带的进入段和排出段紧邻且齐平,箱体顶部设有连通至元件安装腔并呈矩形阵列分布的多个贯通孔,贯通孔的数量为o×p个,o为贯通孔的行数,p为贯通孔的列数,贯通孔行方向的孔数量与育苗坑行方向的坑数量一致,贯通孔行方向的孔间隔与育苗坑行方向的坑间隔一致,贯通孔列方向的孔数量为育苗坑列方向坑数量的1/2x,x为穴盘上育苗坑总行数的均分份数,贯通孔列方向的孔间隔为育苗坑列方向的坑间隔的2倍;定义穴盘按照均分份数x进行均分得到等分体,每个等分体所包含的育苗坑的数量为(m/x)×n个,m为穴盘上的育苗坑的总行数,n为穴盘上的育苗坑的总列数;限位套直接或间接固定安装在箱体的元件安装腔中,其数量与贯通孔的数量一致并与贯通孔一一对应;长螺母竖直布置并可转动安装在箱体的元件安装腔下端,其数量与限位套的数量一致并与限位套一一对应,定义平行于贯通孔列方向的每一行长螺母均为一列长螺母;丝杆下端螺纹连接在长螺母内孔中,丝杆上端从长螺母内孔上端口伸出,丝杆数量与长螺母的数量一致并与长螺母一一对应;顶针座分别与丝杆和限位套一一对应,顶针座在下端通过轴承与对应丝杆的上端转动连接,顶针座在中部与对应限位套的内孔形成滑动配合,顶针座与对应限位套之间无法相对转动;顶针头固定安装在顶针座的上端,其数量与贯通孔的数量一致并与贯通孔一一对应,其随着顶针座同步升降移动,进而伸出在对应贯通孔的上方或缩回到对应贯通孔的下方;动力组件的数量与长螺母列数一致,每一组动力组件与一列长螺母关联,进而驱动该列长螺母中的所有长螺母同步同向转动;
穴盘拦停装置固定安装在机架上,其用于拦停或放行箱体上表面上的穴盘;穴盘拦停装置包括第一拦截件和第二拦截件,第一拦截件固定安装在机架上并位于输送带排出段的一侧或箱体上表面的一侧,第二拦截件固定安装在机架上并位于输送带排出段的一侧或箱体上表面的一侧;穴盘拦停装置的数量与上述均分份数x一致,所有的穴盘拦停装置沿穴盘输送方向间隔布置在输送带排出段的一侧和/或箱体上表面的一侧;当x>1时,各个穴盘拦停装置与穴盘的各个等分体一一对应,当某个穴盘拦停装置中的第一拦截件将穴盘拦停时,与其对应的等分体上所有的奇数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对,当某个穴盘拦停装置中的第二拦截件将穴盘拦停时,与其对应的等分体上所有的偶数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对;当x=1时,当穴盘拦停装置中的第一拦截件将穴盘拦停时,穴盘上所有的奇数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对,当穴盘拦停装置中的第二拦截件将穴盘拦停时,穴盘上所有的偶数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对;
抓取转运装置包括夹爪和移动控制机构;夹爪通过移动控制组件安装在穴盘输送装置的上端,其在移动控制组件的驱动下做竖直升降移动和水平直线移动,其移动范围涵覆盖了任一穴盘的任一育苗坑的正上方区域,其用于将幼苗从待分级幼苗的穴盘转移至分级后幼苗的穴盘中;
视觉识别模块安装在夹爪上,其具有夹爪正下方的视野范围,其基于拍摄图像判断幼苗长势并提供分级依据。
本发明进一步的技术方案是:输送带的进入段、箱体的上表面、输送带的排出段三者排成一条直线布置;定义输送带的进入段-箱体的上表面-输送带的排出段为穴盘输送方向。
本发明进一步的技术方案是:穴盘沿列方向的两侧分别设有导向卷边;相应的,穴盘输送装置还包括两根导向杆,两根导向杆相互平行布置在穴盘输送方向的上端两侧,两根导向杆分别直接或间接固定安装在机架上;当穴盘通过其两侧的导向卷边滑动安装在两根导向杆上时,穴盘底部与输送带的进入段或箱体的上表面或输送带的排出段相接触。
本发明进一步的技术方案是:动力组件包括电机B、主动同步带轮、从动同步带轮和同步带;电机B直接或间接固定安装在箱体的元件安装腔中;主动同步带轮固定安装在电机B的机轴上;多个从动同步带轮分别以一一对应的方式固定安装在一列长螺母中的各个长螺母上;同步带张紧绕装在主动同步带轮和各个从动同步带轮之间,同步带转动即带动所有的从动同步带轮和对应列的长螺母同步同向转动。
本发明进一步的技术方案是:移动控制机构包括列向移动组件、行向移动组件、连接块和伸缩驱动件;列向移动组件包括列向滑杆、列向滑块、连接杆A、电机C和第一同步带副;两条列向滑杆分别固定安装在机架上,并呈水平、等高、相互平行布置;两个列向滑块分别滑动安装在两条列向滑杆上;连接杆A垂直于列向滑杆并呈水平布置,其两端分别与两个列向滑块固定连接;电机C直接或间接固定安装在机架上,电机C通过第一同步带副与列向滑块连接,进而驱动两个列向滑块同步移动;行向移动组件包括行向滑杆、行向滑块、连接杆B、电机D和第二同步带副;两条行向滑杆分别固定安装在机架上,并呈水平、等高、相互平行布置,行向滑杆垂直于列向滑杆;两个行向滑块分别滑动安装在两条行向滑杆上;连接杆B垂直于行向滑杆并呈水平布置,其两端分别与两个行向滑块固定连接;电机D直接或间接固定安装在机架上,电机D通过第二同步带副与行向滑块连接,进而驱动两个行向滑块同步移动;连接块上设有列向通孔和行向通孔,连接块通过列向通孔与连接杆A滑动连接,连接块通过行向通孔与连接杆B滑动连接;伸缩驱动件设在夹爪上端与连接块下端之间,其通过伸缩动作带动夹爪上升或下降。
本发明进一步的技术方案是:穴盘输送装置还包括主动轮、从动轮和张紧轮;主动轮和从动轮分别可转动安装在机架上,主动轮与电机A关联并在电机A的驱动下转动;输送带两端分别绕装在主动轮和从动轮上,张紧轮的数量为8个,其中4个张紧轮与输送带上部带体相接触,用于在输送带上端中部形成避让段,另外4个张紧轮与输送带下部带体相接触,用于在输送带下端中部形成下陷段,下陷段与避让段互不干涉;与输送带上部带体相接触的4个张紧轮中,相对靠近输送带两端的2个张紧轮与输送带内表面接触,用于形成所述避让段的上端两角,相对靠近输送带中部的2个张紧轮与输送带外表面接触,用于形成所述避让段的下端两角;与输送带下部带体相接触的4个张紧轮中,相对靠近输送带两端的2个张紧轮与输送带外表面接触,用于形成所述下陷段的上端两角,相对靠近输送带中部的2个张紧轮与输送带内表面接触,用于形成所述下陷段的下端两角。
本发明进一步的技术方案是:第一拦截件和第二拦截件均为电缸,基于电缸伸缩杆的伸出或缩回,实现穴盘的拦停或放行。
本发明进一步的技术方案是:其还包括分级苗安置台;分级苗安置台的数量为多个,所有分级苗安置台的上表面与箱体上表面等高,所有分级苗安置台均处在夹爪移动范围的正下方区域中;相应的,用于安置分级后幼苗的穴盘的数量与分级苗安置台的数量一致并一一对应。
本发明的技术方案是:穴盘幼苗分级移栽方法,应用于穴盘幼苗分级移栽系统,执行幼苗分选移栽之前,穴盘幼苗分级移栽系统处在初始状态,在初始状态下:
Ⅰ.所有的顶针头均缩回在箱体的元件安装腔中;
Ⅱ.夹爪处在其竖直方向移动行程的最上端;
Ⅲ.所有穴盘拦停装置均处在放行穴盘的状态;
Ⅳ.至少有两个空置穴盘放在分级苗安置台上,用于放置分级后的幼苗,所有空置穴盘均处在夹爪移动范围的正下方区域;
为便于后续描述:沿穴盘输送方向从前至后的方向,将所有的穴盘拦停装置分别命名为1号穴盘拦停装置、2号穴盘拦停装置……n号穴盘拦停装置;沿穴盘输送方向从前至后的方向,将穴盘上所有等分体分别命名为1号等分体、2号等分体……n号等分体;1号穴盘拦停装置对应于1号等分体,2号穴盘拦停装置对应于2号等分体,以此类推,n号穴盘拦停装置对应于n号等分体;
分选移栽过程如下:
S01,箱体贯通孔与穴盘等分体奇数行镂空孔对接:
a,将待分级幼苗的穴盘放置在输送带的进入段上,使穴盘两侧的导向卷边滑动安装在两根导向杆上,从而确保穴盘能够精准的沿着穴盘输送方向移动;
b,同时执行以下两项操作:1号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为拦截穴盘的状态;启动电机A,使得输送带运转并带动穴盘沿着穴盘输送方向移动;当穴盘的前侧面碰到1号穴盘拦停装置的第一拦截件时即被拦停,然后关闭电机A,使得输送带暂停运转;此时,穴盘的1号等分体上所有的奇数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对;
S02,穴盘等分体奇数行育苗坑中的幼苗的分级移栽:
a,任意一组动力组件中的电机B启动,驱动对应的一列长螺母同步同向转动,进而带动对应的一列顶针头从箱体上对应的一列贯通孔中伸出,所述的一列顶针头再通过与上述一列贯通孔正对的一列镂空孔伸入到对应的一列育苗坑中,将该列育苗坑中的基质连同其上方的幼苗一同顶出;
b,启动视觉识别模块,判断上述被顶出的一列幼苗的长势,并根据长势判定各株幼苗所归属的空置穴盘;
c,控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标幼苗正上方;控制夹爪动作,从待分级穴盘中抓取目标幼苗后;再控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标空置穴盘的任一育苗坑的正上方;再控制夹爪动作,将抓取的幼苗放入目标空置穴盘的任一育苗坑中;如此往复,完成上述被顶出的一列幼苗的分级移栽;
d,重复本步骤的a、b、c分步骤,直至完成待分级穴盘上的当前等分体奇数行育苗坑中的幼苗的分级移栽;
S03,箱体贯通孔与穴盘等分体偶数行镂空孔对接:
a,依次执行以下两项操作:2号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为拦截穴盘的状态;1号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为放行穴盘的状态;
b,启动电机A,使得输送带运转并带动穴盘沿着穴盘输送方向移动;当穴盘的前侧面碰到2号穴盘拦停装置的第一拦截件时即被拦停;然后关闭电机A,使得输送带暂停运转;此时,穴盘的1号等分体上所有的偶数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对;
S04,穴盘等分体偶数行育苗坑中的幼苗的分级移栽:
a,任意一组动力组件中的电机B启动,驱动对应的一列长螺母同步同向转动,进而带动对应的一列顶针头从箱体上对应的一列贯通孔中伸出,所述的一列顶针头再通过与上述一列贯通孔正对的一列镂空孔伸入到对应的一列育苗坑中,将该列育苗坑中的基质连同其上方的幼苗一同顶出;
b,启动视觉识别模块,判断上述被顶出的一列幼苗的长势,并根据长势判定各株幼苗所归属的空置穴盘;
c,控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标幼苗正上方;控制夹爪动作,从待分级穴盘中抓取目标幼苗后;再控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标空置穴盘的任一育苗坑的正上方;再控制夹爪动作,将抓取的幼苗放入目标空置穴盘的任一育苗坑中;如此往复,完成上述被顶出的一列幼苗的分级移栽;
d,重复本步骤的a、b、c分步骤,直至完成待分级穴盘上的当前等分体偶数行育苗坑中的幼苗的分级移栽。
本发明进一步的技术方案是:若待分级穴盘的均分份数x=1,则上述的S01-S04步骤已完成待分级穴盘内的所有幼苗的分级移栽;若待分级穴盘的均分份数x>1,则重复S01-S04步骤,完成待分级穴盘的其余等分体内的幼苗的分级移栽;第1次重复S01-S04步骤时,2号穴盘拦停装置参与动作,完成2号等分体内的幼苗的分级移栽,第2次重复S01-S04步骤时,3号穴盘拦停装置参与动作,完成3号等分体内的幼苗的分级移栽,以此类推,第n-1次重复S01-S04步骤时,n号穴盘拦停装置参与动作,完成n号等分体内的幼苗的分级移栽。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1.其实现了穴盘育苗技术中的幼苗分选移栽环节的自动化操作,可将穴盘中的幼苗按照长势进行分级(基于采集图像判断长势),根据分级结果将不同长势的幼苗转移至不同的穴盘中。被输送带带动移动的穴盘被穴盘拦停装置拦停即可实现精准定位,输送带仅起到运输穴盘的作用,穴盘的精准定位则由穴盘拦停装置来实现,从而降低了对输送带的控制要求。穴盘被穴盘拦停装置拦停的次数仅为2x次(以实施例1为例,x=2,穴盘被拦停的次数仅为4次),顶出装置与输送带之间需要配合的次数大幅减少。因此,使分选移栽过程的可靠性大幅提升。
2.输送带采用了特殊的中部下沉设计,从而在输送带中部形成了一个足够大并且用于容纳幼苗顶出装置的安装区间,幼苗顶出装置设置在安装区间内,幼苗顶出装置的箱体上表面起到承载穴盘的作用。
基于上述设计:
2.1.使得幼苗分选移栽能在一条连贯的输送平面内完成,所述输送平面由输送带的进入段-箱体的上表面-输送带的排出段依次连接而形成,线路设计精简,装置布置紧凑,结构简单可靠(体现在两条间隔布置的输送带体仅由1台电机驱动运转);
2.2.顶出装置中能够容纳并设置呈矩形阵列分布的多个顶针头(这是由于输送带的中部下沉式设计满足了顶出装置尺寸拓展的空间可行性要求),使穴盘每一次被拦停,都能对一块矩形区域内的多株幼苗进行分选移栽,相比现有的分选移栽设备,穴盘每次暂停,仅能顶出并分选移栽穴盘上的一行幼苗,操作效率更高。
3.其设计了幼苗“间隔顶出”的方式,从而降低单株幼苗图像采集分隔的难度,并给夹爪提供更大的操作空间;所述的“间隔顶出”包含以下两个关键要素:
3.1.幼苗顶出装置将基质(所述基质将幼苗的根系包裹其中)连同幼苗从穴盘的育苗坑中向上顶出一段高度,使幼苗与其周边未顶出的幼苗形成明显区分,便于视觉识别模块拍摄图片判断其长势;
3.2.幼苗顶出装置上的贯通孔与穴盘上的镂空孔隔行对应,当穴盘拦停装置将穴盘拦停时,要么是穴盘上的奇数行镂空孔与幼苗顶出装置上的全部贯通孔一一对应,要么是穴盘上的偶数行镂空孔与幼苗顶出装置上的全部贯通孔一一对应;幼苗顶出装置的动作规律是每次顶出一列幼苗;由此可知,每次顶出的一列幼苗中,每相邻两株幼苗的间距都是穴盘上一列幼苗中的相邻两株幼苗间距的两倍,从而极大程度上避免了相邻幼苗植株之间叶片重叠搭接的问题,便于视觉识别模块拍摄图片判断其长势。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为穴盘、穴盘输送装置、幼苗顶出装置三者的位置关系图;
图3为幼苗顶出装置的结构示意图;
图4为移动控制机构的结构示意图;
图5为1号穴盘拦停装置的第一拦截件将穴盘拦停时的状态图;
图6为1号穴盘拦停装置的第二拦截件将穴盘拦停时的状态图;
图7为2号穴盘拦停装置的第一拦截件将穴盘拦停时的状态图;
图8为2号穴盘拦停装置的第二拦截件将穴盘拦停时的状态图。
特别说明:图5-8中仅示出当前被顶出的一列幼苗,未被顶出的幼苗(即处在育苗坑中的幼苗)省略未绘出;图5中被顶出的一列幼苗由第1、3、5行的一株幼苗组成,图6中被顶出的一列幼苗由第2、4、6行的一株幼苗组成,图7中被顶出的一列幼苗由第7、9、11行的一株幼苗组成,图8中被顶出的一列幼苗由第8、10、12行的一株幼苗组成。
图例说明:穴盘1;育苗坑11;镂空孔12;机架21;主动轮22;从动轮23;输送带24;安装区间241;进入段242;排出段243;张紧轮25;导向杆26;箱体31;贯通孔311;限位套32;长螺母33;丝杆34;顶针座35;顶针头36;电机B371;主动同步带轮372;从动同步带轮373;同步带374;第一拦截件41;第二拦截件42;夹爪51;列向滑杆521;列向滑块522;连接杆A523;电机C524;第一同步带副525;行向滑杆531;行向滑块532;连接杆B533;电机D534;第二同步带副535;连接块54;伸缩驱动件55;分级苗安置台6。
实施方式
实施例
穴盘幼苗分级移栽系统,包括穴盘1、穴盘输送装置、幼苗顶出装置、穴盘拦停装置、抓取转运装置和视觉识别模块(图中未示出)。
穴盘1上设有呈矩形阵列分布的多个育苗坑11,每个育苗坑11底部中心处设有镂空孔12,育苗坑11的数量为m×n个,m为穴盘1上的育苗坑11的总行数,n为穴盘1上的育苗坑11的总列数。穴盘1的数量为3个,包括1个用于放置待分级幼苗的穴盘和2个用于放置分级后幼苗的穴盘。
穴盘输送装置包括机架21、主动轮22、从动轮23、输送带24、张紧轮25和电机A。机架21为其它各部件提供安装支持。主动轮22和从动轮23分别可转动安装在机架21上。输送带24两端分别绕装在主动轮22和从动轮23上,输送带24上端中部设有呈U形下陷的避让段,避让段中设有安装区间241,避让段两端分别连接有进入段242和排出段243。张紧轮25的数量为8个,其中4个张紧轮25与输送带24上部带体相接触,用于在输送带24上端中部形成避让段,另外4个张紧轮25与输送带24下部带体相接触,用于在输送带24下端中部形成下陷段,下陷段与避让段互不干涉。与输送带24上部带体相接触的4个张紧轮25中,相对靠近输送带24两端的2个张紧轮25与输送带24内表面接触,用于形成所述避让段的上端两角,相对靠近输送带24中部的2个张紧轮25与输送带24外表面接触,用于形成所述避让段的下端两角。与输送带24下部带体相接触的4个张紧轮25中,相对靠近输送带24两端的2个张紧轮25与输送带24外表面接触,用于形成所述下陷段的上端两角,相对靠近输送带24中部的2个张紧轮25与输送带24内表面接触,用于形成所述下陷段的下端两角。电机A固定安装在机架21上,并与主动轮22关联,以驱动输送带24运转。
幼苗顶出装置固定设置在所述安装区间241内,其用于将位于幼苗顶出装置上方的穴盘1中的幼苗顶出。幼苗顶出装置包括箱体31、限位套32、长螺母33、丝杆34、顶针座35、顶针头36和动力组件。箱体31直接或间接固定安装在机架21上,箱体31内部设有元件安装腔,箱体31上表面的两端边沿分别与输送带24的进入段242和排出段243紧邻且齐平,箱体31顶部设有连通至元件安装腔并呈矩形阵列分布的多个贯通孔311,贯通孔311的数量为o×p个,o为贯通孔311的行数,p为贯通孔311的列数,贯通孔311行方向的孔数量与育苗坑11行方向的坑数量一致,贯通孔311行方向的孔间隔与育苗坑11行方向的坑间隔一致,贯通孔311列方向的孔数量为育苗坑11列方向坑数量的1/2x,x为穴盘1上育苗坑11总行数的均分份数,贯通孔311列方向的孔间隔为育苗坑11列方向的坑间隔的2倍。定义穴盘1按照均分份数x进行均分得到等分体,每个等分体所包含的育苗坑11的数量为(m/x)×n个,m为穴盘1上的育苗坑11的总行数,n为穴盘1上的育苗坑11的总列数。限位套32直接或间接固定安装在箱体31的元件安装腔中,其数量与贯通孔311的数量一致并与贯通孔311一一对应。长螺母33竖直布置并可转动安装在箱体31的元件安装腔下端,其数量与限位套32的数量一致并与限位套32一一对应,定义平行于贯通孔311列方向的每一行长螺母33均为一列长螺母33,因此,长螺母33的列数与贯通孔311的列数一致。丝杆34下端螺纹连接在长螺母33内孔中,丝杆34上端从长螺母33内孔上端口伸出,丝杆34数量与长螺母33的数量一致并与长螺母33一一对应。顶针座35分别与丝杆34和限位套32一一对应,顶针座35在下端通过轴承与对应丝杆34的上端转动连接(所述轴承的内圈与丝杆套装并固定连接,轴承的外圈与顶针座35下端的凹坑套装并固定连接),顶针座35在中部与对应限位套32的内孔形成滑动配合,顶针座35与对应限位套32之间无法相对转动(可通过键与键槽的配合实现转动限制)。顶针头36固定安装在顶针座35的上端,其数量与贯通孔311的数量一致并与贯通孔311一一对应,其随着顶针座35同步升降移动,进而伸出在对应贯通孔311的上方或缩回到对应贯通孔311的下方。动力组件的数量与长螺母33的列数一致,每一组动力组件与一列长螺母33关联,进而驱动该列长螺母33中的所有长螺母33同步转动。动力组件包括电机B371、主动同步带轮372、从动同步带轮373和同步带374。电机B371直接或间接固定安装在箱体31的元件安装腔中。主动同步带轮372固定安装在电机B371的机轴上。多个从动同步带轮373分别以一一对应的方式固定安装在一列长螺母33中的各个长螺母33上。同步带374张紧绕装在主动同步带轮372和各个从动同步带轮373之间,同步带374转动即带动所有的从动同步带轮373和对应列的长螺母33同步同向转动。
穴盘拦停装置固定安装在机架21上,其用于拦停或放行箱体31上表面上的穴盘1。穴盘拦停装置包括第一拦截件41和第二拦截件42,第一拦截件41固定安装在机架21上并位于输送带24排出段243的一侧或箱体31上表面的一侧,第二拦截件42固定安装在机架21上并位于输送带24排出段243的一侧或箱体31上表面的一侧。穴盘拦停装置的数量与上述均分份数x一致,所有的穴盘拦停装置沿穴盘输送方向间隔布置在输送带24排出段243的一侧和/或箱体31上表面的一侧。当x>1时,各个穴盘拦停装置与穴盘1的各个等分体一一对应,当某个穴盘拦停装置中的第一拦截件41将(沿着穴盘输送方向移动的)穴盘1拦停时,与其对应的等分体上所有的奇数行育苗坑11的镂空孔12与箱体31顶部所有的贯通孔311上下正对,当某个穴盘拦停装置中的第二拦截件42将穴盘1拦停时,与其对应的等分体上所有的偶数行育苗坑11的镂空孔12与箱体31顶部所有的贯通孔311上下正对。当x=1时,当穴盘拦停装置中的第一拦截件41将穴盘1拦停时,穴盘1上所有的奇数行育苗坑11的镂空孔12与箱体31顶部所有的贯通孔311上下正对,当穴盘拦停装置中的第二拦截件42将穴盘1拦停时,穴盘1上所有的偶数行育苗坑11的镂空孔12与箱体31顶部所有的贯通孔311上下正对。
抓取转运装置包括夹爪51和移动控制机构。夹爪51通过移动控制组件安装在穴盘输送装置的上端,其在移动控制组件的驱动下做竖直升降移动和水平直线移动,其移动范围涵覆盖了任一穴盘1的任一育苗坑11的正上方区域,其用于将幼苗从待分级幼苗的穴盘1转移至分级后幼苗的穴盘1中。移动控制机构包括列向移动组件、行向移动组件、连接块54和伸缩驱动件55。列向移动组件包括列向滑杆521、列向滑块522、连接杆A523、电机C524和第一同步带副525。两条列向滑杆521分别固定安装在机架21上,并呈水平、等高、相互平行布置。两个列向滑块522分别滑动安装在两条列向滑杆521上。连接杆A523垂直于列向滑杆521并呈水平布置,其两端分别与两个列向滑块522固定连接。电机C524直接或间接固定安装在机架21上,电机C524通过第一同步带副525与列向滑块522连接,进而驱动两个列向滑块522同步移动。具体的说:所述第一同步带副包括两个同步带轮和绕设在两个同步带轮之间的同步带,所述同步带与列向滑块522固定连接,所述同步带移动即带动列向滑块522和连接杆A523同步移动。行向移动组件包括行向滑杆531、行向滑块532、连接杆B533、电机D534和第二同步带副535。两条行向滑杆531分别固定安装在机架21上,并呈水平、等高、相互平行布置,行向滑杆531垂直于列向滑杆521布置。两个行向滑块532分别滑动安装在两条行向滑杆531上。连接杆B533垂直于行向滑杆531并呈水平布置,其两端分别与两个行向滑块532固定连接。电机D534直接或间接固定安装在机架21上,电机D534通过第二同步带副535与行向滑块532连接,进而驱动两个行向滑块532同步移动。具体的说:所述第二同步带副包括两个同步带轮和绕设在两个同步带轮之间的同步带,所述同步带与行向滑块532固定连接,所述同步带移动即带动行向滑块522和连接杆B533同步移动。连接块54上设有列向通孔和行向通孔,连接块54通过列向通孔与连接杆A523滑动连接,连接块54通过行向通孔与连接杆B533滑动连接。伸缩驱动件55设在夹爪上端51与连接块54下端之间,其通过伸缩动作带动夹爪上升或下降,伸缩驱动件55为电缸或气缸或液压缸。
视觉识别模块安装在夹爪51上,其具有夹爪51正下方的视野范围,其基于拍摄图像判断幼苗长势并提供分级依据。
优选,穴盘1沿列方向的两侧分别设有导向卷边。相应的,穴盘输送装置还包括两根导向杆26。两根导向杆26相互平行布置在穴盘输送方向的上端两侧,两根导向杆26分别直接或间接固定安装在机架21上。当穴盘1通过其两侧的导向卷边滑动安装在两根导向杆26上时,穴盘1底部与输送带24的进入段242或箱体31的上表面或输送带24的排出段243相接触,从而确保穴盘1可被输送带24带动移动,穴盘1育苗坑11的列方向平行于穴盘输送方向。基于该结构,确保了穴盘1能够精准的沿着穴盘输送方向移动,进而使得穴盘1被穴盘拦停装置拦停后,其上的镂空孔12与箱体31上的贯通孔311能精准对接。
优选,输送带24的进入段242、箱体31的上表面、输送带24的排出段243三者排成一条直线布置。定义输送带24的进入段242-箱体31的上表面-输送带24的排出段243为穴盘输送方向。
优选,第一拦截件41和第二拦截件42均为电缸,基于电缸伸缩杆的伸出或缩回,实现穴盘1的拦停或放行。
优选,其还包括分级苗安置台6。分级苗安置台6的数量为多个,所有分级苗安置台6的上表面与箱体31上表面等高,所有分级苗安置台6均处在夹爪51移动范围的正下方区域中;相应的,用于安置分级后幼苗的穴盘1的数量与分级苗安置台6的数量一致并一一对应。
本实施例中,夹爪为自动化移栽领域成熟且普遍应用的现有技术,其通过将多根钢针插入基质(所述基质将幼苗的根系包裹其中),实现对幼苗的抓持,其结构为现有技术,此处不再赘述。
本实施例中,移动控制机构中的列向移动组件和行向移动组件分别用于控制连接块54在平面内的纵横移动,控制部件纵横移动的结构为常见的现有技术(例如3D打印机上的喷嘴移动控制结构),对于其它等效的替代结构,此处不再赘述。
本实施例中,基于视觉识别模块对幼苗拍照判断幼苗长势是成熟应用的现有技术,此处不再赘述。
上述的穴盘幼苗分级移栽系统用于将穴盘(所述穴盘为放置待分级幼苗的穴盘)中的幼苗按照长势进行分级(基于采集图像判断长势),根据分级结果将不同长势的幼苗转移至不同的穴盘(所述穴盘为放置分级后幼苗的穴盘)中,从而实现自动化的幼苗分选移栽。执行幼苗分选移栽之前,穴盘幼苗分级移栽系统处在初始状态,在初始状态下:
Ⅰ.所有的顶针头均缩回在箱体的元件安装腔中;
Ⅱ.夹爪处在其竖直方向移动行程的最上端;
Ⅲ.所有穴盘拦停装置均处在放行穴盘的状态;
Ⅳ.至少有两个空置穴盘放在分级苗安置台上,用于放置分级后的幼苗,所有空置穴盘均处在夹爪移动范围的正下方区域。
沿穴盘输送方向从前至后的方向,将所有的穴盘拦停装置分别命名为1号穴盘拦停装置、2号穴盘拦停装置……n号穴盘拦停装置;沿穴盘输送方向从前至后的方向,将穴盘上所有等分体分别命名为1号等分体、2号等分体……n号等分体;1号穴盘拦停装置对应于1号等分体,2号穴盘拦停装置对应于2号等分体,以此类推,n号穴盘拦停装置对应于n号等分体。
分选移栽过程如下:
S01,箱体贯通孔与穴盘等分体奇数行镂空孔对接:
a,将待分级幼苗的穴盘1放置在输送带的进入段上,使穴盘1两侧的导向卷边滑动安装在两根导向杆26上,从而确保穴盘1能够精准的沿着穴盘输送方向移动;
b,同时执行以下两项操作:1号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为拦截穴盘的状态;启动电机A,使得输送带运转并带动穴盘沿着穴盘输送方向移动;当穴盘的前侧面碰到1号穴盘拦停装置的第一拦截件时即被拦停,然后关闭电机A,使得输送带暂停运转;此时,穴盘的1号等分体上所有的奇数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对。
S02,穴盘等分体奇数行育苗坑中的幼苗的分级移栽:
a,任意一组动力组件中的电机B启动,驱动对应的一列长螺母同步同向转动,进而带动对应的一列顶针头从箱体上对应的一列贯通孔中伸出,所述的一列顶针头再通过与上述一列贯通孔正对的一列镂空孔伸入到对应的一列育苗坑中,将该列育苗坑中的基质连同其上方的幼苗一同顶出;
b,启动视觉识别模块,判断上述被顶出的一列幼苗的长势,并根据长势判定各株幼苗所归属的空置穴盘;
c,控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标幼苗正上方;控制夹爪动作,从待分级穴盘中抓取目标幼苗后;再控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标空置穴盘的任一育苗坑的正上方;再控制夹爪动作,将抓取的幼苗放入目标空置穴盘的任一育苗坑中;如此往复,完成上述被顶出的一列幼苗的分级移栽;
d,重复本步骤的a、b、c分步骤,直至完成待分级穴盘上的当前等分体奇数行育苗坑中的幼苗的分级移栽。
本步骤中,由于丝杠与顶针座之间设有轴承,并且顶针座通过限位套被限制转动,使顶针座与顶针头仅做竖直升降移动,而不会跟随丝杆转动。
S03,箱体贯通孔与穴盘等分体偶数行镂空孔对接:
a,依次执行以下两项操作:2号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为拦截穴盘的状态;1号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为放行穴盘的状态;
b,启动电机A,使得输送带运转并带动穴盘沿着穴盘输送方向移动;当穴盘的前侧面碰到2号穴盘拦停装置的第一拦截件时即被拦停;然后关闭电机A,使得输送带暂停运转;此时,穴盘的1号等分体上所有的偶数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对。
S04,穴盘等分体偶数行育苗坑中的幼苗的分级移栽:
a,任意一组动力组件中的电机B启动,驱动对应的一列长螺母同步同向转动,进而带动对应的一列顶针头从箱体上对应的一列贯通孔中伸出,所述的一列顶针头再通过与上述一列贯通孔正对的一列镂空孔伸入到对应的一列育苗坑中,将该列育苗坑中的基质连同其上方的幼苗一同顶出;
b,启动视觉识别模块,判断上述被顶出的一列幼苗的长势,并根据长势判定各株幼苗所归属的空置穴盘;
c,控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标幼苗正上方;控制夹爪动作,从待分级穴盘中抓取目标幼苗后;再控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标空置穴盘的任一育苗坑的正上方;再控制夹爪动作,将抓取的幼苗放入目标空置穴盘的任一育苗坑中;如此往复,完成上述被顶出的一列幼苗的分级移栽;
d,重复本步骤的a、b、c分步骤,直至完成待分级穴盘上的当前等分体偶数行育苗坑中的幼苗的分级移栽。
本步骤中,由于丝杠与顶针座之间设有轴承,并且顶针座通过限位套被限制转动,使顶针座与顶针头仅做竖直升降移动,而不会跟随丝杆转动。
在上述的分选移栽过程中,若待分级穴盘的均分份数x=1,则上述的工作流程已完成待分级穴盘内的所有幼苗的分级移栽。若待分级穴盘的均分份数x>1,则重复S01-S04步骤,完成待分级穴盘的其余等分体内的幼苗的分级移栽。具体的说:第1次重复S01-S04步骤时,2号穴盘拦停装置参与动作,完成2号等分体内的幼苗的分级移栽,第2次重复S01-S04步骤时,3号穴盘拦停装置参与动作,完成3号等分体内的幼苗的分级移栽,以此类推,第n-1次重复S01-S04步骤时,n号穴盘拦停装置参与动作,完成n号等分体内的幼苗的分级移栽。

Claims (10)

1.穴盘幼苗分级移栽系统,包括穴盘;穴盘上设有呈矩形阵列分布的多个育苗坑,每个育苗坑底部中心处设有镂空孔,育苗坑的数量为m×n个,m为穴盘上的育苗坑的总行数,n为穴盘上的育苗坑的总列数;穴盘的数量不少于3个,包括1个用于放置待分级幼苗的穴盘和至少2个用于放置分级后幼苗的穴盘;
其特征是:其还包括穴盘输送装置、幼苗顶出装置、穴盘拦停装置、抓取转运装置和视觉识别模块;
穴盘输送装置包括输送带、电机A和机架;输送带上端中部设有呈U形下陷的避让段,避让段中设有安装区间,避让段两端分别连接有进入段和排出段;电机A固定安装在机架上并与输送带关联,以驱动输送带运转;
幼苗顶出装置固定设置在所述安装区间内,其用于将位于幼苗顶出装置上方的穴盘中的幼苗顶出;幼苗顶出装置包括箱体、限位套、长螺母、丝杆、顶针座、顶针头和动力组件;箱体直接或间接固定安装在机架上,箱体内部设有元件安装腔,箱体上表面的两端边沿分别与输送带的进入段和排出段紧邻且齐平,箱体顶部设有连通至元件安装腔并呈矩形阵列分布的多个贯通孔,贯通孔的数量为o×p个,o为贯通孔的行数,p为贯通孔的列数,贯通孔行方向的孔数量与育苗坑行方向的坑数量一致,贯通孔行方向的孔间隔与育苗坑行方向的坑间隔一致,贯通孔列方向的孔数量为育苗坑列方向坑数量的1/2x,x为穴盘上育苗坑总行数的均分份数,贯通孔列方向的孔间隔为育苗坑列方向的坑间隔的2倍;定义穴盘按照均分份数x进行均分得到等分体,每个等分体所包含的育苗坑的数量为(m/x)×n个,m为穴盘上的育苗坑的总行数,n为穴盘上的育苗坑的总列数;限位套直接或间接固定安装在箱体的元件安装腔中,其数量与贯通孔的数量一致并与贯通孔一一对应;长螺母竖直布置并可转动安装在箱体的元件安装腔下端,其数量与限位套的数量一致并与限位套一一对应,定义平行于贯通孔列方向的每一行长螺母均为一列长螺母;丝杆下端螺纹连接在长螺母内孔中,丝杆上端从长螺母内孔上端口伸出,丝杆数量与长螺母的数量一致并与长螺母一一对应;顶针座分别与丝杆和限位套一一对应,顶针座在下端通过轴承与对应丝杆的上端转动连接,顶针座在中部与对应限位套的内孔形成滑动配合,顶针座与对应限位套之间无法相对转动;顶针头固定安装在顶针座的上端,其数量与贯通孔的数量一致并与贯通孔一一对应,其随着顶针座同步升降移动,进而伸出在对应贯通孔的上方或缩回到对应贯通孔的下方;动力组件的数量与长螺母列数一致,每一组动力组件与一列长螺母关联,进而驱动该列长螺母中的所有长螺母同步同向转动;
穴盘拦停装置固定安装在机架上,其用于拦停或放行箱体上表面上的穴盘;穴盘拦停装置包括第一拦截件和第二拦截件,第一拦截件固定安装在机架上并位于输送带排出段的一侧或箱体上表面的一侧,第二拦截件固定安装在机架上并位于输送带排出段的一侧或箱体上表面的一侧;穴盘拦停装置的数量与上述均分份数x一致,所有的穴盘拦停装置沿穴盘输送方向间隔布置在输送带排出段的一侧和/或箱体上表面的一侧;当x>1时,各个穴盘拦停装置与穴盘的各个等分体一一对应,当某个穴盘拦停装置中的第一拦截件将穴盘拦停时,与其对应的等分体上所有的奇数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对,当某个穴盘拦停装置中的第二拦截件将穴盘拦停时,与其对应的等分体上所有的偶数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对;当x=1时,当穴盘拦停装置中的第一拦截件将穴盘拦停时,穴盘上所有的奇数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对,当穴盘拦停装置中的第二拦截件将穴盘拦停时,穴盘上所有的偶数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对;
抓取转运装置包括夹爪和移动控制机构;夹爪通过移动控制组件安装在穴盘输送装置的上端,其在移动控制组件的驱动下做竖直升降移动和水平直线移动,其移动范围涵覆盖了任一穴盘的任一育苗坑的正上方区域,其用于将幼苗从待分级幼苗的穴盘转移至分级后幼苗的穴盘中;
视觉识别模块安装在夹爪上,其具有夹爪正下方的视野范围,其基于拍摄图像判断幼苗长势并提供分级依据。
2.如权利要求1所述的穴盘幼苗分级移栽系统,其特征是:穴盘输送装置还包括主动轮、从动轮和张紧轮;主动轮和从动轮分别可转动安装在机架上,主动轮与电机A关联并在电机A的驱动下转动;输送带两端分别绕装在主动轮和从动轮上,张紧轮的数量为8个,其中4个张紧轮与输送带上部带体相接触,用于在输送带上端中部形成避让段,另外4个张紧轮与输送带下部带体相接触,用于在输送带下端中部形成下陷段,下陷段与避让段互不干涉;与输送带上部带体相接触的4个张紧轮中,相对靠近输送带两端的2个张紧轮与输送带内表面接触,用于形成所述避让段的上端两角,相对靠近输送带中部的2个张紧轮与输送带外表面接触,用于形成所述避让段的下端两角;与输送带下部带体相接触的4个张紧轮中,相对靠近输送带两端的2个张紧轮与输送带外表面接触,用于形成所述下陷段的上端两角,相对靠近输送带中部的2个张紧轮与输送带内表面接触,用于形成所述下陷段的下端两角。
3.如权利要求2所述的穴盘幼苗分级移栽系统,其特征是:穴盘沿列方向的两侧分别设有导向卷边;相应的,穴盘输送装置还包括两根导向杆,两根导向杆相互平行布置在穴盘输送方向的上端两侧,两根导向杆分别直接或间接固定安装在机架上;当穴盘通过其两侧的导向卷边滑动安装在两根导向杆上时,穴盘底部与输送带的进入段或箱体的上表面或输送带的排出段相接触。
4.如权利要求3所述的穴盘幼苗分级移栽系统,其特征是:移动控制机构包括列向移动组件、行向移动组件、连接块和伸缩驱动件;列向移动组件包括列向滑杆、列向滑块、连接杆A、电机C和第一同步带副;两条列向滑杆分别固定安装在机架上,并呈水平、等高、相互平行布置;两个列向滑块分别滑动安装在两条列向滑杆上;连接杆A垂直于列向滑杆并呈水平布置,其两端分别与两个列向滑块固定连接;电机C直接或间接固定安装在机架上,电机C通过第一同步带副与列向滑块连接,进而驱动两个列向滑块同步移动;行向移动组件包括行向滑杆、行向滑块、连接杆B、电机D和第二同步带副;两条行向滑杆分别固定安装在机架上,并呈水平、等高、相互平行布置,行向滑杆垂直于列向滑杆;两个行向滑块分别滑动安装在两条行向滑杆上;连接杆B垂直于行向滑杆并呈水平布置,其两端分别与两个行向滑块固定连接;电机D直接或间接固定安装在机架上,电机D通过第二同步带副与行向滑块连接,进而驱动两个行向滑块同步移动;连接块上设有列向通孔和行向通孔,连接块通过列向通孔与连接杆A滑动连接,连接块通过行向通孔与连接杆B滑动连接;伸缩驱动件设在夹爪上端与连接块下端之间,其通过伸缩动作带动夹爪上升或下降。
5.如权利要求4所述的穴盘幼苗分级移栽系统,其特征是:动力组件包括电机B、主动同步带轮、从动同步带轮和同步带;电机B直接或间接固定安装在箱体的元件安装腔中;主动同步带轮固定安装在电机B的机轴上;多个从动同步带轮分别以一一对应的方式固定安装在一列长螺母中的各个长螺母上;同步带张紧绕装在主动同步带轮和各个从动同步带轮之间,同步带转动即带动所有的从动同步带轮和对应列的长螺母同步同向转动。
6.如权利要求5所述的穴盘幼苗分级移栽系统,其特征是:输送带的进入段、箱体的上表面、输送带的排出段三者排成一条直线布置;定义输送带的进入段-箱体的上表面-输送带的排出段为穴盘输送方向。
7.如权利要求6所述的穴盘幼苗分级移栽系统,其特征是:第一拦截件和第二拦截件均为电缸,基于电缸伸缩杆的伸出或缩回,实现穴盘的拦停或放行。
8.如权利要求7所述的穴盘幼苗分级移栽系统,其特征是:其还包括分级苗安置台;分级苗安置台的数量为多个,所有分级苗安置台的上表面与箱体上表面等高,所有分级苗安置台均处在夹爪移动范围的正下方区域中;相应的,用于安置分级后幼苗的穴盘的数量与分级苗安置台的数量一致并一一对应。
9.穴盘幼苗分级移栽方法,应用于权利要求5-8中任一项所述的穴盘幼苗分级移栽系统,其特征是,执行幼苗分选移栽之前,穴盘幼苗分级移栽系统处在初始状态,在初始状态下:
Ⅰ.所有的顶针头均缩回在箱体的元件安装腔中;
Ⅱ.夹爪处在其竖直方向移动行程的最上端;
Ⅲ.所有穴盘拦停装置均处在放行穴盘的状态;
Ⅳ.至少有两个空置穴盘放在分级苗安置台上,用于放置分级后的幼苗,所有空置穴盘均处在夹爪移动范围的正下方区域;
为便于后续描述:沿穴盘输送方向从前至后的方向,将所有的穴盘拦停装置分别命名为1号穴盘拦停装置、2号穴盘拦停装置……n号穴盘拦停装置;沿穴盘输送方向从前至后的方向,将穴盘上所有等分体分别命名为1号等分体、2号等分体……n号等分体;1号穴盘拦停装置对应于1号等分体,2号穴盘拦停装置对应于2号等分体,以此类推,n号穴盘拦停装置对应于n号等分体;
分选移栽过程如下:
S01,箱体贯通孔与穴盘等分体奇数行镂空孔对接:
a,将待分级幼苗的穴盘放置在输送带的进入段上,使穴盘两侧的导向卷边滑动安装在两根导向杆上,从而确保穴盘能够精准的沿着穴盘输送方向移动;
b,同时执行以下两项操作:1号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为拦截穴盘的状态;启动电机A,使得输送带运转并带动穴盘沿着穴盘输送方向移动;当穴盘的前侧面碰到1号穴盘拦停装置的第一拦截件时即被拦停,然后关闭电机A,使得输送带暂停运转;此时,穴盘的1号等分体上所有的奇数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对;
S02,穴盘等分体奇数行育苗坑中的幼苗的分级移栽:
a,任意一组动力组件中的电机B启动,驱动对应的一列长螺母同步同向转动,进而带动对应的一列顶针头从箱体上对应的一列贯通孔中伸出,所述的一列顶针头再通过与上述一列贯通孔正对的一列镂空孔伸入到对应的一列育苗坑中,将该列育苗坑中的基质连同其上方的幼苗一同顶出;
b,启动视觉识别模块,判断上述被顶出的一列幼苗的长势,并根据长势判定各株幼苗所归属的空置穴盘;
c,控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标幼苗正上方;控制夹爪动作,从待分级穴盘中抓取目标幼苗后;再控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标空置穴盘的任一育苗坑的正上方;再控制夹爪动作,将抓取的幼苗放入目标空置穴盘的任一育苗坑中;如此往复,完成上述被顶出的一列幼苗的分级移栽;
d,重复本步骤的a、b、c分步骤,直至完成待分级穴盘上的当前等分体奇数行育苗坑中的幼苗的分级移栽;
S03,箱体贯通孔与穴盘等分体偶数行镂空孔对接:
a,依次执行以下两项操作:2号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为拦截穴盘的状态;1号穴盘拦停装置的第一拦截件动作,切换为放行穴盘的状态;
b,启动电机A,使得输送带运转并带动穴盘沿着穴盘输送方向移动;当穴盘的前侧面碰到2号穴盘拦停装置的第一拦截件时即被拦停;然后关闭电机A,使得输送带暂停运转;此时,穴盘的1号等分体上所有的偶数行育苗坑的镂空孔与箱体顶部所有的贯通孔上下正对;
S04,穴盘等分体偶数行育苗坑中的幼苗的分级移栽:
a,任意一组动力组件中的电机B启动,驱动对应的一列长螺母同步同向转动,进而带动对应的一列顶针头从箱体上对应的一列贯通孔中伸出,所述的一列顶针头再通过与上述一列贯通孔正对的一列镂空孔伸入到对应的一列育苗坑中,将该列育苗坑中的基质连同其上方的幼苗一同顶出;
b,启动视觉识别模块,判断上述被顶出的一列幼苗的长势,并根据长势判定各株幼苗所归属的空置穴盘;
c,控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标幼苗正上方;控制夹爪动作,从待分级穴盘中抓取目标幼苗后;再控制移动控制机构动作,将夹爪移动至目标空置穴盘的任一育苗坑的正上方;再控制夹爪动作,将抓取的幼苗放入目标空置穴盘的任一育苗坑中;如此往复,完成上述被顶出的一列幼苗的分级移栽;
d,重复本步骤的a、b、c分步骤,直至完成待分级穴盘上的当前等分体偶数行育苗坑中的幼苗的分级移栽。
10.如权利要求9所述的穴盘幼苗分级移栽方法,其特征是:若待分级穴盘的均分份数x=1,则上述的S01-S04步骤已完成待分级穴盘内的所有幼苗的分级移栽;若待分级穴盘的均分份数x>1,则重复S01-S04步骤,完成待分级穴盘的其余等分体内的幼苗的分级移栽;第1次重复S01-S04步骤时,2号穴盘拦停装置参与动作,完成2号等分体内的幼苗的分级移栽,第2次重复S01-S04步骤时,3号穴盘拦停装置参与动作,完成3号等分体内的幼苗的分级移栽,以此类推,第n-1次重复S01-S04步骤时,n号穴盘拦停装置参与动作,完成n号等分体内的幼苗的分级移栽。
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