CN117381870A - 一种甘蔗取芽装置 - Google Patents
一种甘蔗取芽装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117381870A CN117381870A CN202311169040.4A CN202311169040A CN117381870A CN 117381870 A CN117381870 A CN 117381870A CN 202311169040 A CN202311169040 A CN 202311169040A CN 117381870 A CN117381870 A CN 117381870A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sugarcane
- cutting
- conveying
- feeding
- image acquisition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 title claims abstract description 176
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 title claims abstract description 176
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 222
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 117
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 53
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
- B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
- B26D1/04—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member
- B26D1/06—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates
- B26D1/08—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates of the guillotine type
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D5/08—Means for actuating the cutting member to effect the cut
- B26D5/12—Fluid-pressure means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/01—Means for holding or positioning work
- B26D7/02—Means for holding or positioning work with clamping means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/06—Arrangements for feeding or delivering work of other than sheet, web, or filamentary form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/27—Means for performing other operations combined with cutting
- B26D7/32—Means for performing other operations combined with cutting for conveying or stacking cut product
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
Abstract
本发明涉及农产品加工技术领域，公开了一种甘蔗取芽装置；所述上料机构和输送机构均安装于机架上，上料机构对接输送机构，输送机构出料侧对应安装有用于分切甘蔗的切割机构，机架顶部安装有用于对甘蔗图像进行采集的图像采集机构，对应送入的甘蔗经图像采集机构完成图像采集后，输送机构驱动向切割机构移动，并基于图像采集信息进行驱动和分切位置调整；本发明能够通过上料机构将甘蔗运输至图像采集区域，输送机构驱动向切割机构移动，并基于图像采集信息进行驱动和分切位置调整，期间保证种芽位置切割位置准确，实现甘蔗种芽与甘蔗茎秆的自动分流储存，避免了人工分拣，减少了人工成本，提高了整体效率。
Description
技术领域
本发明涉及播种设备技术领域，特别是涉及一种甘蔗取芽装置。
背景技术
传统的甘蔗种植方法是将整根甘蔗切若干段，将包含3到4个甘蔗种芽节的整段甘蔗全部种入土中。这种种植方法对种子需求量大，种植区域挖掘所需的工作量大，同时因为将整段甘蔗作为种子，其中连带了大量不需要的甘蔗杆茎部分，造成了浪费；甘蔗中甘蔗芽的重量约占30%，甘蔗茎秆则约占70%，传统种植方式大量增加了甘蔗种芽的运输成本，从而增加了整体的种植成本；将甘蔗种芽与甘蔗茎秆分离后，可将甘蔗种芽单独运输用于耕种，而甘蔗茎秆部分则用于榨糖，大大减少了运输成本与种植农户的工作量，提高了甘蔗的经济效益；同时传统的切芽方法效率低、人工成本高、工作量大、切芽精度低且操作危险性高，因此研究甘蔗种芽与甘蔗茎秆的自动切割与分取技术具有重要的意义。
目前甘蔗切芽过程通常需要工人手持甘蔗，人为的将甘蔗种芽部分放入刀口，切刀进给切取种芽，再手动将第二个甘蔗种芽部分放入刀口位置，如此往复；这种切芽方式精度低、效率低、人工成本高、劳动强度大、易发生危险；因其基本靠人工的方法完成切芽作业，难以形成流水线作业，导致甘蔗种植与加工难以形成完整的产业链。
发明内容
本发明的目的是：提供一种甘蔗取芽装置，本发明能够通过上料机构将甘蔗运输至图像采集区域，输送机构驱动向切割机构移动，并基于图像采集信息进行驱动和分切位置调整，期间保证种芽位置切割位置准确，实现甘蔗种芽与甘蔗茎秆的自动分流储存，避免了人工分拣，减少了人工成本，提高了整体效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种甘蔗取芽装置，包括：上料机构、输送机构、机架、控制系统、图像采集机构、切割机构、抬升机构、储料机构；
所述上料机构和输送机构均安装于机架上，上料机构对接输送机构，输送机构出料侧对应安装有用于分切甘蔗的切割机构，机架顶部安装有用于对甘蔗图像进行采集的图像采集机构，对应送入的甘蔗经图像采集机构完成图像采集后，输送机构驱动向切割机构移动，并基于图像采集信息进行驱动和分切位置调整，切割机构沿甘蔗落料侧安装有可对分切甘蔗进行分类收集的储料机构，所述上料机构、输送机构、图像采集机构、切割机构、储料机构均连接控制系统。
进一步的，所述控制系统包括工控机、PLC下位机，所述工控机电性连接有PLC下位机，所述PLC下位机电性连接有，PLC下位机连接上料机构、输送机构、机架、图像采集机构、切割机构、抬升机构、储料机构。
进一步的，所述上料机构包括上料电机、上料丝杆、丝杆螺母、上料导轨、上料滑台，所述机架上安装有上料电机，上料电机的输出轴连接有上料丝杆，上料丝杆一端对接至上料滑台，上料滑台上滑动连接有用于承载甘蔗移动的上料导轨，上料导轨上安装有与上料丝杆螺纹连接的丝杆螺母。
进一步的，所述上料导轨上安装有用于对甘蔗进行限位输送的单向锁，所述单向锁包括三角形固定件、弹簧，所述上料导轨上均布凹槽，凹槽内滑动连接有三角形固定件，凹槽底部和三角形固定件底部通过弹簧相连接。
进一步的，所述输送机构包括输送机构、输送电机、输送丝杆、滑台、夹持气缸，所述输送电机通过电机支架安装于机架上，电机支架上安装有首端安装座，首端安装座中间安装有连接输送电机输出轴的输送丝杆，首端安装座两侧沿输送丝杆对称平行安装有输送导轨，输送丝杆和输送导轨尾部连接有固定在机架上的尾端安装座，滑台螺纹连接于输送丝杆，滑台两侧滑动连接输送导轨，滑台上安装有夹持气缸。
进一步的，所述切割机构包括刀座、连接柱、切割气缸、切刀、切割垫板，所述刀座安装于机架上，刀座上沿对应输送机构出料端的位置安装有切割垫板，切割垫板上安装有用于对甘蔗限位的的阻挡件，刀座上还通过连接柱安装有切割气缸，切割气缸上安装有对应切割垫板的切刀。
进一步的，所述阻挡件包括立板、挡料杆，所述立板设置有两个，分别对称安装在切割垫板两侧，两立板顶部水平安装有挡料杆。
进一步的，所述输送机构和切割机构之间安装有抬升机构，所述抬升机构包括抬升气缸、抬升板、胶辊，所述抬升板通过抬升气缸水平安装于输送机构和切割机构之间，抬升板上形成有用于防止甘蔗偏摆的限位槽，限位槽上水平安装有用于承载甘蔗进行移动的胶辊。
进一步的，所述储料机构包括储料导向板、导向板电机、隔板、储料箱，所述储料箱内通过隔板分隔成种芽储料区和茎秆储料区，茎秆储料箱沿隔板左右两侧安装有立柱，储料导向板通过转轴安装于两立柱上，转轴连接有导向板电机。
进一步的，所述图像采集机构包括CCD相机、光源，所述CCD相机安装于机架顶部，CCD相机两侧的机架上安装有光源。
本发明的有益效果：
本发明能够通过上料机构将甘蔗运输至图像采集区域，输送机构驱动向切割机构移动，并基于图像采集信息进行驱动和分切位置调整，期间保证种芽位置切割位置准确，提高甘蔗切芽效率，并使得切出的甘蔗种芽节段大小相同，便于储存、加工与运输，降低生产成本，提高整体收益，实现甘蔗种芽与甘蔗茎秆的自动分流储存，避免了人工分拣，减少了人工成本，提高了整体效率；
可实现甘蔗种芽与甘蔗茎秆的自动分流储存，避免了人工分拣，减少了人工成本，提高了整体效率；采用多通道并行设计，切芽速度快，运行效率高，功能完整，便于形成流水线，且整体框架设计简单，方便进行设备维修与零件更换；
采用深度学习目标检测算法检测甘蔗种芽，实时将采集到的甘蔗图片与识别后的图片信息上传至云端，建立甘蔗识别云端数据共享平台，实时储存并整合本设备在不同环境、不同光源条件下不同品种、不同生长情况甘蔗的图像数据信息，周期性提取云端存储的甘蔗图像信息，对模型进行增强训练，不断对模型进行优化与迭代，提高模型的识别精度与泛用性；
采用机器视觉识别甘蔗种芽位置，夹持机构末端固定甘蔗，运行过程中无硬件与甘蔗表面发生实质接触，保护甘蔗种芽。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明上料机构结构示意图；
图3为本发明输送机构与夹持机构结构示意图；
图4为本发明切割机构示意图；
图5为本发明抬升机构示意图；
图6为本发明储料机构结构示意图；
图7为本发明另一整体结构示意图；
图8为本发明单向锁结构示意图。
图中，1-上料机构、101-上料电机、102-上料丝杆、103-丝杆螺母、104-上料导轨、105-单向锁、106-上料滑台、2-输送机构、201-输送电机、202-输送丝杆、203-输送导轨、3-夹持机构、301-滑台、302-夹持气缸、303-夹爪、4-机架、5-空压机、6-控制系统、7-CCD相机、8-切割机构、801-刀座、802-挡料杆、803-连接柱、804-切割气缸、805-切刀、806-切割垫板、9-抬升机构、901-抬升气缸、902-抬升板、903-限位槽、904-胶辊、10-储料机构、1001-储料导向板、1002-导向板电机、1003-种芽储料箱、1004-隔板、1005-茎秆储料箱、11-三角形固定件、12-弹簧、13-光源。
实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1-8所示，甘蔗取芽装置包括：上料机构1、输送机构2、机架4、控制系统6、图像采集机构、切割机构8、抬升机构9、储料机构10。在本实施例中，上料机构1和输送机构2均安装于机架4上，上料机构1对接输送机构2，输送机构2出料侧对应安装有用于分切甘蔗的切割机构8，机架4顶部安装有用于对甘蔗图像进行采集的图像采集机构，对应送入的甘蔗经图像采集机构完成图像采集后，输送机构2驱动向切割机构8移动，并基于图像采集信息进行驱动和分切位置调整，切割机构8沿甘蔗落料侧安装有可对分切甘蔗进行分类收集的储料机构10，将甘蔗的种芽和茎秆进行分类收集，所述上料机构1、输送机构2、图像采集机构、切割机构8、储料机构10均连接控制系统6，控制系统6首先控制上料机构1将甘蔗输送至输送上，并通过图像采集机构获取甘蔗的图像信息，根据图像信息，控制系统6控制输送机构2将甘蔗输送至切割机构8位置，根据图像信息确定的种芽位置，控制系统6控制输送机构2和切割机构8相互配合对甘蔗完成分切，期间，根据分切的种芽和茎秆，控制系统6控制储料机构10分别对甘蔗的种芽和茎秆进行分类收集。
具体地，在本实施例中，控制系统6包括工控机、PLC下位机，所述工控机电性连接有PLC下位机，所述PLC下位机电性连接有，PLC下位机连接上料机构1、输送机构2、图像采集机构、切割机构8、抬升机构9、储料机构10，PLC下位机控制上料机构1、输送机构2、图像采集机构、切割机构8、抬升机构9、储料机构10的过程如上述实施例阐述，此外，PLC下位机电性连接有电磁阀，电磁阀电性连接有空压机5，空压机5用于对上述机构的气动机构提供气源。控制系统6调用目标检测算法识别并输出甘蔗种芽的位置坐标，并将各通道内的甘蔗种芽位置坐标进行整合与排序，调用算法将图像位置坐标信息转化为空间位置坐标信息，再转化为脉冲指令信息后输出至PLC下位机，PLC控制输送机构2步进输送指定距离，使甘蔗种芽精准进入切割位置，进行输送与切取的操作循环。
在本实施例中，上料机构1包括上料电机101、上料丝杆102、丝杆螺母103、上料导轨104、上料滑台106，所述机架4上安装有上料电机101，上料电机101的输出轴连接有上料丝杆102，上料丝杆102一端对接至上料滑台106，具体地，上料滑台106内部安装有轴承，上料丝杆102一端对接至上料滑台106内的轴承上，配合丝杆进行转动，上料滑台106上滑动连接有用于承载甘蔗移动的上料导轨104，上料导轨104上安装有与上料丝杆102螺纹连接的丝杆螺母103。在本实施例中，机架4上至少安装有两组上料机构1，如图1和图7所示，分别承载甘蔗的两端，便于甘蔗能够水平进入到输送机构2上，而控制系统6控制两组上料机构1的上料电机101同步、同向驱动，上料电机101开启后可驱动上料丝杆102转动，上料丝杆102转动后，在螺纹作用下，上料导轨104上的丝杆螺母103驱动上料导轨104在上料滑台106上进行移动，并通过正反转实现上料滑台106的来回往复运动。
在上述实施例的基础上，上料导轨104均布有用于对甘蔗进行限位输送的单向锁105，所述单向锁105包括三角形固定件11、弹簧12，所述上料导轨104上均布凹槽，凹槽内滑动连接有三角形固定件11，凹槽底部和三角形固定件11底部通过弹簧12相连接。凹槽的深度大于三角形固定件11的高度，如图8所示，三角形固定件11沿竖直位置滑动连接在凹槽内，三角形固定件11可沿凹槽上下滑动，弹簧12始终产生回复力，在三角形固定件11无外力的情况下，弹簧12产生的回复力将三角形固定件11抵靠至凸出与凹槽表面，此时，当上料导轨104向左移动，三角形固定件11倾斜面抵靠在任意固定位置，三角形固定件11能够克服弹簧12回复力向下回缩，当上料导轨104向右移动抵靠在任意固定位置，三角形固定件11则不会向下回缩。使得上料导轨104可向左无阻力通过，向右则通过三角形固定件11形成限位效果。
具体地，上料过程中，甘蔗位于相邻单向锁105之间的位置，如图1所示，上料导轨104向右移动时，可抵住甘蔗，并推动甘蔗水平向前运动，上料机构1复位过程中，当甘蔗固定于输送机构2上，单项锁中的三角形固定件11在接触固定的甘蔗后被推入上料导轨104内的凹槽，从而使上料机构1在不对被固定的甘蔗产生影响的条件下顺利返回起始位置，等待下次上料。
在本实施例中，输送机构2包括输送机构2、输送电机201、输送丝杆202、滑台301、夹持气缸302，所述输送电机201通过电机支架安装于机架4上，电机支架上安装有首端安装座，首端安装座中间安装有连接输送电机201输出轴的输送丝杆202，首端安装座两侧沿输送丝杆202对称平行安装有输送导轨203，输送丝杆202和输送导轨203尾部连接有固定在机架4上的尾端安装座，滑台301螺纹连接于输送丝杆202，滑台301两侧滑动连接输送导轨203，滑台301上安装有夹持气缸302。具体地，首端安装座和尾端安装座均对应安装在机架4上，滑台301上设置有两个对称的滑孔，首端安装座和尾端安装座上对应设置有轴承用于安装输送丝杆202，当电机驱动丝杆后，在螺纹作用下，滑台301能够在输送导轨203上回来进行滑动，进而带动夹持气缸302进行移动，夹持气缸302上的夹爪303可夹取甘蔗，通过电机驱动正反转，进行驱动夹取甘蔗的夹持气缸302向切割机构8运动进行分切操作，夹爪303张开与夹紧幅度以能够夹持甘蔗末端为准，夹持气缸302与控制系统6通过电磁阀电性连接，空压机5通过电磁阀对夹持气缸302进行供气，所述夹爪303与上料导轨104、切割机构8处于同一水平位置，上料机构1将甘蔗送至对应输送机构2位置处后，夹持气缸302水平向前移动一定距离，当甘蔗末端进入夹爪303夹持范围内后，对甘蔗进行夹持固定；输送机构2设置为五组，但不限于五组，可根据实际情况进行增加输送机构2的组数，输送机构2将各自通道所属的甘蔗种芽均移动至切割位置后，再执行切取操作，多通道并行切芽，提高设备整体效率。
在本实施例中，切割机构8包括刀座801、连接柱803、切割气缸804、切刀805、切割垫板806，所述刀座801安装于机架4上，刀座801上沿对应输送机构2出料端的位置安装有切割垫板806，切割垫板806上安装有用于对甘蔗限位的的阻挡件，刀座801上还通过连接柱803安装有切割气缸804，切割气缸804上安装有对应切割垫板806的切刀805。在上述实施例的基础上，阻挡件包括立板、挡料杆802，所述立板设置有两个，分别对称安装在切割垫板806两侧，两立板顶部水平安装有挡料杆802，挡料杆802通过轴承安装在两立板上，使得甘蔗接触挡料杆802后，能够配合进行转动。具体地，切割垫板806与夹爪303处于同一水平位置，切割垫板806为切割甘蔗种芽提供支反力以便于切取，切割垫板806上方固接有挡料杆802，挡料杆802用于对甘蔗末端的垂直方向上进行限位，防止切割操作时甘蔗切割位置由于受到摩擦阻力而卡在刀面上，随切刀805而抬升，无法顺利进行下一次递进输送，其中挡料杆802采用橡胶材质，以防止甘蔗种牙被挤压或磨损；切割垫板806上方设有切割气缸804，切割气缸804与连接柱803滑动连接，可通过改变切割气缸804水平与垂直方向的位置从而改变切刀805的位置，切割气缸804导杆末端固接有切刀805，切割气缸804与控制系统6通过电磁阀电性连接，空压机5为切割气缸804提供气源。
在本实施例中，输送机构2和切割机构8之间安装有抬升机构9，所述抬升机构9包括抬升气缸901、抬升板902、胶辊904，所述抬升板902通过抬升气缸901水平安装于输送机构2和切割机构8之间，抬升板902上形成有用于防止甘蔗偏摆的限位槽903，限位槽903上水平安装有用于承载甘蔗进行移动的胶辊904。抬升板902底部两侧安装抬升气缸901，抬升板902两侧分别与输送导轨203末端和刀座801相抵接，抬升板902上方水平方向上等间隔设有多组限位槽903，在本实施例中，限位槽903通过两立板安装后形成，限位槽903水平方向上与所述输送导轨203与切割垫板806的位置相对应，对甘蔗末端起到支撑与限位作用，限位槽903宽度视甘蔗的粗细而定，保证甘蔗能够在驱动过程中尽量减少在水平位置上的偏摆；抬升气缸901进气推动抬升板902垂直方向运动，使限位槽903上升至与上料机构1和输送机构2同水平高度，使甘蔗末端落入限位槽903中，对甘蔗起到限位作用，防止甘蔗上料机构11回位过程中因触碰使甘蔗产生位移，同时胶辊904由橡胶材质制成，在甘蔗递进输送过程中随甘蔗前进而转动，保护甘蔗表面不因摩擦而损伤。
进一步的，所述储料机构10包括储料导向板1001、导向板电机1002、隔板1004、储料箱，所述储料箱内通过隔板1004分隔成种芽储料区1003和茎秆储料区1005，茎秆储料箱沿隔板1004左右两侧安装有立柱，储料导向板1001通过转轴安装于两立柱上，转轴连接有导向板电机1002。甘蔗末端经切割后，会因失去连接支撑而垂直下落，下落过程中储料电机正反转以带动导向板转动指定角度，本次切割为甘蔗种芽，则正转一定角度使甘蔗种芽落入种芽储料区1003，本次切割为甘蔗茎秆，则反转一定角度使甘蔗茎秆落入茎秆储料区1005，以实现甘蔗种芽与茎秆的自动分流储存。
在本实施例中，图像采集机构包括CCD相机7、光源13，所述CCD相机7安装于机架4顶部，CCD相机7两侧的机架4上安装有光源13。CCD相机7和光源13分别与控制系统6电性连接。CCD相机7用于对目标的捕捉以及信息采集，光源13用于提高亮度、光照的均匀性，以提高图片对比度与识别精度。
在本实施例中，控制系统6包括工控机，工控机电性连接有PLC下位机，PLC下位机电性连接有电磁阀，电磁阀电性连接有空压机5；控制系统6通过电机驱动板分别与上料机构1、输送机构2、夹持气缸302、图像采集机构、切割机构8、抬升机构9与储料机构10相连接；控制系统6可通过功能设定、调整参数、载入算法等操作，联动控制各机构有序作业，并可自动生成记录文件，便于问题查找与后续功能的开发；控制系统66可控制设备开始、急停、结束等，且可实时调整系统参数，使设备的使用更加灵活可控；控制系统6会实时将采集到的甘蔗图片与识别后的图片信息上传至云端，建立甘蔗识别云端数据共享平台，实时储存并整合本设备在不同环境、不同光源13条件下不同品种、不同生长情况甘蔗的图像数据信息，周期性提取云端存储的甘蔗图像信息，对模型进行增强训练，不断对模型进行优化与迭代，提高模型的识别精度与泛用性。
本发明通过上料机构1将甘蔗运输至图像采集区域，夹持机构3与抬升机构9联动固定甘蔗，待甘蔗稳定后图像采集机构采集图像，控制系统6调用目标检测算法实时处理图像信息，将种芽位置图像信息转化为空间位置信息再转化为脉冲指令信息，PLC控制输送机构2推动甘蔗水平方向移动，使甘蔗种芽精准移动至刀具的位置，多通道并行输送甘蔗，切割机构8一次对多根甘蔗进行切芽操作，提高甘蔗切芽效率，并使得切出的甘蔗种芽节段大小相同，便于储存、加工与运输，降低生产成本，提高整体收益
本发明的额工作过程：甘蔗上料—上料机构1将甘蔗传输至输送机构2位置—输送机构2带动夹持机构3前进指定距离—夹持机构3夹持固定甘蔗末端—抬升机构9升起固定甘蔗另一末端—上料机构1返回初始位置—图像采集机构采集图像信息—控制系统6处理图像信息并下发指令—输送机构2带动甘蔗移动移动至切割机构8—切割机构8切割甘蔗种芽—切取下的甘蔗种芽与茎秆落入储料机构10—输送机构2依据图像采集机构7的输出的结果，将下一个甘蔗种芽输送至切割位置—输送与切割循环——完成整根甘蔗所有种芽的切取。
本发明能够通过上料机构将甘蔗运输至图像采集区域，输送机构驱动向切割机构移动，并基于图像采集信息进行驱动和分切位置调整，期间保证种芽位置切割位置准确，提高甘蔗切芽效率，并使得切出的甘蔗种芽节段大小相同，便于储存、加工与运输，降低生产成本，提高整体收益，实现甘蔗种芽与甘蔗茎秆的自动分流储存，避免了人工分拣，减少了人工成本，提高了整体效率；
可实现甘蔗种芽与甘蔗茎秆的自动分流储存，避免了人工分拣，减少了人工成本，提高了整体效率；采用多通道并行设计，切芽速度快，运行效率高，功能完整，便于形成流水线，且整体框架设计简单，方便进行设备维修与零件更换；
采用深度学习目标检测算法检测甘蔗种芽，实时将采集到的甘蔗图片与识别后的图片信息上传至云端，建立甘蔗识别云端数据共享平台，实时储存并整合本设备在不同环境、不同光源条件下不同品种、不同生长情况甘蔗的图像数据信息，周期性提取云端存储的甘蔗图像信息，对模型进行增强训练，不断对模型进行优化与迭代，提高模型的识别精度与泛用性；
采用机器视觉识别甘蔗种芽位置，夹持机构末端固定甘蔗，运行过程中无硬件与甘蔗表面发生实质接触，保护甘蔗种芽。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种甘蔗取芽装置，其特征在于，包括：上料机构（1）、输送机构（2）、机架（4）、控制系统（6）、图像采集机构、切割机构（8）、抬升机构（9）、储料机构（10），所述上料机构（1）和输送机构（2）均安装于机架（4）上，上料机构（1）对接输送机构（2），输送机构（2）出料侧对应安装有用于分切甘蔗的切割机构（8），机架（4）顶部安装有用于对甘蔗图像进行采集的图像采集机构，对应送入的甘蔗经图像采集机构完成图像采集后，输送机构（2）驱动向切割机构（8）移动，并基于图像采集信息进行驱动和分切位置调整，切割机构（8）沿甘蔗落料侧安装有可对分切甘蔗进行分类收集的储料机构（10），所述上料机构（1）、输送机构（2）、图像采集机构、切割机构（8）、储料机构（10）均连接控制系统（6）。
2.根据权利要求1所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述控制系统（6）包括工控机、PLC下位机，所述工控机电性连接有PLC下位机，所述PLC下位机电性连接有，PLC下位机连接上料机构（1）、输送机构（2）、机架（4）、图像采集机构、切割机构（8）、抬升机构（9）、储料机构（10）。
3.根据权利要求1或2所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述上料机构（1）包括上料电机（101）、上料丝杆（102）、丝杆螺母（103）、上料导轨（104）、上料滑台（106），所述机架（4）上安装有上料电机（101），上料电机（101）的输出轴连接有上料丝杆（102），上料丝杆（102）一端对接至上料滑台（106），上料滑台（106）上滑动连接有用于承载甘蔗移动的上料导轨（104），上料导轨（104）上安装有与上料丝杆（102）螺纹连接的丝杆螺母（103）。
4.根据权利要求3所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述上料导轨（104）上安装有用于对甘蔗进行限位输送的单向锁（105），所述单向锁（105）包括三角形固定件、弹簧，所述上料导轨（104）上均布凹槽，凹槽内滑动连接有三角形固定件，凹槽底部和三角形固定件底部通过弹簧相连接。
5.根据权利要求1或4所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述输送机构（2）包括输送机构（2）、输送电机（201）、输送丝杆（202）、滑台（301）、夹持气缸（302），所述输送电机（201）通过电机支架安装于机架（4）上，电机支架上安装有首端安装座，首端安装座中间安装有连接输送电机（201）输出轴的输送丝杆（202），首端安装座两侧沿输送丝杆（202）对称平行安装有输送导轨（203），输送丝杆（202）和输送导轨（203）尾部连接有固定在机架（4）上的尾端安装座，滑台（301）螺纹连接于输送丝杆（202），滑台（301）两侧滑动连接输送导轨（203），滑台（301）上安装有夹持气缸（302）。
6.根据权利要求5所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述切割机构（8）包括刀座（801）、连接柱（803）、切割气缸（804）、切刀（805）、切割垫板（806），所述刀座（801）安装于机架（4）上，刀座（801）上沿对应输送机构（2）出料端的位置安装有切割垫板（806），切割垫板（806）上安装有用于对甘蔗限位的的阻挡件，刀座（801）上还通过连接柱（803）安装有切割气缸（804），切割气缸（804）上安装有对应切割垫板（806）的切刀（805）。
7.根据权利要求6所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述阻挡件包括立板、挡料杆（802），所述立板设置有两个，分别对称安装在切割垫板（806）两侧，两立板顶部水平安装有挡料杆（802）。
8.根据权利要求1或7所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述输送机构（2）和切割机构（8）之间安装有抬升机构（9），所述抬升机构（9）包括抬升气缸（901）、抬升板（902）、胶辊（904），所述抬升板（902）通过抬升气缸（901）水平安装于输送机构（2）和切割机构（8）之间，抬升板（902）上形成有用于防止甘蔗偏摆的限位槽（903），限位槽（903）上水平安装有用于承载甘蔗进行移动的胶辊（904）。
9.根据权利要求8所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述储料机构（10）包括储料导向板（1001）、导向板电机（1002）、隔板（1004）、储料箱，所述储料箱内通过隔板（1004）分隔成种芽储料区（1003）和茎秆储料区（1005），茎秆储料箱沿隔板（1004）左右两侧安装有立柱，储料导向板（1001）通过转轴安装于两立柱上，转轴连接有导向板电机（1002）。
10.根据权利要求1或9所述的甘蔗取芽装置，其特征在于，所述图像采集机构包括CCD相机（7）、光源（8），所述CCD相机（7）安装于机架（4）顶部，CCD（7）相机两侧的机架（4）上安装有光源（8）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311169040.4A CN117381870A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种甘蔗取芽装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311169040.4A CN117381870A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种甘蔗取芽装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117381870A true CN117381870A (zh) | 2024-01-12 |
Family
ID=89462066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311169040.4A Pending CN117381870A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种甘蔗取芽装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117381870A (zh) |
-
2023
- 2023-09-12 CN CN202311169040.4A patent/CN117381870A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104871840B (zh) | 嫁接苗整排自动嫁接装置 | |
| CN109035244B (zh) | 自动摘茧系统、自动摘茧机及摘茧方法 | |
| CN109168499B (zh) | 一种甘蔗预切种工作站 | |
| CN112616504A (zh) | 一种自动剔补苗作业机 | |
| CN114190166B (zh) | 一种基于图像和点云数据处理的采茶方法 | |
| CN110583208B (zh) | 马铃薯收获机除秧机构 | |
| CN112044790A (zh) | 不良品检测打标机 | |
| CN117381870A (zh) | 一种甘蔗取芽装置 | |
| CN115256503A (zh) | 一种基于机器视觉的甘蔗自动取芽装置 | |
| CN108934337A (zh) | 一种全自动穴盘苗移栽机的幼苗监测剔除及补苗装置 | |
| CN117385503B (zh) | 一种纺织机设备 | |
| CN115885617A (zh) | 一种基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置 | |
| CN111328540A (zh) | 一种用于芦苇收割过程中的去尖装置 | |
| CN115316114B (zh) | 一种基于双目三维视觉定位的水培叶菜采收机器人 | |
| CN109063816B (zh) | 一种豆荚数量统计装置及方法 | |
| CN115004915B (zh) | 一种全自动甘蔗取芽装置 | |
| CN218218373U (zh) | 一种甘蔗取芽装置 | |
| CN210551709U (zh) | 一种产品自动分离结构 | |
| CN107185855A (zh) | 一种长条形led光组件自动分离测试分选及包装机 | |
| CN109526878B (zh) | 一种全自动定量分盒机 | |
| CN106002438A (zh) | 金属切割圆锯机的存料架 | |
| CN209283706U (zh) | 一种甘蔗预切种工作站 | |
| CN113049608A (zh) | 一种高速在线瓷砖检测方法及装置 | |
| CN110915375A (zh) | 一种定植杯摆杯机构及自动摆杯机 | |
| CN116267088A (zh) | 一种基于机器视觉的甘蔗自动切芽生产设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |