【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于穴盘苗育苗领域，具体涉及一种全过程监测的自动剔补苗装置及其剔补方法。
技术介绍
1、中国是世界最大的蔬菜生产国，截至2022年我国蔬菜播种面积约为22375千公顷，随着栽培技术的不断提升，中国蔬菜单位面积产量也保持这持续增长的趋势，蔬菜种植方式主要有直接播种、育苗移栽，由于育苗移栽具有气候补偿、提早成熟和增加产量等综合效益，全球大约60％蔬菜品种采用育苗移栽进行种植，而育苗移栽过程中温室育苗是蔬菜种植的重要一环。育苗过程中，由于有些种子品质较差，导致无法发芽或发芽后的幼苗健康状态较差，为了保证苗盘的出厂率，需要对苗盘上未发芽的种子以及非健康的幼苗所在的穴孔进行剔补工作，剔除未发芽的种子或非健康的幼苗，并补充已发芽的种子或健康的幼苗，现有的剔补工作主要由人工进行，劳动力大，人工成本高，也有由剔补装置进行的，但是现有的剔补装置需要将苗盘放置在传送装置上，且剔补末端的工作过程中需要先剔除非健康幼苗并将非健康幼苗带至废料工位进行弃置，再移动至取苗工位取出健康幼苗，然后回到被剔除非健康幼苗的位置补充健康幼苗，剔补末端移动路径较长，剔补过程较为繁琐，耗时长。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术不足，提出一种全过程监测的自动剔补苗装置及其剔补方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术一种全过程监测的自动剔补苗装置，包括视觉监测装置和剔补装置。
4、所述剔补装置包括移动机架、放置板、三坐标移动机构、相
5、所述剔补苗机构包括齿轮箱、齿轮、齿轮轴、补苗末端和剔苗末端；所述齿轮箱与z轴直线模组的滑台构成竖直方向的转动副，并由舵机一驱动；所述水平平行且间距布置的两个齿轮轴均与齿轮箱构成转动副，且其中一个齿轮轴的一端由舵机二驱动，另一端和另一个齿轮轴上靠近舵机二的一端分别设有补苗末端和剔苗末端；两个齿轮轴上均固定有齿轮，且两个齿轮啮合；其中，两个齿轮轴关于舵机一驱动齿轮箱转动的转动中心对称。
6、所述补苗末端包括铲片、电动缸、垫板、夹板和u型卡板；所述垫板固定于相应的齿轮轴上；平行且对称布置的两个夹板一端均与垫板固定，另一端固定有对称布置的两个铲片，且两个铲片均具有弹性；所述平行于夹板的电动缸固定于垫板上，且电动缸的活塞杆上固定有u型卡板，u型卡板的两个臂上均开设有卡槽，两个铲片分别嵌入两个卡槽内。所述剔苗末端的结构与补苗末端的结构一致。
7、所述视觉监测装置包括固定架和相机组件，固定架上设有等距布置的多个相机组件。
8、优选地，所述相机组件包括相机二、转轴、导向轴和固定夹，固定夹的两端分别开设有竖直设置的通孔一和水平设置的通孔二，且通孔一和通孔二的圆柱面上靠近外侧的位置处均开设有通槽，每个通槽的两侧壁面开设有对齐布置的两个螺纹孔，竖直设置的导向轴上端与固定架固定，下端穿过通孔一，螺栓一穿过靠近通孔一的两个螺纹孔与螺母一连接，导向轴通过螺栓一和螺母一与通孔一固定，水平设置的转轴一端穿过通孔二，另一端固定有相机二，螺栓二穿过靠近通孔二的两个螺纹孔与螺母二连接，导向轴二通过螺栓二和螺母二与通孔二固定。
9、优选地，所述移动机架包括车架和移动机构，车架底端的四个角均设有移动机构，各移动机构同步驱动移动机架移动；放置板和各x轴直线模组均固定于车架上。
10、更优选地，所述移动机构包括垫板、车轮和车轮架，垫板水平固定于车架上，车轮架与垫板构成竖直方向的转动副，并由转向电机驱动，车轮与车轮架构成水平方向的转动副，并由驱动电机驱动。
11、本专利技术一种全过程监测的自动剔补苗装置的剔补方法，具体如下：
12、将固定架两端安装在苗床两端，且固定架上各相机组件位于苗床的上方，将移动机架的两端放置在苗床的两侧，且三坐标移动机构和剔补苗机构均位于苗床上方，苗床上放置有成阵列排布的多个苗盘，放置板上放置有一个苗盘，各苗盘的穴孔内种有种子；初始状态下，剔补苗机构位于框子的正上方，补苗末端的夹板呈竖直状态，补苗末端处于竖直状态，剔苗末端的夹板呈水平状态，剔苗末端处于水平状态。育苗期间内各相机二每天拍摄相应区域内各苗盘的照片，并将照片发送给上位机，上位机通过照片判断各种子的发芽情况以及种子发芽后各幼苗的健康状态，对苗床上未在预设时间内发芽的种子以及非健康幼苗进行剔补工作。其中，三坐标移动机构上的相机二每天拍摄放置板上苗盘的照片，上位机对放置板上各已发芽种子以及各健康幼苗所在穴孔的位置进行标记。
13、剔补工作的过程为：
14、两个x轴直线模组驱动安装有z轴直线模组的y轴直线模组平移，y轴直线模组驱动z轴直线模组带动剔补苗机构平移，使补苗末端移动至放置板上苗盘的一个已发芽种子或健康幼苗所在穴孔的正上方，控制器控制补苗末端中电动缸的活塞杆伸长，并推动相应的u型卡板下降，u型卡板的两个卡槽推动两个铲片的下端相背运动，使这两个铲片的下端打开，接着z轴直线模组驱动剔补苗机构下降，使这两个铲片插入这个穴孔内，然后控制器控制补苗末端中电动缸的活塞杆缩回，并带动相应的u型卡板上升至原位，使这两个铲片的下端相向运动，并夹住这个穴孔内携带已发芽种子或健康幼苗的基土，z轴直线模组驱动剔补苗机构携带这个基土上升至初始高度。控制器控制舵机二驱动相应的齿轮轴正转90°，该齿轮轴通过两个齿轮带动另一个齿轮轴反转90°，进而使得补苗末端的夹板旋转至水平状态，补苗末端处于水平状态，剔苗末端的夹板旋转至竖直状态，剔苗末端处于竖直状态，完成放置板上苗盘的一个已发芽种子或健康幼苗的取出工作。
15、移动机架带动三坐标移动机构和剔补苗机构沿苗床移动至苗床上未发芽种子或非健康幼苗所在苗盘的正上方，两个x轴直线模组驱动安装有z轴直线模组的y轴直线模组平移，y轴直线模组驱动z轴直线模组带动剔补苗机构平移，使剔苗末端移动至苗床上一个未发芽种子或非健康幼苗所在穴孔的正上方；控制器控制剔苗末端中电动缸的活塞杆伸长，使相应两个铲片的下端打开，z轴直线模组驱动剔补苗机构下降，使剔苗末端的两个铲片插入该穴孔内；接着控制器控制剔苗末端中电动缸的活塞杆缩回，使相应的两个铲片下端夹住该穴孔内携带有未发芽种子或非健康幼苗的基土；然后z轴直线模组驱动剔补苗机构上升预设高度，控制器控制舵机二驱动相应的齿轮轴反转90°，使得补苗末端旋转至竖直状态，剔苗末端旋转至水平状本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全过程监测的自动剔补苗装置，包括视觉监测装置，其特征在于：还包括剔补装置；所述剔补装置包括移动机架、放置板、三坐标移动机构、相机一和剔补苗机构；所述三坐标移动机构包括X轴直线模组、Y轴直线模组和Z轴直线模组；X轴直线模组由共用滑轨的两个直线电机组成，Y轴直线模组和Z轴直线模组均只由自带的一个伺服电机驱动；所述移动机架上设有水平平行且对称布置的两个X轴直线模组，移动机架驱动两个X轴直线模组和水平设置的放置板移动，且放置板上固定有框子；所述Y轴直线模组设有水平平行的两个，且每个Y轴直线模组的基座两端与两个X轴直线模组中一组对齐的两个直线电机的滑台分别固定，Y轴直线模组垂直于X轴直线模组；其中一个Y轴直线模组驱动Z轴直线模组平移，另一个Y轴直线模组驱动相机一平移，Z轴直线模组驱动剔补苗机构升降；
2.根据权利要求1所述的一种全过程监测的自动剔补苗装置，其特征在于：所述相机组件包括相机二、转轴、导向轴和固定夹，固定夹的两端分别开设有竖直设置的通孔一和水平设置的通孔二，且通孔一和通孔二的圆柱面上靠近外侧的位置处均开设有通槽，每个通槽的两侧壁面开设有对齐布置的两个螺纹孔，
3.根据权利要求1所述的一种全过程监测的自动剔补苗装置，其特征在于：所述移动机架包括车架和移动机构，车架底端的四个角均设有移动机构，各移动机构同步驱动移动机架移动；放置板和各X轴直线模组均固定于车架上。
4.根据权利要求3所述的一种全过程监测的自动剔补苗装置，其特征在于：所述移动机构包括垫板、车轮和车轮架，垫板水平固定于车架上，车轮架与垫板构成竖直方向的转动副，并由转向电机驱动，车轮与车轮架构成水平方向的转动副，并由驱动电机驱动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种全过程监测的自动剔补苗装置的剔补方法，其特征在于：具体如下：
6.根据权利要求5所述的一种全过程监测的自动剔补苗装置的剔补方法，其特征在于：对比前后两天幼苗叶片面积的变化来判断幼苗的健康状态，判断过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种全过程监测的自动剔补苗装置，包括视觉监测装置，其特征在于：还包括剔补装置；所述剔补装置包括移动机架、放置板、三坐标移动机构、相机一和剔补苗机构；所述三坐标移动机构包括x轴直线模组、y轴直线模组和z轴直线模组；x轴直线模组由共用滑轨的两个直线电机组成，y轴直线模组和z轴直线模组均只由自带的一个伺服电机驱动；所述移动机架上设有水平平行且对称布置的两个x轴直线模组，移动机架驱动两个x轴直线模组和水平设置的放置板移动，且放置板上固定有框子；所述y轴直线模组设有水平平行的两个，且每个y轴直线模组的基座两端与两个x轴直线模组中一组对齐的两个直线电机的滑台分别固定，y轴直线模组垂直于x轴直线模组；其中一个y轴直线模组驱动z轴直线模组平移，另一个y轴直线模组驱动相机一平移，z轴直线模组驱动剔补苗机构升降；
2.根据权利要求1所述的一种全过程监测的自动剔补苗装置，其特征在于：所述相机组件包括相机二、转轴、导向轴和固定夹，固定夹的两端分别开设有竖直设置的通孔一和水平设置的通孔二，且通孔一和通孔二的圆柱面上靠近外侧的位置处均开设有通槽，每个通槽的两侧壁面开设有对齐布置的两个螺纹孔，竖直...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪友伟，夏旭东，赵晓斌，徐金红，马吉旺，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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