端，與機架15頂層的梁平行；所述第二同步帶導軌12通過連接件與第一同步帶導軌18的滑臺27固定連接；第二同步帶導軌12與第一同步帶導軌18相互垂直；所述第二同步帶導軌12通過連接條7固定在矩形框架8上；第三同步帶導軌13通過連接件固定在第二同步帶導軌12的滑臺27上，第三同步帶導軌13與地面呈垂直關系；在機架15中間層的兩個相對的橫梁上分別固定兩個導軌支座11，圓柱導軌10穿過兩個導軌支座11的圓孔與導軌支座11固定連接，兩條圓柱導軌10和第一同步帶導軌18平行；每條圓柱導軌10上分別安裝兩個滑塊9，矩形框架8的四個角分別與四個滑塊9固定連接；矩形框架8與地面呈水平關系；所述移栽機械爪17通過連接板20固定在第三同步帶導軌13的滑臺27上。
[0021]所述工業相機6固定在矩形框架8 一側邊的中間位置；所述控制箱5固定在機架15的側面，所述工業相機6和控制箱5均與計算機連接；所述機架15的第三層設有一下凹的備用苗盤槽14，用于放置備用苗盤30。
[0022]本實用新型的工作過程如下:
[0023]在苗床兩側安裝兩條帶凹槽的導軌，將該裝置的驅動輪4和萬向輪16嵌入導軌上，該裝置可沿著軌道方向運行。
[0024]如圖1所示，苗床上的作業苗盤29處于該裝置的下方空位處，該裝置在苗床上沿軌道運動時可自由對應需要作業的苗盤。備用苗盤30安放在備用苗盤槽14內，隨該裝置一起移動。
[0025]該裝置上電啟動后，機械臂模塊運動，三條同步帶導軌分別歸零運動，直到觸碰各自導軌上的行程開關，完成第一步機械臂歸零。然后，補苗裝置整體沿著軌道運動到第一個作業苗盤29上方。第一同步帶導軌18運動，帶動矩形框架8沿著圓柱導軌10運動，安裝在矩形框架8上的工業相機6的位置調整并對正作業苗盤29。工業相機6調整到需要的位置后，計算機觸發工業相機6對作業苗盤29拍照，并把圖像傳輸到計算機。
[0026]將采集的圖像通過灰度化處理、灰度閾值分割、噪聲去除等手段進行幼苗提取，然后通過苗盤框架提取、空穴邊長及位置確定、缺苗判斷等手段進行缺苗檢測。通過圖像處理得到缺苗位置的坐標信息，并將缺苗坐標數據傳送到控制箱5。控制箱5根據坐標指令驅動三根同步帶導軌運動，使得移栽機械爪17在前后、左右、上下三個方向上運動，并到達指定位置。如圖5所示，移栽機械爪17作業苗盤29上空運動，調整位置后，當到達缺苗位置正上空，移栽機械爪17打開，并向下運動，插入缺苗位置的殘留的基質中，移栽機械爪17并攏然后提起，移開到苗盤外，將殘留基質拋棄。如果該位置是發育不良的苗，同樣通過上述步驟，將發育不良的苗和附著的基質一并去除。完成清除工作后，機械臂模塊帶動移栽機械爪17移動到備用苗盤30上空，備用苗盤30事先安放在備用苗盤槽14內。移栽機械爪17從備用苗盤30里抓取一個健康苗，在抓取時候，移栽機械爪17前端插入健康苗所在的基質中，夾住基質，將基質連同健康苗一起取出，并移動到作業苗盤29上的缺苗位置，將健康苗連同基質一起在缺苗位置釋放，完成一個補苗過程。同理，完成作業苗盤29上其他缺苗的補苗工作。該作業苗盤29上全部的補苗工作結束后，行走模塊驅動補苗裝置沿著苗床的軌道向前行走一個苗盤的距離，到達新的位置，開始新的補苗流程。
【主權項】
1.一種補苗機械作業裝置，其特征在于，該裝置包括機架(15)、兩個行走模塊、機械臂模塊、移栽機械爪(17 )、工業相機(6 )、控制箱(5 )和計算機；所述機架(15 )為三層框架結構； 所述每個行走模塊均包括萬向輪(16)、減速步進電機(1)、聯軸器(3)、驅動輪(4)、傳動軸(21)和電機安裝支架(2)，所述萬向輪(16)安裝在機架(15)前方底部；所示電機安裝支架(2)安裝在機架(15)后方底部，其兩側各開有一圓孔；減速步進電機(I)安裝在電機安裝支架(2)的側面，其輸出軸穿過電機安裝支架(2)的圓孔與傳動軸(21)通過聯軸器(3)連接，軸承(22 )通過過盈配合安裝在電機安裝支架(2 )的另一側圓孔中，傳動軸(21)穿過軸承(22)內孔與驅動輪(4)固定連接； 所述機械臂模塊包括矩形框架(8)、第一同步帶導軌(18)、第二同步帶導軌(12)、第三同步帶導軌(13)、滑塊(9)、圓柱導軌(10)和導軌支座(11);所述第一同步帶導軌(18)、第二同步帶導軌(12)和第三同步帶導軌(13)的結構相同，均包括滑臺(27)、導軌主體(26)、同步帶(24)、第一同步帶輪支座(25)、第二同步帶輪支座(23)和步進電機(28);所述滑臺(27)安裝在導軌主體(26)上；第一同步帶輪支座(25)和第二同步帶輪支座(23)分別安裝在導軌主體(26)的兩端；第一同步帶輪支座(25)和第二同步帶輪支座(23)內部均安裝可轉動的同步帶輪；步進電機(28)固定在第二同步帶輪支座(23)上，步進電機(28)的主軸與第二同步帶輪支座(23)內的同步帶輪固定連接；同步帶(24)繞過兩個同步帶輪，其兩端分別固定在滑臺(27)的兩側； 所述第一同步帶導軌(18)通過連接件安裝在機架(15)頂端，與機架(15)頂層的梁平行；所述第二同步帶導軌(12)通過連接件與第一同步帶導軌(18)的滑臺(27)固定連接；第二同步帶導軌(12)與第一同步帶導軌(18)相互垂直；所述第二同步帶導軌(12)通過連接條(7)固定在矩形框架(8)上；第三同步帶導軌(13)通過連接件固定在第二同步帶導軌(12)的滑臺(27)上，第三同步帶導軌(13)與地面呈垂直關系；在機架(15)中間層的兩個相對的橫梁上分別固定兩個導軌支座(11)，圓柱導軌(10)穿過兩個導軌支座(11)的圓孔與導軌支座(11)固定連接；每條圓柱導軌(10)上分別安裝兩個滑塊(9)，矩形框架(8)的四個角分別與四個滑塊(9)固定連接；所述移栽機械爪(17)通過連接板(20)固定在第三同步帶導軌(13)的滑臺(27)上； 所述工業相機(6)固定在矩形框架(8)—側邊的中間位置；所述控制箱(5)固定在機架(15)的側面，所述工業相機(6)和控制箱(5)均與計算機連接；所述機架(15)的第三層設有一下凹的備用苗盤槽(14)，用于放置備用苗盤(30)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種補苗機械作業裝置，該裝置由機架、行走模塊、機械臂模塊、移栽機械爪、控制箱、工業相機和計算機組成。該裝置安放在作業苗床的軌道上，行走模塊安裝在機架底部，用于驅動裝置在軌道上運動。工業相機能自動拍攝苗盤，計算機處理拍攝的圖片，獲得作業苗盤上的缺苗位置。移栽機械爪安裝在機械臂模塊上，機械臂模塊根據指令帶動移栽機械爪到達需要工作的位置。機械臂模塊和移栽機械爪相互配合，將健康苗從備用苗盤移栽到作業苗盤的缺苗位置，完成補苗作業。本實用新型裝置避免了傳統的補苗設備需要人工將作業苗盤搬運到補苗設備上經行補苗的不便，減少了搬運量，解放了工人的雙手。
【IPC分類】A01C11-02
【公開號】CN204466226
【申請號】CN201520070331
【發明人】王俊, 任奇鋒, 謝盧鑫
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月1日