一种玉米育种取样自动切片机制造技术

本发明专利技术属于工业自动化技术领域，尤其涉及一种玉米育种取样自动切片机。包括种子自动分离装置、种子视觉定向装置、种子姿态调整装置、双臂机器人系统、激光器系统及标准盘上下料系统，其中种子自动分离装置通过滑道与种子姿态调整装置连接，所述种子视觉定向装置设置于所述种子姿态调整装置上，所述标准盘上下料系统、双臂机器人系统和激光器系统分别于所述种子姿态调整装置的四周。本发明专利技术自动完成种子分离、定向、定位、切削、样本分离、样本标记等全部过程，整个过程无需人工参与，提高生产效率，降低切片制取人工成本。

Automatic sampling slicer for maize breeding

The invention belongs to the technical field of industrial automation, in particular to a sampling automatic slicer for maize breeding. Automatic separation device, including seed seed, seed device visual orientation attitude adjustment device, dual arm robot system, laser system and standard disk loading system, the seed automatic separation device are connected through a slide and attitude adjustment device of the seed, the seed set to the visual device is arranged on the seed attitude adjustment device on the periphery standard disk loading system, dual arm robot system and laser system respectively to the seed attitude adjustment device. The invention automatically completes the whole process of seed separation, orientation, positioning, cutting, sample separation and sample marking, and the whole process does not need manual participation, thereby improving production efficiency, reducing slicing and preparing labor cost.

【技术实现步骤摘要】
一种玉米育种取样自动切片机
本专利技术属于工业自动化
，尤其涉及一种玉米育种取样自动切片机。技术背景现代玉米育种常采用分子标记育种，育种切片是一种用于现代分子标记育种的分析样本，可以由人工手动切取也可以使用机器自动切取。在玉米育种切片制取过程中，人工制取成本高、效率低、一致性差，迫切需要一种自动化装备来代替人工劳动，提高切片制取效率和准确率，从而提高玉米育种效率。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种玉米育种取样自动切片机。该设备可以自动完成玉米种子分离、定向、定位、切削、样本分离、样本标记等全部过程。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种玉米育种取样自动切片机，包括种子自动分离装置、种子视觉定向装置、种子姿态调整装置、双臂机器人系统、激光器系统及标准盘上下料系统，其中种子自动分离装置通过滑道与种子姿态调整装置连接，所述种子视觉定向装置设置于所述种子姿态调整装置上，所述标准盘上下料系统、双臂机器人系统和激光器系统分别于所述种子姿态调整装置的四周；所述种子自动分离装置用于种子的分离；所述种子视觉定向装置对种子进行图像采集并分析得到种子当前姿态，通过计算和对比将当前姿态和理想姿态的偏差值输出给种子姿态调整装置；所述种子姿态调整装置可将种子姿态由任意姿态调整为理想姿态；所述双臂机器人系统用于种子的加持和传输；所述激光器系统用于完成玉米种子切片的切削；所述标准盘上下料系统自动完成空标准盘的上料动作、标准盘定位动作以及满标准盘的下料动作。所述种子自动分离装置和种子姿态调整装置通过软管滑道连接，且所述种子自动分离装置的位置高于种子姿态调整装置。所述种子自动分离装置包括种子单粒分离器、种子队列导向槽及振动盘，其中种子队列导向槽的两端分别与振动盘和种子单粒分离器连接，所述种子单粒分离器通过软管滑道与所述种子姿态调整装置连接。所述种子姿态调整装置包括滑道导引装置、姿态调整台、进步电机、出料装置及夹持对中装置，所述姿态调整台的外侧沿周向布设有滑道导引装置、出料装置及夹持对中装置，所述滑道导引装置与所述种子自动分离装置连接，所述种子视觉定向装置设置于姿态调整台的上方，所述姿态调整台与进步电机的输出轴连接、并且通过进步电机的驱动而旋转。所述双臂机器人系统包括右臂单元和左臂单元，所述右臂单元和左臂单元均由两组直线单元组成，均可以在XY平面内自由移动，使得双臂机器人系统的右臂末端执行器和左臂末端执行器可以到达XY平面内指定位置。所述右臂单元和左臂单元中的组成直线单元中，X向直线单元均采用导轨固定、滑块运动的安装方式，Y向直线单元均采用滑块固定、导轨运动的安装方式。所述激光器系统使用固定光路，种子切削轨迹通过双臂机器人系统夹持玉米种子，协同运动完成。所述标准盘上下料系统包括种子母体标准盘上下料机构和种子切片标准盘上下料机构，所述母体标准盘上下料机构和种子切片标准盘上下料机构布设于种子姿态调整装置的两侧。所述母体标准盘上下料机构包括种子母体标准盘空盘缓冲区、种子母体标准盘定位气缸、种子母体标准盘、种子母体标准盘运动导轨、种子母体摆放区及种子母体标准盘满盘缓冲区，其中种子母体摆放区通过种子母体标准盘运动导轨与种子母体标准盘空盘缓冲区和种子母体标准盘满盘缓冲区连接，所述种子母体摆放区的一侧设有种子母体标准盘定位气缸，所述种子母体标准盘通过所述双臂机器人系统的驱动在所述种子母体标准盘运动导轨上滑动。所述种子切片标准盘上下料机构包括种子切片标准盘空盘缓冲区、种子切片标准盘、种子切片标准盘运动导轨、种子切片标准盘定位气缸、种子切片摆放区及种子切片标准盘满盘缓冲区，其中种子切片摆放区通过种子切片标准盘运动导轨与种子切片标准盘空盘缓冲区和种子切片标准盘满盘缓冲区连接，所述种子切片摆放区的一侧设有种子切片标准盘定位气缸，所述种子切片标准盘通过所述双臂机器人系统的驱动在所述种子切片标准盘运动导轨上滑动。本专利技术的优点及有益效果是：1.本专利技术中使用双臂机器人自动自动完成种子抓取、种子切削轨迹生成、种子切片分离等过程，双臂同步协同作业，左右作业臂均由两直线单元沿笛卡尔坐标系X、Y方向搭建而成。2.本专利技术由种子自动分离装置、种子视觉定向装置、种子姿态调整装置、双臂机器人系统、激光器系统及标准盘上下料系统，自动完成种子分离、定向、定位、切削、样本分离、样本标记等全部过程，整个过程无需人工参与，提高生产效率，降低切片制取人工成本。3.本专利技术中种子识别方法使用机器视觉和机械调整装置相结合的方案，对种子适应性强，可以适用各类形态甚至其他作物如花生、大豆等农作物种子的方向识别，可以有效应对不同品种的玉米种子，方便系统升级。4.本专利技术中切片信息管理适用条码识别，自动录入切片标准盘和母体标准盘的编码信息，实现信息化管理，在切片分析完成后可以根据切片所在标准盘条码信息快速定位到对应母体信息，改善育种效率。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中种子分离定向装置的结构示意图；图3为本专利技术中姿态调整装置和种子视觉定向装置的结构示意图；图4为本专利技术中姿态调整装置的结构示意图；图5为本专利技术中双臂机器人系统的结构示意图；图6为本专利技术中标准盘上下料系统的结构示意图。图中：1为标准盘上下料系统，101为种子母体标准盘空盘缓冲区，102为种子母体标准盘定位气缸，103为种子母体标准盘，104为种子母体标准盘运动导轨，105为种子母体标准盘满盘缓冲区，106为种子切片标准盘，107为种子切片标准盘运动导轨，108为种子切片标准盘空盘缓冲区，109为种子切片标准盘空盘定位气缸，110为种子切片标准盘满盘缓冲区，2为种子姿态调整装置，201为滑道导引装置，202为姿态调整台，203为出料装置，204为夹持对中装置，3为激光器系统，4为种子视觉定向装置，5为双臂机器人系统，501为双臂机器人右臂末端执行器，502为双臂机器人右臂Y向导轨，503为双臂机器人右臂X向导轨，504为双臂机器人右臂Y向驱动电机，505为双臂机器人右臂X向驱动电机，506为双臂机器人左臂末端执行器，507为双臂机器人左臂Y向导轨，508为双臂机器人左臂Y向驱动电机，509为双臂机器人左臂X向驱动电机，510为双臂机器人左臂X向导轨，6为种子自动分离装置，601为软管滑道，602为种子单粒分离器，603为种子队列导向槽，604为振动盘。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细阐述，以便本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员了解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。如图1所示，本专利技术提供的一种玉米育种取样自动切片机，包括种子自动分离装置6、种子视觉定向装置4、种子姿态调整装置2、双臂机器人系统5、激光器系统3及标准盘上下料系统1，其中种子自动分离装置6通过滑道与种子姿态调整装置2连接，所述种子视觉定向装置4设置于所述种子姿态调整装置2上，所述标准盘上下料系统1、双臂机器人系统5和激光器系统3分别于所述种子姿态调整装置2的四周；所述种子自动分离装置6用于种子的分离；所述种子视觉定向装置4对种子进行图像采集并分析得到种子当前姿态，通过计算和对比将当前姿态和理想姿态的偏差值输出给种子姿态调整装置2；所述种子姿态调整装置2可将种子姿态由任意姿态调整为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玉米育种取样自动切片机，其特征在于，包括种子自动分离装置(6)、种子视觉定向装置(4)、种子姿态调整装置(2)、双臂机器人系统(5)、激光器系统(3)及标准盘上下料系统(1)，其中种子自动分离装置(6)通过滑道与种子姿态调整装置(2)连接，所述种子视觉定向装置(4)设置于所述种子姿态调整装置(2)上，所述标准盘上下料系统(1)、双臂机器人系统(5)和激光器系统(3)分别于所述种子姿态调整装置(2)的四周；所述种子自动分离装置(6)用于种子的分离；所述种子视觉定向装置(4)对种子进行图像采集并分析得到种子当前姿态，通过计算和对比将当前姿态和理想姿态的偏差值输出给种子姿态调整装置(2)；所述种子姿态调整装置(2)可将种子姿态由任意姿态调整为理想姿态；所述双臂机器人系统(5)用于种子的加持和传输；所述激光器系统(3)用于完成玉米种子切片的切削；所述标准盘上下料系统(1)自动完成空标准盘的上料动作、标准盘定位动作以及满标准盘的下料动作。

【技术特征摘要】
1.一种玉米育种取样自动切片机，其特征在于，包括种子自动分离装置(6)、种子视觉定向装置(4)、种子姿态调整装置(2)、双臂机器人系统(5)、激光器系统(3)及标准盘上下料系统(1)，其中种子自动分离装置(6)通过滑道与种子姿态调整装置(2)连接，所述种子视觉定向装置(4)设置于所述种子姿态调整装置(2)上，所述标准盘上下料系统(1)、双臂机器人系统(5)和激光器系统(3)分别于所述种子姿态调整装置(2)的四周；所述种子自动分离装置(6)用于种子的分离；所述种子视觉定向装置(4)对种子进行图像采集并分析得到种子当前姿态，通过计算和对比将当前姿态和理想姿态的偏差值输出给种子姿态调整装置(2)；所述种子姿态调整装置(2)可将种子姿态由任意姿态调整为理想姿态；所述双臂机器人系统(5)用于种子的加持和传输；所述激光器系统(3)用于完成玉米种子切片的切削；所述标准盘上下料系统(1)自动完成空标准盘的上料动作、标准盘定位动作以及满标准盘的下料动作。2.根据权利要求1所述的玉米育种取样自动切片机，其特征在于，所述种子自动分离装置(6)和种子姿态调整装置(2)通过软管滑道(601)连接，且所述种子自动分离装置(6)的位置高于种子姿态调整装置(2)。3.根据权利要求1或2所述的玉米育种取样自动切片机，其特征在于，所述种子自动分离装置(6)包括种子单粒分离器(602)、种子队列导向槽(603)及振动盘(604)，其中种子队列导向槽(603)的两端分别与振动盘(604)和种子单粒分离器(602)连接，所述种子单粒分离器(602)通过软管滑道(601)与所述种子姿态调整装置(2)连接。4.根据权利要求1或2所述的玉米育种取样自动切片机，其特征在于，所述种子姿态调整装置(2)包括滑道导引装置(201)、姿态调整台(202)、进步电机、出料装置(203)及夹持对中装置(204)，所述姿态调整台(202)的外侧沿周向布设有滑道导引装置(201)、出料装置(203)及夹持对中装置(204)，所述滑道导引装置(201)与所述种子自动分离装置(6)连接，所述种子视觉定向装置(4)设置于姿态调整台(202)的上方，所述姿态调整台(202)与进步电机的输出轴连接、并且通过进步电机的驱动而旋转。5.根据权利要求1所述的玉米育种取样自动切片机，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷侃锋，李广伟，高英美，赵明扬，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21