一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置制造方法及图纸

一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置，涉及智能移栽检测领域，利用超声波实现钵苗盘漏苗盘穴检测识别，通过超声波定位的方法指导移栽机械手在钵苗盘上对漏苗盘穴位置的准确定位，并能够控制机械手抓取、替换掉漏苗盘穴中的土壤基质，提升钵苗盘中钵苗数量合格率，提高移栽质量与成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置
本技术涉及智能移栽检测领域，具体地说是一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置。
技术介绍
在机械化移栽领域中，移栽苗通常由工厂进行大规模培育，工厂化育苗统一生产作业中育苗的钵苗盘难免会出现漏、病苗的情况。因此，为了减少机械化移栽漏栽率，提高移栽作业的成活率，必须要对移栽机喂入的钵苗进行质量检测，剔除漏苗及病苗，并进行盘穴中不合格幼苗的更换。为了提高钵苗盘中幼苗质量，国内已开展钵苗盘健壮苗识别及控制系统的研究，例如专利号为CN103309310A的中国专利提出了一种基于激光扫描的穴盘苗移栽机器人作业监控方法。该方法利用激光扫描识别技术，对病害苗进行识别，并控制移栽的顺序。但在实际检测工作中，钵苗盘中幼苗的检测会受到叶片的影响，相邻穴盘中的叶片会相互交错，严重影响了检测的控制效果，取苗机械手并不能够准确定位病害苗及漏苗的穴盘位置，并且不能够按照检测结果正确的排除存在病害苗及漏播苗的盘穴。专利号为CN102939816A的中国专利提出了一种用于穴盘苗移栽的识别定位移栽方法，但该方法基于机器视觉且通过苗盘坐标预设值来控制机械手定位的方式，通过坐标位置预设的方式不能够满足实际的工作要求，机械手并不能够准确的移动到相应的盘穴位置。因此，若能开发出一套用于工厂化育苗的出厂检测系统，能够对钵盘苗的出苗率进行检测，并能够识别漏播盘穴，并实现机械手自动定位寻找漏播盘穴进行基质剔除及更换相应生长期的幼苗，提高钵苗盘出苗合格率，则能减少研发相应防漏栽及钵盘识别移栽机的成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置，解决目前钵苗盘漏苗检测不准确的问题。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置，包括钵苗盘传输检测装置，包括传输装置和设置于传输装置上的检测区域，传输装置不间断地将钵苗盘依次传输经过检测区域并由位于检测区域的4个位置检测传感器检测后将信号传递至控制系统，位置检测传感器均匀设置于检测区域的周向；漏苗检测装置，包括对位于检测区域的钵苗进行检测识别的超声波雷达阵列，超声波雷达阵列位于检测区域的正下方，超声波雷达阵列中的各个单体超声波雷达都包含用于发射超声波信号的发射器及用于接收超声回波信号的接收器；取苗换苗装置，包括用于取苗换苗的取苗机械手以及设置于取苗机械手上的全向超声波接收器，取苗机械手位于检测区域内，取苗机械手的移动方向及距离由X轴、Y轴、Z轴三个方向的步进电机控制；控制系统，用于实现对钵苗盘传输检测装置、漏苗检测装置以及取苗换苗装置检测结果的获取、分析和控制。本技术所述的钵苗盘传输装置包括机架、设置于机架上的传输机构，所述传输机构由步进电机驱动，步进电机通过皮带轮与钵苗盘输送机构连接，所述取苗机械手位于传输机构上，检测区域位于传输机构上取苗机械手的正下方。本技术所述的控制系统包括对钵苗盘传输检测装置进行控制的单片机，对漏苗检测装置进行控制的超声波雷达控制器，以及对取苗换苗装置进行控制的PLC控制器，单片机、PLC控制器、超声波雷达控制器作为协处理器分别与计算机及各自的执行部件相连接，计算机作为主处理器，协调各执行部件动作的时序性。本技术所述的传输机构为传送带。本技术的有益效果是：（1）本技术利用超声波探测钵苗盘中漏播的盘穴，避免了由于叶片交错作用对漏苗盘穴识别错误情况的出现，提高了漏苗盘穴识别的准确率；（2）利用超声波结合步进电机脉冲数控制，规划机械手的取苗路径，优化了机械手对漏苗位置的寻找时间，提高了钵苗盘漏苗盘穴剔除工作的效率及准确率；（3）单片机、PLC控制器、超声波雷达控制器作为协处理器分别与各自的执行部件及计算机相连接，计算机作为主处理器，协调各执行部件动作的时序性，并作为人机交互系统，反馈控制信息给操作者，提高工作及信号处理效率；（4）提供了一套适用于工厂大规模育苗钵苗出厂检测装置及系统，可完成对钵盘苗漏播盘穴的自动识别及剔除，提升钵盘苗出厂时的出苗合格率，降低了研发相应防漏栽识别移栽机的成本，可带来巨大经济效益。附图说明图1为本技术钵苗盘漏苗检测装置示意图；图2为本技术钵苗盘漏苗检测和定位寻苗换苗装置结构框图。图中标记：1、单片机，2、步进电机，3、皮带轮，4、传输机构，5、钵苗盘，6、取苗机械手，7、通信电缆线，8、PLC控制器，9、计算机，10、位置检测传感器，11、机架，12、超声波雷达阵列。具体实施方式如图所示，一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置，包括：钵苗盘传输检测装置，包括传输装置和设置于传输装置上的检测区域，传输装置不间断地将钵苗盘5依次传输经过检测区域并由位于检测区域的4个位置检测传感器10检测后将信号传递至控制系统，位置检测传感器10均匀设置于检测区域的周向；漏苗检测装置，包括对位于检测区域的钵苗进行检测识别的超声波雷达阵列12，超声波雷达阵列12位于检测区域的正下方，超声波雷达阵列12中的各个单体超声波雷达都包含用于发射超声波信号的发射器及用于接收超声回波信号的接收器；取苗换苗装置，包括用于取苗换苗的取苗机械手6以及设置于取苗机械手6上的全向超声波接收器，取苗机械手6位于检测区域内，取苗机械手6的移动方向及距离由X轴、Y轴、Z轴三个方向的步进电机控制；控制系统，用于实现对钵苗盘传输检测装置、漏苗检测装置以及取苗换苗装置检测结果的获取、分析和控制。所述的传输装置包括机架11、设置于机架11上的传输机构4，所述传输机构4由步进电机2驱动，所述取苗机械手6位于传输机构4上，检测区域位于传输机构4上取苗机械手6的正下方。步进电机2由步进电机驱动器驱动，步进电机2通过皮带轮3与传输机构4连接。钵苗盘检测及取苗换苗装置包括位于位于传输机构上的检测区域、设置于检测区域四角位置用于检测钵苗盘是否进入检测区域的位置检测传感器、设置于传输机构上位于检测区域正上方用于换苗的取苗机械手、对位于检测区域的钵苗盘进行检测识别的超声波雷达阵列及全向超声波接收器，超声波雷达阵列位于检测区域正下方设置的支架上，全向超声波接收器位于取苗机械手上，取苗机械手由三个步进电机分别控制其X轴、Y轴和Z轴的移动距离。所述控制系统由控制钵苗盘传输检测装置的单片机、控制漏苗检测装置的超声波雷达控制器以及控制取苗换苗装置的PLC控制器构成，单片机控制步进电机驱动器对步进电机的驱动以及位置检测传感器的运行并接收位置检测传感器发射的信号，进而驱动输送机构的运行，在输送机构运行的同时，位置检测传感器开启检测钵苗盘。超声波雷达控制器控制超声波雷达阵列发射并接收其发射的信号，包括控制信号发射频率、信号强值等参数。PLC控制器通过控制X轴、Y轴和Z轴步进电机的运行情况从而控制取苗机械手的运动方向和距离，控制取苗机械手的动作的执行。其中单片机控制系统、PLC控制器、超声波雷达控制器作为协处理器分别与各自的执行部件及计算机相连接，计算机作为主处理器，协调各执行部件动作的时序性，并作为人机交互系统，反馈控制信息给操作者。所述的单片机采用STM32系列单片机作为核心处理器，包含配套外设电路，及RS232/RS485通信接口。所述的计算机与各个协处理器通过RS232/RS485接口通信。所述的全向超声波接收器固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置，其特征在于：包括钵苗盘传输检测装置，包括传输装置和设置于传输装置上的检测区域，传输装置不间断地将钵苗盘（5）依次传输经过检测区域并由位于检测区域的4个位置检测传感器检测后将信号传递至控制系统，位置检测传感器（10）均匀设置于检测区域的周向；漏苗检测装置，包括对位于检测区域的钵苗进行检测识别的超声波雷达阵列（12），超声波雷达阵列（12）位于检测区域的正下方，超声波雷达阵列中的各个单体超声波雷达都包含用于发射超声波信号的发射器及用于接收超声回波信号的接收器；取苗换苗装置，包括用于取苗换苗的取苗机械手（6）以及设置于取苗机械手（6）上的全向超声波接收器，取苗机械手（6）位于检测区域内，取苗机械手（6）的移动方向及距离由X轴、Y轴、Z轴三个方向的步进电机控制；控制系统，用于实现对钵苗盘传输检测装置、漏苗检测装置以及取苗换苗装置检测结果的获取、分析和控制。

【技术特征摘要】
1.一种钵苗盘防漏栽检测及更换装置，其特征在于：包括钵苗盘传输检测装置，包括传输装置和设置于传输装置上的检测区域，传输装置不间断地将钵苗盘（5）依次传输经过检测区域并由位于检测区域的4个位置检测传感器检测后将信号传递至控制系统，位置检测传感器（10）均匀设置于检测区域的周向；漏苗检测装置，包括对位于检测区域的钵苗进行检测识别的超声波雷达阵列（12），超声波雷达阵列（12）位于检测区域的正下方，超声波雷达阵列中的各个单体超声波雷达都包含用于发射超声波信号的发射器及用于接收超声回波信号的接收器；取苗换苗装置，包括用于取苗换苗的取苗机械手（6）以及设置于取苗机械手（6）上的全向超声波接收器，取苗机械手（6）位于检测区域内，取苗机械手（6）的移动方向及距离由X轴、Y轴、Z轴三个方向的步进电机控制；控制系统，用于实现对钵苗盘传输检测装置、漏苗检测装置以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬江涛，李明勇，金鑫，杜新武，庞靖，陈凯康，杨林辉，张巍朋，杨绪龙，吴霭玲，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：新型
国别省市：河南,41