自动摘茧系统、自动摘茧机及摘茧方法技术方案

本发明专利技术提供一种自动摘茧系统、自动摘茧机及摘茧方法，包括传送对中模块，检测到方格簇后将其传送；视觉识别模块，与所述传送对中模块连接，采集所述传送对中模块传送的方格簇图像，识别蚕茧和方格簇边框；传送夹持模块，与所述视觉识别模块连接，传送、检测并夹持方格簇；摘茧机械手，设于传送夹持模块上，以将蚕茧从方格簇中摘除；控制模块，分别通信连接并控制所述传送对中模块、视觉识别模块、传送夹持模块及摘茧机械手。采用本技术方案，实现了方格簇的自动摘茧，提高桑农基于方格簇养蚕中摘茧效率和摘茧质量。

【技术实现步骤摘要】
自动摘茧系统、自动摘茧机及摘茧方法
本专利技术涉及一种农业
，特别是涉及自动摘茧系统、自动摘茧机及摘茧方法。
技术介绍
自古以来，种桑养蚕便是我国农业生产中极为重要的一环，它是许多农业户的经济来源。80年代开始，我国开始推广方格簇来进行养蚕，这是一种新型蔟具，能够提高桑蚕的上茧率，如今方格蔟已成为桑蚕养殖的首要选择，每年的产量规模达到2000多万张，而随着方格蔟的广泛使用，养殖桑蚕的规模正慢慢壮大起来。摘茧是蚕业生产极其关键和重要的一环，它将直接影响到蚕茧的整体质量与价值，从而影响蚕农的收入与桑蚕业的发展。尽管蚕桑业在我国有极为悠久的历史及发展，但产业模式仍然较为传统，属于劳动密集型，目前摘茧一般采用人工采茧、分茧，每百斤的摘茧时间长达七小时或八小时，劳动强度大、成本高、效率低，早已无法满足市场的需求。目前虽有一些具备自动摘茧功能的设备陆续出现，但仍需人工辅助，且大多不具备分茧功能。因此，如何提高蚕茧采摘效率和和采摘质量，进而增加桑农的经济收入成为亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种自动摘茧系统、自动摘茧机及摘茧方法，用于解决现有技术中人工采茧、分茧效率低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种自动摘茧系统，所述自动摘茧系统包括：传送对中模块，检测到方格簇后将其传送；视觉识别模块，与所述传送对中模块连接，采集所述传送对中模块传送的方格簇图像，识别蚕茧和方格簇边框；传送夹持模块，与所述视觉识别模块连接，传送、检测并夹持方格簇；摘茧机械手，设于传送夹持模块上，以将蚕茧从方格簇中摘除；控制模块，分别通信连接并控制所述传送对中模块、视觉识别模块、传送夹持模块及摘茧机械手。优选的，所述传送对中模块包括第一同步带轮、第一交流减速电机和对中导向模块，第一同步带轮连接第一交流减速电机；第一同步带轮同轴连接第一滚筒，所述第一滚筒上绕有宽传送带；对中导向模块上设有第一激光对射光电开关。优选的，所述传送夹持模块包括传送装置和对中夹持装置；所述传送装置包括第二同步带轮、第三同步带轮、第二交流减速电机，所述第二交流减速电机通过第二同步带轮、第三同步带轮带动第二滚筒转动；所述第二滚筒上均布窄传送带；所述对中夹持装置包括第三交流减速电机、第一双向丝杆、第二双向丝杆、第二激光对射光电开关，所述第三交流减速电机分别连接并带动第一双向丝杆、第二双向丝杆转动；所述第一双向丝杆和所述第二双向丝杆之间设有前夹持板和后夹持板，所述前夹持板上设有第一限位开关，所述后夹持板上设有第二限位开关，所述传送夹持模块的机架上设有第三限位开关。优选的，所述摘茧机械手包括多工位气动摘茧装置，所述多工位气动摘茧装置包括单作用气缸，所述单作用气缸的活塞杆端部设有蚕丝切割刀具。本专利技术还提供一种自动摘茧机，所述自动摘茧机包括：传送对中模块，检测到方格簇后将其传送，包括第一交流减速电机、宽传送带、第一激光对射光电开关；视觉识别模块，与所述传送对中模块连接，采集所述传送对中模块传送的方格簇图像，识别蚕茧和方格簇边框；传送夹持模块，与所述视觉识别模块连接，传送、检测并夹持方格簇，包括第二激光对射电开关、第二交流减速电机、窄传送带、第三交流减速电机、前夹持板、后夹持板；摘茧机械手，设于传送夹持模块上，以将蚕茧从方格簇中摘除，包括多工位气动摘茧装置，所述多工位气动摘茧装置包括单作用气缸，单作用气缸的活塞杆端部设有蚕丝切割刀具；控制模块，分别通信连接并控制所述传送对中模块、视觉识别模块、传送夹持模块及摘茧机械手。本专利技术还提供一种摘茧方法，包括如下步骤，S10、蚕茧摘除准备，其中：传送对中模块检测方格簇并传送；视觉识别模块采集所述方格簇图像，识别蚕茧和方格簇边框；传送夹持模块传送、检测并夹持方格簇；S20、控制摘茧机械手将蚕茧从方格簇中摘除；S30、重复S10。优选的，一种摘茧方法，还包括步骤，S40、识别血茧，控制摘茧机械手不摘除血茧，其中，血茧方格簇对应上方的单作用气缸受控，其活塞杆带动蚕丝切割刀具上移。优选的，一种摘茧方法，所述识别蚕茧的步骤包括，S111、利用门形视觉识别模块获取蚕茧图像I；S112、对蚕茧图像I进行灰度化处理，并获得蚕茧图像II；S113、对蚕茧图像II进行二值化和形态学开运算，并利用八邻域连通准则遍历蚕茧图像进行连通区域建立，从而获得蚕茧图像III；S114、对蚕茧图像III中各蚕茧区域的蚕茧进行质心坐标提取；S115、基于质心对蚕茧图像II中各蚕茧区域进行长短轴方向的像素灰度均值化；S116、判定各蚕茧区域的像素灰度值是否在血茧灰度范围内，若在血茧灰度范围内，则是血茧；反之，是好茧。优选的，一种摘茧方法，步骤S115包括，S1151、借鉴区域特征提取方法构造与蚕茧区域有相同标准二阶中心矩的椭圆；S1152、循环蚕茧图像II中各蚕茧质心坐标，使其与构造的椭圆圆心重合；S1153、求取各蚕茧区域过质心的椭圆短轴方向像素灰度值；S1154、求取各蚕茧区域过质心的椭圆长轴方向像素灰度值；S1155、平均各蚕茧区域在各自短长轴上的所有像素灰度值。优选的，一种摘茧方法，所述识别方格簇边框的步骤包括，S121、利用门形视觉识别模块8获取蚕茧图像I；S122、对蚕茧图像I进行灰度化处理，并获得蚕茧图像II；S123、对方格簇边框进行灰度线性增强；其中，灰度线性增强函数为y＝kx+b，x代表原始图像的灰度，y代表经过变换后的图像灰度，k代表灰度函数斜率，b代表图像的亮度；S124、对方格簇进行拉普拉斯锐化处理，进一步突出各方格簇的边框。如上所述，本专利技术的自动摘茧系统、自动摘茧机及摘茧方法，具有以下有益效果：(1)本技术方案通过传送对中模块传送并检测方格簇；视觉识别模块采集所述方格簇图像，识别蚕茧和方格簇边框；传送夹持模块传送、检测并夹持方格簇；摘茧机械手将蚕茧从方格簇中摘除，然后对下一个方格簇进行循环处理；现有技术中，每摘除一块方格簇后，需要手动装载新方格簇，不能实现方格簇的连续自动摘茧；与现有技术相比，本技术方案实现了方格簇的自动摘茧，提高桑农基于方格簇养蚕中摘茧效率和摘茧质量。(2)根据方格簇边框识别结果，多工位气动摘茧装置开始工作，实现沿格簇边框的蚕丝切割，蚕茧在自重情况下完成自动掉落；现有技术自动摘茧过程中存在对蚕茧的损坏；与现有技术相比，本技术方案不会破坏蚕茧。(3)识别蚕茧算法、识别方格簇边框算法、自动摘茧机控制流程实现了血茧或其他坏茧的自动高速识别和筛选，提高了摘茧效率和摘茧质量；现有技术中无法区分血茧和好茧，与现有技术相比，本技术方案实现了血茧的识别和采摘筛选，提高了摘茧质量。附图说明图1显示为本专利技术自动摘茧系统的原理示意图；图2显示为本专利技术自动摘茧系统中传送对中模块结构示意图；图3显示为本专利技术自动摘茧系统中传送夹持模块结构示意图；图4显示为本专利技术自动摘茧系统中摘茧机械手结构示意图；图5显示为本专利技术自动摘茧系统中多工位气动摘茧装置结构示意图；图6显示为本专利技术自动摘茧机的结构示意图；图7显示为本专利技术摘茧方法的流程图；图8显示为本专利技术识别蚕茧算法流程图；图9显示为本专利技术基于质心对各蚕茧区域进行长短轴上的像素灰度均值化流程图；图10显示为本专利技术识别方格簇边框算法流程图。附图标号说明：机架1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动摘茧系统，其特征在于，所述自动摘茧系统包括：传送对中模块，检测到方格簇后将其传送；视觉识别模块，与所述传送对中模块连接，采集所述传送对中模块传送的方格簇图像，识别蚕茧和方格簇边框；传送夹持模块，与所述视觉识别模块连接，传送、检测并夹持方格簇；摘茧机械手，设于传送夹持模块上，以将蚕茧从方格簇中摘除；控制模块，分别通信连接并控制所述传送对中模块、视觉识别模块、传送夹持模块及摘茧机械手。

【技术特征摘要】
1.一种自动摘茧系统，其特征在于，所述自动摘茧系统包括：传送对中模块，检测到方格簇后将其传送；视觉识别模块，与所述传送对中模块连接，采集所述传送对中模块传送的方格簇图像，识别蚕茧和方格簇边框；传送夹持模块，与所述视觉识别模块连接，传送、检测并夹持方格簇；摘茧机械手，设于传送夹持模块上，以将蚕茧从方格簇中摘除；控制模块，分别通信连接并控制所述传送对中模块、视觉识别模块、传送夹持模块及摘茧机械手。2.根据权利要求1所述的自动摘茧系统，其特征在于：所述传送对中模块包括第一同步带轮、第一交流减速电机和对中导向模块，第一同步带轮连接第一交流减速电机；第一同步带轮同轴连接第一滚筒，所述第一滚筒上绕有宽传送带；对中导向模块上设有第一激光对射光电开关。3.根据权利要求1所述的自动摘茧系统，其特征在于：所述传送夹持模块包括传送装置和对中夹持装置；所述传送装置包括第二同步带轮、第三同步带轮、第二交流减速电机，所述第二交流减速电机通过第二同步带轮、第三同步带轮带动第二滚筒转动；所述第二滚筒上均布窄传送带；所述对中夹持装置包括第三交流减速电机、第一双向丝杆、第二双向丝杆、第二激光对射光电开关，所述第三交流减速电机分别连接并带动第一双向丝杆、第二双向丝杆转动；所述第一双向丝杆和所述第二双向丝杆之间设有前夹持板和后夹持板，所述前夹持板上设有第一限位开关，所述后夹持板上设有第二限位开关，所述传送夹持模块的机架上设有第三限位开关。4.根据权利要求1所述的自动摘茧系统，其特征在于：所述摘茧机械手包括多工位气动摘茧装置，所述多工位气动摘茧装置包括单作用气缸，所述单作用气缸的活塞杆端部设有蚕丝切割刀具。5.一种自动摘茧机，其特征在于，所述自动摘茧机包括：传送对中模块，检测到方格簇后将其传送，包括第一交流减速电机、宽传送带、第一激光对射光电开关；视觉识别模块，与所述传送对中模块连接，采集所述传送对中模块传送的方格簇图像，识别蚕茧和方格簇边框；传送夹持模块，与所述视觉识别模块连接，传送、检测并夹持方格簇，包括第二激光对射电开关、第二交流减速电机、窄传送带、第三交流减速电机、前夹持板、后夹持板；摘茧机械手，设于传送夹持模块上，以将蚕茧从方格簇中摘除，包括多工位气动摘茧装置，所述多工位气动摘茧装置包括单作用气缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：申燚，黄磊辉，龚圣杰，袁明新，陆佳磊，江亚峰，汪海超，朱明华，
申请(专利权)人：张家港江苏科技大学产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32