專利名稱：基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蔬菜嫁接機中的重要機構，尤其是砧木苗和接穗苗的匹配機構，可用于輔助嫁接機嫁接時砧木苗和接穗苗莖的直徑基本一致，提高嫁接效率和成活 率。
背景技術：
我國南方省市蔬菜種植面積較大，但種植作業的機械化水平不高，尤其是嫁接作業的機械化裝備水平較低；不能滿足人民群眾日益增長的物質生活需求。近年來，國內外科技人員對嫁接機械作了重點研究，也取得了階段性成果。但還有許多尚待解決的問題，特別是如何提高果蔬嫁接效率和嫁接成活率，需要人們進一步予以研究解決。
實用新型內容本實用新型的目的是要提供一種蔬菜嫁接機的待嫁接苗苗徑匹配機構，該機構應具有自動化程度較高、性能可靠的特點，并且結構簡單、操作方便、成本較低。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，其特征在于該機構包括傳送平臺、設置在傳送平臺上的安裝架；所述傳送平臺的頂面設有把砧木苗穴盤或穗木苗穴盤送至作業位置的傳送機構；所述安裝架上安裝有放置砧木苗或穗木苗的轉盤、驅動轉盤轉動的轉盤機構、把砧木苗或穗木苗從穴盤中搬運至轉盤的機械爪以及帶動機械爪運動的移動機構，還裝有檢測砧木苗穴盤或穗木苗穴盤位置的光電傳感器以及采集砧木苗或穗木苗圖像以輸送至計算機進行處理的CCD攝像頭。所述的傳送機構是電機帶動的帶輪和由帶輪驅動且水平設置的傳動帶。所述轉盤的邊沿是水平布置的環形槽，一豎直固定在環形槽中央部位的轉軸通過軸承可轉動地定位在安裝架上；環形槽中沿著轉盤的周向分隔成多個放置砧木苗或穗木苗的小槽。所述的轉盤機構包括一電機、分別設置在電機軸上的帶輪以及與前述帶輪嚙合以傳遞動力的同步帶。所述的機械爪的結構是兩個爪桿可轉動地對稱鉸接在爪體上，兩個爪桿的后端分別通過一連桿依序鉸接在氣缸的活塞桿頂端；氣缸的缸體也與爪體固定連接。所述的移動機構是一單軸驅動器的導桿水平固定在安裝架上，單軸驅動器的滑塊上固定一豎直布置的擺動氣缸，擺動氣缸的轉子下端固定一叉架，一雙聯氣缸的缸體通過一水平軸鉸接在該叉架上，雙聯氣缸的活塞桿頂端與前述氣缸的缸體固定，另由調節螺釘調定缸體的傾斜方向。所述的光電傳感器安裝在砧木苗穴盤或穗木苗穴盤與轉盤之間。本實用新型的工作原理是(如圖2所示)嫁接作業時，砧木苗或穗木苗隨穴盤放上傳送帶，分別隨傳送帶到達機械爪下方的作業位置(“G”和“G’ “位置)；當機械爪抓住砧木苗或穗木苗后，機械臂上提然后旋轉180°至攝像頭拍攝區域，由CCD攝像頭采集嫁接苗圖像并發送至計算機進行處理，接著根據苗莖的大小，將其放置于轉盤中與直徑數據相關聯的小槽，然后隨轉盤轉送至預定位置，準備進行嫁接。由圖可知轉盤位置較高，砧木苗穴盤或穗木苗穴盤可隨傳送帶從轉盤下邊穿過，前行至傳送帶未端后由操作人員收集；以使機械爪有足夠作業空間抓住穴盤中的砧木苗或穗木苗。具體的嫁接步驟如圖2所示；整臺嫁接機設置2個待嫁接苗匹配機構A和A’，2個匹配機構分別輸送砧木苗和穗木苗；嫁接機械手31根據計算機的指令，在“H”和“H’ “位置分別將經過選擇匹配的砧木苗和穗木苗從轉盤中取出，然后進行嫁接；以此往復，操作連續進行。本實用新型的有益效果是所設計的機構能夠有效地實現苗徑匹配所需的機械運動，進而可靠地配合嫁接機構進行嫁接作業；而且自動化程度較高，并且結構簡單，操作方便，成本也較低。另外，由于采用了視覺設備對砧木苗和穗木苗的苗徑進行圖象信息的采集，并由計算機對采集的信息進行砧木苗和穗木苗的匹配，明顯提高了果蔬嫁接效率和嫁接成活率，因而具有廣闊的市場前景。
圖1是本實用新型的立體結構示意圖。圖2由本實用新型組合而成的蔬果嫁接機的立體結構示意圖。圖3是本實用新型中的機械爪及轉盤的立體放大結構示意圖。圖4是本實用新型中的機械爪及位置調節機構的立體放大結構示意圖。圖5是機械爪的立體放大結構示意圖圖6是本實用新型中的轉盤的立體放大結構示意圖。圖7是本實用新型中的叉架的截面放大結構示意圖。
具體實施方式
基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，該機構包括傳送平臺10、設置在傳送平臺上的安裝架6 ；所述傳送平臺的頂面設有把砧木苗穴盤或穗木苗穴盤送至作業位置的傳送機構；所述的傳送機構中，水平設置的傳動帶9繃緊在帶輪上，電機11驅動帶輪使傳動帶運動，從而拖動傳動帶上的砧木苗穴盤或穗木苗穴盤向前(往右側)運動(圖1所示)。所述安裝架上安裝有運送砧木苗或穗木苗的轉盤1，轉盤由轉盤機構驅動；機械爪30負責把砧木苗或穗木苗從穴盤中搬運至轉盤上，移動機構則帶動機械爪運動；還裝有采集砧木苗或穗木苗圖像以輸送至計算機進行處理的CCD攝像頭12(圖中可見，該攝像頭固定在安裝架6的兩側，以避免與機械爪的運動干涉)。光電傳感器13則安裝在砧木苗穴盤或穗木苗穴盤與轉盤之間。所述轉盤1的邊沿是水平布置的環形槽1-1 (類似輪箍形狀)，環形槽中沿著轉盤的周向分隔成多個放置砧木苗或穗木苗的小槽1-11 ；一豎直固定在環形槽中央部位的轉軸2通過軸承可轉動地定位在安裝架上(圖中顯示轉盤通過轉軸2懸掛著定位在安裝架上)。所述的轉盤機構中，電機5的軸上設置著帶輪，轉軸上也裝有帶輪3，同步帶4分別與前述帶輪嚙合以傳遞動力。[0026]所述的機械爪30的結構是兩個爪桿26可轉動地對稱鉸接在爪體上，兩個爪桿的后端分別通過一連桿依序鉸接在氣缸的活塞桿25的頂端；氣缸的缸體23也與爪體固定連接。這樣，氣缸啟動，活塞桿就能驅使機械爪進行張開和閉合運動，進而根據需要夾持砧木苗或穗木苗并運送至指定位置。所述的移動機構是一單軸驅動器17的導桿16 (通常是螺桿)水平固定在安裝架上，電機7安裝在安裝架的側面提供單軸驅動器軸向移動的動力；單軸驅動器的滑塊上固定一豎直布置的擺動氣缸18，擺動氣缸的轉子下端固定一叉架19 (角度可調機構)，一雙聯氣缸的缸體21通過一水平軸20鉸接在該叉架上，雙聯氣缸的活塞桿22頂端與前述氣缸的缸體23固定；另設有固定水平軸20的調節螺釘25和26，可根據需要調定缸體21的傾斜方向(以利于機械爪對砧木苗或穗木苗的夾持)。所述單軸驅動器可直接外購配用。本實用新型的傳送平臺10可由鋁型材搭成框架，光電傳感器13通過安裝板安裝在傳送平臺上。本實用新型在嫁接機的左右兩側各布置一個以分別對砧木和接穗進行操作(如圖2所示)。嫁接作業時，A’位置(右側位置)的接穗苗穴盤8隨傳送帶運動，待光電傳感器13檢測到信號時停止運動，隨后由機械爪逐個搬運至“G’ ”位置并放入轉盤中的小槽，同時C⑶攝像頭采集圖像信息分析記錄各接穗苗苗莖的直徑；A位置(左側位置)的砧木苗穴盤隨傳送帶送至光電傳感器13檢測到信號時停止運動，機械爪抓取砧木苗(在“G”位置) 后擺動氣缸轉動，雙聯氣缸在角度可調機構的幫助下實現上下和前后的運動；當機械爪抓住砧木苗時，雙聯氣缸回縮上提然后旋轉180°至攝像頭拍攝區域時攝像頭采集砧木苗圖像，計算機根據砧木苗的莖的大小，指令機械爪將其放入轉盤中與直徑數據相關聯的小槽 (不同的小槽分別用于放置不同直徑的砧木苗)。計算機根據處于“H’ ”位置的接穗莖徑大小，選擇砧木轉盤中的砧木予以匹配，并送指令給電機驅動轉盤，將該砧木苗轉至“H”位置， 由嫁接機械手31進行匹配嫁接，以此往復。以上所述電機均為步進電機。本實用新型中，砧木苗的苗莖或穗木苗的苗莖的匹配，由計算機及相應軟件對上述攝像頭采集的圖像信息進行比較、選擇后實現。
權利要求1.基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，其特征在于該機構包括傳送平臺(10)、 設置在傳送平臺上的安裝架(6)；所述傳送平臺的頂面設有把砧木苗穴盤或穗木苗穴盤送至作業位置的傳送機構；所述安裝架上安裝有放置砧木苗或穗木苗的轉盤(1)、驅動轉盤轉動的轉盤機構、把砧木苗或穗木苗從穴盤中搬運至轉盤的機械爪(30)以及帶動機械爪運動的移動機構，還裝有檢測砧木苗穴盤或穗木苗穴盤位置的光電傳感器(1 以及采集砧木苗或穗木苗圖像以輸送至計算機進行處理的CXD攝像頭(12)。
2.根據權利要求1所述的基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，其特征在于所述的傳送機構是電機(11)帶動的帶輪和由帶輪驅動且水平設置的傳動帶(9)。
3.根據權利要求1或2所述的基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，其特征在于 所述轉盤(1)的邊沿是水平布置的環形槽(1-1)，一豎直固定在環形槽中央部位的轉軸(2) 通過軸承可轉動地定位在安裝架上；環形槽中沿著轉盤的周向分隔成多個放置砧木苗或穗木苗的小槽(1-11)。
4.根據權利要求3所述的基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，其特征在于所述的轉盤機構包括一電機(5)、分別設置在電機軸上的帶輪以及與前述帶輪嚙合以傳遞動力的同步帶⑷。
5.根據權利要求4所述的基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，其特征在于所述的機械爪的結構是兩個爪桿06)可轉動地對稱鉸接在爪體上，兩個爪桿的后端分別通過一連桿依序鉸接在氣缸的活塞桿頂端0 ；氣缸的缸體也與爪體固定連接。
6.根據權利要求5所述的基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，其特征在于所述的移動機構是一單軸驅動器(17)的導桿(16)水平固定在安裝架上，單軸驅動器的滑塊上固定一豎直布置的擺動氣缸(18)，擺動氣缸的轉子下端固定一叉架(19)，一雙聯氣缸的缸體通過一水平軸OO)鉸接在該叉架上，雙聯氣缸的活塞桿0 頂端與前述氣缸的缸體固定，另由調節螺釘調定缸體的傾斜方向。
7.根據權利要求6所述的基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，其特征在于所述的光電傳感器(1 安裝在砧木苗穴盤或穗木苗穴盤與轉盤之間。
專利摘要本實用新型涉及一種砧木苗和接穗苗的匹配機構。目的是提供的機構應具有自動化程度較高、性能可靠的特點，并且結構簡單、操作方便、成本較低。技術方案是基于視覺的蔬果嫁接機待嫁接苗匹配機構，該機構包括傳送平臺、設置在傳送平臺上的安裝架；傳送平臺的頂面設有把砧木苗穴盤或穗木苗穴盤送至作業位置的傳送機構；安裝架上安裝有放置砧木苗或穗木苗的轉盤、驅動轉盤轉動的轉盤機構、把砧木苗或穗木苗從穴盤中搬運至轉盤的機械爪以及帶動機械爪運動的移動機構，還裝有檢測砧木苗穴盤或穗木苗穴盤位置的光電傳感器以及采集砧木苗或穗木苗圖像以輸送至計算機進行處理的CCD攝像頭。傳送機構是電機帶動的帶輪和由帶輪驅動且水平設置的傳動帶。
文檔編號B25J9/08GK201938117SQ201020647310
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月3日 優先權日2010年12月3日
發明者勞立輝, 張路, 武傳宇, 王哲祿 申請人:浙江理工大學