CN104584743A - 一种苗盘钵苗自动识别和取苗装置 - Google Patents
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Abstract
一种苗盘钵苗自动识别和取苗装置，包括机架；自动取苗装置，设置在机架上，又包括苗盘、苗盘横向、纵向输送机构、取苗器；取苗器安装于机架，苗盘设置在苗盘纵向输送机构上，苗盘纵向输送机构设置在苗盘横向输送机构上，苗盘通过纵向、横向输送机构的运动，将钵苗送到取苗位置；驱动单元包括连接苗盘横向、纵向输送机构的横向、纵向驱动装置；传感器单元包括横向、纵向检测传感器单元，横向检测传感器单元设置在机架上，纵向检测传感器单元设置在苗盘横向输送机构上；PLC控制***，设置于机架，连接并控制自动取苗装置、驱动单元、传感器单元。本发明于苗盘作横向或纵向移动过程中，可自动识别钵苗格中是否缺苗，解决钵苗盘缺苗而导致漏栽的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种钵苗移栽机的钵苗盘自动取苗装置，特别涉及一种具有自动识别钵苗盘是否缺苗功能的自动取苗装置。
背景技术
现有的全自动钵苗移栽机，尤其是大田作业的全自动钵苗移栽机的自动取苗装置，一般由苗盘输送机构和取苗机构组成。苗盘输送机构将苗盘各钵苗格按要求顺序地送至取苗机构位置，由取苗机构将单个或多个钵苗从苗盘中取出，并转送至栽植器中栽植，均没有对苗盘的各钵苗格有无钵苗作自动识别。如果钵苗格内出现缺苗，直接导致移栽机出现漏栽，影响了移栽机的工作质量。
一般地，利用机器视觉***不易解决此问题。首先，钵苗冠枝叶相互交错，不易区分；另外，机器视觉***价格昂贵，且使用环境要求高，对机器振动、灰尘敏感，不适宜应用于大田作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种苗盘钵苗自动识别和取苗装置，通过设置自动识别单元，可以在苗盘作横向或纵向移动过程中，自动识别钵苗格中是否缺苗，从而解决因钵苗盘缺苗而导致的移栽机漏栽的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其包括：
机架；
自动取苗装置，设置在所述机架上，包括：苗盘、苗盘横向输送机构、苗盘纵向输送机构、取苗器，所述取苗器固定安装在所述机架上，所述取苗器具有一取苗位置及一非取苗位置，所述苗盘以阵列排列设置多个钵苗格，并设置在所述苗盘纵向输送机构上，所述苗盘纵向输送机构又设置在所述苗盘横向输送机构上，所述苗盘通过所述苗盘纵向输送机构和所述苗盘横向输送机构的运动，将钵苗送到所述取苗位置；
驱动单元，包括连接所述苗盘横向输送机构的横向驱动装置及连接所述苗盘纵向输送机构的纵向驱动装置；
传感器单元，包括横向检测传感器单元、纵向检测传感器单元以及接近开关，所述横向检测传感器单元设置在所述机架上，所述纵向检测传感器单元设置在所述苗盘横向输送机构上，所述的接近开关设置在所述机架上；
PLC控制***，设置在所述机架上，连接并控制所述自动取苗装置、所述驱动单元、所述传感器单元。
上述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其中，所述横向检测传感器单元、纵向检测传感器单元上分别设置有高度调节装置和传感器灵敏度调节装置。
上述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其中，所述横向检测传感器单元包括两个横向检测传感器，分别设置在所述取苗器的两侧。
上述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其中，所述纵向检测传感器单元包括两个纵向检测传感器，对应设置在所述苗盘两侧的所述苗盘横向输送机构上。
上述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其中，所述横向检测传感器、纵向检测传感器为光电传感器。
上述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其中，所述接近开关相对所述非取苗位置而设置在所述机架上。
上述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其中，所述PLC控制***包括：信号采集模块、控制模块，所述信号采集模块采集所述传感器单元的信号，所述控制模块依据所述传感器单元信号，控制所述苗盘纵向输送机构和苗盘横向输送机构的驱动部件，按顺序将苗盘各钵苗格移送至所述取苗位置，由所述取苗器将钵苗逐一从苗盘中取出，在苗盘移动过程中，传感器单元检测下一个进入取苗位置的钵苗格是否缺苗，对于缺苗的钵苗格，所述PLC控制***的控制模块将控制相应的驱动部件不作停留，直接跳过该钵苗格，并将下一钵苗格移送至所述取苗位置。
本发明的技术效果在于：本发明揭示的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，通过PLC控制器控制苗盘输送机构，使苗盘各钵苗格按要求顺序地输送至取苗位置，由取苗器将单个钵苗从苗盘中取出；在输送过程中，对苗盘各钵苗格是否缺苗进行自动识别，对于缺苗的钵苗格，输送机构将不作停留，直接跳过该钵苗格，并将下一钵苗格移送至取苗位置，从而解决因钵苗盘缺苗而导致的移栽机漏栽的问题。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明苗盘钵苗自动识别和取苗装置结构图；
图2a、图2b为本发明的传感器单元、接近开关与钵苗盘的相对位置图；
图3为本发明的PLC控制***的控制框图。
其中，附图标记：
10－驱动单元
101－纵向驱动步进电机
102－横向驱动步进电机
20－PLC控制***
30－传感器单元
301－光电传感器1
302－光电传感器2
303－光电传感器3
304－光电传感器4
305－接近开关
40－自动取苗装置
401－苗盘纵向输送机构
4011－纵向输送链条
4012－卡杆
4013－苗盘
402－苗盘横向输送机构
4021－横向移动丝杠
403－取苗器
50－机架
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
由于现有的取苗机构于取苗过程中，没有对苗盘的各钵苗格有无钵苗作自动识别，因此，如果钵苗格内出现缺苗，直接导致移栽机出现漏栽现象。
在图1所示的具体实施方式中，本发明针对上述现有技术的问题而揭示一种苗盘钵苗自动识别和取苗装置，包括：自动取苗装置、驱动单元、传感器单元、PLC控制***，所述传感器单元还包括横向检测传感器单元、纵向检测传感器单元，是分别于取苗过程中，自动检测识别苗盘的各钵苗格内有无钵苗，从而可以克服现有技术中，如果钵苗格内出现缺苗，直接导致移栽机出现漏栽现象。
进一步地，参见图1、图2、图3揭示本发明具体实施例。
参见图1本发明苗盘钵苗自动识别和取苗装置结构图，如图所示，本发明揭示的苗盘钵苗自动识别和取苗装置包括：机架50、自动取苗装置40、传感器单元30、PLC控制***20、驱动单元10。
所述自动取苗装置40，设置在所述机架50上，包括：苗盘4013、苗盘横向输送机构402、苗盘纵向输送机构401、取苗器403，所述取苗器403固定安装在所述机架50上，所述苗盘4013上以阵列排列设置多个钵苗格，并设置在所述苗盘纵向输送机构401上，所述苗盘纵向输送机构401又设置在所述苗盘横向输送机构402上，所述苗盘4013通过所述苗盘纵向输送机构401和所述苗盘横向输送机构402的运动，将钵苗送到取苗位置，如图1所示，所述苗盘4013具有一倾斜角度。
所述苗盘横向输送机构402可以选择移动丝杠机构，或者也可以选择齿轮齿条移动机构，还可以选择油缸或气缸驱动机构，不作具体限定。本实施例是选择如图1所示的移动丝杠机构。
所述苗盘纵向输送机构401可以选择链轮链条输送机构，或者齿轮齿条输送机构，也可以选择油缸或气缸驱动机构，不作具体限定。本实施例是选择如图1所示的链轮链条输送机构。
所述驱动单元10，包括连接所述苗盘横向输送机构402的横向驱动装置及连接所述苗盘纵向输送机构401的纵向驱动装置。
本实施例，所述横向驱动装置和所述纵向驱动装置分别为纵向驱动步进电机101和横向驱动步进电机102。
所述传感器单元30，包括横向检测传感器单元、纵向检测传感器单元、接近开关，所述横向检测传感器单元设置在所述机架50上，所述纵向检测传感器单元设置在所述苗盘横向输送机构402上；横向检测传感器单元又包括1号、2号两个横向检测传感器301、302，纵向检测传感器单元又包括3号、4号两个纵向检测传感器303、304。
本发明1、2号、3、4号传感器301、302、303、304均采用光电传感器。
为了有效避免苗盘4013的移动和取苗器403的运动不发生干涉，本发明还设置有接近开关305，如图2b所示，所述接近开关305是设置所述机架50上，其进一步位置是，相对于所述取苗器403于取苗位置取苗后，退回到非取苗的位置。
所述PLC控制***20，设置在所述机架50上，连接并控制所述自动取苗装置40、所述驱动单元10、所述传感器单元30。
如图3所示，所述PLC控制***20采集所述传感器单元30的信号，控制所述纵向苗盘输送机构401和横向苗盘输送机构402的驱动电机101、102，按顺序将苗盘4013的各钵苗格移送至取苗位置，由所述取苗器403将钵苗逐一从苗盘中取出。所述取苗器403可以单独设置控制***，也可以直接由所述PLC控制***20进行控制。
具体说，取苗器403固定于机架50上；1号光电传感器301、2号光电传感器302均固定于机架50上，且分布于取苗器403的左右两侧，用于检测苗盘4013作横向移动时下一钵苗格是否有苗；且1号光电传感器301在苗盘右移时起作用，2号光电传感器302在苗盘左移时起作用。3号光电传感器303、4号光电传感器304均固定于苗盘横向移动机构402上，用于检测苗盘4013作纵向移动时下一钵苗格是否有苗；且3号光电传感器303在苗盘右移至最右边后的纵向移动时起作用，4号光电传感器304在苗盘左移至最左边后的纵向移动时起作用。光电传感器301、302、303、304与苗盘4013的相对位置如图2a、图2b所示。
光电传感器301、302、303、304上还分别设置有高度调节装置，这样，通过对光电传感上的高度调节，使其只对钵苗叶片以下的苗杆进行检测，从而避开了钵苗枝叶对光电传感器的影响。
光电传感器只对当前一排的钵苗进行检测。为了有效避免苗盘4013后排钵苗苗杆对光电传感器的影响，通过调整所述的光电传感器的灵敏度，使其只对当前一排的钵苗苗杆进行检测，以提高检测准确率。
卡杆4012固定于纵向输送链条4011上，用于固定苗盘4013；纵向驱动步进电机101驱动纵向输送链4011，带动苗盘4013作纵向移动；横向驱动步进电机102驱动横向移动丝杠4021，带动整个苗盘纵向移动机构401作横向移动；接近开关305固定于机架50上，在取苗器403取完苗退出苗盘4013时被触发，触发信号被送至PLC控制器20，与纵向驱动步进电机101和横向驱动步进电机102的驱动信号联锁，保证苗盘4013的移动和取苗器403的运动不发生干涉。
PLC控制***20，接收各传感器信号，并控制横向和纵向驱动步进电机按以上要求运行。
进一步地，PLC控制***20包括：信号采集模块、控制模块，所述信号采集模块采集所述传感器单元30的信号，所述控制模块依据所述传感器单元信号，控制所述苗盘纵向输送机构401和苗盘横向输送机构402的驱动部件，按顺序将苗盘各钵苗格移送至取苗位置，由所述取苗器403将钵苗逐一从苗盘中取出，在苗盘移动过程中，传感器单元30检测下一个进入取苗位置的钵苗格是否缺苗，对于缺苗的钵苗格，所述PLC控制***的控制模块将控制相应的驱动部件不作停留，直接跳过该钵苗格，并将下一钵苗格移送至取苗位置。
本发明具体工作步骤如下：
由人工将苗盘4013卡在卡杆4012上，然后：
（1）由横向驱动步进电机102驱动苗盘4013至最左边位置。横向驱动步进电机102停止。
（2）由纵向驱动步进电机101驱动苗盘4013将苗盘4013中“1”号钵苗格移至取苗位，纵向驱动步进电机101停止运行；如果在前进过程中，4号光电传感器304检测到苗盘4013中“1”号钵苗格有苗，则等待取苗器403取苗，取完苗后进入步骤（3）；如果4号光电传感器304没有检测到苗盘4013中“1”号钵苗格有苗，则立即进入步骤（3）。
（3）横向驱动步进电机102驱动苗盘4013右移一格，将苗盘4013中“2”号钵苗格移至取苗位，等待取苗器403取苗，取完苗后再右移一格；在右移过程中，如果1号光电传感器301没有检测到下一钵苗格内有苗，则横向驱动步进电机102驱动苗盘4013立即再右移一格，将下一钵苗格移至取苗位。
（4）重复步骤（3），直到苗盘4013中“8”号钵苗格内的苗被取走。
（5）纵向驱动步进电机101驱动苗盘4013再前进一格，将苗盘4013中的“9”号钵苗格移至取苗位，“纵向步进电机”停止；如果在前进过程中，3号光电传感器303检测到苗盘4013中“9”号钵苗格有苗，则等待取苗器403取苗，取完苗后进入步骤（6）；如果3号光电传感器303没有检测到苗盘4013中“9”号钵苗格有苗，则立即进入步骤（6）。
（6）横向驱动步进电机102驱动苗盘4013左移一格，将苗盘4013中“10”号钵苗格移至取苗位，等待取苗器403取苗，取完苗后再左移一格；在左移过程中，如果2号光电传感器302没有检测到下一钵苗格内有苗，则横向驱动步进电机102驱动苗盘4013立即再左移一格，将下一钵苗格移至取苗位。
（7）重复步骤（6），直到“16”号钵苗格内的苗被取走。
（8）纵向驱动步进电机101驱动钵苗盘4013再前进一格，将苗盘4013中的“17”号钵苗格移至取苗位，然后重复步骤3～7，直到苗盘4013中的钵苗全部取完；
为了提高取苗速度，还可以于自动取苗装置中设置两个或两个以上取苗器和相应的光电传感器。
综上所述，本发明揭示的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，通过PLC控制器控制苗盘输送机构，使苗盘各钵苗格按要求顺序地送至取苗位置，由取苗器将单个钵苗从苗盘中取出；在输送过程中，对苗盘各钵苗格是否缺苗进行自动识别，对于缺苗的钵苗格，输送机构将不作停留，直接跳过该钵苗格，并将下一钵苗格移送至取苗位置，从而解决因钵苗盘缺苗而导致的移栽机漏栽的问题。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其特征在于，包括：
机架；
自动取苗装置，设置在所述机架上，包括：苗盘、苗盘横向输送机构、苗盘纵向输送机构、取苗器，所述取苗器固定安装在所述机架上，所述取苗器具有一取苗位置及一非取苗位置，所述苗盘以阵列排列设置多个钵苗格，并设置在所述苗盘纵向输送机构上，所述苗盘纵向输送机构又设置在所述苗盘横向输送机构上，所述苗盘通过所述苗盘纵向输送机构和所述苗盘横向输送机构的运动，将钵苗送到所述取苗位置；
驱动单元，包括连接所述苗盘横向输送机构的横向驱动装置及连接所述苗盘纵向输送机构的纵向驱动装置；
传感器单元，包括横向检测传感器单元、纵向检测传感器单元以及接近开关，所述横向检测传感器单元设置在所述机架上，所述纵向检测传感器单元设置在所述苗盘横向输送机构上，所述的接近开关设置在所述机架上；
PLC控制***，设置在所述机架上，连接并控制所述自动取苗装置、所述驱动单元、所述传感器单元。
2.根据权利要求1所述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其特征在于，所述横向检测传感器单元、纵向检测传感器单元上分别设置有高度调节装置和传感器灵敏度调节装置。
3.根据权利要求2所述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其特征在于，所述横向检测传感器单元包括两个横向检测传感器，分别设置在所述取苗器的两侧。
4.根据权利要求2所述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其特征在于，所述纵向检测传感器单元包括两个纵向检测传感器，对应设置在所述苗盘两侧的所述苗盘横向输送机构上。
5.根据权利要求3或4所述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其特征在于，所述横向检测传感器、纵向检测传感器为光电传感器。
6.根据权利要求5所述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其特征在于，所述接近开关相对所述非取苗位置而设置在所述机架上。
7.根据权利要求1所述的苗盘钵苗自动识别和取苗装置，其特征在于，所述PLC控制***包括：信号采集模块、控制模块，所述信号采集模块采集所述传感器单元的信号，所述控制模块依据所述传感器单元信号，控制所述苗盘纵向输送机构和苗盘横向输送机构的驱动部件，按顺序将苗盘各钵苗格移送至所述取苗位置，由所述取苗器将钵苗逐一从苗盘中取出，在苗盘移动过程中，传感器单元检测下一个进入取苗位置的钵苗格是否缺苗，对于缺苗的钵苗格，所述PLC控制***的控制模块将控制相应的驱动部件不作停留，直接跳过该钵苗格，并将下一钵苗格移送至所述取苗位置。
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