CN207948098U - 一种高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，包括自动供盘装置、智能恒量精密播种装置、自动叠盘装置。本生产线可一次性完成秧盘逐一供送、床土铺放和刮平清扫、淋水喷药、恒量精密播种、表土铺放和刮平清扫，秧盘自动堆垛工序；该生产线能实现智能恒量对行、对穴和撒播播种，既满足超级杂交稻和杂交稻低播量精密播种要求，又适用常规稻大播量播种要求，基于嵌入式***与机器视觉技术，研发了含播种性能检测调节***的智能恒量精密播种装置，可实现播种量实时检测，根据性能数据形成“闭环控制”反馈信号，达到播量恒定、智能化调控，作业质量稳定效果。本实用新型功能齐全，适用性强，生产效率高，节省劳力，具有推广应用前景。

Description

一种高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线

技术领域

本实用新型涉及农业机械技术领域，特别涉及一种高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线。

背景技术

水稻是我国三大主要粮食作物之一，在我国粮食生产中历来占有十分重要的地位，担负着确保国家粮食安全的重大责任。水稻生产全程机械化是转变水稻生产方式，提高水稻综合生产能力的重要途径。

目前，种植机械化环节是水稻生产全程机械化发展中的“瓶颈”。工厂化育秧是我国水稻种植机械化发展的主攻技术之一，也是适应于规模化生产的一种集中育秧方式，由于其高质高效，能有效利用空间，在我国实际生产中得到越来越多的重视，水稻秧盘育秧装备技术及自动化水平也在逐步提高。较完备的播种育秧生产线主要包括秧盘供送、铺底土、压实、播种(撒播、条播、精播)、覆表土、淋洒水、叠秧盘等关键工序。国外以机械化直播种植为主的欧美国家研制出来的水稻秧盘育秧播种的设备比较少，而用于蔬菜和花卉等植物的温室秧盘育秧播种生产线已有多种，如B1ackmore System、Marksman等机型，其作业质量较好，功能全，自动化程度较高。亚洲的水稻秧盘育秧生产线比较多，像日本的井关、久保田、日清、三菱等株式会社都有自己的育秧播种设备，其工艺精湛、自动化程度高，但价格昂贵，韩国的育秧技术水平与日本接近，但用于蔬菜等经济作物的育秧技术较好。

国内从20世纪80年代开始对水稻机械化育秧设备进行研制，早期主要针对常规稻，一般是采用传统大播量机械式播种器为核心技术的水稻育秧播种生产线，该装备具有结构简单、效率高等特点，但其用种量大，伤种严重。目前则主要采用振动式或振动结合气力式原理的播种器，其播种精度好，可满足杂交稻的精少量播种，但播种器的定量供种方式一般采用槽轮或种箱直接供种，因机械性摩擦种子和种子间过分挤压揉搓，对水稻种芽损伤较重，产生的碎芽等杂质对播种性能影响很大(堵塞吸孔或阻塞移动通道)。

虽然不同品种的水稻(超级杂交稻，杂交稻，常规稻)育秧工艺基本接近，即采用铺底土、播种、淋水、覆土、清扫等作业，但在具体每种水稻的播种农艺方面存在较大差异(超级杂交稻：1～2株/穴，杂交稻：1～4株/穴，常规稻：3～6株/穴)。因此，需要对现有秧盘育秧播种设备加强技术改进，针对不同水稻品种的育秧工艺要求，研究出性能优良、工作可靠的精密播种器，研究更加简单实用的同步播种控制***和铺/覆土装置，尽快满足新品种高产稻的盘育秧播种需求。

杂交稻约占我国水稻种植面积的50％。杂交稻栽培要求少苗稀植，早插早发，这使得杂交稻育秧时需要低播量精密播种，保证2-3粒/穴。但现有播种装置是“开环控制”***，即缺乏对秧盘中的播种质量进行在线检测并及时反馈到播种控制机构上的完整机具，缺少“闭环反馈控制”的智能精密恒量播种装置。因此有必要在播种过程中对每个秧盘中的穴播种量进行精确检测，及时发现播种状态变化，为后续调控播种量或补种工作提供依据，以保证秧盘上每穴种子数保持一致，实现智能精密恒量播种作业。

考虑到现有水稻育秧播种生产线对于供盘和取盘环节主要通过人工进行逐个放盘和取盘，劳动强度大，易造成疲劳损伤，严重制约着工厂化育秧生产效率，故此需要设计秧盘自动供盘与自动叠盘装置。目前使用硬秧盘育秧虽然方便搬运，容易实现自动化作业，但硬秧盘一般价格在10元/个以上，成本偏高，缺乏经济实用性。因此，从经济性和轻简化栽培角度出发，使用软秧盘(PVC软秧盘价格较低，仅0.3～0.8元/个)进行育秧是未来发展趋势。因此，研究针对于软秧盘的自动供盘和自动叠盘装置，对提升育秧播种生产线的实用性和经济性具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种功能齐全，适用性强，制造成本低，生产效率高，节省劳力高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，旨在提供高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线自动化水平和生产效率。

为实现上述目的，本实用新型提出一种高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，依次包括秧盘自动供盘装置、智能恒量精密播种装置、秧盘自动叠盘装置。

优选地，所述秧盘自动供盘装置包括第一机架，所述第一机架顶面从输入端向输出端依次设有秧盘导向装置和秧盘落放机构；所述机架内部设有第一橡胶辊轮输送机构和第二橡胶辊轮输送机构，所述第一橡胶辊轮输送机构动力由第一待盘电机输入，所述第二橡胶辊轮输送机构动力由供盘电机提供；所述第一橡胶辊轮输送机构内部还设有第一检测供盘传感器，所述第二橡胶辊轮输送机构上方设有秧盘落放机构，所述第二橡胶辊轮输送机构内部设有第二检测供盘传感器，所述秧盘落放机构内部设有第三检测供盘传感器，所述第一机架下方设有第一控制***分别与所述第一待盘电机、所述供盘电机、所述第一检测供盘传感器、所述第二检测供盘传感器、第三检测供盘传感器电连接，所述第一检测供盘传感器检测放置于所述第一橡胶辊轮输送机构上的秧盘并作为所述第一控制***控制所述第一橡胶辊轮输送机构工作的信号源，所述第二检测供盘传感器和所述第三检测供盘传感器配合检测叠合秧盘输送情况并作为所述第一控制***控制所述第一橡胶辊轮输送机构将秧盘逐一供送的信号源，所述秧盘落放机构下部设有齿轮传动机构带动抬升指旋转，所述第一机架下方还设置有供盘空气压缩机通过气管向所述抬升指供气以使所述抬升指摆动并抵接于倒数第二个秧盘的边沿以将上方全部秧盘提升。

优选地，所述智能恒量精密播种装置包括第二机架，所述第二机架上方从一端向另一端分别设有床土铺放装置、床土刮平清扫装置、淋洒水装置、振动精密播种装置、恒量播种调控***、表土铺放装置以及表土刮平清扫装置；所述第二机架下方从一端向另一端分别设有中心控制***、设置于所述床土铺放装置与所述床土刮平清扫装置之间正下方的集土斗、设置于淋洒水装置下方的集水斗、设置于所述恒量播种调控***下方的集种槽、设置于所述表土铺放装置下方的集土斗、设置于所述表土刮平清扫装置下方的集土斗；所述第二机架下方还设有主电机通过传动链对多个装置进行动力驱动。

优选地，所述床土铺放装置包括装有土壤的床土箱，所述床土箱底部设有开口，所述床土箱表面安装有床土量调节门覆盖开口并调节床土释放量，所述床土箱底部设有驱动动力轴被链轮驱动；所述表土铺放装置包括装有覆土的覆土箱，所述覆土箱底部设有覆土量调节门以控制覆土释放量；所述床土刮平清扫装置包括连接架，所述连接架内部设有传动轴将毛刷进行摆动以将床土刷平；淋洒水装置装置包括与外接水源相连的水泵，所述水泵通过水管与水压调节阀相连，所述水压调节阀向土壤喷淋水。

优选地，所述振动精密播种装置设有振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置和振动匀种装置两部分组成；所述振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置主要由外壳箱体、振动部件、导种板以及螺旋勺式槽轮组成，所述螺旋勺式槽轮主要由螺旋槽轮和螺旋勺式槽轮轴组成且同轴心安装；所述振动匀种装置安装在振动种室与螺旋勺式槽轮供种装置后部，主要由匀种振动器、V型槽板以及梯形板组成，为适应不同种类秧盘、不同秧盘规格和不同秧盘材料的精密撒播、条播、穴播，并且可对V型槽板上的槽口进行调整，更换所需振盘。

优选地，所述振盘为具有12槽的A型盘、具有13槽的B型盘、具有14槽的C型盘、具有15槽的D型盘、具有16槽的E型盘、具有18槽的F型盘、具有20槽的G型盘、没有槽H型盘。

优选地，所述秧盘自动叠盘装置包括第三机架，所述第三机架上方设置有秧盘导向装置、秧盘堆叠装置；所述第三机架中部依次设置前段橡胶辊轮输送机构和后段橡胶辊轮输送机构；所述第三机架下方从一端向另一端依次设置有叠盘控制***和升降气缸，所述第三机架下方还设置有第二待盘电机、叠盘电机和叠盘空气压缩机，所述第二待盘电机通过传动链驱动所述前段橡胶辊轮输送机构，所述叠盘电机通过传动链驱动所述后段橡胶辊轮输送机构，所述空气压缩机通过气管与所述叠盘空气压缩机相连，所述前段橡胶辊轮输送机构将秧盘逐一向所述后段橡胶辊轮输送机构输送，所述叠盘空气压缩机向所述升降气缸供气将多个秧盘抬升或下降以将秧盘自下而上进行堆叠，所述后段橡胶辊轮输送机构将堆叠至一定数量秧盘向外输送。

优选地，所述秧盘堆叠装置下方设置检测叠盘传感器与所述控制***电连接，所述秧盘堆叠装置中部还设有土壤防漏盖板可覆盖于秧盘顶面。

优选地，所述第一橡胶辊轮输送机构、所述第二橡胶辊轮输送机构、前段橡胶辊轮输送机构和后段橡胶辊轮输送机构均设有沿着水平方向等间隔设置于机架内侧的橡胶轮传动轴，所述橡胶轮传动轴中部套有若干橡胶轮，所述橡胶轮传动轴两端分别卡于机架内侧面的半封闭凹槽内并且被输送链带动传动。

优选地，所述秧盘为软秧盘时，所述软秧盘底面可配套复合托盘合为一体使用。

本实用新型技术方案与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型技术方案的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线能够对秧盘进行可一次性完成水稻秧盘的逐一供送、床土铺放、床土刮平清扫、淋水喷药、恒量精密播种、表土铺放、表土刮平清扫，以及秧盘自动堆垛等工序。可增加复合托盘，实现软塑秧盘作业，满足国内轻简化栽培技术要求，实现不同种类、不同规格和不同材料的秧盘进行精密撒播、条播、穴播。同时可适用于超级稻、杂交稻、常规稻等各式秧盘的育秧播种流水作用，也可适用于蔬菜、花卉等作物的穴盘育苗流水播种，因此具有广泛的应用前景。

本实用新型技术方案的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线播种性能好，可达到超级杂交稻钵体盘：1-3粒/穴，合格率大于94％，空穴率小于0.8％；杂交稻毯状盘或者钵体毯状盘：4-8粒/格，合格率大于95.8％，空穴率为0；常规稻毯状盘或者钵体毯状盘：3-9粒/穴，合格率大于93.8％，播种空穴率为0。按播种重量计量：25-150克/盘(可调)，误差小于1.5％，种子破碎率小于等于0.3％。该生产线的床土排量稳定性变异系数小于15％；种子覆土厚度稳定性变异系数小于25％。

本实用新型技术方案的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线的基于嵌入式计算机与机器视觉的在线播种性能检测，预测播量，形成反馈控制信号，实现恒量精密播种自动调控。采用嵌入式计算机与机器视觉和BP神经网络进行超级杂交稻、杂交稻穴/格播量检测技术，对采集图像序列定点检测，提取连通区域特征参数，建立BP神经网络秧盘穴/格数量检测模型，用将检测性能预测播量，反馈到播量调控***，实施育秧生产线恒量精密播种自动调控。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线的结构示意图；

图2为本实用新型秧盘自动供盘装置的结构示意图；

图3为本实用新型秧盘自动供盘装置的俯视图；

图4为本实用新型智能恒量精密播种装置的结构示意图；

图5为本实用新型智能恒量精密播种装置的俯视图；

图6为本实用新型水稻秧盘自动叠盘装置的结构示意图；

图7为本实用新型水稻秧盘自动叠盘装置的俯视图；

图8为本实用新型高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线的工作流程图；

图9为本实用新型振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置的内部结构示意图；

图10为本实用新型振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置部分剖面图；

图11为本实用新型振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置内部结构俯视图；

图12为本实用新型振动匀种装置的内部结构示意图；

图13为本实用新型振动匀种装置的俯视图；

图14为本实用新型恒量播种调控***的内部结构示意图；

图15为本实用新型床土铺放装置的内部结构示意图；

图16为本实用新型淋洒水装置的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出一种高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线。

请参见图1，在本实用新型实施例的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线中，包括依次相连的秧盘自动供盘装置1、智能恒量精密播种装置2、水稻秧盘自动叠盘装置3。

请参见图2、图3和图8，本实用新型实施例的秧盘自动供盘装置1包括第一机架101，第一机架101顶面从输入端向输出端依次设有秧盘导向装置102和秧盘落放机构105，本实施例的秧盘导向装置102为两根平行相对的导向板，导向板固定于第一机架101的上方，并且导向板上设有调节螺栓，导向板之间距离可通过调节螺栓进行定位调节，通过调节螺栓调整定位可以使得导向板之间距离便于对秧盘运输过程行位的调节且便于秧盘运输。本实施例的第一橡胶辊轮输送机构114和第二橡胶辊轮输送机构115设置于第一机架101的内侧，并且第一橡胶辊轮输送机构114和第二橡胶辊轮输送机构115内部设有沿着水平方向等间隔设置于第一机架101内侧的橡胶轮传动轴113，橡胶轮传动轴113中部套有若干橡胶轮112，橡胶轮传动轴113两端分别卡于第一机架101内侧面的半封闭凹槽内并且被输送链带动传动。本实施例中，第一橡胶辊轮输送机构114被第一待盘电机111驱动传动，第二橡胶辊轮输送机构115被供盘电机107驱动传动。第二橡胶辊轮输送115机构上方设有秧盘落放机构105，秧盘落放机构105包括框架，框架下方设有齿轮传动机构104使抬升指103在一定范围内进行摆动。第一橡胶辊轮输送机构114内部还设有第一检测供盘传感器110，第二橡胶辊轮输送机构115内部设有第二检测供盘传感器109，秧盘落放机构105内部设有第三检测供盘传感器106，第一机架101下方设有第一控制***108分别与第一待盘电机111、供盘电机107、第一检测供盘传感器110、第二检测供盘传感器109、第三检测供盘传感器106电连接，第一检测供盘传感器110检测放置于第一橡胶辊轮输送机构114上的秧盘216并作为第一控制***108控制第一橡胶辊轮输送机构114工作的信号源，第二检测供盘传感器109和第三检测供盘传感器106配合检测叠合秧盘输送情况并作为第一控制***108控制第一橡胶辊轮输送机构114将秧盘216逐一供送的信号源，秧盘216落放机构下部设有齿轮传动机构104带动抬升指103旋转，第一机架101下方还设置有供盘空气压缩机116通过气管向抬升指103供气以使抬升指摆动并抵接于倒数第二个秧盘216的边沿以将上方全部秧盘216提升。

请参见图2、图3和图8，本实用新型实施例的秧盘自动供盘装置1的工作原理是：

工作人员将堆叠在一起的秧盘放置于第一橡胶辊轮输送机构114上，第一检测供盘传感器110检测到有秧盘后向第一控制***108反馈信号，第一控制***108控制第一待盘电机111传动链驱动第一橡胶辊轮输送机构114的橡胶轮传动轴113，橡胶轮传动轴113外周面套有的橡胶轮112带动整盘叠合在一起的秧盘向第二橡胶辊轮输送机构115输送，第二检测供盘传感器109检测到有秧盘后向第一控制***108反馈信号，第一控制***108控制供盘电机107驱动第二橡胶辊轮输送机构115的橡胶轮传动轴113上的橡胶轮112，当整叠秧盘运输至第二橡胶辊轮输送机构115，第一控制***108控制第一待盘电机111停止旋转，从而将第一橡胶辊轮输送机构114停止工作。第三检测供盘传感器106检测到秧盘后向第一控制***108反馈信号，第一控制***108控制齿轮传动机构104驱动抬升指103向下旋转并抵于秧盘倒数第二层的秧盘边沿，并将该秧盘上方其他秧盘全部顶起，最底层的秧盘则通过第二橡胶辊轮输送机构115向智能恒量精密播种装置2进行输送，倒数第二个秧盘随着抬升指103旋转再次落于第二橡胶辊轮输送机构115顶面，抬升指103则不断旋转从而将秧盘自下而上通过第二橡胶辊轮输送机构115进行单个向智能恒量精密播种装置2进行输送。

本实用新型实施例的秧盘自动供盘装置1通过多个检测供盘传感器以及第一控制***108的检测控制，实现对秧盘自动供盘装置1内的秧盘落放机构105在动作上逐一、平稳有序进行供送，通过控制第一待盘电机111的工作，实现有效备盘效果。

请参见图4、图5以及图8至图15，本实用新型实施例的智能恒量精密播种装置2包括第二机架201，第二机架201上方从一端向另一端分别设有床土铺放装置203、床土刮平清扫装置204、淋洒水装置205，振动精密播种装置206、恒量播种调控***207、表土铺放装置208以及表土刮平清扫装置209，而第二机架201下方从一端向另一端分别设有中心控制***215、设置床土铺放装置203与床土刮平清扫装置204之间正下方的集土斗210、设置于淋洒水装置205下方的集水斗213、设置于恒量播种调控***207下方集种槽212、设置于表土铺放装置208下方的集土斗210、设置表土刮平清扫装置209下方的集土斗210，第二机架201下方还设有主电机214通过传动链对各个装置进行动力驱动。

本实施例的床土铺放装置包括装有土壤的床土箱2031，床土箱2031底部设有开口，床土箱2031表面安装有床土量调节门2032覆盖开口并调节床土释放量，床土箱2031底部设有驱动动力轴2034被链轮2035驱动；表土铺放装置208包括装有覆土的覆土箱，覆土箱底部设有覆土量调节门以控制覆土释放量；床土刮平清扫装置包括连接架，连接架内部设有传动轴将毛刷进行摆动以将床土刷平；请参见图16淋洒水装置装置205包括与外接水源相连的水泵2051，水泵2051通过喷淋水管2052与水压调节阀2053相连，水压调节阀2053向土壤喷淋水；

本实用新型实施例的智能恒量精密播种装置2的工作原理为：

从秧盘自动供盘装置1运输过来的单个秧盘216进入第二机架201内侧的运输通道后，在中间秧盘限位机构202的限位板定位作用下按照一定运输行位通过床土铺放装置203，中心控制***215控制主电机214旋转从而驱动并调整床土铺放装置203的床土箱2031上设置的床土量调节门2032打开口径，并且床土铺放装置203通过平皮带2033被链轮2035驱动动力轴2034，从而使得床土铺放装置203内的床土不断洒落于秧盘216顶面。当秧盘216经过床土铺放装置203铺放床土后，秧盘216继续沿着输送带运输至床土刮平清扫装置204，床土刮平清扫装置204内部设有传动轴以及毛刷连接于连接架，主电机214驱动传动轴进行旋转，从而使得毛刷进行不断旋转以将秧盘216内床土扫平，以保证秧盘216内床土能够最大程度地分散于秧盘216内。通过毛刷扫平床土后的秧盘216伴随输送带运输至淋洒水装置205，淋洒水装置205内部设有水泵2051通过喷淋水管2052与水压调节阀2053相连，并且水泵2051通过喷淋水管2052与外部的水源***相连，当带有床土的秧盘216经过淋洒水装置205下方时，水压调节阀2053通过水泵2051吸取水源并且经过水压调节阀2053向秧盘216内的床土喷淋水体或者药水，以将秧盘216内的床土进行湿润。当秧盘216经过淋洒水装置205后沿着输送带运输至由振动精密播种装置206和恒量播种调控***207组成的智能恒量精密播种装置，智能恒量精密播种装置向床土已经湿润的秧盘216释放种子，使得秧盘216内拥有合适数量的水稻种子。已经放置有种子的秧盘216继续向前运输至表土铺放装置208，表土铺放装置208包括覆土箱、输送平带以及覆土量调节门，主电机214通过相应的传动链从而驱动输送带，覆土箱通过覆土量调节门向放置有水稻种子的秧盘216释放表土，从而使得表土将秧盘216进行覆盖以避免水稻种子因为无土壤覆盖而影响发芽。当秧盘216从覆土箱一端移动至表土刮平清扫装置209，表土刮平清扫装置209包括传动链条、清扫毛刷以及连接架。主电机214通过相应传动链驱动后，使得相连于连接架上的传动链条驱动清扫毛刷进行旋转，从而将秧盘216内的表土扫平，当表土被扫平后的秧盘216则通过运输带向水稻秧盘自动叠盘装置3进行运输。

本实施例中，智能恒量精密播种装置包括振动精密播种装置206和恒量播种调控***207组成，振动精密播种装置206通过气管与空气压缩机211相连并且振动精密播种装置206设有振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置2061和振动匀种装置2066两部分组成。请参见图9至图13，振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置2061主要由外壳箱体2062、振动部件2063、导种板2064以及螺旋勺式槽轮2065组成，螺旋勺式槽轮2065主要由螺旋槽轮20652和螺旋勺式槽轮轴20651组成，两者同轴心安装，工作时，水稻种子经过导种板2064在振动部件2063的作用下形成一反“S”形续种流，最终经过螺旋勺式槽轮2065均匀排除。本实施例的振动匀种装置2066安装在振动种室与螺旋勺式槽轮供种装置2061的后部，主要由匀种振动器20661、V型槽板20662以及梯形板20663组成，为适应不同种类的秧盘、不同秧盘规格和不同秧盘材料的精密洒播、条播、穴播，并且可对V型槽板20662上的槽口20664进行调整，更换所需振盘，振盘为具有12槽的A型盘、具有13槽的B型盘、具有14槽的C型盘、具有15槽的D型盘、具有16槽的E型盘、具有18槽的F型盘、具有20槽的G型盘、没有槽H型盘。振动精密播种装置206能够实现不同水稻品种和秧盘的对行、对穴和撒播的低播量精密播种作用，播种性能均匀、稳定。恒量播种调控***207安装在振动精密播种装置206后方，恒量播种调控***207具体包括供种量与匀种调控***2071、播种性能检测***2072、摄像头2073、嵌入式计算机2074以及调控模块2075。播种后的秧盘216经过播种性能检测***2072，得到当前播种性能参数，此性能参数传送到调控模块2075，调控模块2075对比处理当前播种性能与预设播种性能，若两者差值超出规定范围，调控模块2075将信号传递给供种量与匀种调控***2071，对振动精密播种装置206的振动种室与螺旋勺式槽轮供种装置2061和振动匀种装置2066进行调整，达到最佳的供、匀种性能。恒量播种调控***207则基于嵌入式***与机器视觉技术，在线动态监测连续输送的播种秧盘，因此内部设置嵌入式计算机2074以及摄像头2073实现对每个秧盘中穴或者格播量的精密检测，检测后统计播种性能，根据检测出的播种性能，形成播量调控反馈信号，控制播量，形成“闭环控制”反馈信号，最终达到播量恒定、智能化调控、质量稳定可靠。

其中，本实用新型实施例的智能恒量精密播种装置2在床土铺放装置203与床土刮平清扫装置204之间正下方设置有集土斗210、淋洒水装置205下方设置有集水斗213、恒量播种调控***207下方设置有集种槽212、表土铺放装置208下方设置有集土斗210、表土刮平清扫装置209下方设置有集土斗210，从而使得秧盘216在经过上述各个装置时，多余的床土、种子、水以及表土均能够通过第二机架201内侧输送装置而进入相应的收集装置，以避免造成浪费。

请参见图6、图7和图8，本实用新型实施例中，水稻秧盘自动叠盘装置3包括第三机架301，第三机架301上方依次设有前端秧盘导向装置303、盖板升降气缸304，而第三机架301中部依次设置有前段橡胶辊轮输送机构302和后段橡胶辊轮输送机构306。第三机架301下方从一端向另一端依次设置有叠盘控制***310和升降气缸308，本实施例的第三机架301下方还设置有第二待盘电机311，叠盘电机309以及叠盘空气压缩机307，其中第二待盘电机311通过传动链驱动前段橡胶辊轮输送机构302，叠盘电机309通过传动链去驱动后段橡胶辊轮送机构306，叠盘空气压缩机307通过气管与升降气缸308相连。前段橡胶辊轮输送机构302将秧盘216逐一向后段橡胶辊轮输送机构306输送，叠盘空气压缩机307向升降气缸308供气将多个秧盘216抬升或下降以将秧盘216自下而上进行堆叠，后段橡胶辊轮输送机构306将堆叠至一定数量秧盘216向外输送。优选地，本实用新型实施例的盖板升降气缸304下方设置有检测叠盘传感器312与叠盘控制***310电连接，盖板升降气缸304中部还设有土壤防漏盖板305可覆盖于秧盘216顶面。

本实用新型实施例的水稻秧盘自动叠盘装置3的工作原理为：

当秧盘216从智能恒量精密播种装置2运输过来的秧盘216，运输至前段橡胶辊轮输送机构306，第二待盘电机311通过传动链向前段橡胶辊轮输送机构302输送动力，前段橡胶辊轮输送机构302上方的前端秧盘导向装置303的限位板使得秧盘216运输时形位更加规整。前段橡胶辊轮输送机构302通过橡胶轮传动轴113上的橡胶轮112传送至后段橡胶辊轮输送机构306，检测叠盘传感器312检测到后段橡胶辊轮输送机构306上放置有秧盘216后，检测叠盘传感器312向叠盘控制***310发出反馈信息，叠盘控制***310控制叠盘电机309停止进行旋转以将后段橡胶辊轮输送机构306停止进行转动。叠盘控制***310控制叠盘空气压缩机307向外输出压力，并且叠盘空气压缩机307通过气管与压力控制器相连，压力控制器通过压力的变化从而向电磁阀输出信号，使得电磁阀控制升降气缸308处于上升阶段，升降气缸308顶部设有的转指抵接于最底部的秧盘216底部边沿从而将秧盘216抬升至一定高度。随着下一个从前段橡胶辊轮输送机构302的秧盘216运输至后段橡胶辊轮输送机构306，电磁阀通过换向使得升降气缸308处于下降阶段，同时转指也会旋转一定的角度从而使得上方秧盘216放置于底部秧盘216之上。转指再通过旋转从而将最底层秧盘216进行承托，从而将多个秧盘216进行逐渐向上进行叠合在一起。当检测叠盘传感器312检测到叠合在一起的秧盘216的数量已经达到设定值后，检测叠盘传感器312向叠盘控制***310发出控制信号，叠盘控制***310控制前端橡胶辊轮输送机构302停止进行工作，并且叠盘控制***310控制叠盘电机309驱动后段橡胶辊轮输送机构306进行工作以将已经叠合在一起的多个秧盘216向外输送。同时，本实施例的第三机架301上方设置有盖板升降气缸304，叠盘控制***310控制盖板升降气缸304控制土壤防漏盖板305进行上升或者下降以将处于最高位置的秧盘216覆盖，以防止水稻种子或者土壤向外洒出。

本实用新型技术方案中的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线通过在生产线的后端设置有用于秧盘216自动有序进行堆垛的水稻秧盘自动叠盘装置3，并且通过检测叠盘传感器312与叠盘控制***310对秧盘216进行实时检测实现秧盘216的自动和有序堆垛。同时增设土壤防漏盖板305可防止土壤抖落，保证种子均匀性。

本实用新型实施例中，第一橡胶辊轮输送机构114、第二橡胶辊轮输送机构115、前段橡胶辊轮输送机构302和后段橡胶辊轮输送机构306均设有沿着水平方向等间隔设置于机架内侧的橡胶轮传动轴113，橡胶轮传动轴113中部套有若干橡胶轮112，橡胶轮传动轴113两端分别卡于机架内侧面的半封闭凹槽内并且被输送链带动传动。

本实施例的秧盘216为软秧盘，软秧盘底面可配套复合托盘合为一体使用。

本实用新型实施例中，本实用新型实施例中的第一机架101、第二机架201、第三机架301下方设置有若干用于支撑支架的立腿4，而每个机架的水平高度可通过转动立腿4下方的地脚螺栓调节装置以调整立腿4有效长度和机架水平工作高度。

本实用新型技术方案中，为满足国内轻简化栽培技术要求，利用软塑秧盘育秧进行作业，可使用具有软秧盘止退和防跳控制功能的复合托盘，从而保证自动供盘和叠盘时，秧盘和复合托盘为一体，后期进行摆盘操作时，也使得两者易于分离。

本实用新型技术方案的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线能够对秧盘216进行逐一供送、床土铺放、压平、喷淋药水、精密播种、智能化调控播量、表土铺放、清扫以及秧盘的自动堆垛等多项工序。可增加复合托盘，实现软塑秧盘作业，满足国内轻简化栽培技术要求，实现不同种类、不同规格和不同材料的秧盘进行精密撒播、条播、穴播。同时可适用于超级稻、杂交稻、常规稻等各式秧盘的育秧播种流水作用，也可适用于蔬菜、花卉等作物的穴盘育苗流水播种，因此具有广泛的应用前景。

本实用新型技术方案的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线播种性能好，可达到超级杂交稻钵体盘：1-3粒/穴，合格率大于94％，空穴率小于0.8％；杂交稻毯状盘或者钵体毯状盘：4-8粒/格，合格率大于95.8％，空穴率为0；常规稻毯状盘或者钵体毯状盘：3-9粒/穴，合格率大于93.8％，播种空穴率为0。按播种重量计量：25-150克/盘(可调)，误差小于1.5％，种子破碎率小于等于0.3％。该生产线的床土排量稳定性变异系数小于15％；种子覆土厚度稳定性变异系数小于25％。

本实用新型技术方案的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线的基于嵌入式计算机与机器视觉的在线播种性能检测，预测播量，形成反馈控制信号，实现恒量精密播种自动调控。采用嵌入式计算机与机器视觉和BP神经网络进行超级杂交稻、杂交稻穴/格播量检测技术，对采集图像序列定点检测，提取连通区域特征参数，建立BP神经网络秧盘穴/格数量检测模型，用将检测性能预测播量，反馈到播量调控***，实施育秧生产线恒量精密播种自动调控。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，依次包括秧盘自动供盘装置、智能恒量精密播种装置、秧盘自动叠盘装置，所述秧盘自动供盘装置包括第一机架，所述第一机架顶面从输入端向输出端依次设有秧盘导向装置和秧盘落放机构；所述机架内部设有第一橡胶辊轮输送机构和第二橡胶辊轮输送机构，所述第一橡胶辊轮输送机构动力由第一待盘电机输入，所述第二橡胶辊轮输送机构动力由供盘电机提供；所述第一橡胶辊轮输送机构内部还设有第一检测供盘传感器，所述第二橡胶辊轮输送机构上方设有秧盘落放机构，所述第二橡胶辊轮输送机构内部设有第二检测供盘传感器，所述秧盘落放机构内部设有第三检测供盘传感器，所述第一机架下方设有第一控制***分别与所述第一待盘电机、所述供盘电机、所述第一检测供盘传感器、所述第二检测供盘传感器、第三检测供盘传感器电连接，所述第一检测供盘传感器检测放置于所述第一橡胶辊轮输送机构上的秧盘并作为所述第一控制***控制所述第一橡胶辊轮输送机构工作的信号源，所述第二检测供盘传感器和所述第三检测供盘传感器配合检测叠合秧盘输送情况并作为所述第一控制***控制所述第一橡胶辊轮输送机构将秧盘逐一供送的信号源，所述秧盘落放机构下部设有齿轮传动机构带动抬升指旋转，所述第一机架下方还设置有供盘空气压缩机通过气管向所述抬升指供气以使所述抬升指摆动并抵接于倒数第二个秧盘的边沿以将上方全部秧盘提升。

2.如权利要求1所述的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，所述智能恒量精密播种装置包括第二机架，所述第二机架上方从一端向另一端分别设有床土铺放装置、床土刮平清扫装置、淋洒水装置、振动精密播种装置、恒量播种调控***、表土铺放装置以及表土刮平清扫装置；所述第二机架下方从一端向另一端分别设有中心控制***、设置于所述床土铺放装置与所述床土刮平清扫装置之间正下方的集土斗、设置于淋洒水装置下方的集水斗、设置于所述恒量播种调控***下方的集种槽、设置于所述表土铺放装置下方的集土斗、设置于所述表土刮平清扫装置下方的集土斗；所述第二机架下方还设有主电机通过传动链对多个装置进行动力驱动。

3.如权利要求2所述的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，所述床土铺放装置包括装有土壤的床土箱，所述床土箱底部设有开口，所述床土箱表面安装有床土量调节门覆盖开口并调节床土释放量，所述床土箱底部设有动力轴被链轮驱动；所述表土铺放装置包括装有覆土的覆土箱，所述覆土箱底部设有覆土量调节门以控制覆土释放量；所述床土刮平清扫装置包括连接架，所述连接架内部设有传动轴将毛刷进行摆动以将床土刷平；淋洒水装置装置包括与外接水源相连的水泵，所述水泵通过水管与水压调节阀相连，所述水压调节阀向土壤喷淋水。

4.如权利要求2所述的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，所述振动精密播种装置设有振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置和振动匀种装置两部分组成；所述振动室以及螺旋勺式槽轮供种装置主要由外壳箱体、振动部件、导种板以及螺旋勺式槽轮组成，所述螺旋勺式槽轮主要由螺旋槽轮和螺旋勺式槽轮轴组成且同轴心安装；所述振动匀种装置安装在振动种室与螺旋勺式槽轮供种装置后部，主要由匀种振动器、V型槽板以及梯形板组成，为适应不同种类秧盘、不同秧盘规格和不同秧盘材料的精密撒播、条播、穴播，并且可对V型槽板上的槽口进行调整，更换所需振盘。

5.如权利要求4所述的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，所述振盘为具有12槽的A型盘、具有13槽的B型盘、具有14槽的C型盘、具有15槽的D型盘、具有16槽的E型盘、具有18槽的F型盘、具有20槽的G型盘、没有槽H型盘。

6.如权利要求1所述的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，所述秧盘自动叠盘装置包括第三机架，所述第三机架上方设置有秧盘导向装置、秧盘堆叠装置；所述第三机架中部依次设置前段橡胶辊轮输送机构和后段橡胶辊轮输送机构；所述第三机架下方从一端向另一端依次设置有叠盘控制***和升降气缸，所述第三机架下方还设置有第二待盘电机、叠盘电机和叠盘空气压缩机，所述第二待盘电机通过传动链驱动所述前段橡胶辊轮输送机构，所述叠盘电机通过传动链驱动所述后段橡胶辊轮输送机构，所述空气压缩机通过气管与所述叠盘空气压缩机相连，所述前段橡胶辊轮输送机构将秧盘逐一向所述后段橡胶辊轮输送机构输送，所述叠盘空气压缩机向所述升降气缸供气将多个秧盘抬升或下降以将秧盘自下而上进行堆叠，所述后段橡胶辊轮输送机构将堆叠至一定数量秧盘向外输送。

7.权利要求6所述的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，所述秧盘堆叠装置下方设置检测叠盘传感器与所述控制***电连接，所述秧盘堆叠装置中部还设有土壤防漏盖板可覆盖于秧盘顶面。

8.如权利要求1或6所述的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，所述第一橡胶辊轮输送机构、所述第二橡胶辊轮输送机构、前段橡胶辊轮输送机构和后段橡胶辊轮输送机构均设有沿着水平方向等间隔设置于机架内侧的橡胶轮传动轴，所述橡胶轮传动轴中部套有若干橡胶轮，所述橡胶轮传动轴两端分别卡于机架内侧面的半封闭凹槽内并且被输送链带动传动。

9.如权利要求4或6所述的高效自动化水稻工厂化精密播种育秧生产线，其特征在于，所述秧盘为软秧盘时，所述软秧盘底面可配套复合托盘合为一体使用。