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CN116772733A - 一种苗床式表型自动化无损检测系统 - Google Patents

一种苗床式表型自动化无损检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种苗床式表型自动化无损检测系统，涉及农业检测技术领域，其包括苗床，所述苗床上设置有纵移驱动机构，所述纵移驱动机构的运动部上设置有悬臂，所述悬臂上设置有横移驱动机构，所述横移驱动机构的运动部上设置有旋转摆动机构和升降驱动机构，所述旋转摆动机构的自由端设置有相机，所述升降驱动机构的自由端设置有机械爪，所述机械爪上设置有抓取转动机构。本发明当需要对植物进行检测时，通过纵、横移驱动机构带动机械爪进行移动至预定位置时，通过机械爪将苗盆进行夹持，并向上提起，并通过相机对植物的外形进行拍照，拍照完成后，将苗盆放下即可，本发明的结构能够大幅度减小检测时长，且提高了检测效率。

Description

一种苗床式表型自动化无损检测系统
技术领域
本发明涉及农业检测技术领域，尤其涉及一种苗床式表型自动化无损检测系统。
背景技术
植物受到复杂的基因组、环境等相互作用的影响，而植物表型可以表现出植物在特定条件下的结构、功能等形态特征及其变化规律。表型技术可以研究植物的性状生长规律，可以为育种、栽培和农业生产实践提供理论支撑，更好的培育出具有优良性状的植物。
现有技术中，中国专利公开号“CN215525565U”公开了一种果菜苗表型自动化无损检测系统。本系统结构主要由苗盘、旋转平台、Azure Kinect、机械臂、末端执行器、电控箱和上位机软件构成。通过上位机控制自动化采图系统对果菜苗搬运拍照，再利用上位机的图像处理和结果显示功能对所拍照片进行分析测量并将苗高、株高、茎粗、下胚轴高、叶片数、叶面积和叶周长这些表型数据在软件界面中显示。
该技术方案中虽能实现对植物的自动化检测，但是其具体步骤需要通过先取拿苗盆，通过放置在旋转平台上旋转拍摄后再移动放回，整个检测步骤较多，且检测时间较长，因此严重影响检测效率。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的是提供一种苗床式表型自动化无损检测系统，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种苗床式表型自动化无损检测系统，包括苗床，所述苗床上设置有纵移驱动机构，所述纵移驱动机构的运动部上设置有悬臂，所述悬臂上设置有横移驱动机构，所述横移驱动机构的运动部上设置有旋转摆动机构和升降驱动机构，所述旋转摆动机构的自由端设置有相机，所述升降驱动机构的自由端设置有机械爪，所述机械爪上设置有抓取转动机构。
优选地，所述纵移驱动机构包括纵移支座，所述纵移支座的顶部与所述悬臂固定连接，所述纵移支座上设置有第一导向杆和第一螺杆，所述第一导向杆与所述第一螺杆并排布置，所述第一导向杆和第一螺杆的端部均连接在所述苗床上，所述第一导向杆与所述纵移支座滑动连接，所述第一螺杆与所述纵移支座螺纹连接，且所述第一螺杆一端与第一电机动力连接，所述第一电机安装在所述苗床上。
优选地，所述苗床包括床面，所述床面的底部设置有支架。
优选地，所述床面上开设有导向口，所述纵移支座沿所述导向口进行往复运动。
优选地，所述横移驱动机构包括第二螺杆，所述第二螺杆与所述悬臂并排布置，且所述第二螺杆的端部通过安装座连接在所述悬臂上，所述第二螺杆的一端与第二电机动力连接，所述第二电机安装在所述所述悬臂上，所述第二螺杆上螺纹连接有横移支座，所述横移支座的背面与所述悬臂滑动连接，所述横移支座的正面设置有旋转摆动机构和升降驱动机构。
优选地，所述升降驱动机构包括导向套，所述导向套固定连接在所述横移支座上，所述导向套中设置有导向杆，所述导向杆的上端与气缸的伸缩端连接，下端与所述机械爪连接。
优选地，所述旋转摆动机构连接在所述导向套上，所述旋转摆动机构包括转轴，所述转轴转动连接在所述导向套上，所述转轴上设置有摆杆和齿轮，所述摆杆的自由端与相机连接，所述齿轮的上方设置有啮合有齿条，所述齿条滑动连接在所述导向套上，所述齿条的一端设置有连杆，所述连杆的一端与所述齿条铰接，另一端与圆盘端面偏心铰接，所述圆盘设置在第三电机的动力输出轴上，所述第三电机安装在所述导向套。
优选地，所述抓取转动机构包括输送带组件，所述输送带组件转动连接在所述机械爪上，所述机械爪安装有用于驱动所述输送带组件转动的第四电机。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明当需要对植物进行检测时，通过纵、横移驱动机构带动机械爪进行移动至预定位置时，通过机械爪将苗盆进行夹持，并向上提起，并通过相机对植物的外形进行拍照，拍照完成后，将苗盆放下即可，本发明的结构能够大幅度减小检测时长，且提高了检测效率。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例中苗床式表型自动化无损检测系统状态一结构示意图；
图2为本发明实施例中苗床式表型自动化无损检测系统状态二结构示意图
图3为本发明实施例中横移驱动机构的结构部示意图；
图4为本发明实施例中升降驱动机构的结构部示意图；
图5为本发明实施例中旋转摆动机构的结构部示意图。
附图标记说明：1、苗床；101、床面；102、支架；103、导向口；2、纵移驱动机构；201、纵移支座；202、第一导向杆；203、第一螺杆；204、第一电机；3、悬臂；4、横移驱动机构；401、第二螺杆；402、第二电机；403、横移支座；5、旋转摆动机构；501、转轴；502、摆杆；503、齿轮；504、齿条；505、连杆；506、圆盘；507、第三电机；6、升降驱动机构；601、导向套；602、导向杆；603、气缸；7、相机；8、机械爪；9、抓取转动机构；901、输送带组件；902、第四电机。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1至3所示，本实施例中公开了一种苗床式表型自动化无损检测系统，包括苗床1，苗床1包括床面101，床面101的底部设置有支架102，在床面101上开设有导向口103，在导向口103中设置有纵移驱动机构2，纵移驱动机构2的运动部上设置有悬臂3，悬臂3上设置有横移驱动机构4，横移驱动机构4的运动部上设置有旋转摆动机构5和升降驱动机构6，旋转摆动机构5的自由端设置有相机7，升降驱动机构6的自由端设置有机械爪8，机械爪8上设置有抓取转动机构9。
工作时，当需要对植物进行检测时，纵移驱动机构2带动悬臂3进行纵向移动，横移驱动机构4带动旋转摆动机构5和升降驱动机构6进行横向移动；通过机械爪8将苗盆进行夹持，通过升降驱动机构6向上提起，并通过相机7对植物的外形进行拍照，拍照完成后，将苗盆放下即可。
如图2所示，纵移驱动机构2包括纵移支座201，纵移支座201沿导向口103进行往复运动；纵移支座201的顶部与悬臂3通过螺栓固定连接，纵移支座201上设置有第一导向杆202和第一螺杆203，第一导向杆202与第一螺杆203并排布置，第一导向杆202和第一螺杆203的端部均安装在苗床1上，第一导向杆202与纵移支座201滑动连接，第一螺杆203与纵移支座201螺纹连接，且第一螺杆203一端与第一电机204动力连接，第一电机204安装在苗床1上。
如图3所示，横移驱动机构4包括第二螺杆401，第二螺杆401并排布置在悬臂3的一侧，第二螺杆401的端部通过安装座连接在悬臂3上，第二螺杆401的一端与第二电机402动力连接，第二电机402安装在悬臂3上，第二螺杆401上螺纹连接有横移支座403，横移支座403的背面与悬臂3滑动连接，横移支座403的正面设置有旋转摆动机构5和升降驱动机构6。
如图4所示，升降驱动机构6包括导向套601，导向套601固定连接在横移支座403上，导向套601中设置有导向杆602，导向杆602的上端与气缸603的伸缩端连接，下端与机械爪8连接。
机械爪8能实现自动抓取动作。抓取转动机构9安装在机械爪8上，其结构主要包括输送带组件901，输送带组件901转动连接在机械爪8上，机械爪8安装有用于驱动输送带组件901转动的第四电机902。为了实现更全面的检测，当机械爪8将苗盆进行夹持后，此时用户可通过开启第四电机902带动输送带组件901的输送带进行旋转，从而使得苗盆旋转。第四电机902可采用微型电机。
如图4和5所示，旋转摆动机构5连接在导向套601上，旋转摆动机构5包括转轴501，转轴501通过轴承结构转动连接在导向套601上，转轴501上设置有摆杆502和齿轮503，摆杆502的自由端与相机7安装连接，齿轮503的上方设置有啮合有齿条504，齿条504滑动连接在导向套601上，齿条504的一端设置有连杆505，连杆505的一端与齿条504铰接，另一端与圆盘506端面偏心铰接，圆盘506设置在第三电机507的动力输出轴上，第三电机507安装在导向套601。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种苗床式表型自动化无损检测系统，包括苗床（1），其特征在于，所述苗床（1）上设置有纵移驱动机构（2），所述纵移驱动机构（2）的运动部上设置有悬臂（3），所述悬臂（3）上设置有横移驱动机构（4），所述横移驱动机构（4）的运动部上设置有旋转摆动机构（5）和升降驱动机构（6），所述旋转摆动机构（5）的自由端设置有相机（7），所述升降驱动机构（6）的自由端设置有机械爪（8），所述机械爪（8）上设置有抓取转动机构（9）。
2.根据权利要求1所述的苗床式表型自动化无损检测系统，其特征在于：所述纵移驱动机构（2）包括纵移支座（201），所述纵移支座（201）的顶部与所述悬臂（3）固定连接，所述纵移支座（201）上设置有第一导向杆（202）和第一螺杆（203），所述第一导向杆（202）与所述第一螺杆（203）并排布置，所述第一导向杆（202）和第一螺杆（203）的端部均连接在所述苗床（1）上，所述第一导向杆（202）与所述纵移支座（201）滑动连接，所述第一螺杆（203）与所述纵移支座（201）螺纹连接，且所述第一螺杆（203）一端与第一电机（204）动力连接，所述第一电机（204）安装在所述苗床（1）上。
3.根据权利要求2所述的苗床式表型自动化无损检测系统，其特征在于：所述苗床（1）包括床面（101），所述床面（101）的底部设置有支架（102）。
4.根据权利要求3所述的苗床式表型自动化无损检测系统，其特征在于：所述床面（101）上开设有导向口（103），所述纵移支座（201）沿所述导向口（103）进行往复运动。
5.根据权利要求1所述的苗床式表型自动化无损检测系统，其特征在于：所述横移驱动机构（4）包括第二螺杆（401），所述第二螺杆（401）与所述悬臂（3）并排布置，且所述第二螺杆（401）的端部通过安装座连接在所述悬臂（3）上，所述第二螺杆（401）的一端与第二电机（402）动力连接，所述第二电机（402）安装在所述所述悬臂（3）上，所述第二螺杆（401）上螺纹连接有横移支座（403），所述横移支座（403）的背面与所述悬臂（3）滑动连接，所述横移支座（403）的正面设置有旋转摆动机构（5）和升降驱动机构（6）。
6.根据权利要求5所述的苗床式表型自动化无损检测系统，其特征在于：所述升降驱动机构（6）包括导向套（601），所述导向套（601）固定连接在所述横移支座（403）上，所述导向套（601）中设置有导向杆（602），所述导向杆（602）的上端与气缸（603）的伸缩端连接，下端与所述机械爪（8）连接。
7.根据权利要求6所述的苗床式表型自动化无损检测系统，其特征在于：所述旋转摆动机构（5）连接在所述导向套（601）上，所述旋转摆动机构（5）包括转轴（501），所述转轴（501）转动连接在所述导向套（601）上，所述转轴（501）上设置有摆杆（502）和齿轮（503），所述摆杆（502）的自由端与相机（7）连接，所述齿轮（503）的上方设置有啮合有齿条（504），所述齿条（504）滑动连接在所述导向套（601）上，所述齿条（504）的一端设置有连杆（505），所述连杆（505）的一端与所述齿条（504）铰接，另一端与圆盘（506）端面偏心铰接，所述圆盘（506）设置在第三电机（507）的动力输出轴上，所述第三电机（507）安装在所述导向套（601）。
8.根据权利要求1所述的苗床式表型自动化无损检测系统，其特征在于：所述抓取转动机构（9）包括输送带组件（901），所述输送带组件（901）转动连接在所述机械爪（8）上，所述机械爪（8）安装有用于驱动所述输送带组件（901）转动的第四电机（902）。
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