[发明专利]一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使大蒜蒜瓣尖部朝上下落的方法及其装置，具体地说是一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向方法及其装置。

背景技术

大蒜机械化种植长期以来是我国大蒜生产过程中的一个难题，我国大蒜种植面积、产量和出口量均居于世界前列。而我国目前大蒜种植的现状主要靠手工种植，劳动强度较大，种植质量差，急需用大蒜种植机械来代替人工种植。大蒜栽植的关键所在有两个：一是蒜种的选择，应该选取颗粒饱满的蒜瓣作为种子；二是在栽植的过程中，应该尽量保证大蒜蒜瓣的方向，栽植时使大蒜蒜瓣的蒜尖朝上，会大大增加大蒜的产量并提高质量。相关实验结果表明，瓣尖朝下播种生长的大蒜头质量是瓣尖朝上播种生长的大蒜头质量的61%，横径是其80%，由此可见瓣尖朝下将严重影响大蒜的生长质量。由于蒜瓣具有不规则的外形，而手动插播的劳动强度大、费时费力，迫切需要一种机械化的种植方法来提高大蒜种植的效率，尽管市场上出现过一些能够调整种植过程中蒜尖方向的大蒜播种机，并且分别运用到了蒜瓣的摩擦性质、重心、浮力等特性，或者通过图像处理分析来调整蒜尖方向，然而，实际应用起来并不适用，也难以保证蒜瓣方向调整的正确率。

基于此，发明人发明创造了一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向方法及其装置，来解决蒜尖朝上的问题，该装置能确保种植过程中蒜尖方向向上的准确率达到98%。

发明内容

本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向方法及其装置。

为确保大蒜蒜瓣种植过程中尖部朝上，本发明所采用的技术方案是：

一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向方法，该方法是按以下步骤进行的：

1）首先，利用一个具有容纳、夹紧、翻转和推送功能的机械手来盛放下落的蒜瓣，并在机械手的侧部和底部分别设置一个传感器，且在机械手底部的传感器上方设置有一个隔离部件，该隔离部件允许蒜瓣鳞芽穿过并触发机械手底部的传感器，且不允许蒜瓣根部穿过从而无法触发机械手底部的传感器；

2）然后，通过机械手侧部的传感器来检测是否有蒜瓣落入机械手中，当检测到机械手中有蒜瓣存在时，机械手夹紧蒜瓣；

3）通过机械手底部的传感器来判断蒜瓣的鳞芽方向：当蒜瓣鳞芽朝上时，蒜瓣根部无法穿过隔离部件，传感器未检测到鳞芽信号，机械手夹紧蒜瓣后直接推送至点播机构；当蒜瓣鳞芽朝下时，蒜瓣鳞芽穿过隔离部件，传感器检测到鳞芽信号，机械手夹紧蒜瓣后进行推送并翻转180度，最后送至点播机构；

4）最后，机械手复位，接收下一个蒜瓣，依次循环。

为更好的实施上述的方法，本发明提供了一种实施上述方法的装置：

一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向装置，包括设置有直线导轨的底座和设置在直线导轨上的滑动架，所述底座的直线导轨一端固定有第一伸缩装置，第一伸缩装置推动滑动架沿直线导轨往复运动，底座的直线导轨另一端设置有一个容纳、夹紧、输送蒜瓣的机械手，所述机械手上固定连接有平行于直线导轨方向的传动轴；

所述滑动架上固定有步进电机，步进电机的轴端通过联轴器与传动轴相连；

当机械手处于起始位置时，底座上方、机械手侧部设置有第一传感器，第一传感器通过导线分别与第一伸缩装置的控制线路、机械手的控制线路连接，第一伸缩装置的控制线路还通过导线与机械手的控制线路相连，底座上方、机械手底部设置有第二传感器，第二传感器通过导线与步进电机的控制线路连接；

所述第二传感器上方还设置有一个隔离部件，该隔离部件允许蒜瓣鳞芽穿过并触发第二传感器，且不允许蒜瓣根部穿过。

所述机械手包括一个用于容纳蒜瓣、上无盖下无底的盛蒜壳，所述盛蒜壳一侧固定着传动轴；还包括一个沿着传动轴方向伸入盛蒜壳内部的夹紧组件，该夹紧组件与盛蒜壳配合夹紧或松开盛蒜壳内的蒜瓣；

当机械手处于起始位置时，第一传感器设置于底座上方、盛蒜壳一侧，第二传感器设置于底座上方、盛蒜壳底部。

所述夹紧组件包括沿直线导轨方向固定在底座上的第二伸缩装置、与第二伸缩装置的伸缩杆顶端相固定的连接架、固定连接的尼龙拨叉和尼龙块，所述尼龙块穿过盛蒜壳的侧壁伸入盛蒜壳内部；

所述尼龙拨叉与连接架之间通过连接环连接，且尼龙拨叉与连接环之间活动连接，连接架与连接环之间固定连接，传动轴穿过连接架和尼龙拨叉之间的连接环与盛蒜壳相固定。

上述第一传感器通过导线与第二伸缩装置的控制线路相连。