一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向装置制造方法 【技术领域】 [0001]本实用新型涉及一种使大蒜蒜瓣鳞芽朝上下落的装置，具体地说是一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向装置。 [0002]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。 [0003]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%。

[0004]本实用新型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装置。
[0005]为确保大蒜蒜瓣种植过程中鳞芽朝上，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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。
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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；
[0013]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。
[0014]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。
[0015]所述夹紧组件包括固定设置在底座上的第二伸缩装置、间隙套设在传动轴上并沿着传动轴滑动的连接架、固定连接的尼龙拨叉和尼龙块，尼龙块还伸入盛蒜壳内部与盛蒜壳配合夹紧或松开盛蒜壳内的蒜瓣；
[0016]所述第二伸缩装置的伸缩杆顶端和尼龙拨叉远离尼龙块的一端相对固定于连接架的两侧；
[0017]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。
[0018]所述第一传感器为对射式传感器，对射式传感器固定设置在底座上；当机械手处于起始位置时，对射式传感器的接收器和发射器相对位于盛蒜壳两侧，且盛蒜壳上对应对射式传感器的接收器和发射器位置分别开设有槽口。
[0019]所述第二传感器为称重传感器，称重传感器固定设置在底座上并通过导线与步进电机的控制线路连接；当机械手处于起始位置时，称重传感器恰好位于盛蒜壳底部。
[0020]所述底座上还固定设置有传感器组件，所述传感器组件包括平行于直线导轨设置的传感器安装板、间隔设置在传感器安装板上的至少一对对射式传感器以及设置在滑动架上的传感器限位片，其中一对对射式传感器通过导线与步进电机的控制线路相连；当滑动架沿直线导轨运行时，传感器限位片依次与传感器安装板上的对射式传感器配合使用。
[0021]所述传感器安装板上依次间隔设置有三对对射式传感器，位于中间位置的对射式传感器通过导线与步进电机的控制线路相连，位于两端位置的对射式传感器分别通过导线与第一伸缩装置的控制线路相连。
[0022]所述底座上方外侧还配合设置有外壳，当机械手处于自然状态时，外壳对应盛蒜壳上方和盛蒜壳前进的位置分别开设有口。
[0023]所述外壳的内部上方还设置有挡板组件，滑动架的顶部设置有挡片，挡板组件与挡片配合使用使挡板组件与滑动架同步运动；
[0024]所述挡板组件包括设置于外壳内部上方的固定座、挡架以及通过连接杆与挡架相连的挡板，所述挡架与滑动架上的挡片配合使用，固定座与挡架之间连接有弹簧，连接杆贯穿固定座且能在固定座内往复运动，挡架通过连接杆的往复运动带动挡板与滑动架同向运动；当挡板组件处于自然状态时，挡板不遮挡外壳上对应盛蒜壳上方位置开设的口。
[0025]本实用新型的一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向装置与现有技术相比，所产生的有益效果是:
[0026]I)本实用新型包括第一伸缩装置、步进电机、机械手、第一传感器和第二传感器、隔离部件，使用过程中，通过第一传感器检测蒜瓣是否存在，通过第二传感器判断蒜瓣的鳞芽方向，由于第一传感器通过导线分别与第一伸缩装置的控制线路、机械手中第二伸缩装置的控制线路连接，第二传感器通过导线与步进电机的控制线路相连，当第一传感器检测到蒜瓣存在时，通过导线依次向第二伸缩装置的控制线路、第一伸缩装置的控制线路传递信号，完成蒜瓣的夹紧和运送；蒜瓣落到盛蒜壳底部的隔离部件上，当蒜瓣鳞芽向上时，蒜瓣鳞芽无法穿过隔离部件触发第二传感器，机械手直接运送蒜瓣至点播机构，当蒜瓣鳞芽向下时，蒜瓣鳞芽穿过隔离部件触发第二传感器，第二传感器通过导线向步进电机的控制线路传递信号，步进电机旋转180度，并通过传动轴带动机械手旋转180度，完成蒜瓣调向后再送至点播机构，整个操作过程简单、快捷、准确率高。
[0027]2)本实用新型操作简单，通过两个两个传感器分别检测蒜瓣的存在、判断蒜瓣鳞芽方向，以保证蒜瓣鳞芽朝上落入点播机构中的概率达到98%，高效准确，同时，也为蒜瓣鳞芽朝上由点播机构中落入泥土中做好充足的准备，间接提高大蒜蒜瓣的生长质量。




[0028]附图1为本实用新型的机械手处于起始位置时的整体结构立体图；
[0029]附图2为本实用新型的机械手处于工作状态时的整体结构立体图；
[0030]附图3为图1中外壳的仰视结构立体图；
[0031]附图4为图1中去掉外壳后的结构立体图；
[0032]附图5为本实用新型工作时的流程框图。
[0033]图中，1、底座，2、外壳，2-1、固定座，2-2、挡架，2-3、挡板，2-4、弹簧，2-5、连接杆，3、直线导轨,4、滑动架,5、步进电机,6、第一微型气缸,7、第二微型气缸,8、机械手,8-1、盛蒜壳，8-2、槽口，8-3、连接架，8-4、尼龙块拨叉，8-5、尼龙块，9、隔离网，10、对射式传感器，11、称重传感器，12、挡片，13、传感器组件，13-1、传感器限位片，13-2、传感器安装板，13-3,对射式传感器a，13-4、对射式传感器b，13-5、对射式传感器C，14、传动轴。


[0034]下面结合附图1-5，对本实用新型的一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向装置作以下详细地说明。
[0035]如附图1-4所示，本实用新型的一种大蒜蒜瓣的自动识别和调向装置，其结构包括设置有直线导轨3的底座I和设置在直线导轨3上的滑动架4，所述底座I的直线导轨3一端固定有第一微型气缸6,第一微型气缸6推动滑动架4沿直线导轨3往复运动,底座I的直线导轨3另一端设置有一个容纳、夹紧、输送蒜瓣的机械手8，所述机械手8上固定连接有平行于直线导轨3方向的传动轴14 ；
[0036]所述滑动架4上固定有步进电机5，步进电机5的轴端通过联轴器与传动轴14相连；
[0037]所述机械手8包括一个用于容纳蒜瓣、上无盖下无底的盛蒜壳8-1，所述盛蒜壳8-1 一侧固定着传动轴14 ;还包括一个沿着传动轴14方向伸入盛蒜壳8-1内部的夹紧组件；
[0038]所述夹紧组件包括沿直线导轨3方向固定在底座I上的第二微型气缸7、与第二微型气缸7的活塞杆顶端相固定的连接架8-3、固定连接的尼龙块拨叉8-4和尼龙块8-5，所述尼龙块8-5穿过盛蒜壳8-1的侧壁伸入盛蒜壳8-1内部，与盛蒜壳8-1配合夹紧或松开盛蒜壳8_1内的蒜辦；
[0039]所述尼龙拨叉8-4与连接架8-3之间通过连接环连接，且尼龙拨叉8_4与连接环之间活动连接，连接架8-3与连接环之间固定连接,传动轴14穿过连接架8-3和尼龙拨叉8-4之间的连接环与盛蒜壳8-1相固定；
[0040]当机械手8处于起始位置时，底座I上方、盛蒜壳8-1外侧设置有对射式传感器10，且盛蒜壳8-1的侧壁上对应对射式传感器10的发射器和接收器位置分别开设有槽口8-2，所述对射式传感器10通过导线分别与第一微型气缸6的控制线路、第二微型气缸7的控制线路连接，第一微型气缸6的控制线路还通过诺导线与第二微型气缸7的控制线路相连；
[0041]当机械手8处于起始位置时,底座I上正对盛蒜壳8-1底部的位置设置有称重传感器11，称重传感器11通过导线与步进电机的控制线路连接；
[0042]所述称重传感器11上方还设置有一个隔离网9，该隔离网9的网孔允许蒜瓣鳞芽穿过并触发称重传感器11，且不允许蒜瓣根部穿过。
[0043]所述底座I上还固定设置有传感器组件13，所述传感器组件包括平行于直线导轨3设置的传感器安装板13-2、间隔设置在传感器安装板13-2上的对射式传感器a 13_3、对射式传感器b 13-4、对射式传感器c 13-5，以及设置在滑动架4上的传感器限位片13-1，其中，对射式传感器b 13-4通过导线与步进电机的控制线路相连，对射式传感器a 13-3、对射式传感器c 13-5分别通过导线与第一微型气缸6的控制线路相连；上述传感器限位片13-1与传感器安装板13-2上的传感器配合使用，即当传感器限位片13-1位于对射式传感器a 13-3的位置时，机械手8处于起始位置，对射式传感器a 13_3检测到信号并将信号传递给第一微型气缸6的控制线路，第一微型气缸6的控制线路向第一微型气缸6发出指令，使第一微型气缸6的活塞杆开始伸出；当传感器限位片13-1位于对射式传感器b 13-4的位置时，机械手8的盛蒜壳8-1底部悬空，对射式传感器b 13-4检测到信号并将信号传递给步进电机5的控制线路,步进电机5的控制线路向步进电机5的轴端发出开始执行不旋转或者旋转180度的指令；当传感器限位片13-1位于对射式传感器c 13-5的位置时，机械手8处于终点位置，对射式传感器c 13-5检测到信号并将信号传递给第一微型气缸6的控制线路，第一微型气缸6的控制线路向第一微型气缸6发出指令，使第一微型气缸6的伸缩杆不再伸出并复位。
[0044]作为优选，所述底座I上方外侧还配合设置有外壳2，当机械手处于自然状态时，外壳2对应盛蒜壳8-1上方和盛蒜壳8-1前进的位置分别开设有口 ；
[0045]所述外壳2的内部上方还设置有挡板组件，滑动架4的顶部设置有挡片12，挡板组件与挡片12配合使用使挡板组件与滑动架4同步运动；
[0046]所述挡板组件包括设置于外壳2内部上方的固定座2-1、挡架2-2以及通过连接杆2-5与挡架2-2相连的挡板2-3，所述挡架2-2与滑动架4上的挡片12配合使用，固定座2-1与挡架2-2之间连接有弹簧2-4，连接杆2-5贯穿固定座2_1且能在固定座2_1内往复运动，挡架2-2通过连接杆2-5的往复运动带动挡板2-3与滑动架4同向运动；当挡板组件处于自然状态时，挡板2-3不遮挡外壳2上对应盛蒜壳8-1上方位置开设的口。
[0047]结合附图5，叙述本实用新型的工作过程:
[0048]I)蒜瓣落入盛蒜壳8-1内并掉落在盛蒜壳8-1底部的隔离网上；
[0049]2)检测有无大蒜蒜瓣存在:大蒜蒜瓣经输送管落入盛蒜壳8-1底部的隔离网9上，盛蒜壳8-1侧面的对射式传感器10检测是否有蒜瓣存在；当有蒜瓣存在时，对射式传感器10检测到信号并将信号通过导线传递给第二微型气缸7的控制线路，第二微型气缸7的控制线路向第二微型气缸7发送指令，使其活塞杆伸出依次推动连接架8-3、连接环、尼龙拨叉8-4沿传动轴14方向滑动，尼龙拨叉8-3带动尼龙块8-5与盛蒜壳8_1配合夹紧盛蒜壳8-1内部的蒜瓣，此时，传感器限位片13-1位于对射式传感器a 13-3的位置，对射式传感器a 13-3检测到信号并将信号传递给第一微型气缸6的控制线路，第一微型气缸6的控制线路向第一微型气缸6发出指令，使第一微型气缸6的活塞杆开始伸出；
[0050]同时，判断蒜瓣的鳞芽方向:
[0051]a)蒜瓣掉落在隔离网9上，当蒜瓣鳞芽朝上时，蒜瓣根部无法穿过隔离网9，则称重传感器11检测不到信号，第一微型气缸6的活塞杆继续伸出；当滑动架4沿着直线导轨3运动，滑动架4上的传感器限位片13-1由对射式传感器a 13-3的位置运动至对射式传感器b 13-4的位置时，机械手8的盛蒜壳8-1底部悬空，对射式传感器b 13-4检测到信号并将信号传递给步进电机5的控制线路，步进电机5的控制线路接收到来自对射式传感器b 13-4的信号，开始执行称重传感器11传递的信号，由于蒜瓣鳞芽朝上，称重传感器11检测不到信号，所以称重传感器11未通过导线向步进电机5的控制电路传递信号，步进电机5的轴端不旋转；
[0052]b)蒜瓣掉落在隔离网9上，当蒜瓣鳞芽朝下时，蒜瓣鳞芽穿过隔离网9并触发称重传感器11，称重传感器11通过控制器向步进电机5的控制线路传递信号，步进电机的控制线路接收到使步进电机5旋转180度的信号；当滑动架4沿着直线导轨3运动，滑动架4上的传感器限位片13-1由对射式传感器a 13-3的位置运动至对射式传感器b 13_4的位置时，机械手8的盛蒜壳8-1底部悬空，对射式传感器b 13-4检测到信号并将信号传递给步进电机5的控制线路，步进电机5的控制线路再向步进电机5传递信号，使步进电机5开始执行旋转180度的指令；
[0053]3)当进行步骤2)中的a)过程时，第一微型气缸6的活塞杆继续伸出直至传感器限位片13-1位于对射式传感器c 13-5的位置，对射式传感器c 13-5检测到信号并将信号传递给第一微型气缸6的控制线路，第一微型气缸6的控制线路将接受到的信号再传递第二微型气缸7的控制电路，第二微型气缸7的控制电路向第二微型气缸7发出指令，使第二微型气缸7的活塞杆复位,盛蒜壳8-1内部的蒜瓣掉落至点播机构中,然后,第一微型气缸6的控制线路再向第一微型气缸6发出指令,使第一微型气缸6的伸缩杆不再伸出并复位。
[0054]4)当进行步骤2)中的b)过程时，步进电机5的轴端旋转180度，同时通过传动轴14带动盛蒜壳8-1旋转180度，使蒜瓣的鳞芽朝上；第一微型气缸6的活塞杆继续伸出直至传感器限位片13-1位于对射式传感器c 13-5的位置，对射式传感器c 13-5检测到信号并将信号传递给第一微型气缸6的控制线路，第一微型气缸6的控制线路将接受到的信号再传递第二微型气缸7的控制电路，第二微型气缸7的控制电路向第二微型气缸7发出指令，使第二微型气缸7的活塞杆复位，盛蒜壳8-1内部的蒜瓣掉落至点播机构中，然后，第一微型气缸6的控制线路再向第一微型气缸6发出指令，使第一微型气缸6的伸缩杆不再伸出并复位。
[0055]5)第一微型气缸6复位后，依次循环上述步骤I) 2) 3)或I) 2) 4)。