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移栽机器人

  种子种到插盘以后,长出籽苗,直到它们生出根来,再将其重新栽到乙烯盆或其他的盆里,这种作业叫做移栽。在日本,广泛采用软的乙烯盆,并将其装入容器内,以便于装卸和转运。移栽的目的是保证适当的空间,以促进植物的扎根和生长。

  移栽虽然是很简单的,但是需要大量的手工作业,而且是很费时的。人工移栽的平均速度是每小时800~1000棵,但连续工作会使人疲劳,很难长久保持高效率。

  现在研制出来的移栽机器人有两条传送带,一条用于传送插盘,另一条用于传送盆状容器。其他的主要部件是插入式拔苗器,杯状容器传送带,漏插分选器和插入式栽培器。

  这种机器人的工作过程如下:用拔苗器的抓手将插盘中的籽苗拔出,放在穿过插盘传送带移动到盆传送带上的一排杯状容器内。在杯状容器移动的同时,由光电传感器探测有无缺苗,探测之后,栽培器的抓爪只拿起籽苗。每个栽培头分别接近一只杯,在所有栽培头都夹住籽苗之后,所有栽培头同时栽培籽苗,确保无空盆,最大栽培速度为每小时6000棵。

  该机器人是第一台能识别缺苗的机器人。因为在许多情况下,种子的发芽率只有60~70%。利用这种机器人,栽培者只移栽真实的籽苗,并使全部籽苗都移栽到盆里,减少寻找和填充空盘的必要。

  在开发传感系统时,最初只采用光电传感器,发射机和接收机。当杯中的植物从发射器与接收器之间经过时,如果光线被茎或叶子挡住,就可以断定真实的苗在杯中。传感器可以上下调整以改变拒绝低于标准的劣苗的阀门,通过杯传送带的转动将劣苗抛在废料箱中。由于它能在不停止运动的情况下进行探测,所以这是最为简单、快速和经济的方法。

  最理想的是缩小杯子之间的间隔和加速杯子传送带的转动。但杯子靠的太近,即使杯中没有真实的籽苗,也可能会因为下一杯中的叶子挡住光线而判断错误,因此,不可能使杯子靠得比叶子的长度更近。通过用许多花苗进行实际实验,把杯子间的间隔和控制宽度定为51毫米是理想的。

  采用激光传感器时,探测范围为30毫米,与杯子的直接相似,探测精度提高了,但同时成本也提高了。

  采用一个光电传感器探测杯子,另一个探测苗,这样籽苗就与杯子同时被探测到,虽然为提高使用精度需要进行一些改进,但几乎得到与用激光传感器一样的精度,而比其更经济。

  移栽是一种很简单的,但也是很细致和很费时的工作。这种自动化移栽机器人可以使移栽速度提高4~5倍。

  这种机器人可以很容易地与其它设备连在一起使用,如盆输送机和填土机。另一方面,该机器人的用户要重新设计苗圃的作业程序。一般的作业程序未必适合使用这种移栽机器的新的程序。形成根球是用机器人移栽必不可少的,因此要比用人工移栽的植物培育时间更长些。同时还必须改变土壤成分,以使根球形成最佳化。

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