種蛋成活性檢測裝置和方法與流程
2023-04-24 20:08:32
本發明涉及農業自動化機械，尤其是涉及了一種種蛋成活性檢測裝置和方法。
背景技術：
種蛋在孵化期內一般進行兩到三次的成活性檢測，必不可少的一個流程。而國內現在這方面的設備尚屬空白。目前孵化場檢測種蛋成活性只能依靠人工採用手持式照蛋器。這樣勞動量大，效率低，並且人工作業一段時間後由於疲勞會導致檢測準確度下降，長期從事該工作對工人的視力也是一種損害。因此人工檢測已無法滿足現代化生產的需求和企業的用人政策。
隨著人口快速增長、居民消費水平上升，對禽類及蛋類的需求變得越來越大。現有的人工檢測種蛋方法無法適應大規模生產和較高的人工成本，急需一種先進的自動化設備來代替人工對種蛋進行成活性檢測。
技術實現要素：
基於上述背景，本發明提供了一種種蛋成活性檢測裝置和方法，對一整個託盤的種蛋進行檢測，減少了對種蛋損壞隱患，同時解放勞動力、提高檢測效率。
本發明採用的技術方案如下：
一、一種種蛋成活性檢測裝置：
包括平臺支架和安裝在平臺支架上的特殊鏈條、託盤機構、暗箱機構和led吸盤組件，在平臺支架沿輸送方向的兩側均設有所述特殊鏈條，兩側的特殊鏈條上放置託盤機構，種蛋放置在託盤機構上，暗箱機構置於平臺支架中部的上方，led吸盤組件安裝在暗箱機構中；託盤機構在特殊鏈條帶動下將種蛋輸送並經過暗箱機構，通過暗箱機構中的led吸盤組件進行成活性檢測。
所述的特殊鏈條包括普通鏈條和設置在普通鏈條上的鏈條外板，在普通鏈條的外板上端均固定連接有水平向側方延伸的鏈條外板，鏈條外板用於承託放置託盤機構。
所述的託盤機構包括多個託盤，多個託盤呈緊密陣列排布，每個託盤上放置種蛋。
所述的暗箱機構包括暗箱以及置於暗箱內的光照吸盤模塊和光敏採集模塊，光照吸盤模塊和光敏採集模塊分別位於特殊鏈條上方和下方，形成用於種蛋成活性檢測的檢測通道；光照吸盤模塊包括第一氣缸和led吸盤載板，led吸盤載板的四角通過第一氣缸和暗箱內頂面連接，led吸盤載板上設有陣列排布的多個led吸盤組件，由第一氣缸帶動led吸盤載板上下升降進而帶動led吸盤組件升降吸取託盤機構上種蛋的頂端；光敏採集模塊包括海綿板、光敏電阻載板、第二氣缸和光敏電阻，光敏電阻載板通過四角的第二氣缸和暗箱內底面連接，海綿板置於光敏電阻載板上，海綿板用於柔性承託託盤機構上種蛋的底端，海綿板上開有多個圓孔，多個圓孔以陣列排布，每個圓孔的底面中間還開有貫穿到光敏電阻載板的小孔，小孔中安裝有光敏電阻。
所述的led吸盤組件包括螺母、上吸盤座、下吸盤座、吸盤、led燈珠、橡膠墊和內置led板，
上吸盤座上端通過螺母固定安裝在光照吸盤模塊的led吸盤載板上，上吸盤座下端通過螺紋套接在下吸盤座上端內，上吸盤座下端和下吸盤座上端套接後的內端面之間安裝有內置led板，內置led板的上下邊緣均通過橡膠墊與上吸盤座和下吸盤座的端面連接，使得形成密封，內置led板的底面設有led燈珠，吸盤上端密封套接在下吸盤座的下端，上吸盤座、下吸盤座和吸盤均為中空的套筒結構並上下相通，吸盤下端用於吸取種蛋。
所述光照吸盤模塊上每個led吸盤組件的上吸盤座上端均連接一獨立的真空腔，每個真空腔連接電磁閥並單獨控制。
所述的吸盤選用柔軟不透光的矽膠或橡膠。
二、一種種蛋成活性檢測方法：
採用上述裝置，種蛋放置在託盤機構上，特殊鏈條運行，託盤機構由特殊鏈條輸送進入暗箱中；暗箱中，託盤機構的正位於光照吸盤模塊和光敏採集模塊之間時，特殊鏈條停止運行，光照吸盤模塊的led吸盤載板和光敏採集模塊的光敏電阻載板在各自的氣缸推動下分別下降和上升，使得led吸盤載板上的led吸盤組件吸取住種蛋的上端，使得光敏電阻載板上的海綿板承託種蛋的下端以及光敏電阻緊貼種蛋的下端；led吸盤組件中的led燈珠朝向種蛋發射可見光，可見光透射過種蛋後被和光敏電阻接收，光敏電阻將接收到的光信號轉化成電信號，再將所述電信號和預設閾值進行對比，獲得成活性的檢測結果。
檢測為成活性合格的種蛋被led吸盤組件放下到託盤機構後輸送出暗箱，檢測為成活性不合格的種蛋被led吸盤組件保持吸取，並被取下。
本發明對種蛋成活性檢測的原理是受精卵會在種蛋內不斷發育，所以對不同時期的種蛋進行光照，蛋殼表面的透光量不同，尤其是未受精卵和受精卵，隨著孵化時間變長，透光量差別會越來越大。根據這一點，在緊貼種蛋的底部放置光敏電阻，實時感應電阻值會出現變化。通過實驗測定，可以獲得不同的種類的正常發育種蛋所對應的阻值，將其作為閾值進行判斷，實現種蛋的在線檢測。
本發明的有益效果是：
本發明能實現種蛋成活性的在線檢測，且檢測效率高，代替人工照蛋的檢測方式。
並且本發明對一整個託盤的種蛋進行檢測，減少了對種蛋損壞隱患，同時解放勞動力、提高檢測效率。
附圖說明
圖1是本發明的結構主視圖。
圖2是本發明的結構俯視圖。
圖3是用於放置託盤的特殊鏈條結構示意圖。
圖4是檢測暗箱及內部結構示意圖(含局部放大圖)。
圖5是用於照蛋和吸蛋的led吸盤組件示意圖。
圖6是內置led板俯視圖。
圖7是本發明種蛋檢測的流程圖。
圖中：1.平臺支架；2.特殊鏈條；21.普通鏈條；22.鏈條外板；3.託盤機構；31.託盤；32.種蛋；4.暗箱機構；41.光照吸盤模塊；411.led吸盤載板；412.第一氣缸；42.暗箱；43.光敏採集模塊；431.海綿板；432.光敏電阻載板；433.第二氣缸；434.光敏電阻；5.led吸盤組件；51.螺母；52.上吸盤座；53.下吸盤座；54.吸盤；55.led燈珠；56.橡膠墊；57.內置led板。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
如圖1和圖2所示，本發明包括平臺支架1和安裝在平臺支架1上的特殊鏈條2、託盤機構3、暗箱機構4和led吸盤組件5，在平臺支架1沿輸送方向的兩側均設有所述特殊鏈條2，兩側的特殊鏈條2上放置託盤機構3，種蛋放置在託盤機構3上，暗箱機構4置於平臺支架1中部的上方，led吸盤組件5安裝在暗箱機構4中；託盤機構3在特殊鏈條2帶動下將種蛋輸送並經過暗箱機構4，通過暗箱機構4中的led吸盤組件5進行成活性檢測。
如圖3所示，特殊鏈條2包括普通鏈條21和設置在普通鏈條21上的鏈條外板22，在普通鏈條21的外板上端均固定連接有水平向側方延伸的鏈條外板22，鏈條外板22用於承託放置託盤機構3。平臺支架1兩側的特殊鏈條2之間沒有杆、板等物體連接，使託盤31底下除了兩側有較短的鏈板突出支撐，其他空間沒有物體遮擋。
如圖4所示，託盤機構3包括多個託盤31，多個託盤31呈緊密陣列排布連接，並置於特殊鏈條2上，每個託盤31上放置種蛋32。
如圖4所示，暗箱機構4包括暗箱42以及置於暗箱42內的光照吸盤模塊41和光敏採集模塊43，光照吸盤模塊41和光敏採集模塊43分別位於特殊鏈條2上方和下方，形成用於種蛋成活性檢測的檢測通道；其頂部安裝光照吸盤模塊，底部安裝光敏採集模塊，兩者上下正對，中間留出空間用於託盤31通過。
光照吸盤模塊41包括第一氣缸412和led吸盤載板411，led吸盤載板411的四角通過第一氣缸412和暗箱42內頂面連接，led吸盤載板411開孔，孔的位置和數量與託盤31格子中心相對應，led吸盤載板411的每個孔安裝有吸盤5，吸盤5通過螺母51固定在led吸盤載板411上。多個led吸盤組件5陣列排布的位置和數量與託盤機構3上的託盤31的陣列排布的位置和數量相同，由第一氣缸412帶動led吸盤載板411上下升降進而帶動led吸盤組件5升降吸取託盤機構3上種蛋32的頂端。
光敏採集模塊43包括海綿板431、光敏電阻載板432、第二氣缸433和光敏電阻434，光敏電阻載板432通過四角的第二氣缸433和暗箱42內底面連接，海綿板431置於光敏電阻載板432上，海綿板431用於柔性承託託盤機構3上種蛋32的底端，海綿板431柔軟的特性以及這樣的結構可以使每個鍃平的圓孔四周緊貼種蛋，同時又不會對種蛋32產生較大的反作用力。海綿板431可以由其他柔軟不透光的材料代替。海綿板431上開有多個圓孔，多個圓孔以陣列排布，並且多個圓孔陣列排布的位置和數量與託盤機構3上的託盤31的陣列排布的位置和數量相同，每個圓孔的底面中間還開有貫穿到光敏電阻載板432的小孔，小孔中安裝有光敏電阻434。
如圖5所示，led吸盤組件5包括螺母51、上吸盤座52、下吸盤座53、吸盤54、led燈珠55、橡膠墊56和內置led板57，上吸盤座52上端通過螺母51固定安裝在光照吸盤模塊41的led吸盤載板411上，上吸盤座52下端通過螺紋套接在下吸盤座53上端內，上吸盤座52下端和下吸盤座53上端套接後的內端面之間安裝有內置led板57，如圖6所示，內置led板57的上下邊緣均通過橡膠墊56與上吸盤座52和下吸盤座53的端面連接，使得形成緩衝和密封，內置led板由上吸盤座和下吸盤座的凸出臺階固定，內置led板57的底面設有led燈珠55，led燈珠55宜採用光譜集中在470nm波長附近的led燈珠，其發出的光為藍色，在種蛋內的透射性較強。吸盤54上端密封套接在下吸盤座53的下端，吸盤54選用柔軟不透光的矽膠或橡膠。上吸盤座52、下吸盤座53和吸盤54均為中空的套筒結構並上下相通，led燈珠的導線從上吸盤座的上出口利用密封插口引出，上吸盤座52、下吸盤座53和吸盤54的中空空腔同軸相通，上吸盤座52上端連接氣源，吸盤54下端用於吸取種蛋。由此使得led吸盤組件5同時提供照蛋和吸蛋功能。光照吸盤模塊41上每個led吸盤組件5的上吸盤座52上端均連接一獨立的真空腔，每個真空腔連接電磁閥並單獨控制。
如圖7所示，本發明的具體檢測過程如下：
圖1中，檢測時特殊鏈條2運送託盤31的方向是從左往右。當託盤到達暗箱機構4中的檢測位置時，特殊鏈條2停止傳動。
然後光照吸盤模塊41通過第一氣缸412的動作正對著託盤下降，光照吸盤模塊41下降的距離和速度由第一氣缸412的行程控制並調節，具體行程以吸盤54碰觸到種蛋32蛋殼為基準，並且為了減少漏光，可以適當增加下降距離，前提是保證蛋殼不會因為吸盤54的壓力而受損。
同時，光敏採集模塊43由第二氣缸433推動上升，光敏採集模塊43上升的距離和速度由第二氣缸433的行程控制並調節，同樣地，具體上升距離以光敏電阻434緊貼蛋殼為基準，同時保證種蛋32不會因為光敏電阻434和海綿板431的作用力而受損，並且種蛋32不會被「頂起」，脫離託盤31。
此時的led吸盤組件5覆蓋在種蛋32上端，光敏電阻434及海綿板431緊貼雞蛋31下端，led燈珠55和光敏電阻434通電。此時每個種蛋32下方的光敏電阻434會採集透過種蛋32的光信號，將其轉化為電信號。接著將電信號轉換為光敏電阻434的阻值，並與預設的閾值進行比較。由於透射過無精蛋的光比透射過活胚蛋的光更多，對應的光敏電阻434的阻值也會更小。因此將測得阻值高於閾值所對應的種蛋32判斷為活胚蛋，將阻值低於閾值所對應的種蛋32判斷為無精蛋。
判斷完畢後led燈珠55和光敏電阻434斷電，使無精蛋對應的led吸盤組件5的控制閥門打開，吸盤54內形成真空，將無精蛋吸起。同時，吸盤54形成真空時led燈珠55發光產生的熱量也會隨著氣流從led吸盤組件5內部抽出，極大地緩解了led燈珠55的發熱問題。然後第一氣缸412和第二氣缸433使光照吸盤模塊41和光敏採集模塊43回到原來位置。完成種蛋的檢測和剔除。
檢測完的種蛋由特殊鏈條2運送離開，並將後續的待檢測種蛋送入暗箱機構4繼續檢測。
最後說明的是：以上實施例僅僅是為了說明該發明的技術方案，而非限制；該技術領域的普通技術人員在本發明的實質範圍內所做出的變化、添加或替換，也屬於本發明的保護範圍。