机器人博览＿中国科普博览

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。