技术领域
本发明属于智能控制领域，尤其涉及一种自动排刀切块装置、切块机及其工作方法及应用。
背景技术
对于无性繁殖的块根类作物，播种时采用块根播种。对无性繁殖的块根类作物的根进行切块，能够得到预设重量范围内的块根。例如：马铃薯；马铃薯是无性繁殖的块根类作物，播种时采用薯块播种。马铃薯种薯的切块，得到的种薯块重量30g到50g为宜，50g以下不进行切块，51～100g纵切一切两瓣，100～150g切三瓣，150g以上先纵切两瓣再切。
而且切块是根据根上芽眼进行切块，例如：对于马铃薯来说，根据薯块上芽眼进行切块，种薯块上出现1-2个芽眼，种薯的每一次切刀都需要对刀具进行消毒。由于种薯的大小不一，芽眼位置不定，刀的下刀次数因此也就有所差别，下刀方向也不尽相同，因此切块问题就成了一大难题。
目前，对于无性繁殖的块根类作物的块根进行切块的切块装置存在以下缺陷：
(1)在切块的过程中，根据需求得到的块根大小来选择不同形状的刀具，进而从大到小依次选择相匹配的刀具，得到最终需要大小的块根，例如：普遍存在的51～100g的“一”型刀，100～150g的“Y”型刀，150g以上的“+”型的三种刀具。这样对块根进行切块，需要多次切刀且每次切刀还需要刀具的消毒，降低了切块效率。
(2)目前的切块装置多是盲切，没有注意种块根上芽眼的多少，得到的种块根芽眼个数偏差太大，难以保证块根类作物的高产量。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种自动排刀切块装置，其能够一次下刀即可完成对种块的切块，减少了切刀次数和刀具的消毒次数，简化了机械结构提高了切块效率，一次下刀解决了种块的固定问题。
本发明的一种自动排刀切块装置，包括：切刀控制盘和切块刀组；所述切块刀组由若干个大小相同的刀具向心组合，刀具的长轴边紧密靠近同一条轴线，各刀具是相互独立的；所述切刀控制盘由若干个电动推杆组成，所有电动推杆围成一圆周且每个电动推杆的位置与一个刀具位置相对应，电动推杆的数量与刀具数量相等，且每个电动推杆与一把刀具刚性连接，每个电动推杆控制一个刀具伸缩实现切块，各个电动推杆之间的运作相互独立。
进一步的，所述切刀控制盘和切块刀组内嵌于壳体内。
例如：壳体为实心柱筒，减小推杆与刀在水平方向的移动，实心柱筒内留有足够的空间供电动推杆和刀具在实心柱筒内上下移动，便于刀具的出刀。
需要说明的是，壳体也可为其他柱形体。
进一步的，所述壳体顶部还设有顶盖，起到防尘的效果。
进一步的，所述自动排刀切块装置还包括消毒装置，所述消毒装置包括消毒罐和海绵，所述海绵设置在壳体的底部，海绵的形状为扇形，海绵的大小与相邻两刀具中间区域匹配，消毒液通过导管由消毒罐到达海绵。
进一步的，所述壳体上设置有T型槽，海绵上设置有T型块，通过T型槽与T型块的配合进行壳体与海绵的连接，实现海绵的位置固定。
本发明的第二目的是提供一种切块机，其在自动排刀切块装置基础上，增加了芽眼识别装置，通过图像处理得到种块表面芽眼数量及位置信息，可准确根据种块表面芽眼数量及位置信息得到所需大小的种块，能够提高切块精度以及种块利用率和相应作物的产量。
本发明的一种切块机，包括：芽眼识别装置和上述所述的自动排刀切块装置；
所述芽眼识别装置，被配置为采集待切块的种块表面图像，处理得到种块表面芽眼数量及位置信息，并传送至自动排刀切块装置进行切块处理。
进一步的，所述芽眼识别装置，包括图像采集装置和图像处理器；
所述图像采集装置设置于暗箱内，所述暗箱设置于待切块的种块上方；所述图像采集装置用于采集待切块的种块表面图像并传送至图像处理器；
所述图像处理器用于处理接收到的种块表面图像，利用Python库通过颜色识别和特征点检测相关算法，寻找土豆芽眼，根据图像建立坐标系，返回所需颜色及特征点的xy位置坐标，将位置信息发送给自动排刀切块装置。
其中，自动排刀切块装置将种块表面图像分成若干个区域，根据所返回的xy坐标确定出芽眼所在区域，控制电动推杆的移动。
本发明的第三目的是提供一种切块机的工作方法。
本发明的切块机的工作方法，包括：
芽眼识别装置采集待切块的种块表面图像，处理得到种块表面芽眼数量及位置信息，并传送至自动排刀切块装置；
自动排刀切块装置根据接收到的种块表面芽眼数量及位置信息，选择相应刀具，由电动推杆推动相应刀具伸出实现对种块的切块，实现一次下刀完成切块。
进一步的，切块机的工作方法，还包括：在切块的同时消毒装置对刀具进行连续消毒。
本发明的第四目的是提供了一种切块机的应用，本发明的切块机应用于对块根类无性繁殖作物的种块进行切块。
其中，块根类无性繁殖作物有马铃薯等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的自动排刀切块装置，实现了一次下刀即可完成对种块的切块，减少了切刀次数和刀具的消毒次数，简化了机械结构提高了切块效率，一次下刀解决了种块的固定问题。
(2)本发明的切块机，在自动排刀切块装置基础上，增加了芽眼识别装置，通过图像处理得到种块表面芽眼数量及位置信息，可准确根据种块表面芽眼数量及位置信息得到所需大小的种块，提高了切块精度以及种块利用率和相应作物的产量。
(3)本发明的切块机的机械机构简单，可实现一次下刀完成切块，下刀角度与下刀位置可调节。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的一种自动排刀切块装置结构示意图；
图2是消毒装置俯视图。
其中，1壳体；2切刀控制盘；3切块刀组；4消毒罐；5刀具；6海绵。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供了一种自动排刀切块装置，其至少包括：
切刀控制盘2和切块刀组3；所述切块刀组3由若干个大小相同的刀具5向心组合，刀具5的长轴边紧密靠近同一条轴线，各刀具5是相互独立的；所述切刀控制盘2由若干个电动推杆组成，所有电动推杆围成一圆周且每个电动推杆的位置与一个刀具位置相对应，电动推杆的数量与刀具数量相等，且每个电动推杆与一把刀具5刚性连接，每个电动推杆控制一个刀具5伸缩实现切块过程，各个电动推杆之间的运作相互独立。
每相邻刀具间角度为45度。
在本实施例中，所述切刀控制盘2和切块刀组3内嵌于壳体1内。
例如：壳体为实心柱筒，减小推杆与刀在水平方向的移动，实心柱筒内留有足够的空间供电动推杆和刀具在实心柱筒内上下移动，便于刀具的出刀。
需要说明的是，壳体也可为其他柱形体。
在本实施例中，电动推杆通过继电器与控制器相连。
在本实施例中，壳体顶部还设有顶盖，起到防尘的效果。
在本实施例中，自动排刀切块装置还包括消毒装置。
如图2所示，消毒装置包括消毒罐4和海绵6，所述海绵6设置在壳体1的底部，海绵6的形状为扇形，海绵6的大小与相邻两刀具5中间区域匹配，消毒液通过导管由消毒罐4到达海绵6。
具体地，所述壳体1上设置有T型槽，海绵6上设置有T型块，通过T型槽与T型块的配合进行壳体1与海绵6的连接，实现海绵的位置固定。
本实施例的自动排刀切块装置，实现了一次下刀即可完成对种块的切块，减少了切刀次数和刀具的消毒次数，简化了机械结构提高了切块效率，一次下刀解决了种块的固定问题。
实施例二
本实施例提供了一种切块机，其在自动排刀切块装置基础上，增加了芽眼识别装置，通过图像处理得到种块表面芽眼数量及位置信息，可准确根据种块表面芽眼数量及位置信息得到所需大小的种块，能够提高切块精度以及种块利用率和相应作物的产量。
本实施例的一种切块机，包括：芽眼识别装置和如图1所示的自动排刀切块装置。
其中，所述芽眼识别装置，被配置为采集待切块的种块表面图像，处理得到种块表面芽眼数量及位置信息，并传送至自动排刀切块装置进行切块处理。
在具体实施中，所述芽眼识别装置，包括图像采集装置和图像处理器；
所述图像采集装置设置于暗箱内，所述暗箱设置于待切块的种块上方；所述图像采集装置用于采集待切块的种块表面图像并传送至图像处理器；
所述图像处理器用于处理接收到的种块表面图像，得到种块表面芽眼数量及位置信息。
具体地，图像处理器处理接收到的种块表面图像，得到种块表面芽眼数量及位置信息的过程包括：
根据已知包含芽眼的种块表面图像，构建芽眼特征集；
提取种块表面图像的特征，并与芽眼特征集中的特征相比对，判断当前种块表面图像中是否包含芽眼，若有，则根据预设坐标系来标定其位置。
其中，芽眼特征集中的特征包括颜色特征和形状特征。
在具体实施中，图像处理器可采用STM32处理器的Openmv视觉组件来实现。
具体地，所述图像处理器用于处理接收到的种块表面图像，利用Python库通过颜色识别和特征点检测相关算法，寻找土豆芽眼，根据图像建立坐标系，返回所需颜色及特征点的xy位置坐标，将位置信息发送给自动排刀切块装置，自动排刀切块装置将种块表面图像分成若干个区域(例如：8个区域)，根据所返回的xy坐标确定出芽眼所在区域，控制电动推杆的移动。
本实施例的切块机，在自动排刀切块装置基础上，增加了芽眼识别装置，通过图像处理得到种块表面芽眼数量及位置信息，可准确根据种块表面芽眼数量及位置信息得到所需大小的种块，提高了切块精度以及种块利用率和相应作物的产量。
本实施例的切块机的机械机构简单，可实现一次下刀完成切块，下刀角度与下刀位置可调节。
实施例三
本实施例还提供了一种切块机的工作方法，其至少包括：
芽眼识别装置采集待切块的种块表面图像，处理得到种块表面芽眼数量及位置信息，并传送至自动排刀切块装置；
自动排刀切块装置根据接收到的种块表面芽眼数量及位置信息，选择相应刀具，由电动推杆推动相应刀具伸出实现对种块的切块，实现一次下刀完成切块。
在另一实施例中，切块机的工作方法，还包括：在切块的同时消毒装置对刀具进行连续消毒。
其中，块根类无性繁殖作物有马铃薯等。
下面以马铃薯为例：
芽眼识别装置对马铃薯薯种表面的种块表面芽眼数量及位置信息识别后，将马铃薯平稳移至切块刀组正下方，自动排刀切块装置确定切块方案后，根据对应角度的刀具，通过导线与控制器连接的继电器的断开与闭合，控制与继电器导线连接的电动推杆移动，从而推进切块刀组的刀具垂直移动，实现对马铃薯的切块，在切块的同时消毒装置对刀具进行连续消毒。
本发明的切块机应用于对块根类无性繁殖作物的种块进行切块。
其中，块根类无性繁殖作物有马铃薯等。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。