專利名稱：一種玉米考種裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)化考種領(lǐng)域，尤其涉及一種用于玉米考種的裝置及方法。
背景技術(shù)：
玉米考種是我國(guó)玉米種業(yè)的核心問(wèn)題之一，傳統(tǒng)的考種方法大多依賴于手工操作，占用大量人力資源，工作效率低下，成為制約玉米種業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。傳統(tǒng)考種方法主要存在以下技術(shù)缺陷1)人工操作繁瑣，工作量較大；2)工作效率難以提高，考種流程周期較長(zhǎng)；3)考種過(guò)程中人工操作影響考種的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)依賴手工操作進(jìn)行考種、占用大量人力資源、工作效率低下的技術(shù)問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、高效的玉米考種作業(yè)。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種玉米考種裝置及方法，該玉米考種裝置包括圖像采集裝置、滾動(dòng)托輥、托輥支撐裝置、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)以及計(jì)算機(jī)，其中托輥支撐裝置由上下兩個(gè)水平面和位于水平面兩端的兩個(gè)半圓面組成，支撐并約束滾動(dòng)托輥的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩組傳動(dòng)鏈條、兩根安裝軸及傳動(dòng)鏈輪，每根安裝軸上安裝兩個(gè)傳動(dòng)鏈輪，其中一根安裝軸連接電機(jī)；托輥支撐裝置的兩個(gè)半圓面的中心分別與鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩根安裝軸同心；滾動(dòng)托輥的托輥中心由軸和軸承支撐，軸兩端連接到傳動(dòng)鏈條上；圖像采集裝置置于托輥支撐裝置的正上方，并與計(jì)算機(jī)相連接。優(yōu)選地，該玉米考種裝置還可以包括置于圖像采集裝置周圍的輔助補(bǔ)光系統(tǒng)。其中，上述輔助補(bǔ)光系統(tǒng)由LED光源陣列組成。其中，所述玉米考種裝置還包括采集箱體，所述圖像采集裝置和輔助補(bǔ)光系統(tǒng)安裝在采集箱體內(nèi)，采集箱體下端開(kāi)放。其中，所述圖像采集裝置的圖像采集能力為每秒25幀，圖像采集區(qū)域長(zhǎng)800毫米。其中，所述滾動(dòng)托輥表面進(jìn)行了粗糙處理。其中，所述滾動(dòng)托輥的直徑為50 70毫米，相鄰滾動(dòng)托輥軸距為70 90毫米，滾動(dòng)托輥長(zhǎng)度為300毫米。其中，所述托輥支撐裝置的表面為橡膠材質(zhì)。其中，所述托輥支撐裝置的兩個(gè)半圓面的圓心距為2000毫米。另外，本發(fā)明提供一種采用以上技術(shù)方案所述的玉米考種裝置進(jìn)行玉米考種的方法，其步驟為啟動(dòng)玉米考種裝置，使?jié)L動(dòng)托輥在傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)下沿托輥支撐裝置滾動(dòng)；
在鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中連接電機(jī)的安裝軸上部依次將待考玉米果穗放入滾動(dòng)托輥之上，果穗隨滾動(dòng)托輥一起水平移動(dòng)，同時(shí)在滾動(dòng)托輥摩擦力的帶動(dòng)下逆向滾動(dòng)，并在另一安裝軸端脫離玉米考種裝置；玉米果穗在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，外表面的不同部位連續(xù)朝向頂部，頂部的圖像采集裝置連續(xù)采集玉米果穗的不同位面的圖像，將采集到的果穗圖像傳向計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)處理果穗圖像，提取玉米考種參數(shù)指標(biāo)。其中，所述玉米考種參數(shù)指標(biāo)包括果穗長(zhǎng)、果穗半徑、穗粒行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖率。


圖I為本發(fā)明所述的玉米考種裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明所述的玉米考種方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的玉米考種裝置包括圖像采集裝置、滾動(dòng)托輥、托輥支撐裝置、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)以及計(jì)算機(jī)。托輥支撐裝置由上下兩個(gè)水平面和位于水平面兩端的兩個(gè)半圓面組成，支撐并約束滾動(dòng)托輥的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩組傳動(dòng)鏈條、兩根安裝軸及傳動(dòng)鏈輪，每根安裝軸上安裝兩個(gè)傳動(dòng)鏈輪，即共四個(gè)傳動(dòng)鏈輪，其中的一根安裝軸連接電機(jī)。電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與其連接的安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝軸帶動(dòng)其上的兩個(gè)傳動(dòng)鏈輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)鏈輪帶動(dòng)傳動(dòng)鏈條運(yùn)動(dòng)。托輥支撐裝置的兩個(gè)半圓面的中心與鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩根安裝軸同心。滾動(dòng)托輥的托輥中心由軸和軸承支撐，軸兩端連接到傳動(dòng)鏈條上,傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)滾動(dòng)托輥運(yùn)動(dòng)。圖像采集裝置置于托輥支撐裝置的正上方，并與計(jì)算機(jī)相連接。為了使圖像采集的效果更好，該玉米考種裝置還可以包括置于圖像采集裝置周圍的輔助補(bǔ)光系統(tǒng)。該輔助補(bǔ)光系統(tǒng)可由LED光源陣列組成。為了保證光線盡可能少地?fù)p失，上述玉米考種裝置還包括采集箱體，圖像采集裝置和輔助補(bǔ)光系統(tǒng)安裝在采集箱體內(nèi)，采集箱體下端開(kāi)放。所述采集箱體長(zhǎng)1000毫米，寬400毫米，高300毫米。輔助補(bǔ)光系統(tǒng)所發(fā)出的光線就可以通過(guò)采集箱體的反射盡可能地照射在下面的滾動(dòng)托輥上，避免了光線損失，也更好地保證了圖像采集效果。所述圖像采集裝置的圖像采集能力為每秒25幀，圖像采集區(qū)域長(zhǎng)800毫米。為了保證滾動(dòng)托輥對(duì)果穗的摩擦力，在所述滾動(dòng)托輥表面進(jìn)行粗糙處理。這樣不僅可以保證滾動(dòng)托輥對(duì)果穗的摩擦力，又能夠保證托輥支撐裝置對(duì)滾動(dòng)托輥的摩擦力，以使?jié)L動(dòng)托輥在托輥支撐裝置上滾動(dòng)，并使果穗隨滾動(dòng)托輥運(yùn)動(dòng)。所述滾動(dòng)托輥的直徑為50 70毫米，相鄰滾動(dòng)托輥軸距為70 90毫米，滾動(dòng)托輥長(zhǎng)度為300毫米。這樣既能夠保證玉米果穗在滾動(dòng)托輥帶動(dòng)下穩(wěn)定連續(xù)地滾動(dòng)，又能夠保證異常脫落的籽粒落下，不影響系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
所述托輥支撐裝置的表面為橡膠材質(zhì)，以為滾動(dòng)托輥的滾動(dòng)提供足夠的摩擦力。本發(fā)明要求保護(hù)的玉米考種的方法包括以下步驟啟動(dòng)玉米考種裝置，使?jié)L動(dòng)托輥在傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)下沿托輥支撐裝置滾動(dòng)；在鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中連接電機(jī)的安裝軸上部依次將待考玉米果穗放入滾動(dòng)托輥之上，果穗隨滾動(dòng)托輥一起水平移動(dòng)，同時(shí)在滾動(dòng)托輥摩擦力的帶動(dòng)下逆向滾動(dòng)，并在另一安裝軸端脫離玉米考種裝置；玉米果穗在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，外表面的不同部位連續(xù)朝向頂部，頂部的圖像采集裝置連續(xù)采集玉米果穗的不同位面的圖像，將采集到的果穗圖像傳向計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)處理果穗圖像，提取果玉米考種參數(shù)指標(biāo)。 上述玉米考種參數(shù)指標(biāo)包括果穗長(zhǎng)、果穗半徑、穗粒行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖率等。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種玉米考種裝置，其特征在于，包括圖像采集裝置、滾動(dòng)托輥、托輥支撐裝置、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)以及計(jì)算機(jī)，其中 托輥支撐裝置由上下兩個(gè)水平面和位于水平面兩端的兩個(gè)半圓面組成，支撐并約束滾動(dòng)托輥的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩組傳動(dòng)鏈條、兩根安裝軸及傳動(dòng)鏈輪，每根安裝軸上安裝兩個(gè)傳動(dòng)鏈輪，其中一根安裝軸連接電機(jī)； 托輥支撐裝置的兩個(gè)半圓面的中心分別與鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩根安裝軸同心； 滾動(dòng)托輥的托輥中心由軸和軸承支撐，軸兩端連接到傳動(dòng)鏈條上； 圖像采集裝置置于托輥支撐裝置的正上方，并與計(jì)算機(jī)相連接。
2.如權(quán)利要求I所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述玉米考種裝置還包括置于圖像采集裝置周圍的輔助補(bǔ)光系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述輔助補(bǔ)光系統(tǒng)由LED光源陣列組成。
4.如權(quán)利要求2或3所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述玉米考種裝置還包括采集箱體，所述圖像采集裝置和輔助補(bǔ)光系統(tǒng)安裝在采集箱體內(nèi)，采集箱體下端開(kāi)放。
5.如權(quán)利要求I一 3任一項(xiàng)所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置的圖像采集能力為每秒25幀，圖像采集區(qū)域長(zhǎng)800毫米。
6.如權(quán)利要求I一 3任一項(xiàng)所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述滾動(dòng)托輥表面進(jìn)行了粗糙處理。
7.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述滾動(dòng)托輥的直徑為50 70毫米毫米，相鄰滾動(dòng)托輥軸距為70 90毫米，滾動(dòng)托輥長(zhǎng)度為300毫米。
8.如權(quán)利要求I一 3任一項(xiàng)所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述托輥支撐裝置的表面為橡膠材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求I一 3任一項(xiàng)所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述托輥支撐裝置的兩個(gè)半圓面的圓心距為2000毫米。
10.一種采用以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的玉米考種裝置進(jìn)行玉米考種的方法，其步驟為 啟動(dòng)玉米考種裝置，使?jié)L動(dòng)托輥在傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)下沿托輥支撐裝置滾動(dòng)； 在鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中連接電機(jī)的安裝軸上部依次將待考玉米果穗放入滾動(dòng)托輥之上，果穗隨滾動(dòng)托輥一起水平移動(dòng)，同時(shí)在滾動(dòng)托輥摩擦力的帶動(dòng)下逆向滾動(dòng)，并在另一安裝軸端脫離玉米考種裝置； 玉米果穗在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，外表面的不同部位連續(xù)朝向頂部，頂部的圖像采集裝置連續(xù)采集玉米果穗的不同位面的圖像，將采集到的果穗圖像傳向計(jì)算機(jī)； 計(jì)算機(jī)處理果穗圖像，提取玉米考種參數(shù)指標(biāo)。
11.如權(quán)利要求10所述的玉米考種方法，所述玉米考種參數(shù)指標(biāo)包括果穗長(zhǎng)、果穗半徑、穗粒行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖率。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種玉米考種裝置及考種方法。該考種裝置包括圖像采集裝置、滾動(dòng)托輥、托輥支撐裝置、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)以及與圖像采集裝置相連接的計(jì)算機(jī)。托輥支撐裝置由上下兩個(gè)水平面和位于水平面兩端的兩個(gè)半圓面組成；鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩組傳動(dòng)鏈條、兩根安裝軸及傳動(dòng)鏈輪，每根安裝軸上安裝兩個(gè)傳動(dòng)鏈輪，其中一根安裝軸連接電機(jī)；托輥支撐裝置的兩個(gè)半圓面的中心分別與鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩根安裝軸同心；滾動(dòng)托輥的托輥中心由軸和軸承支撐，軸兩端連接到傳動(dòng)鏈條上。圖像采集裝置置于托輥支撐裝置的正上方，并與計(jì)算機(jī)相連接。該裝置實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、快速、高效的玉米考種作業(yè)，降低了人工成本和操作復(fù)雜度，提高了玉米考種作業(yè)的效率和質(zhì)量。
文檔編號(hào)A01C1/00GK102960094SQ20121045434
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者肖伯祥, 郭新宇, 杜建軍, 王傳宇, 吳升 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心