一種作物籽粒自動分選裝置及方法
【專利摘要】本發明提供一種作物籽粒自動分選裝置及方法，裝置包括安裝架、種盤、電機、傳動裝置、轉軸、目標籽粒收集裝置、雜質籽粒收集裝置以及控制器；種盤通過轉軸可旋轉地安裝在安裝架上，傳動裝置連接電機和轉軸；種盤中間區域設置種孔，置種孔兩側為相對設置且分位于轉軸兩側的第一和第二卸料區，第一卸料區設有與目標籽粒收集裝置連接的落料孔，雜質籽粒收集裝置與置種孔連接；控制器連電機，用于控制電機按照預設規則旋轉，以使種盤圍繞轉軸往復擺動，每個往復擺動中依次經過初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置，使撒入的籽粒由一側向另一側傾斜時掉落進置種孔中，實現自動排種。
【專利說明】
一種作物籽粒自動分選裝置及方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及農業自動化技術領域，尤其涉及一種作物籽粒自動分選裝置及方法。
【背景技術】
[0002]作物籽粒分選主要是針對作物籽粒按照形態、大小、顏色、以及其他特征進行分類，用于農業育種、糧食作物分級等領域。在農業育種過程，常常需要針對某一特征經行精選，以玉米單倍體育種為例，單倍體籽粒占總籽粒的含量低于10 %，需根據顏色特征進行單倍體籽粒的分選。常規種子分選機設備分選特征單一，且難以對單個籽粒目標進行分析和分選，無法實現種子精選。因此通過發明一種作物籽粒自動分選裝置，實現作物籽粒快速分選，對提尚育種效率具有重大意義。
[0003]目前，針對作物籽粒自動分選已經有一些相關的研究。有一種玉米種子單倍體分揀系統，該裝置采用帶孔的傳送帶傳送玉米籽粒，通過相機俯拍傳送帶檢測單倍體籽粒，判定單倍體籽粒后通過機械臂吸附籽粒，實現單倍體籽粒的分選。該系統需要手動完成玉米籽粒的擺放，同時采用機械臂揀選籽粒，制約了整個系統的運行效率;還有農業科研試驗用種子精選機，通過種子反彈后落下的不同位置，是種子的分選，可以快速將種子分成不同級另IJ，但是該分選只能針對種子的大小和飽滿度進行分離，無法進行顏色、形狀等其他特征的分選；
[0004]玉米種子單倍體分揀系統利用手動擺放或逐個放入的方式進行檢測，利用機械臂對作物籽粒進行一次的揀選，在效率和精度上都受很大的限制;手動擺放的上料方式增加了人工成本，同時限制了系統分揀效率，逐個放入的方式同樣也會造成系統運行效率受限。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種作物籽粒自動分選裝置及作物籽粒自動分選方法，通過使種盤往復擺動，進而使撒入的籽粒在種盤由一側向另一側傾斜時掉落進置種孔中，實現自動排種，從而提高了效率且節省了成本。
[0006]本發明提供一種作物籽粒自動分選裝置，包括:安裝架、種盤、電機、傳動裝置、轉軸、用于收集目標籽粒的目標籽粒收集裝置、用于收集雜質籽粒的雜質籽粒收集裝置以及控制器；
[0007]所述種盤通過所述轉軸可旋轉地安裝在所述安裝架上，所述傳動裝置的一端連接所述電機。所述傳動裝置的另一端連接所述轉軸;所述種盤的中間區域設有用于盛放籽粒的置種孔，所述種盤上置種孔的兩側分別為相對設置的第一卸料區和第二卸料區，所述第一卸料區和第二卸料區分位于所述轉軸的兩側，在所述第一卸料區上設有落料孔，所述落料孔連接所述目標籽粒收集裝置，所述雜質籽粒收集裝置與所述置種孔連接；
[0008]所述控制器連接所述電機，用于控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤圍繞所述轉軸往復擺動，并在每個往復擺動中依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。
[0009]優選的，所述作物籽粒收集裝置包括:第一氣栗、用于向所述第一卸料區吹氣的卸料管路、卸料氣孔和用于盛放目標籽粒的籽粒收集袋；
[0010]在所述第一卸料區的一端設有落料孔，所述目標籽粒收集袋與所述落料孔連接，所述卸料氣孔位于所述第一卸料區上與所述落料孔相對的另一端，所述第一氣栗通過所述卸料管路連接所述卸料氣孔。
[0011]優選的，所述置種孔為底部安裝有可開合的封堵片的通孔；
[0012]所述雜質籽粒收集裝置包括:第二氣栗、導管和用于盛放雜質籽粒的籽粒收集區域；
[0013]每個所述置種孔的通孔連接一根所述導管的一端，所述導管的另一端連接所述第二氣栗。
[0014]優選的，所述作物籽粒自動分選裝置還包括:支架、位置檢測裝置以及位于所述支架上的攝像裝置；
[0015]所述目標籽粒收集裝置還包括:第一電磁閥；所述第一電磁閥安裝在所述卸料管路上;
[0016]所述雜質籽粒收集裝置還包括:與所述置種孔數量相同的第二電磁閥，在每根所述導管上安裝有一個所述第二電磁閥；
[0017]所述支架和所述種盤連接，所述轉軸穿過所述支架和所述種盤將兩者連接，所述位置檢測裝置、所述攝像裝置、所述第一電磁閥和所述第二電磁閥均連接所述控制器；
[0018]所述位置檢測裝置，用于檢測所述種盤的位置，并將所述種盤的位置發送給所述控制器；
[0019]所述控制器，還用于判斷獲知所述種盤的位置為第一拍攝位置或第二拍攝位置時，向所述攝像裝置發送攝像控制信號，接收所述攝像裝置發送的圖像;在根據所述圖像判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒或在第一次判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒，且所述種盤位于所述第一拍攝位置或第二拍攝位置達到第一預設時間時，控制所述電機按照所述預設規則繼續旋轉;在判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒時，向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號，并在向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號達到第二預設時間時，向所述第二電磁閥發送第二斷開控制信號;在連續預設次數判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標時，控制所述電機按照所述預設規則旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，以及在向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號達到第一預設時間時，向所述第一電磁閥發送第一斷開控制信號；
[0020]所述攝像裝置，用于根據所述攝像控制信號拍攝所述種盤的置種孔內的籽粒的圖像，并將所述圖像發送給所述控制器；
[0021]所述第一電磁閥，用于根據所述第一斷開控制信號斷開，根據所述第一閉合控制信號閉合；
[0022]所述第二電磁閥，用于根據所述第二斷開控制信號斷開，根據所述第二閉合控制信號閉合。
[0023]優選的，所述置種孔中可開合的封堵片為彈性封堵片，所述彈性封堵片與所述置種孔連接的部分為所述彈性封堵片的2/3-3/4，所述置種孔與所述彈性封堵片連接的部分為所述置種孔的2/3-3/4。
[0024]優選的，所述置種孔的彈性封堵片為橡膠片。
[0025]優選的，所述第一卸料區和所述第二卸料區均設有聚集籽粒的凹槽。
[0026]優選的，所述電機為步進電機，所述傳動裝置包括鏈條和兩個傳動輪，所述兩個傳動輪中一個連接所述電機的輸出軸，另一個傳動輪連接所述轉軸，所述鏈條與所述兩個傳動輪連接。
[0027]第二方面，本發明還提供一種基于上述的作物籽粒自動分選裝置的作物籽粒自動分選方法，包括:
[0028]所述控制器控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤圍繞所述轉軸往復擺動，并在每個往復擺動中依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。
[0029]優選的，所述方法還包括:
[0030]所述位置檢測裝置檢測所述種盤的位置，并將所述種盤的位置發送給所述控制器；
[0031]所述控制器判斷獲知所述種盤的位置為第一拍攝位置或第二拍攝位置時，向所述攝像裝置發送攝像控制信號，接收所述攝像裝置發送的圖像；
[0032]所述控制器在根據所述圖像判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒或在第一次判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒，且所述種盤位于所述第一拍攝位置或第二拍攝位置達到第一預設時間時，控制所述電機按照所述預設規則繼續旋轉；
[0033]所述控制器在判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒時，向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號，并在向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號達到第二預設時間時，向所述第二電磁閥發送第二斷開控制信號；
[0034]所述控制器在連續預設次數判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒時，控制所述電機按照所述預設規則旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，以及在向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號達到第一預設時間時，向所述第一電磁閥發送第一斷開控制信號；
[0035]所述攝像裝置根據所述攝像控制信號拍攝所述種盤的置種孔內的籽粒的圖像，并將所述圖像發送給所述控制器；
[0036]所述第一電磁閥根據所述第一斷開控制信號斷開，根據所述第一閉合控制信號閉合；
[0037]所述第二電磁閥根據所述第二斷開控制信號斷開，根據所述第二閉合控制信號閉入口 ο
[0038]由上述技術方案可知，在使用時，將籽粒撒入種盤內，并由控制器控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。即使所述種盤往復擺動，進而使撒入的籽粒在種盤由一側向另一側傾斜時掉落進置種孔中，實現自動排種，從而提高了效率且節省了成本。
【附圖說明】
[0039]圖1示出了本發明一實施例提供的作物籽粒自動分選裝置的結構示意圖；
[0040]圖2為本發明一實施例提供的作物籽粒自動分選裝置的一個完整的往復擺動的過程不意圖；
[0041 ]圖3為本發明一實施例提供的作物籽粒自動分選方法的流程圖。
[0042]附圖標記說明
[0043]種盤I攝像裝置2卸料管路3第二電磁閥4導管5電機6轉軸7目標籽粒收集袋8支架9
【具體實施方式】
[0044]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0045]本發明一實施例提供的一種作物籽粒自動分選裝置，包括:安裝架、種盤、電機、傳動裝置、轉軸、用于收集目標籽粒的目標籽粒收集裝置、用于收集雜質籽粒的雜質籽粒收集裝置以及控制器；
[0046]所述種盤通過所述轉軸可旋轉地安裝在所述安裝架上，所述傳動裝置的一端連接所述電機，所述傳動裝置的另一端連接所述轉軸;所述種盤的中間區域設有用于盛放籽粒的置種孔，所述種盤上置種孔的兩側分別為相對設置的第一卸料區和第二卸料區，所述第一卸料區和第二卸料區分位于所述轉軸的兩側，在所述第一卸料區上設有落料孔，所述落料孔連接所述目標籽粒收集裝置，所述雜質籽粒收集裝置與所述置種孔連接；
[0047]所述控制器連接所述電機，用于控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤圍繞所述轉軸往復擺動，并在每個往復擺動中依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。
[0048]作為一種優選實施例，所述目標籽粒收集裝置包括:第一氣栗、用于向所述第一卸料區吹氣的卸料管路、卸料氣孔和用于盛放目標籽粒的籽粒收集袋；
[0049]在所述第一卸料區的一端設有落料孔，所述籽粒收集袋與所述落料孔連接，所述卸料氣孔位于所述第一卸料區上與所述落料孔相對的另一端，所述第一氣栗通過所述卸料管路連接所述卸料氣孔。
[0050]作為一種優選實施例，所述置種孔為底部安裝有可開合的封堵片的通孔；
[0051]所述雜質籽粒收集裝置包括:第二氣栗、導管和用于盛放雜質籽粒的雜質籽粒收集區域；
[0052]每個所述置種孔的通孔連接一根所述導管的一端，所述導管的另一端連接所述第二氣栗。
[0053]作為一種優選實施例，所述作物籽粒自動分選裝置還包括:支架、位置檢測裝置以及位于所述支架上的攝像裝置；
[0054]所述目標籽粒收集裝置還包括:第一電磁閥；所述第一電磁閥安裝在所述卸料管路上;
[0055]所述雜質籽粒收集裝置還包括:與所述置種孔數量相同的第二電磁閥，在每根所述導管上安裝有一個所述第二電磁閥；
[0056]所述支架和所述種盤連接，所述轉軸穿過所述支架和所述種盤將兩者連接，所述位置檢測裝置、所述攝像裝置、所述第一電磁閥和所述第二電磁閥均連接所述控制器；
[0057]所述位置檢測裝置，用于檢測所述種盤的位置，并將所述種盤的位置發送給所述控制器；
[0058]所述控制器，還用于判斷獲知所述種盤的位置為第一拍攝位置或第二拍攝位置時，向所述攝像裝置發送攝像控制信號，接收所述攝像裝置發送的圖像;在根據所述圖像判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒或在第一次判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒，且所述種盤位于所述第一拍攝位置或第二拍攝位置達到第一預設時間時，控制所述電機按照所述預設規則繼續旋轉;在判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒時，向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號，并在向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號達到第二預設時間時，向所述第二電磁閥發送第二斷開控制信號;在連續預設次數判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒時，控制所述電機按照所述預設規則旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，以及在向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號達到第一預設時間時，向所述第一電磁閥發送第一斷開控制信號；
[0059]所述攝像裝置，用于根據所述攝像控制信號拍攝所述種盤的置種孔內的籽粒的圖像，并將所述圖像發送給所述控制器；
[0060]所述第一電磁閥，用于根據所述第一斷開控制信號斷開，根據所述第一閉合控制信號閉合；
[0061]所述第二電磁閥，用于根據所述第二斷開控制信號斷開，根據所述第二閉合控制信號閉合。
[0062]作為一種優選實施例，所述可開合的封堵片為彈性封堵片，所述彈性封堵片與所述置種孔連接的部分為所述彈性封堵片的2/3-3/4，所述置種孔與所述彈性封堵片連接的部分為所述置種孔的2/3-3/4。
[0063]作為一種優選實施例，所述彈性封堵片為橡膠片。
[0064]作為一種優選實施例，所述第一卸料區和所述第二卸料區均設有聚集籽粒的凹槽。
[0065]作為一種優選實施例，所述電機為步進電機，所述傳動裝置包括鏈條和兩個傳動輪，所述兩個傳動輪中一個連接所述電機的輸出軸，另一個傳動輪連接所述轉軸，所述鏈條與所述兩個傳動輪連接。下面以玉米單倍體籽粒分選為例，單倍體籽粒作為為目標籽粒，雜合體籽粒作為雜質籽粒說明本發明。
[0066]圖1示出了本發明一實施例提供的作物籽粒自動分選裝置的結構示意圖。
[0067]如圖1所示，本實施例的一種單倍體籽粒自動分選裝置，包括:安裝架、種盤1、電機
6、傳動裝置、轉軸7、用于收集單倍體籽粒的單倍體籽粒收集裝置、用于收集雜合體籽粒的雜合體籽粒收集裝置以及控制器(圖中未示出)；
[0068]所述種盤I通過所述轉軸7可旋轉地安裝在所述安裝架上，所述傳動裝置的一端連接所述電機6。所述傳動裝置的另一端連接所述轉軸7;所述種盤I的中間區域設有用于盛放籽粒的置種孔，所述種盤I上置種孔的兩側分別為相對設置的第一卸料區和第二卸料區，所述第一卸料區和第二卸料區分位于所述轉軸7的兩側，在所述第一卸料區上設有落料孔，所述落料孔連接所述單倍體籽粒收集裝置，所述雜合體籽粒收集裝置與所述置種孔連接；
[0069]所述控制器連接所述電機6，用于控制所述電機6按照預設規則旋轉，以使所述種盤I圍繞所述轉軸7往復擺動，并在每個往復擺動中依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置(如圖2所示，詳見下文)。
[0070]值得說明的是，本發明的單倍體籽粒自動分選裝置只是按照上述預設規則旋轉，但并不是每次都必須完成一個完整的往復擺動，即，可能僅執行其中一部分的動作，詳見下文描述。
[0071]所述種盤I通過所述轉軸7可旋轉地安裝在所述安裝架上指所述種盤和所述安裝架之間通過轉軸貫穿式連接，所述種盤可相對所述安裝架旋轉。
[0072]在使用時，將籽粒撒入種盤I內，并由控制器控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤I依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。即使所述種盤I往復擺動，進而使撒入的籽粒在種盤I由一側向另一側傾斜時掉落進置種孔中，實現自動排種，從而提高了效率且節省了成本。
[0073]作為一種優選實施例，所述單倍體籽粒收集裝置包括:第一氣栗(圖中未示出)、用于向所述第一卸料區吹氣的卸料管路3、卸料氣孔和用于盛放單倍體籽粒的單倍體籽粒收集袋8;
[0074]在所述第一卸料區的一端設有落料孔(圖中未示出)，所述單倍體籽粒收集袋8與所述落料孔連接，所述卸料氣孔位于所述第一卸料區上與所述落料孔相對的另一端，所述第一氣栗通過所述卸料管路3連接所述卸料氣孔。
[0075]值得說明的是，所述第一氣栗為用于鼓氣的氣栗。
[0076]可以理解的是，本發明中最后使分揀出的單倍體籽粒落入第一卸料區中，則，采用本實施例的結構可以通過氣栗將落入第一卸料區的單倍體籽粒吹進單倍體籽粒收集袋8中，進行自動分揀單倍體籽粒，可提高分揀效率且節省成本。
[0077]作為一種優選實施例，所述置種孔為底部安裝有可開合的封堵片的通孔；
[0078]所述雜合體籽粒收集裝置包括:第二氣栗(圖中未示出)、導管5和用于盛放雜合體籽粒的雜合體籽粒收集區域；
[0079]每個所述置種孔的通孔連接一根所述導管5的一端，所述導管5的另一端連接所述第二氣栗。
[0080]值得說明的是，在第二氣栗不開啟的狀態下，可開合的封堵片封堵住通孔，在第二氣栗開啟的狀態下，將可開合的封堵片吸開，雜合體籽粒可從通孔中吸入到導管5中。
[0081]所述第二氣栗為用于吸氣的氣栗;所述雜合體籽粒收集區域可以為一個空間，也可以為一個收集袋。
[0082]可以理解的是，本發明中在所述種盤I的置種孔內有雜合體籽粒時，可打開第二氣栗，通過第二氣栗將對應的置種孔內的雜合體籽粒吸入導管5內，最后進入雜合體籽粒收集區域，進行自動分揀雜合體籽粒，通過氣流將籽粒吸入導管5，易于實現、可提高分揀效率且節省成本。
[0083]為了實現自動控制，作為一種優選實施例，所述單倍體籽粒自動分選裝置還包括:支架9、位置檢測裝置以及位于所述支架9上的攝像裝置2;
[0084]所述單倍體籽粒收集裝置還包括:第一電磁閥；所述第一電磁閥安裝在所述卸料管路3上；
[0085]所述雜合體籽粒收集裝置還包括:與所述置種孔數量相同的第二電磁閥4，在每根所述導管5上安裝有一個所述第二電磁閥4;
[0086]所述支架9和所述種盤I連接，所述轉軸7穿過所述支架9和所述種盤I將兩者連接，所述位置檢測裝置、所述攝像裝置2、所述第一電磁閥和所述第二電磁閥4均連接所述控制器；
[0087]所述位置檢測裝置，用于檢測所述種盤I的位置，并將所述種盤I的位置發送給所述控制器；
[0088]所述控制器，還用于判斷獲知所述種盤I的位置為第一拍攝位置或第二拍攝位置時，向所述攝像裝置2發送攝像控制信號，接收所述攝像裝置2發送的圖像;在根據所述圖像判斷獲知所述種盤I的置種孔內的籽粒中包括雜合體籽粒或在第一次判斷獲知所述種盤I的置種孔內的籽粒全部為單倍體籽粒，且所述種盤I位于所述第一拍攝位置或第二拍攝位置達到第一預設時間時，控制所述電機6按照所述預設規則繼續旋轉;在判斷獲知所述種盤I的置種孔內的籽粒中包括雜合體籽粒時，向所述第二電磁閥4發送第二閉合控制信號，并在向所述第二電磁閥4發送第二閉合控制信號達到第二預設時間時，向所述第二電磁閥4發送第二斷開控制信號；在連續預設次數判斷獲知所述種盤I的置種孔內的籽粒全部為單倍體籽粒時，控制所述電機6按照所述預設規則旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，以及在向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號達到第一預設時間時，向所述第一電磁閥發送第一斷開控制信號;所述攝像裝置2，用于根據所述攝像控制信號拍攝所述種盤I的置種孔內的籽粒的圖像，并將所述圖像發送給所述控制器；
[0089]所述第一電磁閥，用于根據所述第一斷開控制信號斷開，根據所述第一閉合控制信號閉合；
[0090]所述第二電磁閥4，用于根據所述第二斷開控制信號斷開，根據所述第二閉合控制信號閉合。
[0091]根據上述結構可知，所述電機6帶動所述支架9和所述種盤I同步旋轉，如圖2所示。
[0092]如圖1所示，所述種盤I可為方形盤，本發明單倍體籽粒自動分選裝置包括兩個轉軸7，所述支架9包括位于所述種盤I兩側的豎直支架9和連接在兩個豎直支架之間的橫支架，所述兩根豎直支架9通過兩個轉軸7安裝在所述種盤I的兩側，所述攝像裝置2可安裝在所述橫支架上，所述攝像裝置2可位于種盤I上方200mm處，該高度便于將種盤I上的所有置種孔內的籽粒都拍攝到，當然，還可以為其他高度，本發明對此不做限制。所述攝像裝置2可選用CXD相機。
[0093 ] 可以理解的是，每根導管5對應一個第二電磁閥4，所述第二電磁閥4控制雜合體籽粒的分選，可以實現快速分揀。
[0094]值得說明的是，所述位置檢測裝置可以為安裝在所述安裝架上的位置傳感器。
[0095]下面結合圖2通過一個具體的分揀過程說明所述單倍體籽粒自動分選裝置的工作過程:
[0096](I)在種盤I處于初始位置a時，將籽粒撒入種盤I內，電機6帶動種盤I逆時針轉動(傾斜到一定角度)，達到第一拍攝位置b，部分籽粒落入種盤I的置種孔內，實現自動排列，未落入圓孔中的籽粒滑落到種盤I邊緣。
[0097](2)當種盤I轉到第一拍攝位置b時，電機6停止轉動，控制所述拍攝裝置拍攝。
[0098](3)所述拍攝裝置將拍攝的圖像發送給所述控制器(所述控制器可為上位機電腦)上進行處理分析，經過圖像處理識別出雜合體籽粒，對雜合體籽粒所處的置種孔對應的第二電磁閥4進行控制，使第二電磁閥4閉合(此時為開啟第二氣栗的狀態)，將雜合體籽粒吸入所述導管5，種盤I的置種孔內剩余的為單倍體籽粒，完成一次單倍體籽粒揀選。
[0099]可通過現有方法在籽粒中確定單倍體籽粒和雜合體籽粒。
[0100](4)揀選完成后，控制器控制所述電機6繼續逆時針轉動，帶動種盤I到達第一卸料位置C，置種孔內的籽粒在重力作用下從置種孔中滑落入種盤I的第一卸料區。
[0101](5)卸料完成后，所述電機6反向轉動，帶動所述種盤I順時針轉動，達到第二拍攝位置d，籽粒從第一卸料區滑落到第二卸料區，并在滑落過程中再次落入種盤I的置種孔中，實現自動排列，電機6停止轉動，控制所述拍攝裝置拍攝。
[0102](6)重復上述步驟(3)，完成第二次分揀。
[0103]二次分揀后，電機6繼續驅動種盤I順時針旋轉到第二卸料位置e。完成卸料后，回復初始位置f，完成一組分選動作，在此動作過程中實現籽粒自動排列。
[0104](7)若在上述過程中，在連續預設次數(比如兩次)判斷獲知所述種盤I的置種孔內的籽粒全部為單倍體籽粒時，控制所述電機6按照上述順序旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，第一電磁閥根據所述第一閉合控制信號閉合(此時為第一氣栗開啟的狀態)，卸料氣孔噴出氣流，將種盤I上的籽粒(此時為分揀出的單倍體籽粒)吹落入單倍體籽粒收集袋8中，完成籽粒的分選。
[0105]值得說明的是，所述預設規則為種盤先逆時針旋轉，再順時針旋轉，事實上，所述種盤還可先順時針旋轉，再逆時針旋轉。
[0106]本發明實施例可通過機器視覺(即通過攝像裝置2采集圖像以及控制器處理圖像)完成單倍的檢測，并通過位置檢測裝置、電機6、氣栗、電磁閥、導管5等部件對籽粒自動分揀(將單倍體籽粒和雜合體籽粒分開)，提高了分揀效率、精度和準確度;通過對同一批籽粒反復檢測，多次反復判斷進行分揀，提高了篩選的準確率。
[0107]值得說明的是，所述種盤I可以為鋼板，在鋼板中打上10*8陣列直徑為1mm的置種孔，此處的置種孔指的是圓孔，圓孔和籽粒的形狀相符，便于存放籽粒，當然，還可以采用其他形狀，本發明對此不做限制。圓孔間間隔為10mm。
[0108]為了保證置種孔內的籽粒可以掉出，優選地，所述置種孔深度為2_4mm，所述可開合的封堵片可為彈性封堵片，所述彈性封堵片與所述置種孔連接的部分為所述彈性封堵片的2/3-3/4，所述置種孔與所述彈性封堵片連接的部分為所述置種孔的2/3-3/4。便于通過氣栗將其吸開，從而使雜合體籽粒從置種孔中掉出；
[0109]經過實驗證明，所述置種孔的深度最好為3mm，所述彈性封堵片最好為橡膠片，所述橡膠片價格便宜，彈性及強度非常適合做本發明中的彈性封堵片。
[0110]通過修改種盤I大小可增大單批測量的數量上限，同時修改種盤I上置種孔的形狀和尺寸，可以使得本發明所述單倍體籽粒自動分選裝置運用到其他品種作物籽粒的分揀。
[0111]上述尺寸只是作為一種優選實施例，事實上還可以采用其他尺寸，本發明不做限制。
[0112]為了保證落入第一卸料區和第二卸料區的籽粒能在所述第一卸料區和第二卸料區穩定儲存，優選的，所述第一卸料區和所述第二卸料區均設有聚集籽粒的凹槽(圖中未示出)。
[0113]優選的，所述電機6為步進電機，所述傳動裝置為鏈條和兩個傳動輪，所述兩個傳動輪中一個連接所述電機6的輸出軸，另一個傳動輪連接所述轉軸7，所述鏈條與所述兩個傳動輪連接。該傳動裝置易于實現，價格便宜，且性能好。
[0114]由上可見，本發明的所述單倍體籽粒自動分選裝置可實現自動排種、分揀，操作簡單，檢測效率和準確率高，硬件成本低，經濟上具有可推廣性。
[0115]本發明一實施例提供的一種基于所述的作物籽粒自動分選裝置的作物籽粒自動分選方法，包括:
[0116]所述控制器控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤圍繞所述轉軸往復擺動，并在每個往復擺動中依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。
[0117]優選的，所述方法還包括:
[0118]所述位置檢測裝置檢測所述種盤的位置，并將所述種盤的位置發送給所述控制器；
[0119]所述控制器判斷獲知所述種盤的位置為第一拍攝位置或第二拍攝位置時，向所述攝像裝置發送攝像控制信號，接收所述攝像裝置發送的圖像；
[0120]所述控制器在根據所述圖像判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒或在第一次判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒，且所述種盤位于所述第一拍攝位置或第二拍攝位置達到第一預設時間時，控制所述電機按照所述預設規則繼續旋轉；
[0121 ]所述控制器在判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括目標籽粒時，向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號，并在向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號達到第二預設時間時，向所述第二電磁閥發送第二斷開控制信號；
[0122]所述控制器在連續預設次數判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒時，控制所述電機按照所述預設規則旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，以及在向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號達到第一預設時間時，向所述第一電磁閥發送第一斷開控制信號；
[0123]所述攝像裝置根據所述攝像控制信號拍攝所述種盤的置種孔內的籽粒的圖像，并將所述圖像發送給所述控制器；
[0124]所述第一電磁閥根據所述第一斷開控制信號斷開，根據所述第一閉合控制信號閉合；
[0125]所述第二電磁閥根據所述第二斷開控制信號斷開，根據所述第二閉合控制信號閉入口 ο
[0126]下面為上述以玉米單倍體籽粒分選為例的作物籽粒自動分選裝置的單倍體籽粒自動分選方法為例說明本發明。
[0127]圖3為本發明一實施例提供的單倍體籽粒自動分選方法的流程圖。
[0128]如圖3所示的一種基于上述單倍體籽粒自動分選裝置的單倍體籽粒自動分選方法，包括:
[0129]S31、所述控制器控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤圍繞所述轉軸往復擺動，并在每個往復擺動中依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。
[0130]在使用時，將籽粒撒入種盤內，并由控制器控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。即使所述種盤往復擺動，進而使撒入的籽粒在種盤由一側向另一側傾斜時掉落進置種孔中，實現自動排種，從而提高了效率且節省了成本。
[0131 ]作為一種優選實施例，所述方法還包括:
[0132]所述位置檢測裝置檢測所述種盤的位置，并將所述種盤的位置發送給所述控制器；
[0133]所述控制器根據所述種盤的位置判斷獲知所述種盤的位置為第一拍攝位置或第二拍攝位置時，向所述攝像裝置發送攝像控制信號，接收所述攝像裝置發送的圖像；
[0134]所述控制器在根據所述圖像判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜合體籽粒或在第一次判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為單倍體籽粒，且所述種盤位于所述第一拍攝位置或第二拍攝位置達到第一預設時間時，控制所述電機按照所述預設規則繼續旋轉；
[0135]所述控制器在判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜合體籽粒時，向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號，并在向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號達到第二預設時間時，向所述第二電磁閥發送第二斷開控制信號；
[0136]所述控制器在連續預設次數判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為單倍體籽粒時，控制所述電機按照所述預設規則旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，以及在向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號達到第一預設時間時，向所述第一電磁閥發送第一斷開控制信號；
[0137]所述攝像裝置根據所述攝像控制信號拍攝所述種盤的置種孔內的籽粒的圖像，并將所述圖像發送給所述控制器；
[0138]所述第一電磁閥根據所述第一斷開控制信號斷開，根據所述第一閉合控制信號閉合；
[0139]所述第二電磁閥根據所述第二斷開控制信號斷開，根據所述第二閉合控制信號閉入口 ο
[0140]由于在上文中已經詳細介紹過該過程，因此此處不再詳述。
[0141]本發明實施例可通過機器視覺(即通過攝像裝置采集圖像以及控制器處理圖像)完成單倍體的檢測，并通過位置檢測裝置、電機、氣栗、電磁閥、導管等部件對籽粒自動分揀(將單倍體籽粒和雜合體籽粒分開)，提高了分揀效率、精度和準確度;通過對同一批籽粒反復檢測，多次反復判斷進行分揀，提高了篩選的準確率。
[0142]本發明所述裝置以玉米單倍體籽粒的分選為例，對種盤尺寸更改或圖像識別中目標特征的變化，可以運用于其他種子或顆粒物分選。
[0143]本領域普通技術人員可以理解:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明權利要求所限定的范圍。
【主權項】
1.一種作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，包括:安裝架、種盤、電機、傳動裝置、轉軸、用于收集目標籽粒的目標籽粒收集裝置、用于收集雜質籽粒的雜質籽粒收集裝置以及控制器； 所述種盤通過所述轉軸可旋轉地安裝在所述安裝架上，所述傳動裝置的一端連接所述電機，所述傳動裝置的另一端連接所述轉軸;所述種盤的中間區域設有用于盛放籽粒的置種孔，所述種盤上置種孔的兩側分別為相對設置的第一卸料區和第二卸料區，所述第一卸料區和第二卸料區分位于所述轉軸的兩側，在所述第一卸料區上設有落料孔，所述落料孔連接所述目標籽粒收集裝置，所述雜質籽粒收集裝置與所述置種孔連接； 所述控制器連接所述電機，用于控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤圍繞所述轉軸往復擺動，并在每個往復擺動中依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。2.根據權利要求1所述的作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，所述目標籽粒收集裝置包括:第一氣栗、用于向所述第一卸料區吹氣的卸料管路、卸料氣孔和用于盛放目標籽粒的籽粒收集袋； 在所述第一卸料區的一端設有落料孔，所述籽粒收集袋與所述落料孔連接，所述卸料氣孔位于所述第一卸料區上與所述落料孔相對的另一端，所述第一氣栗通過所述卸料管路連接所述卸料氣孔。3.根據權利要求2所述的作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，所述置種孔為底部安裝有可開合的封堵片的通孔； 所述雜質籽粒收集裝置包括:第二氣栗、導管和用于盛放雜質籽粒的雜質籽粒收集區域； 每個所述置種孔的通孔連接一根所述導管的一端，所述導管的另一端連接所述第二氣栗O4.根據權利要求3所述的作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，所述作物籽粒自動分選裝置還包括:支架、位置檢測裝置以及位于所述支架上的攝像裝置； 所述目標籽粒收集裝置還包括:第一電磁閥;所述第一電磁閥安裝在所述卸料管路上；所述雜質籽粒收集裝置還包括:與所述置種孔數量相同的第二電磁閥，在每根所述導管上安裝有一個所述第二電磁閥； 所述支架和所述種盤連接，所述轉軸穿過所述支架和所述種盤將兩者連接，所述位置檢測裝置、所述攝像裝置、所述第一電磁閥和所述第二電磁閥均連接所述控制器； 所述位置檢測裝置，用于檢測所述種盤的位置，并將所述種盤的位置發送給所述控制器； 所述控制器，還用于判斷獲知所述種盤的位置為第一拍攝位置或第二拍攝位置時，向所述攝像裝置發送攝像控制信號，接收所述攝像裝置發送的圖像;在根據所述圖像判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒或在第一次判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒，且所述種盤位于所述第一拍攝位置或第二拍攝位置達到第一預設時間時，控制所述電機按照所述預設規則繼續旋轉;在判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒時，向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號，并在向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號達到第二預設時間時，向所述第二電磁閥發送第二斷開控制信號；在連續預設次數判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒時，控制所述電機按照所述預設規則旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，以及在向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號達到第一預設時間時，向所述第一電磁閥發送第一斷開控制信號； 所述攝像裝置，用于根據所述攝像控制信號拍攝所述種盤的置種孔內的籽粒的圖像，并將所述圖像發送給所述控制器； 所述第一電磁閥，用于根據所述第一斷開控制信號斷開，根據所述第一閉合控制信號閉合； 所述第二電磁閥，用于根據所述第二斷開控制信號斷開，根據所述第二閉合控制信號閉合。5.根據權利要求1所述的作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，所述可開合的封堵片為彈性封堵片，所述彈性封堵片與所述置種孔連接的部分為所述彈性封堵片的2/3-3/4，所述置種孔與所述彈性封堵片連接的部分為所述置種孔的2/3-3/4。6.根據權利要求5所述的作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，所述彈性封堵片為橡膠片。7.根據權利要求1所述的作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，所述第一卸料區和所述第二卸料區均設有聚集籽粒的凹槽。8.根據權利要求1所述的作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，所述電機為步進電機，所述傳動裝置包括鏈條和兩個傳動輪，所述兩個傳動輪中一個連接所述電機的輸出軸，另一個傳動輪連接所述轉軸，所述鏈條與所述兩個傳動輪連接。9.一種基于上述權利要求1-8中任一項所述的作物籽粒自動分選裝置的作物籽粒自動分選方法，其特征在于，包括: 所述控制器控制所述電機按照預設規則旋轉，以使所述種盤圍繞所述轉軸往復擺動，并在每個往復擺動中依次經過以下位置:初始位置、第一拍攝位置、第一卸料位置、第二拍攝位置、第二卸料位置和初始位置。10.根據權利要求9所述的作物籽粒自動分選裝置，其特征在于，所述方法還包括: 所述位置檢測裝置檢測所述種盤的位置，并將所述種盤的位置發送給所述控制器； 所述控制器判斷獲知所述種盤的位置為第一拍攝位置或第二拍攝位置時，向所述攝像裝置發送攝像控制信號，接收所述攝像裝置發送的圖像； 所述控制器在根據所述圖像判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括雜質籽粒或在第一次判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒，且所述種盤位于所述第一拍攝位置或第二拍攝位置達到第一預設時間時，控制所述電機按照所述預設規則繼續旋轉； 所述控制器在判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒中包括目標籽粒時，向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號，并在向所述第二電磁閥發送第二閉合控制信號達到第二預設時間時，向所述第二電磁閥發送第二斷開控制信號； 所述控制器在連續預設次數判斷獲知所述種盤的置種孔內的籽粒全部為目標籽粒時，控制所述電機按照所述預設規則旋轉到第一卸料位置，并向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號，以及在向所述第一電磁閥發送第一閉合控制信號達到第一預設時間時，向所述第一電磁閥發送第一斷開控制信號； 所述攝像裝置根據所述攝像控制信號拍攝所述種盤的置種孔內的籽粒的圖像，并將所述圖像發送給所述控制器； 所述第一電磁閥根據所述第一斷開控制信號斷開，根據所述第一閉合控制信號閉合； 所述第二電磁閥根據所述第二斷開控制信號斷開，根據所述第二閉合控制信號閉合。
【文檔編號】B07C5/38GK106076881SQ201610474367
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】宋鵬, 王成, 張晗, 羅斌, 潘大宇, 侯佩臣
【申請人】北京農業智能裝備技術研究中心