CN101733251B - 不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪 - Google Patents

Abstract

本发明针对分离不同性别卵色的雌雄蚕卵所存在的耗时费工和难以满足蚕种制种对时间的进度要求，提供了一种能自动、高速、准确将雌卵和雄卵分离的仪器，节省人工并保证蚕卵不受损伤。本发明的雌雄蚕卵分选仪，是以不同性别具有不同卵色的特点，作为识别和区分雌雄蚕卵的设计特征；是以克服蚕卵本身存在的非常不利于机械和自动控制的生理特性作为攻坚重点。通过斜转管定量供卵、多通道旋转分流、有间距斜刮排序、各自独立的光电识别、样板卵色数据库对比、电磁射卵分离(或气流射卵分离)等装置，实现了高速精确分离雌雄蚕卵，并保证蚕卵不受损和保持活性的目标，还大大节省了人工。

Description

不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪

技术领域

本发明涉及雌蚕卵和雄蚕卵分选技术领域，是一种高效、节省人工的根据不同性别的卵色将雌雄蚕卵分离的仪器。

背景技术

随着生物基因工程的高速发展，现已诞生了一门新型的昆虫发育性别控制的高科技学科。例如，能让黑色雌蚕卵自行死亡，而让白色雄蚕卵保持活性的家蚕平衡致死基因性别控制技术的研究成功，已使中国在世界上第一个实现了在农村大规模专养优质、高产的雄蚕的国家。由于在饲养的发育过程中，雌蚕卵会自行死亡，因此，具有平衡致死基因的雄蚕繁育并不需要本发明。但在生产该雄蚕蚕种的选育过程中，必需用优质、常规的雌蚕与平衡致死系中的雄蚕进行杂交，才能致使其后代中的雌蚕卵全部死亡，而仅保留白色雄蚕卵的活性，因此，制种部门在制种前要在雌雄蚕卵中选出活的白色雄蚕卵，所以，在选育过程中是需要本发明的。但由于目前世界上还没有这种能自动按不同性别卵色进行灰黑色雌蚕卵与奶黄色雄蚕卵进行分离的仪器设备，因此，该项工作只能依靠人工来进行分离，即先将产有平衡致死系雌、雄蚕卵的蚕连纸(即承接蚕蛾产卵以留蚕种的纸)，在比重为1.75的盐酸水溶液中浸泡6至6.5分钟，使混杂粘附在纸张上的雌、雄蚕卵全部脱落下来并用水洗净、干燥后，形成散卵，再由人工将灰黑色的雌蚕卵与奶黄色的雄蚕卵分选开来。该项工作既耗时费工，效率低下；又由于人工长时间操作而导致视力疲劳，较易产生人为误差；同时，制蚕种又是一项季节性非常强的工作，效率低下的人工分离往往难以满足时间进度的要求，这已成为影响这一领域科研和生产的巨大障碍。另外，限性蚕品种(不同性别的蚕卵具有不同的颜色，但雌卵并不自行死亡)的研究仍在进行之中，一旦成功，大规模的蚕品种繁育便需要通过机械等物理方式将雌雄蚕卵分离开来。因此，人们迫切希望能研制出一种能自动将具有不同性别卵色的雌雄蚕卵进行分离的仪器设备。

本发明的最大难度是：蚕卵尺寸很小(约为芝麻的一半)，形态不太规则，见缝就钻；极易破损，破损后会流出粘性体液；有静电吸引麻烦；身上还带有粘滞性，在控制和移动中极易发生因粘滞而停走或堵塞；还有不少粘混在一起的叠卵和杂质；落下有蹦跳的弹性。因此，其生理特性非常不利于机械和自动控制设计。如：怎样使蚕卵能保持整齐有序的队伍行进，在颗与颗之间有足够的时间和距离间隔，为检测和分离提供时空条件？怎样使蚕卵在运行中不破损、不粘滞或不堵塞等这些都是非常难以解决的问题。

发明内容

本发明针对现有家蚕平衡致死系(以及不久将研究成功的限性蚕品种)依赖人工对不同卵色的雌雄蚕卵进行分离所存在的耗时费工，效率低下和难以满足蚕种制种对时间的进度要求，及较易产生人为误差的缺陷，提供一种能自动、高速、准确分离不同性别卵色的雌雄蚕卵的仪器，从而节省了人工，提高了分离准确度。

本发明的技术方案是这样实现的：

不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，该分离仪包括有：

A.定量供卵系统，包括有：

锥形供卵筒，锥形供卵筒内设有中心漏卵孔；

斜转管供卵装置，包括安装在锥形供卵筒下端的供卵装置座，供卵装置座上设有与中心漏卵孔相通的垂直漏卵通道，锥形供卵筒下端安装有卵量反馈调速电路板总成、疏卵步进电机电路板总成和供卵步进电机，供卵装置座上安装有横向翻卵轴，横向翻卵轴与供卵步进电机之间通过传动轴套连接，在供卵装置座一侧横向倾斜安装有一根与垂直漏卵通道相通的斜转管，斜转管外圆上固定有齿轮，横向翻卵轴上安装有前齿轮组，斜转管由卵量反馈调速电路板总成控制供卵步进电机通过前齿轮组带动而旋转；横向翻卵轴后端设有后齿轮组，供卵装置座上安装有横向疏卵推卵针轴，横向疏卵推卵针轴上设置有与后齿轮组连接的齿轮，横向翻卵轴通过齿轮传动带动横向疏卵推卵针轴旋转，横向疏卵推卵针轴前端的疏卵针横向穿过垂直漏卵通道，在转动中疏动蚕卵；其固定疏卵针的转轴底平面被制成斜面，在转动中不断通过斜面的旋推，将蚕卵推入斜转管；

纵向疏卵装置，包括锥形供卵筒顶上设置的电机固定扁钢，固定扁钢上安装有疏卵步进电机，步进电机传动轴下面连接有纵向疏卵针轴，纵向疏卵针轴穿过锥形供卵筒的中心漏卵孔，错开横向翻卵轴，穿入供卵装置座内的垂直漏卵通道中，纵向疏卵针轴通过步进电机带动而转动；

B.分流排序系统，设置在定量供卵系统的斜转管下管口的下端，包括有：

旋转式分流装置，包括旋转锥盘、旋转式分流器、分流步进电机和分流步进电机电路板总成，旋转锥盘固定在旋转式分流器上，用于承接从斜转管供卵装置落下的蚕卵，旋转锥盘内设置有锥盘刮片，锥盘刮片卡在锥盘刮片定位轴底端中心开有的平槽内，顺平槽上下浮动，其刮面斜度与锥盘锥度相同，在浮动中保持刮面紧贴旋转锥盘锥面；旋转锥盘底端设有漏卵孔，旋转式分流器内设置有内孔，内孔上端与旋转锥盘的漏卵孔相通，内孔下端连接有分流供卵管，旋转式分流器下端与分流步进电机相连；

卵量光电传感装置，包括多孔式分流凹盘，多孔式分流凹盘上环形排列多个分流孔，分流孔上装有卵量光电传感器，卵量光电传感器将检测信号传给卵量预置计数控制器；卵量预置计数控制器通过单片机指令改变步进脉冲，控制卵量反馈调速电路板总成，使带动斜转管的供卵步进电机转速改变；

槽盘式斜刮排行装置，包括多通道分流槽盘、斜刮排序转盘、固定托盘、排序步进电机、输卵管、排序步进电机电路板；多孔式分流凹盘套装在固定不动的多通道分流槽盘上部的环筒中，从上到下，多通道分流槽盘下面分别是斜刮排序转盘、固定托盘、排序步进电机，多通道分流槽盘上开有多条镂空的斜槽，沿内圆周等分排列；排序步进电机连接斜刮排序转盘，固定托盘上设置有疏卵通道孔，在排序步进电机带动下，多通道分流槽盘的各斜槽内的蚕卵被底部转动的斜刮排序转盘旋移，最后分别落入固定托盘上的各输卵通道孔内；输卵通道孔下端连接有输卵管；

C.识别分离系统，包括有：

中心旋转装置，包括分选转盘，分选转盘下面固定有大齿轮，大齿轮连接主动齿轮，主动齿轮锁套在分选转盘步进电机的输出轴上；

光电检测和电磁击打分离装置，包括分选单元座和电子器件固定盘，输卵管连接到分选单元座内，分选单元座沿圆周分布在分选转盘的圆形轨道上，并套在电子器件固定盘上上，分选单元座开有蚕卵贮放腔和斜槽，蚕卵在分选转盘的旋移作用下沿斜槽排列前进；分选单元座上安装有蚕卵光电检测座，蚕卵光电检测座上安装有光电卵色检测传感器，电子器件固定盘上固定有检测控制模块和样板卵色数据库电路板总成，检测控制模块连接电磁击卵分离器；

分卵装置，包括雌卵排出管、雄卵排出管，雌卵排出管、雄卵排出管上端分别连接分选单元座，雌卵排出管、雄卵排出管下端分别连接雄卵贮放杯、雌卵贮放杯；

落入各分选单元座(44)中的蚕卵，在分选转盘(42)旋移作用下，被各分选单元座(44)的斜槽边斜刮而排齐前行，在自动行走中通过光电卵色检测传感器(48)检测，光电卵色检测传感器(48)根据雌雄蚕卵不同的颜色特征获得不同的光信号，并经由检测控制模块(52)和样板卵色数据库电路板总成(53)识别出雌卵或雄卵信号，指令电磁击卵分离器(50)动作。

作为优选，所述的分离仪还包括：

叠卵及杂物筛选清除器，包括粗网筛筒、细网筛筒，粗网筛筒安装在细网筛筒内，两网筛筒与出卵筒和传动轴管同轴，外筒连接圈通过螺钉将粗网筛筒和细网筛筒与出卵筒外圈固定在一起，传动轴管向下倾斜，下端与清杂步进电机相连，上端与出卵筒的封闭端套筒相固定，出卵筒的开口端套筒与加卵管相连，步进电机固定在电机固定架上，固定架又通过活动支撑轴与活动座架相连接，固定架前端下部固定有叠卵排出槽；细网筛筒下端设置净卵槽盒，净卵槽盒一端靠在微形风扇旁，蚕卵在出网口下落的过程中，杂尘被风扇吹掉。

作为优选，所述出卵筒的开口端套筒穿出轴承与加卵管相连，轴承的两边安装有轴承座圈，轴承座圈两边分别安装有倾斜角调节架。

作为优选，所述的固定托盘上的各输卵通道孔内各安装有输卵管定位套筒，输卵管定位套筒中心为通孔，用于蚕卵落下，套筒下部与输卵管外径紧配。

作为优选，所述识别分离系统的下面设有一总电控箱壳，总电控箱壳内设置有电源、电器电控电路板总成、分选步进电机电路板总成和排序步进电机电路板总成，总电控箱壳两边装有手提柄。

作为优选，所述的雄卵贮放杯、雌卵贮放杯分别卡在两个排卵杯固定半盘的圆槽内，两个排卵杯固定半盘通过嵌口卡接组成一个整圆盘。

作为优选，所述锥形供卵筒、旋转锥盘、多孔式分流凹盘、多通道分流槽盘、斜刮排序转盘、分选转盘、蚕卵光电检测座、雄卵贮放杯、雌卵贮放杯、锥盘刮片都采用防静电塑料。

作为优选，所述的输卵管每个都连接有一个识别分离系统。

作为优选，所述的斜转管相对于垂直方向倾斜5～15度。

作为优选，所述的电磁击卵分离器用气流射卵分离器替换，气流射卵分离器包括有：安装在电磁分离器固定板上的气针座，气针座上安装有微形电控气泵开关、气针和小型气泵，气针和微形电控气泵开关分别安装在各气针座上的前端和后端，微形电控气泵开关的控制线与检测控制模块相连，小型气泵将气流输至与微形电控气泵开关相连的各组气管中。

采用了上述技术方案的本发明具有的有益效果是：

1.本发明的雌雄蚕卵分选仪，是以不同性别具有不同卵色的特点，作为识别和区分雌雄蚕卵的设计特征；是以克服蚕卵本身存在的非常不利于机械和自动控制的生理特性作为攻坚重点。通过斜转管定量供卵、多通道旋转分流、有间距斜刮排序、各自独立的光电识别、样板卵色数据库对比、电磁射卵分离(或气流射卵分离)等装置，实现了高速精确分离雌雄蚕卵，并保证蚕卵不受损和保持活性的目标，还大大节省了人工。

2、由锥形供卵筒和斜转管供卵装置等组成的定量供卵系统。可根据仪器分离雌雄蚕卵的分离效率提供合适的卵量和合理的供卵速度，以防止供卵过多来不及处理而堆积，也防止供卵过少而降低分离效率，还保证在供卵过程中蚕卵不粘滞、不堵塞和不破损。

发明的斜转管供卵设计解决了难度极大的粗定量供卵问题。蚕卵从锥形供卵筒进入向下倾斜10度左右的旋转的斜转管，下滑而旋出。当斜转管不转时，蚕卵会在管内搁住不下滑。管子转速越高，出卵速度也越快。通过光电检测供卵量，用反馈信息来自动调整步进电机带动的斜转管转速的快慢，做到粗略地定量输出，为后面的控制提供了必需的条件。

3.由锥盘刮卵装置、旋转式分流装置、槽盘式斜刮排行装置等组成的分流排序系统将前述的斜转管单通道定量供卵，转变为按时序旋转分流到各自独立运行和控制的多通道中去，并通过斜刮排行方式，使各通道的蚕卵在移行中能整齐地排成一列，并自动产生间隔。

发明的分流设计既可大大提高分离蚕卵的工效，又保证了光电检测和物理分离蚕卵所需的足够时间和空间位置，还可以使到达各自通道的蚕卵有一定的时序间隔。

发明通过斜刮排序解决了极易破损和粘滞的蚕卵的整齐排队并产生间距的大难题，为后面的光电检测和物理分离提供了必须的间距条件和精确度位置。

4.通过横向翻卵轴、横向疏卵推卵针轴和纵向疏卵装置有效防止供卵过程中因蚕卵粘滞等引起通道堵塞，且不会损坏蚕卵。

5.由一个中心旋转装置和多个分选单元等组成的识别分离系统让落入各分选单元座的孔槽中的蚕卵，在分选转盘旋移作用下，再次经过斜刮排队通过光电卵色检测传感器检测，经单片机检测控制模块与样板卵色数据库对比，指令电磁击卵分离器将雄卵推入雄卵排出管，让雌卵自行落入雌卵排出管，并进入各自的排卵杯内。

本发明的中心旋转装置和上下浮动安装的分选单元设计，只需一个分选转盘便可为多个分选单元提供移运蚕卵的动力，以及检测分离的位置，大大简化了结构。

6.本发明采用了各自独立的排卵杯设计。万一发生故障，可以很方便地从杯中发现问题属哪一单元；同时不产生因某单元错误分选而引起的整体蚕卵混淆。

7.本发明发明的叠卵及杂物筛选清除器通过不同目数的多层网筛筒在倾斜的旋转过程中，分层将净卵、叠卵、大杂物和小杂物筛选分离，杂尘则被风扇沿长槽吹掉。

进一步免除了人工效率低下的蚕卵清杂除叠工作，采用旋转式网筛筒设计的最大好处是，因筛网有转到上面的过程，能大大在减少蚕卵在筛孔中卡死的现象，可全面提高筛选效果。

8.为了使分离效果更好，还设计了可替换电磁击卵分离器的备选装置——气流射卵分离器，用极细的气流束，来射击分离蚕卵。

附图说明

图1为本发明雌雄蚕卵分离仪的正视结构示意图；

图2为本发明雌雄蚕卵分离仪的俯视结构示意图；

图3为本发明的雌雄蚕卵分离仪的工作流程图；

图4为本发明的叠卵及杂物筛选清除器的正视结构示意图；

图5为本发明的叠卵及杂物筛选清除器的侧视结构示意图；

图6为本发明的叠卵和杂物筛选清除器的工作流程图；

图7为气流射卵分离器结构示意图；

图8为图7的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1-3所示，本发明由多个系统构成，包括有：定量供卵系统、分流排序系统，识别分离系统，电气电控系统等组成。另外，还有单独成一体的辅助装置——叠卵及杂物筛选清除器，可替换电磁击卵分离器的备选装置——气流射卵分离器。

一、定量供卵系统

定量供卵系统由锥形供卵筒、斜转管供卵装置、纵向疏卵装置和锥盘刮卵装置等组成。定量供卵系统的主要作用是根据仪器对雌雄蚕卵的分离效率提供合适的卵量和合理的供卵速度，既防止供卵过多来不及处理而堆积，也防止供卵过少而降低分离效率，还保证在供卵过程中蚕卵不粘滞、不堵塞和不破损。

1.锥形供卵筒

锥形供卵筒1用于倒入和存放经过清杂处理后的蚕卵。筒底为中心漏卵孔150，蚕卵沿30度锥面滑入中心漏卵孔150，再漏入供卵装置座14的垂直通道。锥形供卵筒1通过三根锥筒立柱2托起，各立柱底部插接固定在多通道分流槽盘27上，沿盘外圆三等分排列。

2.斜转管供卵装置

斜转管供卵装置由供卵步进电机3、卵量反馈调速电路板总成19、电机固定板4、传动轴套5、前齿轮组6、横向翻卵轴7、后齿轮组8、横向疏推卵针轴9、斜转管10、小轴承11、轴承座12、锥盘刮片定位轴13管、供卵装置座14等组成。

供卵装置座14安装在锥形供卵筒1下面，内有垂直漏卵通道151等结构，各供卵装置的另件和器件安装其上。

斜转管供卵装置非常巧妙，是本发明的关键之一。斜转管10向下倾斜5～15度安装，由卵量反馈调速电路板总成19控制供卵步进电机3通过前齿轮组6带动而旋转；从垂直漏卵通道151垂直下来的蚕卵进入该管后，会在旋转中沿斜转管10下滑而旋出。由于斜转管10的安装斜度仅为10度左右，当不转时，蚕卵会在管内搁住，一般是不会滑下来的。管子转速越高，出卵速度也越快。因此，可以通过供卵量检测的反馈信息来自动调整步进电机3转速的快慢，以控制供卵量，防止供卵过多或过少。但由于蚕卵的粘滞性和落卵的不确定性，斜转管供卵装置虽有反馈系统，也只能做到粗略地定量输出。虽然不算精确，但已为后面的控制起到了极为重要的作用。

斜转管10上端是进卵口，其外圆被固定在轴承11内孔。管子中段的外圆上固定有齿轮，被供卵步进电机传动轴上的前传动齿轮带动(即前齿轮组6)，使斜转管10旋转。为了防止从中心漏卵孔150下来的蚕卵堵塞，让传动轴延伸并横穿过供卵装置座14内的垂直漏卵通道151，使蚕卵在下落过程中始终与横向翻卵轴7相碰(转轴与蚕卵接触处被铣成平面，转动中起到了翻动蚕卵的作用，所以定名为横向翻卵轴7)，保持动态而减少粘堵。为了让从垂直漏卵通道151下来的蚕卵能拐弯进入斜转管10进卵口，并防止堵塞，让横向翻卵轴7继续延伸出供卵装置座14，连接后齿轮组8，带动横向疏卵推卵针轴9旋转，其疏卵针横向穿过垂直漏卵通道151，在转动中疏动蚕卵；其固定疏卵针的转轴底平面被制成斜面，在转动中不断通过斜面的旋推，将蚕卵推入斜转管10。

3.纵向疏卵装置

为了防止供卵过程中因蚕卵粘滞引起通道堵塞，除前述的横向翻卵轴7和横向疏推卵针轴9的设置外，还专门设置了纵向疏卵装置。在锥形供卵筒1顶部中心用电机固定扁钢15安装固定一只疏卵步进电机16，电机轴垂直向下，连接一根长长的纵向疏卵针轴17，穿过锥形供卵筒1的中心漏卵孔150，但偏离中心约4毫米，以错开横向翻卵轴7，穿入供卵装置座14内的垂直漏卵通道151中。当步进电机16带动纵向疏卵针轴17转动时，便起到了纵向疏通蚕卵的作用。

二、分流排序系统

分流排序系统由旋转式分流装置、卵量光电传感装置、槽盘式斜刮排行装置等组成。分流排序系统的主要作用是将单通道定量供给的蚕卵按时序分流到各自独立运行和控制的多通道中去，既可大大提高分离蚕卵的工效，又保证了光电检测和物理分离蚕卵所需的足够时间和空间，还可以使到达各自通道的蚕卵有一定的时序间隔。特别重要的是发明了斜刮排行装置，使各通道的蚕卵在移行中能整齐地排成一列，并自动产生间隔。旋转分流产生的时序间隔和斜刮排序产生的时序间隔合二为一，为后面的光电检测和物理分离提供了必须的间距条件。

1.旋转式分流装置；

包括旋转锥盘21、旋转式分流器22、分流步进电机23和分流步进电机电路板总成35，旋转锥盘21固定在旋转式分流器22上，用于承接从斜转管供卵装置落下的蚕卵，旋转锥盘21内设置有锥盘刮片18，薄薄的锥盘刮片18卡在安装在供卵装置座14下的锥盘刮片定位轴13底端中心开有的平槽内，顺平槽上下浮动，其刮面斜度与锥盘锥度相同，在浮动中保持刮面紧贴旋转锥盘21锥面；旋转锥盘21底端设有漏卵孔，落入旋转锥盘21的蚕卵碰到锥盘刮片18，被挤刮而排队，沿锥度整齐下滑，一颗一颗地迅速落入旋转锥盘21的漏卵孔中，旋转式分流器22内设置有内孔，内孔上端与旋转锥盘21的漏卵孔相通，内孔下端连接有分流供卵管152，旋转式分流器22下端与分流步进电机23相连；

分流供卵管152斜插固定在直立的旋转式分流器22上，斜度为30度，使分流装置呈卜字或h形。分流器22下端与由单片机控制的分流步进电机23相连。当分流器22在步进电机23带动下垂直旋转时，落入分流器22内孔的蚕卵从其侧边的分流供卵管152斜滑而下。

2.卵量光电传感装置

包括多孔式分流凹盘24，多孔式分流凹盘24上环形排列18个分流孔153，实现分流，分流凹盘24各孔四面均为45度的斜坡，使从分流供卵管152斜滑而下的蚕卵容易进入孔；

在多孔式分流凹盘24的18个分流孔下面，选三孔安装三组卵量光电传感器25，将检测信号传给卵量预置计数控制器26。假定供卵量设置值为60粒/分/孔，3孔为180粒/分。当三组光电传感器25检测总量超过预置数180粒/分时，卵量预置计数控制器26便通过单片机指令减少步进脉冲，控制卵量反馈调速电路板总成19，使带动斜转管10的供卵步进电机3转速变慢，供卵量减少。同理，当三组光电检测总量小于180粒/分时，指令步进电机3转速变快，以此达到较准确的和所希望的供卵量。在仪器刚运行时，由于卵还未运行到检测位置，不能视为供卵量减少，步进电机3应按供卵量设置值的速度运行。只有供卵量第一次超过预置数，后面的反馈控制才有效。

3.槽盘式斜刮排行装置

槽盘式斜刮排行装置由多通道分流槽盘27、斜刮排序转盘28、固定托盘29、排序步进电机30、输卵管31、输卵管定位套筒32、支撑杆33、支撑盘34、排序步进电机电路板总成等组成。

分流凹盘24套装在固定不动的多通道分流槽盘27上部的环筒中；从上到下，槽盘27下面分别是斜刮排序转盘28、固定托盘29、排序步进电机30。塑制的分流槽盘27上开有18条镂空的斜槽，沿内圆周等分排列，象太阳射线那样从内圆向外伸展，所不同的是各槽线方向是沿圆切线倾斜，并分三段伸展的，每段约倾斜约45度，即45度斜线-圆弧线-45度斜线-圆弧线-45度斜线。

在排序步进电机30带动下，进入各槽内的蚕卵被底部转动的斜刮排序转盘28(平面圆盘)旋移，在斜刮排序转盘28切向力的推动下与斜向为45度的槽边相碰，产生两个分力，一个分力推动蚕卵沿槽向而行，一个分力与槽边垂直，挤压蚕卵嵌入卵与卵之间(在数颗蚕卵一起运行的情况下)，使蚕卵整齐地沿平直的斜面排列前进。由于斜槽是分三段的，蚕卵每当被旋移至圆弧线段，便脱离斜槽约束，沿圆弧而行，速度加快，形成蚕间距。蚕卵的运行速度随盘径的增大而越走越快，并逐级扩大间距，最后分别落入固定托盘29上的各输卵通道孔154。

要使无序的蚕卵有序地排队前进是非常困难的，但本发明设计的槽盘式斜刮排行装置非常简单而巧妙地解决了这一极为关键的难题。

由于卵量和分流均匀度是由斜转管供卵装置和旋转式分流装置粗控的，与转盘快慢并无直接关系，但转盘转速还是略快些比较好，能及时输出，又可减少部分蚕卵粘滞不走的现象。

由于18条通道的各蚕卵分选单元(包括各自独立的识别和分离装置等)需要足够的安装位置，并共用一个能使蚕卵移动的分选转盘42，所以要将18个分选单元均布在分选转盘42的外圆上。因此，需要将落入固定托盘29上的各输卵通道孔154内的蚕卵，用18根输卵管31，象太阳一样向外辐射输出至各分选单元。每根输卵管31向下倾斜30度，使进入的蚕卵能顺利下滑。

为了使18根输卵管31的出卵端口能正确地伸展到各自的分选单元所定位置，在固定托盘29上各输卵通道孔的沉孔内各安装一个输卵管定位套筒32，锁定前互为动配，套筒32中心为通孔，上部为锥孔，用于蚕卵落入；中部为通孔；下部为直孔，与输卵管31上部的外径紧配。当转动套筒32，可联动输卵管31，转到各自分选单元的最佳位置，然后用螺钉将各定位套筒32锁紧在固定托盘29上。

固定托盘29通过四根支撑杆33固定在支撑盘34上，而支撑盘34又固定在大齿轮轴承座套37上，轴承座套37内管孔可安装电线。

三、识别分离系统

识别分离系统由一个中心旋转装置、18组光电检测和电磁击打分离装置以及18组分卵装置等组成(按圆周等距排列)。

中心旋转装置由大齿轮轴承座套37、轴承38、大齿轮9、主动齿轮40、分选转盘步进电机41、分选转盘42、电子器件固定盘43、分选转盘步进电机电路板总成等组成。

18组光电检测和电磁击打分离装置各由分选单元座44、配重45、单元座限位板46、蚕卵光电检测座47、光电卵色检测传感器48、激光发射管散热片49、电磁击卵分离器50、电磁分离器固定板51、单片机检测控制模块(即单元电路)52、样板卵色数据库电路板总成53、雌卵排出管54和雄卵排出管55等组成。

分选系统的基本设计思路是让落入各分选单元座44孔槽中的蚕卵，在分选转盘42旋移作用下，被各分选单元座44的槽边斜刮而排齐前行，在自动行走中通过光电卵色检测传感器48检测，测出雌、雄等几种不同的卵色信号。经单片机检测控制模块52与样板卵色数据库电路板总成53对比，如识别为雄卵，则指令电磁击卵分离器50动作，如为雌卵，则不动作，继续前行。使雌(包括非受精卵)、雄二种蚕卵落入不同的管孔内，并进入各自的贮放杯。

1.中心旋转装置

大齿轮轴承座套37和步进电机41被固定在总电控箱盖板65的平面上。与分选转盘42固定在一起的大齿轮39通过轴承38安装在轴承座套37上。主动齿轮40被锁套在分选转盘步进电机41的输出轴上，带动大齿轮39与分选转盘42旋转。轴承座套37的内管筒，用于电线走线；顶部套入和固定分流排序系统的支撑盘34。电子器件固定盘43也是套入和固定在轴承座套37的管筒外径上。

2.十八组分选单元

电子器件固定盘43的边缘沿圆周均布18组双立柱，用于套入和定位分选单元座44。分选单元座44的上部有大凹孔，可安放配重45。分选单元座44的伸出部分压在分选转盘42的外圆盘边轨道上。分选单元座44可顺双立柱上下浮动，靠配重45及单元座限隙板46与分选转盘42之间保持无隙。各蚕卵光电检测座47安装在各分选单元座44上，前后位置可略作调整。各分选单元座44开有镂空的蚕卵贮放腔和斜槽，使蚕卵可在分选转盘42旋移作用下整齐地沿斜槽排列前进。各电磁击卵分离器50通过固定板51安装在电子器件固定盘43的相应位置上，形成18组各自独立的分选单元。

当各输卵管31的蚕卵滑入各分选单元座44的蚕卵贮放腔内后，分选单元座44在底部的分选转盘42带动下，蚕卵沿单元座44上的斜槽旋移并接触到30度角的斜刮面，被推压并整齐地沿斜面排列前进。由于斜角的分力，蚕卵运行速度降低变慢，但队伍排得很齐。当蚕卵脱离斜角面，进入旋转轨道后，也就进入了光电检测和电磁击打分离区域。

3.光电检测和电磁击打分离装置

光电卵色检测传感器48由半导体激光器、光敏三极管等组成，安装在蚕卵光电检测座47内，而检测座47则安装在分选单元座44出卵口的上方。半导体激光器后部联有散热片49。根据雄蚕种雌卵呈灰黑色，雄卵呈奶黄的颜色特征，用半导体激光器照射蚕卵(反射角为5度)，使红色激光反射至光敏三极管(峰值波长为红外区)，获得不同的光信号。蚕卵的传感信号经过滤波放大，经由单片机等组成的AD模/数转换采样系统，既单片机检测控制模块52后，与单片机程序编入的样板卵色数据库53的标准信号进行比较，识别出雌卵或雄蚕信号，并指令执行机构(电磁击卵分离器50)产生相应的击打动作。当发现的是雄卵，分离器50动作，用细长的橡胶推头将雄卵推入分选单元座44的雄卵锥孔内，经雄卵排出管55落入排卵系统的雄卵贮放杯57中。如果是雌卵，分离器50不动作，雌卵继续沿旋转轨道前进，直至碰到斜墙，被刮入分选单元座44上的雌卵锥孔内，经雌卵排出管54落入雌卵贮放杯56中。

4.样板卵色数据库53和单片机检测控制模块52

由于不同雄蚕品种的雌、雄蚕卵色具一定差异，还有非受精卵(白色)，因此要建立卵色的标准信号数据库，即样板卵色数据库53。

本方案采用了单片机AD模/数转换采样系统，其最大的优点是可以非常方便地建立样板卵色数据库53，可以通过数字设定，来适应不同品种不同卵色的分辨要求。另外，可以通过数字设定，非常方便地分辨出非受精卵。

18个单片机检测控制模块52是各自独立的，一个模块内有独立的一片单片机。但样板卵色数据库53是共用的。

5.分卵装置

分卵装置由两个排卵杯固定半盘58和18个雌卵贮放杯56，18个雄卵贮放杯57组成。排卵杯固定半盘58上开有卡放排卵杯的圆槽。两个半盘58通过嵌口卡接组成一个整圆盘(可以很方便地拆卸)，并用排卵盘联接板59固定。排卵装置采用各自独立排卵的目的是：万一发生故障，可以很方便地从杯中发现问题属哪一单元；同时不产生因某单元错误分选而引起的整体蚕卵混淆。

四.电气电控系统

电气电控系统主要分总电控箱和各检测及执行单元电路。

在分选系统的下面有一总电控箱壳61，上盖有总电控箱盖板65，由四根电控箱壳支撑杆64连接固定在一起。支撑杆64同时还是仪器的座脚。箱壳61两边装有提手柄62。

箱壳61里面装有精密的直流电源66、电气电控电路板总成67、分选转盘步进电机电路板总成和排序步进电机电路板总成(分选转盘步进电机电路板总成和排序步进电机电路板总成安装在箱壳61内，不具体画出)。各电源输出线和其它控制线通过大齿轮轴承座套37内管筒，联接到电子器件固定盘43上的圆盘形印刷电路板上(即样板卵色数据库电路板总成53)，再分别向各单元电路提供直流电源和控制信息，共分成十八组，分别通过接插件连接到各单片机检测控制模块52的18块扇形印刷电路板上，各扇形板还将电源和控制线连接到光电卵色检测传感器48、电磁击卵分离器50上。

分流步进电机电路板总成35、疏卵步进电机电路板总成20、卵量光电传感器25和卵量预置计数控制器26的几块印刷电路板均安装在各器件附近。电线穿过大齿轮轴承座套37内孔将各电源连到各电路板。

所有步进电机的控制均采用各自独立的单片机控制电路。

卵量光电传感器25、卵量反馈调速电路板总成19通过电线与卵量预置计数控制器26的印刷电路板相连，获得电源、传感信号和反馈信息。

总电控箱前面板上安装有控制开关和LED指示灯，样板卵色选择按键和LED数码管。后板安装有电源连线、连接板和接插件、保险装置和叠卵及杂物筛选清除器的电源输出插座。

五、叠卵及杂物筛选清除器

蚕卵难免有杂质和特小的非受精卵，而且不少蚕卵是几颗粘叠在一起的，因此在进入仪器前必须经过筛选，去除叠卵和杂质等，为分卵排除后患。

蚕卵的清杂除叠可以通过人工用网筛完成。金属网筛盘分大小各一只。小目数格的筛盘用于将特小的蚕卵和杂质筛选掉，大目数格的筛盘用于将粘接在一起的叠卵和大杂质筛选掉。

本发明的叠卵及杂物筛选清除器蚕具有自动完成上述工作的功能。

叠卵及杂物筛选清除器75体积较大，不宜与雌雄蚕卵分离仪主体安装在一起，而独成一体。该装置如图4-6所示，包括小口径粗网筛筒76、大口径细网筛筒77、外筒连接圈78、出卵筒79、传动轴管80、清杂步进电机81、电机固定架82、活动支撑轴83、活动座架84、进卵管85、轴承86、轴承座圈87、倾斜角调节架88、微形风扇89、叠卵排出槽90、叠卵盒91、净卵槽盒92、步进电机调速电路板总成93、风扇调速电路板总成94等。

小口径粗网筛筒76安装在大口径细网筛筒77内，两网筛筒与出卵筒79和传动轴管80同轴。外筒连接圈78通过四颗螺钉将网筛筒76和77与出卵筒79外圈固定在一起。传动轴管80向下倾斜，下端与清杂步进电机81相连，上端与出卵筒79的封闭端套筒相固定。出卵筒79的开口端套筒穿出轴承86与加卵管85相连。步进电机81固定在U形的电机固定架82上，固定架82又通过活动支撑轴83与U形的活动座架84相连接。固定架82前端下部固定有叠卵排出槽90。

轴承座圈87安装轴承86的两边，对称开有两个螺孔，用于安装二根倾斜角调节架88，各用螺栓锁紧。

将蚕卵用漏斗倒入加卵管85，量不能超出管口。启动清杂步进电机81，蚕卵将在倾斜的出卵筒79的大肚腹腔中旋转，并从腔底的多个漏孔中逐步漏出，进入小口径粗网筛筒76内。在倾斜的旋转中，一些能穿出粗网筛孔的蚕卵或小杂质落入大口径细网筛筒77内；一些不能穿出粗网筛孔的叠卵和大杂质，在旋滚和下翻的运动中落入叠卵排出槽90，再滑入叠卵盒91中。

进入大口径细网筛筒77内的小杂质穿出细网筛孔，落入桌面；不能穿出细网筛孔的蚕卵在旋滚和下翻运动中落入净卵槽盒92中。槽盒92是一矩形开口长槽，一端靠在微形风扇89旁。蚕卵在出网口下落的过程中，杂尘被风扇89沿长槽吹掉。

调节风扇调速电路89，可改变微形风扇84的吹尘风量。

改变调节架88的角度(如扒开)，能调整网筛筒的倾斜角，即可改变蚕卵的下翻速度。调节清杂步进电机调速电路93，能改变网筛筒的筛卵速度。两者结合，可以获得较理想的清杂除叠效果。

小口径粗网筛筒76的网目尺寸可定为16目；大口径细网筛筒77的网目尺寸可定为50目。

六、可替换电磁击卵分离器的备选装置——气流射卵分离器

用气流射卵分离器95来替代电磁击卵分离器50，分离效果更好，对蚕卵无硬性接触或打击。将电磁击卵分离器50拆除，改装气流射卵分离器95。如图7、8所示，把气针座97安装在电磁分离器固定板51上。气针96和微形电控气泵开关98分别安装在各气针座97上的前端和后端。气针96伸至圆形轨道上，并近贴轨道。微形电控气泵开关98的控制线与单片机检测控制模块52相连。小型气泵99将气流输至与微形电控气泵开关98相连的各组气管101中，气泵开关98根据指令控制气流开或关。当打开时，各气针96输出极细的气流束，来射击蚕卵。其识别分离过程同电磁分离一样。

Claims (10)

1.不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，该分离仪包括有：

A.定量供卵系统，包括有：

锥形供卵筒(1)，锥形供卵筒(1)内设有中心漏卵孔(150)；

斜转管供卵装置，包括安装在锥形供卵筒(1)下端的供卵装置座(14)，供卵装置座(14)上设有与中心漏卵孔(150)相通的垂直漏卵通道(151)，锥形供卵筒(1)下端安装有卵量反馈调速电路板总成(19)、疏卵步进电机电路板总成(20)和供卵步进电机(3)，供卵装置座(14)上安装有横向翻卵轴(7)，横向翻卵轴(7)与供卵步进电机(3)之间通过传动轴套(5)连接，在供卵装置座(14)一侧横向倾斜安装有一根与垂直漏卵通道(151)相通的斜转管(10)，斜转管(10)外圆上固定有齿轮，横向翻卵轴(7)上安装有前齿轮组(6)，斜转管(10)由卵量反馈调速电路板总成(19)控制供卵步进电机(3)通过前齿轮组(6)带动而旋转；横向翻卵轴(7)后端设有后齿轮组(8)，供卵装置座(14)上安装有横向疏卵推卵针轴(9)，横向疏卵推卵针轴(9)上设置有与后齿轮组(8)连接的齿轮，横向翻卵轴(7)通过齿轮传动带动横向疏卵推卵针轴(9)旋转，横向疏卵推卵针轴(9)前端的疏卵针横向穿过垂直漏卵通道(151)，在转动中疏动蚕卵；其固定疏卵针的转轴底平面被制成斜面，在转动中不断通过斜面的旋推，将蚕卵推入斜转管(10)；

纵向疏卵装置，包括锥形供卵筒(1)顶上设置的电机固定扁钢(15)，固定扁钢(15)上安装有疏卵步进电机(16)，疏卵步进电机(16)传动轴下面连接有纵向疏卵针轴(17)，纵向疏卵针轴(17)穿过锥形供卵筒(1)的中心漏卵孔(150)，错开横向翻卵轴(7)，穿入供卵装置座(14)内的垂直漏卵通道(151)中，纵向疏卵针轴(17)通过疏卵步进电机(16)带动而转动；

B.分流排序系统，设置在定量供卵系统的斜转管(10)下管口的下端，包括有：

旋转式分流装置，包括旋转锥盘(21)、旋转式分流器(22)、分流步进电机(23)和分流步进电机电路板总成(35)，旋转锥盘(21)固定在旋转式分流器(22)上，用于承接从斜转管供卵装置落下的蚕卵，旋转锥盘(21)内设置有锥盘刮片(18)，锥盘刮片(18)卡在锥盘刮片定位轴(13)底端中心开有的平槽内，顺平槽上下浮动，其刮面斜度与锥盘锥度相同，在浮动中保持刮面紧贴旋转锥盘(21)锥面；旋转锥盘(21)底端设有漏卵孔，旋转式分流器(22)内设置有内孔，内孔上端与旋转锥盘(21)的漏卵孔相通，内孔下端连接有分流供卵管(152)，旋转式分流器(22)下端与分流步进电机(23)相连；

卵量光电传感装置，包括多孔式分流凹盘(24)，多孔式分流凹盘(24)上环形排列多个分流孔(153)，分流孔(153)上装有卵量光电传感器(25)，卵量光电传感器(25)将检测信号传给卵量预置计数控制器(26)；卵量预置计数控制器(26)通过单片机指令改变供卵步进电机(3)的步进脉冲，控制卵量反馈调速电路板总成(19)，使带动斜转管(10)的供卵步进电机(3)转速改变；

槽盘式斜刮排行装置，包括多通道分流槽盘(27)、斜刮排序转盘(28)、固定托盘(29)、排序步进电机(30)、输卵管(31)、排序步进电机电路板(36)；多孔式分流凹盘(24)套装在固定不动的多通道分流槽盘(27)上部的环筒中，从上到下，多通道分流槽盘(27)下面分别是斜刮排序转盘(28)、固定托盘(29)、排序步进电机(30)，多通道分流槽盘(27)上开有多条镂空的斜槽，沿内圆周等分排列；排序步进电机(30)连接斜刮排序转盘(28)，固定托盘(29)上设置有疏卵通道孔(154)，在排序步进电机(30)带动下，多通道分流槽盘(27)的各斜槽内的蚕卵被底部转动的斜刮排序转盘(28)旋移，最后分别落入固定托盘(29)上的各输卵通道孔(154)内；各输卵通道孔(154)下端分别连接有输卵管(31)；

C.识别分离系统，包括有：

中心旋转装置，包括分选转盘(42)，分选转盘(42)下面固定有大齿轮(39)，大齿轮(39)连接主动齿轮(40)，主动齿轮(40)锁套在分选转盘步进电机(41)的输出轴上；

光电检测和电磁击打分离装置，包括分选单元座(44)和电子器件固定盘(43)，输卵管(31)连接到分选单元座(44)内，分选单元座(44)沿圆周分布在分选转盘(42)的圆形轨道上，并套在电子器件固定盘上(43)上，分选单元座(44)开有蚕卵贮放腔和斜槽，蚕卵在分选转盘(42)的旋移作用下沿斜槽排列前进；分选单元座(44)上安装有蚕卵光电检测座(47)，蚕卵光电检测座(47)上安装有光电卵色检测传感器(48)，电子器件固定盘(43)上固定有检测控制模块(52)和样板卵色数据库电路板总成(53)，检测控制模块(52)连接电磁击卵分离器(50)；

分卵装置，包括雌卵排出管(54)、雄卵排出管(55)，雌卵排出管(54)、雄卵排出管(55)上端分别连接分选单元座(44)，雌卵排出管(54)、雄卵排出管(55)下端分别连接雄卵贮放杯(57)、雌卵贮放杯(56)；

落入各分选单元座(44)中的蚕卵，在分选转盘(42)旋移作用下，被各分选单元座(44)的斜槽边斜刮而排齐前行，在自动行走中通过光电卵色检测传感器(48)检测，光电卵色检测传感器(48)根据雌雄蚕卵不同的颜色特征获得不同的光信号，并经由检测控制模块(52)和样板卵色数据库电路板总成(53)识别出雌卵或雄卵信号，指令电磁击卵分离器(50)动作。

2.根据权利要求1所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述的分离仪还包括：

叠卵及杂物筛选清除器(75)，包括粗网筛筒(76)、细网筛筒(77)，粗网筛筒(76)安装在细网筛筒(77)内，两网筛筒与出卵筒(79)和传动轴管(80)同轴，外筒连接圈(78)通过螺钉将粗网筛筒(76)和细网筛筒(77)与出卵筒(79)外圈固定在一起，传动轴管(80)向下倾斜，下端与清杂步进电机(81)相连，上端与出卵筒(79)的封闭端套筒相固定，出卵筒(79)的开口端套筒与加卵管(85)相连，清杂步进电机(81)固定在电机固定架(82)上，固定架(82)又通过活动支撑轴(83)与活动座架(84)相连接，固定架(82)前端下部固定有叠卵排出槽(90)；细网筛筒(77)下端设置净卵槽盒(92)，净卵槽盒(92)一端靠在微形风扇(89)旁，蚕卵在出网口下落的过程中，杂尘被风扇(89)吹掉。

3.根据权利要求2所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述出卵筒(79)的开口端套筒穿出轴承(86)与加卵管(85)相连，轴承(86)的两边安装有轴承座圈(87)，轴承座圈(87)两边分别安装有倾斜角调节架(88)。

4.根据权利要求1所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述的固定托盘(29)上的各输卵通道孔(154)内各安装有输卵管定位套筒(32)，输卵管定位套筒(32)中心为通孔，用于蚕卵落下，套筒(32)下部与输卵管(31)外径紧配。

5.根据权利要求1所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述识别分离系统的下面设有一总电控箱壳(61)，总电控箱壳(61)内设置有电源(66)、电器电控电路板总成(67)、分选步进电机电路板总成和排序步进电机电路板总成，总电控箱壳(61)两边装有手提柄(62)。

6.根据权利要求1所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述的雄卵贮放杯(57)、雌卵贮放杯(56)分别卡在两个排卵杯固定半盘(58)的圆槽内，两个排卵杯固定半盘(58)通过嵌口卡接组成一个整圆盘。

7.根据权利要求1所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述锥形供卵筒(1)、旋转锥盘(21)、多孔式分流凹盘(24)、多通道分流槽盘(27)、斜刮排序转盘(28)、分选转盘(42)、蚕卵光电检测座(47)、雄卵贮放杯(57)、雌卵贮放杯(56)、锥盘刮片(18)都采用防静电塑料。

8.根据权利要求1所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述的输卵管(31)每个都连接有一个识别分离系统。

9.根据权利要求1至8任一权利要求所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述的斜转管(10)相对于垂直方向倾斜5～15度。

10.根据权利要求9所述的不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪，其特征在于，所述的电磁击卵分离器(50)用气流射卵分离器(95)替换，气流射卵分离器

(95)包括有：安装在电磁分离器固定板(51)上的气针座(97)，气针座(97)上安装有微形电控气泵开关(98)、气针(96)和小型气泵(99)，气针(96)和微形电控气泵开关(98)分别安装在各气针座(97)上的前端和后端，微形电控气泵开关(98)的控制线与检测控制模块(52)相连，小型气泵(99)将气流输至与微形电控气泵开关(98)相连的各组气管(101)中。

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