CN103076072B - 玉米考种自动称量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玉米考种自动称量装置及方法，该装置包括上线传送带，果穗递送单元，称重单元和下线传送带，所述果穗递送单元包括一个或多个果穗托臂；所述果穗托臂呈叶轮状分布，能够绕果穗递送单元的中心轴转动；所述上线传送带末端紧接于果穗托臂转动形成的圆周，能够将果穗传递到果穗托臂上；所述称重单元位于果穗递送单元下方；所述下线传送带位于所述称重单元一侧。该方法能够利用本发明公开的装置，实现准确、快速、高效的玉米考种流水线式称重作业，以降低人工成本和操作复杂度，从而提高玉米考种作业的效率和质量。

Description

玉米考种自动称量装置及方法
技术领域
本发明涉及农业生产技术领域，尤其涉及一种玉米考种自动称量装置及方法。
背景技术
玉米是我国农业生产中占重要地位的粮食作物，玉米育种在我国种业科研、生产等领域占有重要的地位，玉米种业的核心问题之一是玉米考种，传统的考种方法大多依赖于手工操作，占用大量人力资源，工作效率低下，成为制约玉米种业发展的重要问题之一。
随着现代信息技术的快速发展，特别是计算机控制技术以及机械自动化技术在农业领域的深入应用，为传统农业带来全新的技术手段和实用工具，针对玉米考种问题中重要的重量指标，引入机械自动化技术和计算机控制技术，设计实现玉米考种过程中重量指标的自动化测量装置和方法，实现准确、快速、高效的玉米考种流水线式称重作业，对于推动现代种业乃至农业信息化发展有着巨大的促进作用。
玉米考种是我国玉米种业的核心问题之一，传统的考种方法大多依赖于手工操作，占用大量人力资源，工作效率低下，成为制约玉米种业发展的技术瓶颈。传统考种方法主要存在以下技术缺陷：1）人工操作繁琐，工作量较大；2）工作效率难以提高，考种流程周期较长；3）考种过程中人工操作影响考中的准确性；4）称重环节所要求的相对静态的环境与流水线式的自动化考种动态流程存在矛盾。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何引入机械自动化技术和计算机控制技术，实现玉米考种自动称重。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种玉米考种自动称量装置，包括上线传送带，果穗递送单元，称重单元和下线传送带，所述果穗递送单元包括一个或多个果穗托臂；所述果穗托臂呈叶轮状分布，能够绕果穗递送单元的中心轴转动；所述上线传送带末端紧接于果穗托臂转动形成的圆周，能够将果穗传递到果穗托臂上；所述称重单元位于果穗递送单元下方；所述下线传送带位于所述称重单元一侧。
优选地，所述装置还包括驱动机构，用于驱动上线传送带、果穗递送单元和下线传送带的运转。
优选地，所述驱动机构为一个或多个步进电机。其中，上线传送带、下线传送带、果穗递送单元既可以共用一个步进电机；也可以分别由不同电机控制；还可以由上线传送带、下线传送带共用一个步进电机，果穗递送单元单用一个步进电机。
优选地，所述驱动机构为间歇运动机构，所述间歇运动机构包括一个主动轮和两个从动槽轮，所述主动轮的径向方向上固定有一个传动杆；所述每个从动槽轮上均匀设有三个以上的杆槽。
更为优选的是，所述传动杆为L型，即包括一个长杆和一个垂直于长杆的横杆。
优选地，所述果穗托臂末端设有凹槽。
优选地，所述果穗托臂的个数为三个，三个果穗托臂之间的夹角均为120度。
优选地，所述果穗托臂的径向长度为20cm，轴向宽度为30cm，上线传送带、下线传送带的轴向宽度为30cm，传动带轮直径10cm。
优选地，所述装置的上线传送带和下线传送带外表面设置有挡板。
优选地，所述称重单元的托盘为圆柱面结构，圆柱面的轴心与果穗递送单元中心轴重合。
本发明又一方面提供了一种玉米考种自动称量方法，该方法包括以下步骤：
S1：将玉米果穗放置于上线传送带上；
S2：上线传送带运转，果穗递送单元暂停并使果穗托臂紧接于上线传送带末端，上线传送带将玉米果穗传递到果穗托臂上，同时下线传送带运转，将称重后的果穗向下游传递；
S3：上线传送带和下线传送带暂停，果穗递送单元运转，玉米果穗由果穗递送单元传递到称重单元的托盘上，同时果穗递送单元将上一个玉米果穗推送至下线传送带；
S4：称重单元采集玉米果穗重量数据。
优选地，所述方法还包括步骤S5：重复步骤S1-S4，实现对多个玉米果穗的自动称量。
（三）有益效果
本发明提供的玉米考种自动称重装置和方法，实现准确、快速、高效的玉米考种流水线式称重作业，以降低人工成本和操作复杂度，从而提高玉米考种作业的效率和质量。
附图说明
图1为本发明实施例的玉米考种自动称量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的间歇运动机构的结构示意图；
图3为本发明实施例的间歇运动机构的传动杆与从动槽轮的配合示意图；
图4为本发明实施例的玉米考种自动称量的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
本发明提出的一种玉米考种自动称量装置，该装置包括上线传送带，果穗递送单元、称重单元和下线传送带，所述果穗递送单元包括一个或多个果穗托臂；所述果穗托臂呈叶轮状分布，能够绕果穗递送单元的中心轴转动；所述上线传送带末端紧接于果穗托臂转动形成的圆周，能够将果穗传递到果穗托臂上；所述称重单元位于果穗递送单元下方；所述下线传送带位于所述称重单元一侧。所述称重单元可为通过计算机控制的称重传感器。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括驱动机构，用于驱动上线传送带、果穗递送单元和下线传送带的运转。
在本发明的一个实施例中，所述驱动机构为间歇运动机构，所述间歇运动机构包括一个主动轮和两个从动槽轮，所述主动轮的径向方向上固定有一个传动杆；所述每个从动槽轮上均匀设有三个以上的杆槽。所述传动杆可为L型，即包括一个长杆和一个垂直于长杆的横杆。主动轮转动后，当横杆到达从动槽轮上杆槽的入口时，横杆进入杆槽，由于横杆随着主动轮转动，横杆会通过杆槽驱动从动槽轮转动，当转动一定角度后，横杆会从杆槽中退出，并转动到另一个从动槽轮的杆槽入口以驱动另一个从动槽轮。
所述两个从动槽轮的其中一个槽轮驱动果穗递送单元，每次使果穗递送单元旋转一定角度，例如当果穗托臂的个数为三个时，每次驱动果穗单元旋转120度或240度。另一个槽轮驱动上、下线传送带，上、下线传送带同步运转，每个运转周期运动一定距离，传递一个果穗。所述称重单元可以根据所述间歇运动机构的运转周期和时间来设定采集玉米果穗重量的频率和时间点。
在本发明的一个实施例中，所述果穗托臂末端设有凹槽，所述凹槽的形状与玉米果穗的形状相适配，以便于固定玉米果穗，避免玉米果穗在果穗托臂上滑动。
在本发明的一个实施例中，所述果穗托臂的个数为三个，三个果穗托臂之间的夹角均为120度。
在本发明的一个实施例中，所述果穗托臂的径向长度为20cm，轴向宽度为30cm，上线传送带、下线传送带的轴向宽度为30cm，传动带轮直径10cm。
在本发明的一个实施例中，所述装置的上线传送带和下线传送带外表面设置有挡板。每两个挡板之间放置一个玉米果穗，使得玉米果穗的称重和传输实现同步操作。
在本发明的一个实施例中，所述称重单元的托盘为圆柱面结构，圆柱面的轴心与果穗递送单元中心轴重合。
本发明的一个实施例的玉米考种自动称量装置的结构如图1所示，该装置包括上线传送带1，果穗递送单元2，称重单元3和下线传送带4，其中果穗递送单元包括三个果穗托臂5，所述果穗托臂5末端设有凹槽6，三个果穗托臂5沿果穗递送单元2的中心轴均匀布置，夹角均为120度，径向长度为20厘米，轴向宽度30厘米。上线传送带1位于果穗递送单元2右侧，末端紧接于果穗托臂5转动形成的圆周。下线传送带4位于果穗递送单元2下方左侧，紧接称重单元3。上线传送带1、下线传送带4的轴向宽度均为30厘米，传动带轮直径10厘米。上线传送带1和下线传送带4的外表面均设置有高为2厘米的直立挡板8，间距为10厘米。所述称重单元3包括托盘7，所述托盘7为圆柱面结构，截面夹角为60度，圆心与果穗递送单元2的中心轴重合，且果穗递送单元2的果穗托臂5的末端与托盘7的距离为1厘米。
所述驱动机构的一种为如图2和图3所示的间歇运动机构，所述间歇运动机构包括一个主动轮11和两个从动槽轮12，所述主动轮11的径向方向上设有一个传动杆13，所述传动杆13包括长杆14和垂直于长杆14的横杆15。所述从动槽轮12上均匀设有四个杆槽16。主动轮11由电机连接减速机驱动，其中一个从动槽轮12通过传动机构驱动果穗递送单元2，每次使果穗递送单元2旋转120度；另一个从动槽轮驱动上线传送带1和下线传送带4同步运转，每次使传送带运动10厘米，传递一个玉米果穗。
所述驱动机构的另一种为两个步进电机。其中，上线传送带和下线传送带使用同一个步进电机驱动，果穗递送单元使用一个步进电机驱动，两个步进电机分别连接电机驱动器，由电机驱动器向步进电机发送指令，控制步进电机运转。其中，传送带电机转动时，每个运转周期使上线传送带和下线传送带同步运动10厘米，传递1个果穗，此时果穗递送单元步进电机暂停；果穗递送单元步进电机转动时，每个运转周期使果穗递送单元转动120度，此时传送带电机暂停；称重装置工作时，循环依次进行上述运转步骤。
如图4所示，利用上述装置进行玉米考种自动称量的方法包括以下步骤：
S1：将玉米果穗放置于上线传送带1上；
S2：上线传送带1运转，果穗递送单元2暂停并使果穗托臂5紧接于上线传送带1末端，上线传送带1将玉米果穗传递到果穗托臂5上，同时下线传送带4运转，将称重后的果穗向下游传递；
S3：上线传送带1和下线传送带4暂停，果穗递送单元2运转，玉米果穗由果穗递送单元2传递到称重单元3的托盘7上，同时果穗递送单元2将上一个玉米果穗推送至下线传送带4；
S4：称重单元3采集玉米果穗重量数据。
优选地，所述方法还包括步骤S5：重复步骤S1-S4，实现对多个玉米果穗的自动称量。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种玉米考种自动称量装置，其特征在于，包括上线传送带，果穗递送单元，称重单元和下线传送带，所述果穗递送单元包括一个或多个果穗托臂；所述果穗托臂呈叶轮状分布，能够绕果穗递送单元的中心轴转动；所述上线传送带末端紧接于果穗托臂转动形成的圆周，能够将果穗传递到果穗托臂上；所述称重单元位于果穗递送单元下方；所述下线传送带位于所述称重单元一侧；
所述装置还包括驱动机构，用于驱动上线传送带、果穗递送单元和下线传送带的运转，所述驱动机构为一个或多个步进电机，或间歇运动机构；
所述驱动机构为间歇运动机构，所述间歇运动机构包括一个主动轮和两个从动槽轮，所述主动轮的径向方向上固定有一个传动杆；所述每个从动槽轮上均匀设有三个以上的杆槽；
所述传动杆为L型，即包括一个长杆和一个垂直于长杆的横杆；
所述果穗托臂末端设有凹槽，果穗托臂的个数为三个，三个果穗托臂之间的夹角均为120度。
2.如权利要求1所述的玉米考种自动称量装置，其特征在于，所述果穗托臂的径向长度为20cm，轴向宽度为30cm，上线传送带、下线传送带的轴向宽度为30cm，传动带轮直径10cm。
3.如权利要求1所述的玉米考种自动称量装置，其特征在于，所述装置的上线传送带和下线传送带外表面设置有挡板。
4.如权利要求1所述的玉米考种自动称量装置，其特征在于，所述称重单元的托盘为圆柱面结构，圆柱面的轴心与果穗递送单元中心轴重合。
5.一种玉米考种自动称量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将玉米果穗放置于上线传送带上；
S2：上线传送带运转，果穗递送单元暂停并使果穗托臂紧接于上线传送带末端，上线传送带将玉米果穗传递到果穗托臂上，同时下线传送带运转，将称重后的果穗向下游传递；
S3：上线传送带和下线传送带暂停，果穗递送单元运转，玉米果穗由果穗递送单元传递到称重单元的托盘上，同时果穗递送单元将上一个玉米果穗推送至下线传送带；
S4：称重单元采集玉米果穗重量数据。
6.如权利要求5所述的玉米考种自动称量方法，其特征在于，所述方法还包括步骤S5：重复步骤S1-S4，实现对多个玉米果穗的自动称量。
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