CN104475356A - 一种霉变种子的筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种霉变种子的筛选方法，属于种子精选领域，其包括紫外荧光管、可见光单色CCD感应器、二维抓取机构、单层种子传送装置和控制系统，所述的紫外荧光管、可见光单色CCD感应器、二维抓取机构和单层种子传送装置分别与控制系统电连接。利用真菌的自发荧光特性，即利用356nm紫外线照射待加工种子，通过检测霉变种子在356nm照射下的激发荧光，而实现对霉变种子的鉴别。本发明具有成本低，实现了筛选霉变种子的工厂化，满足了种子工程对自动化生产的需要；筛选效率和准确率较高，减少了使用有机溶剂等对种子的处理，既减少对健康种子的损伤，不会影响其生长，又减少了环境污染，降低了费用等特点。

Description

一种霉变种子的筛选方法

本申请为原申请号为2013103286434，申请日为2013年7月31日，发明名称为“一种霉变种子的筛选装置及方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种种子精选领域，尤其是一种霉变种子的筛选方法。

背景技术

在种子的生产加工、储存环节，高温、高湿或种子有伤均可导致真菌类微生物侵入而形成霉变种子。其中，严重霉变的居少数，为深色菌核而易于鉴别。而多数霉变种子具有健康种子之外观形态，难以检出。一旦与健康种子混播，除霉变种子本身发芽率低或根本不发芽外，更能导致霉菌的二次传染，影响健康种苗的发育。可见霉变种子严重危害农业生产，这在工厂化育苗中尤为突出。

因多数霉变种子无法实现人工挑选；或即使可以挑选也不能满足种子工程对自动化生产的需要。为此，种子加工及精选中需要霉变种子的快速筛选装置，以满足现代化农业生产对提供高质量种子的需要。现有技术中，对种子进行鉴别或需逐粒鉴别，或者需有机溶剂处理等，这些方法效率和准确率较低，并且有机溶剂还会对种子造成一定程度的损害，从而影响其萌发。

目前，还未有好的解决方案。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种霉变种子的筛选方法，该一种霉变种子的筛选方法具有成本低，实现了筛选霉变种子的工厂化，满足了种子工程对自动化生产的需要；根据真菌具有自发荧光的特性，对霉变种子进行筛选，筛选效率和准确率较高，减少了使用有机溶剂等对种子的处理，既减少对健康种子的损伤，不会影响其生长，又减少了环境污染，降低了费用的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种霉变种子的筛选装置，它包括紫外荧光管、可见光单色CCD感应器、二维抓取机构、单层种子传送装置和控制系统，所述的紫外荧光管、可见光单色CCD感应器和二维抓取机构分别设置在单层种子传送装置的上部，所述的紫外荧光管、可见光单色CCD感应器、二维抓取机构和单层种子传送装置分别与控制系统电连接。

所述的二维抓取机构包括机械手、机械手横向移动机构和机械手纵向移动机构，所述的机械手包括吸头、吸管、真空泵和霉变种子储存箱，所述的吸管的一端连接吸头，另一端与真空泵相连，所述的真空泵与控制系统电连接，所述的吸管与真空泵之间设置有霉变种子储存箱，所述的吸管为弹性伸缩吸管；

所述的机械手横向移动机构包括横向移动架和横向移动架驱动机构，所述的横向移动架包括两侧支架和顶部支架，所述的顶部支架设置在两侧支架之间，所述的顶部支架设置在单层种子传送装置的上部，所述的两侧支架分别设置在单层种子传送装置的两侧，所述的两侧支架上分别设置有横向移动架驱动机构，所述的横向移动架驱动机构包括横向移动电机、减速机、齿轮、齿条、导轨和滑块，所述的减速机分别设置在两侧支架的下部，减速机与横向移动电机相连，减速机的输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合，所述的齿条设置在横向移动架外侧的外框上，所述的两侧支架上分别设置有滑块，所述的滑块与导轨相配合，所述的导轨设置在外框内侧，所述的横向移动电机与控制系统电连接，所述的控制系统设置在外框上；

所述的机械手纵向移动机构包括丝杠、丝母、纵向移动电机、丝杠皮带轮和纵向移动电机皮带轮，所述的丝杠设置在横向移动架的顶部支架的下部，丝杠的两端通过轴承与两侧支架相连，所述的丝杠的一端设置有丝杠皮带轮，所述的纵向移动电机设置在顶部支架的上部，所述的纵向移动电机的电机轴上设置有纵向移动电机皮带轮，所述的纵向移动电机皮带轮通过皮带与丝杠皮带轮相连，所述的丝杠上套有丝母，所述的丝母的下部与机械手的吸头相连，所述的纵向移动电机与控制系统电连接。

所述的单层种子传送装置包括种子传送带、传送带驱动装置、一级挡板和二级挡板，所述的一级挡板和二级挡板分别设置在二维抓取机构右侧的种子传送带上部，所述的传送带驱动装置包括主动辊、从动辊、主动辊皮带轮、传送带驱动电机和驱动电机皮带轮，所述的主动辊和从动辊分别设置在种子传送带的两端，所述的主动辊上设置有与主动辊同轴的主动辊皮带轮，所述的传送带驱动电机设置在主动辊的右侧，所述的传送带驱动电机的电机轴上设置有驱动电机皮带轮，所述的驱动电机皮带轮与主动辊皮带轮通过皮带相连，所述的传送带驱动电机与控制系统电连接。

所述的一级挡板右侧的种子传送带上部设置有待测种箱，种子传送带的左侧下方设置有合格种箱。

所述的一级挡板和二级挡板分别包括顶部挡板和设置在顶部挡板两侧的支撑板，所述的一级挡板的顶部挡板的下端距离种子传送带的高度为2个种子的高度，二级挡板的顶部挡板的下端距离种子传送带的高度为1.5个种子的高度。

一种霉变种子的筛选方法，通过控制系统启动传送带驱动电机，传送带驱动电机带动电机轴上的驱动电机皮带轮转动，驱动电机皮带轮通过皮带带动与主动辊同轴的主动辊皮带轮转动，从而带动主动辊转动，主动辊转动，位于主动辊和从动辊上的种子传送带转动，打开待测种箱，待测种子从待测种箱下部落下至种子传送带，然后分别通过一级挡板和二级挡板将待测种子在种子传送带上铺开形成单层；

形成单层后的待测种子沿种子传送带进入至紫外荧光管照射形成的筛选区时，控制系统控制紫外荧光管开启，发出356nm的紫外线对筛选区内的待测种子进行照射，控制系统控制可见光单色CCD图像感应器，对待测种子进行拍照，并将获取的图像传送至控制系统，当待测种子全部为健康种子时，没有任何荧光，可见光单色CCD图像感应器获取的全黑图像传送至控制系统后，没有任何位置信息，此时种子传送带继续工作，种子继续传送；

当待测种子有霉变种子时，由于霉变种子具有紫外激发荧光的特性，可见光单色CCD图像感应器获取的图像传送至控制系统后，将获得霉变种子发光点的位置信息，此时控制系统发出指令关闭传送带驱动电机，使种子传送带暂停工作，同时控制系统将位置信息传给二维抓取机构，当需要二维抓取机构横向移动时，控制系统启动横向移动电机，横向移动电机通过减速机带动与减速机相连的齿轮转动，齿轮与外框上的齿条相啮合，齿轮转动的同时沿齿条移动，从而带动横向移动架通过滑块沿外框上的导轨横向移动，即二维抓取机构的吸头横向移动，当需要二维抓取机构纵向移动时，控制系统控制纵向移动电机启动，纵向移动电机通过纵向移动电机皮带轮、丝杠皮带轮和皮带传动，带动与丝杠皮带轮相连的丝杠转动，同时使丝杠上的丝母沿丝杠纵向移动，同时带动与丝母相连的吸头纵向移动，从而使吸头到达霉变种子位置，通过二维抓取机构的二维运动至一个或多个霉变种子的目标区域，启动与吸头相连的真空泵，通过吸头从而拣出霉变种子，使霉变种子进入至霉变种子储存箱；

当进入筛选区内的霉变种子筛选完毕后，二维抓取机构动作结束后回到初始位置等待指令；控制系统发出指令使单层种子传送装置继续工作，继续进行种子传送，直到检测到下一个霉变种子信号，再通过二维抓取机构重复上述操作；而合格种子沿种子传送带进入至合格种箱。

本发明的一种霉变种子的筛选方法和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：成本低，实现了筛选霉变种子的工厂化，满足了种子工程对自动化生产的需要；根据真菌具有自发荧光的特性，对霉变种子进行筛选，筛选效率和准确率较高，减少了使用有机溶剂等对种子的处理，既减少对健康种子的损伤，不会影响其生长，又减少了环境污染，降低了费用等特点。

附图说明

附图1是一种霉变种子的筛选装置及方法的主视结构示意图；

附图2是一种霉变种子的筛选装置及方法的左视结构示意图；

附图标记说明：1、合格种箱，2、从动辊，3、种子传送带，4、挡边，5、齿条，6、导轨，7、外框，8、吸头，9、丝杠，10、轴承，11、皮带，12、纵向移动电机皮带轮，13、丝杠皮带轮，14、吸管，15、真空泵，16、霉变种子储存箱，17、待测种箱，18、驱动电机皮带轮，19、传送带驱动电机，20、主动辊皮带轮，21、主动辊，22、一级挡板，23、二级挡板，24、横向移动电机，25、减速机，26、横向移动架，27、控制系统，28、紫外荧光管，29、可见光单色CCD感应器，30、丝母，31、纵向移动电机，32、滑块，33、齿轮，34、单层种子传送装置，35、二维抓取机构，36、两侧支架，37、顶部支架，38、顶部挡板，39、支撑板。

具体实施方式

参照说明书附图1和附图2对本发明的一种霉变种子的筛选方法作以下详细地说明。

本发明的一种霉变种子的筛选装置，其结构包括紫外荧光管28、可见光单色CCD感应器29、二维抓取机构35、单层种子传送装置34和控制系统27，所述的紫外荧光管28、可见光单色CCD感应器29和二维抓取机构35分别设置在单层种子传送装置34的上部，所述的紫外荧光管28、可见光单色CCD感应器29、二维抓取机构35和单层种子传送装置34分别与控制系统27电连接。

所述的二维抓取机构35包括机械手、机械手横向移动机构和机械手纵向移动机构，所述的机械手包括吸头8、吸管14、真空泵15和霉变种子储存箱16，所述的吸管14的一端连接吸头8，另一端与真空泵15相连，所述的真空泵15与控制系统27电连接，所述的吸管14与真空泵15之间设置有霉变种子储存箱16，所述的吸管14为弹性伸缩吸管；

所述的机械手横向移动机构包括横向移动架26和横向移动架驱动机构，所述的横向移动架26包括两侧支架36和顶部支架37，所述的顶部支架37设置在两侧支架36之间，所述的顶部支架37设置在单层种子传送装置34的上部，所述的两侧支架36分别设置在单层种子传送装置34的两侧，所述的两侧支架36上分别设置有横向移动架驱动机构，所述的横向移动架驱动机构包括横向移动电机24、减速机25、齿轮33、齿条5、导轨6和滑块32，所述的减速机25分别设置在两侧支架36的下部，减速机25与横向移动电机24相连，减速机25的输出轴上设置有齿轮33，所述齿轮33与齿条5相啮合，所述的齿条5设置在横向移动架26外侧的外框7上，所述的两侧支架36上分别设置有滑块32，所述的滑块32与导轨6相配合，所述的导轨6设置在外框7内侧，所述的横向移动电机24与控制系统27电连接，所述的控制系统27设置在外框7上；

所述的机械手纵向移动机构包括丝杠9、丝母30、纵向移动电机31、丝杠皮带轮13和纵向移动电机皮带轮12，所述的丝杠9设置在横向移动架26的顶部支架37的下部，丝杠9的两端通过轴承10与两侧支架36相连，所述的丝杠9的一端设置有丝杠皮带轮13，所述的纵向移动电机31设置在顶部支架37的上部，所述的纵向移动电机31的电机轴上设置有纵向移动电机皮带轮12，所述的纵向移动电机皮带轮12通过皮带11与丝杠皮带轮13相连，所述的丝杠9上套有丝母30，所述的丝母30的下部与机械手的吸头8相连，所述的纵向移动电机31与控制系统27电连接。

所述的单层种子传送装置34包括种子传送带3、传送带驱动装置、一级挡板22和二级挡板23，所述的一级挡板22和二级挡板23分别设置在二维抓取机构35右侧的种子传送带3上部，所述的传送带驱动装置包括主动辊21、从动辊2、主动辊皮带轮20、传送带驱动电机19和驱动电机皮带轮18，所述的主动辊21和从动辊2分别设置在种子传送带3的两端，所述的主动辊21上设置有与主动辊21同轴的主动辊皮带轮20，所述的传送带驱动电机19设置在主动辊21的右侧，所述的传送带驱动电机19的电机轴上设置有驱动电机皮带轮18，所述的驱动电机皮带轮18与主动辊皮带轮20通过皮带11相连，所述的传送带驱动电机19与控制系统27电连接。

所述的种子传送带3的两侧分别设置有挡边4，防止待测种子从种子传送带3两侧落下。

所述的一级挡板22右侧的种子传送带3上部设置有待测种箱17，种子传送带3的左侧下方设置有合格种箱1。

所述的一级挡板22和二级挡板23分别包括顶部挡板38和设置在顶部挡板38两侧的支撑板39，所述的一级挡板22的顶部挡板的下端距离种子传送带3的高度为2个种子的高度，二级挡板23的顶部挡板的下端距离种子传送带3的高度为1.5个种子的高度。

本发明的一种霉变种子的筛选方法，通过控制系统27启动传送带驱动电机19，传送带驱动电机19带动电机轴上的驱动电机皮带轮18转动，驱动电机皮带轮18通过皮带11带动与主动辊21同轴的主动辊皮带轮20转动，从而带动主动辊21转动，主动辊21转动，位于主动辊21和从动辊2上的种子传送带3转动，打开待测种箱17，待测种子从待测种箱17下部落下至种子传送带3，然后分别通过一级挡板22和二级挡板23将待测种子在种子传送带3上铺开形成单层；

形成单层后的待测种子沿种子传送带3进入至紫外荧光管28照射形成的筛选区时，控制系统27控制紫外荧光管28开启，发出356nm的紫外线对筛选区内的待测种子进行照射，控制系统27控制可见光单色CCD图像感应器29，对待测种子进行拍照，并将获取的图像传送至控制系统27，当待测种子全部为健康种子时，没有任何荧光，可见光单色CCD图像感应器29获取的全黑图像传送至控制系统27后，没有任何位置信息，此时种子传送带3继续工作，种子继续传送；

当待测种子有霉变种子时，由于霉变种子具有紫外激发荧光的特性，可见光单色CCD图像感应器29获取的图像传送至控制系统27后，将获得霉变种子发光点的位置信息，此时控制系统27发出指令关闭传送带驱动电机19，使种子传送带3暂停工作，同时控制系统27将位置信息传给二维抓取机构35，当需要二维抓取机构35横向移动时，控制系统27启动横向移动电机24，横向移动电机24通过减速机25带动与减速机25相连的齿轮33转动，齿轮33与外框7上的齿条5相啮合，齿轮33转动的同时沿齿条5移动，从而带动横向移动架26通过滑块32沿外框7上的导轨6横向移动，即二维抓取机构的吸头8横向移动，当需要二维抓取机构35纵向移动时，控制系统27控制纵向移动电机31启动，纵向移动电机31通过纵向移动电机皮带轮12、丝杠皮带轮13和皮带11传动，带动与丝杠皮带轮13相连的丝杠9转动，同时使丝杠9上的丝母30沿丝杠9纵向移动，同时带动与丝母30相连的吸头8纵向移动，从而使吸头8到达霉变种子位置，通过二维抓取机构35的二维运动至一个或多个霉变种子的目标区域，启动与吸头8相连的真空泵15，通过吸头8从而拣出霉变种子，使霉变种子进入至霉变种子储存箱16；

当进入筛选区内的霉变种子筛选完毕后，二维抓取机构35动作结束后回到初始位置等待指令；控制系统27发出指令使单层种子传送装置34继续工作，继续进行种子传送，直到检测到下一个霉变种子信号，再通过二维抓取机构35重复上述操作；而合格种子沿种子传送带3进入至合格种箱1。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (1)

1.一种霉变种子的筛选方法，其特征是：通过控制系统启动传送带驱动电机，传送带驱动电机带动电机轴上的驱动电机皮带轮转动，驱动电机皮带轮通过皮带带动与主动辊同轴的主动辊皮带轮转动，从而带动主动辊转动，主动辊转动，位于主动辊和从动辊上的种子传送带转动，打开待测种箱，待测种子从待测种箱下部落下至种子传送带，然后分别通过一级挡板和二级挡板将待测种子在种子传送带上铺开形成单层；

形成单层后的待测种子沿种子传送带进入至紫外荧光管照射形成的筛选区时，控制系统控制紫外荧光管开启，发出356nm的紫外线对筛选区内的待测种子进行照射，控制系统控制可见光单色CCD图像感应器，对待测种子进行拍照，并将获取的图像传送至控制系统，当待测种子全部为健康种子时，没有任何荧光，可见光单色CCD图像感应器获取的全黑图像传送至控制系统后，没有任何位置信息，此时种子传送带继续工作，种子继续传送；

当待测种子有霉变种子时，由于霉变种子具有紫外激发荧光的特性，可见光单色CCD图像感应器获取的图像传送至控制系统后，将获得霉变种子发光点的位置信息，此时控制系统发出指令关闭传送带驱动电机，使种子传送带暂停工作，同时控制系统将位置信息传给二维抓取机构，当需要二维抓取机构横向移动时，控制系统启动横向移动电机，横向移动电机通过减速机带动与减速机相连的齿轮转动，齿轮与外框上的齿条相啮合，齿轮转动的同时沿齿条移动，从而带动横向移动架通过滑块沿外框上的导轨横向移动，即二维抓取机构的吸头横向移动，当需要二维抓取机构纵向移动时，控制系统控制纵向移动电机启动，纵向移动电机通过纵向移动电机皮带轮、丝杠皮带轮和皮带传动，带动与丝杠皮带轮相连的丝杠转动，同时使丝杠上的丝母沿丝杠纵向移动，同时带动与丝母相连的吸头纵向移动，从而使吸头到达霉变种子位置，通过二维抓取机构的二维运动至一个或多个霉变种子的目标区域，启动与吸头相连的真空泵，通过吸头从而拣出霉变种子，使霉变种子进入至霉变种子储存箱；

当进入筛选区内的霉变种子筛选完毕后，二维抓取机构动作结束后回到初始位置等待指令；控制系统发出指令使单层种子传送装置继续工作，继续进行种子传送，直到检测到下一个霉变种子信号，再通过二维抓取机构重复上述操作；而合格种子沿种子传送带进入至合格种箱。