CN106311631B - 雌雄蚕卵分选设备及分选方法 - Google Patents

雌雄蚕卵分选设备及分选方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106311631B
CN106311631B CN201610694810.0A CN201610694810A CN106311631B CN 106311631 B CN106311631 B CN 106311631B CN 201610694810 A CN201610694810 A CN 201610694810A CN 106311631 B CN106311631 B CN 106311631B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ovum
silkworm seed
plate
target
male
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610694810.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106311631A (zh
Inventor
宋礽苏
方彧
欧明双
贾星明
段启掌
孟智启
王永强
祝新荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Anhui Zhongke Optic Electronic Color Sorter Machinery Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Anhui Zhongke Optic Electronic Color Sorter Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Anhui Zhongke Optic Electronic Color Sorter Machinery Co Ltd filed Critical Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Priority to CN201610694810.0A priority Critical patent/CN106311631B/zh
Publication of CN106311631A publication Critical patent/CN106311631A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106311631B publication Critical patent/CN106311631B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B07C5/3425Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K67/00Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
    • A01K67/033Rearing or breeding invertebrates; New breeds of invertebrates
    • A01K67/04Silkworms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/02Measures preceding sorting, e.g. arranging articles in a stream orientating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/363Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air
    • B07C5/367Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air using a plurality of separation means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/38Collecting or arranging articles in groups

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种雌雄蚕卵分选设备,包括设置在机架供卵装置、识别装置、分离装置和收集装置。用平移式电磁振动器使蚕卵在双层供卵装置中有序排列成直线移行,沿V形槽向下高速滑至分选室,经彩色CCD图像传感和计算机图像识别处理,指令高速电磁气阀把各靶卵吹入收集箱,同时非靶卵自落至振动装置输出,由此完成雌雄蚕卵的分选。本技术方案依据家蚕限性卵色差异的遗传特征,基于彩色线阵CCD的色选技术,可高速准确自动分离雌雄蚕卵,具有性能可靠的靶卵颜色选择功能,在分离过程中不损伤蚕卵;分选效率高,超过1×106粒/hr,是人工分选的230倍;单选准确率超过96%,复选准确率超过99.5%;操作简便,故障率低。

Description

雌雄蚕卵分选设备及分选方法
技术领域
本发明涉及雌蚕卵和雄蚕卵分选技术领域,尤其涉及一种高效、准确的根据不同性别的卵色将雌雄蚕卵分离的雌雄蚕卵分选设备及分选方法。
背景技术
在雄蚕品种的杂交种生产中,为降低制种成本,在原蚕卵期需要依据平衡致死系的限性卵色性状将雌卵(黑色)和雄卵(黄色)分离,只选留雄卵催青孵化和饲养雄性原蚕。长期以来,这项雌雄蚕卵的分选工作完全依靠人工进行,不仅耗时费工,而且操作者因视力疲劳易产生差错。为解决雄蚕丝生产的产业链中这一技术难题,我们开始研制能自动识别不同性别蚕卵的颜色,实现无损检测并高速分离的自动化分选设备,先后研制了雌雄蚕卵激光自动分选仪、雌雄蚕卵光电自动分选仪。其中,公开号为CN101462112A的专利文献公开的雌雄蚕卵激光自动分选仪,通过彩色CCD(电荷耦合元件)图像传感器识别卵色,指令激光将黑色雌卵射杀,从而获取雄卵,对蚕连纸卵和散卵的分选工效,分别为3×104粒/hr和1.2×105粒/hr,正确率分别为83%和95%;缺点是当黑色卵连成片时,仪器容易误判各靶卵中心,造成多射、漏射或误伤雄卵。公开号为CN102145335A的专利文献公开的雌雄蚕卵光电自动分选仪,则通过光电传感器识别卵色,指令气阀或电磁阀分离雌雄蚕卵,正确率约95%,工效约1.2×105粒/hr,缺点是蚕卵移行要经过闭式通道,易粘堵,排卵麻烦。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明的目的是提供一种雌雄蚕卵分选设备及分选方法,依据家蚕限性卵色差异的遗传特征,基于彩色线阵CCD的色选技术,可高速准确自动分离雌雄蚕卵。
为了达到上述的目的,本发明采用了以下的技术方案:
一种雌雄蚕卵分选设备,包括底部机架(28),底部机架(28)的前面两侧分别固定两个侧边机架(8),两个侧边机架(8)上部通过若干连接件固定连接,两个侧边机架(8)之间设置供卵装置、识别装置、分离装置和收集装置;
供卵装置,包括料斗(2)、控量供卵板(3)、排序供卵板(4)和溜卵板(6),料斗(2)固定在两个侧边机架(8)上方,控量供卵板(3)的进料侧设置在料斗(2)底部出口的下方,控量供卵板(3)的出料侧设置在排序供卵板(4)的进料侧上方,排序供卵板(4)的出料侧设置在溜卵板(6)进料端的上方,料斗(2)、控量供卵板(3)、排序供卵板(4)和溜卵板(6)彼此之间不接触,其中,控量供卵板(3)安装在平移式电磁振动器A(1)上,排序供卵板(4)安装在平移式电磁振动器B(5)上,平移式电磁振动器A(1)和平移式电磁振动器B(5)都通过弹簧安装在侧边机架(8)上,平移式电磁振动器A(1)的振动频率低于平移式电磁振动器B(5)的振动频率,控量供卵板(3)上并排设置多个U形槽,该U形槽的宽度均为4~6mm,底部圆弧深2~4mm,与蚕卵形状大小一致,排序供卵板(4)上设置多个V形槽,该V形槽的V形开角为110°~130°,U形槽和V形槽均向下倾斜0.3°~0.8°;溜卵板(6)固定安装在两个侧边机架(8)之间,溜卵板(6)上设有多个V形溜卵滑槽,该V形溜卵滑槽与水平面呈50°~70°夹角,溜卵板(6)上部安装有防止蚕卵蹦跳的挡板(7),挡板(7)上部与溜卵板(6)之间形成开口较大的敞口,挡板(7)下部与溜卵板(6)平行设置;
识别装置,包括设置在溜卵板(6)前方的前箱体(12)和设置在溜卵板(6)后方的中间箱体(18)和后箱体(20);前箱体(12)内安装三棱柱背景器(14)和背景器LED光源(11),三棱柱背景器(14)由步进电机驱动转动换面并通过光敏定位传感器识别位置,三棱柱背景器(14)的三面被附上黑色、白色和特定色3种不同颜色的背景条;中间箱体(18)的前部设置有摄像用上LED光源(16)和摄像用下LED光源(17),中间箱体(18)的后部固定后箱体(20),后箱体(20)内安装物镜(21)和彩色线阵CCD传感器(19),背景器LED光源(11)发出的光线打在三棱柱背景器(14)的工作背景条上,摄像用上LED光源(16)和摄像用下LED光源(17)发出的光线穿过溜卵板(6)下方的蚕卵下落空隙照射在三棱柱背景器(14)的工作背景条上,彩色线阵CCD传感器(19)、物镜(21)和三棱柱背景器(14)的连线经过摄像用上LED光源(16)和摄像用下LED光源(17)之间的间隙并与蚕卵自落轨迹F呈80°~100°夹角;沿溜卵板(6)的64条V形溜卵滑槽高速下落的蚕卵进入识别装置分选箱,被摄像用上LED光源(16)和摄像用下LED光源(17)照射,在三棱柱背景器(14)前形成对比图像,并反射至物镜(21)和彩色线阵CCD传感器(19),彩色线阵CCD传感器(19)实时采集蚕卵的图像并反馈给计算机图像处理系统,计算机图像处理系统根据不同性别蚕卵的卵色特征进行图像识别和区分雌雄蚕卵,并将处理结果发送给分离装置,由分离装置将雌雄蚕卵分离开;
分离装置,包括安装在溜卵板(6)下方的多组喷气嘴,喷气嘴的数量与溜卵滑槽的数量相对应,喷气嘴的各喷口为宽4mm×高1mm的矩形,各喷气嘴间距为5mm,喷气嘴由高速电磁阀(23)控制吹气;
收集装置,包括设置在溜卵板(6)和喷气嘴(15)下方的自落卵收集箱(25),自落卵收集箱(25)的前方设置靶卵收集箱(29);靶卵收集箱(29)是一个按靶卵呈抛物线飞落轨迹而设计的大铁皮箱,为靶卵提供了一个防止撞击的飞离空间,并从底部漏卵口排出;自落卵收集箱(25)则是一只根据自落卵从溜卵滑槽上高速下滑轨迹而设计的四边形铁皮箱,底部有长矩形漏卵口,沿口的长边粘有防止自落卵弹出的橡皮裙边,并插入下面长槽式自落卵振出槽(27)内,该槽前是排卵出口,该槽下是平移式电磁振动器C(26),掉在该槽中的蚕卵在振动中朝出口移动并排出。
作为优选,所述前箱体(12)上安装有可触摸操控的彩色液晶显示器(13)。
作为优选,所述靶卵收集箱和自落卵振动槽内均粘有防撞硅胶。
作为优选,当计算机图像处理系统获得的蚕卵图像信号与靶卵模式基准信号的比较差值大于或等于设定的阈值,就会向分离装置发出开启电磁阀的命令;电磁阀驱动电路根据命令打开高速电磁阀(23),从喷气嘴(15)吹出压缩空气,将选定的蚕卵吹入靶卵收集箱(29);反之,高速电磁阀不启动,未被选定的蚕卵会沿着正常下落轨迹掉入自落卵收集箱(25)内;蚕卵经过成像点到达分离点的距离为16mm。
一种雌雄蚕卵分选方法,采用上述的雌雄蚕卵分选设备。
本发明由于采用了以上的技术方案,依据家蚕限性卵色差异的遗传特征,基于彩色线阵CCD的色选技术,可高速准确自动分离雌雄蚕卵。经2年实际生产应用表明:该机具有性能可靠的靶卵颜色选择功能,在分离过程中不损伤蚕卵;该机分选效率高,超过1×106粒/hr,是人工分选的230倍;该设备的单选准确率超过96%,复选准确率超过99.5%;该机操作简便,故障率低。该设备作为雄蚕品种的杂交种生产的自动化技术设备,有效解决了人工分选雌雄蚕卵效率低的难题。通过对同批次雄蚕品种原种散卵的机械分卵与人工分卵进行了孵化率对比,在同环境下结果显示:二种分卵方法,对蚕卵孵化率没有任何差异影响。
附图说明
图1是本发明设备的结构示意图;
图2是图1张喷气嘴位置的局部放大图。
其中,1.平移式电磁振动器A;2.料斗;3.控量供卵板;4.排序供卵板;5.平移式电磁振动器B;6.溜卵板;7.防止蚕卵蹦跳的挡板;8.侧边机架;10、电源总开关;11.背景器LED光源;12.前箱体;13.可触摸操控的彩色液晶显示器;14.三棱柱背景器;15.喷气嘴(64组);16.摄像用上LED光源;17.摄像用下LED光源;18.中间箱体;19.彩色线阵CCD传感器;20.后箱体;21.物镜;22.下箱体;23.高速电磁阀(64组)及供气装置;24.空气调压器、过滤器和气动清洁枪;25.自落卵收集箱;26.平移式电磁振动器C;27.自落卵振出槽;28.底部机架;29.靶卵收集箱;
T---靶卵吹离轨迹;F---蚕卵自落轨迹;L---光电传感轨迹。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示的一种雌雄蚕卵分选设备,包括底部机架28,底部机架28的前面两侧分别固定两个侧边机架8,两个侧边机架8上部通过若干连接件固定连接,两个侧边机架8之间设置供卵装置、识别装置、分离装置和收集装置。
供卵装置,包括料斗2、控量供卵板3、排序供卵板4和溜卵板6,料斗2固定在两个侧边机架8上方,控量供卵板3的进料侧设置在料斗2底部出口的下方,控量供卵板3的出料侧设置在排序供卵板4的进料侧上方,排序供卵板4的出料侧设置在溜卵板6进料端的上方,料斗2、控量供卵板3、排序供卵板4和溜卵板6彼此之间不接触,其中,控量供卵板3安装在平移式电磁振动器A1上,排序供卵板4安装在平移式电磁振动器B5上,平移式电磁振动器A1和平移式电磁振动器B5都通过弹簧安装在侧边机架8上,平移式电磁振动器A1的振动频率低于平移式电磁振动器B5的振动频率,控量供卵板3上并排设置多个U形槽,该U形槽的宽度均为4~6mm,底部圆弧深2~4mm,与蚕卵形状大小一致,排序供卵板4上设置多个V形槽,该V形槽的V形开角为110°~130°,U形槽和V形槽均向下倾斜0.3°~0.8°;溜卵板6固定安装在两个侧边机架8之间,溜卵板6上设有多个V形溜卵滑槽,该V形溜卵滑槽与水平面呈50°~70°夹角,溜卵板6上部安装有防止蚕卵蹦跳的挡板7,挡板7上部与溜卵板6之间形成开口较大的敞口,挡板7下部与溜卵板6平行设置。
本实施例中,控量供卵板3、排序供卵板4向下倾斜约0.5°安装,使蚕卵更易向前振移,U形槽使蚕卵移行更通畅,V形槽使蚕卵排序更聚中。每个电磁振动器基座底部四角安装有四个减振弹簧,以减轻振动对蚕卵的影响。平移式电磁振动器非常适合输送蚕卵,其工作原理:通过电磁铁吸合,联动供卵板下的两组板弹簧向后倾斜变形;当在负弦波时,磁场和吸引力回落,板弹簧恢复原状,其回复弹力带动供卵板迅速向前返回到原态,使槽上的蚕卵受到弹力的作用沿滑槽向前移动。由于板弹簧垂向倾斜20°,反弹时有一向上和向前的分力,在电磁铁快速一吸一放的作用下,使蚕卵被不断地被向前抛起,按微小的抛物线轨迹向前匀速振移。
供卵装置的作用是将蚕卵有序排列,并按照合理的供卵量和输卵速度移送至识别装置。本实施中,将卵色有差异的雌雄蚕卵经筛选后倒入料斗,落入底部2只各有32道U形槽且并列的控量供卵板中,在控量供卵板下各自的平移式电磁振动器A作用下,蚕卵沿U形槽直线振移前行,并落入下层相对应的两只排序供卵板中,在排序供卵板下各自的平移式电磁振动器B作用下,继续沿V形槽直线振移前行,最后落入溜卵板的溜卵滑槽中,顺60°陡角沿64条V形槽道高速下滑,减少了阻滞,并且滑槽倾斜又使蚕卵在重力作用下紧贴滑槽,不会产生飘移,从而保证蚕卵在传送过程中有足够的距离自动调整形成单列卵串流动并匀速通过识别装置中CCD传感器感应区域(微小的卵体通过时间不足1/1000s),以便在分离装置中被精准分离。通过可触摸操控的人机界面13分别调节4只平移式电磁振动器的振动幅度。控量供卵板的振动频率被设置得较低,使供卵量均匀适度,移速慢;而排序供卵板的振动频率设置较高,使移行速度明显高于前者,从而使在排序供卵板上移行的蚕卵能形成有间距或无间距的一条条整齐的单粒排序,以保证蚕卵能逐一地被识别装置检测到。
识别装置,包括设置在溜卵板6前方的前箱体12和设置在溜卵板6后方的中间箱体18和后箱体20;
前箱体12内安装三棱柱背景器14和背景器LED光源11,三棱柱背景器14由步进电机驱动转动换面并通过光敏定位传感器识别位置,它们的作用是为需分离的目标色蚕卵(简称靶卵)成像提供背景对比色差,以利于图像识别。三棱柱背景器14的三面被附上黑色、白色和特定色3种不同颜色的背景条,以满足把黄色卵或黑色卵设定为靶卵模式及其他不同靶卵模式的需要。当靶卵模式设定后,电路能在开机时自动控制步进电机带动背景板旋转角度,转换成相应的背景色。例如:把黄色卵设为靶卵模式时,背景板自转为黑色;反之,把黑色卵设为靶卵模式,则自转为白色。光敏定位传感器将位置信号传感至控制电路,实现自动精准定位。前箱体12上还安装有可触摸操控的彩色液晶显示器13。
中间箱体18的前部设置有摄像用上LED光源16和摄像用下LED光源17,中间箱体18的后部固定后箱体20,后箱体20内安装物镜21和彩色线阵CCD传感器19,背景器LED光源11发出的光线打在三棱柱背景器14的工作背景条上,摄像用上LED光源16和摄像用下LED光源17发出的光线穿过溜卵板6下方的蚕卵下落空隙照射在三棱柱背景器14的工作背景条上,彩色线阵CCD传感器19、物镜21和三棱柱背景器14的连线(光电传感轨迹L)经过摄像用上LED光源16和摄像用下LED光源17之间的间隙并与蚕卵自落轨迹F呈80°~100°夹角;沿溜卵板6的64条V形溜卵滑槽高速下落的蚕卵进入识别装置分选箱,被摄像用上LED光源16和摄像用下LED光源17照射,在三棱柱背景器14前形成对比图像,并反射至物镜21和彩色线阵CCD传感器19,彩色线阵CCD传感器19实时采集蚕卵的图像并反馈给计算机图像处理系统,计算机图像处理系统根据不同性别蚕卵的卵色特征进行图像识别和区分雌雄蚕卵,并将处理结果发送给分离装置,由分离装置将雌雄蚕卵分离开。
分离装置,作用是依据识别装置发出的命令控制喷阀将雌雄蚕卵分离开来,主要由喷气嘴(共64组)和高速电磁阀(共64组)及供气装置构成。如图2所示,包括安装在溜卵板6下方的多组喷气嘴,喷气嘴的数量与溜卵滑槽的数量相对应,喷气嘴的各喷口为宽4mm×高1mm的矩形,各喷气嘴间距为5mm,喷气嘴由高速电磁阀23控制吹气。
收集装置,包括设置在溜卵板6和喷气嘴15下方的自落卵收集箱25,自落卵收集箱25的前方设置靶卵收集箱29。靶卵收集箱29是一个按靶卵呈抛物线飞落轨迹而设计的大铁皮箱,为靶卵提供了一个防止撞击的飞离空间,并从底部漏卵口排出。自落卵收集箱25则是一只根据自落卵从溜卵滑槽上高速下滑轨迹而设计的四边形铁皮箱,底部有长矩形漏卵口,沿口的长边粘有防止自落卵弹出的橡皮裙边,并插入下面长槽式自落卵振出槽27内,槽前是排卵出口,槽下是平移式电磁振动器C26,掉在槽中的蚕卵在振动中朝出口移动并排出。靶卵收集箱和自落卵振动槽内均粘有防撞硅胶。
当计算机图像处理系统获得的蚕卵图像信号与靶卵模式基准信号的比较差值大于或等于设定的阈值,就会向分离装置发出开启电磁阀的命令。电磁阀驱动电路根据命令打开高速电磁阀23,从喷气嘴15吹出压缩空气,将选定的蚕卵吹入靶卵收集箱29;反之,高速电磁阀不启动,未被选定的蚕卵会沿着正常下落轨迹掉入自落卵收集箱25内。
依据蚕卵特征而设计的64组喷气嘴的各喷口为宽4mm×高1mm的矩形,各喷气嘴间距为5mm,与溜卵滑槽6的64槽相对应。经测试而设定的喷气压力可确保微小的靶卵沿预定抛物线轨迹飞行。蚕卵经过成像点(即蚕卵自落轨迹F与光电传感轨迹L的交叉位置)到达分离点(即蚕卵自落轨迹F与靶卵吹离轨迹T)的距离为16mm,电路经过计算发出精准的延时,以确保喷气嘴能准确吹离高速下落的靶卵。为了进一步确保能准确吹离高速下落的靶卵,优选每组喷气嘴设置同步吹气的上下两个喷口。
不同性别间卵色有较明显差异的蚕种或卵色不同的非受精卵均可采用上述雌雄蚕卵分选设备正确分选,如平衡致死系的雄蚕品种的原种、限性卵色家蚕品种、具有性别标记卵色的家蚕品种和雌蚕无性克隆系的蚕卵分选,还可用于剔除非受精卵和不良卵等。
鉴于家蚕的卵色较多,常有色差,在研发及实验过程中确定了黑卵吹出模式和黄卵吹出模式两种靶卵模式和相对应的靶标卵色精度(即色选阈值)。根据CCD采集的蚕卵RGB颜色信息,通过实验分析确定使用R分量信息作为卵色判断的依据,并通过量化方法将靶标卵色精度范围设为0-255,0为纯白,255为纯黑。黑卵吹出模式的靶标卵色精度范围为185-255,228为常用和优选值,数字越大,越趋向于黑卵色。黄卵吹出模式的靶标卵色精度范围为100-165,135为常用和优选值,数字越小,越趋向于白卵色。另外,还制定了详细的蚕卵色选机蚕卵色选工艺和操作规范。例如:平衡致死系的雄蚕原种分选只需要黄色的雄卵,其色选工艺通常设置黑卵吹出模式,推荐靶标卵色精度为228。如河南鹿邑蚕种场的限性卵色家蚕品种,雄卵颜色更黄,色差小,雌雄卵都要保留,两种模式都可选用。如果设置为黄卵吹出模式,推荐靶标卵色精度为135。生产中可以根据卵色和色差对靶标卵色精度作适当调整。
自2014年开始,浙江农业科学院蚕桑研究所和山东广通蚕种集团生产的所有平衡致死系雄蚕原种已全部采用上述雌雄蚕卵分选设备进行原种的蚕卵分选。如按200万粒/hr,64组喷气嘴约以106粒/hr的速度吹离黑色的靶卵,此时高速电磁阀每组平均开闭频率是4~5次/s,在近似自由落体下落的分离过程中,难免出现未能正确吹到黑卵,或在吹离过程中误带出黄卵的现象,由此产生一定的分离误差,通常在黑卵占比50%的情况下,一次性色选的黄卵正确率约96%。因此,雄蚕原种蚕卵的色选一般还要对靶卵和自落卵分别进行复选。由于复选时的靶卵比已经大大下降,因此获取黄卵的准确率都可超过99.5%,如增加色选次数,获取黄卵的准确率还可提升。一般情况下,利用蚕卵色选机对雄蚕原种的蚕卵进行2次色选的工效约为106粒/hr,约是人工分选(约4300粒/hr)的230倍,是本发明人前述激光分选仪和光电分选仪的约30倍和8倍,增效十分显著。
另外,该机还应用于浙江农业科学院的雌蚕无性克隆系的蚕卵色选。
应用上述分选设备的雌雄蚕卵分选方法如下:
1、筛出叠卵和蚕连纸纸屑;
用孔径为1.43mm(14目)的筛子反复筛去叠卵和蚕连纸纸屑,特别是蚕连纸纸屑,必须清除干净,以防供料系统堵塞。
2、平衡致死系蚕卵的分选方法。
目的:获取黄色的雄卵,废弃黑色的雌卵。
把经筛子筛出叠卵和蚕连纸纸屑后的蚕卵倒入料斗,铺平铺匀。
2.1开启分选设备;
2.2选择“黑卵吹出模式”,选“雌蚕色度”为228;
2.3机器正常工作时,黑色雌卵(靶卵)被吹至前面的靶卵箱中,从出口处落入承接的容器内。由于平衡致死系蚕卵的靶卵比高,非靶卵带出量相对会高些,会把一些黄卵也带出至靶卵箱;自落至下面的自落卵振出槽内的黄色雄卵(非靶卵)和漏吹的黑色雌卵(靶卵),从横向输出,经过这第一遍色选,色选准确率约为96%;
2.4当蚕卵第一次色选完毕,把由自落卵振出槽振出的准确率约96%的非靶卵蚕卵(黄卵)重新倒入料斗,继续以“黑卵吹出模式”复选。必须提醒的是,由于此时已经大多数是黄卵,所以每吹出黑卵,带出的基本上是黄卵。由于再次吹出黑卵,蚕卵雄卵准确率会提高,往往会超过99.8%,但会误带出不少黄卵。
如果多次重复靶卵箱中的蚕卵,趋向是越来越偏黄。随处理的卵量越来越少,靶卵箱中的蚕卵越来越趋向黄色偏多。
2.5处理靶卵箱中的蚕卵。由于这些靶卵中的黄卵比较少,可继续保持原“黑卵吹出模式”。
经色选后,将靶卵箱中的黑卵为蚕卵废弃或存放;
2.6继续以“黑卵吹出模式”反复色选从长槽振出的以黄卵为主的蚕卵,以获取更多的雄卵。
3、分选一批含有超过15%非受精卵的蚕种的方法
目的:获取黑色的蚕卵,废弃黄色的非受精卵,使蚕种中的非受精卵量比例低于5%。可采用两种模式来处理,但后一种方法,效率更高。
3.1非受精卵色选的主要目的是去除比例较少的黄卵,设黄卵设为靶卵,即选“黄卵吹出模式”。与平衡致死系相比,非受精卵(靶卵)的比例要小得多,再加上蚕种装盒允许非受精卵小于5%,要求不高,所以可以考虑一次完成色选,但色度可定得高些,可选168。
色选后从自落卵振出槽中输出的蚕卵可以直接装盒或贮存。
由于色度定得高,带出比也会升高,被带出的黑卵也相对较多,因此,靶卵箱中的黑卵数要多于黄色的非受精卵。将这些蚕卵再倒入料斗,继续用“黄卵吹出模式”色选,获得更多的黑卵。
3.2另一种方法。设黑卵设为靶卵,即选“黑卵吹出模式”,精度135。在连续不断的吹黑卵过程中,由于黄卵是少数,黄卵带出很少,因此,靶卵箱中获得的大多数是黑卵。可直接装盒或贮存。
由于自落自落卵振出槽中的是总量比较少的非受精黄卵和一些漏打黑卵,将这些卵再次色选,可以一遍又一遍,以获取更多的黑卵。由于量远远少于第一种方法,所以效率更高。
关于样机使用性能的可靠性和稳定性。
蚕卵是活体,一旦被挤压或剪切,卵液会流出;蚕卵不仅体积微小,轻飘,且易粘滞。因此样机研制中除了围绕蚕卵特性和形态,创新设计了前述的精密设备来确保分选的高效和精准,还全面考虑了机器使用性能的可靠性和稳定性。如蚕卵在机器上的运行通道设计完全是敞开式和光滑的,不存在可产生机械剪切等损伤蚕卵的结构。特别是蚕卵的输入和输出装置均采用电磁振动输送方法,让蚕卵在振动器的振动下匀速移动,不会对蚕卵造成任何挤压,另外,蚕卵在机器内的运行轨迹上均添加了缓冲装置或防撞硅胶,防止蚕卵受到振动和弹撞影响。都没有发生过机器对蚕卵造成损伤的事故。机器具有较强的可靠性和稳定性,可连续长时间运行。该机带有状态自检和报警装置,操作和调试也非常简单,故能以可靠和稳定的性能保证准确、安全地对蚕卵进行分选。
浙江农业科学院蚕桑研究所于2014年秋至2015年秋连续三期对同批次雄蚕品种原种散卵的机械分卵与人工分卵进行了孵化率对比,在同环境下结果显示:二种分卵方法,对蚕卵孵化率没有任何差异影响。见下表1,蚕卵孵化率对照表
在上述说明中涉及的几个基本概念的明确和定义。
1.1靶卵——指令要吹离的目标色卵。例如,黑卵(或黄卵)预定为要吹离的目标,则黑卵(或黄卵)为指令打击的靶子,即靶卵。
1.2非靶卵——通过自重下落,指令不吹离的卵。
1.3自落卵——通过自重下落的卵,包括非靶卵和漏吹的靶卵。
1.4靶卵比——一批蚕卵中,靶卵数/该批蚕卵总数。
1.5带出比——由于是对高速下落的蚕卵进行色选分离,在吹离过程中难免会发生气流误将非靶卵带出,即每吹出百颗卵中会误带出多少颗非靶卵的比值。
1.6靶卵模式和卵色精度——目前平衡致死系和限性卵色蚕品种的卵色均为:雄卵以黄色为主色调,雌卵以灰黑色为主色调,但总体是黄、黑二色,靶卵预定不是吹黑,就是吹黄。因此机器将靶卵预置分为黑卵吹出模式和黄卵吹出模式两种。由于品种不同及个体差异,蚕卵色泽会略有不同,因此每个靶卵模式的主色调应有一个色差范围,也就是蚕卵色度。由于直接用颜色表达目前有一定难度,本机通过数字来表达和预定靶卵的卵色精度。如“黄卵吹出模式”,其“雄卵色度”为1-255,以228为中间标准。如“黑蚕吹出模式”,其“雌卵色度”为1-255,以135为中间标准。每个模式又分四种,如黄卵吹出模式1,黄卵吹出模式2┄,可以设定不同的色度值预先贮存,以简化操作。
1.7靶卵比、带出比和蚕卵色度之间的相互关系——平衡致死系和限性卵色蚕品种的一个共同特点是基本上是雌雄各半,也就是靶卵比为1/2。靶卵比越高,吹离靶卵的频率越高;蚕卵色度数定得越高,吹出的靶卵越多,由带出次数多引起的带出量相对较多,但并非带出比高。实际是:靶卵比越少,非靶卵越多,在靶卵吹出过程中,相对带出的高速自落的非靶卵也越多,造成带出比相对升高。例,经过一次色选,作为黑卵的靶卵比减少了,如继续以黑卵为靶卵复选,会发现靶卵箱中,黄卵比例随复选次数增加而越来越多,说明随非靶卵增多,非靶卵的带出比也升高。因此当色选蚕卵的靶卵比为1/2时,可采用二次或多次色选工艺流程。当色度值定得偏低,漏吹的靶卵也会增多。一般来讲,第一遍的色度数可定中间数或偏低些,第二遍色度数可定得高些。
1.8色选正确率——机器色选误差主要分两类。一类是1.5和1.7中所述的带出比,即非靶卵被误吹至靶卵箱。另一类是1.3和1.7中所述的漏吹卵,自落在下面的振动输出槽内。色选正确率:获取的所需卵/(获取的所需卵+不需获取的误差卵)之比。例:黄色雄卵/(黄色雄卵+漏吹的黑色雌卵);例:黑色蚕卵/(黑色蚕卵+误吹入的非受精卵)。一般来讲,平衡致死系的蚕卵色选,一遍正确率约96%,二遍正确率约99.5%,三遍正确率超过99.8%。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种雌雄蚕卵分选设备,其特征在于,包括底部机架(28),底部机架(28)的前面两侧的每一侧分别固定一个侧边机架(8),两个侧边机架(8)上部通过若干连接件固定连接,两个侧边机架(8)之间设置供卵装置、识别装置、分离装置和收集装置;
供卵装置,包括料斗(2)、控量供卵板(3)、排序供卵板(4)和溜卵板(6),料斗(2)固定在两个侧边机架(8)上方,控量供卵板(3)的进料侧设置在料斗(2)底部出口的下方,控量供卵板(3)的出料侧设置在排序供卵板(4)的进料侧上方,排序供卵板(4)的出料侧设置在溜卵板(6)进料端的上方,料斗(2)、控量供卵板(3)、排序供卵板(4)和溜卵板(6)彼此之间不接触,其中,控量供卵板(3)安装在平移式电磁振动器A(1)上,排序供卵板(4)安装在平移式电磁振动器B(5)上,平移式电磁振动器A(1)和平移式电磁振动器B(5)都通过弹簧安装在侧边机架(8)上,平移式电磁振动器A(1)的振动频率低于平移式电磁振动器B(5)的振动频率,控量供卵板(3)上并排设置多个U形槽,该U形槽的宽度均为4~6mm,底部圆弧深2~4mm,与蚕卵形状大小一致,排序供卵板(4)上设置多个V形槽,该V形槽的V形开角为110°~130°,U形槽和V形槽均向下倾斜0.3°~0.8°;溜卵板(6)固定安装在两个侧边机架(8)之间,溜卵板(6)上设有多个V形溜卵滑槽,该V形溜卵滑槽与水平面呈50°~70°夹角,溜卵板(6)上部安装有防止蚕卵蹦跳的挡板(7),挡板(7)上部与溜卵板(6)之间形成开口较大的敞口,挡板(7)下部与溜卵板(6)平行设置;
识别装置,包括设置在溜卵板(6)前方的前箱体(12)和设置在溜卵板(6)后方的中间箱体(18)和后箱体(20);前箱体(12)内安装三棱柱背景器(14)和背景器LED光源(11),三棱柱背景器(14)由步进电机驱动转动换面并通过光敏定位传感器识别位置,三棱柱背景器(14)的三面被附上黑色、白色和特定色3种不同颜色的背景条;中间箱体(18)的前部设置有摄像用上LED光源(16)和摄像用下LED光源(17),中间箱体(18)的后部固定后箱体(20),后箱体(20)内安装物镜(21)和彩色线阵CCD传感器(19),背景器LED光源(11)发出的光线打在三棱柱背景器(14)的工作背景条上,摄像用上LED光源(16)和摄像用下LED光源(17)发出的光线穿过溜卵板(6)下方的蚕卵下落空隙照射在三棱柱背景器(14)的工作背景条上,彩色线阵CCD传感器(19)、物镜(21)和三棱柱背景器(14)的连线经过摄像用上LED光源(16)和摄像用下LED光源(17)之间的间隙并与蚕卵自落轨迹F呈80°~100°夹角;沿溜卵板(6)的64条V形溜卵滑槽高速下落的蚕卵进入识别装置分选箱,被摄像用上LED光源(16)和摄像用下LED光源(17)照射,在三棱柱背景器(14)前形成对比图像,并反射至物镜(21)和彩色线阵CCD传感器(19),彩色线阵CCD传感器(19)实时采集蚕卵的图像并反馈给计算机图像处理系统,计算机图像处理系统根据不同性别蚕卵的卵色特征进行图像识别和区分雌雄蚕卵,并将处理结果发送给分离装置,由分离装置将雌雄蚕卵分离开;
分离装置,包括安装在溜卵板(6)下方的多组喷气嘴,喷气嘴的数量与溜卵滑槽的数量相对应,喷气嘴的各喷口为宽4mm×高1mm的矩形,各喷气嘴间距为5mm,喷气嘴由高速电磁阀(23)控制吹气;
收集装置,包括设置在溜卵板(6)和喷气嘴(15)下方的自落卵收集箱(25),自落卵收集箱(25)的前方设置靶卵收集箱(29);靶卵收集箱(29)是一个按靶卵呈抛物线飞落轨迹而设计的大铁皮箱,为靶卵提供了一个防止撞击的飞离空间,并从底部漏卵口排出;自落卵收集箱(25)则是一只根据自落卵从溜卵滑槽上高速下滑轨迹而设计的四边形铁皮箱,底部有长矩形漏卵口,沿口的长边粘有防止自落卵弹出的橡皮裙边,并插入下面长槽式自落卵振出槽(27)内,该长槽式自落卵振出槽(27)前是排卵出口,该长槽式自落卵振出槽(27)下是平移式电磁振动器C(26),掉在该长槽式自落卵振出槽(27)中的蚕卵在振动中朝出口移动并排出。
2.根据权利要求1所述的一种雌雄蚕卵分选设备,其特征在于,所述前箱体(12)上安装有可触摸操控的彩色液晶显示器(13)。
3.根据权利要求1所述的一种雌雄蚕卵分选设备,其特征在于,所述靶卵收集箱(29)和长槽式自落卵振出槽(27)内均粘有防撞硅胶。
4.根据权利要求1所述的一种雌雄蚕卵分选设备,其特征在于,当计算机图像处理系统获得的蚕卵图像信号与靶卵模式基准信号的比较差值大于或等于设定的阈值,就会向分离装置发出开启电磁阀的命令;电磁阀驱动电路根据命令打开高速电磁阀(23),从喷气嘴(15)吹出压缩空气,将选定的蚕卵吹入靶卵收集箱(29);反之,高速电磁阀不启动,未被选定的蚕卵会沿着正常下落轨迹掉入自落卵收集箱(25)内;蚕卵经过成像点到达分离点的距离为16mm。
5.一种雌雄蚕卵分选方法,其特征在于,采用权利要求1至4中任一项所述的雌雄蚕卵分选设备。
CN201610694810.0A 2016-08-18 2016-08-18 雌雄蚕卵分选设备及分选方法 Active CN106311631B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610694810.0A CN106311631B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 雌雄蚕卵分选设备及分选方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610694810.0A CN106311631B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 雌雄蚕卵分选设备及分选方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106311631A CN106311631A (zh) 2017-01-11
CN106311631B true CN106311631B (zh) 2019-04-30

Family

ID=57744478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610694810.0A Active CN106311631B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 雌雄蚕卵分选设备及分选方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106311631B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107008667A (zh) * 2017-04-28 2017-08-04 安徽捷迅光电技术有限公司 一种色选机上的排料结构
CN107127164A (zh) * 2017-04-28 2017-09-05 安徽捷迅光电技术有限公司 一种通过气动控制的旋转背景灯
CN108109133B (zh) * 2017-10-31 2021-10-12 青岛大学 一种基于数字图像处理技术的蚕卵自动计数方法
CN113426707A (zh) * 2021-06-10 2021-09-24 云南永昌硅业股份有限公司 一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法及装置
CN113414123A (zh) * 2021-06-10 2021-09-21 云南永昌硅业股份有限公司 一种提高工业硅冶炼原料质量的脉石英色选方法及装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2117719U (zh) * 1992-04-09 1992-10-07 东台市蚕种场 蚕种选卵器
CN1102296A (zh) * 1993-11-04 1995-05-10 成都科技大学 平附蚕种制作机
CN101462112B (zh) * 2009-01-12 2012-07-04 浙江省农业科学院 雌雄蚕卵激光分选仪及分选方法
CN101733251B (zh) * 2009-12-07 2012-12-19 浙江省农业科学院 不同性别卵色的雌雄蚕卵分离仪
CN102145335B (zh) * 2011-03-31 2013-04-17 浙江省农业科学院 雌雄蚕卵光电自动分选仪
EP2781151A1 (en) * 2013-03-18 2014-09-24 Bayer CropScience AG Methods of separating hybrid seed from a mixture of seeds
CN103495563B (zh) * 2013-10-08 2016-01-20 合肥美亚光电技术股份有限公司 多次分选物料的设备和方法
CN104368535B (zh) * 2014-09-12 2017-08-11 东北农业大学 一种基于电磁振动的玉米粒群定向整列与智能分选装备

Also Published As

Publication number Publication date
CN106311631A (zh) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106311631B (zh) 雌雄蚕卵分选设备及分选方法
US8827082B2 (en) Apparatus for inspecting and sorting articles traveling on a conveyor
US10376925B2 (en) Automated silkworm sex sorting
US9676005B2 (en) Optical type granule sorting machine
CN105478365B (zh) 一种鱼豆腐自动分拣设备
US10512943B2 (en) Sorter
US20150076042A1 (en) Optical Type Granule Sorting Machine
CN101279321A (zh) 颗粒物料光学色选机
US10328464B2 (en) Method and apparatus for sorting heterogeneous material
CN103211292A (zh) 一种片烟分段精选设备及方法
CN105855169A (zh) 一种谷糙分离机
CN106362962A (zh) 一种隔离振源的两层履带式色选机
JP5681815B2 (ja) 個体計数装置
CN201357151Y (zh) 一种多功能色选机
BR112020013934A2 (pt) selecionadora óptica.
CN104070016A (zh) 一种小颗粒农业物料质量实时检测与分级装置及方法
US20220008959A1 (en) Optical sorter
CN208495027U (zh) 作物籽粒单粒分选装置
KR101920055B1 (ko) 개체 중량 판별을 이용한 밤 선별기
CN109046963B (zh) 一种基于物料疏密分布来降低风选能耗的装置及方法
US3750881A (en) Color sorter
CN110315014A (zh) 搓丝用振动进料设备
JP4902121B2 (ja) 粒状物色彩選別機
CN110063305A (zh) 气悬式蚕茧品质分选方法
CN206615468U (zh) 一种物料计数下料生产线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant