CN110142231B - 荧光标记水稻种子分选机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种荧光标记水稻种子分选机构及方法，包括落料机构(1)、仿形定位机构(2)、运输机构(3)、检测装置(4)、喷射机构(5)、收集通道(6)、光源(7)以及框架(8)，框架(8)包括支撑架(81)、上定位板(82)、中定位板(83)以及侧定位板(84)，检测装置(4)、喷射机构(5)在运输机构(3)上分别设置有检测工位、喷射工位，收集通道(6)对准喷射工位，光源(7)对准检测工位。本发明结构简单紧凑，使用方便，能够稳定、均匀、有序、有向地进行种子的上料及运输，且检测区域较宽，可以进行多次检测，极大地提高了种子分选的精度。

Description

荧光标记水稻种子分选机构及方法

技术领域

本发明涉及水稻种子色选的方法，具体地，涉及一种荧光标记水稻种子分选机构及方法，尤其是一种高准确率的荧光标记水稻种子分选机构及方法。

背景技术

遴选荧光蛋白标记种子是第三代杂交水稻品种选育的核心技术。第三代杂交水稻种子收获时往往混有1：1的红色荧光转基因种子与无色非转基因种子，由于转基因水稻种子的荧光标记成像被颖壳遮挡、荧光效应弱化，识别难度很高，一般的方法无法高准确率地识别。

目前的色选机主要针对可见光进行分选，且市场上大多数分选机采用滑槽式结构，通量较高但牺牲了一定的分选精度。目前的第三代杂交水稻荧光种子还处于实验阶段，分选量不大，但是精度要求很高。针对该项目对精度的极高要求，一款高精度的荧光水稻种子色选机是急需的。

公开号为CN 206951573U的专利文献公开了一种水稻种子分选装置，包括种子分选机、第一筛选仓和第二筛选仓，所述种子分选机上设置有控制面板，所述种子分选机的正面板顶部焊接有调节固定杆，所述第二旋转控制器上通过第二转动杆与刮板转动连接，所述种子分选机上处于刮板位置处设置有第一筛选仓，所述第一旋转控制器的外侧设置有第二筛选仓。本实用新型中，第一筛选仓采用炒锅式的结构，利用第二旋转控制器控制刮板转动，从而利用刮板对第一筛选仓中的种子进行拨动，再配合第一旋转控制器控制第一筛选仓进行转动，使得种子不会卡在第一筛选仓中，并且第一筛选仓对种子的筛选更加均匀，使用效果更好。但是，此方法仅能够实现对种子形状的筛选，不能对荧光标记的种子进行分选。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种荧光标记水稻种子分选机构及方法。

根据本发明的一个方面，提供的一种荧光标记水稻种子分选机构，包括落料机构、仿形定位机构、运输机构、检测装置、喷射机构、收集通道、光源以及框架，

所述框架包括支撑架、上定位板、中定位板以及侧定位板，上定位板设置在支撑架上层，中定位板设置在支撑架中层，侧定位板设置在支撑架侧面，

所述落料机构、检测装置安装在上定位板上，所述仿形定位机构安装在侧定位板上，所述运输机构、喷射机构、收集通道、光源安装在中定位板上；

所述检测装置、喷射机构在运输机构上分别设置有检测工位、喷射工位，所述收集通道对准喷射工位，所述光源对准检测工位。

优选地，所述落料机构包括排种轮、驱动电机，所述排种轮通过驱动电机驱动旋转，排种轮周向上设置有凹坑，种子通过所述凹坑排出落料机构，进而进入仿形定位机构。

优选地，所述仿形定位机构包括V形斜面、导料槽，所述导料槽设置在V形斜面的底部；

所述导料槽底部设置有料出口，所述料出口处设置有上斜面。

优选地，所述料出口包括一个或多个槽口，所述槽口的长度大于一倍种子的长度、小于二倍种子的长度，所述槽口的宽度大于一倍种子的宽度、小于两倍种子的宽度并小于种子长度。

优选地，所述运输机构包括同步带、同步轮以及驱动装置，所述驱动装置驱动同步轮带动同步带运动。

优选地，所述同步带的颜色与种子荧光颜色不同。

优选地，所述检测装置包括相机、标定板，所述相机通过相机架安装在上定位板上，所述标定板安装在检测工位旁边；

所述相机架包括调焦旋钮槽、滤光片槽、相机固定孔，相机通过相机固定孔安装在相机架上，调焦旋钮槽、滤光片槽内分别安装调焦旋钮、滤光片；

所述相机的安装高度使得相机的焦点位于运输机构的检测工位上；

所述标定板上设置有用于安装标定灯的等距定位孔，所述标定板的颜色与种子荧光颜色不同。

优选地，所述喷射机构包括外架、内架，所述外架连接中定位板，外架上设置有外架固定孔，所述内架上设置有内架固定孔、喷嘴固定孔，

所述外架与内架通过外架固定孔、内架固定孔以及连接件连接，所述喷嘴固定孔内安装喷嘴；

所述外架、内架之间的角度可调节。

优选地，所述检测装置信号连接喷射机构，喷射机构根据检测装置的检测结果对种子进行喷射。

根据本发明的另一个方面，提供一种荧光标记水稻种子分选方法，包括如下步骤：

步骤1：将种子倒入落料机构，种子经过排种轮排出进入仿形定位机构；

步骤2：种子进入仿形定位机构后以规整的姿态均匀落到运输机构的同步带；

步骤3：同步带将种子运送到检测工位，经检测装置检测与定位后送入喷射工位；

步骤4：喷射机构根据检测装置的检测结果将喷射工位的荧光标记的种子喷射到收集通道，没有荧光标记的种子随同步带继续向后运动。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明结构简单紧凑，使用方便，能够稳定、均匀、有序、有向地进行种子的上料及运输，且检测区域较宽，可以进行多次检测，极大地提高了种子分选的精度。

2、本发明通过仿形定位机构对种子的形态和位置进行规则排序，使种子有序通过检测工位，对种子进行精准检测，并通过喷射机构对荧光种子进行收集。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的立体结构示意图。

图3为本发明的仿形定位机构的正视截面图。

图4为本发明的仿形定位机构的侧视截面图。

图5为本发明相机架的结构示意图。

图6为本发明外架的结构示意图。

图7为本发明内架的结构示意图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

根据本发明提供的一种荧光标记水稻种子分选机构，如图1-2所示，包括落料机构1、仿形定位机构2、运输机构3、检测装置4、喷射机构5、收集通道6、光源7以及框架8，所述框架8包括支撑架81、上定位板82、中定位板83以及侧定位板84，上定位板82设置在支撑架81上层，中定位板83设置在支撑架81中层，侧定位板84设置在支撑架81侧面，所述落料机构1、检测装置4安装在上定位板82上，所述仿形定位机构2安装在侧定位板84上，所述运输机构3、喷射机构5、收集通道6、光源7安装在中定位板83上；所述检测装置4、喷射机构5在运输机构3上分别设置有检测工位、喷射工位，所述收集通道6对准喷射工位，所述光源7对准检测工位。所述仿形定位机构2入口接于所述落料机构1出口，令种子排出后进入所述仿形定位机构2；所述仿形定位机构2出口位于所述运输机构3上方，令种子的位置与姿态得到控制；所述运输机构3上留有检测工位，当种子经过所述检测工位时，所述光源7及检测装置4对种子进行打光、检测与定位，所述光源7对准所述检测工位，激发出种子的荧光；所述运输机构3上留有喷射工位，种子经过所述喷射工位时被所述喷射机构5喷出进入所述收集通道6，从而实现荧光水稻种子的高精度分选。

所述落料机构1包括排种轮、驱动电机，所述排种轮通过驱动电机驱动旋转，排种轮周向上设置有凹坑，种子通过所述凹坑排出落料机构1，进而进入仿形定位机构2。排种轮的转速用驱动电机控制，排种速度可控。

如图3-4所示，所述仿形定位机构2包括V形斜面21、导料槽22，所述导料槽22设置在V形斜面21的底部；所述导料槽22底部设置有料出口23，所述料出口23处设置有上斜面24。所述V型斜面21使种子沿斜面落入所述底部导料槽22。所述料出口23处设有上斜面24，当种子立着进入所述料出口时被上斜面24影响变为平躺姿态。所述料出口23包括一个或多个槽口，所述槽口的长度大于一倍种子的长度、小于二倍种子的长度，所述槽口的宽度大于一倍种子的宽度、小于两倍种子的宽度并小于种子长度；使得每个槽口一次只能有一粒种子通过。种子落入仿形定位机构2后，种子沿V型斜面21落入底部的导料槽22，种子被传动带动往料出口23运动，竖着的种子被上斜面24影响变为平躺，最后所有种子以每排至多一粒沿同步带31方向平躺的方式有向、有序地离开仿形定位机构2。

所述运输机构3包括同步带31、同步轮32以及驱动装置，所述驱动装置驱动同步轮32带动同步带31运动。所述同步带31的颜色与种子荧光颜色不同。优选地，所述同步带31外侧的颜色(放种子的一侧)与种子荧光颜色不同。

所述检测装置4包括相机、标定板，所述相机通过相机架41安装在上定位板82上，所述标定板安装在检测工位旁边；如图5所示，所述相机架41包括调焦旋钮槽42、滤光片槽43、相机固定孔44，相机通过相机固定孔44安装在相机架41上，调焦旋钮槽42、滤光片槽43内分别安装调焦旋钮、滤光片；所述相机的安装高度使得相机的焦点位于运输机构3的检测工位上；所述相机的安装高度与其焦点对应，且需要滤光片进行滤光；所述标定板上设置有用于安装标定灯的等距定位孔，所述标定板的颜色与种子荧光颜色不同，优选地，所述标定板上有等间距的五个定位孔，用于安装标定灯。所述相机用于检测种子荧光有无，所述标定板用于种子位置的标定。优选地，所述相机架上方开有四个相机固定孔44，所述相机架侧面开有调焦旋钮槽42，所述相机架底部开有滤光片槽43。将相机放入相机架41中；用螺栓螺母将相机架41固定在上定位板82上；在滤光片槽13中放入滤光片；通过调焦旋钮调整相机的焦距至合适大小。

如图6-7所示，所述喷射机构5包括外架51、内架53，所述外架51连接中定位板83，外架51上设置有外架固定孔52，所述内架53上设置有内架固定孔54、喷嘴固定孔55，所述外架51与内架53通过外架固定孔52、内架固定孔54以及连接件连接，所述喷嘴固定孔55内安装喷嘴；所述外架51、内架53之间的角度可调节。优选地，所述外架51为连接在所述中定位板83上的固定架，上方开有水平通孔(外架固定孔52)，所述内架53开有与外架51对应的相同大小的通孔(内架固定孔54)，所述内架上还设置有内径略大于喷嘴外径的垂直于所述同步带31的通孔；内架53与外架51间通过螺栓螺母拧紧固定，相对角度可以调整；所述喷嘴固定于内架51的上内径略大于喷嘴外径且垂直于所述同步带31的通孔(喷嘴固定孔55)，角度可随内架53调整。将外架固定孔52与内架固定孔54对齐，放入螺栓；将喷嘴塞入喷嘴固定孔55，调整喷嘴角度至合适的喷射位置；将外架51安装上螺母并拧紧固定在中定位板83上。荧光种子经过时被喷嘴喷入收集通道6。

所述检测装置4信号连接喷射机构5，喷射机构5根据检测装置4的检测结果对种子进行喷射。

所述落料机构1用于速度较为稳定且可控的落料。所述仿形定位机构2用于控制种子的位置与姿态。所述运输机构3用于匀速平稳地运输种子。所述检测装置4用于识别并定位荧光种子。所述喷射机构5用于喷出荧光种子。所述收集通道6用于收集被吹出的荧光种子。所述光源7用于激发种子的荧光。所述框架8用于固定以上部分及其他零件。

根据本发明提供的一种荧光标记水稻种子分选方法，尤其是一种利用所述荧光标记水稻种子分选机构的荧光标记水稻种子分选方法，包括如下步骤：

步骤1：将种子倒入落料机构1，种子经过排种轮排出进入仿形定位机构2；

步骤2：种子进入仿形定位机构2后以规整的姿态均匀落到运输机构3的同步带31；

步骤3：同步带31将种子运送到检测工位，经检测装置4检测与定位后送入喷射工位；

步骤4：喷射机构5根据检测装置4的检测结果将喷射工位的荧光标记的种子喷射到收集通道6，没有荧光标记的种子随同步带31继续向后运动。

在进行荧光标记水稻种子分选时需要对荧光标记水稻种子分选机构的先进行安装，因此荧光标记水稻种子分选包括如下步骤：

(1)将所述落料机构1与所述相机安装在所述上定位板82上；

(2)将所述仿形定位机构2安装在所述侧定位板84上；

(3)将所述运输机构3、喷射机构5、收集通道6、光源7与所述标定板安装在所说中定位板83上；

(4)种子倒入所述落料机构1后，经过所述排种轮排出进入所述仿形定位机构2；

(5)种子经过所述仿形定位机构2后，在以一定的姿态与位置落到所述同步带31上；

(6)种子经过所述检测工位时被检测与定位，经过所述喷射工位时根据定位信息被喷出或继续运动至最后。

本发明不仅适用于荧光水稻种子的分选，也适用于其他荧光种子的分选。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种荧光标记水稻种子分选机构，其特征在于，包括落料机构(1)、仿形定位机构(2)、运输机构(3)、检测装置(4)、喷射机构(5)、收集通道(6)、光源(7)以及框架(8)，

所述框架(8)包括支撑架(81)、上定位板(82)、中定位板(83)以及侧定位板(84)，上定位板(82)设置在支撑架(81)上层，中定位板(83)设置在支撑架(81)中层，侧定位板(84)设置在支撑架(81)侧面，

所述落料机构(1)、检测装置(4)安装在上定位板(82)上，所述仿形定位机构(2)安装在侧定位板(84)上，所述运输机构(3)、喷射机构(5)、收集通道(6)、光源(7)安装在中定位板(83)上；

所述检测装置(4)、喷射机构(5)在运输机构(3)上分别设置有检测工位、喷射工位，所述收集通道(6)对准喷射工位，所述光源(7)对准检测工位；

所述落料机构(1)包括排种轮、驱动电机，所述排种轮通过驱动电机驱动旋转，排种轮周向上设置有凹坑，种子通过所述凹坑排出落料机构(1)，进而进入仿形定位机构(2)；

所述仿形定位机构(2)包括V形斜面(21)、导料槽(22)，所述导料槽(22)设置在V形斜面(21)的底部；

所述导料槽(22)底部设置有料出口(23)，所述料出口(23)处设置有上斜面(24)；

所述料出口(23)包括一个或多个槽口，所述槽口的长度大于一倍种子的长度、小于二倍种子的长度，所述槽口的宽度大于一倍种子的宽度、小于两倍种子的宽度并小于种子长度。

2.根据权利要求1所述的荧光标记水稻种子分选机构，其特征在于，所述运输机构(3)包括同步带(31)、同步轮(32)以及驱动装置，所述驱动装置驱动同步轮(32)带动同步带(31)运动。

3.根据权利要求2所述的荧光标记水稻种子分选机构，其特征在于，所述同步带(31)的颜色与种子荧光颜色不同。

4.根据权利要求1所述的荧光标记水稻种子分选机构，其特征在于，所述检测装置(4)包括相机、标定板，所述相机通过相机架(41)安装在上定位板(82)上，所述标定板安装在检测工位旁边；

所述相机架(41)包括调焦旋钮槽(42)、滤光片槽(43)、相机固定孔(44)，相机通过相机固定孔(44)安装在相机架(41)上，调焦旋钮槽(42)、滤光片槽(43)内分别安装调焦旋钮、滤光片；

所述相机的安装高度使得相机的焦点位于运输机构(3)的检测工位上；

所述标定板上设置有用于安装标定灯的等距定位孔，所述标定板的颜色与种子荧光颜色不同。

5.根据权利要求1所述的荧光标记水稻种子分选机构，其特征在于，所述喷射机构(5)包括外架(51)、内架(53)，所述外架(51)连接中定位板(83)，外架(51)上设置有外架固定孔(52)，所述内架(53)上设置有内架固定孔(54)、喷嘴固定孔(55)，

所述外架(51)与内架(53)通过外架固定孔(52)、内架固定孔(54)以及连接件连接，所述喷嘴固定孔(55)内安装喷嘴；

所述外架(51)、内架(53)之间的角度可调节。

6.根据权利要求1所述的荧光标记水稻种子分选机构，其特征在于，所述检测装置(4)信号连接喷射机构(5)，喷射机构(5)根据检测装置(4)的检测结果对种子进行喷射。

7.一种荧光标记水稻种子分选方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述荧光标记水稻种子分选机构，包括如下步骤：

步骤1：将种子倒入落料机构(1)，种子经过排种轮排出进入仿形定位机构(2)；

步骤2：种子进入仿形定位机构(2)后以规整的姿态均匀落到运输机构(3)的同步带(31)；

步骤3：同步带(31)将种子运送到检测工位，经检测装置(4)检测与定位后送入喷射工位；

步骤4：喷射机构(5)根据检测装置(4)的检测结果将喷射工位的荧光标记的种子喷射到收集通道(6)，没有荧光标记的种子随同步带(31)继续向后运动。

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