CN111372441A - 种子输送系统及方法 - Google Patents

Abstract

种子输送系统及用于使用所述种子输送系统的方法，所述种子输送系统包括具有至少一个用于保持种子的种子支撑件(2)的可旋转轮(1)，其中所述至少一个种子支撑件(2)具有一个或多个固定支撑结构，其被配置为限制所述种子在相对于所述可旋转轮(1)的圆周方向上以及在远离所述可旋转轮(1)的旋转轴线(8)的方向上移动，并且其中所述至少一个种子支撑件(2)在其径向外侧上具有接近开口(14)，所述接近开口(14)允许接近所述种子以在所述种子中创建开口。

Description

种子输送系统及方法

技术领域

本发明涉及种子输送系统，其包括具有至少一个用于保持种子的种子支撑件的可旋转轮，并且其中，所述至少一个种子支撑件具有一个或多个固定支撑结构，所述固定支撑结构被配置成限制种子在相对于所述可旋转轮的圆周方向和在远离所述可旋转轮的旋转轴线的方向上的移动，其中所述至少一个种子支撑件在其径向外侧具有接近开口(accessopening)，所述接近开口允许接近所述种子。另外，本发明涉及用于采用种子输送系统来输送至少一个种子的方法，所述种子输送系统包括可旋转轮，所述可旋转轮具有至少一个用于保持种子的种子支撑件，其中所述至少一个种子支撑件具有一个或多个固定支撑结构，所述支撑结构被构造成限制种子在相对于所述可旋转轮的圆周方向上和在远离所述可旋转轮的旋转轴线的方向上的移动，其中，所述至少一个种子支撑件在其径向外侧具有接近开口，所述接近开口允许接近所述种子，所述方法包括以下步骤：在所述至少一个种子支撑件中接收种子；以及旋转所述可旋转轮，从而传送所述种子。

此处，术语“复数个种子”、“种子”、“复数个谷物”或“谷物”用作适用于工业加工和分销的所有种类的繁殖植物结构的一般指称，包括但不限于商业生产和分销的种子产品，即满足数量、独特性、均一性、稳定性和可生长性方面共同的最低要求的种子产品。特别地，这包括干燥的未发芽种子、浸湿的种子、发芽的种子、块茎和其他类型的可用于植物繁殖的作物部分、以及植物新芽。

背景技术

越来越需要用于自动处理单个种子(包括打开和修改种子)的方法和装置。所有这样的方法都需要输送单个种子。因此，已提出了各种系统和方法：

US 2007/207485 A1显示了一种自动种子采样器系统，该系统用于打开种子的皮层并从打开的种子中提取种子材料的样品。采样器系统包括具有圆形电动工作台的种子输送子系统。沿工作台的圆周布置了多个种子保持器，其具有用于夹持单个种子的相对的夹持头。夹持头由相对于工作台沿径向延伸的种子通道隔开。在打开之前，通过采用柱塞轴(plunger shaft)使种子抵靠被设置为在种子保持器上方平行于工作台的板，来迫使种子沿轴向方向对齐。此后，铣削工具从轴向方向以特定的预定距离接近种子，以移除一部分种子皮层。总体而言，此系统需要几个顺序步骤来固定和对齐每个单个的种子，然后才能对其接近和打开。

WO 2012/012411 A2中公开了另一种种子采样系统。该系统提出了吸盘，以将单个种子保持在成排布置的活塞的端部。通过向其提供气压，将单个种子保持在一个吸盘内。单个种子相对于用于打开每个种子的切割轮的对齐是通过致动每个活塞朝向邻近切割轮布置的斜面来实现的。此外，尽管仅出于单个化种子的目的，但该系统包括具有孔的分离轮，每个孔与真空源连通。

WO 2009/153646 A1示出了用于种子的剂量和单个选择的盘。它公开了该盘在精密播种机中的使用，该播种机能够一次在所需位置释放出一颗种子。种子在被接收到盘中时不会被修改；特别是WO 2009/153646 A1没有公开在种子中创建开口。每个种子被接收在壳体座中，该壳体座与盘的径向外侧上的单个孔连接，以允许空气从连接的壳体座到达盘的外部，所述孔具有半圆形的横截面。

发明内容

本发明的目的是在可接近和打开单个种子之前简化固定和对齐它们的过程。最终，这种简化应该能够提高处理速度，并且从而提高经处理的种子的吞吐量。

根据本发明的方法包括：通过从至少一个种子支撑件的接近开口接近种子来在种子中创建开口。

根据本发明的系统的特征在于，接近开口是切向凹槽，所述切向凹槽允许沿着切割可旋转轮的圆周的割线来接近种子。

接近开口被布置和配置成允许从相对于可旋转轮的旋转轴线垂直或倾斜的方向接近。例如，它允许通过接近开口切割种子(例如，钻孔、铣削、锯切、研磨或激光切割)。可使用具有几何限定或几何未限定的切削刃的切割工具来执行切割。

种子支撑件可以是种子保持器、容纳器、容器、“袋”或通常是种子运载部件。将种子输入到可旋转轮中可经由单独的放置装置以及通过使用散装物品的直通给料方法来执行(例如，移动可旋转轮的各部件经过容纳在容器(bunker)中的松散种子的堆积)。与固定支撑结构一起限制种子沿远离可旋转轮的旋转轴线的方向的移动，从而为使种子对齐提供参考，当接近种子时，通过接近开口来接近种子可确保恒定的穿透深度(例如切割深度)。固定支撑结构可以是例如壁、杆或点支撑件。它们相对于可旋转轮被固定。该轮是可旋转的意味着其被配置为在种子输送系统的操作中旋转或转动，例如，它可以枢接安装并连接到回转驱动器(turning drive)。

形成本系统的接近开口的切向凹槽垂直于可旋转轮的旋转轴线布置。这允许例如使用布置在同一平面内且邻近可旋转轮的锯轮在切向和径向方向上切割种子。在操作期间，这样的锯轮可优选地沿与可旋转轮相同或相反的旋转方向旋转。任选地，种子输送系统包括一个或多个清洁刀片，该清洁刀片延伸到可旋转轮的切向凹槽中，以便移除累积的种子边角料(offcut)或其他阻碍接近种子支撑件的污染。

当接近开口是切向凹槽时，根据本方法的改进变型，可旋转轮可在接收、旋转和创建步骤期间连续旋转。连续移动通常允许更容易同步或没有同步，并因此更快地处理种子。例如，旋转轮可以以每分钟120圈或更高的速度操作。

在一有利的实施例中，固定支撑结构包括在种子支撑件的径向外侧上延伸的两个支撑杆，在切向凹槽的每一侧上各有一个。两个支撑杆中的每一个可以是壁的一部分，壁由切向凹槽分隔。

在一个特别优选的实施例中，所述至少一个种子支撑件是具有装载开口的腔体，该装载开口用于从相对于可旋转轮的轴线方向接收种子。在这种情况下，可旋转轮可以是盘形主体，其中每个腔体由在主体的平坦侧之一中的凹陷形成。例如，盘形主体可由铬钢制成。它可具有例如500毫米的直径。种子在除通过装载开口以外的任何其他方向上的移动都受到腔室侧壁的限制。因此，当在种子中创建开口时，用于将种子引入种子支撑件的方向垂直于或至少倾斜于用于接近种子的方向。在进一步的改进中，腔体的形状被配置为有利于种子在腔体内的特定取向，从而降低了种子在种子支撑件内未对齐的可能性，否则这可能导致在创建开口时种子的严重损坏。

此外，可旋转轮可包括在每个种子支撑件的装载开口附近的模板。模板可具有桨或桶的形状。这样的模板有助于防止两个或更多个种子在一个种子支撑件中积累。

已经证明有利的是，可旋转轮还包括用于将种子的位置固定在种子支撑件内的紧固装置，尤其是至少一个可移动的销。紧固装置可使用机械限制(例如夹持)或粘附(例如抽吸)来固定种子。从而可防止由于可旋转轮的旋转或与切割设备的接触导致的种子在种子支撑件中的移动。

如果紧固装置，尤其是至少一个可移动销被配置成在远离可旋转轮的旋转轴线的方向上驱使种子，则其不仅将种子固定在种子支撑件内，而且使其相对于固定支撑结构对齐，该固定支撑结构限制了种子在远离可旋转轮的旋转轴线的方向上移动。换句话说，可将种子推到抵靠固定支撑结构之一上，从而进入相对于接近开口的可预测的位置，特别是种子突出到接近开口中的位置。紧固装置使可旋转轮能够拾取至少一个种子并将其保持在至少一个种子支撑件内，相对于接近开口预先放置每个种子并将其固定就位。

在一个优选实施例中，紧固装置包括至少一个销，该至少一个销相对于一个或多个固定支撑结构可移动以便夹持种子。至少一个可移动销可以是滑动件或螺栓，特别是相对于可旋转轮径向向外推动的可移动螺栓。至少一个可移动销可以液压地、电动地或优选地以气动方式操作。

此外，种子输送系统可包括用于从至少一个种子支撑件顶出种子的顶出装置。顶出装置被配置成从一个特定的相关联的种子支撑件移除一颗种子。更详细地，顶出装置从种子支撑件有力地顶出种子，即驱使种子离开和脱出种子支撑件。一个优选的顶出装置是空气通道或压力管，该空气通道或压力管开口通入种子支撑件并经由控制顶出动作的阀连接到加压空气源。

已经证明特别有利的是，顶出装置被配置成操作紧固装置，特别是至少一个可移动的销，以从种子支撑件释放种子。例如，紧固装置可包括通过施加气压而可移动的活塞，其中，所述活塞连接至夹持装置，使得当将空气压力施加至活塞时，夹持装置从种子缩回。

为了检测被接收在种子支撑件中的种子的未对齐，种子输送系统可包括光学传感器，该光学传感器被配置成检测至少一个种子支撑件内的种子的取向。光学传感器可以是颜色传感器或摄像机系统。例如，当所使用的种子类型的胚芽的颜色一般比胚乳位于其后的果皮浅时，可使用颜色传感器。光学传感器被布置在轮外，在种子支撑件的光学视线上，该光学视线穿过种子和种子支撑件的检测位置中的接近开口。

相应地，本方法可包括在接收步骤之后和在创建步骤之前(即在种子中创建开口的步骤)的以下步骤：采用光学传感器检测种子的取向；并且如果检测到不期望的取向，则从至少一个种子支撑件顶出种子，从而从进一步的处理中去除该种子。通过顶出具有不希望的取向的种子，可避免种子的严重损坏，并且可增加未损坏的制备好的种子的比例。

在本方法的优选应用中，其在创建步骤之后包括以下步骤：通过创建的开口将预定量的添加剂引入种子中。这样的添加剂可支持所需的植物特性，例如生长，或提供保护或抵抗环境影响，包括害虫。添加剂的引入可通过从喷嘴喷射添加剂来进行，该喷嘴被布置成邻近保持开口种子的种子支撑件的接近开口。添加剂的剂量调节可通过装备有叶片泵或隔膜阀的泵送系统来实现。

另外，并且为了保护经处理的种子，本方法优选包括在引入步骤之后的以下步骤：采用密封剂密封种子。密封剂封闭种子中创建的开口，并保护种子和引入的添加剂在输送和存储过程中不受损坏。密封剂可以是从收集的种子边角料产生的胶。它可以以与上述添加剂类似的方式通过接近开口进行喷射。

处理之后，可通过加压空气将种子从种子支撑件中顶出，如上文针对具有不希望的取向的种子所述，或者通过重力将其取出。随后，可将种子传输送过干燥站(例如，包括炉)以干燥密封剂。

具体实施方式

下面将借助于优选的示例性实施例并且参照附图更详细地定义本公开，然而，本发明不限于此。具体地：

图1是根据本发明的可旋转轮的侧视图；

图2是可旋转轮沿着图1中的II-II线的剖视图。

图3是可旋转轮根据图1和图2的一部分的俯视图；以及

图4是图3中沿IV-IV线所示的一部分的剖视图。

图1至图4示出的可旋转轮1具有用于保持单个种子的多个种子支撑件2。可旋转轮1包括盘形主体3，可移动销4可滑动地布置在盘形主体3中，对于二十个种子支撑件2中的每一个均一个可移动销4。每个种子支撑件2由盘形主体3内的腔体5形成。每个腔体5具有装载开口6，该装载开口基本上平行于可旋转轮1的顶侧7。装载开口6允许从相对于可旋转轮1的轴向方向在腔体5中接收种子。在朝向可旋转轮1的旋转轴线8的径向方向上，种子支撑件2由相应的可移动销4的径向外端9限定边界。在其与装载开口6相对的底侧10上，每个腔体5连接到顶出钻孔11。在相对于可旋转轮1的圆周方向以及在远离可旋转轮1的旋转轴线8的方向两者上，每个腔体5通过由旋转轮1的盘形主体3形成的侧壁限定边界。

可旋转轮1在其径向外侧12上具有切向凹槽13。切向凹槽13围绕可旋转轮1的整个圆周延伸。切向凹槽13的深度d(见图4)使得它在每个种子支撑件2的径向外侧上产生接近开口14。接近开口14允许从可旋转轮1的外部接近被接收在相应的种子支撑件2中的种子。具体地，接近开口14允许切割设备(例如，锯轮)进入，穿透并由此打开被接收在种子支撑件2中的种子。由于切向凹槽13，每个腔体5的径向外壁15被有效地分隔成在种子支撑件2的外侧径向延伸的两个支撑杆16，在切向凹槽13的每一侧上均有一个支撑杆16。

可移动销4连接到活塞部分18和压力弹簧19(例如，螺旋弹簧)，该压力弹簧的一端抵靠在活塞部分18上，并且另一端抵靠相对于可旋转轮1固定的螺栓盖20，从而将可移动销4偏置到相关腔体5中。活塞部分18被布置在缸体23内，该缸体23形成在可旋转轮1内部，并且在活塞部分18的径向外部的位置处连接至可旋转轮1内的压力管24。当加压空气被供应到压力管24时，活塞部分18在朝向旋转轴线8的方向上被驱动，从而使可移动销4从腔体5缩回。另一压力管30连接到顶出钻孔11，使得部分加压空气被吹入腔室5中，并且由此一旦可移动销4从腔室5缩回以释放种子，通过装载开口6将接收在其中的种子顶出。可从可旋转轮1的底侧26中的供应孔25将加压空气供应到压力管24和30。基于光学传感器31的输出来控制向压力管24的加压空气的供应，光学传感器31检测通过接近开口14暴露的种子表面的颜色。如果基于检测到的颜色，种子在种子支撑件2具有不期望的取向，则控制阀被打开以通过供应加压空气至相关的压力管24和30来触发特定种子的顶出。光学颜色检测器和气动顶出装置的组合具有以下优点：可实现相对较低的检测，切换和反应延迟(几分之一秒)，确保更高的旋转速度和种子输送系统的吞吐量。

在其顶侧7上，可旋转轮1包括靠近每个装载开口6的模板28。模板28是桨形的，并且在顶侧7上在它们之间限定收集托盘29，收集托盘29改善了每个种子支撑件2中的单个种子的收集。

上述可旋转轮1的优选应用是在种子输送系统中的，该种子输送系统是自动种子制备系统32的一部分。在这样的系统中，通过旋转可旋转轮1来将每个种子支撑件2中接收的单个种子输送到切割站33。在切割站33处，切割设备通过经由相应的种子支撑件2的接近开口14接近每个种子而在种子中创建开口。切割设备可以是连续旋转的锯轮，并且可旋转轮1也可以连续旋转，从而通过锯轮将所接收的种子进料。此后，可沿着可旋转轮1的圆周设置注射站(injection station)，在该注射站处，利用通过接近开口14进行的喷雾，将预定量的添加剂引入到通过的种子中。此外，可沿着可旋转轮1的圆周设置密封站，在“密封站”处通过接近开口14喷射密封剂以封闭在通过的种子中创建的开口，从而保护种子和添加剂。最后，通过向每个通过的种子支撑件2的压力管24和30提供加压空气，所有剩余的种子可被顶出到收集坑(collection pit)中。

Claims (13)

1.一种种子输送系统，包括具有至少一个用于保持种子的种子支撑件(2)的可旋转轮(1)，其中，所述至少一个种子支撑件(2)具有一个或多个固定的支撑结构，所述固定支撑结构被配置成限制所述种子在相对于所述可旋转轮(1)的圆周方向和远离所述可旋转轮(1)的旋转轴线(8)的方向上移动，其中，所述至少一个种子支撑件(2)在其径向外侧上具有接近开口(14)，所述接近开口(14)允许接近所述种子，其特征在于，所述接近开口(14)是切向凹槽(13)，所述切向凹槽(13)允许沿着切割所述可旋转轮(1)的割线接近所述种子。

2.根据权利要求1所述的种子输送系统，其特征在于，所述固定支撑结构包括

在所述至少一个种子支撑件(2)的径向外侧上延伸的两个支撑杆(16)，所述支撑杆(16)在所述切向凹槽的每一侧上各一个。

3.根据权利要求1或2所述的种子输送系统，其特征在于，所述至少一个种子支撑件(2)是具有装载开口(6)的腔体(5)，所述装载开口用于从相对于所述可旋转轮(1)的轴向方向接收种子。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的种子输送系统，其特征在于，所述可旋转轮(1)还包括至少一个用于将所述种子的位置固定在所述至少一个种子支撑件(2)内的可移动销(4)。

5.根据权利要求4所述的种子输送系统，其特征在于，所述至少一个可移动销(4)被配置成在远离所述可旋转轮(1)的旋转轴线(8)的方向驱动所述种子。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的种子输送系统，其特征在于，其包括用于从所述至少一个种子支撑件(2)顶出所述种子的顶出装置。

7.根据权利要求6和权利要求4至5中的一项所述的种子输送系统，其特征在于，所述顶出装置被配置成操作所述至少一个可移动销(4)以从所述至少一个种子支撑件(2)释放所述种子。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的种子输送系统，其特征在于，其包括光学传感器，所述光学传感器被配置为检测所述种子在所述至少一个种子支撑件(2)内的取向。

9.一种采用种子输送系统来输送至少一个种子的方法，所述种子输送系统包括具有至少一个用于保持种子的种子支承件(2)的可旋转轮(1)，其中所述至少一个种子支承件(2)具有一个或多个固定支撑结构，其被配置成限制所述种子在相对于所述可旋转轮(1)的圆周方向上以及在远离所述可旋转轮(1)的旋转轴线(8)的方向上移动，其中，所述至少一个种子支撑件(2)在其径向外侧具有接近开口(14)，所述接近开口(14)允许接近所述种子，所述方法包括以下步骤：

-在所述至少一个种子支撑件(2)中接收种子；

-旋转所述可旋转轮(1)，由此传送所述种子；以及

-通过经由所述至少一个种子支撑件(2)的所述接近开口(14)接近所述种子而在所述种子中创建开口。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接近开口(14)是切向凹槽(13)，并且所述可旋转轮(1)在所述接收、旋转和创建步骤期间连续旋转。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述种子输送系统包括光学传感器，其中所述方法在所述接收步骤之后且在所述创建步骤之前包括以下步骤：

-采用所述光学传感器来检测所述种子的取向；以及

-如果检测到不期望的取向，则从所述至少一个种子支撑件(2)顶出所述种子。

12.根据权利要求9至11之一所述的方法，其特征在于，所述方法在创建步骤之后包括以下步骤：

-通过所述被创建的开口将预定量的添加剂引入所述种子中。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法在引入步骤之后包括以下步骤：

-采用密封剂密封所述种子。

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