CN112166758B - 玉米种粒胚面识别调整装置及调整方法 - Google Patents

玉米种粒胚面识别调整装置及调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种玉米种粒胚面识别调整装置及调整方法,该玉米种粒胚面识别调整装置包括:一动力输送模块,包括一动力输入轴、一主动同步带轮、一异形同步带、一从动同步带轮、一从动轴、一输送辅助板和多个拨齿;一定向供种模块,包括一滑道、一辅助定向板、一V轨道前立板、一单V轨道后立板和一双V轨道后立板;一胚面识别及调整模块,包括一双V型轨道、一光电传感器、一摄像机、一通风孔、一对气吹嘴、一Y型轨道前立板、一Y型轨道后立板和一翻面辅助筒。本发明可以实现播种前胚面均朝上的目的。

Description

玉米种粒胚面识别调整装置及调整方法
技术领域
本发明涉及一种农业生产机械,特别涉及一种玉米种粒胚面识别调整装置及调整方法。
背景技术
玉米是重要的粮食作物,还可以用作饲料、工业原料、甜味剂等,在世界范围内广泛种植。在传统的栽培模式下,玉米叶片的伸展方向随机,存在许多重叠和交织的现象,导致光照分布不均匀。当种植密度增加时,叶片重叠会更加严重,影响了玉米的产量。在高产水平上,限制玉米产量的主要生态因素是光照。农艺研究初步表明,通过提高玉米冠层的光照利用率,可以提高玉米的产量,而且播种时种子的姿态对玉米叶片的方向和冠层结构有影响。当将种子直立放置、尖端朝下且胚面与播种行平行时,或者当种子平放,胚面朝上且长轴垂直于种植行时,可以优先产生定向叶片,并且研究发现,与随机播种的地块相比,定向播种具有更高的光拦截率并可以显著提高产量。目前,尚无可以实现定向播种的实用机械,定向播种基本依靠手工完成。因此,研发可以实现定向播种农艺要求的装置具有现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玉米种粒胚面识别调整装置及调整方法,使其可以实现播种前胚面均朝上的目的。
为了实现上述目的,本发明提供一种玉米种粒胚面识别调整装置,包括:
一动力输送模块,该动力输送模块包括一动力输入轴、一主动同步带轮、一异形同步带、一从动同步带轮、一从动轴、一输送辅助板和多个拨齿;该动力输入轴和该从动轴分别与该玉米种粒胚面识别调整装置的机架连接,该主动同步带轮设置于该动力输入轴,该从动同步带轮设置于该从动轴,该辅助输送板位于所述拨齿上方,该异形同步带由该动力输入轴上的该主动同步带轮和该从动轴上的该从动同步带轮张紧并获得动力,所述拨齿固定在该异形同步带上并能够拨动玉米种粒向前输送;
一定向供种模块,该定向供种模块包括一滑道、一辅助定向板、一V轨道前立板、一单V轨道后立板和一双V轨道后立板;该滑道布置在排种器下方,该滑道底面紧贴该V轨道前立板并与该V轨道前立板固定连接,该辅助定向板底板与该滑道顶面平行且具有一间隙,该单V轨道后立板与地面垂直布置,该单V轨道后立板下表面、该双V轨道后立板下表面和该V轨道前立板下表面均与该异形同步带接触,该单V轨道后立板、该双V轨道后立板和该V轨道前立板均与该机架连接,该辅助输送板装设于该单V轨道后立板和该双V轨道后立板上;以及
一胚面识别及调整模块,该胚面识别及调整模块包括一双V型轨道、一光电传感器、一摄像机、一通风孔、一对气吹嘴、一Y型轨道前立板、一Y型轨道后立板和一翻面辅助筒;该光电传感器和该摄像机均安装在该双V型轨道的上方,该通风孔对立布置在该V轨道前立板和该双V轨道后立板右端,所述气吹嘴分别布置在该V轨道前立板和该双V轨道后立板的该通风孔处,所述气吹嘴端面与该V轨道前立板和该双V轨道后立板平行布置,该Y型轨道前立板、Y型轨道后立板及该翻面辅助筒设置于该主动同步带轮一侧的机架上。
其中,该辅助输送板位于所述拨齿上方,并安装在单V轨道后立板和双V轨道后立板上,用于为运动的种粒提供一个相对空间,使种粒运动过程中的姿态相对稳定。
其中,固定在该异形同步带上的相邻两个所述拨齿之间的距离大于15mm且小于20mm。
其中,所述拨齿的高度大于5mm且小于8mm。
其中,该动力输入轴和该从动轴分别通过一对SKF椭圆形带座轴承与机架连接。
其中,该动力输送模块主要包括该异形同步带和同步带轮组件,该异形同步带为两侧均带齿的同步带,用于实现种粒的连续输送。
其中,该辅助定向板底板与该滑道顶面之间的该间隙大于4mm且小于10mm。
其中,该V轨道前立板的长度等于该单V轨道后立板和该双V轨道后立板长度之和。
其中,该单V轨道后立板下表面、该双V轨道后立板下表面和该V轨道前立板下表面分别通过合页与机架铰接,通过角度调节板调节该双V轨道后立板和该V轨道前立板的倾斜角度,以实现种子输送、识别及调整过程中的侧立角。
其中,该单V轨道后立板与该V轨道前立板组成的单V型轨道槽宽大于3mm且小于6mm,该双V轨道后立板与V该轨道前立板组成双V型轨道槽宽大于3mm且小于6mm。轨道宽度小,使玉米种粒不能平放在同步带上。
其中,该定向供种模块主要由滑道、单V轨道和双V轨道的各部件组成,主要功能为使种粒以侧立姿态进入胚面识别及调整模块。该滑道布置在排种器下方,以确保玉米种粒以扁平状顺着滑道向下滑动。种粒落至该滑道底部时,大部分种粒侧立在该V轨道前立板侧,少数种粒直立在该单V轨道后立板侧。在该异形同步带上的拨齿带动下,种粒向前输送,当到达该双V轨道处时,所有种粒变为在双V轨道两侧的侧立姿态,即实现了定向供种。
其中,该光电传感器和该摄像机均安装在异形同步带的正上方,且均在能够识别到种粒的距离范围内,于该摄像机处还设置有一光源。该光电传感器和该摄像机之间的安装距离较小,可以消除由环境因素等带来的时间误差。
其中,该双V型轨道两侧的倾斜角度大于30度且小于45度。这一角度范围可以保证玉米种粒的胚面仍能被识别且易于后续的胚面调整。
其中,该Y型轨道前立板和该Y型轨道后立板组成一Y型轨道,该Y型轨道左端开口大于其右端开口,该Y型轨道左端开口距离大于12mm且小于15mm,该Y型轨道右端开口距离大于9mm且小于12mm。该Y型轨道前立板和该Y型轨道后立板组成的Y型轨道左端开口大,右端开口小,大端开口距离大于12mm且小于15mm,可以使种粒放平,小端开口距离大于9mm且小于12mm,可以使种子保持在轨道的中间。
其中,该翻面辅助筒底面与该异形同步带底面的距离应大于6mm且小于8mm。以此使种子在运输过程中的姿态保持不变。
其中,该胚面识别及调整模块主要包括光电传感器、摄像机、气吹嘴、双V轨道、Y型轨道等组件。
本发明的玉米种粒胚面识别调整装置,其调整流程如下:
1)当种粒在该异形同步带的带动下向前输送至该光电传感器正下方时,该光电传感器被触发,给该摄像机传递信号,使摄像机在种粒经过时进行拍照;
2)该摄像机将拍摄的图像传输至计算机,由计算机进行实时的图像处理和快速识别,判别此时种粒胚面朝向(是否胚面朝上),根据判别结果产生相应的指令,给控制该气吹嘴的电磁阀发送相应信号,使气吹嘴执行相应的气吹操作实现胚面调整(计算机决定气吹嘴是否执行气吹操作来调整胚面朝向);
3)种粒经过气吹嘴后,经过调整变为胚面朝下状态,仍侧立在双V轨道两侧,双V型轨道逐渐变为Y型轨道,种粒进入Y型轨道(俯视),Y型轨道初始端宽度宽于双V型轨道的宽度,因此,种粒由胚面朝下的侧立状态逐渐变为平放状态,之后Y型轨道逐渐对称收缩至一定宽度,种粒被引导至轨道中央,在翻面辅助筒和异形同步带的作用下,种粒运动至异形同步带的下侧,实现胚面朝上的姿态。
本发明能够将胚面朝向随机的种子调整为胚面朝上的状态,可实现定向播种中的胚面定向。
本发明还提供一种使用上述玉米种粒胚面识别调整装置的玉米种粒胚面识别调整方法,包括如下步骤阶段:
1)种粒侧立阶段:种粒离开排种器后落于该滑道之上,并在该辅助定向板的作用下均变为滑动状态,之后顺着该滑道滑至底端侧立在该V轨道前立板上或侧立在该单V轨道后立板上,种粒在该异形同步带的带动下沿着单V轨道运动至单V轨道与双V轨道交接处时,均变为侧立在双V型轨道底部;
2)胚面识别及调整阶段:在双V型轨道中,通过光电传感器、摄像机和计算机进行种粒胚面的检测、识别,判断种粒位置和胚面朝向,并通过气吹嘴进行种粒胚面调整;
3)种粒放平及翻面阶段:经过胚面调整后,种粒由双V轨道进入Y型轨道,在双V型轨道与Y型轨道交接处,种粒由侧立状态逐渐被放平,呈稳定胚面朝下状态,之后Y型轨道逐渐变窄,引导种粒运动至轨道中间,在该翻面辅助筒的协助下,种粒运动至该异形同步带的下侧落在落种辅助板上,完成翻面操作,呈胚面朝上状态。
其中,于步骤阶段1)中,种粒离开排种器后落在该滑道上,此时大部分种粒呈滑动状态,少数种粒呈翻滚状态,呈翻滚状态的种粒经过该辅助定向板时被放平,之后亦变为滑动状态;种粒顺着该滑道滑至底端侧立在该V轨道前立板上,少数落至底端有跳动现象的种粒侧立在该单V轨道后立板上,种粒在该异形同步带的带动下沿着单V轨道运动至单V轨道与双V轨道交接处时,侧立在该单V轨道后立板上的种粒顺势侧立到该双V轨道后立板上,从而实现了种粒在双V型轨道底部的侧立,以利后续阶段的胚面检测识别和调整。
其中,于步骤阶段2)中,该光电传感器将信号传递给NI USB-6008数据采集卡,进而传递给计算机;通过计算机传递相应的信号给NI USB-6008数据采集卡,进而向气吹嘴的电磁阀传递相应的信号,控制气吹嘴的动作。
其中,于步骤阶段2)中,该光电传感器监测双V型轨道中种粒的经过,触发摄像机适时采集种粒图像并传至计算机中进行胚面识别,判断种粒侧立于该双V轨道后立板侧还是该V轨道前立板侧,以及种粒是否胚面朝上,通过相应的识别结果进行后续胚面调整。
其中,于步骤阶段2)中,通过相应的识别结果进行后续胚面调整的方法为:a.若胚面朝下,则无论种粒侧立于何侧,均不启动该气吹嘴,不执行调整动作;b.若胚面朝上,当种粒侧立于该双V轨道后立板侧时,启动对应测的该气吹嘴,将种粒吹至该V轨道前立板侧;当种粒侧立于该V轨道前立板侧时,启动对应测的该气吹嘴,将种粒吹至该双V轨道后立板侧,经过气吹操作,种粒由胚面朝上变为胚面朝下,实现胚面调整。
本发明根据“种子平放,胚面朝上且长轴垂直于种植行”的农艺要求,提供一种玉米种粒胚面识别调整装置及调整方法,实现播种前胚面均朝上的目的。对于“长轴垂直于种植行”要求,可在本发明装置的基础上进一步设计实现,已有研究证明,通过本文中同步带的下侧可以实现长轴垂直于种植行的定向目的,因此,本发明不涉及长轴定向部分。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的轴侧图;
图2是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的主视图;
图3是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的仰视图;
图4是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的俯视图;
图5是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的右视图;
图6是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置中辅助定向板的安装图;
图7是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的控制系统结构图;
图8是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的程序流程图;
其中,附图标记:
1机架
2翻面辅助筒
3Y型轨道前立板
4主动异形同步带轮
5Y型轨道后立板
6气吹孔
7双V轨道后立板
8输送辅助板
9拨齿
10摄像机
11光电传感器
12单V轨道后立板
13角度调节板
14从动异形同步带轮
15从动轴
16合页安装架
17滑道
18辅助定向板
19光源
20异形同步带
21V轨道前立板
22合页
23气吹嘴
24带座轴承
25动力输入轴
26落种辅助板
具体实施方式
为能说清楚本发明的技术特点,以使得本领域技术人员可以清楚的了解本发明的结构、特点、使用方式及技术效果,下面通过具体实施方式,并结合附图,对本发明的方案进行阐述。但以下所述仅为示例说明之用,并不作为本发明的限制。
请参考图1-图5。图1是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的轴侧图;图2是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的主视图;图3是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的仰视图;图4是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的俯视图;图5是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的右视图。
本发明提供一种玉米种粒胚面识别调整装置,包括:一动力输送模块、一定向供种模块以及一胚面识别及调整模块。
该动力输送模块包括一动力输入轴25、一主动同步带轮4、一异形同步带20、一从动同步带轮14、一从动轴15、一输送辅助板8和多个拨齿9;该动力输入轴25和该从动轴15分别与该玉米种粒胚面识别调整装置的机架连接,该主动同步带轮4设置于该动力输入轴25,该从动同步带轮14设置于该从动轴15,该异形同步带20由该动力输入轴25上的该主动同步带轮4和该从动轴15上的该从动同步带轮14张紧并获得动力,所述拨齿9固定在该异形同步带20上并能够拨动玉米种粒向前输送,所述辅助输送板8位于所述拨齿9上方,用于为运动的种粒提供一个相对空间,使种粒运动过程中的姿态相对稳定。
该动力输送模块主要包括该异形同步带和同步带轮组件,该异形同步带为两侧均带齿的同步带,用于实现种粒的连续输送。
在较佳实施例中,固定在该异形同步带20上的相邻两个所述拨齿9之间的距离大于15mm且小于20mm。所述拨齿9的高度大于5mm且小于8mm。该动力输入轴25和该从动轴15分别通过一对SKF椭圆形带座轴承24与机架连接。
请一并参考图6,图6是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置中辅助定向板的安装图。
该定向供种模块包括一滑道17、一辅助定向板18、一V轨道前立板21、一单V轨道后立板12和一双V轨道后立板7;该滑道17布置在排种器下方,该滑道17底面紧贴该V轨道前立板21并与该V轨道前立板21固定连接,该辅助定向板18底板与该滑道17顶面平行且具有一间隙,该单V轨道后立板12与地面垂直布置,该单V轨道后立板12下表面、该双V轨道后立板7下表面和该V轨道前立板21下表面均与该异形同步带20接触,该单V轨道后立板12、该双V轨道后立板7和该V轨道前立板21均与该机架连接。
该定向供种模块主要由滑道、单V轨道和双V轨道的各部件组成,主要功能为使种粒以侧立姿态进入胚面识别及调整模块。该滑道17布置在排种器下方,以确保玉米种粒以扁平状顺着滑道17向下滑动。种粒落至该滑道17底部时,大部分种粒侧立在该V轨道前立板21侧,少数种粒直立在该单V轨道后立板12侧。在该异形同步带20上的拨齿9带动下,种粒向前输送,当到达该双V轨道处时,所有种粒变为在双V轨道两侧的侧立姿态,即实现了定向供种。
在较佳实施例中,该辅助定向板18底板与该滑道17顶面之间的该间隙大于4mm且小于10mm。该V轨道前立板21的长度等于该单V轨道后立板12和该双V轨道后立板7长度之和。该单V轨道后立板12下表面、该双V轨道后立板7下表面和该V轨道前立板21下表面分别通过合页22与机架1铰接,通过角度调节板13调节该双V轨道后立板7和该V轨道前立板21的倾斜角度,以实现种子输送、识别及调整过程中的侧立角。该单V轨道后立板12与该V轨道前立板21组成的单V型轨道槽宽大于3mm且小于6mm,该双V轨道后立板7与V该轨道前立板21组成双V型轨道槽宽大于3mm且小于6mm。轨道宽度小,使玉米种粒不能平放在同步带上。该辅助输送板8安装在单V轨道后立板12和双V轨道后立板7上,用于为运动的种粒提供一个相对空间,使种粒运动过程中的姿态相对稳定。
该胚面识别及调整模块包括一双V型轨道、一光电传感器11、一摄像机10、一通风孔6、一对气吹嘴23、一Y型轨道前立板3、一Y型轨道后立板5和一翻面辅助筒2;该光电传感器11和该摄像机10均安装在该双V型轨道的上方,该通风孔6对立布置在该V轨道前立板21和该双V轨道后立板7右端,所述气吹嘴23分别布置在该V轨道前立板21和该双V轨道后立板7的该通风孔6处,所述气吹嘴23端面与该V轨道前立板21和该双V轨道后立板7平行布置,该Y型轨道前立板3、Y型轨道后立板5及该翻面辅助筒2设置于该主动同步带轮4一侧的机架1上。
该胚面识别及调整模块主要包括光电传感器、摄像机、气吹嘴、双V轨道、Y型轨道等组件。
在较佳实施例中,该光电传感器11和该摄像机10均安装在异形同步带20的正上方,且均在能够识别到种粒的距离范围内,于该摄像机10处还设置有一光源19。该光电传感器11和该摄像机10之间的安装距离较小,可以消除由环境因素等带来的时间误差。该双V型轨道两侧的倾斜角度大于30度且小于45度。这一角度范围可以保证玉米种粒的胚面仍能被识别且易于后续的胚面调整。该Y型轨道前立板3和该Y型轨道后立板5组成一Y型轨道,该Y型轨道左端开口大于其右端开口,该Y型轨道左端开口距离大于12mm且小于15mm,该Y型轨道右端开口距离大于9mm且小于12mm。该Y型轨道前立板3和该Y型轨道后立板5组成的Y型轨道左端开口大,右端开口小,大端开口距离大于12mm且小于15mm,可以使种粒放平,小端开口距离大于9mm且小于12mm,可以使种子保持在轨道的中间。该翻面辅助筒2底面与该异形同步带20底面的距离应大于6mm且小于8mm。以此使种子在运输过程中的姿态保持不变。
本发明的玉米种粒胚面识别调整装置,其调整流程如下:
1)当种粒在该异形同步带20的带动下向前输送至该光电传感器11正下方时,该光电传感器11被触发,给该摄像机10传递信号,使摄像机10在种粒经过时进行拍照;
2)该摄像机10将拍摄的图像传输至计算机,由计算机进行实时的图像处理和快速识别,判别此时种粒胚面朝向(是否胚面朝上),根据判别结果产生相应的指令,给控制该气吹嘴23的电磁阀发送相应信号,使气吹嘴23执行相应的气吹操作实现胚面调整(计算机决定气吹嘴23是否执行气吹操作来调整胚面朝向);
3)种粒经过气吹嘴23后,经过调整变为胚面朝下状态,仍侧立在双V轨道两侧,双V型轨道逐渐变为Y型轨道,种粒进入Y型轨道(俯视),Y型轨道初始端宽度宽于双V型轨道的宽度,因此,种粒由胚面朝下的侧立状态逐渐变为平放状态,之后Y型轨道逐渐对称收缩至一定宽度,种粒被引导至轨道中央,在翻面辅助筒2和异形同步带20的作用下,种粒运动至异形同步带20的下侧,实现胚面朝上的姿态。
本发明能够将胚面朝向随机的种子调整为胚面朝上的状态,可实现定向播种中的胚面定向。
请一并参考图1、图7、图8。图7是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的控制系统结构图;图8是本发明一实施例所提供的玉米种粒胚面识别及调整装置的程序流程图。
本发明还提供一种使用上述玉米种粒胚面识别调整装置的玉米种粒胚面识别调整方法,包括如下步骤阶段:
1)种粒侧立阶段:种粒离开排种器后落于该滑道17之上,并在该辅助定向板18的作用下均变为滑动状态,之后顺着该滑道17滑至底端侧立在该V轨道前立板21上或侧立在该单V轨道后立板12上,种粒在该异形同步带20的带动下沿着单V轨道运动至单V轨道与双V轨道交接处时,均变为侧立在双V型轨道底部;
进一步而言,于步骤阶段1)中,种粒离开排种器后落在该滑道17上,此时大部分种粒呈滑动状态,少数种粒呈翻滚状态,呈翻滚状态的种粒经过该辅助定向板18时被放平,之后亦变为滑动状态;种粒顺着该滑道17滑至底端侧立在该V轨道前立板21上,少数落至底端有跳动现象的种粒侧立在该单V轨道后立板12上,种粒在该异形同步带20的带动下沿着单V轨道运动至单V轨道与双V轨道交接处时,侧立在该单V轨道后立板12上的种粒顺势侧立到该双V轨道后立板7上,从而实现了种粒在双V型轨道底部的侧立,以利后续阶段的胚面检测识别和调整。
2)胚面识别及调整阶段:在双V型轨道中,通过光电传感器11、摄像机10和计算机进行种粒胚面的检测、识别,判断种粒位置和胚面朝向,并通过气吹嘴23进行种粒胚面调整;
进一步而言,于步骤阶段2)中,该光电传感器11监测双V型轨道中种粒的经过,触发摄像机10适时采集种粒图像并传至计算机中进行胚面识别,判断种粒侧立于该双V轨道后立板7侧还是该V轨道前立板21侧,以及种粒是否胚面朝上,通过相应的识别结果进行后续胚面调整。
通过相应的识别结果进行后续胚面调整的方法为:a.若胚面朝下,则无论种粒侧立于何侧,均不启动该气吹嘴23,不执行调整动作;b.若胚面朝上,当种粒侧立于该双V轨道后立板7侧时,启动对应测的该气吹嘴23,将种粒吹至该V轨道前立板21侧;当种粒侧立于该V轨道前立板21侧时,启动对应测的该气吹嘴23,将种粒吹至该双V轨道后立板7侧,经过气吹操作,种粒由胚面朝上变为胚面朝下,实现胚面调整。
其中,该光电传感器11将信号传递给NI USB-6008数据采集卡,进而传递给计算机;通过计算机传递相应的信号给NI USB-6008数据采集卡,进而向气吹嘴23的电磁阀传递相应的信号,控制气吹嘴23的动作。
3)种粒放平及翻面阶段:经过胚面调整后,种粒由双V轨道进入Y型轨道,在双V型轨道与Y型轨道交接处,种粒由侧立状态逐渐被放平,呈稳定胚面朝下状态,之后Y型轨道逐渐变窄,引导种粒运动至轨道中间,在该翻面辅助筒2的协助下,种粒运动至该异形同步带20的下侧落在落种辅助板26上,完成翻面操作,呈胚面朝上状态。
本发明根据“种子平放,胚面朝上且长轴垂直于种植行”的农艺要求,提供一种玉米种粒胚面识别调整装置及调整方法,实现播种前胚面均朝上的目的。对于“长轴垂直于种植行”要求,可在本发明装置的基础上进一步设计实现,已有研究证明,通过本文中同步带的下侧可以实现长轴垂直于种植行的定向目的,因此,本发明不涉及长轴定向部分。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,包括:
一动力输送模块,该动力输送模块包括一动力输入轴、一主动同步带轮、一异形同步带、一从动同步带轮、一从动轴、一输送辅助板和多个拨齿;该动力输入轴和该从动轴分别与该玉米种粒胚面识别调整装置的机架连接,该主动同步带轮设置于该动力输入轴,该从动同步带轮设置于该从动轴,该辅助输送板位于所述拨齿上方,该异形同步带由该动力输入轴上的该主动同步带轮和该从动轴上的该从动同步带轮张紧并获得动力,所述拨齿固定在该异形同步带上并能够拨动玉米种粒向前输送;
一定向供种模块,该定向供种模块包括一滑道、一辅助定向板、一V轨道前立板、一单V轨道后立板和一双V轨道后立板;该滑道布置在排种器下方,该滑道底面紧贴该V轨道前立板并与该V轨道前立板固定连接,该辅助定向板底板与该滑道顶面平行且具有一间隙,该单V轨道后立板与地面垂直布置,该单V轨道后立板下表面、该双V轨道后立板下表面和该V轨道前立板下表面均与该异形同步带接触,该单V轨道后立板、该双V轨道后立板和该V轨道前立板均与该机架连接,该辅助输送板装设于该单V轨道后立板和该双V轨道后立板上;以及
一胚面识别及调整模块,该胚面识别及调整模块包括一双V型轨道、一光电传感器、一摄像机、一通风孔、一对气吹嘴、一Y型轨道前立板、一Y型轨道后立板和一翻面辅助筒;该光电传感器和该摄像机均安装在该双V型轨道的上方,该通风孔对立布置在该V轨道前立板和该双V轨道后立板右端,所述气吹嘴分别布置在该V轨道前立板和该双V轨道后立板的该通风孔处,所述气吹嘴端面与该V轨道前立板和该双V轨道后立板平行布置,该Y型轨道前立板、Y型轨道后立板及该翻面辅助筒设置于该主动同步带轮一侧的机架上;该Y型轨道前立板和该Y型轨道后立板组成一Y型轨道,该Y型轨道初始端宽度宽于该双V型轨道的宽度。
2.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,固定在该异形同步带上的相邻两个所述拨齿之间的距离大于15mm且小于20mm。
3.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,所述拨齿的高度大于5mm且小于8mm。
4.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该动力输入轴和该从动轴分别通过一对SKF椭圆形带座轴承与机架连接。
5.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该辅助定向板底板与该滑道顶面之间的该间隙大于4mm且小于10mm。
6.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该V轨道前立板的长度等于该单V轨道后立板和该双V轨道后立板长度之和。
7.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该单V轨道后立板下表面、该双V轨道后立板下表面和该V轨道前立板下表面分别通过合页与机架铰接,通过角度调节板调节该双V轨道后立板和该V轨道前立板的倾斜角度,以实现种子输送、识别及调整过程中的侧立角。
8.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该单V轨道后立板与该V轨道前立板组成的单V型轨道槽宽大于3mm且小于6mm,该双V轨道后立板与V该轨道前立板组成双V型轨道槽宽大于3mm且小于6mm。
9.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该光电传感器和该摄像机均安装在异形同步带的正上方,且均在能够识别到种粒的距离范围内,于该摄像机处还设置有一光源。
10.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该双V型轨道两侧的倾斜角度大于30度且小于45度。
11.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该Y型轨道左端开口大于其右端开口,该Y型轨道左端开口距离大于12mm且小于15mm,该Y型轨道右端开口距离大于9mm且小于12mm。
12.根据权利要求1所述的玉米种粒胚面识别调整装置,其特征在于,该翻面辅助筒底面与该异形同步带底面的距离应大于6mm且小于8mm。
13.一种使用权利要求1-12任一项所述的玉米种粒胚面识别调整装置的玉米种粒胚面识别调整方法,其特征在于,包括如下步骤阶段:
1)种粒侧立阶段:种粒离开排种器后落于该滑道之上,并在该辅助定向板的作用下均变为滑动状态,之后顺着该滑道滑至底端侧立在该V轨道前立板上或侧立在该单V轨道后立板上,种粒在该异形同步带的带动下沿着单V轨道运动至单V轨道与双V轨道交接处时,均变为侧立在双V型轨道底部;
2)胚面识别及调整阶段:在双V型轨道中,通过光电传感器、摄像机和计算机进行种粒胚面的检测、识别,判断种粒位置和胚面朝向,并通过气吹嘴进行种粒胚面调整;
3)种粒放平及翻面阶段:经过胚面调整后,种粒由双V轨道进入Y型轨道,在双V型轨道与Y型轨道交接处,种粒由侧立状态逐渐被放平,呈稳定胚面朝下状态,之后Y型轨道逐渐变窄,引导种粒运动至轨道中间,在该翻面辅助筒的协助下,种粒运动至该异形同步带的下侧落在落种辅助板上,完成翻面操作,呈胚面朝上状态。
14.根据权利要求13所述的玉米种粒胚面识别调整方法,其特征在于,于步骤阶段1)中,种粒离开排种器后落在该滑道上,此时大部分种粒呈滑动状态,少数种粒呈翻滚状态,呈翻滚状态的种粒经过该辅助定向板时被放平,之后亦变为滑动状态;种粒顺着该滑道滑至底端侧立在该V轨道前立板上,少数落至底端有跳动现象的种粒侧立在该单V轨道后立板上,种粒在该异形同步带的带动下沿着单V轨道运动至单V轨道与双V轨道交接处时,侧立在该单V轨道后立板上的种粒顺势侧立到该双V轨道后立板上,从而实现了种粒在双V型轨道底部的侧立,以利后续阶段的胚面检测识别和调整。
15.根据权利要求13所述的玉米种粒胚面识别调整方法,其特征在于,于步骤阶段2)中,该光电传感器将信号传递给NIUSB-6008数据采集卡,进而传递给计算机;通过计算机传递相应的信号给NIUSB-6008数据采集卡,进而向气吹嘴的电磁阀传递相应的信号,控制气吹嘴的动作。
16.根据权利要求13所述的玉米种粒胚面识别调整方法,其特征在于,于步骤阶段2)中,该光电传感器监测双V型轨道中种粒的经过,触发摄像机适时采集种粒图像并传至计算机中进行胚面识别,判断种粒侧立于该双V轨道后立板侧还是该V轨道前立板侧,以及种粒是否胚面朝上,通过相应的识别结果进行后续胚面调整。
17.根据权利要求16所述的玉米种粒胚面识别调整方法,其特征在于,于步骤阶段2)中,通过相应的识别结果进行后续胚面调整的方法为:a.若胚面朝下,则无论种粒侧立于何侧,均不启动该气吹嘴,不执行调整动作;b.若胚面朝上,当种粒侧立于该双V轨道后立板侧时,启动对应测的该气吹嘴,将种粒吹至该V轨道前立板侧;当种粒侧立于该V轨道前立板侧时,启动对应测的该气吹嘴,将种粒吹至该双V轨道后立板侧,经过气吹操作,种粒由胚面朝上变为胚面朝下,实现胚面调整。
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