CN113977553B - 花生种子遗传多样性检测机械手 - Google Patents

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Abstract

花生种子遗传多样性检测机械手，用于方便对花生种子从形态学水平进行检测。它包括：机架，在机架上固定有竖向设置的气缸，在气缸的活塞杆上固定有升降板；导轨，所述导轨与升降板相对固定连接，在导轨内设有圆弧形的轨道；夹持摆动单元，夹持摆动单元包括夹持机构、水平摆动机构和竖向摆动机构，其中夹持机构包括在水平摆动机构的作用下沿轨道移动的滑块、与滑块转动连接的摆杆、固定在摆杆第一端的穿刺针，摆杆在位于滑块上的竖向摆动机构的作用下在竖直面内摆动，摆杆具有三种位置状态，即竖直向上、水平和竖直向下；其中摆杆在水平状态时的位置包括位于导轨中部及导轨两端时的位置。本发明方便对花生种子从形态学水平进行检测。

Description

花生种子遗传多样性检测机械手
技术领域
本发明涉及遗传多样性检测技术领域，具体地说是一种花生种子遗传多样性检测机械手。
背景技术
遗传多样性是指地球上所有生物所携带的遗传信息的总和。但一般所指的遗传多样性是指种内的遗传多样性，即种内个体之间或一个群体内不同个体的遗传变异总和。种内的多样性是物种以上各水平多样性的最重要来源。遗传变异、生活史特点、种群动态及其遗传结构等决定或影响着一个物种与其它物种及与环境相互作用的方式。而且，种内的多样性是一个物种对人为干扰进行成功反应的决定因素。种内的遗传变异程度也决定其进化的趋势。
检测遗传多样性的方法随生物学尤其是遗传学和分子生物学的发展而不断提高和完善。从形态学水平、细胞学(染色体)水平、生理生化水平、逐渐发展到分子水平。然而不管研究是在什么层次上进行，其宗旨都在于揭示遗传物质的变异。任何检测遗传多样性的方法，或在理论上或在实际研究中都有各自的优点和局限，还找不到一种能完全取代其它方法的技术。因此，包括传统的形态学、细胞学以及同工酶和DNA技术在内，各种方法都能提供有价值的资料，都有助于我们认识遗传多样性及其中的生物学意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种花生种子遗传多样性检测机械手，用于方便对花生种子从形态学水平进行检测。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：花生种子遗传多样性检测机械手，其特征在于，它包括：
机架，在机架上固定有竖向设置的气缸，在气缸的活塞杆上固定有升降板；
导轨，所述导轨与升降板相对固定连接，在导轨内设有圆弧形的轨道；
夹持摆动单元，所述夹持摆动单元包括夹持机构、水平摆动机构和竖向摆动机构，其中夹持机构包括在水平摆动机构的作用下沿轨道移动的滑块、与滑块转动连接的摆杆、固定在摆杆第一端的穿刺针，摆杆在位于滑块上的竖向摆动机构的作用下在竖直面内摆动，摆杆具有三种位置状态，即竖直向上、水平和竖直向下；其中摆杆在水平状态时的位置包括位于导轨中部及导轨两端时的位置，在导轨中部设有避让摆杆摆动的缺口。
进一步地，机架为龙门式结构。
进一步地，所述导轨为圆弧形结构，导轨对应的圆心角大于180度小于220度，在导轨的外侧壁设有壳体，壳体与升降板固定连接。
进一步地，所述穿刺针为一左一右、一上一下设置的两根。
进一步地，水平摆动机构包括转动安装在壳体内且同步动作的三个驱动齿轮，在滑块的外侧壁设有齿，在导轨的外侧壁设有与驱动齿轮一一对应的侧孔，驱动齿轮的一部分穿过侧孔伸入导轨内与滑块外侧壁的齿啮合。
进一步地，在每相邻的两个驱动齿轮之间设有传动机构。
进一步地，竖向摆动机构包括与摆杆第二端同轴设置的从动齿轮、与从动齿轮啮合的主动齿轮、与主动齿轮共轴设置的蜗轮、与蜗轮啮合且与滑块转动连接的蜗杆、固定在滑块顶部驱动蜗杆转动的竖向摆动电机，摆杆第二端与滑块转动连接。
进一步地，主动齿轮和从动齿轮均为两个。
进一步地，所述传动机构为带传动机构或链传动机构。
本发明的有益效果是：本发明提供的花生种子遗传多样性检测机械手，可以实现对花生种子的夹持，且通过水平摆动机构和竖向摆动机构的设置，可以使得花生种子的不同面(正面、左侧面、右侧面、顶面、底面)依次朝向前侧，进而便于研究人员的检测、观察。相比于人徒手拿住花生种子进行观察，在对花生种子进行拍照取像时，可以实现对花生种子各面的正投影拍摄。且可以根据需要，实现对两粒花生种子的观察和对比。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为机架与气缸的装配示意图(后视)；
图3为夹持摆动单元的结构示意图；
图4为导轨及壳体的剖视图；
图5为水平摆动机构的示意图；
图6为竖向摆动机构的外形示意图；
图7为竖向摆动机构的剖视图；
图8为本发明使用状态示意图；
图9为花生水平摆动后的示意图；
图10为花生竖向摆动后的示意图；
图11为在摆杆上设置两根穿刺针时的示意图；
图中：1机架，11气缸，2升降板，3导轨，31壳体，32滑槽，33侧孔，34缺口，4驱动齿轮，41传动机构，5滑块，51安装槽，52摆杆，53穿刺针，54从动齿轮，55轴承，56主动齿轮，57蜗轮，58蜗杆，59竖向摆动电机，6花生种子。
具体实施方式
如图1至图11所示，本发明主要包括机架1、气缸、导轨3、壳体31和夹持摆动单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示，机架1为本发明的主体部件，机架1为龙门型结构，在机架1的顶部固定有竖向设置的气缸11，在气缸的活塞杆上固定有升降板2，在气缸的作用下，驱使升降板的上下移动。在升降板的侧面固定安装有导轨3，导轨3为圆弧形结构的金属件，导轨的横截面为四边形，导轨对应的圆心角大于180度小于220度，在导轨的外侧壁上固定有壳体31，壳体31也为圆弧形结构的金属件。壳体内部中空，壳体与安装板直接固定连接，进而实现安装板与导轨的固定连接。
如图3、图4所示，在导轨的外侧壁上设有三个侧孔33，导轨的内腔通过侧孔与壳体的内腔连通。导轨也为中空结构，且导轨的内腔为圆弧形的轨道，轨道贯穿导轨的内侧壁及两端，在导轨的上表面设有圆弧形的滑槽32，滑槽与导轨的内腔连通，在导轨的中部设有缺口34，缺口与导轨内腔连通，缺口贯穿导轨的上壁和下壁。位于导轨侧壁的三个侧孔位于同一圆周上，每相邻的两个侧孔中心与导轨中心的连线夹角相等，气缸的活塞杆伸缩时可以驱使导轨及壳体的上下移动，在导轨及壳体上设有夹持摆动单元。如图3、图5至图7所示，夹持摆动单元包括夹持机构、水平摆动机构和竖向摆动机构。如图6所示，夹持机构包括圆弧形的滑块5、摆动安装在滑块上的摆杆52、固定在摆杆第一端的穿刺针53，使用时，穿刺针刺入花生种子内一段，进而实现对花生种子的夹持。
如图6、图7所示，在滑块内设有安装槽51，竖向摆动机构包括与摆杆第二端同轴设置的一对从动齿轮54、通过轴承转动安装在滑块上的轴、固定在该轴上的蜗轮57以及位于蜗轮左右两侧的主动齿轮56、转动安装在安装槽内的蜗杆58、位于滑块顶部且驱动蜗杆转动的竖向摆动电机59，主动齿轮和从动齿轮均为两个，且对应的主动齿轮与从动齿轮啮合。竖向摆动电机工作时，驱使蜗杆在水平面的转动，进而驱使蜗轮和主动齿轮在竖直面内的转动，进而驱使从动齿轮在竖直面的转动，进而驱使摆杆在竖直面内的摆动。摆杆处于水平状态时，摆杆可以随滑块在导轨内沿周向移动，滑块移动至导轨中部位置时，在竖向摆动机构的作用下驱动摆杆在竖直面的摆动，此时摆杆穿过缺口竖直向上或向下。
在壳体上设有水平摆动机构，如图3图5所示，水平摆动机构包括转动安装在壳体内与侧孔一一对应的三个驱动齿轮4、设置在每相邻的两个驱动齿轮之间的传动机构41，传动机构可以为带传动机构、链传动机构，其中一个驱动齿轮在水平摆动电机的作用下转动，进而使得三个驱动齿轮同步转动。在滑块的外侧壁设有齿，该齿与驱动齿轮啮合。进而水平摆动机构动作时，可以驱使滑块在导轨内沿周向的移动，当滑块与中间位置驱动齿轮分离时，滑块已与两边的一个驱动齿轮啮合，进而保证滑块的连续移动。驱动齿轮的一部分穿过侧孔与滑块上的齿啮合，滑块每移动一次，停止位置为导轨两端和导轨中部；滑块沿导轨移动时，竖向摆动电机在滑槽内移动。且当滑块移动至导轨中部，竖向摆动机构动作，驱使摆杆在竖直面内摆动，且摆杆每次摆动后的停止位置为竖直向上、竖直向下和水平状态。
使用时，通过穿刺针刺入花生种子6内实现对花生种子的夹持，如图8所示，此时滑块处于导轨中部，摆杆处于水平状态，此时可以透过放大镜观察花生种子外观形态。观察完花生种子的前面后，可以通过水平摆动机构驱使滑块移动至导轨左端，如图9所示，花生种子的左侧面朝向前侧，此时可以在前侧观察花生种子的左侧面形态；同理，滑块移动至导轨右端时，观察花生种子右侧面形态。当滑块位于导轨中部时，如图10所示，可以通过竖向摆动机构驱使摆杆处于竖直状态，进而观察花生种子两端(顶部和底部)的形态。滑块沿导轨移动时，不论滑块位于导轨中部还是导轨两端，花生种子均大致位于导轨的中心位置，此时透过导轨前侧的放大镜可以清楚的观察到花生种子形态，即花生种子始终位于放大镜视野内。而摆杆处于竖直位置时，花生种子则位于放大镜的上方或下方，此时花生种子不在观察视野内；为使得花生种子位于视野内，当花生种子位于放大镜上方，即摆杆竖直向上时，气缸活塞杆应伸出，使得导轨下移，导轨下移的距离介于摆杆长度和摆杆与穿刺针长度和之间。当花生种子位于放大镜下方，即摆杆竖直向下时，气缸活塞杆应缩回，使得导轨上移，导轨上移的距离介于摆杆长度和摆杆与穿刺针长度和之间。
为一次实现对两个花生种子的形态观察和对比，如图11所示，可以在摆杆第一端设置两根穿刺针53，两根穿刺针长度不同，且一上一下、一左一右设置。这样，无论摆杆处于水平状态还是竖直状态，可以一次性观察两粒花生种子，进而便于对比。
本发明可以实现对花生种子的夹持，且通过水平摆动机构和竖向摆动机构的设置，可以使得花生种子的不同面(正面、左侧面、右侧面、顶面、底面)依次朝向前侧，进而便于研究人员的检测、观察。相比于人徒手拿住花生种子进行观察，在对花生种子进行拍照取像时，可以实现对花生种子各面的正投影拍摄。且可以根据需要，实现对两粒花生种子的观察和对比。

Claims (6)

1.花生种子遗传多样性检测机械手，其特征在于，它包括：
机架，在机架上固定有竖向设置的气缸，在气缸的活塞杆上固定有升降板；
导轨，所述导轨为圆弧形结构，导轨对应的圆心角大于180度小于220度，所述导轨与升降板相对固定连接，在导轨的外侧壁设有壳体，壳体与升降板固定连接，在导轨内设有圆弧形的轨道；
夹持摆动单元，所述夹持摆动单元包括夹持机构、水平摆动机构和竖向摆动机构，其中夹持机构包括在水平摆动机构的作用下沿轨道移动的滑块、与滑块转动连接的摆杆、固定在摆杆第一端的穿刺针，摆杆在位于滑块上的竖向摆动机构的作用下在竖直面内摆动，摆杆具有三种位置状态，即竖直向上、水平和竖直向下；其中摆杆在水平状态时的位置包括位于导轨中部及导轨两端时的位置，在导轨中部设有避让摆杆摆动的缺口，水平摆动机构包括转动安装在壳体内且同步动作的三个驱动齿轮，在每相邻的两个驱动齿轮之间设有传动机构，在滑块的外侧壁设有齿，在导轨的外侧壁设有与驱动齿轮一一对应的侧孔，驱动齿轮的一部分穿过侧孔伸入导轨内与滑块外侧壁的齿啮合。
2.根据权利要求1所述的花生种子遗传多样性检测机械手，其特征在于， 机架为龙门式结构。
3.根据权利要求1所述的花生种子遗传多样性检测机械手，其特征在于， 所述穿刺针为一左一右、一上一下设置的两根。
4.根据权利要求1所述的花生种子遗传多样性检测机械手，其特征在于， 竖向摆动机构包括与摆杆第二端同轴设置的从动齿轮、与从动齿轮啮合的主动齿轮、与主动齿轮共轴设置的蜗轮、与蜗轮啮合且与滑块转动连接的蜗杆、固定在滑块顶部驱动蜗杆转动的竖向摆动电机，摆杆第二端与滑块转动连接。
5.根据权利要求4所述的花生种子遗传多样性检测机械手，其特征在于， 主动齿轮和从动齿轮均为两个。
6.根据权利要求1所述的花生种子遗传多样性检测机械手，其特征在于， 所述传动机构为带传动机构或链传动机构。
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