CN116040115B - 一种种子超低温保存用的可视化保存装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及种子超低温保存技术领域，并公开了一种种子超低温保存用的可视化保存装置，包括低温保存箱，低温保存箱内设置有多个保存板，多个保存板沿着低温保存箱的高度方向均布，保存板上均匀开设有多个种子保存腔，保存板的两端均固定有旋转轴，旋转轴远离保存板的一端转动连接控制滑座，控制滑座滑动设置在低温保存箱的内壁上，控制滑座沿着低温保存箱的高度方向移动，低温保存箱的前端面设置有玻璃窗，玻璃窗上均匀开设有多个可视孔，可视孔内安装放大透镜，当保存板偏转至与玻璃窗呈平行状态时，多个放大透镜一一对应多个种子保存腔。使种子的保存状态可视化，能清晰的观察到种子表面情况，从而及时根据种子的保存状态调整箱内的环境参数。

Description

一种种子超低温保存用的可视化保存装置

技术领域

本发明涉及种子超低温保存技术领域，具体为一种种子超低温保存用的可视化保存装置。

背景技术

将正常型种子进行低温保藏可以极大的延长其寿命，这在国际上已经形成共识，并且基于这一理论建立了多个农作物及野生植物种子库，目前种质资源保存方式为常温、低温保存和超低温三种方式，此三种保存方式的环境要求如下：

1、短期种子保存（常温）：种子库温度控制在15℃～20℃，相对湿度50%～60%，种子含水量12%以下，种子预期寿命2～5年。

2、中期种子保存（低温）：种子库温度控制在0℃～10℃范围，相对湿度不大于60％，种子含水量6%～9%，种子预期寿命10～30年。

3、长期种子冷库（超低温），种子库温度控制在-10℃～-20℃范围，相对湿度不大于60%。国际上对正常种子长期保存推荐的参考标准为-18℃或更低的温度条件，种子含水量5±1%（以湿重为基础），种子预期寿命30～50年，或者更长时间。

在种子保存的过程中，需要对种子进行监测，使种子的保存环境以及种子的保存情况数据化，以根据种子的保存情况及时调整环境参数，目前在保存箱内设备温度传感器、湿度传感器等监控保存箱内的温度以及湿度，但在保存的过程中，温度与湿度并不是一成不变的，需要结合种子的状态随时调整，保证较好的保存效果，提高种子的存活率，例如，当种子有冻裂的现象时，表明温度过低，需要适当提高保存箱内的温度，当种子表面结霜较多时，表明保存箱内的湿度较高，需要适当降低保存箱内的湿度，因此，需要随时对种子的状态进行可视化观察，目前保存箱都是封闭式结构，降低外界环境因素对箱内环境的影响，但难以观察箱内种子的保存情况与状态，无法根据种子的情况及时对箱内环境做出调整，使种子的保存变得不可控，影响种子保存的存活率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种种子超低温保存用的可视化保存装置，使种子的保存状态可视化，并对种子进行放大观察，能清晰的观察到种子表面情况，从而能及时根据种子的保存状态调整箱内的环境参数，使种子的保存变得可控，能够提高种子保存的存活率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种种子超低温保存用的可视化保存装置，包括低温保存箱，所述低温保存箱内设置有多个保存板，多个所述保存板沿着所述低温保存箱的高度方向均布，所述保存板上均匀开设有多个种子保存腔，所述保存板的两端均固定有旋转轴，所述旋转轴上转动套设有控制滑座，所述控制滑座滑动设置在所述低温保存箱的内壁上，所述控制滑座沿着所述低温保存箱的高度方向移动；

所述低温保存箱的前端面设置有玻璃窗，所述玻璃窗上均匀开设有多个可视孔，所述可视孔内安装放大透镜，当所述保存板偏转至与所述玻璃窗呈平行状态时，多个所述放大透镜一一对应多个所述种子保存腔；

其中，种子保存温度控制在-10℃～-20℃范围内。

采用上述技术方案的效果为，当需要观察种子的保存情况时，对应的保存板移动至观察位，然后保存板偏转至与玻璃窗呈平行状态，使种子保存腔与可视孔一一对应，方便工作人员透过可视孔观察到种子的表面情况，而可视孔内设有放大透镜，能对种子进行放大观察，能清晰的观察到种子表面情况，从而能及时根据种子的保存状态调整箱内的环境参数，使种子的保存变得可控，能够提高种子保存的存活率。

在一些实施例中，所述低温保存箱的侧壁沿自身高度方向开设有滑槽，所述滑槽内相对设置有光杆和直齿条，所述光杆和直齿条均固定连接所述低温保存箱，所述控制滑座滑动设置在所述滑槽内，所述控制滑座滑动套设在所述光杆上，所述控制滑座内转动设置有行走齿轮，所述控制滑座的侧壁开设有窗口，所述行走齿轮部分伸出窗口与所述直齿条啮合。

在一些实施例中，所述低温保存箱在所述滑槽内开设有定位孔，所述控制滑座远离所述旋转轴的一端设置有限位锥，所述限位锥沿着所述定位孔的轴向移动，所述定位孔的直径沿远离所述限位锥的方向逐渐减小，当所述限位锥适配至所述定位孔内时，多个所述放大透镜一一对应多个所述种子保存腔。

在一些实施例中，所述控制滑座远离所述旋转轴的一端开设有定位槽，所述定位槽滑动设置有限位柱，所述限位锥的大直径端固定连接所述限位柱，所述限位柱远离所述限位锥的一端嵌设有第一磁性环，所述定位槽内设置有第一电磁铁，所述第一电磁铁与所述第一磁性环相对设置，所述第一电磁铁通电产生与所述第一磁性环磁极相同的磁性，所述第一电磁铁与所述第一磁性环之间设置有弹簧，所述弹簧的两端分别固定连接所述限位柱和控制滑座，当所述弹簧处于常态时，所述限位锥位于所述定位槽内。

在一些实施例中，所述控制滑座内转动设置有主轴，所述主轴的两侧分别平行设置有行走齿轮轴和从动轴，所述行走齿轮轴和从动轴均通过轴承转动连接所述控制滑座，所述行走齿轮键连接在所述行走齿轮轴上，所述从动轴上键连接有从动齿轮，所述从动轴的一端通过联轴器连接所述旋转轴，所述主轴传动连接舵机的输出轴，所述主轴上设置有滑行齿轮组，所述滑行齿轮组具有沿所述主轴轴向移动的自由度，所述滑行齿轮组具有两个啮合状态，其一、所述滑行齿轮组啮合行走齿轮带动所述保存板沿着所述低温保存箱的高度方向移动；其二、所述滑行齿轮组啮合从动齿轮带动所述保存板偏转至与所述玻璃窗呈平行状态。

在一些实施例中，所述滑行齿轮组包括轴套和滑行齿轮，所述轴套套装在所述主轴上，所述轴套的外壁开设有花键槽，所述滑行齿轮的内圈设置有花键齿，所述花键齿滑动适配在所述花键槽内，所述轴套在所述花键槽的一端开设有弹簧孔，所述弹簧孔内设置有复位弹簧，所述复位弹簧伸出弹簧孔连接所述滑行齿轮，所述主轴上活动套设有第二电磁铁，所述第二电磁铁为圆环形状，所述第二电磁铁固定连接所述控制滑座，所述滑行齿轮靠近所述第二电磁铁的端面嵌设有第二磁性环，所述第二电磁铁通电产生与所述第二磁性环磁极相同的磁性，当所述第二电磁铁处于断电状态时，所述复位弹簧处于压缩状态并将所述花键齿抵在所述花键槽的左端，此时，所述滑行齿轮啮合所述行走齿轮，当所述第二电磁铁处于通电状态时，所述第二电磁铁排斥所述滑行齿轮并将所述花键齿抵在所述花键槽的右端，此时，所述滑行齿轮啮合所述从动齿轮。

在一些实施例中，所述轴套的内圈固定有摩擦套，所述摩擦套过渡套设在所述主轴上，所述轴套的两端均接触设置有轴肩，所述轴肩间隙适配在所述主轴上，所述轴肩的侧壁通过轴肩螺钉连接所述主轴，所述定位孔内设置有低速按钮和通电按钮，所述低速按钮用于控制所述舵机低速运行，所述通电按钮用于控制所述第二电磁铁通电排斥所述第二磁性环。

在一些实施例中，所述滑行齿轮的两个端面转动设置有多个滚珠，多个所述滚珠围绕所述滑行齿轮的圆心呈圆周均布。

在一些实施例中，所述玻璃窗采用夹层设计以形成加热腔，所述低温保存箱的外壁安装有热风机，所述热风机的出风端通过热风软管连通所述加热腔。

在一些实施例中，所述保存板上设置有遮挡机构，所述遮挡机构包括遮挡带、移动支架和固定支架，所述保存板沿旋转轴径向的两端分别连接有移动支架和固定支架，所述移动支架和固定支架上分别转动连接有从动辊和主动辊，所述遮挡带为环形，所述遮挡带传动套装在所述主动辊和从动辊上，所述保存板位于所述遮挡带的内环，所述遮挡带上开设有矩形通槽，所述矩形通槽的尺寸与所述保存板的尺寸相同，且所述矩形通槽能运行到所述保存板的正上方，所述固定支架上安装有小型电机，所述小型电机的输出轴传动连接所述主动辊，所述保存板内开设有负压腔，所述保存板在种子保存腔的内壁位置开设有多个负压孔，所述负压孔与所述负压腔相通，所述保存板连接有负压机构。

本发明的有益效果是：

1、当需要观察种子的保存情况时，对应的保存板移动至观察位，然后保存板偏转至与玻璃窗呈平行状态，使种子保存腔与可视孔一一对应，方便工作人员透过可视孔观察到种子的表面情况，而可视孔内设有放大透镜，能对种子进行放大观察，能清晰的观察到种子表面情况，从而能及时根据种子的保存状态调整箱内的环境参数，使种子的保存变得可控，能够提高种子保存的存活率。

2、通过限位锥与定位孔的适配对保存板的移动位置进行精确定位，保证保存板偏转后其上的种子保存腔能与可视孔一一对应，消除舵机在超低温下的传动误差，使保存板在超低温环境下仍能精确运动至观察工位处。

3、通过滑行齿轮组完成保存板直线自由度与偏转自由度的切换，在设置一个舵机的情况下完成保存板两个自由度的驱动，减少了驱动设备的设计数量，避免在超低温环境中出现误差累积的情况，使保存板的移动更加精确。

4、当滑行齿轮组进行切换时，滑行齿轮与行走齿轮的啮合自由度或滑动齿轮与从动齿轮的啮合自由度被限制，而主轴在舵机的作用下还在继续转动，为避免干涉，设计了轴套与摩擦套，通过轴套与摩擦套的设计，使主轴与轴套在限位情况下能相对转动，避免出现干涉的情况。

附图说明

图1为本发明一种种子超低温保存用的可视化保存装置的外部结构示意图；

图2为本发明一种种子超低温保存用的可视化保存装置中保存板的结构示意图；

图3为本发明一种种子超低温保存用的可视化保存装置的截面俯视图；

图4为本发明一种种子超低温保存用的可视化保存装置中控制滑座的内部结构示意图；

图5为图4中A处放大图；

图6为图4中B处放大图；

图7为本发明一种种子超低温保存用的可视化保存装置中低温保存箱的截面俯视图；

图8为本发明种子保存状态图；

图9为本发明种子可视状态图；

图中，1-低温保存箱，2-保存板，3-旋转轴，4-控制滑座，5-种子保存腔，6-玻璃窗，7-可视孔，8-放大透镜，9-滑槽，10-光杆，11-直齿条，12-行走齿轮，13-窗口，14-定位孔，15-限位锥，16-定位槽，17-限位柱，18-第一磁性环，19-第一电磁铁，20-弹簧，21-主轴，22-行走齿轮轴，23-从动轴，24-从动齿轮，25-舵机，26-滑行齿轮组，27-轴套，28-滑行齿轮，29-花键槽，30-花键齿，31-弹簧孔，32-复位弹簧，33-第二电磁铁，34-第二磁性环，35-摩擦套，36-轴肩，37-滚珠，38-热风机，39-热风软管，40-移动支架，41-固定支架，42-主动辊，43-从动辊，44-矩形通槽，45-小型电机，46-负压孔，47-限位拨片，48-遮挡带，49-螺钉。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图9所示，一种种子超低温保存用的可视化保存装置，包括低温保存箱1，低温保存箱1内其他监测系统采用现有技术，如温度传感器以及湿度传感器等，低温保存箱1内设置有多个保存板2，多个保存板2沿着低温保存箱1的高度方向均布，保存板2上均匀开设有多个种子保存腔5，每个种子保存腔5只容纳一颗种子进行保存，避免种子间重叠造成视线遮挡，保存板2的两端均固定有旋转轴3，旋转轴3上转动套设有控制滑座4，控制滑座4滑动设置在低温保存箱1的内壁上，控制滑座4沿着低温保存箱1的高度方向移动，控制滑座4带动保存板2上下移动，以将需要观察的目标保存板2移动至观察工位上；低温保存箱1的前端面设置有玻璃窗6，玻璃窗6上均匀开设有多个可视孔7，可视孔7内安装放大透镜8，当保存板2偏转至与玻璃窗6呈平行状态时，多个放大透镜8一一对应多个种子保存腔5；其中，种子保存温度控制在-10℃～-20℃范围内，当需要观察种子的保存情况时，对应的保存板2移动至观察位，在目标保存板2移动时，其余的保存板2适应性移动，具体为，目标保存板2上方的保存板2向上移动，目标保存板2下方的保存板2向下移动，从而留出足够目标保存板2偏转的空间，当然每个保存板2均在低温保存箱1上设置有控制按钮，可通过手动控制非目标保存板2的移动位置，消除低温环境下控制滑座4的移动误差，保证非目标保存板2留出的空间足够目标保存板2进行偏转，避免出现干涉的情况，当目标保存板2移动至观察工位时，保存板2偏转至与玻璃窗6呈平行状态，使种子保存腔5与可视孔7一一对应，方便工作人员透过可视孔7观察到种子的表面情况，而可视孔7内设有放大透镜8，能对种子进行放大观察，能清晰的观察到种子表面情况，从而能及时根据种子的保存状态调整箱内的环境参数，使种子的保存变得可控，能够提高种子保存的存活率；值得注意的是，合理设置低温保存箱1内保存板2的设置数量，使最上方或最下方的保存板2移动至观察工位处时，其周边的空间仍能保证保存板2顺利偏转至平行于玻璃窗6的状态；其次，玻璃窗6采用能耐超低温的玻璃，如石英玻璃。

进一步地，如图1所示，玻璃窗6采用夹层设计以形成加热腔，低温保存箱1的外壁安装有热风机38，热风机38的出风端通过热风软管39连通加热腔，由于低温保存箱1内的低温环境将使玻璃窗6上结霜影响观察视线，在需要对种子进行观测时，打开热风机38，通过热风软管39将热风通入加热腔内，从而对玻璃窗6进行加热，对玻璃窗6的除雾处理，保证观察视线不受低温保存箱1内低温环境的干扰。

进一步地，如图2和图9所示，由于种子放置在种子保存腔5内，以至于种子的底部接触保存板2的部分被遮挡无法观察到，导致只能局部观察种子的保存情况，无法准确的判断种子的保存环境是否需要调整，为此，本申请使用了专利2022117070701中的结构，具体为，保存板2上设置有遮挡机构，遮挡机构包括遮挡带48、移动支架40和固定支架41，保存板2沿旋转轴3径向的两端分别连接有移动支架40和固定支架41，移动支架40和固定支架41上分别转动连接有从动辊43和主动辊42，遮挡带48为环形，遮挡带48传动套装在主动辊42和从动辊43上，保存板2位于遮挡带48的内环，遮挡带48上开设有矩形通槽44，矩形通槽44的尺寸与保存板2的尺寸相同，且矩形通槽44能运行到保存板2的正上方，固定支架41上安装有小型电机45，小型电机45的输出轴传动连接主动辊42，保存板2内开设有负压腔，保存板2在种子保存腔5的内壁位置开设有多个负压孔46，负压孔46与负压腔相通，保存板2连接有负压机构，在低温保存箱1的外壁安装有激振器，通过激振器使低温保存箱1产生振动，通过负压的方式将种子吸附在保存板2上，使种子偏转至竖直状态时，种子不会从种子保存腔5内脱落，当观察种子的表面情况时，遮挡带48上的矩形通槽44运行至保存板2的正上方，使保存板2裸露出来，方便观察种子的保存状态，然后调整种子的姿态继续观察，姿态调整时，保存板2旋转至水平状态，同时遮挡带48运行至保存板2的正下方，使保存板2的上表面被遮挡带48遮挡，然后通过激振器带动保存板2振动，使种子在种子保存腔5内跳动以改变观察姿态，再将保存板2旋转至竖直状态，并使保存板2裸露进行观察，从而实现种子的全面观察，能够准确的判断种子的保存状态，从而合理的调整低温保存箱1内的保存环境，上述遮挡机构的具体机构以及运行过程已被公开，在此不再赘述。

在一些实施例中，如图2、图3和图7所示，低温保存箱1的侧壁沿自身高度方向开设有滑槽9，滑槽9内相对设置有光杆10和直齿条11，光杆10和直齿条11均固定连接低温保存箱1，控制滑座4滑动设置在滑槽9内，控制滑座4滑动套设在光杆10上，控制滑座4内转动设置有行走齿轮12，控制滑座4的侧壁开设有窗口13，行走齿轮12部分伸出窗口13与直齿条11啮合，行走齿轮12在转动时，将沿着直齿条11的长度方向移动，从而带动控制滑座4沿着直齿条11的长度方向移动，进而带动保存板2上下移动，以调整保存板2的位置，通过光杆10与控制滑座4的滑动适配对控制滑座4的移动进行导向，使保存板2的移动更加稳定、其精确度更高，消除行走齿轮12与直齿条11的啮合误差，避免出现保存板2左右偏移使可视孔7与种子保存腔5出现错位的情况。

在一些实施例中，如图4所示，控制滑座4内转动设置有主轴21，主轴21的两侧分别平行设置有行走齿轮轴22和从动轴23，行走齿轮轴22和从动轴23均通过轴承转动连接控制滑座4，行走齿轮12键连接在行走齿轮轴22上，从动轴23上键连接有从动齿轮24，从动轴23的一端通过联轴器连接旋转轴3，主轴21传动连接舵机25的输出轴，主轴21上设置有滑行齿轮组26，滑行齿轮组26具有沿主轴21轴向移动的自由度，滑行齿轮组26具有两个啮合状态，其一、滑行齿轮组26啮合行走齿轮12带动保存板2沿着低温保存箱1的高度方向移动；其二、滑行齿轮组26啮合从动齿轮24带动保存板2偏转至与玻璃窗6呈平行状态，通过滑行齿轮组26完成保存板2直线自由度与偏转自由度的切换，在设置一个舵机25的情况下完成对保存板2两个自由度的驱动，减少了驱动设备的设计数量，避免在超低温环境中出现误差累积的情况，使保存板2的移动更加精确。

如图4、图5和图7所示，由于舵机25在超低温环境中，其灵敏度以及精确度降低，且降低的系数为变化不可控的，因此，在观察保存板2上的种子时，无法通过控制舵机25的运行时间使保存板2精确的运动至观察位上，基于此情况，在控制滑座4上设置了定位机构，具体为，低温保存箱1在滑槽9内开设有定位孔14，控制滑座4远离旋转轴3的一端设置有限位锥15，限位锥15沿着定位孔14的轴向移动，定位孔14的直径沿远离限位锥15的方向逐渐减小，当限位锥15适配至定位孔14内时，多个放大透镜8一一对应多个种子保存腔5，通过限位锥15与定位孔14的适配对保存板2的移动位置进行精确定位，保证保存板2偏转后，其上的种子保存腔5能与可视孔7一一对应，消除舵机25在超低温下的传动误差，使保存板2在超低温环境下仍能运动至观察工位处。

进一步地，如图4和图5所示，控制滑座4远离旋转轴3的一端开设有定位槽16，定位槽16滑动设置有限位柱17，限位锥15的大直径端固定连接限位柱17，限位柱17远离限位锥15的一端嵌设有第一磁性环18，定位槽16内设置有第一电磁铁19，第一电磁铁19与第一磁性环18相对设置，第一电磁铁19通电产生与第一磁性环18磁极相同的磁性，第一电磁铁19与第一磁性环18之间设置有弹簧20，弹簧20的两端分别固定连接限位柱17和控制滑座4，当弹簧20处于常态时，限位锥15位于定位槽16内，当保存板2需要进行种子观察时，舵机25启动，舵机25带动主轴21转动，主轴21通过滑行齿轮组26带动行走齿轮12转动，通过行走齿轮12与直齿条11的啮合带动控制滑座4上下移动，与此同时，第一电磁铁19通电，第一电磁铁19拉伸弹簧20排斥第一磁性环18，使限位锥15抵在低温保存箱1的内壁上，并使限位锥15具有滑出定位槽16的趋势，控制滑座4带动限位锥15一起移动，当限位锥15移动至定位孔14处时，在第一电磁铁19的作用下，使限位锥15适配至定位孔14内，从而将保存板2精确限位在观察位上，保证保存板2偏转后其上的种子保存腔5能与可视孔7一一对应，消除舵机25在超低温下的传动误差，使保存板2在超低温环境下仍能精确运动至观察工位处，当观察结束后，第一电磁铁19断电，限位锥15在弹簧20的作用下回到定位槽16内，使保存板2的限位解除，能够控制保存板2复位或移动至其他位置；具体实施时，为消除保存板2的偏转误差，在从动轴23上固定有限位拨片47，在从动轴23的上方设置有止动板，止动板位于限位拨片47的旋转路径上，当限位拨片47接触止动板后，舵机25停止运行，此时，保存板2处于平行于玻璃窗6的状态，从而消除了舵机25对保存板2的偏转误差，同时在止动板上嵌设磁片，限位拨片47采用能被磁片吸合的金属材料制成，当限位拨片47接触止动板后被吸附，从而消除限位拨片47的惯性误差，防止限位拨片47碰撞止动板后带动从动轴23回转；需要注意的是，当非目标保存板2经过定位孔14时，由于其上的第一电磁铁19未通电，则非目标保存板2上的限位锥15不会适配至定位孔14内，从而非目标保存板2的直线移动自由度不会被限制，能跨过定位孔14移动，以留出足够的空间供目标保存板2偏转。

在一些实施例中，如图4和图6所示，滑行齿轮组26包括轴套27和滑行齿轮28，轴套27套装在主轴21上，轴套27的外壁开设有花键槽29，滑行齿轮28的内圈设置有花键齿30，花键齿30滑动适配在花键槽29内，轴套27在花键槽29的一端开设有弹簧孔31，弹簧孔31内设置有复位弹簧32，复位弹簧32伸出弹簧孔31连接滑行齿轮28，主轴21上活动套设有第二电磁铁33，第二电磁铁33为圆环形状，第二电磁铁33固定连接控制滑座4，具体采用螺钉49固定连接在控制滑座4的内壁上，滑行齿轮28靠近第二电磁铁33的端面嵌设有第二磁性环34，第二电磁铁33通电产生与第二磁性环34磁极相同的磁性，当第二电磁铁33处于断电状态时，复位弹簧32处于压缩状态并将花键齿30抵在花键槽29的左端，此时，滑行齿轮28啮合行走齿轮12，当第二电磁铁33处于通电状态时，第二电磁铁33排斥滑行齿轮28并将花键齿30抵在花键槽29的右端，此时，滑行齿轮28啮合从动齿轮24，复位弹簧32在常态下，滑行齿轮28与行走齿轮12啮合，定位孔14内设置有低速按钮和通电按钮，低速按钮用于控制舵机25低速运行，通电按钮用于控制第二电磁铁33通电排斥第二磁性环34，保存板2的直线运动与旋转运动的切换过程为：当限位锥15适配至定位孔14内时，将触发低速按钮和通电按钮，使舵机25低速运行、使第二电磁铁33通电，第二电磁铁33通电排斥第二磁性环34，第二磁性环34带动滑行齿轮28在主轴21上移动，使滑行齿轮28与行走齿轮12分离，使滑行齿轮28靠近从动齿轮24移动，由于滑行齿轮28上的齿与从动齿轮24上的齿槽会出现错位的情况，通过舵机25的低速转动，带动滑行齿轮28低速转动，当出现错位情况时，滑行齿轮28抵在从动齿轮24上，当滑行齿轮28与从动齿轮24正位后，在第二电磁铁33与第二磁性环34的排斥作用力下，使滑行齿轮28顺利与从动齿轮24啮合，从而使主轴21带动从动轴23转动，从动轴23带动旋转轴3转动，实现保存板2的旋转，并通过限位拨片47与止动板的配合消除保存板2的旋转误差，当需要切换至保存板2的直线移动自由度时，舵机25先反转带动保存板2复位，此时，由于不需要进行观察，保存板2是否复位精确不做要求，可以不设置限位机构，然后第二电磁铁33断电，滑行齿轮28在复位弹簧32的作用力下回到原位，使滑行齿轮28重新啮合行走齿轮12，与此同时，第一电磁铁19断电，使限位锥15脱离定位孔14，使保存板2的限位被解除，而限位锥15脱离低速按钮后，舵机25恢复正常运转速度，带动保存板2快速复位，完成对种子保存状态的观察；值得注意的是，当第二电磁铁33处于断电状态时，复位弹簧32处于压缩状态并将花键齿30抵在花键槽29的左端，此时，滑行齿轮28啮合行走齿轮12，当第二电磁铁33处于通电状态时，第二电磁铁33排斥滑行齿轮28并将花键齿30抵在花键槽29的右端，通过复位弹簧32与第二电磁铁33消除滑行齿轮28的移动误差，使滑行齿轮28能准确的啮合行走齿轮12或从动齿轮24，使保存板2的两个自由度能顺利运行与切换。

进一步地，如图4所示，滑行齿轮28的两个端面转动设置有多个滚珠37，多个滚珠37围绕滑行齿轮28的圆心呈圆周均布，当滑行齿轮28接触行走齿轮12或从动齿轮24时，通过滚珠37接触行走齿轮12或从动齿轮24，使两者之间具有滚动自由度，降低滑行齿轮28接触行走齿轮12或从动齿轮24时的摩擦力，降低滑行齿轮28、行走齿轮12和从动齿轮24的磨损。

在一些实施例中，如图4所示，滑行齿轮28在脱离行走齿轮12时，由于控制滑座4的移动自由度已被限制，使行走齿轮12处于固定状态，然而滑行齿轮28还处于转动状态，导致滑行齿轮28在未脱离行走齿轮12时，滑行齿轮28与行走齿轮12之间将产生干涉，为避免此情况的发生，设计了如下结构，具体为，轴套27的内圈固定有摩擦套35，摩擦套35过渡套设在主轴21上，轴套27的两端均接触设置有轴肩36，轴肩36间隙适配在主轴21上，轴肩36的侧壁通过轴肩螺钉连接主轴21，使摩擦套35与主轴21之间产生较强的摩擦力，主轴21在转动时通过此摩擦力同步带动轴套27转动，从而带动滑行齿轮28转动，当切换保存板2的自由度时，通过轴套27与摩擦套35的设计，使主轴21与轴套27在限位情况下能克服摩擦力相对转动，避免出现干涉的情况，而舵机25在保证输出功率不变的情况下，降低转速后具有较大的扭矩，足够克服摩擦套35与主轴21之间的摩擦力。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端” 、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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；以及本领域普通技术人员可知，本发明所要达到的有益效果仅仅是在特定情况下与现有技术中目前的实施方案相比达到更好的有益效果，而不是要在行业中直接达到最优秀使用效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种种子超低温保存用的可视化保存装置，包括低温保存箱（1），所述低温保存箱（1）内设置有多个保存板（2），多个所述保存板（2）沿着所述低温保存箱（1）的高度方向均布，所述保存板（2）上均匀开设有多个种子保存腔（5），其特征在于，所述保存板（2）的两端均固定有旋转轴（3），所述旋转轴（3）上转动套设有控制滑座（4），所述控制滑座（4）滑动设置在所述低温保存箱（1）的内壁上，所述控制滑座（4）沿着所述低温保存箱（1）的高度方向移动；

所述低温保存箱（1）的前端面设置有玻璃窗（6），所述玻璃窗（6）上均匀开设有多个可视孔（7），所述可视孔（7）内安装放大透镜（8），当所述保存板（2）偏转至与所述玻璃窗（6）呈平行状态时，多个所述放大透镜（8）一一对应多个所述种子保存腔（5）；

其中，种子保存温度控制在-10℃～-20℃范围内；

所述低温保存箱（1）的侧壁沿自身高度方向开设有滑槽（9），所述滑槽（9）内相对设置有光杆（10）和直齿条（11），所述光杆（10）和直齿条（11）均固定连接所述低温保存箱（1），所述控制滑座（4）滑动设置在所述滑槽（9）内，所述控制滑座（4）滑动套设在所述光杆（10）上，所述控制滑座（4）内转动设置有行走齿轮（12），所述控制滑座（4）的侧壁开设有窗口（13），所述行走齿轮（12）部分伸出窗口（13）与所述直齿条（11）啮合；

所述控制滑座（4）内转动设置有主轴（21），所述主轴（21）的两侧分别平行设置有行走齿轮轴（22）和从动轴（23），所述行走齿轮轴（22）和从动轴（23）均通过轴承转动连接所述控制滑座（4），所述行走齿轮（12）键连接在所述行走齿轮轴（22）上，所述从动轴（23）上键连接有从动齿轮（24），所述从动轴（23）的一端通过联轴器连接所述旋转轴（3），所述主轴（21）传动连接舵机（25）的输出轴，所述主轴（21）上设置有滑行齿轮组（26），所述滑行齿轮组（26）具有沿所述主轴（21）轴向移动的自由度，所述滑行齿轮组（26）具有两个啮合状态，其一、所述滑行齿轮组（26）啮合行走齿轮（12）带动所述保存板（2）沿着所述低温保存箱（1）的高度方向移动；其二、所述滑行齿轮组（26）啮合从动齿轮（24）带动所述保存板（2）偏转至与所述玻璃窗（6）呈平行状态。

2.根据权利要求1所述的一种种子超低温保存用的可视化保存装置，其特征在于，所述低温保存箱（1）在所述滑槽（9）内开设有定位孔（14），所述控制滑座（4）远离所述旋转轴（3）的一端设置有限位锥（15），所述限位锥（15）沿着所述定位孔（14）的轴向移动，所述定位孔（14）的直径沿远离所述限位锥（15）的方向逐渐减小，当所述限位锥（15）适配至所述定位孔（14）内时，多个所述放大透镜（8）一一对应多个所述种子保存腔（5）。

3.根据权利要求2所述的一种种子超低温保存用的可视化保存装置，其特征在于，所述控制滑座（4）远离所述旋转轴（3）的一端开设有定位槽（16），所述定位槽（16）滑动设置有限位柱（17），所述限位锥（15）的大直径端固定连接所述限位柱（17），所述限位柱（17）远离所述限位锥（15）的一端嵌设有第一磁性环（18），所述定位槽（16）内设置有第一电磁铁（19），所述第一电磁铁（19）与所述第一磁性环（18）相对设置，所述第一电磁铁（19）通电产生与所述第一磁性环（18）磁极相同的磁性，所述第一电磁铁（19）与所述第一磁性环（18）之间设置有弹簧（20），所述弹簧（20）的两端分别固定连接所述限位柱（17）和控制滑座（4），当所述弹簧（20）处于常态时，所述限位锥（15）位于所述定位槽（16）内。

4.根据权利要求3所述的一种种子超低温保存用的可视化保存装置，其特征在于，所述滑行齿轮组（26）包括轴套（27）和滑行齿轮（28），所述轴套（27）套装在所述主轴（21）上，所述轴套（27）的外壁开设有花键槽（29），所述滑行齿轮（28）的内圈设置有花键齿（30），所述花键齿（30）滑动适配在所述花键槽（29）内，所述轴套（27）在所述花键槽（29）的一端开设有弹簧孔（31），所述弹簧孔（31）内设置有复位弹簧（32），所述复位弹簧（32）伸出弹簧孔（31）连接所述滑行齿轮（28），所述主轴（21）上活动套设有第二电磁铁（33），所述第二电磁铁（33）为圆环形状，所述第二电磁铁（33）固定连接所述控制滑座（4），所述滑行齿轮（28）靠近所述第二电磁铁（33）的端面嵌设有第二磁性环（34），所述第二电磁铁（33）通电产生与所述第二磁性环（34）磁极相同的磁性，当所述第二电磁铁（33）处于断电状态时，所述复位弹簧（32）处于压缩状态并将所述花键齿（30）抵在所述花键槽（29）的左端，此时，所述滑行齿轮（28）啮合所述行走齿轮（12），当所述第二电磁铁（33）处于通电状态时，所述第二电磁铁（33）排斥所述滑行齿轮（28）并将所述花键齿（30）抵在所述花键槽（29）的右端，此时，所述滑行齿轮（28）啮合所述从动齿轮（24）。

5.根据权利要求4所述的一种种子超低温保存用的可视化保存装置，其特征在于，所述轴套（27）的内圈固定有摩擦套（35），所述摩擦套（35）过渡套设在所述主轴（21）上，所述轴套（27）的两端均接触设置有轴肩（36），所述轴肩（36）间隙适配在所述主轴（21）上，所述轴肩（36）的侧壁通过轴肩螺钉连接所述主轴（21），所述定位孔（14）内设置有低速按钮和通电按钮，所述低速按钮用于控制所述舵机（25）低速运行，所述通电按钮用于控制所述第二电磁铁（33）通电排斥所述第二磁性环（34）。

6.根据权利要求5所述的一种种子超低温保存用的可视化保存装置，其特征在于，所述滑行齿轮（28）的两个端面转动设置有多个滚珠（37），多个所述滚珠（37）围绕所述滑行齿轮（28）的圆心呈圆周均布。

7.根据权利要求1所述的一种种子超低温保存用的可视化保存装置，其特征在于，所述玻璃窗（6）采用夹层设计以形成加热腔，所述低温保存箱（1）的外壁安装有热风机（38），所述热风机（38）的出风端通过热风软管（39）连通所述加热腔。

8.根据权利要求1所述的一种种子超低温保存用的可视化保存装置，其特征在于，所述保存板（2）上设置有遮挡机构，所述遮挡机构包括遮挡带（48）、移动支架（40）和固定支架（41），所述保存板（2）沿旋转轴（3）径向的两端分别连接有移动支架（40）和固定支架（41），所述移动支架（40）和固定支架（41）上分别转动连接有从动辊（43）和主动辊（42），所述遮挡带（48）为环形，所述遮挡带（48）传动套装在所述主动辊（42）和从动辊（43）上，所述保存板（2）位于所述遮挡带（48）的内环，所述遮挡带（48）上开设有矩形通槽（44），所述矩形通槽（44）的尺寸与所述保存板（2）的尺寸相同，且所述矩形通槽（44）能运行到所述保存板（2）的正上方，所述固定支架（41）上安装有小型电机（45），所述小型电机（45）的输出轴传动连接所述主动辊（42），所述保存板（2）内开设有负压腔，所述保存板（2）在种子保存腔（5）的内壁位置开设有多个负压孔（46），所述负压孔（46）与所述负压腔相通，所述保存板（2）连接有负压机构。

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