CN205082156U - 多功能作物考种及植株性状调查的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能作物考种及植株性状调查的设备，包括自动考种装置、长度测量装置、人工调查数据输入装置、重量测量装置、微电脑系统；长度测量装置测量长度方面的项目，将长度测量数据传递给微电脑系统；重量测量装置，测量重量方面的项目，将重量测量数据传递给微电脑系统；人工调查数据输入装置用于记录无法用仪器或工具测量的人工调查项目，将人工调查数据传递给微电脑系统；自动考种装置用于自动完成籽粒脱粒、考种工作，并将考种测量数据传递给微电脑系统；微电脑系统接收并存贮各种数据，并控制考种仪运行。其能对作物植株多个性状进行考种，与人工考种相比极大地提高了工作效率，还能用于作物生长期间植株性状调查，一机多用。

Description

多功能作物考种及植株性状调查的设备

技术领域

本实用新型涉及一种农业科学研究领域，特别涉及一种多功能作物考种及植株性状调查的设备。

背景技术

考种是指作物收获后在室内考察（调查）作物（品种）性状的一种活动，是作物育种、作物栽培科学研究必不可少的一项活动。考种的目的是为了获得作物植株各性状的数据，以便科研人员分析作物品种特性或各试验因素对作物的影响。考种在农业科研工作中具有十分重要的意义。植株性状调查是作物生长期间在田间或室内（田间取作物植株带回室内）对作物的各性状进行考察测量的一种活动，也是作物育种、作物栽培科学研究的一项重要活动。

考种调查包含的项目较多，根据目的有所取舍。小麦一般要调查的项目有：株高、分蘖、有效穗数、穗长、结实小穗数、不育小穗数、不孕小穗数、地上部分干重、穗粒数、穗粒重、粒重（千粒重），更祥细的还要调查次生根、小穗粒数、粒长、粒宽、籽粒容重等，在调查的同时还要对麦穗脱粒，工作比较繁琐。植株性状调查的项目也比较多，小麦植株性状调查一般包括株高、分蘖数、次生根数、叶面积、地上植株鲜重、叶鲜重、地上植株干重、叶干重等。

目前，小麦考种和植株性状调查活动多采用人工测量、人工记录的方式来获得数据。再将数据人工输入计算机整理分析。由于要考察的性状较多，而各性状的测量方法又不尽相同，同时还要人工记录测量结果，因而要多人分工合作才能较好完成工作。在作物栽培科学研究中，一个田间试验几个或几十个处理，一个处理也要考察几十株，考种的工作量很大。在育种工作中，一般要考察几百个品种甚至更多，一个品种要考察几十株，工作量非常巨大，也很费时。人工考种之后还需将数据输入计算机，不仅费工费时，还难免出现一些输入错误，影响数据可靠性。有时为了减少工作量，往往只对主要性状进行考察，不得不舍弃对一些次要性状的考察。因此，提高考种效率具有十分重要意义。

在自动化考种方面，现有专利较多，大部分是基于视觉原理对作物籽粒（或穗）性状自动考种。申请号为201010234207.7的专利是基于机器视觉原理对水稻籽粒性状（实粒数、总粒数、粒长、粒宽等）进行考察。申请号为201010226335.7的专利是基于机器视觉原理对玉米穗部性状（穗长、穗行数、穗粒数、每行粒数、秃顶长度、秃顶率等）进行考察，这两个专利只能对作物部分性状（水稻籽粒或玉米穗部）进行考种，很多重要的性状还得用人工的方法考种。申请号为201510032706.0的专利则将分散考种的数据收集。在商用自动化考种仪方面，也是基于机器视觉原理的方法对籽粒性状或和（玉米）穗部性状识别考察，而针对作物全株的考种仪器还未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种多功能作物考种及植株性状调查的设备，其能对作物植株多个性状进行考种，克服了已有考种设备只能测量籽粒或穗部性状的不足，与人工考种相比极大地提高了工作效率，同时，本仪器还可用于在作物生长期间对植株性状进行调查，达到一机多用的目的。

本实用新型的目的是采用下述方案实现的：一种多功能作物考种及植株性状调查的设备，包括自动考种装置、长度测量装置、人工调查数据输入装置、第一重量测量装置以及微电脑系统；所述长度测量装置用于测量长度方面的项目，并将长度测量数据传递给微电脑系统；所述第一重量测量装置，用于测量重量方面的项目，并将重量测量数据传递给微电脑系统；所述人工调查数据输入装置用于记录无法用仪器或工具测量的人工调查项目，并将人工调查数据传递给微电脑系统；所述自动考种装置用于自动完成籽粒脱粒、考种工作，并将考种测量数据传递给微电脑系统；所述微电脑系统用于接收并存贮人工调查数据和各种测量数据，并控制考种仪运行。所述自动考种装置可自动运行，对穗自动脱粒、数粒和称重，并将数粒和称重结果传入微电脑。

所述微电脑系统包括微电脑、显示屏、键盘，所述显示屏、键盘均与微电脑连接。微电脑系统主要功能是控制考种仪运行，接收、存贮测量数据及人机对话。显示屏为一液晶显示屏，用来显示考种仪状态、测量结果等各种信息。键盘用来输入命令、数据等信息。微电脑与键盘、显示屏、电子圈尺、第一电子天平、语音识别电路、电子计数器、数粒机、第二电子天平、控制电路相连，用于控制考种仪运行，接收、存贮测量数据。

所述微电脑系统设有多个功能扩展接口，如RS232串行接口、USB串行接口，用于连接其它测量仪器以实现功能扩展。微电脑系统的功能扩展接口还可以连接叶面积仪，可增加测量叶面积。微电脑系统的功能扩展接口还可以连接条码识别器，扫描条码。微电脑系统的功能扩展接口还可以连接机器视觉识别装置或电子卡尺，测量粒长、粒宽等，也可与计算机连接实现传输信息。

所述长度测量装置为一光电编码器制成的电子圈尺，用于测量长度方面的项目，如株高、穗长等性状。电子圈尺放置于桌面上，卷尺拉线顶端有一电信号按压开关，圈尺收拢时按压开关处于“0”位置，测量时拉出拉线，将按压开关对准被测量处按压即可自动读数并传入微电脑存贮。

所述第一重量测量装置采用第一电子天平，用于测量重量方面的项目，如地上部分干重。第一电子天平放置于桌面上。放入样品，天平读数稳定后数据自动传入微电脑存贮，同时蜂鸣器响一下，提示称重完成，数据已传入微电脑。

所述人工调查数据输入装置采用语音识别装置或/和电子计数器，所述语音识别装置、电子计数器均用于植株人工考察项目数据的输入，并将数据传递给微电脑系统。语音识别电路、电子计数器，用于目前无法用仪器测量的人工调查项目。通过人工调查读数，语音识别，（或由电子计数器计数）将调查数据传入微电脑。

语音识别装置的语音输入采用双麦克风反相混音输入，有效降低环境噪音，使语音信号更加清晰。语音识别装置的语音识别使用特定人小词汇量语音识别系统，语音识别的结果用普通话读出，供考种人员判断语音识别是否正确。

语音识别装置包括麦克风（语音输入）、识别电路及耳机（反馈）。语音识别装置主要用于植株人工考察项目数据的输入和输出（反馈）。语音识别装置可固定在考种仪任意空位上，麦克风和耳机戴在使用人员头上并与识别电路相连。语音输入采用双麦克风反相混音输入，语音输入时一个麦克风接近说话人嘴边，一个麦克风离嘴较远，其中一个麦克风信号倒相，这样环境噪音信号在两麦克风信号中正好大小相等，相位相反，可相互抵消，可有效降低环境噪音，使语音信号更加清晰。语音识别由一单板机及相应程序组成。由于考种机需要输入是考察数据（可分解成数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9及.（小数点）、十、百）和有限的几个人工考察项目名称，考种机语音识别使用特定人小词汇量语音识别系统，即用考种人员的（人工考察名称和数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、.（点）、）语音特征参数作语音识别的比较标准，大大提高识别的准确率。耳机将语音识别的结果用普通话读出，反馈考种人员判断语音识别是否正确。

在语音识别之前，先提取考种人员的语音特征参数。选择好人工考察项目名称，根据显示屏提示（人工考察项目名称和数字）录音，语音识别系统根据识别模型提取语音各个参数。录完一个词，再录下一个词，直到全部录完。可将考种人员的语音参数及选择考种（调查）项目存档。不同的考种人员，在以后的使用中调出自己的存档文件即可。不同调查者互不影响。

电子计数器为一脚踏式电子计数器，放置在使用人员脚下，上有计数踏板和计数传输按钮。由于人工调查项目基本上数数（计数），故可用电子计数器实现数据输入。特别是语音识别不满意时也可用电子计数器代替语音识别作人工调查项目数据的输入。可以一边调查，一边踩动计数器踏板，计数器随之计数。当一个项目调查结束时，踩动计数传输按钮，数据传入微电脑存贮，计数器清零。

所述自动考种装置包括脱粒机、数粒机、第二重量测量装置和控制电路，所述脱粒机、数粒机、第二重量测量装置均与控制电路连接，所述数粒机、第二重量测量装置、控制电路均与微电脑系统连接，所述数粒机设置在脱粒机的出口端，数粒机的入口位于脱粒机出口的正下方，所述第二重量测量装置位于数粒机出口的正下方。所述第二重量测量装置采用第二电子天平。

脱粒机为一低噪声、具有精选功能的单株脱粒机，位于麦穗输送装置的传送带下方。脱粒机作用是对麦穗脱粒、清选，获得种子（小麦籽粒）并送至数粒机。

数粒机为一般的商用数粒机改装而成，与脱粒机和第二电子天平相邻。数粒机用于对种子进行计数，由此获得单穗（或单株）粒数，并将所获数据传至微电脑存贮。数粒后的种子送至第二电子天平。

第二电子天平与数粒机和种子收集装置相邻。第二电子天平用于对种子称重，由此获得单穗（或单株）粒重，并将所获数据传至微电脑存贮。第二电子天平加装倾倒装置，称重后将种子倒入种子收集装置。

所述自动考种装置还包括种子收集装置，所述种子收集装置设有若干呈阵列分布的种子杯，所述种子杯固定在十字滑台上，所述十字滑台与控制电路连接，所述第二重量测量装置加装倾倒装置，将称重后种子倒入种子收集装置。所述倾倒装置包括电机，所述电机固定在第二重量测量装置的天平基座上。在第二重量测量装置的天平盘（称盘）上固定一支架，一种子盘通过转轴可转动地支撑在支架上，种子盘和支架重相当于皮重，可以清零。麦粒称重后（此时螺杆未与种子盘接触），电机驱动螺杆向上运动，推动种子盘，使种子盘倾斜，麦粒顺着倾倒槽流入种子杯，电机反转，螺杆离开种子盘，种子盘在重力作用下自动回到原始状态。

种子收集装置由10×10个种子杯阵列组成，与第二电子天平相邻，用于收集种子。种子杯根据需要按一个品种（或一个处理、或单株、或单穗）方式收集种子以备它用。种子杯在使用前按顺序编号并贴上条码，并将第一个种子杯编号输入电脑系统。一个种子杯收集好种子后，纵向移动一格，电脑系统中的“种子杯编号”数据自动加1，这样种子杯编号与电脑系统“种子杯编号”和“品种”相对应，有得于种子保存和管理。一列种子杯收集好后，横向移动一格，下一列种子杯继续收集种子，最后一个种子杯收集好种子后，系统将提示更换种子杯（阵列）。

所述自动考种装置还包括麦穗输送装置、麦穗干燥装置和第一光电传感器，所述麦穗输送装置的传送带上固定有穗杯，所述麦穗输送装置的传送带上方为桌面，该桌面开设有一个投穗口，所述投穗口位于穗杯的正上方，所述第一光电传感器用于感应是否有麦穗投入，并将感应信号传递给控制电路，所述控制电路用于接收第一光电传感器传递的信号，输出控制信号控制麦穗输送装置的传送带在设定的延时时间后转动，将麦穗输送向脱粒机。所述桌面用于放置植株，固定各测量装置用。所述穗杯由非透明材质制成，固定在麦穗输送装置的传送带上，用于承装麦穗。麦穗输送装置的传送带位于红外线灯和投穗口的下方，作用是将麦穗传送至脱粒机。所述穗杯为多个，多个穗杯间隔均匀分布在麦穗输送装置的传送带上。麦穗干燥需要一定时间，设置多个杯是使干燥时间长一点。

第一光电感应固定在投穗口下方，用来判断是否有麦穗投入。当有麦穗投入时，第一光电传感器给控制电路信号，延时5秒（多穗脱粒时确保所有穗都投入穗杯）后控制电路控制麦穗输送装置的传送带转动，输送麦穗，每次运动一个穗杯位(一个穗杯位指前一个穗杯中心到下一个穗杯中心的距离L)，即每次运动后下一个穗杯到达前一个穗杯的位置。

所述自动考种装置还包括第二光电传感器，所述第二光电传感器用于感应穗杯位置，并将感应信号传递给控制电路，所述控制电路用于接收第二光电传感器传递的信号，输出控制信号控制麦穗输送装置的传送带停止转动，准确控制穗杯的停留位置。由于穗杯是等距离，每次运动，下一个杯到达前一个杯的位置，也只有一个杯倾倒麦穗。投入麦穗后，麦穗输送装置的传送带只前进一个穗杯位，投穗多次（图1要投5次）第一次的投入麦穗才能倒入脱粒机，这样是为了使麦穗干燥时间长一点。

光电传感器包括光线发射头和光线接收头及相应电路。接收头在一不透明管中，这样就只能接收正前方光线发射头发射的光线。

第二光电传感器的光线发射头和光线接收头分别固定在穗杯两侧，一侧光线发射头，一侧是光线接收头，用考种仪壳或支架固定。第二光电传感器不在麦穗输送装置的传送带或穗杯上，在麦穗输送装置的传送带两侧固定位置，不随麦穗输送装置的传送带运动，通过感应穗杯是否遮挡光线判断穗杯位置并将信号传至控制电路。当麦穗输送装置的传送带运行一个穗杯位时，控制电路感知信号的变化，控制麦穗输送装置的传送带停止转动，确保麦穗输送装置的传送带每次运动一个穗杯位。穗杯遮挡光线，两穗杯之间（空隙）可以透过光线，假如当穗杯在投穗口正下方时为穗杯遮挡光线（也可为两穗杯之间透过光线，两种方式都行）方式，投穗后（5秒）控制电路控制麦穗输送装置的传送带转动，穗杯前行超过第二光电感应位置，穗杯不再遮光，第二光电感应感知光线透过，麦穗输送装置的传送带继续转动，当下一个穗杯运动到第二光电感应位置，穗杯遮挡光线，第二光电感应位置感知光线遮挡，控制电路控制麦穗输送装置的传送带停止转动，又一个穗杯在投穗口正下方。

所述麦穗干燥装置包括温度传感器和红外线灯，所述红外线灯位于麦穗输送装置的传送带上方、桌面下方，温度传感器用于检测麦穗输送装置的传送带上方的温度，并将温度信号传递给控制电路，所述控制电路用于接收温度传感器的温度信号，输出控制信号控制红外线灯的发光功率。红外线灯由陶瓷发热管制成，位于桌面下方，麦穗输送装置的传送带上方，作用是干燥麦穗。红外线灯照射麦穗，使麦穗干燥，有利于麦穗脱粒，这一点在阴、雨天特别有用。控制电路根据麦穗输送装置的传送带上方温度可自动控制红外线灯的功率，以防过热。在不需照射时，要也可手动关闭红外线灯电源。干燥用其它干燥装置也行，但红外线干燥装置简单，效果好。另外，干燥装置也可单独做成独立装置，在考种前对小麦植株进行干燥预处理。假如不要干燥装置，就可不要麦穗输送装置等，麦穗直接从投穗口投入脱粒机。

本实用新型具有的优点是：由于本考种仪包括自动考种装置、长度测量装置、人工调查数据输入装置、第一重量测量装置以及微电脑系统；所述长度测量装置用于测量长度方面的项目，并将长度测量数据传递给微电脑系统；所述重量测量装置，用于测量重量方面的项目，并将重量测量数据传递给微电脑系统；所述人工调查数据输入装置用于记录无法用仪器或工具测量的人工调查项目，并将人工调查数据传递给微电脑系统；所述自动考种装置用于自动完成籽粒脱粒、考种工作，并将考种测量数据传递给微电脑系统；所述微电脑系统用于接收并存贮人工调查数据和各种测量数据，并控制考种仪运行。本实用新型采用人工考察与仪器测量相结合的方式对作物进行考种，仪器测量数据直接存贮于微电脑中，避免出现一些输入错误，增加了数据可靠性。对于目前无法用仪器测量的调查项目，采用人工调查，电子计数器计数或人工调查读数语音识别方式转换成数据存贮考种仪中，这样能减少考种人员数量（只用一个考种人员即可）、加快考种速度，提高考种效率和数据的准确性。

本实用新型能对作物植株的全株进行考种，克服了已有考种设备只能测量籽粒或穗部性状的不足，与人工考种相比极大地提高了工作效率，同时，本仪器还可用于在作物生长期间对植株性状进行调查，达到一机多用的目的。

附图说明

图1为本实用新型的多功能作物考种及植株性状调查的设备的结构示意图；

图2为本实用新型的考种工作流程图；

图3为本实用新型的麦穗输送装置的结构示意图；

图4为本实用新型的第二重量测量装置上加装倾倒装置的结构示意图。

附图中，1为微电脑，2为显示屏，3为键盘，4为麦克风，5为耳机，6为识别电路，7为计数踏板，8为计数传输按钮，9为计数器，10为电子圈尺，11为第一电子天平，12为桌面，13为红外线灯，14为投穗口，15为第一光电传感器，16为第二光电传感器，17为穗杯，18为麦穗输送装置的传送带，19为脱粒机，20为数粒机，21为第二电子天平，211为天平基座，212为天平盘，22为种子收集装置，23为控制电路，24为功能扩展接口，25为倾倒装置，251为电机，252为螺杆，253为支架，254为种子盘，255为倾倒槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述：

参见图1至图4，一种多功能作物考种及植株性状调查的设备，包括自动考种装置、长度测量装置、人工调查数据输入装置、第一重量测量装置以及微电脑；所述长度测量装置用于测量长度方面的项目，并将长度测量数据传递给微电脑；所述第一重量测量装置，用于测量重量方面的项目，并将重量测量数据传递给微电脑；所述人工调查数据输入装置用于记录无法用仪器或工具测量的人工调查项目，并将人工调查数据传递给微电脑；所述自动考种装置用于自动完成籽粒脱粒、考种工作，并将考种测量数据传递给微电脑；所述微电脑用于接收并存贮人工调查数据和各种测量数据，并控制考种仪运行。所述自动考种装置可自动运行，对穗自动脱粒、数粒和称重，并将数粒和称重结果传入微电脑1。

所述微电脑包括微电脑1、显示屏2、键盘3，所述显示屏2、键盘3均与微电脑1连接。微电脑主要功能是控制考种仪运行，接收、存贮测量数据及人机对话。显示屏2为一液晶显示屏2，用来显示考种仪状态、测量结果等各种信息。键盘3用来输入命令、数据等信息。微电脑1与键盘3、显示屏2、电子圈尺10、第一电子天平11、语音识别电路6、电子计数器9、数粒机20、第二电子天平21、控制电路23相连，用于控制考种仪运行，接收、存贮测量数据。

所述微电脑设有多个功能扩展接口24，如RS232串行接口、USB串行接口，用于连接其它测量仪器以实现功能扩展。微电脑的功能扩展接口24还可以连接叶面积仪，可增加测量叶面积。微电脑的功能扩展接口24还可以连接条码识别器，扫描条码。微电脑的功能扩展接口24还可以连接机器视觉识别装置或电子卡尺，测量粒长、粒宽等，也可与计算机连接实现传输信息。

所述长度测量装置为一光电编码器制成的电子圈尺10，用于测量长度方面的项目，如株高、穗长等性状。电子圈尺10放置于桌面12上，卷尺拉线顶端有一电信号按压开关，圈尺收拢时按压开关处于“0”位置，测量时拉出拉线，将按压开关对准被测量处按压即可自动读数并传入微电脑1存贮。

所述第一重量测量装置采用第一电子天平11，用于测量重量方面的项目，如地上部分干重。第一电子天平11放置于桌面12上。放入样品，天平读数稳定后数据自动传入微电脑1存贮，同时蜂鸣器响一下，提示称重完成，数据已传入微电脑1。

所述人工调查数据输入装置采用语音识别装置或/和电子计数器9，所述语音识别装置、电子计数器9均用于植株人工考察项目数据的输入，并将数据传递给微电脑。语音识别电路6、电子计数器9，用于目前无法用仪器测量的人工调查项目。通过人工调查读数，语音识别，（或由电子计数器9计数）将调查数据传入微电脑1。

语音识别装置的语音输入采用双麦克风4反相混音输入，有效降低环境噪音，使语音信号更加清晰。语音识别装置的语音识别使用特定人小词汇量语音识别系统，语音识别的结果用普通话读出，供考种人员判断语音识别是否正确。语音识别装置包括麦克风4（语音输入）、识别电路6及耳机5（反馈）。语音识别装置主要用于植株人工考察项目数据的输入和输出（反馈）。语音识别装置可固定在考种仪任意空位上，麦克风4和耳机5戴在使用人员头上并与识别电路6相连。语音输入采用双麦克风4反相混音输入，语音输入时一个麦克风4接近说话人嘴边，一个麦克风4离嘴较远，其中一个麦克风4信号倒相，这样环境噪音信号在两麦克风4信号中正好大小相等，相位相反，可相互抵消，可有效降低环境噪音，使语音信号更加清晰。语音识别由一单板机及相应程序组成。由于考种机需要输入是考察数据（可分解成数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9及.（小数点）、十、百）和有限的几个人工考察项目名称，考种机语音识别使用特定人小词汇量语音识别系统，即用考种人员的（人工考察名称和数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、.（点）、）语音特征参数作语音识别的比较标准，大大提高识别的准确率。耳机5将语音识别的结果用普通话读出，反馈考种人员判断语音识别是否正确。

在语音识别之前，先提取考种人员的语音特征参数。选择好人工考察项目名称，根据显示屏2提示（人工考察项目名称和数字）录音，语音识别系统根据识别模型提取语音各个参数。录完一个词，再录下一个词，直到全部录完。可将考种人员的语音参数及选择考种（调查）项目存档。不同的考种人员，在以后的使用中调出自己的存档文件即可。不同调查者互不影响。

电子计数器9为一脚踏式电子计数器9，放置在使用人员脚下，上有计数踏板7和计数传输按钮8。由于人工调查项目基本上数数（计数），故可用电子计数器9实现数据输入。特别是语音识别不满意时也可用电子计数器9代替语音识别作人工调查项目数据的输入。可以一边调查，一边踩动计数器9踏板，计数器9随之计数。当一个项目调查结束时，踩动计数传输按钮8，数据传入微电脑1存贮，计数器9清零。

所述自动考种装置包括脱粒机19、数粒机20、第二重量测量装置和控制电路23，所述脱粒机19、数粒机20、第二重量测量装置均与控制电路23连接，所述数粒机20、第二重量测量装置、控制电路23均与微电脑连接，所述数粒机20设置在脱粒机19的出口端，数粒机20的入口位于脱粒机19出口的正下方，所述第二重量测量装置位于数粒机20出口的正下方。所述第二重量测量装置采用第二电子天平21。脱粒机19为一低噪声、具有精选功能的单株脱粒机19，位于麦穗输送装置的传送带18下方。脱粒机19作用是对麦穗脱粒、清选，获得种子（小麦籽粒）并送至数粒机20。数粒机20为一般的商用数粒机20改装而成，与脱粒机19和第二电子天平21相邻。数粒机20用于对种子进行计数，由此获得单穗（或单株）粒数，并将所获数据传至微电脑1存贮。数粒后的种子送至第二电子天平21。第二电子天平21与数粒机20和种子收集装置22相邻。第二电子天平21用于对种子称重，由此获得单穗（或单株）粒重，并将所获数据传至微电脑1存贮。第二电子天平21加装倾倒装置25，称重后将种子倒入种子收集装置22。

所述自动考种装置还包括种子收集装置22，所述种子收集装置22设有若干呈阵列分布的种子杯，所述种子杯固定在十字滑台上，所述十字滑台与控制电路23连接，所述第二重量测量装置加装倾倒装置25，将称重后种子倒入种子收集装置22。所述倾倒装置25包括电机251，所述电机251固定在第二重量测量装置的天平基座211上。在第二重量测量装置的天平盘212（称盘）上固定一支架253，一种子盘254通过转轴可转动地支撑在支架253上，种子盘254和支架重相当于皮重，可以清零。麦粒称重后（此时螺杆252未与种子盘254接触），电机251驱动螺杆252向上运动，推动种子盘254，使种子盘254倾斜，麦粒顺着倾倒槽255流入种子杯，电机251反转，螺杆252离开种子盘254，种子盘254在重力作用下自动回到原始状态。

种子收集装置22由10×10个种子杯阵列组成，与第二电子天平21相邻，用于收集种子。种子杯根据需要按一个品种（或一个处理、或单株、或单穗）方式收集种子以备它用。种子杯在使用前按顺序编号并贴上条码，并将第一个种子杯编号输入电脑系统。一个种子杯收集好种子后，纵向移动一格，电脑系统中的“种子杯编号”数据自动加1，这样种子杯编号与电脑系统“种子杯编号”和“品种”相对应，有得于种子保存和管理。一列种子杯收集好后，横向移动一格，下一列种子杯继续收集种子，最后一个种子杯收集好种子后，系统将提示更换种子杯（阵列）。

所述自动考种装置还包括麦穗输送装置、麦穗干燥装置和第一光电传感器15，所述麦穗输送装置的传送带18上固定有穗杯17，所述麦穗输送装置的传送带18上方为桌面12，该桌面12开设有一个投穗口14，所述投穗口14位于穗杯17的正上方，所述第一光电传感器15用于感应是否有麦穗投入，并将感应信号传递给控制电路23，所述控制电路23用于接收第一光电传感器15传递的信号，输出控制信号控制麦穗输送装置的传送带18在设定的延时时间如5秒后转动，将麦穗输送向脱粒机19。所述桌面12用于放置植株，固定各测量装置用。所述穗杯17由非透明材质制成，固定在麦穗输送装置的传送带18上，用于承装麦穗。麦穗输送装置的传送带18位于红外线灯13和投穗口14的下方，作用是将麦穗传送至脱粒机19。所述穗杯17为多个，多个穗杯17间隔均匀分布在麦穗输送装置的传送带18上。干燥需要一定时间，设置多个杯是使干燥时间长一点。

第一光电感应固定在投穗口14下方，用来判断是否有麦穗投入。当有麦穗投入时，第一光电传感器15给控制电路23信号，延时5秒（多穗脱粒时确保所有穗都投入穗杯17）后控制电路23控制麦穗输送装置的传送带18转动，输送麦穗，每次运动一个穗杯17位（一个穗杯17位指前一个穗杯17中心到下一个穗杯17中心的距离L），即每次运动后下一个穗杯17到达前一个穗杯17的位置。

所述自动考种装置还包括第二光电传感器16，所述第二光电传感器16用于感应穗杯17位置，并将感应信号传递给控制电路23，所述控制电路23用于接收第二光电传感器16传递的信号，输出控制信号控制麦穗输送装置的传送带18停止转动，准确控制穗杯17的停留位置。由于穗杯17是等距离，每次运动，下一个杯到达前一个杯的位置，也只有一个杯倾倒麦穗。投入麦穗后，麦穗输送装置的传送带18只前进一个穗杯17位，投穗多次（图1要投5次）第一次的投入麦穗才能倒入脱粒机19，这样是为了使麦穗干燥时间长一点。

光电传感器包括光线发射头和光线接收头及相应电路，接收头在一不透明管中，这样就只能接收正前方光线发射头发射的光线。

第二光电传感器16的光线发射头和光线接收头分别固定在穗杯17两侧，一侧光线发射头，一侧是光线接收头，用考种仪壳或支架253固定。第二光电传感器16不在麦穗输送装置的传送带18或穗杯17上，在麦穗输送装置的传送带18两侧固定位置，不随麦穗输送装置的传送带18运动，通过感应穗杯17是否遮挡光线判断穗杯17位置并将信号传至控制电路23。当麦穗输送装置的传送带18运行一个穗杯17位时，控制电路23感知信号的变化，控制麦穗输送装置的传送带18停止转动，确保麦穗输送装置的传送带18每次运动一个穗杯17位。穗杯17遮挡光线，两穗杯17之间（空隙）可以透过光线，假如当穗杯17在投穗口14正下方时为穗杯17遮挡光线（也可为两穗杯17之间透过光线，两种方式都行）方式，投穗后（5秒）控制电路23控制麦穗输送装置的传送带18转动，穗杯17前行超过第二光电感应位置，穗杯17不再遮光，第二光电感应感知光线透过，麦穗输送装置的传送带18继续转动，当下一个穗杯17运动到第二光电感应位置，穗杯17遮挡光线，第二光电感应位置感知光线遮挡，控制电路23控制麦穗输送装置的传送带18停止转动，又一个穗杯17在投穗口14正下方。

所述麦穗干燥装置包括温度传感器和红外线灯13，所述红外线灯13位于麦穗输送装置的传送带18上方、桌面12下方，温度传感器用于检测麦穗输送装置的传送带18上方的温度，并将温度信号传递给控制电路23，所述控制电路23用于接收温度传感器的温度信号，输出控制信号控制红外线灯13的发光功率。红外线灯13由陶瓷发热管制成，位于桌面12下方，麦穗输送装置的传送带18上方，作用是干燥麦穗。红外线灯13照射麦穗，使麦穗干燥，有利于麦穗脱粒，这一点在阴、雨天特别有用。控制电路23根据麦穗输送装置的传送带18上方温度可自动控制红外线灯13的功率，以防过热。在不需照射时，要也可手动关闭红外线灯13电源。干燥用其它干燥装置也行，但红外线干燥装置简单，效果好。另外，干燥装置也可单独做成独立装置，在考种前对小麦植株进行干燥预处理。假如不要干燥装置，就可不要麦穗输送装置等，麦穗直接从投穗口14投入脱粒机19。

本实用新型适用于农业科学研究工作中小麦、水稻、玉米、大豆等作物考种及植株性状调查的设备。

本实用新型用于小麦植株田间调查的实施例如下：

显示屏2、键盘3与微电脑1相连，微电脑1与电子圈尺10、识别电路6相连，耳机5和麦克风4与识别电路6相连。仪器主机放入使用者衣兜。耳机5和麦克风4戴在使用者头上，耳机5在戴在双耳位置，一个麦克风4接近嘴边，一个麦克风4离嘴较远（耳朵上方）。手持电子圈尺10。电子圈尺10不用时可放入使用者衣兜。

选择“小麦田间调查方式”，选择要调查的项目（如株高、分蘖数等），系统默认圈尺测量株高，人工调查分蘖数）和顺序。对于没有预置的项目，可以能过键盘3输入该项目名（如叶龄），并选择测量手段（语音识别）。键盘3输入一级项目名（试验名称或地点名），输入二级项目名（试验处理或品种），输入三级项目名（株号）。

进入录音模式，根据显示屏2提示对要录音的词（人工观测项目和数字）进行录音，识别电路6根据识别模型提取语音各个参数。录完一个词，再录下一个词，直到全部录完。可将调查者的语音参数及选择项目存档。不同的调查者，在以后的使用中调出自己的存档文件即可。不同调查者互不影响。

拉出电子圈尺10测量线，测量小麦株高，按压按压开关，数据传入微电脑1存贮。此数据即为小麦株高。

人工观察（数）小麦分蘖个数，例如有4个分蘖，对准麦克风4说“分蘖，4”这时识别电路6对语音进行识别，并将结果反馈到耳机5。如果耳机5反馈的语音是“分蘖，4”，说明识别正确。如果识别错误，可再读一遍试试，也可通过键盘3修改。识别结果传入微电脑1存贮。

第一株调查结束，自动进入第二株调查，三级项目名（株号）自动加1号（也可返回修改二级项目名或一级项目名）。直到调查结束。

本实用新型用于小麦植株室内调查的实施例如下：

显示屏2、键盘3与微电脑1相连，微电脑1与电子圈尺10、电子天平、电子计数器9相连。电子圈尺10、电子天平放置于桌面12，电子计数器9放置于使用者脚下。

选择“小麦植株室内调查方式”，选择要调查的项目（如株高、分蘖数、地上植株鲜重、鲜叶重等，系统默认圈尺测量株高，植株鲜重、鲜叶重，人工调查分蘖数）和顺序。键盘3输入一级项目名（试验名称或地点），输入二级项目名（试验处理或品种），输入三级项目名（株号）。

将小麦植株放在桌面12上，植株基部对准电子圈尺10的0刻度处，拉出测量线，将按压开关对准植株顶部轻按，按压开关导通，数据传入微电脑1存贮。此数据即为小麦株高。

人工调查（数）小麦分蘖个数，同时用脚踩计数器9计数踏板7，一个分蘖踩一下。1株小麦分蘖调查完毕，计数器9数据为小麦分蘖个数。踩动计数传输按钮8，数据传入微电脑1存贮，计数器9清零等待下一个调查项目。

人工观察（数）小麦次生根数，同时用脚踩计数器9的计数踏板7，一根次生根踩一下。1株小麦次生根调查完毕，计数器9数据为小麦次生根数。踩动计数器9的计数传输按钮8，数据传入微电脑1存贮，计数器9清零等待下一个调查项目。

剪除根系，放入第一电子天平11称重，即为地上植株鲜重。天平稳定读数后数据将自动传入微电脑1存贮，同时蜂鸣器响一下，提示已称重。

拿出植株，摘下叶片，放入第一电子天平11称重，即为地上叶鲜重，天平稳定读数后数据将自动传入微电脑1存贮，同时蜂鸣器响一下，提示已称重。拿出叶片，与植株一块放入编号纸袋，用烘箱烘干后再测地上植株干重、叶干重（仍可用考种仪的用第一电子天平11按顺序测量，可以省去人工记录、人工输入计算机的工作）。

第一株调查结束，自动进入第二株调查，三级项目名（株号）自动加1号（也可返回修改二级项目名或一级项目名）。直到调查结束。

本实用新型用于小麦植株考种调查的实施例如下：

微电脑1与键盘3、显示屏2、电子圈尺10、第一电子天平11、识别电路6、电子计数器9、数粒机20、第二电子天平21相连。耳机5和麦克风4与识别电路6相连。控制电路23与第一光电感应15、第一光电感应16、穗杯17、麦穗输送装置的传送带18、脱粒机19、数粒机20、第二电子天平21、种子收集装置22及微电脑1相连。电子圈尺10、电子天平固定于桌面12上，电子计数器9放置于使用者脚下。第一光电感应15固定在桌面12的投穗口14下方，红外线位于投穗口14侧下方，麦穗输送装置的传送带18位于红外线灯13和投穗口14的下方，穗杯17固定在麦穗输送装置的传送带18上，第一光电感应16固定在麦穗输送装置的传送带18侧面，脱粒机19位于麦穗输送装置的传送带18下方，数粒机20与脱粒机19和第二电子天平21相邻，第二电子天平21与种子收集装置22相邻。

选择“考种方式”，选择“穗考”（即每穗性状都要考察），选择单株要考察的项目（如单株分蘖个数（或总茎数）、单株有效穗数、地上植株重）和顺序。再选择单穗要考察的项目（如株高、穗长、结实小穗数、不育小穗数、不孕小穗数、穗粒数、穗粒重等）和顺序。系统默认圈尺测量株高、穗长，天平测量地上地上植株重、人工调查分蘖、有效穗数、结实小穗数、不育小穗数、不孕小穗数。键盘3输入一级项目名（试验名称或地点），输入二级项目名（试验处理或品种），输入三级项目名（株号）。

进入录音模式，根据显示屏2提示要录音的词（人工调查项目和数字）进行录音，识别电路6根据识别模型提取语音各个参数。录完一个词，再录下一个词，直到全部录完。可将考种者的语音参数及选择项目存档。不同的考种者，在以后的使用中调出自己的存档文件即可。不同考种者互不影响。

进入单株考种状态。

输入植株号人工调查（数）小麦单株分蘖个数（或总茎数），例如有4个分蘖，对准麦克风4说“分蘖，4”这时识别电路6对语音进行识别，并将结果反馈到耳机5。如果耳机5反馈的语音是“分蘖，4”，说明识别正确。如果识别错误，可再读一遍试试，也可通过键盘3修改。

人工调查（数）小麦单株有效穗数，例如有3个有效穗，对准麦克风4说“有效穗数，3”这时识别电路6对语音进行识别，并将结果反馈到耳机5。如果耳机5反馈的语音是“有效穗数，3”，说明识别正确。如果识别错误，可再读一遍试试，也可通过键盘3修改。

人工除去根系，第一电子天平11称重，为该地上植株重。天平稳定读数后数据将自动传入微电脑1存贮，同时蜂鸣器响一下，提示已称重。

单株共有性状调查完毕，进入单穗考种状态。

系统自动生成穗号“1”，对该株第一号穗进行考种。将植株放在桌面12上，植株基部对准电子圈尺10的0刻度处，拉出测量线，将按压开关对准植株（穗）顶部轻按，按压开关导通，数据传入微电脑1存贮，此数据即为小麦株高。再将按压开关对准穗基部轻按，按压开关导通，数据传入微电脑1，用株高减此数据即为小麦穗长，存贮穗长数据。

人工调查（数）小麦单穗结实小穗数，例如有18个结实小穗数，对准麦克风4说“结实小穗，18”或“结实，18”，这时识别电路6对语音进行识别，并将结果反馈到耳机5。如果耳机5反馈的语音是“结实小穗，18”，说明识别正确。如果识别错误，可再读一遍试试，也可通过键盘3修改。

人工调查（数）小麦单穗的不育小穗数，例如有2个不育小穗数，对准麦克风4说“不育小穗，2”，这时识别电路6对语音进行识别，并将结果反馈到耳机5。如果耳机5反馈的语音是“不育小穗，2”，说明识别正确。如果识别错误，可再读一遍试试，也可通过键盘3修改。

人工调查（数）小麦单穗的不孕小穗数，例如有2个不孕小穗数，对准麦克风4说“不孕小穗，2”，这时识别电路6对语音进行识别，并将结果反馈到耳机5。如果耳机5反馈的语音是“不孕小穗，2”，说明识别正确。如果识别错误，可再读一遍试试，也可通过键盘3修改。

用第一电子天平11称重，为该穗（茎）地上干重。天平稳定读数后数据将自动传入微电脑1存贮，同时蜂鸣器响一下，提示已称重。

第一穗人工调查完毕，将麦穗剪下从投穗口14投入穗杯17，麦穗在运送过程中接受红外线灯13照射、干燥（使麦穗更易脱粒、清选），自动送入脱粒机19。麦穗被脱粒机19自动脱粒、清选，麦粒自动送至数粒机20数粒，所得数据即为穗粒数，传送至微电脑1存贮。数粒后麦粒自动送入第二天平称重，所得数据即为穗粒重，传送至微电脑1存贮。穗粒重除以穗粒数即为粒重。穗粒重称量完毕，小麦籽粒送入种子杯保存。

第一穗人工调查完毕，开始对第二穗考种，即麦穗剪下从投穗口14投入穗杯17后开始第一穗自动考种，系统同时开始对第二穗进行人工调查。穗号自动加1（此时穗号为2），测量株高、穗长，人工调查结实小穗数、不育小穗数……第二穗调查完毕，再调查第三穗…..第一株所有单穗调查完毕，返回单株考种状态，对第二株考种。一个品种考种完毕，再对另一个品种考种。如此循环，直到结束。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：包括自动考种装置、长度测量装置、人工调查数据输入装置、第一重量测量装置以及微电脑系统；所述长度测量装置用于测量长度方面的项目，并将长度测量数据传递给微电脑系统；所述第一重量测量装置，用于测量重量方面的项目，并将重量测量数据传递给微电脑系统；所述人工调查数据输入装置用于记录无法用仪器或工具测量的人工调查项目，并将人工调查数据传递给微电脑系统；所述自动考种装置用于自动完成籽粒脱粒、考种工作，并将考种测量数据传递给微电脑系统；所述微电脑系统用于接收并存贮人工调查数据和各种测量数据，并控制考种仪运行。

2.根据权利要求1所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述微电脑系统包括微电脑、显示屏、键盘，所述显示屏、键盘均与微电脑连接。

3.根据权利要求1或2所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述微电脑系统设有多个功能扩展接口，用于连接其它测量仪器以实现功能扩展。

4.根据权利要求1所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述人工调查数据输入装置采用语音识别装置或/和电子计数器，所述语音识别装置、电子计数器均用于植株人工考察项目数据的输入，并将数据传递给微电脑系统。

5.根据权利要求4所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述语音识别装置语音输入采用双麦克风反相混音输入。

6.根据权利要求1所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述自动考种装置包括脱粒机、数粒机、第二重量测量装置和控制电路，所述脱粒机、数粒机、第二重量测量装置均与控制电路连接，所述数粒机、第二重量测量装置、控制电路均与微电脑系统连接，所述数粒机设置在脱粒机的出口端，数粒机的入口位于脱粒机出口的正下方，所述第二重量测量装置位于数粒机的出口端，所述第二重量测量装置位于数粒机出口的正下方。

7.根据权利要求6所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述自动考种装置还包括种子收集装置，所述种子收集装置设有若干呈阵列分布的种子杯，所述种子杯固定在十字滑台上，所述十字滑台与控制电路连接，所述第二重量测量装置加装倾倒装置，将称重后种子倒入种子收集装置。

8.根据权利要求6所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述自动考种装置还包括麦穗输送装置、麦穗干燥装置和第一光电传感器，所述麦穗输送装置的传送带上固定有穗杯，所述麦穗输送装置的传送带上方为桌面，该桌面开设有一个投穗口，所述投穗口位于穗杯的正上方，所述第一光电传感器用于感应是否有麦穗投入，并将感应信号传递给控制电路，所述控制电路用于接收第一光电传感器传递的信号，输出控制信号控制麦穗输送装置的传送带在设定的延时时间后转动，将麦穗输送向脱粒机。

9.根据权利要求8所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述麦穗干燥装置包括温度传感器和红外线灯，所述红外线灯位于麦穗输送装置的传送带上方、桌面下方，温度传感器用于检测麦穗输送装置的传送带上方的温度，并将温度信号传递给控制电路，所述控制电路用于接收温度传感器的温度信号，输出控制信号控制红外线灯的发光功率。

10.根据权利要求6所述的多功能作物考种及植株性状调查的设备，其特征在于：所述自动考种装置还包括第二光电传感器，所述第二光电传感器用于感应穗杯位置，并将感应信号传递给控制电路，所述控制电路用于接收第二光电传感器传递的信号，输出控制信号控制麦穗输送装置的传送带停止转动，所述穗杯为多个，多个穗杯间隔均匀分布在麦穗输送装置的传送带上。