CN213938804U

CN213938804U - 一种智能种子顶土力测试系统

Info

Publication number: CN213938804U
Application number: CN202022588383.2U
Authority: CN
Inventors: 赵小强; 钟源
Original assignee: Gansu Agricultural University
Current assignee: Gansu Agricultural University
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-08-13
Anticipated expiration: 2030-11-10

Abstract

本实用新型涉及一种智能种子顶土力测试系统，其设有测试器底座，外壳，连杆，手柄，摇杆，摇杆孔，进样窗，数据线，显示屏，螺栓，支架，显示屏底座，电源线，滚珠丝杠，丝杆，滚珠丝杠螺母，深沟球轴承，轴承固定座，紧锁螺钉，样品夹头，样品夹孔，连接件，滑块，传感器安装架，挡板，承压板，压力传感器，直线导轨，回位弹簧。本实用新型适用于多种植物种子顶土力的快速精准智能测定，在不同作物种质耐深播性评价及耐深播抗旱品种选育中应用前景广阔。

Description

一种智能种子顶土力测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种农业试验测试仪器，具体涉及一种智能种子顶土力测试系统。

背景技术

玉米(Zea mays L.)是全球重要的粮食、饲料及生物质能源作物之一，就播种面积和总产来看，玉米已是全球第一大作物。因此，玉米生产安全对保障全球粮食安全、促进畜牧业及工业发展具有重要意义。玉米的出苗状况不仅受品种基因型遗传特性的调控，而且还显著受环境温度、土壤质地与水分、播种深度、播种方式及表土除草剂等的影响。此外，种子适宜深播可有效改善玉米幼苗对干旱、低温等环境信号的伤害，是玉米苗期避旱、避冷、保墒及保苗的重要举措。以往研究发现中胚轴长和胚芽鞘长是玉米种子深播出苗的最主要原动力，在育种上，国内外学者已选育出了“P1213733 (Komona)”、“40107”、“抗42”、“旱玉5号”等耐深播抗旱玉米优良新品种。

育种上筛选鉴定出强耐深播玉米种质资源是耐深播抗旱育种的前提。虽然借助中胚轴和胚芽鞘的长度能间接反应玉米种子的耐深播性能，但由于播种介质（蛭石、田间土、沙子等）及播种深度等不均一，试验不仅需要大量种子，费时费力，而且试验结果也不尽相同，导致耐深播玉米种质资源筛选结果不准确，筛选效率低。

现有技术存在的问题：种子顶土力是评价玉米种质资源耐深播性强弱的直接指标，然而目前还没有专业的智能种子顶土力精准测试的仪器设备，其严重限制了玉米优良耐深播种质资源的筛选、鉴定及育种应用。为此，本实用新型主要以解决上述问题为目的，提出了一种智能种子顶土力测试系统，该智能种子顶土力精准测试系统具有设计科学，结构精密，操作简便灵活，数据高效精确，且省时省力，节约成本，使用寿命长，能够智能精准快速测定玉米等多种作物种子（中胚轴或胚芽鞘）的顶土力，在作物耐深播性评价及耐深播抗旱品种选育中应用潜力巨大。

实用新型内容

为了能够智能精准快速测试玉米等多种作物种子的顶土力，进而高效精准服务于不同作物耐深播种质筛选鉴定及耐深播抗旱育种中。

为了达到上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种智能种子顶土力测试系统，其结构包括：显示屏底座上方设置支架，支架另一端通过螺栓与显示屏相连，显示屏的一侧连有电源线，测试器底座与外壳通过卡扣固定，测试器底座上方从左到右依次与传感器安装架、直线导轨、轴承固定座通过螺母固定，外壳上方设有进样窗，传感器安装架的两侧对称连接挡板，传感器安装架的中间连接压力传感器，压力传感器通过数据线与显示屏的另一侧相连，压力传感器一侧与承压板相连，滑块嵌套在直线导轨的外侧，滑块上方与样品夹头通过连接件相连，样品夹头上方嵌套锁紧螺钉，锁紧螺钉一侧与回位弹簧相连，样品夹头与承压板的对立两侧对称设有样品夹孔，样品夹头另一侧与滚珠丝杠相连，滚珠丝杠外面套有滚珠丝杠螺母，滚珠丝杠螺母外部套有深沟球轴承，深沟球轴承外部与轴承固定座通过螺栓相连，滚珠丝杠螺母一侧与摇杆一侧通过丝杆相连，摇杆另一侧穿过摇杆孔并与连杆及手柄依次相连。

优选的，支架通过螺栓与显示屏连接，能够拆卸，支架的数量设为2个；

优选的，显示屏采用ANMITE触控LED显示屏，便于方便操作，且压力传感器探测到的数据通过显示屏内部的顶土力数据采集分析电路图进行数据采集分析，并通过显示屏显示出来；

优选的，测试器底座和外壳采用不锈钢材料，测试器底座与外壳通过卡扣固定，能够拆卸；

优选的，压力传感器的两侧对称设有2个挡板，以保护压力传感器因受力过大而对其造成的不可恢复的机械损伤；

优选的，压力传感器采用德国HBM公司的PW4MC3/300G压力传感器，压力传感器的一侧与承压板连接，以保护压力传感器不受损坏或腐蚀；

优选的，样品夹头上方嵌套锁紧螺钉，锁紧螺钉一侧与回位弹簧相连，回位弹簧采用GUTEKUNST弹簧，旋转锁紧螺钉后回位弹簧产生相反的作用力，进而确定样品夹头上的样品夹孔大小，以便固定好样品不至于损坏样品；

优选的，样品夹头上的样品夹孔对称位置，在承压板上也设置1个样品夹孔，用于固定样品；

优选的，直线导轨上涂有ANTI-SCUFF SPRAY润滑剂，且直线导轨外侧嵌套滑块，以减少滑块直线运动时产生的摩擦力；

优选的，测试器底座上方从左到右依次通过螺母与传感器安装架、直线导轨及轴承固定座连接，方便拆卸；

优选的，深沟球轴承采用61907-Z深沟球轴承，深沟球轴承内嵌有滚珠丝杠螺母，深沟球轴承外部与轴承固定座通过螺栓固定，螺栓一般设置为3个，便于拆卸；

优选的，滚珠丝杠采用R0MANI-1604滚珠丝杠，滚珠丝杠一侧与样品夹头的一侧连接，滚珠丝杠外面还套有滚珠丝杠螺母，滚珠丝杠螺母外部依次套有深沟球轴承和轴承固定座，滚珠丝杠螺母一侧还与摇杆一侧通过丝杆相连；

优选的，摇杆另一侧穿过摇杆孔并与连杆及手柄依次相连，用手转动手柄时，带动连杆是摇杆在滚珠丝杠螺母上产生作用力，并通过依次嵌套在滚珠丝杠螺母外部的深沟球轴承和轴承固定座上产生作用力，使摇杆沿滚珠丝杠做圆圈运动，进而实现滚珠丝杠一侧的样品夹头及样品夹头连接在一块的滑块沿直线导轨做直线运动。

有益效果：本实用新型一种智能种子顶土力测试系统采用模块化集成技术，即由样品固定模块（包括样品夹头，样品夹孔，紧锁螺钉，回位弹簧等组成）、动力模块（包括手柄，连杆，摇杆，丝杆，滚珠丝杠螺母，深沟球轴承，螺栓，滚珠丝杠和轴承固定座等组成）、直线运动模块（包括滑块，直线导轨和连接件等组成）、顶土力测试模块（包括传感器安装架，挡板，承压板和压力传感器等组成），顶土力显示分析模块（包括数据线，显示屏，电源线，螺栓，支架，显示屏底座等组成）及测试器附属模块（测试器底座，外壳，进样窗，摇杆孔等组成）等模块有机结合组成，进而实现对不同作物种子顶土力精准快速测试，快速筛选出不同作物耐深播种质资源，并加速耐深播抗旱新品种选育进程，确保旱区粮食安全生产。

本实用新型具有设计科学，结构精密，操作简便灵活，数据高效精确，且省时省力，节约种子，使用寿命长，能够智能精准快速测定玉米等多种作物种子的顶土力，在作物耐深播性评价及深播品种选育中存在巨大的应用价值。

附图说明

图1是本实用新型一种智能种子顶土力测试系统的整体示意图；

图2是本实用新型一种智能种子顶土力测试系统的测试器内部构造整体示意图；

图3是本实用新型一种智能种子顶土力测试系统的测试器内部动力模块构造侧面示意图；

图4是本实用新型一种智能种子顶土力测试系统的测试器内部样品固定及直线运动模块构造局部示意图；

图5 是本实用新型一种智能种子顶土力测试系统的测试器内部顶土力测试模块构造局部示意图；

图6 是本实用新型一种智能种子顶土力测试系统的显示屏内部顶土力数据采集分析电路图；

其中，测试器底座1、外壳2、连杆3、手柄4、摇杆5、摇杆孔6、进样窗7、数据线8、显示屏9、螺栓10、支架11、显示屏底座12、电源线13、滚珠丝杠14、丝杆15、滚珠丝杠螺母16、深沟球轴承17、轴承固定座18、紧锁螺钉19、样品夹头20、样品夹孔21、连接件22、滑块23、传感器安装架24、挡板25、承压板26、压力传感器27、直线导轨28、回位弹簧29。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和附表对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图和附表中进行了例示。附图和附表中所示和根据附图和附表描述的本实用新型的实施方式仅仅是示例性的，并且本实用新型并不限于这些实施方式。

在此，还需说明的是，为了避免因不必要的细节模糊了本实用新型的技术方案，在附图和附表中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了关系不大的其他细节。

实施例1

本实施例提供了一种智能种子顶土力测试系统，如图1-6所示，其结构包括：显示屏底座12上方设置支架11，支架11另一端通过螺栓10与显示屏9相连，显示屏9的一侧连有电源线13，测试器底座1与外壳2通过卡扣固定，测试器底座1上方从左到右依次与传感器安装架24、直线导轨28、轴承固定座18通过螺母固定，外壳2上方设有进样窗7，传感器安装架24的两侧对称连接挡板25，传感器安装架24的中间连接压力传感器27，压力传感器27通过数据线8与显示屏9的另一侧相连，压力传感器27一侧与承压板26相连，滑块23嵌套在直线导轨28的外侧，滑块23上方与样品夹头20通过连接件22相连，样品夹头20上方嵌套锁紧螺钉19，锁紧螺钉19一侧与回位弹簧29相连，样品夹头20与承压板26的对立两侧对称设有样品夹孔21，样品夹头20另一侧与滚珠丝杠14相连，滚珠丝杠14外面套有滚珠丝杠螺母16，滚珠丝杠螺母16外部套有深沟球轴承17，深沟球轴承17外部与轴承固定座18通过螺栓10相连，滚珠丝杠螺母16一侧与摇杆5一侧通过丝杆15相连，摇杆5另一侧穿过摇杆孔6并与连杆3及手柄4依次相连。

进一步地，支架11通过螺栓10与显示屏9连接，能够拆卸，支架11的数量设为2个；

进一步地，显示屏9采用ANMITE触控LED显示屏（表1），便于方便操作，且压力传感器27探测到的数据通过显示屏9内部的顶土力数据采集分析电路图（6）进行数据采集分析，并通过显示屏9显示出来；

进一步地，测试器底座1和外壳2采用不锈钢材料，测试器底座1与外壳2通过卡扣固定，能够拆卸；

进一步地，压力传感器27的两侧对称设有2个挡板25，以保护压力传感器27因受力过大而对其造成的不可恢复的机械损伤；

进一步地，压力传感器27采用德国HBM公司的PW4MC3/300G压力传感器（表1），压力传感器27的一侧与承压板26连接，以保护压力传感器27不受损坏或腐蚀；

进一步地，样品夹头20上方嵌套锁紧螺钉19，锁紧螺钉19一侧与回位弹簧29相连，回位弹簧29采用GUTEKUNST弹簧（表1），旋转锁紧螺钉19后回位弹簧29产生相反的作用力，进而确定样品夹头20上的样品夹孔21大小，以便固定好样品不至于损坏样品；

进一步地，样品夹头20上的样品夹孔21对称位置，在承压板26上也设置1个样品夹孔21，用于固定样品；

进一步地，直线导轨28上涂有ANTI-SCUFF SPRAY润滑剂，且直线导轨28外侧嵌套滑块23，以减少滑块23直线运动时产生的摩擦力；

进一步地，测试器底座1上方从左到右依次通过螺母与传感器安装架24、直线导轨28及轴承固定座18连接，方便拆卸；

进一步地，深沟球轴承17采用61907-Z深沟球轴承（表1），深沟球轴承17内嵌有滚珠丝杠螺母16，深沟球轴承17外部与轴承固定座18通过螺栓10固定，螺栓10一般设置为3个（图3），便于拆卸；

进一步地，滚珠丝杠14采用R0MANI-1604滚珠丝杠（表1），滚珠丝杠14一侧与样品夹头20的一侧连接，滚珠丝杠14外面还套有滚珠丝杠螺母16，滚珠丝杠螺母16外部依次套有深沟球轴承17和轴承固定座18，滚珠丝杠螺母16一侧还与摇杆5一侧通过丝杆15相连（图3）；

进一步地，摇杆5另一侧穿过摇杆孔6并与连杆3及手柄4依次相连，用手转动手柄4时，带动连杆3是摇杆5在滚珠丝杠螺母16上产生作用力，并通过依次嵌套在滚珠丝杠螺母16外部的深沟球轴承17和轴承固定座18上产生作用力，使摇杆5沿滚珠丝杠14做圆圈运动（图3），进而实现滚珠丝杠14一侧的样品夹头20及样品夹头20连接在一块的滑块23沿直线导轨28做直线运动。

表1 智能种子顶土力精准测试系统相关技术参数

名称	型号	参数精度	量程
				压力传感器	PW4MC3/300G	迟滞0.01%F.S.，灵敏度2.0，分辨率100%，漂移0.01%	10N
触控LED显示屏	ANMITE	0.001N	10N
				深沟球轴承	61907-Z	内径35mm，外径55mm，宽度10mm，脂润滑转速10000r/min	-
滚珠丝杠	ROMANI-1604	螺距4mm	-
				回位弹簧	GUTEKUNST	负荷1N，高度5mm	-
顶土力测量器工装	-	0.4mm	-
				智能种子顶土力精准测试系统	-	不低于0.001N	10N

实施例2

本实施例提供了一种智能种子顶土力测试系统的测试方法，使用本实用新型进行测试时，先插电源线13，打开显示屏9电源，将显示屏9设置到测试界面，然后将待测种子样品（胚芽鞘或中胚轴）通过外壳2上方的进样窗7放入样品夹头20和承压板26两侧对称的样品夹孔21中，通过旋转样品夹头20上的紧锁螺钉19，使回位弹簧29产生相反的作用力进而固定好样品，且不损害样品；再通过手动缓慢旋转手柄4带动连杆3使摇杆5在滚珠丝杠螺母16上产生作用力（滚珠丝杠螺母16一侧与摇杆5一侧通过丝杆15相连），并通过依次嵌套在滚珠丝杠螺母16外部的深沟球轴承17和轴承固定座18上（深沟球轴承17外部与轴承固定座18通过螺栓10相连）产生作用力，使摇杆5沿滚珠丝杠14做圆圈运动，进而实现滚珠丝杠14一侧的样品夹头20及样品夹头20连接在一块的滑块23（滑块23上方与样品夹头20通过连接件22相连）沿直线导轨28做直线运动，最终带动样品夹头20带动种子样品前后移动；此外，滑块23嵌套在直线导轨28的外侧，因此样品夹头20直线前后移动时作用于种子样品，使种子样品弯曲；待种子样品塑性形变的作用力被安装在传感器安装架24上的压力传感器27探测到（压力传感器27的上下两侧设有2个挡板25，以保护压力传感器27因受力过大而对其造成的不可恢复的机械损伤；压力传感器27的外侧与承压板26连接，以保护压力传感器27不受腐蚀及机械损伤），并通过数据线8将压力传感器27探测到的作用力传输到显示屏9上（显示屏9通过螺栓10与支架11一端连接，支架11的另一端与显示屏底座12连接）时，此时显示屏9上的读数即为相应种子样品的顶土力，进而完成了一个操作过程。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种智能种子顶土力测试系统，其特征在于，显示屏底座上方设置支架，支架另一端通过螺栓与显示屏相连，显示屏的一侧连有电源线，测试器底座与外壳通过卡扣固定，测试器底座上方从左到右依次与传感器安装架、直线导轨、轴承固定座通过螺母固定，外壳上方设有进样窗，传感器安装架的两侧对称连接挡板，传感器安装架的中间连接压力传感器，压力传感器通过数据线与显示屏的另一侧相连，压力传感器一侧与承压板相连，滑块嵌套在直线导轨的外侧，滑块上方与样品夹头通过连接件相连，样品夹头上方嵌套锁紧螺钉，锁紧螺钉一侧与回位弹簧相连，样品夹头与承压板的对立两侧对称设有样品夹孔，样品夹头另一侧与滚珠丝杠相连，滚珠丝杠外面套有滚珠丝杠螺母，滚珠丝杠螺母外部套有深沟球轴承，深沟球轴承外部与轴承固定座通过螺栓相连，滚珠丝杠螺母一侧与摇杆一侧通过丝杆相连，摇杆另一侧穿过摇杆孔并与连杆及手柄依次相连。

2.根据权利要求1所述的一种智能种子顶土力测试系统，其特征在于，所述支架通过螺栓与显示屏连接，能够拆卸，支架的数量设为2个。

3.根据权利要求1所述的一种智能种子顶土力测试系统，其特征在于，所述测试器底座和外壳采用不锈钢材料；压力传感器的两侧对称设有2个挡板。

4.根据权利要求1所述的一种智能种子顶土力测试系统，其特征在于，所述样品夹头上的样品夹孔对称位置，在承压板上也设置1个样品夹孔，用于固定样品。

5.根据权利要求1所述的一种智能种子顶土力测试系统，其特征在于，所述测试器底座上方从左到右依次通过螺母与传感器安装架、直线导轨及轴承固定座连接，方便拆卸；深沟球轴承采用61907-Z深沟球轴承，深沟球轴承内嵌有滚珠丝杠螺母，深沟球轴承外部与轴承固定座通过螺栓固定，螺栓设置为3个，便于拆卸。

6.根据权利要求1所述的一种智能种子顶土力测试系统，其特征在于，所述滚珠丝杠采用R0MANI-1604滚珠丝杠，滚珠丝杠一侧与样品夹头的一侧连接，滚珠丝杠外面还套有滚珠丝杠螺母，滚珠丝杠螺母外部依次套有深沟球轴承和轴承固定座，滚珠丝杠螺母一侧还与摇杆一侧通过丝杆相连。

7.根据权利要求1所述的一种智能种子顶土力测试系统，其特征在于，所述摇杆另一侧穿过摇杆孔并与连杆及手柄依次相连，用手转动手柄时，带动连杆是摇杆在滚珠丝杠螺母上产生作用力，并通过依次嵌套在滚珠丝杠螺母外部的深沟球轴承和轴承固定座上产生作用力，使摇杆沿滚珠丝杠做圆圈运动，进而实现滚珠丝杠一侧的样品夹头及样品夹头连接在一块的滑块沿直线导轨做直线运动。