專利名稱：一種玉米考種裝置及方法
技術領域：
本發明涉及自動化考種領域，尤其涉及一種用于玉米考種的裝置及方法。
背景技術：
玉米考種是我國玉米種業的核心問題之一，傳統的考種方法大多依賴于手工操作，占用大量人力資源，工作效率低下，成為制約玉米種業發展的技術瓶頸。傳統考種方法主要存在以下技術缺陷1)人工操作繁瑣，工作量較大；2)工作效率難以提高，考種流程周期較長；3)考種過程中人工操作影響考種的準確性。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明要解決現有技術依賴手工操作進行考種、占用大量人力資源、工作效率低下的技術問題，以實現準確、快速、高效的玉米考種作業。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供了一種玉米考種裝置及方法，該玉米考種裝置包括圖像采集裝置、滾動托輥、托輥支撐裝置、鏈條傳動機構、電機以及計算機，其中托輥支撐裝置由上下兩個水平面和位于水平面兩端的兩個半圓面組成，支撐并約束滾動托輥的回轉運動；
鏈條傳動機構包括兩組傳動鏈條、兩根安裝軸及傳動鏈輪，每根安裝軸上安裝兩個傳動鏈輪，其中一根安裝軸連接電機；托輥支撐裝置的兩個半圓面的中心分別與鏈條傳動機構的兩根安裝軸同心；滾動托輥的托輥中心由軸和軸承支撐，軸兩端連接到傳動鏈條上；圖像采集裝置置于托輥支撐裝置的正上方，并與計算機相連接。優選地，該玉米考種裝置還可以包括置于圖像采集裝置周圍的輔助補光系統。其中，上述輔助補光系統由LED光源陣列組成。其中，所述玉米考種裝置還包括采集箱體，所述圖像采集裝置和輔助補光系統安裝在采集箱體內，采集箱體下端開放。其中，所述圖像采集裝置的圖像采集能力為每秒25幀，圖像采集區域長800毫米。其中，所述滾動托輥表面進行了粗糙處理。其中，所述滾動托輥的直徑為50 70毫米，相鄰滾動托輥軸距為70 90毫米，滾動托輥長度為300毫米。其中，所述托輥支撐裝置的表面為橡膠材質。其中，所述托輥支撐裝置的兩個半圓面的圓心距為2000毫米。另外，本發明提供一種采用以上技術方案所述的玉米考種裝置進行玉米考種的方法，其步驟為啟動玉米考種裝置，使滾動托輥在傳動鏈條帶動下沿托輥支撐裝置滾動；
在鏈條傳動機構中連接電機的安裝軸上部依次將待考玉米果穗放入滾動托輥之上，果穗隨滾動托輥一起水平移動，同時在滾動托輥摩擦力的帶動下逆向滾動，并在另一安裝軸端脫離玉米考種裝置；玉米果穗在運動過程中，外表面的不同部位連續朝向頂部，頂部的圖像采集裝置連續采集玉米果穗的不同位面的圖像，將采集到的果穗圖像傳向計算機；計算機處理果穗圖像，提取玉米考種參數指標。其中，所述玉米考種參數指標包括果穗長、果穗半徑、穗粒行數、行粒數、禿尖率。
圖I為本發明所述的玉米考種裝置結構示意圖。 圖2為本發明所述的玉米考種方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。本發明的玉米考種裝置包括圖像采集裝置、滾動托輥、托輥支撐裝置、鏈條傳動機構、電機以及計算機。托輥支撐裝置由上下兩個水平面和位于水平面兩端的兩個半圓面組成，支撐并約束滾動托輥的回轉運動。鏈條傳動機構包括兩組傳動鏈條、兩根安裝軸及傳動鏈輪，每根安裝軸上安裝兩個傳動鏈輪，即共四個傳動鏈輪，其中的一根安裝軸連接電機。電機的轉動，帶動與其連接的安裝軸轉動，安裝軸帶動其上的兩個傳動鏈輪一起轉動，傳動鏈輪帶動傳動鏈條運動。托輥支撐裝置的兩個半圓面的中心與鏈條傳動機構的兩根安裝軸同心。滾動托輥的托輥中心由軸和軸承支撐，軸兩端連接到傳動鏈條上,傳動鏈條帶動滾動托輥運動。圖像采集裝置置于托輥支撐裝置的正上方，并與計算機相連接。為了使圖像采集的效果更好，該玉米考種裝置還可以包括置于圖像采集裝置周圍的輔助補光系統。該輔助補光系統可由LED光源陣列組成。為了保證光線盡可能少地損失，上述玉米考種裝置還包括采集箱體，圖像采集裝置和輔助補光系統安裝在采集箱體內，采集箱體下端開放。所述采集箱體長1000毫米，寬400毫米，高300毫米。輔助補光系統所發出的光線就可以通過采集箱體的反射盡可能地照射在下面的滾動托輥上，避免了光線損失，也更好地保證了圖像采集效果。所述圖像采集裝置的圖像采集能力為每秒25幀，圖像采集區域長800毫米。為了保證滾動托輥對果穗的摩擦力，在所述滾動托輥表面進行粗糙處理。這樣不僅可以保證滾動托輥對果穗的摩擦力，又能夠保證托輥支撐裝置對滾動托輥的摩擦力，以使滾動托輥在托輥支撐裝置上滾動，并使果穗隨滾動托輥運動。所述滾動托輥的直徑為50 70毫米，相鄰滾動托輥軸距為70 90毫米，滾動托輥長度為300毫米。這樣既能夠保證玉米果穗在滾動托輥帶動下穩定連續地滾動，又能夠保證異常脫落的籽粒落下，不影響系統運轉。
所述托輥支撐裝置的表面為橡膠材質，以為滾動托輥的滾動提供足夠的摩擦力。本發明要求保護的玉米考種的方法包括以下步驟啟動玉米考種裝置，使滾動托輥在傳動鏈條帶動下沿托輥支撐裝置滾動；在鏈條傳動機構中連接電機的安裝軸上部依次將待考玉米果穗放入滾動托輥之上，果穗隨滾動托輥一起水平移動，同時在滾動托輥摩擦力的帶動下逆向滾動，并在另一安裝軸端脫離玉米考種裝置；玉米果穗在運動過程中，外表面的不同部位連續朝向頂部，頂部的圖像采集裝置連續采集玉米果穗的不同位面的圖像，將采集到的果穗圖像傳向計算機；計算機處理果穗圖像，提取果玉米考種參數指標。 上述玉米考種參數指標包括果穗長、果穗半徑、穗粒行數、行粒數、禿尖率等。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種玉米考種裝置，其特征在于，包括圖像采集裝置、滾動托輥、托輥支撐裝置、鏈條傳動機構、電機以及計算機，其中 托輥支撐裝置由上下兩個水平面和位于水平面兩端的兩個半圓面組成，支撐并約束滾動托輥的回轉運動； 鏈條傳動機構包括兩組傳動鏈條、兩根安裝軸及傳動鏈輪，每根安裝軸上安裝兩個傳動鏈輪，其中一根安裝軸連接電機； 托輥支撐裝置的兩個半圓面的中心分別與鏈條傳動機構的兩根安裝軸同心； 滾動托輥的托輥中心由軸和軸承支撐，軸兩端連接到傳動鏈條上； 圖像采集裝置置于托輥支撐裝置的正上方，并與計算機相連接。
2.如權利要求I所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述玉米考種裝置還包括置于圖像采集裝置周圍的輔助補光系統。
3.如權利要求2所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述輔助補光系統由LED光源陣列組成。
4.如權利要求2或3所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述玉米考種裝置還包括采集箱體，所述圖像采集裝置和輔助補光系統安裝在采集箱體內，采集箱體下端開放。
5.如權利要求I一 3任一項所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置的圖像采集能力為每秒25幀，圖像采集區域長800毫米。
6.如權利要求I一 3任一項所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述滾動托輥表面進行了粗糙處理。
7.如權利要求1-3任一項所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述滾動托輥的直徑為50 70毫米毫米，相鄰滾動托輥軸距為70 90毫米，滾動托輥長度為300毫米。
8.如權利要求I一 3任一項所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述托輥支撐裝置的表面為橡膠材質。
9.如權利要求I一 3任一項所述的玉米考種裝置，其特征在于，所述托輥支撐裝置的兩個半圓面的圓心距為2000毫米。
10.一種采用以上任一項權利要求所述的玉米考種裝置進行玉米考種的方法，其步驟為 啟動玉米考種裝置，使滾動托輥在傳動鏈條帶動下沿托輥支撐裝置滾動； 在鏈條傳動機構中連接電機的安裝軸上部依次將待考玉米果穗放入滾動托輥之上，果穗隨滾動托輥一起水平移動，同時在滾動托輥摩擦力的帶動下逆向滾動，并在另一安裝軸端脫離玉米考種裝置； 玉米果穗在運動過程中，外表面的不同部位連續朝向頂部，頂部的圖像采集裝置連續采集玉米果穗的不同位面的圖像，將采集到的果穗圖像傳向計算機； 計算機處理果穗圖像，提取玉米考種參數指標。
11.如權利要求10所述的玉米考種方法，所述玉米考種參數指標包括果穗長、果穗半徑、穗粒行數、行粒數、禿尖率。
全文摘要
本發明公開了一種玉米考種裝置及考種方法。該考種裝置包括圖像采集裝置、滾動托輥、托輥支撐裝置、鏈條傳動機構、電機以及與圖像采集裝置相連接的計算機。托輥支撐裝置由上下兩個水平面和位于水平面兩端的兩個半圓面組成；鏈條傳動機構包括兩組傳動鏈條、兩根安裝軸及傳動鏈輪，每根安裝軸上安裝兩個傳動鏈輪，其中一根安裝軸連接電機；托輥支撐裝置的兩個半圓面的中心分別與鏈條傳動機構的兩根安裝軸同心；滾動托輥的托輥中心由軸和軸承支撐，軸兩端連接到傳動鏈條上。圖像采集裝置置于托輥支撐裝置的正上方，并與計算機相連接。該裝置實現了準確、快速、高效的玉米考種作業，降低了人工成本和操作復雜度，提高了玉米考種作業的效率和質量。
文檔編號A01C1/00GK102960094SQ20121045434
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者肖伯祥, 郭新宇, 杜建軍, 王傳宇, 吳升 申請人:北京農業信息技術研究中心