荧光种子分选装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种荧光种子分选技术领域，具体涉及一种荧光种子分选装置。


背景技术：

2.水稻种子中的荧光蛋白是转基因的一个重要标识，是在水稻育种过程中的一个副产品，需要将含有荧光蛋白的荧光种子从普通种子中分选剔除。另外，实现该品种推广应用的首要前提也是将其中含有荧光蛋白的荧光种子剔除，保证种子中不含荧光蛋白。目前的分选方式是依靠人工进行分选，不仅工作效率低，还无法保证分选的正确率。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提出了一种荧光种子分选装置，解决了人工分选效率低且无法保证分选正确率的问题。
4.本实用新型提供一种荧光种子分选装置，包括用于输送种子的传送带机构、设置在传送带机构的上方用于对种子进行荧光激发与识别的图像处理系统和用于分选荧光种子和普通种子的分选机构；其中，图像处理系统包括固定框架、光源、相机和图像处理器，光源与相机分别固定在固定框架上，光源用于照射传送带机构上的种子，激发荧光种子的荧光信号，相机用于采集种子的图像信息传送至图像处理器，图像处理器用于将图像信息中包含荧光信号的种子判断为荧光种子；分选机构包括吸嘴组件、第一料槽和第二料槽，吸嘴组件用于将传送带机构上的荧光种子吸入第一料槽，普通种子沿传送带机构继续传送直至落入第二料槽。
5.优选地，吸嘴组件为两排且错开布置形成大于种子面积的重叠区域。
6.优选地，荧光种子分选装置还包括用于控制分选机构动作的控制系统；以及，将第一排的吸嘴组件与第二排相邻的两个吸嘴组件形成的重叠区域分别记为a区域和b区域，将第一排的吸嘴组件与第二排的吸嘴组件未重叠的区域记为c区域；则当荧光种子位于c区域时，控制系统控制与该荧光种子正对的吸嘴组件工作，当荧光种子位于a区域和b区域时，控制系统控制对应于a区域和b区域的两个吸嘴组件同时工作。
7.优选地，分选机构还包括分选基板和升降组件，升降组件的数量与吸嘴组件的数量相同，分别固定在基板上并与吸嘴组件连接，以带动吸嘴组件升降，分选基板的两端分别通过l形调节架高度可调节地固定在传送带机构的两侧，使升降组件处于传送带机构的上方。
8.优选地，升降组件包括气缸、用于固定气缸的气缸固定板、对吸嘴组件进行导向的导向板和固定连接在气缸固定板与导向板之间的支杆，气缸的顶杆朝下伸出气缸固定板，导向板固定在分选基板上。
9.优选地，吸嘴组件包括吸嘴、包带和气力输送器，包带为一体成型的两个卡箍，分别用于紧箍气缸的顶杆与气力输送器，气力输送器与吸嘴相连通。
10.优选地，相机与光源的数量分别为两个，两个光源分别通过调整架固定在固定框
架的两侧，以不同角度照射种子，两个相机以预设角度并排固定在固定框架的顶部。
11.优选地，传送带机构包括传送带、传送带框架和毛刷固定板，传送带安装在传送带框架上，毛刷固定板固定在传送带框架的底侧，在毛刷固定板上固定有与传送带接触的毛刷。
12.优选地，荧光种子分选装置还包括用于将种子均匀散落在传送带机构上的上料振动器,上料振动器包括振动上料盘、槽道支架和槽道，槽道支撑在槽道支架上且等间距排列，槽道的一端与振动上料盘的出料口对接，另一端与传送带贴合。
13.优选地，控制系统根据传送带机构的速度和种子的图像信息生成吸取荧光种子的控制指令，控制分选机构中对应的吸嘴组件和升降组件动作，吸取对应的荧光种子。
14.优选地，在传送带的两侧等间距分布有用于标定传送带位置和速度的孔阵列。
15.本实用新型能够得到以下有益效果：
16.1、通过上料振动器、传送带机构、图像处理系统和分选机构能够实现荧光种子分选装置对种子的自动上料、自动检测与自动分选功能，相比人工分选，不仅可以提高工作效率，还可以保证分选的正确率。
17.2、上料振动器可以实现种子的排序和上料，其槽道的数量具有可扩展性，从而适应不同的分选速度要求；
18.3、传送带上的孔阵列可以实现传送带位置和速度信息的实时反馈，保证种子的位置定位和准确吸取；
19.4、可上下移动的吸嘴组件可以实现受控下的上下位移，保证种子的吸出率，解决种子回落的问题。
20.5、两排错开的吸嘴组件，能够保证荧光种子的可靠吸取，避免出现漏吸的问题。
21.6、传送带底部的毛刷可以将传送带上的污物清除。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的荧光种子分选装置的立体结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的荧光种子分选装置的主视图；
24.图3是本实用新型实施例提供的荧光种子分选装置的俯视图；
25.图4是本实用新型实施例提供的上料振动器的结构示意图；
26.图5为本实用新型实施例提供的传送带机构的结构示意图；
27.图6是本实用新型实施例提供的图像处理系统的结构示意图；
28.图7是本实用新型实施例提供的分选机构的结构示意图；
29.图8是本实用新型实施例提供的吸嘴组件重叠区域的示意图；
30.图9是本实用新型实施例提供的吸嘴组件和升降组件的结构示意图。
31.其中的附图标记为：上料振动器1、振动上料盘101、槽道支架102、槽道103、上料基板04、传送带机构2、传送带201、传送带框架202、毛刷固定板203、毛刷204、孔阵列205、图像处理系统3、固定框架301、光源302、相机303、调整架304、分选机构4、吸嘴组件401、吸嘴4011、包带4012、气力输送器4013、第一料槽402、第二料槽403、分选基板404、升降组件405、气缸4051、气缸固定板4052、导向板4053、支杆4054、l形调节架406。
具体实施方式
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。
33.下面将对本实用新型提供的荧光种子分选装置进行详细说明。
34.图1
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图3分别示出了本实用新型实施例提供的荧光种子分选装置荧光种子分选装置的立体结构、主视结构和俯视结构。
35.图1
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图3所示，本实用新型提供的荧光种子分选装置，包括：上料振动器1、传送带机构2、图像处理系统3、分选机构4和控制系统，上料振动器1用于将种子按照顺序以一定间距均匀地散落在传送带机构2上，上料振动器1会将混合在一起的不包含荧光蛋白的普通种子与包含荧光蛋白的荧光种子同时散落在传送带机构2上；传送带机构2用于实现对种子的传输，在此过程中，普通种子与荧光种子同步传输；图像处理系统3设置在传送带机构2的上方，用于在种子传输的过程，实现对荧光种子的荧光激发与识别；控制系统用于在图像处理系统3识别出荧光种子后，生成吸取荧光种子的控制指令，发送至分选机构4；分选机构4用于接收控制系统发送的控制指令，实现对荧光种子的分选，将荧光种子从普通种子中挑选出来。
36.图4示出了本实用新型实施例提供的上料振动器的结构。
37.如图4所示，上料振动器包括振动上料盘101、槽道支架102和槽道103，振动上料盘101用于存放种子，振动上料盘101内部具有螺旋槽，将种子顺序传输至槽道103内；槽道103的数量根据传送带机构的宽度确定，多个槽道103分别支撑在槽道支架102上，多个槽道103的一端与振动上料盘101 的出料口对接，多个槽道103的另一端等间距排列并与传送带机构贴合，多个槽道103用于对种子进行排序整理，保证种子按照顺序排列落到传送带机构2上；槽道支架102的高度可调，保证槽道103的末端与传送带机构贴合。
38.在本实用新型的一个具体实施例中，振动上料盘101与槽道支架102可以固定在上料基板04，上料基板04为一平板，保证上料振动器的稳定性。
39.图5示出了本实用新型实施例提供的传送带机构的结构。
40.如图5所示，传送带机构包括传送带201、传送带框架202、毛刷固定板203和毛刷204，槽道103的末端与传送带201相贴合，将种子均匀散落到传送带201上，传送带201安装在传送带框架202上，毛刷固定板203凹形结构，两端固定在传送带201的底侧，毛刷固定板203中间的凹陷部分与传送带201保持一定的间距，为毛刷204留出安装空间，毛刷204固定在毛刷固定板203上，且毛刷204的刷毛与传送带201接触，在传送带201循环的过程中，通过毛刷204将残渣等污物清除掉，确保传送带201清洁干净，防止污染物干扰图像处理系统3的图像采集。
41.在本实用新型的一些实施例中，在传送带201的两侧等间距分布有孔阵列205，用于标定传送带201的位置和速度。
42.图6示出了本实用新型实施例提供的图像处理系统的结构。
43.如图6所示，图像处理系统包括固定框架301、光源302、相机303、调整架304和图像处理器，光源302与相机303分别通过调整架304可调节固定在固定框架301上，使光源302与相机303具有一定的姿态调节功能，光源302用于照射传送带201上的种子，激发荧光种子的
荧光信号。由于普通种子不包含荧光蛋白，在光源302的照射下，不会被光源302激发出荧光信号，而荧光种子包含荧光蛋白，在光源302的照射下，能够被光源 302激发出荧光信号。
44.相机303用于采集种子的图像信息传送至图像处理器，进行荧光种子的识别。
45.图像处理器用于将图像信息中包含荧光信号的种子判断为荧光种子，将不包含荧光信号的种子判断为普通种子。
46.为了便于图像处理器的识别，需要将相机303拍摄的图像中的背景光去除，因此在固定框架301上粘贴有黑色遮光面板，防止外界光照射进固定框架301内。
47.在本实用新型的一个示例中，光源302与相机303的数量分别为两个，光源302分别固定在固定框架301的两侧，以不同角度照射种子，两个光源302能够从两个相对的方向对种子进行照射，增大对种子的照射覆盖范围，更好地激发出荧光种子的荧光信号。两个相机303以预设角度并排固定在固定框架301的顶部，荧光种子激发出的荧光信号被两个成一定角度的相机302接收，图像处理器根据两个相机303拍摄的图像对荧光信号进行识别，能够更精准的识别出荧光种子。
48.图7示出了本实用新型实施例提供的分选机构的结构。
49.如图7所示，分选机构包括吸嘴组件401、第一料槽402、第二料槽 403、分选基板404和升降组件405，分选基板404通过l形调节架406 固定在传送带201的上方，l形调节架406包括水平部和垂直部，水平部与202的两侧固定连接，在垂直部上开设有长条形调节孔，升降组件405 通过锁紧机构锁紧在长条形调节孔上，通过将升降组件405锁紧在长条形调节孔的不同位置，从而实现与其连接的吸嘴组件401的高度调节，升降组件405用于带动吸嘴组件401进行升降，使吸嘴组件401能够靠近传送带201上的种子，保证种子的吸取。
50.传送带201上的荧光种子通过吸嘴组件401吸入第一料槽402，而传送带201上剩下的普通种子沿传送带201继续传送，直到落入第二料槽403 内，实现普通种子与荧光种子的分选。
51.为了避免出现荧光种子漏吸的问题，将吸嘴组件401设置为相互错开的两排，使两排吸嘴组件401沿种子的传输方向上形成重叠区域，位于两排吸嘴组件401未重叠区域内的种子，通过驱动对应的吸嘴组件401进行吸取，而位于两排吸嘴组件401重叠区域内的种子，驱动形成重叠区域的两个吸嘴组件401同时工作，吸取对应重叠区域内的种子。
52.图8示出了本实用新型实施例提供的吸嘴组件的重叠区域。
53.如图8所示，第一排的两个吸嘴组件与第二排的一个吸嘴组件分别形成重叠区域，分别记为a区域和b区域，a区域和b区域的面积要大于一个种子的面积，第二排的吸嘴组件未与第一排的两个吸嘴组件重叠的区域记为c区域，当荧光种子位于c区域时，控制系统控制与该荧光种子正对的吸嘴组件工作，吸取该荧光种子；当荧光种子位于a区域和b区域时，控制系统控制对应于a区域和b区域的两个吸嘴组件同时工作，吸取a区域和b区域的荧光种子。
54.通过两排吸嘴组件的错开设置，能够确保荧光种子不会被漏吸，每一个吸嘴组件对应一个升降组件。
55.图9是本实用新型实施例提供的吸嘴组件和升降组件的结构。
56.如图9所示，升降组件包括气缸4051、气缸固定板4052、导向板4053 和支杆4054，气缸4051固定在气缸固定板4052上，且气缸4051的顶杆朝下伸出气缸固定板4052，支杆
4054连接在气缸固定板4052与导向板 4053之间，起到支撑固定气缸固定板4052的作用，导向板4053固定在分选基板404上。
57.吸嘴组件包括吸嘴4011、包带4012和气力输送器4013，吸嘴4011与气力输送器4013相连通，用于将荧光种子吸入第一料槽402内，包带4012为一体成型的两个卡箍，分别用于紧箍气缸4051的顶杆与气力输送器4013，通过气缸4051顶杆的伸缩带动气力输送器4013与吸嘴4011同步升降，使吸嘴4011靠近或远离传送带201。
58.在分选基板404对应于吸嘴4011的位置开设有避让孔，使吸嘴4011能够穿过分选基板404。
59.导向板4053具有与气力输送器4013随形的弧面，在气力输送器4013 的升降过程中，对气力输送器4013起到导向作用，间接对吸嘴4011起到导向作用。
60.控制系统根据传送带机构的速度和种子的图像信息生成吸取荧光种子的控制指令，控制对应的吸嘴组件和升降组件动作，吸取对应的荧光种子。
61.传送带机构的速度即为种子的速度，而种子的图像信息中包含了种子在传送带上的横向位置，控制系统实际为种子的速度和位置，给指定的吸嘴组件发出延迟吸取指令，从而将荧光种子吸入第一料槽。
62.控制系统可以控制传送带的速度，该速度数据是控制系统实现吸嘴延迟工作时间的基本数据，通过传送带两侧的孔阵列，实现对传送带的速度标定。
63.上述内容详细说明了本实用新型提供的荧光种子分选装置，荧光种子分选装置的工作流程如下：
64.首先启动传送带运行，然后启动光源，待光源稳定之后，相机开机工作，实时采集传送带的图像信息发送至图像处理器，该图像信息包括两部分：一部分是传送带的孔阵列信息(作为传送带位置和速度的反馈数据)，一部分是种子的图像信息(进行图像分析判断)，图像处理器根据图像信息判断是否为荧光种子，控制系统会结合荧光种子的位置和速度信息，以及荧光种子的荧光图像信息发出延迟吸取指令，控制分选机构的某一个吸嘴组件动作。吸嘴组件在延迟吸取指令的控制下，先通过气缸组件驱动吸嘴向下移动贴近待吸取的荧光种子，然后气力输送器动作，将荧光种子从传送带上吸入到第一料槽内。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
66.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
67.以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。