用于重新设置物品的装置、方法和系统的制作方法

专利名称：用于重新设置物品的装置、方法和系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及以高效和高生产能力的方式从一个或多个容器向另一个容器中重新 设置种子。
背景技术：
基于显现或不显现与种子相关的至少一种优良属性，存在多种不同的应用形式， 在这些应用中，种子需要被储存，种子可以被保护和保藏，并且在之后的某个时间，种子被 方便地、高效地、精确地识别和/或可能被单独地从一个或多个容器选出、取回或排出，以 重新设置到另一个容器中。这方面的一个显著的例子存在于涉及识别并延续种子的优良属性的研究和开发 中。例如，植物研究者经常将种子分成特定的组。在种子的案例中，种子部分(例如，来自 于种子的一部分、样品或碎片)可从种子中分离出以用于试验，留下的为活种子，活种子可 以被集中或单独地储存，以保护其不致退化或免受损坏，并且保持其活性。从试验种子部分 学习的信息可指示留下的特定种子的活性部分是否由于生物学性状、基因性状、表型性状、 形态学性状或者谱系而具有期望的优良属性。而且，从试验种子部分学习的信息可以与其 所源于的个体种子(活性种子部分)通过使用标引系统相联系，以使这两部分种子相关联。 这样，通过比较选种标准与关于种子的已知信息，留下的活性种子部分可以被精确地识别、 回收、从其容器中被分配出，并且被重新设置到另一个容器中，以与其它满足同样的或另外 的选种标准的活性种子部分一同储存。因此，本领域中需要一种更加有效的和高生产能力的装置、方法以及系统，以用于 从一个或多个容器向另一个容器中重新设置被识别为具有期望的质量、优良属性或基因的 任何种子、种子部件(seedpart)或种子部分，无论其是否具有活性，从而提供一个单独的 容器，其中包含具有期望的质量、优良属性和/或基因的种子。

发明内容
提供了以高效和高生产能力的方式，将部分或全部种子从一个或多个容器重新设 置到另一个容器中的装置、方法和系统。该装置包括容器处理系统、种子分配系统和种子输送系统。容器处理系统保持一 个或多个容器。种子分配系统从所述一个或多个容器分配种子，种子输送系统将从所述一 个或多个容器分配的种子重新设置到另一个容器中。该方法包括基于选种标准将选择的种子从一个或多个容器分配，并将分配的种子 重新设置到另一个容器中。
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还提供了用于将部分或全部种子从一个或多个容器重新设置到另一个容器中的 系统。该系统可以包括计算机和由计算机操纵的机器。该机器可以具有一对容器处理器、 种子分配系统、和种子输送系统。计算机适于采用选种标准来控制机器，以操纵种子分配系 统从一个或多个容器中分配选择的种子，以使用种子输送系统重新设置到另一个容器中。


附图1是根据本发明一个示例性实施例的机器的正面透视图。附图2是附图1中所示机器的侧面透视图。附图3A是除去支撑硬件和机壳的机器的透视图。附图3B是附图3A中所示机器的正面透视图。附图4A是附图3A中所示分配系统的透视图。附图4B是附图4A中所示种子分配系统的侧视图。附图5A是附图3A中所示种子输送系统的透视概略图。附图5B是附图5A中所示种子输送系统的侧视概略图。附图6A是附图5A中所示种子输送系统的下半部分的透视图。附图6B是附图6A中所示种子输送系统的下半部分的正视图。附图7A是附图3A中沿7A-7A线截取的截面图，显示了将种子单独装入 (resingulation)隔间层中。附图7B是附图3A中沿7B-7B线截取的截面图，显示了将种子散装入另一个容器中。附图8是本发明的示例性系统的总体视图。附图9A显示了根据本发明示例性方面的用于电气操作系统的一部分流程图。附图9B显示了附图9A中所示的用于电气操作系统的另一部分流程图。附图9C显示了附图9A和9B中所示的用于电气操作系统的另一部分流程图。附图IOA显示了根据本发明示例性方面的软件操作系统的一部分流程图。附图IOB显示了附图IOA中所示软件操作系统的另一部分流程图。附图IOC显示了附图IOB中所示软件操作系统的另一部分流程图。附图IOD显示了附图IOC中所示软件操作系统的另一部分流程图。
具体实施例方式以下的说明本质上仅仅是示例性的，并不用来限制本发明、应用或使用。为了更好地理解本发明，下面将详细描述一些示例性实施例，并随时参考附图。附 图标记用于表示附图中的特定部件或位置。除有特别说明外，在整个说明书附图中，相同的 附图标记代表相同的部件或位置。驢一方面，本发明的装置以高效和高生产能力的方式将一些或全部的内容物或物品 从一个容器重新设置到另一个容器中。物品可以包括，但不局限于种子、种子部件、植物部 分、部件、成分、化合物、药品、或类似物。另一方面，本发明的装置将从一个或多个容器中选 择的植物种子重新设置到另一个容器中，以将种子组合到一个容器中，其中被选出的种子具有至少一个符合选种标准的属性。种子可以包括，但不局限于玉米种子、油菜种子、大豆 种子、水稻种子，或者其它任何感兴趣的种子。通常，种子应当在一定的尺寸范围内，以便于 处理，例如以上列举的种子尺寸，但是，实施例包括容器、分配系统、输送系统的各种部件中 的任何一个或多个便于处理任何超出通常尺寸范围之外的种子或其它物品的变形例。附图1和2示出了示例性实施例的种子重新设置机器10的正面和侧面的透视图。 机器10在机壳12中运行。在优选的方式中，机器10具有两个主工作系统，即分配系统100 和输送系统200。分配系统100和输送系统200在机壳12中使用安装硬件24相对于彼此 支撑和定位。与传统的机壳类似，机壳12可以被半透明的或不透明的面板18包围，并且包 括门14，以便进入其内部。机壳12的基底部可以包括固定的或可调的脚部16，以用于相对 于支撑表面支撑机壳12并控制机壳12的方向。应当了解，机器10不是必须在机壳12内 运行。本领域技术人员可以明了，机器10可以在受限或不受限的区域内运行，以便容器不 受限制地接近机器10，并自由进出机器10。机壳12可以固定的或活动的。例如，机壳12 可以包括脚轮(未示出)以代替脚部16，以到处移动机壳12。机器10还可以包括相对于 机壳12定位的控制箱20，以便为必要的硬件、软件、配线、电子器件及用于机器10运行的类 似物提供封闭件。机器10还可以包括硬控制开启/关断开关22，例如拨号盘、扳钮开关、或 按钮，以切断和向机器10供给电源。来自于控制箱20的电线被引导通过机壳12并包围在 连接于分配系统100的线束42和连接于输送系统200的线束44中。容器保持硬件28在 机壳12内相对于分配系统100定位。容器保持硬件28适于固定进入机壳12的容器，例如 隔间层26。本领域技术人员应当明了容器保持硬件28可以设置成或适合于保持各种类型 和形状的容器，包括袋、封套、泡罩托盘、可重用隔间托盘、饲养托盘、蛤壳式托盘、种子带、 化验托盘或任何类似物。容器保持硬件可以包括与如附图1所示的槽28类似的槽。槽46 设置成容纳隔间层26，并且在相对于容器保持硬件28固定的位置提供用于保持隔间层26 的停放位置。例如，本发明的一个实施例包括隔间层26的停放位置被键控(keyed)以将 隔间层26固定在固定的位置。本发明可以想到，容器保持硬件28还可以是一个或多个支 架、一个或多个夹具、套筒、凹部、传送机、传送带、机械衔铁、龙门架、传送机与龙门架的组 合、多轴梭子、槽、或者任何相似的容器保持结构、几何形状、装置或设备。总之，上述特征会 提供将隔间层26固定在相对于槽46固定的位置的保持手段。容器保持硬件32设置在机壳12中，用于将引入机壳12的一个或多个容器(例如 隔间层30)固定在固定的位置。容器保持硬件32被构造成在固定的位置保持隔间层30，且 能与任选的夹具40相结合。夹具40还可设置成支撑层，构造成保持隔间层30，并为其提供 一定的刚性，以辅助在机壳12内的操作和固定。例如，夹具40可以包括手柄56，以辅助在 容器保持硬件32内操纵、移动和定位夹具40。夹具40还可以包括一个或多个被动位置指 示器，以指示夹具40何时在容器保持硬件32中被合适定位。例如，夹具40可以包括一个或 多个小孔(未示出)，所述一个或多个小孔与容器保持硬件32相关联的柱(未示出)相协 同和配合，以指示夹具40何时正确地安放或定位在容器保持硬件32中。输送系统200适合 于将物品单独地重新设置到另一个容器中，例如隔间层30，或者将物品共同地重新设置到 另一个容器中，例如封套34。在容器为封套34的情况下，封套34可以由封套保持器36在 一端支撑在机壳12中，如附图2最佳所示，并且在相对端由进料管38支撑。这样，多个容 器(例如封套34或隔间层26或30)可以在机壳12中或者相对于机壳12被定位和支撑。根据本发明的一个方面，在机壳12中可以相对于容器保持硬件28设置扫描器58，由此，来 自于扫描器的扫描可以读取具有指示器(例如，UPC或其它可读标签)的隔间层26的表面， 以读出该指示器并且获得关于隔间层26和/或隔间层26中的每个种子52的信息。本领 域技术人员应当明了，与扫描器58相似的扫描器和读出器还可以相对于容器保持硬件32设置。附图3A和3B显示了除去支撑硬件和机壳的机器10侧面和正面的透视图，以更好 地显示分配系统100和输送系统200。附图4A和4B显示了附图3A和3B中所示的分配系 统100的透视图和侧视图。在本发明的一方面，分配系统100被构造成将分配器120移动 到隔间层26中的选择种子的储存位置并从隔间层26分配选择的种子，以便随后由输送系 统200处理。在另一方面，分配系统100包括多轴梭子132，用于将分配器120相对于具有 选择的种子的隔间层26中的井穴(wells)48之一定位。多轴梭子132的运动的一个轴线 由钝齿轮102提供。钝齿轮102是使用电机104转动的圆环。钝齿轮102可以根据需要在 其外圆周或另一个表面包括齿128。钝齿轮102上的齿128与连接于轴106的齿轮108相 啮合，轴106由电机104驱动。这样，由电机104的操作带动钝齿轮102转动，以实现齿形 带轮机构110的转动。齿形带轮机构110相对于钝齿轮102固定和定位，以便电机104使 钝齿轮102转动，齿形带轮机构110随钝齿轮102转动。齿形带轮机构110包括一对齿形 带轮114，所述一对齿形带轮由滑动导轨118分隔开。两个齿形带轮114由齿形带112相连 接。齿形带轮114中的一个可以为惰轮，而齿形带轮114中的另一个可以为连接于电机126 的轴116的驱动轮。分配器120与滑动导轨118滑动连接，与齿形带112固定连接。使用 电机116带动齿形带112转动使得分配器120在滑动导轨118上往复运动。钝齿轮102和 分配器120的组合运动提供了分配器120的双轴运动。这样，通过转动钝齿轮102(其带动 齿形带轮机构110转动)结合分配器120沿着滑动导轨118的往复滑动，分配器120可以 相对于隔间层26中任何期望的井穴48定位，以便分配其中包含的种子。本发明可以想到 其它的定位方法，以相对于隔间层26将分配器120定位。例如，分配器120可以通过传送 机、传送带、龙门架、机械衔铁、传送机与龙门架的组合、多轴梭子、或类似的设备，沿着多轴 线往复运动。分配器120采用具有可相对于分配器120上下运动的端部124的柱塞122来 与隔间层26中的井穴48接合，以向其中分配种子。柱塞122可以包括内部弹簧或外部弹 簧，以朝优选的方向偏压柱塞122。本领域技术人员应当明了，柱塞122可以使用各种驱动 方式致动或驱动，与隔间层26中的井穴48接合，以从隔间层26分配种子。例如，柱塞122 可以被气动、液压或电动驱动。附图1和2显示了根据本发明的一个方面的安装于控制箱 20的压力调节组件60，用于气动控制柱塞122相对于分配器120的运动。连接于柱塞122 的端部124可以是塑料、橡胶、金属、毡、弹性体、或其它合适的材料，该材料具有足够的柔 性和刚性，以在不损坏从井穴48分配的种子52的情况下压缩井穴48。尽管显示的分配器 120具有单个柱塞122，但是本发明可以想到，分配器120可以包括多个柱塞，实际上，对于 隔间层26中的每一个井穴48有相同数量的柱塞，由此，位于具有期望种子的井穴48上方 的柱塞将被致动来分配种子(其它任何柱塞与此相同)，从而以高效的和高生产能力的方 式从隔间层26分配种子。在本发明的另一方面，端部124可形成井穴48的形状以利于将 种子分配出隔间层26。本发明不局限于以上包括分配器120的实施例。本发明可以想到，分配器120可以为任何设备，其提供轻微的机械力、气动力、液压力、流体静力、线性力、正压力、负压力、 流体剪切压力、流体层压力、或者流体喷射压力，以分配种子。分配器120可以被构造成用 于切割、刺穿、冲孔和/或采用例如辊子的设备来对多个井穴48施加均一压力，以从隔间层 26中的期望的井穴48分配种子。类似的，除了用螺线管电机驱动柱塞122之外，还可以采 用机电致动器或由上述的任何一种力驱动的致动器来操纵柱塞122。本领域技术人员应当 明了，端部124和端部124接合每个井穴48以从隔间层26分配种子的力/压力可以调整 以在分配时保护种子免受损伤，并且保证种子每次能够被分配，而不在隔间层26中卡住。附图5A-5B和6A-6B分别提供附图3A和3B中所示的输送系统200的透视图和正 视图。根据本发明的一个实施例，输送系统200的结构用于收集通过分配系统100从隔间 层26分配的种子(如附图4A-4B所示)，以及将从隔间层26分配的种子重新设置到另一个 容器中。本发明的输送系统200包括(如附图5A-5B所示)位于隔间层26之下的收集器 202。收集器202收集从隔间层26分配的种子。收集器202可以包括竖直保持壁236以收 集(coral)分配的种子，防止种子从输送系统200中选出。收集器202的竖直保持壁236可 以足够高，以减小隔间层26和收集器202之间的间隙，以避免种子由于偏斜逸出输送系统 200，和避免蹦出收集器202。从隔间层26分配的种子由于重力而运动通过收集器202，收 集器202由连接件204连接于管道206。连接件204允许管道206相对于收集器202多轴 线地旋转。管道206连接于连接件208，连接件208连接于喷嘴210。与连接件204相似， 连接件208允许管道206相对于喷嘴210多轴线地旋转。连接件204和208为喷嘴210提 供必要的自由度或多轴运动，以在收集器202位置固定的情况下能够运动。尽管收集器202 相对于机壳12处于固定位置，但是本领域技术人员应当明了，收集器202可以构造成相对 于分配器120或收集器202运动；而且，分配器120和收集器202可以彼此同时和相对运 动，以通过使202和120两者同时往复运动而减少往复移动其中一个所需要的时间。从隔 间层26分配的种子由于重力通过管道206进入喷嘴210。一方面，管道206易弯曲或足够 的柔韧，以允许喷嘴210相对于收集器202的位置转动和线性运动，这样管道206不大可能 扭绞或阻塞。本发明可以想到包括传感器，该传感器是光学传感器或其它类型的传感器，以 检测种子通过收集器202、连接件204、管道206、连接件208和喷嘴210的过程，以检测种 子在从一个容器(例如隔间层26)重新设置到其它容器(例如隔间层30或封套34)期间 何时可能被卡住、积聚或拦截。本领域技术人员应当明了，众多数量的商品化材料，甚至特 别订制的材料都可以用于管道206，由于材料自身的柔性，或者由于物品的设计和制造(例 如使用褶皱、波纹、或旋绕的区域)，或者由于材料和设计的结合，从而使所述材料具有这样 的属性。例如，管道206可以由包括但不限于乳胶、橡胶、塑料(例如PVC)、或者硅等的材 料制成，上述任何材料任选地由纤维或线强化，从而提供需要的柔性，以使管道206的一端 相对另一端移动。在一些实施例中，管道206可以是足够透明的，以便可视觉观察到物品的 分配。尽管管道206显示为连接收集器202和喷嘴210，但是本发明可以想到其它的输送手 段，以从收集器202向喷嘴210传送或输送物品。例如，本发明可以想到其它的输送手段， 例如，传送机、导管、套筒、歧管、传送带、漏斗、管道、通道、柱筒、斜道、隧道或其它任何类似 的输送手段。与附图4A和4B中所示的分配器120的运行类似，输送系统200 (最佳地如附图 5A-6B所示)包括多轴梭子234，其具有通过使用齿形带轮机构222沿着滑动导轨232来回运动的喷嘴210。齿形带轮机构222包括由滑动导轨232分隔开的一对齿形带轮226。该 两个齿形带轮226由齿形带224相连接。齿形带轮226中的一个可以为惰轮，而齿形带轮 226中的另一个可以为连接于电机228的轴230的驱动轮。喷嘴210与滑动导轨232滑动 连接，与齿形带224固定连接。使用电机228转动齿形带224，使得喷嘴210在滑动导轨232 上往复运动。除了由齿形带轮机构222带动喷嘴210线性运动外，钝齿轮212 (最佳地如附 图5A所示)带动喷嘴210转动。与附图4A中所示的钝齿轮102相类似，钝齿轮212包括 齿214，齿214与连接于由电机216驱动的轴218的齿轮220相啮合。这样，电机216带动 连接有齿形带轮机构222和喷嘴210的钝齿轮212转动。钝齿轮212和齿形带轮机构222 的组合运动允许喷嘴210定位在隔间层30的任何期望的井穴50的顶部，以向其中重新设 置种子。或者，隔间层30连同夹具40 —起可以从容器保持硬件32除去，这样，喷嘴210可 以与进料管38之一对准，以从一个或多个隔间层26向封套34中散装种子。本发明可以想 到其它的相对于隔间层30定位喷嘴210的定位方法。例如，喷嘴210可以采用传送机、传 送带、龙门架、机械衔铁、传送机与龙门架的组合、多轴梭子、或其它任何类似的设备沿多轴 线往复运动。本发明的装置可以想到和理解跟踪并标引被重新设置到另一个容器(例如，隔间 层30或封套34)中的每个种子或种子组的特定位置、性状、和其它信息的优点。例如，每个 种子或种子组的特定信息可以通过电子或其它方式被编目、记录，和/或储存，以在被重新 设置到另一个容器中之后跟踪并标引种子或种子组。附图7A显示了本发明的一种方法，其中一个或多个隔间层26中的一些或全部内 容物(例如种子52)被重新设置到隔间层30中。类似的，附图7B显示了本发明的一种方 法，其中一个或多个隔间层26中的一些或全部内容物(例如种子52)通过散装被重新设置 到另一个容器中。根据本发明的一个示例性方面，容器(例如隔间层26)移入机壳12中。 本领域技术人员应当明了，本发明的容器不局限于附图5A中所示的隔间层26。本发明可以 想到其它的容器，例如但是不局限于袋、封套、托盘(包括但不局限于泡罩托盘、可重用托 盘、饲养托盘、化验托盘)、蛤壳式容器、种子带、或者任何其它类似的托盘或容器。容器(例如隔间层26和40以及封套34)可以通过手动、半自动或全自动的方式被 移入机壳12和容器保持硬件28或32，例如，利用传送机、传送带、龙门架、机械衔铁、传送机 与龙门架的组合、多轴梭子、机器人设备，或其它任何类似的容器处理和移动设备。这些相 同的设备可以与容器保持硬件28或32起到相同的作用。其它的用于保持容器的硬件可以 包括一个或多个支架、一个或多个夹具、套筒、凹部、槽、键控安放位置，或其它类似的硬件。在隔间层26在容器保持硬件28中定位之前或之后，关于内容物的特定信息可以 被获取。例如，在隔间层26的井穴48中储存种子52的情况中，可以取回通过试验获取的 并储存在数据存储器、手工数据日志、计算机辅助数据日志、或智能控制器中的关于每个种 子52的信息。存储的关于隔间层26中种子52的信息可以通过在隔间层26上包括标识 符而被访问。标识符可以包括但不局限于，条形码、RFID标签、标签、粘贴签、铭牌、光字符、 或其它可扫描的或可读的标签。隔间层26上的标识符可以通过扫描、读取或手工识别的 方式被识别。而且，标识符可以通过光字符识别(OCR)或一些基于订单(次序)的识别系 统被识别。根据本发明的一个方面，在机壳12中相对于容器保持硬件28设置扫描器58，由此，来自于扫描器的扫描读取具有标识符的隔间层26的表面，以读出该标识符并访问关 于隔间层26和/或隔间层26中的每个种子52的信息。本领域技术人员应当明了，与扫描 器58相似的扫描器和读出器还可以相对于容器保持硬件32设置。取回的对应于每一个种 子52的信息可以用于筛选哪些种子52符合期望的选种标准。例如，选种标准可以基于选 择出具有至少一种生物性状、至少一种基因性状、至少一种表型性状、一些形态学性状、或 者前述任何性状的种子52，以利于土地种植布局(fieldplanting layout)、由种子52生长 出的植物之间的期望的授粉、或者一些期望的谱系。使用上述的选种标准以及关于每个种 子52的已知信息，满足选种标准要求的种子52将被从隔间层26分配出来，并且被重新设 置到另一个容器中，例如，隔间层30或封套34。由此，例如需要将隔间层30或封套34用 所有具有性状X的种子52填充时，装有具有X性状的种子52的容器可以通过访问具有关 于种子52的已知信息的数据存储器而被识别，该信息包括关于能通过识别隔间层26上的 标识符被取回的性状X的信息。被选出的种子52随后可从其容器26中的位置被分配出， 重新设置到隔间层30中的井穴50中，或者重新设置到只装有具有性状X的种子52的封套 34中。这样，来自隔间层26的种子52的重新设置由电机104和126完成，电机可以是由 计算机54、智能控制、可编程逻辑控制器(PLC)、半手动控制或全手动控制所控制的伺服电 机(附图8所示)，将分配器120移动到具有选择的种子52或满足期望的选种标准的种子 52的井穴48上方。使用上述的任何一种控制，分配器120可被致动，从而柱塞122向下推 动端部124到井穴48上，由此，种子52从井穴48中被挤出来，以分配从隔间层26出来的 被选出的种子52，将其重新设置到隔间层30中，或者散装到封套34中。在将种子52从隔 间层26分配出来之前或同时，喷嘴210可位于隔间层30中特定的井穴50、封套34或一些 其它的容器之上。本发明还可以想到，可以同时填充多于一个的封套，这样，如果选种标准 为性状X、Y、和Z，则性状为X的种子将被特定选出并分配到封套X中，性状为Y的种子分 配到封套Y中，性状为Z的种子分配到封套Z中。在从隔间层26中分配之后，种子52由于 重力落下，并收集到收集器202中。应当明了，种子可以不是由于重力而落下。例如，可以 采用气动技术(例如空气流或引入收集器202的背压)来使得种子从喷嘴210落下，甚至 装入另一个容器中。种子52通过收集器202继续落下进入管道206，通过喷嘴210，进入期 望的储存点，该存储点可以是隔间层30中的井穴50，封套34，或者是其他的容器。分配系 统100，输送系统200的喷嘴210，通过齿形带轮机构222和钝齿轮212而相对于隔间层30 中期望的井穴50或者封套34被定位。电机228和216的运转允许喷嘴径向转动和横向移 动，以定位于隔间层30或封套34上方的期望位置。尽管本发明公开的分配器120和喷嘴 210是相对于容器26、30、34运动，应当明了，本发明的系统可以构造成使容器26、30或34 相对于分配器120和喷嘴210运动。根据本发明方法的一个实施例，机器，或者通过智能控 制器(例如计算机54)的运行，可以从一个或多个隔间层26选择出具有期望的优良性状的 种子52，并且将选出的种子52重新设置到隔间层30中，以用于后续的实验、种植等。种子 的重新设置还具有其它的优点。例如，可以除去不需要的种子以节省存储的需要、成本等。 种子还可以以池(库)的方式储存，其他的种子储存成单独的种子，或者甚至仅仅根据一定 的选择标准将种子分到不同的容器中。种子还可以被重新设置到不同的容器中用于后续的 化验。本发明的方法还可以用于识别具有X、Y、Z性状的种子52，从一个或多个隔间层26 中将具有X、Y、Z性状的种子以期望的结构分配到隔间层30中，以便于后续的实验、储存、种植、授粉等。本发明还可以想到的方法包括在隔间层30或封套34上设置标识符，以标引从 隔间层26重新设置到隔间层30中的种子的终端位置，并且跟踪被重新设置到隔间层30或 封套34中的种子的起始情况。本发明的进一步实施例包括，设置与分配系统100和/或输 送系统200协同运行的种子处理硬件，以处理重新设置到隔间层30的井穴50中或封套34 中的种子。本领域技术人员应当明了，该处理工序(例如杀菌处理)可以在分配或重新设 置工序期间进行。例如，可以在种子被分配并收集到目标井穴中之后，但是在重新密封隔间 层30之前，为目标井穴50增加处理工序。另一方面，通过管道206的被分配的种子可以通 过与管道206处于协同关系的处理液体的喷淋路径而被处理，使得种子接收在已经被处理 的目标井穴50或封套34中。本发明的方法可以想到和理解跟踪并标引被重新设置到另一个容器(例如，隔间 层30或封套34)中的每个种子或种子组的特定位置、性状、和其它信息的优点。例如，每个 种子或种子组的特定信息可以通过电子或其它方式被编目、记录，和/或储存，以在被重新 设置到另一个容器中之前和之后跟踪并标引种子或种子组。附图8显示了本发明的示例性系统。本发明的系统设想除了手动操纵机器10以 外的半自动和全自动的运行方式。例如，机器10可以由计算机54、或者任何类似的智能控 制装置、可编程逻辑控制器(PLC)、半手动控制、或全手动控制来控制和运行。计算机54可 以具有数据存储器，以储存关于隔间层26中的种子52的信息。通过读取与隔间层26相关 联的或者实质上位于隔间层26之上的标识符，可以从数据存储器访问关于种子52的特定 信息，包括但不局限于基于种子52的谱系、种子52或亲本植株的先前实验处理的信息，从 种子52或亲本植株的非破坏性实验得到的信息，通过试验种子52或亲本植株的一部分得 到的信息，亲本植株以及前代植株的授粉信息，转变信息(例如感兴趣的转基因)，事件信 息以及类似的信息，或者信息的任何组合形式。与每个隔间层26相关联的标识符可以人工 读取或者采用与机器10相关联的扫描器58，或者机器10外部的一些设备(例如，扫描器、 读取器、光字符识别(OCR)系统、基于订单的系统(order based system)，或适于读取与隔 间层26相关联的标识符的任何类似设备)来读取。根据本发明的另一个方面，可以采用计 算机54识别具有满足选种标准的种子52的隔间层26，从多个隔间层26中手动或用机器 人选出，并且手动或自动地装载到机器10中，以根据需要从隔间层26向另一个容器(例 如隔间层30或封套34)中分配和重新设置选出的种子52。在本发明的另一个示例性方面 中，可以采用容器处理设备56来自动处理容器(例如隔间层26和/或30)，以将容器插入 机器10或从机器10中移出，容器处理设备例如是传送机、传送带、龙门架、机械衔铁、传送 机与龙门架的组合、多轴梭子、基于订单的系统、基于堆栈的自动系统，或任何类似的容器 处理设备。本发明可以想到采用多个容器处理设备来识别隔间层26以及特定内容物，这可 以在隔间层26插入机器10之前或之后获得。例如，如果选种标准为找出具有性状X的种 子52，隔间层26上的条形码、RFID标签、标签、粘贴签、铭牌、光字符、或一些其它可扫描的 或可读的标签或标识符，可以用来访问关于种子52的存储的信息，以识别隔间层26中的任 一种子52是否具有性状X ；如果具有，包含具有性状X的种子52的隔间层26将手工地、半 自动地或全自动地被插入到机器10中的容器保持硬件28中。一旦将隔间层26插入到机 器10中后，隔间层26就可以采用传送机、传送带、龙门架、机械衔铁、传送机与龙门架的组
12合、多轴梭子、或一些其他类似的自动或机器人设备来回运动。隔间层30和/或封套34可 在机器10中来回运动，并且采用类似的容器处理手段进出机器10。当种子52被重新设置 到隔间层30或封套34中后，一些识别手段，例如条形码、RFID标签、标签、粘贴签、铭牌、光 字符、或其它可扫描的或可读的标签，将被附加到隔间层30，以标引隔间层30、封套34或其 他类似容器中包含的种子52的起源和重新设置情况。这样，通过读取隔间层30或封套34 上的标识符，可以在之后的时间点，在从储存中恢复隔间层30或封套34之后，识别种子、种 子的起源、关于种子性状的知识、谱系、优良属性等。本发明的系统还可以包括容器封闭系 统，其可以位于机器10内部或外部，适于将重新设置的种子52封闭和密封在隔间层30、封 套34或任何类似的可密封容器的内部。本发明的系统可以想到和理解跟踪并标引被重新设置到另一个容器(例如，隔间 层30或封套34)中的每个种子或种子组的特定位置、性状、和其它信息的优点。例如，每个 种子或种子组的特定信息可以通过电子或其它方式被编目、记录，和/或储存，以在被重新 设置到另一个容器中后跟踪并标引种子或种子组。继续参考附图8和各个实施例，机器10可以是手动的或自动操作的系统，包括至 少一个计算机54，例如适合执行所有功能的可编程逻辑控制器(PLC)，例如，分配种子、输 送种子、或识别种子，计算机54与机器10相关联，以按照这里描述的方式手动地、自动地、 或以机器人的方式控制机器10的运行。本领域技术人员可以明了，PLC可以包括任何基于 计算机的系统，例如包括具有一个或多个可读介质(例如一个或多个远程的或本地的电子 数据存储设备)的电子存储设备，以存储、运行和执行相关软件程序，包括电子表格、数据 库、文档、算法、和其他任何可存储的信息。本领域技术人员还可以明了，PLC可以构造成接 收、读取和执行存储在便携式电子存储设备中的信息和数据，便携式电子存储设备例如是 拇指驱动器(U盘)、zip盘、光盘、或其他外部或外围的存储设备。本发明可以想到，机器 10可以在本地控制或远程控制。例如，计算机54可以连接于计算机网络，以从网络上传和 下载关于机器10运行的信息。例如，本发明可以想到，机器10可以被计算机网络访问，以 采用操作软件62 (附图10A-10B所示)来编程、执行和运行机器10来允许机器10的操作。 根据本发明的一个实施例，使用者可以通过采用计算机网络连接远程登录机器10以访问 关于每个隔间层30中的种子类型、具有期望性状的种子类型的隔间层30的位置、和运行信 息、算法或任何其他类似的处理每项工作所需要的信息的数据库和其他信息。根据本发明的另一个方面，机器10可以通过操作软件62来控制，操作软件62存 储在存储设备上，例如计算机54，并且由计算机54采用运行控制(例如，相关的输入、传感 器、其他机器10的手动或自动的元件)来执行，如附图9A-9C所示，并且可以由附图9A-9C 中所示的电子运行示意图80控制。根据一个示例性实施例，操作软件62可以通过将期望 的隔间层26移入机器10中的容器保持硬件28中，从而手动或甚至自动地启用或启动。本 领域技术人员应当明了，操作软件62可以如64所示的，通过使用有线或无线网络或仅仅是 由连接于交流电源82以向电源提供单元92 (附图9B所示)供电的电源开关84启动计算 机54或机器10来开启和启动程序。在操作软件62开启并在此时运行后，呈现如附图IOA 中66所示的用于选择工作项目的启动表单，通过显示工作项目列表，该表单提供了从当前 工作项目或在工作项目目录中正在列出的工作项目起的信息以及新创建的工作项目，从中 可以选择一个或多个工作项目，和/或为每个选择的工作项目显示的托盘列表，从工作项目中一个或多个托盘(例如隔间层26)可以被确定或选择，成为特定工作项目的一部分。例 如，每个隔间层26或30和封套34携带有相应的识别信息，在示例性实施例中，识别信息可 通过扫描条形码来访问，以告知其中种子的种子特性和/或性状，例如，颜色、成分、重量、 基因性状、质量、尺寸、形状、或其他可能有助于将一个种子与其他种子区别开或将一个隔 间层或封套与其他隔间层或封套区别开的生物学或形态学性状，以最终识别/得知哪个种 子容纳在隔间层28或30的每个井穴48或50中。根据所选择的特定工作项目，任何一个 可用隔间层26或托盘将被选择来从中分配种子，并且隔间层30或封套34可被选择来根据 操作软件62的操作参数收集分配的种子。一旦选择了期望的工作项目，在与计算机54相 关联的显示器上就提供工作处理表单68 (附图10B)。工作处理表单68包括显示机器10的 当前状态，包括已经被确定的并且是等待(to-do)托盘列表一部分的托盘或隔间层，关于 任何完成的托盘或隔间层列表的更新信息，隔间层的状态标识符，完成的任务或工作项目， 计划的任务或工作项目，或者任何其他类似的或相关的状态标识符。附加的显示可以包括 每个隔间层26中被分配或未分配的井穴48，以及隔间层30中被占用和空置的井穴50的显 示。当因为安全原因，门锁打开、门打开和电机停止时，在显示的托盘列表中指示的期望的 隔间层26或托盘将被手工或自动地(例如，通过机器人)选出，并且插入到机器10的容器 保持硬件28中。本领域技术人员应当明了各种安全地监测和运行机器10的手段。例如， 安全防护监视器88可以监测机器10的门14上的磁门传感器86 (如附图9B所示)，以保证 直到门14确认关闭并且门锁舌片(撞针)90致动后，再关闭电源。如附图9A-9C所示，传 感器信息，例如从安全防护监视器88或电源提供单元92获得的信息可以传递到与计算机 54相关联的数据获取设备94 (DAQ)。 如附图9A和IOB所示，可以使用扫描器58，通过将信息从条形码扫描器58传输至 计算机54来自动检测隔间层26何时被合适地插入、定位或加载到容器保持硬件28中。例 如，通过读取标识符，例如位于隔间层26上的条形码，来确认隔间层26和30或封套34已 经被合适地加载到机器10中的容器保持硬件28和32或封套保持器36中。在隔间层26 和30或封套34被合适地加载到机器10中后，参见附图9A，与分配系统100相关联的电机 104和126以及与输送系统200相关联的电机216和228可在门14关闭后通电。可以选 择从隔间层26分配的期望井穴48，并且可以选择接纳被分配的种子的隔间层30的期望井 穴50或期望封套34。在待分配的种子和用于接纳分配种子的隔间层30或封套34被选出 后，操作软件62准备好为托盘冲孔(冲压)，如70所示(附图10C)。为了从隔间层26中 分配种子，柱塞122用电机104和126移动到正确的位置，喷嘴210用电机216和228移动 到正确的位置。操作软件62确认分配系统100的电机104和126的正确位置和输送系统 200的电机216和228的正确位置。在确认了分配系统100和输送系统200处于正确的位 置后，操作软件62启动分配器120，使得柱塞122下降到隔间层26的期望井穴48上，以从 中分配种子。如果有多个井穴48需要从中冲压种子，分配系统100和输送系统200将据此 由操作软件62重新对准，以分配出期望的种子，并在隔间层30的期望的井穴50或封套34 中接纳分配的种子。如果如72所示种子没有落下，那么将通过几个步骤来排除机器10的 故障。例如，在种子没有被分配而分配器120已经被致动的情况下，或者在种子被分配但是 没有落进隔间层30的目标井穴50或封套34的情况下，操作软件62在70和72处显示故 障排除操作。如上所述，管道206可以包括检测器，例如光束检测器或与种子落下传感器相连的种子感应光纤98，如图9C所示。当没有报告种子使传感器解扣(trip)时，传感器被 解扣，以表示种子已经正确地从分配系统100经过输送系统200分配和移动，并且进入隔 间层30中的目标井穴50中或者封套34中。在没有主动识别种子被分配并且从分配系统 100经过管道206输送到一个或多个隔间层30或封套34中的情况下，数据获取设备94与 计算机54通信并显示故障。机器10的门可分离和打开，以便允许故障排除，以识别未考虑 的(unaccounted-for)种子的位置。当未考虑的种子被找到并且放置在合适的位置后，用 于计数每个种子分配事件的累加计数器(以72表示)将被合适地调整，以允许操作软件62 对种子计数。在说明书和附图中已经介绍了本发明的实施例，尽管使用了特定的术语，但其仅 用于通常性的描述，并不用于限制本发明。在不背离本发明的思想和范围的前提下，还可以 想到本发明组成部分的变形形式，以及等效替代方式，这将在权利要求部分进行限定。在说明书中出现的参考文献的全部内容均以引用的方式包含在本发明中。
权利要求
一种用于使部分或全部内容物从第一容器自动运动到第二容器中的机器，包括容器保持系统，用于固定所述第一和第二容器；分配系统，具有适合于将限制在所述第一容器中的内容物脱离出来的分配器；以及输送系统，包括具有相互连通的入口和出口的可定位的引导通路，入口位于第一容器附近，出口能相对于所述第二容器中的期望的落下位置往复运动，以从所述第一容器向所述第二容器中重新设置内容物。
2.如权利要求1所述的机器，还包括，用于识别在所述第一和第二容器上的标识符的 识别系统，所述标识符包括可人工读取或机器读取的标识符。
3.如权利要求2所述的机器，还包括标引系统，适合于针对从所述第一容器运动到所 述第二容器的内容物使用所述标识符来跟踪并更新在人工或电子数据存储器中的存储位 置。
4.如权利要求1所述的机器，其中，所述分配器包括通过施加在所述第一容器以将内 容物从所述第一容器的限制中脱离出来的机械力，适于将内容物从所述第一容器分离的设备。
5.如权利要求1所述的机器，其中，所述内容物包括a.玉米种子；b.油菜种子；c.大豆种子；或d.水稻种子。
6.如权利要求5所述的机器，其中，从一个或多个所述第一容器向所述第二容器重新 设置种子基于一选择标准，其中所述选择标准考虑一个或多个以下因素a.至少一个生物性状；b.至少一个基因性状；c.至少一个表型性状；d.形态学性状；e.土地布局；或f.谱系。
7.如权利要求1所述的机器，还包括a.第一多轴梭子，以将所述分配器相对于所述第一容器定位；以及b.第二多轴梭子，以将在所述输送系统的所述出口处的喷嘴相对于所述第二容器定位。
8.如权利要求7所述的自动机器，其中，第一和第二多轴梭子还包括一个或多个伺服 电机，以将所述分配器相对于所述第一容器、以及将所述可定位的引导通路的所述出口相 对于所述第二容器转动和移动。
9.如权利要求1所述的自动机器，其中，所述分配器还包括适于从所述第一容器分配 种子的柱塞，所述柱塞由与控制器相连通的机电致动器操纵。
10.一种采用自动机器将部分或全部内容物从第一容器重新设置到第二容器中的方 法，该方法包括提供设置成彼此协同工作的容器保持器、分配器和内容物处理器；使用所述分配器将选择的内容物从所述第一容器的限制中脱离出来；以及使用位于所述第一和第二容器之间并与所述第一和第二容器均连通的所述内容物处 理器，将从所述第一容器脱离出来的内容物重新设置到所述第二容器中。
11.如权利要求10所述的方法，还包括，使用与所述第一容器和所述第二容器相关联 的可人工读取或机器读取的标识符，识别在所述第一容器中选择的种子的位置，以及当运 动到所述第二容器时标引选择的种子的位置。
12.如权利要求10所述的方法，还包括，采用与所述分配器作用于所述第一容器相关 联的机械力，将内容物从所述第一容器脱离。
13.如权利要求10所述的方法，还包括，使所述内容物处理器的出口往复运动到相对 于所述第二容器的位置，以使种子从所述第一容器经过所述内容物处理器的入口运动到所 述出口，落到所述第二容器中，从而从所述第一容器向所述第二容器重新设置内容物。
14.如权利要求10所述的方法，还包括，使从所述第一容器脱离内容物的内容物选择 基于预定的选择标准，其中，所述预定的选择标准基于下列因素a.至少一个生物性状；b.至少一个基因性状；c.至少一个表型性状；d.形态学性状；e.土地布局；或f.谱系。
15.如权利要求10所述的方法，还包括以下步骤a.提供具有第一和第二容器处理器的所述自动机器、具有所述分配器的分配系统、以 及具有所述内容物处理器的种子输送系统；b.相对于由所述第一容器处理器保持的所述第一容器定位所述分配器；c.将所述内容物处理器的出口定位于由所述第二容器处理器保持的所述第二容器中 的期望的种子落下位置；d.基于选种标准，选择从所述第一容器分配的种子，并使其运动到所述第二容器中的 所述期望的种子落下位置；e.使选择的种子从所述第一容器的限制中脱离出来；以及f.将来自所述脱离步骤的种子传递到所述内容物处理器中，以将分配的种子重新设置 到所述第二容器中。
16.一种用于采用预定的选种标准，将一个或多个第一容器中的部分或全部种子重新 设置到第二容器中的自动系统，所述系统包括与控制器相连通的智能控制装置；能由所述控制器操纵的种子重新设置机器，其接收来自所述智能控制装置的基于所述 预定的选种标准的指令；以及所述控制器适于根据所述预定的选种标准，使用关于所述第一容器中的种子已知的信 息来选择种子，并使种子从所述第一容器的限制中脱离出来以运动到所述第二容器中。
17.如权利要求16所述的自动系统，其中，所述种子重新设置机器还包括适于保持第 一容器的第一保持位置，和适于保持第二容器的第二保持位置。
18.如权利要求17所述的自动系统，其中，所述种子重新设置机器还包括具有与所述 第一保持位置以工作关系运行的分配器的分配系统，所述分配器能相对于所述第一保持位 置运动，以基于所述选种标准从所述第一容器分配选择的种子。
19.如权利要求18所述的自动系统，其中，所述种子重新设置机器还包括输送系统，输 送系统具有引导通路，在引导通路入口处具有收集器，所述入口与所述引导通路的出口处 的喷嘴相连通，所述出口与在所述第二保持位置中的所述第二容器相连通，所述喷嘴能相 对于所述第二容器往复运动，以从所述第一容器向所述第二容器中重新设置种子。
20.如权利要求19所述的自动系统，其中，所述种子重新设置机器还包括第一多轴梭 子，以将所述分配器相对于所述第一容器定位；以及第二多轴梭子，以将所述喷嘴相对于所 述第二容器定位。
全文摘要
本发明提供了将部分或全部内容物从一个或多个第一容器重新设置到第二容器中的装置、方法和系统。在装置的一个例子中，该装置具有包括从一个容器向另一个容器分配内容物的分配器的分配系统，以及适于将从一个容器中分配的内容物重新设置到另一个容器中的输送系统。在另一个例子中，本发明的方法包括从一个容器分配选择的内容物，并且将分配的内容物从一个容器重新设置到另一个容器中。在另一个例子中，所述系统包括控制器；由控制器控制的机器，其中该机器具有一对容器处理器；内容物分配器；和内容物输送系统。控制器适于使用一选择标准来控制机器，以操纵内容物分配器从一个容器中分配选择的内容物，随输送系统移动到另一个容器中。
文档编号B07C5/34GK101927905SQ20091026637
公开日2010年12月29日 申请日期2009年12月24日 优先权日2008年6月26日
发明者J·D·戴蒙, J·科普, S·M·贝克 申请人:先锋高级育种国际公司