全自动雌雄蚕蛹分选机的制作方法

本发明涉及蚕蛹分选技术领域，具体涉及一种全自动雌雄蚕蛹分选机。

背景技术：

雌雄蚕蛹需要一一配对来产卵，否则会造成浪费，而雌雄配对就意味着需要分选。目前，蚕种生产过程中的雌雄鉴别主要通过人工削茧和鉴蛹，劳动强度大、生产效率低。种茧雌雄鉴别须在5～10日内完成，蚕种企业不得不招聘大批短期劳动力，如全国最大的蚕种生产企业山东广通集团在鉴蛹时需临时招雇1000人，鉴蛹熟练的技术工人越来越少。蚕蛹雌雄鉴别的劳动力成本逐年提高，以每张蚕种生产成本30元，临时工成本为7～8元(占生产成本25％左右)，其中蚕蛹雌雄鉴别劳动力成本1～2元(占临时工成本20％左右)。鉴蛹不仅要眼力好，还要有一定技术能辨别雌、雄，对操作的熟练程度有较高的要求，蚕蛹雌雄鉴别工作量大、时间紧、技术人员缺乏已成为蚕种生产企业面临的主要问题。同时，蚕蛹雌雄鉴别的准确率直接关系到蚕种的质量和品种的纯度，据浙江省蚕种质量检疫检验站提供的2005～2016年全省每年80～100批次的蚕种杂交率平均值调查数据，有明显的下降趋势，从最高的99.66％下降到最低的98.65％。蚕种杂交率的下降，将直接影响蚕种质量、蚕蛹产量与茧丝质量。

由此可见，在现有技术中，无论是人工凭经验分选，还是机器按照蚕蛹重量和大小分选，都存在速度慢、准确率低的技术问题。我国每年种卵需求极大，必须对种蛹进行高速、高精度雌雄分选，而现有技术无法满足这样的要求。由于利用遗传技术与基因编辑技术，雌性蚕蛹在整个生命周期都能够表达橙色荧光，因此利用这一特性有助于解决上述技术问题。针对蚕种生产企业面临的蚕蛹雌雄鉴别主要技术问题，需要培育雌雄鉴别容易、蚕种生产效率高的蚕品种，降低蚕种生产成本、提高蚕种质量与企业生产效益。因此，如何利用家蚕雌雄个体性染色体组成的差异，建立快速、高效、通用的雌雄鉴别体系是人们追求的目标。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种效率高、准确率高的全自动雌雄蚕蛹分选机，用以解决现有技术存在的耗费大量劳动力、准确率低的技术问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的全自动雌雄蚕蛹分选机，包括：

上料机构：使待分选蚕蛹逐个落在传送机构的相应工位上；

传送机构：设置多个工位，供上料机构落料时承接所述待分选蚕蛹，并对所述待分选蚕蛹进行传输；

检测模块：位于暗室的上部，所述暗室在所述传送机构的传输路径上，在所述传送机构将落入工位的待分选蚕蛹逐一传输至暗室内时，位于暗室上部的检测模块对待分选蚕蛹进行雌雄的检测识别，以确认待分选蚕蛹的性别；

分选机构：根据所述待分选蚕蛹性别的检测识别结果，对蚕蛹进行分选，使得雌蛹进入雌蛹回收箱，雄蛹进入雌蛹回收箱。

可选的，所述上料机构包括振动盘，所述待分选蚕蛹置于振动盘上，通过所述振动盘振动使所述待分选蚕蛹逐一落在所述传送机构的相应工位上。

可选的，所述传送机构包括传送带和气动装置，所述的传送带上设置有承接孔作为工位，所述传送带位于上料机构的下方，所述气动装置与所述上料机构对应并设置在传送带的下方。

可选的，所述的检测模块为具有荧光检测功能的ccd摄像头，所述ccd摄像头通过机器视觉对蚕蛹进行识别，呈现橙色的蚕蛹为雌性，未呈现橙色的蚕蛹为雄性，将识别结果发送给分选机构，由分选机构进行分选回收。

可选的，所述分选机构包括雌蛹回收箱、雌蛹回收箱和驱动机构，所述驱动机构的输出端轴向连接雌蛹回收箱、雌蛹回收箱；当即将落下的蚕蛹为雌性，则驱动机构驱动所述雌蛹回收箱承接，当即将落下的蚕蛹为雄性，则驱动机构驱动所述雄蛹回收箱承接。

可选的，所述ccd摄像头上设有光源，在荧光检测时，蚕蛹被波长为554nm的光照射后，雌性体内的生物荧光物质会发出波长为586nm的发射光，所述ccd摄像头通过加载中心波长为586nm的小带宽的截止荧光滤光片来捕捉到生物荧光。本机构的光路设计为：采用creecxa2530大功率led灯加载554nm窄带截止荧光滤光片为光源，554nm的窄带滤光片确保光源的纯净性。光源照射在二色像镜上，再由分光镜反射到蚕蛹上。再由586nm的摄像头都过二色像镜检测蚕蛹。

可选的，用ccd摄像头采集传送带上蚕蛹的图像，再通过算法编程对图像进行处理，判断该蚕蛹雌雄，再用mysql建立数据表，最后利用单片机控制分选机构对雌雄蚕蛹进行分选。

可选的，所述的承接孔处设有锥形杯、弹性垫和塞座，所述弹性垫位于所述锥形杯的底部，在所述弹性垫与传送带之间留有孔隙并形成气流通道，所述的塞座位于所述弹性垫下方，通过塞座上的气管和流道向所述气流通道中吹气。通过传送带上特殊设计的气孔，在传送带上方形成锥形气流，锥形气流可以使蚕蛹精准落入指定位置，并确保蚕蛹在气流的环绕下，避免物理、机械性损伤。

采用本发明结构，与现有技术相比，具有以下优点：由于在雌性蚕蛹中植入生物荧光蛋白，本发明将生物荧光蛋白技术与机器视觉技术相结合，在摄像头及光源上增加特定波长的滤光片，排除非激发光波长光的干扰，实现雌雄蚕蛹的精准、高速识别；在传送带上设计了圆环斜孔及锥形杯，形成锥形气流式上料装置，避免了以往蚕蛹雌雄分选过程中造成的机械物理损伤。本发明具有效率高、准确率高的优点。

附图说明

图1为本发明全自动雌雄蚕蛹分选机的结构示意图；

图2为图1中工位的结构示意图；

图3为检测模块的结构原理图。

图中所示，1、上料机构；2、蚕蛹；3、锥形杯；4、传送带；4-1、塞孔；4-2、传送带气流通道；5、检测模块；5-1、led灯珠；5-2、绿光荧光滤光片；5-3、分光镜；5-4、橙色荧光滤光片；5-5、荧光检测摄像机；6、气缸；7-1、雌性蚕蛹收集箱；7-2、雄性蚕蛹收集箱；8、同步带轮；9、塞座；9-1、塞座气流通道；9-2、传感器；9-3、气管；9-4：锥环塞；10、弹性垫；10-1：弹性垫通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参考图1所示，示意了本发明全自动雌雄蚕蛹分选机的结构，包括：

上料机构1：使待分选蚕蛹2逐个落在传送机构的相应工位上；

传送机构：设置多个工位，供上料机构落料时承接所述待分选蚕蛹2，并对所述待分选蚕蛹进行传输；

检测模块5：位于暗室的上部，所述暗室在所述传送机构的传输路径上，在所述传送机构将落入工位的待分选蚕蛹逐一传输至暗室内时，位于暗室上部的检测模块对待分选蚕蛹进行雌雄的检测识别，以确认待分选蚕蛹的性别；

分选机构：根据所述待分选蚕蛹性别的检测识别结果，对蚕蛹进行分选，使得雌蛹进入雌蛹回收箱，雄蛹进入雌蛹回收箱。

所述上料机构包括振动盘1，所述待分选蚕蛹2置于振动盘上，通过所述振动盘1振动使所述待分选蚕蛹2逐一落在所述传送机构之传送带4的相应工位上。所述传送机构包括传送带4和气动装置，所述的传送带4上设置有承接孔作为工位，所述传送带位于上料机构的下方，所述气动装置与所述上料机构对应并设置在传送带4的下方。

所述的检测模块5为具有荧光检测功能的ccd摄像头，所述ccd摄像头通过机器视觉对蚕蛹进行识别，呈现橙色的蚕蛹为雌性，未呈现橙色的蚕蛹为雄性，将识别结果发送给分选机构，由分选机构进行分选回收。

所述分选机构包括雌蛹回收箱7-1、雄蛹回收箱7-2和驱动机构(气缸6作为其一种实现方式)，所述驱动机构的输出端轴向连接雌蛹回收箱7-1、雄蛹回收箱7-2；当即将落下的蚕蛹为雌性，则驱动机构驱动所述雌蛹回收箱承接，当即将落下的蚕蛹为雄性，则驱动机构驱动所述雄蛹回收箱承接。

振动盘1振动，待分选蚕蛹2逐个落入承接孔的锥形杯3，振动盘1的振动速度与传送带4的速度一致，即：设置好振动盘的振动频率与传送带的传送速度，使得每次有一个蚕蛹落入锥形杯内。由于通过调整振动盘的振动频率与振幅，可以精确控制蚕蛹的上料速度，因此只要控制带传动的精度，就可以确保每个蚕蛹精确落入锥形杯3内。

蚕蛹2进入锥形杯3后，作为检测模块5的荧光检测系统对蚕蛹进行检测并得出蚕蛹的性别，同时把蚕蛹性别的结果输送给控制端，控制气缸6动作，使雌雄蚕蛹落入雌性蚕蛹收集箱7-1；雄性蚕蛹落入雄性蚕蛹收集箱7-2。

传送带4上设置有多个锥形杯3，锥形杯3底部设置有弹性垫10，弹性垫10具有弹性，防止对蚕蛹造成机械物理伤害。弹性垫10为圆形，中心设置有一个通孔，周边均布有不少于12个弹性垫通孔10-1，弹性垫10的直径与蚕蛹长度相一致。

同步带上围绕弹性垫10设置有传送带气流通道4-2，气流可以沿着锥形杯3的内壁形成锥形气流，作用：第一、防止蚕蛹下落碰到锥形杯内壁收到物理机械伤害；第二、气流可以使蚕蛹水平置于弹性垫10上，方便荧光检测系统检测。

塞座9上设置有塞座气流通道9-1，当塞座9可插入塞孔4-1，形成锥形气流。塞座9上设置有传感器9-2，传感器9-2可以判断弹性垫8上是否有蚕蛹。

如图3所示，示意了检测模块的结构，雌性蚕蛹在整个生命周期都能够表达橙色荧光。led灯珠5-1发出的光经过绿光荧光滤光片5-2后，产生554nm，带宽30nm的绿色光，绿色光经过分光镜5-3，照射到蚕蛹2-1上，蚕蛹2-2在绿色光的照射下，若为雌性蚕蛹，则会激发出586nm的橙色荧光。橙色荧光滤光片5-4为中心波长586nm，带宽20nm的滤光片，能够排除其他波长光的干扰，只能通过波长为586nm，带宽20nm的橙色光。荧光检测摄像机5-5通过识别586mn的橙色光波，确定蚕蛹为雌性蚕蛹，否则为雄性蚕蛹。因此，通过机器视觉识别技术与照明滤光等装置的结合，可以实现对雌雄蚕蛹的高速识别。

用ccd摄像头采集传送带上蚕蛹的图像，再通过算法编程对图像进行处理，判断该蚕蛹雌雄，再用mysql建立数据表，最后利用单片机控制分选机构对雌雄蚕蛹进行分选。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。