专利名称：用于对于风损害抵抗特性筛选植物群体的设备和方法
技术领域：
本发明一般地涉及通过选择地将风力施加到农业环境内的植物群 丛对于茎强度、根倒伏、和/或其它风损害抵抗特性筛选作物的设备和方 法。更特别地，本发明的设备和方法允许将测量的强制的空气流选择地 施加到植物，以便从在农业环境内培植的植物群体中识别对于来自选择 的风条件的损害具有更强的耐受性或不可接受的敏感的植物。本发明的 实施例还可以允许将冲莫拟的风条件精确地施加到群、行、和/或其它植物 组以便对于可以抵抗选择的类型的风引发的损害的单独的植物显型筛 选植物组。
背景技术：
一些作物，诸如谷物，经常生长在特别易受可能有破坏性的风影响 的平坦的、空旷的农业地块上。存在许多不同的当遭受有破坏性的风时 可以损害或毁灭植物的石皮坏机理。例如，已知在世界的一些地区，诸如 在美国的西部平原，作物遭受伴随阵风的猛烈的大雷雨，其有时导致茎 在作物的节处突然折断(脆断)。此外，对于诸如谷物的作物的地理上
分布更广的破坏机理包括缺乏足够的根强度(根倒伏)；缺乏足够的 非生物性茎强度(茎倒伏)；和/或缺乏抗病力以便承受强风事件。其它 作物包括大豆、草料、高粱和小粒谷类作物也对风事件敏感，这限制了 农民可收获的产量。许多年来，农业研究员设法选择地繁殖具有各种希 望的站立能力特性的植物，包括，例如，对来自苛刻的环境条件的损害 的抵抗力，诸如在植物的生长季节期间在存在或不存在大雷雨的情况下 发生的有破坏性的风。
虽然已经进行许多研究以学习和证明在各种不同的作物中的茎破 坏、根倒伏破坏、和脆断的自然发生，极少着重于开发用于精确地将模 拟的风力施加到农业环境内的作物以对于这样的作物中的风4氐抗特性 更加准确地筛选的i殳备和方法。在农业环境内的风才几的一4殳的应用已知 为用于防止对诸如柑橘属树的易损的作物的霜冻害。然而，这样的风机 经常定位为循环位于作物的高度之上并且位于趋向于导致霜冻条件的
逆温层之上的热空气，并且不适用于产生运动的空气流以将才莫拟的风力 施加到植物上。风在农业作物上的主要用途为用喷雾器输送除草剂和杀 虫剂以控制杂草或昆虫。此外，已经进行一些实验以使得作物遭受风力 以便得到总的风抵抗力。例如，本发明的受让人已经利用飞行器发动机 和螺旋桨组件将风力施加到田地中培植的一行植物上。虽然发动机和螺
旋桨组件可以用于并且略地确定面对恒定的大风力(例如，每小时70英
里)风的植物的根系统的强度(通过测量行中的多远的单独的植物被连 根拔起和/或吹倒)，发动机和螺旋桨组件不能使得操作者能够有效地复 制在风暴中发生并且可以导致脆断、倒伏、和其它作物站立能力的破坏 机理的高度地可变的风力。从而，虽然存在一些数据提示风力的哪种类 型的微小变化可以导致脆断、杆、茎、和/或根破坏，没有设备或方法已 知为用于准确地复制风力以选择田地内的可以4氐抗这样的力的才直物。具 有各种可变参数的风力的精确的产生和应用对于识别和选择对于响应 施加的风力的破坏具有特別的抵抗力的单独的植物至关重要。这样的个 体的准确的选择对于在追踪风抵抗力更强的作物种类中的杂交培植和/ 或基因型行为可以是重要的。
从而，为了促进将风力施加到植物群体以精确地识别可以抵抗链接 到具有特定的参数的风力的破坏机理的单独的植物，本领域中需要允许 产生风力并且控制当风力施加到农业环境内的作物时这样的力的参数 的设备和方法。此外，需要在诸如重粘田、成熟的玉米田、和其它环境 的各种农业环境内能够可靠地操作并且移动的设备。还需要可以能够绘 图和/或存储施加具有特定参数的风力的位置的设备。还需要可以迅速地 和高效地前进通过可以包括包含对应的各种作物杂种的各种研究地块
的田地的i殳备。
发明内容
本发明的实施例满足上文中列出的需要并且提供如下文中所述的 其它优点。本发明的实施例可以包括用于将可测量的和均匀的风力施加 到农业环境内的多个植物的设备。根据一些实施例，设备可以适合通过 用于相对于多个植物运动设备的车辆运载。在一些实施例中，设备自身 还可以包括用于相对于多个植物运动不同的设备部件的专用的车辆。在 一些实施例中，设备包括通过车辆运载的用于产生提供风力的运动的流
体流的产生设备；与产生设备流体连通的用于朝向植物中的至少 一个的 一部分导向运动的流体流的导向设备；和与产生和导向设备通信的用于 控制运动的流体流的至少一个参数的控制器。从而，使用本发明的不同 的实施例，可以对于风抵抗物理特性(诸如优良的杆、根倒伏、和脆断 特性)评价多个植物中的至少一个。
在本发明的不同的设备实施例中，产生设备可以包括以下至少一 个涡轮，风扇，螺旋桨，叶轮设备，和/或这样的产生设备的组合。此 外，在一些设备实施例中，产生设备可以适合能够提供和间歇和/或以选 择的脉冲频率的脉冲的流体流。在一些实施例中，本发明的导向设备可 以包括构造为从导向设备的出口朝向多个植物中的至少 一 个的选择的 部分(诸如上部杆、和/或根/杆分界面)导向运动的流体流的输送管。
在一些这样的实施例中，输送管还可以包括用于调节运动的流体流
的至少一个参数的至少一个可运动的叶片。根据一些附加的实施例，输 送管可以限定至少一个出口孔口。在这样的实施例中，设备还可以包括 与输送管可操作地接合的至少一个透气的障碍物，其中，障碍物限定构 造为细分出口孔口以便调节运动的流体流的至少一个参数的多个开口 。 通过本发明的实施例产生、导向、和/或控制的运动的流体流的参数包括 ^f旦不卩艮于运动的济b体;克的速度；运动的;充体流的方向；运动的;危体;危 的高度；流体流的角度；运动的流体流的脉冲频率；植物暴露于流体流 的时间；和上文中列出的参数的组合。
根据本发明的其它设备实施例，设备还可以包括与控制器通信的用 于定位多个植物中的至少 一个的地理位置以便绘图在农业环境内施加 特别的模拟的风力的位置的定位器设备。此外，本发明的设备实施例还 可以包括与所述控制器通信的用于存储与施加的风力和农业环境相关 的数据的存储设备。这样的数据可以包括但不限于多个植物中的至少 一个的地理位置；运动的流体流的参数；多个植物中的至少一个的特性 (诸如物种、杂种名称、或转基因生物(GMO)名称)；和/或这样的 数据类型的组合。此外，根据一些设备实施例，本发明的控制器可以包 括个人计算机、；敞处理器、和/或它们的组合。
如上文中一般地描述的，本发明的一些设备实施例还可以包括用于 相对于多个才直物运动设备的专用的车辆。4艮据一些实施例，车辆可以包 括以下至少一个拖拉机；履带式车辆；适合在一个或多个轨道上前进 的手推车；联合收割机；四轮驱动车辆；拖车；和/或它们的组合。此外， 车辆可以包括与产生设备、导向设备和控制器可操作地接合的框架，和 从框架的侧向下延伸的至少两个平行的滚动元件，使得当车辆相对于植 物运动时，所述框架可以支撑在多个植物上方。滚动元件可以包括例如 轮、轮和履带组件、和这些或其它滚动元件的组合。在一些其它实施例 中，车辆还可以包括与框架可操作地接合的用于容纳操作者的驾驶室， 与框架可操作地接合的用于相对于植物运动车辆的至少一个马达，和可 操作地接合在框架和至少两个平行的滚动元件之间使得框架可以在多 个植物的最大高度上方升高或降低的多个高度调节设备。在不同的实施 例中，高度调节设备可以包括液压促动器、气动促动器、和/或这样的设 备的组合。 一些设备实施例还可以包括可操作地接合在产生设备、导向 设备、控制器、和框架之间的可调节的子框架，其中，可调节的子框架 可以相对于框架升高或降低，使得本发明的流体流产生、导向、和控制 部件可以相对于多个植物升高和降低。根据不同的设备实施例，本发明 的控制器可以与用于控制框架和/或子框架的高度和/或构造的多个高度 调节设备和/或可调节的子框架通信。
本发明的实施例还提供用于将风力施加到农业环境内的多个植物 使得可以对于诸如例如对茎脆断的抵抗力和积极的茎和根倒伏特性的 风抵抗物理特性评价植物的方法。本发明的 一个方法实施例包括以下步 骤产生提供风力的运动的流体流；朝向多个植物中的至少一个的一部
分导向运动的流体流；和控制运动的流体流的至少一个参数，使得可以
对于风抵抗物理特性评价多个植物中的至少一个。此外，本发明的方法
2,例如,°提供适:能、够通过车辆运载的用于产生运动的流体i的产生
设备，提供与所述产生设备流体连通的用于导向运动的流体流的导向设 备，和提供与所述产生设备和所述导向设备通信的用于控制运动的流体 流的至少 一 个参数的控制器。本发明的 一 些方法实施例还可以包括相对 于多个植物运动提供的产生设备、导向设备、和控制器。附加的方法实 施例还包括提供用于运载产生设备、导向设备、和控制器使得产生设备、 导向设备、和控制器可以相对于多个植物运动的车辆。
根据 一 些方法实施例，产生步骤还包括产生以脉冲频率间歇的运动 的流体流。此外，在一些方法实施例中，导向步骤还可以包括激励至少
一个可运动的叶片以调节运动的流体流的至少一个参数。在一些方法实 施例中，本发明的控制步骤可以包括控制运动的流体流的不同的参数，
可以包括〃f旦不限于运动的流体流的速度；运动的流体流的方向；运动 的流体流动的高度；流体流的角度；运动的流体流的脉冲频率；植物暴 露于流体流的时间；和列出的参数的组合。
本发明的 一 些方法实施例还包括定位多个才直物中的至少 一 个的地 理位置以便绘图在农业环境内施加才莫拟的风力。其它方法实施例还可以 包括存储与施加风力相关的数据，包括例如，多个植物中的至少一个的 地理位置，运动的流体流的至少一个参数，多个植物中的至少一个的特 性，和/或这样的数据的组合。
从而，本发明的设备和方法的不同的实施例提供许多优点，可以包 括但不限于提供用于产生提供可以高效地施加到工作的农业研究环境 内的各种不同的植物和植物组的冲莫拟的风力的精确地可控制的流体流 的设备，提供用于复制已知为在商业化的农业环境中产生一定的类型的 植物破坏的风条件以便能够更好地选择存在对这样的破坏模式的抵抗 力的单独的植物的产生设备、导向设备和控制器，和提供跟踪、记录、 和/或绘图在农业环境(诸如包括不同的植物杂种和/或种类的群丛的研 究地块)内施加复杂的风力的能力。本发明的系统和方法的一些实施例 提供了提供用于迅速地和高效地将精确地可控制的模拟的风力施加到 困难的农业环境(包括例如湿的、重粘田、和作物的高的成熟的群丛) 内的各种作物的专用的车辆的附加的优点。
对于本领域中的普通技术人员明显的这些和其它优点将在本发明 的系统、方法、和计算程序产品中提供。
从而，已经概括地描述了本发明，现在将参考附图，附图没有必要 按比例绘制，并且其中
图l示出了包括产生设备、导向设备、和控制器的本发明的设备的 示例性的实施例的透—见图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的通过子框架组件运载的多个 产生设备的透^L图。
图3示出了本发明的设备实施例的透视图，包括用于相对于农业环
境内的多个植物前进产生设备、导向设备、和控制器的车辆。
图4示出了根据本发明的一个示例性的实施例的导向设备的透视图。
图5示出了根据本发明的一个示例性的实施例的有角度的导向设备 的透一见图。
图6示出了包括车辆的本发明的一个设备实施例的透^L图，其中， 车辆框架高度处于降低的构造。
图7示出了包括车辆的本发明的一个设备实施例的透^L图，其中， 车辆框架高度处于升高的构造。
图8示出了包括车辆的本发明的一个设备实施例的透岸见图，其中， 子框架处于相对于车辆框架的升高的"行进准备完毕"构造。
图9示出了包括产生、导向、和控制步骤的本发明的方法的一个实 施例的流程图。
向设备、和控制器的本发明的方法的 一 个实施例的流程图。
图11示出了还包括用于相对于多个植物运动产生设备、导向设备、
和控制器的步骤的本发明的方法的一个实施例的流程图。
图12示出了还包括用于定位多个植物中的至少一个的地理位置的
步骤的本发明的方法的 一 个实施例的流程图。
图13示出了还包括用于存储与多个植物中的至少一个和/或施加的
风力的一个或多个参数相关的数据的步骤的本发明的方法的一个实施
例的流程图。
图14示出了包括能够在一个或多个轨道上相对于多个植物前进的 手推车的本发明的 一 个设备实施例的侧视图。
图15示出了包括用于相对于多个植物悬挂设备的拖车和偏移框架 的本发明的 一 个设备实施例的透^L图。
图16示出了包括用于相对于多个植物相对于高架的框架和/或悬挂 索悬挂设备的组件的本发明的 一个设备实施例的侧视图。
图17示出了根据本发明的一个实施例的可以与通过导向设备限定 的输送管可操作地接合的透气的障碍物的示例。
图18示出了根据本发明的一个实施例的用于对于风抵抗物理特性 表征多个植物中的 一 个或多个的实验结果的示例。
图19示出了包括产生、导向、控制、和分开步骤的本发明的方法
的一个实施例的流程图。
具体实施例方式
现在将在下文中参考附图更加全面地描述本发明，其中，示出了本 发明的一些但不是全部实施例。事实上，本发明可以以许多不同形式实
施并且不应该解释为受限于这里陈述的实施例；而是，这些实施例提供 为使得本披露物满足可适用的法律要求。在全文中，相同的数字涉及相 同的元件。
虽然在下文中针对用于在限定行轴的行内种植玉米植物的农业环 境描述本发明的实施例，应该理解，本发明的实施例也可以用于将风力 施加到可以在各种构造和环境中培植的其它类型的植物。例如，在一些 实施例中，本发明的设备可以用于在各种植物种类中施加风力和评价风 抵抗力，包括但不限于大豆、草料、小粒谷类作物、草、含油种子、 高粱、和4壬-f可其它农作物。例如，本发明的一些实施例可以用于评1介作 物的风抵抗力和/或积极的站立能力特性，作物可以包括但不限于谷物、 紫花苜蓿、向日葵、芸苔、大豆、棉花、红花、花生、高粱、小麦、粟、 烟草、稻、大麦、燕麦、小麦、高粱、黑麦、和甘蔗。
另外，本领域中的普通技术人员应当理解，本发明的方法还可以用
于表征、识别、编目、和绘图各种不同的植物的风抵抗力特性，各种不 同的植物可以包括各种谷物、本地生植物、入4曼的植物种类、和或当暴 露于特定类型的风力时可以遭受损害和/或毁灭的在农业环境内培植和/ 或存在的其它植物。还应该理解，本发明的实施例可以用于施加风力以 使得一个或多个植物遭受干燥的空气流以便模拟干旱条件。此外，本发 明的一些实施例还可以用于施加风力以〗吏得一个或多个才直物遭受乂人农 业环境内培植的植物和/或植物组移除形成残留物和/或湿气的边界层。 此外，虽然在下文中针对从导向设备120向外导向的"呼出"流体流描 述本发明的实施例，本发明的 一 些实施例还可以通过将空气吸入导向i殳 备120 (即，例如施加真空力)产生将风力施加到农业环境内的多个植 物。
图1示出了用于将风力施加到诸如研究地块的农业环境内的多个植 物的本发明的设备100的一个实施例。在一些实施例中，设备至少包括
产生设备110、导向设备120、和用于控制设备100的操作的控制器130。 设备100可以适合通过车辆300 (例如，看图3)运载以相对于可以一 般地在多个4亍内种植和培才直的才直物325运动i殳备100。如图3 —4殳地示 出的，设备100 (和车辆300)可以在第一方向360前进，第一方向360 可以一4殳地平行于可以在研究地块内培植的植物325中的一行或多行。 使用导向设备120 (和在一些实施例中l是供的可运动的叶片121、 122， 如在下文中更加全面地描述的)，设备100能够在设备100 (和/或车辆 300)在第一方向360前进时朝向植物325中的一个或多个精确地导向 运动的流体流(诸如例如形成才莫拟自然发生的风事件的对应的风力的空 气和/或液体流)。从而，通过确定哪个单独的植物抵抗特别的类型的植 物石皮坏一几理，可以对于风4氐抗物理特性评Y介多个才直物325中的至少一个。 根据本发明的不同的实施例，本发明的设备100可以用于评价一个或多 个风抵抗物理特性，包括但不限于根倒伏因素；茎倒伏因素；杆脆断 因素；和可以指示对风导致的损害或破坏的特别的抵抗力和/或敏感度的 其它植物特性。
/人而，本发明的设备100的不同的实施例可以用于扭J亍方法步骤以 对于特别的风^l氐抗物理特性选择多个植物中的至少一个。此外，如在这 里进一步描述的，这样的选择步骤还可以包括比较多个植物中的至少一 个的风抵抗物理特性与至少一个参考植物(例如，已知呈现平均的风抵 抗物理特性的植物杂种或转基因生物(GMO))的已知的风抵抗物理特 性。例如，如图18—般地示出的，这样的参考植物可以包括分别具有 平均以下(PBA)、平均(PA)和平均以上(PAA)的基于在过去10 年内的自然的脆的事件之后收集的许多数据点的预知的脆断强度的参 考杂种。EXPOl、 EXP02、 EXP03、和EXP04、和EXP05表示可以对于 与参考植物相比的它们的脆断强度表征的多个实验的植物杂种中的至 少一个。
根据本发明的一些实施例，本发明的设备IOO还可以用于评价一个 或多个特定的风抵抗物理特性，包括但不限于早期根倒伏因素、晚期 根倒伏因素、和当受到选择的虫害和/或选择的疾病类型影响时的植物站
致谷物的茎倒伏，包括但不限于/通过^生炭疽菌导致的炭疽病茎腐烂，通过串珠镰刀菌导致的镰刀霉茎腐烂，通过玉米色二孢导致的色二孢茎 腐烂，通过玉蜀黍赤霉导致的赤霉菌茎腐烂。此外， 一些昆虫大量滋生 并且在植物茎内挖洞且能够导致倒伏。这样的虫害可以包括但不限于 小地老虎(球菜夜蛾)、普通条螟(杂色夜蛾)、欧洲玉米螟(欧洲玉 米螟)、和金针虫(线虫)。此外，可以在根内大量滋生和挖洞的可能
导致根倒伏的一些昆虫能够包括根虫(食根虫)和矫螬(白蛆)。 如图1中一般地示出的，在一个实施例中，设备100包括通过车辆
运载的用于产生运动的流体流提供风力以模拟 一 个或多个自然发生的 风条件的产生设备110。根据本发明的不同的实施例，产生设备110可 以包括但不限于涡轮；风扇；螺旋桨；叶轮设备；和/或它们的组合。 如图3中一般地示出的，产生设备110可以包括在与车辆300可操作地 接合和/或通过车辆300运载的子框架200上运载的旋转的风扇。在一些 实施例中，车辆300的框架310 (如在下文中更加全面地描述的)还可 以运载对应产生设备110并且与产生设备110可操作地接合的一个或多 个发动机340，用于经由从发动机340延伸到产生设备110的一个或多 个对应的驱动轴345为产生设备IIO提供动力。在其它实施例中，用于
地接合和/或集成，使得每个发动机340、产生设备IIO、和导向设备120 可以通过才莫块化的子框架200运载，才莫块化的子框架200可以与一个或 多个不同类型的车辆可操作地接合和/或通过一个或多个不同类型的车 辆运载， 一个或多个不同类型的车辆可以包括但不限于履带式车辆； 联合收割机；轮式车辆；底盘升高的车辆；和/或它们的组合。此外，如 图2中一4殳地示出的，多个产生i殳备110a-d可以通过子框架200运载， 子框架200可以与车辆(看图3、 6-8、 14、和15中一般地示出的不同 的车辆实施例)可操作地接合，以相对于植物运动设备100。例如，并 且如下文中更加详细地描述的，图3示出了车辆300的一个实施例，当 车辆在第一方向360前进时，用于经由可以悬挂在植物的行上方的子框 架200运载多个产生设备110。此外，如图15中一般地示出的，拖车 1500可以提供有偏移框架1520,用于经由子框架200悬挂运载多个产 生设备110,子框架200可以从偏移框架1520悬挂和/或悬臂，使得拖 车1500可以相对于植物325的平行地和侧向地邻近的行前进(经由连 接到多用途车辆的栓1530)。因此，如本领域中的普通4支术人员应当理
解的，本发明的一些模块化的设备100的实施例(如图1中一般地示出
的)可以通过许多不同类型的车辆运载以相对于各种植物325前进设备 100,使得设备100可以用于将风力(例如，模拟自然发生的风条件) 施加到受控的研究环境内的多个植物325中的一个或多个，以便选择对 于施加的风力具有特别的抵抗力特性的单独的植物。
如图l所示，设备IOO还可以包括与产生设备110流体连通的用于 朝向多个植物中的至少一个的一部分导向运动的流体流的导向设备 120。如图1中一^:地示出的，产生设备110可以包4舌出口 112 (例如， 限定管和/或输出管)，出口 112可以与导向i殳备120流体连通，在一些 实施例中，导向设备120还限定一个或多个补充的输出管，这些补充的 库lr出管能够导向运动的流体流和/或分开运动的流体流，以便朝向多个才直 物325中的至少一个的一部分导向运动的流体流的选择的部分。虽然图 1、 4、和5所示的导向设备实施例限定的输出管125—般地具有矩形的 截面，导向设备120还可以包括一个或多个圆形和/或椭圆形的管状元 件，用于朝向多个植物325中的至少一个的一部分导向运动的流体流。
此外，如在图17中一4殳地示出的，设备100还可以包括限定多个 开口 127a、 127b、 127c的透气的障碍物(诸如例如筛网)126。根据这 样的实施例，透气的障碍物126可以与出口 112可操作地接合，以便覆 盖限定的输送管，由此使得多个开口 127a、 127b、 127c构造为细分通 过一些设备100的实施例限定的矩形输送管125孔口。本领域中的普通 技术人员应当理解，通过透气的障碍物126限定的多个开口 127a、 127b、 127c的相对尺寸可以制#文为朝向多个植物325中的至少 一个的 一部分以 大致恒定的速度沿透气的障碍物126的垂直的维度导向运动的流体流。 此外，虽然图17示出了实施为筛网的透气的障碍物126,应该理解，透 气的障碍物126可以包括其它类型的多孔的和/或大致透气的设备，包括 但不限于烧结的金属材料；非织造的多孔材料；过滤器材料；和这样 的透气的障碍物的组合。
此外，#4居一些实施例，导向设备120(和/或由此限定的输送管125 ) 还可以包括用于调节运动的流体流的至少一个参数的至少一个可运动 的叶片121、 122。例如，如图4中一4殳地示出的，导向设备120可以包 括用于相对于导向设备120的出口导向运动的流体流410的导向叶片 121，使得可以通过设备的使用者选择地修改从导向设备120出去的流
体流的方向相对于导向设备的出口的平面的角度。例如，如图4中一般
地示出的，导向i殳备120的导向叶片121可以调节以^f更提供可以以相对 于运载导向设备200的车辆300的行进方向360 (看图3)的选择的角 度从导向设备的出口出去的运动的流体流420。导向叶片121可以调节 以提供可以以可以包4舌j旦不限于0。、 5。、 10°、 15。、 20°、 25°、 30。、 35。、 40°、 45°、 50。、 55。、 60。、 65。、 70。、 75。、 80。、 85。和90。的角度 从导向设备的出口出去的运动的流体流420。在一些情况中，这样的调 节可以允许导向设备120施加与可以在可以大致平4亍于车辆的行进方向 360的对应的行轴内延伸的植物325的多个4亍大致平4亍的风力。此外， 在其它实施例中，导向设备120的导向叶片121可以调节以便提供可以 大致垂直于运载导向设备200的车辆300的4亍进方向360 (看图3) 乂人 导向设备的出口出去的运动的流体流430。这样的替代的调节可以允许
360的对应的行轴内延伸的植物325的多个4亍的风力。
根据一些实施例，当设备100未处于操作中时，设备100的操作者 可以手动调节导向叶片121。例如，导向叶片121可以经由一个或多个 紧固件(包括但不限于螺钉、螺栓、和/或其它紧固件类型)与导向设 备120的出口可操作地接合， 一个或多个紧固件可以松开，使得导向叶 片121可以调节并且可释放地固定在选择的位置，使得从导向设备120 出去的运动的流体流可以导向为大致平行(看元件420)于设备100和/ 或构造为运载设备100的车辆300的行进方向360 ( —4殳地看图3 )。 导向叶片121还可以调节并且可释放地固定在多个替代的位置，使得可 以以相对于设备100和/或车辆300的行进方向360 ( —般地看图3 )的 角度(诸如90度，如通过表示为元件430的出去的流体流一般地示出 的)定向从导向设备120出去的运动的流体流。从而，根据本发明的不 同的实施例，导向设备120可以调节和/或控制使得平行于设备100的行 进方向360、大致平4亍于4亍进方向360、和/或以相对于4于进方向360的 选择的角度导向运动的流体流(施加对应的风力)。从而，导向设备的 可运动的叶片121、 122可以允许本发明的设备100沿植物325的行、 一般地垂直于植物325的行、和/或以相对于植物325的给定的行的任何 选择的角度导向^f莫拟的风力(对应由此产生的运动的流体流)。例如， 导向设备120的不同的部件(诸如例如导向叶片121)可以调节以提供
可以以相对于植物325的症会定的4亍的可以包括^旦不限于0°、 5。、 10°、 15。、 20。、 25。、 30。、 35。、 40。、 45°、 50°、 55。、 60。、 65。、 700、 75。、 80°、 85°和卯。的角度从导向设备的出口出去的运动的流体流420。
在本发明的其它设备实施例中，在设备100处于操作中时，也可以 通过控制器130 (看图1)(在下文中详细描述)远程地控制和/或激励 导向叶片121,控制器130与促动器设备123通信，促动器设备123能 够围绕轴线旋转导向叶片121,轴线可以一般地平行于导向设备120( — 般地看图4和5)的出口的平面布置。促动器设备123可以与控制器设 备130通信并且响应控制器设备130，以便相对于导向设备120的出口 改变导向叶片121的角度和/或位置。促动器设备123可以包括但不限于 气动促动器；液压促动器；机电设备；索引的旋转促动器；和/或它们的 组合。
如图4所示，本发明的一些设备实施例包括导向设备120 (和/或由 此限定的输送管)，导向设备120还可以包括至少一个关闭器叶片122, 至少一个关闭叶片122用于选择地切断和/或选择地阻止可以/人导向i殳 备120的出口出去的运动的流体流的流动。在一些实施例中，关闭器叶 片122能够围绕可以一般地平行于导向设备120的出口的平面(一般地 看图4和5)布置的轴线旋转，并且使得关闭器叶片122可以选择地布 置在"打开，，位置(使得运动的流体流可以从导向设备120出去并且可 以随后通过导向叶片121调节和/或导向，导向叶片121可以与导向设备 (如图4和5中 一般地示出的)的出口可操作地接合)。此外，根据一 些实施例，关闭器叶片122还可以旋转到"关闭"位置以在运动的流体 流从导向设备出去之前选择地中止运动的流体流。
如上文中对于导向叶片121描述的，关闭器叶片122的旋转、打开、 和/或关闭可以通过与导向设备120通信的控制器设备130控制。根据一 些设备实施例，控制器设备130还可以与促动器设备123通信，促动器 设备123构造为能够选择地旋转、打开、和/或关闭关闭器叶片122以便 控制运动的流体流从导向设备120出去。用于控制关闭器叶片122的促 动器设备123可以与用于控制导向叶片121的运动和/或旋转的分开的促 动器设备通信和/或补充分开的促动器设备，使得在一些实施例中，本发 明的设备100的操作者可以控制(经由控制器130)通过产生设备100 产生的运动的流体流。用于控制关闭器叶片122的促动器设备123可以
包括但不限于气动促动器；液压促动器；机电设备；索引的旋转促动 器；和/或它们的组合。促动器设备123能够迅速地旋转、打开、和/或 关闭关闭器叶片122,以便能够以"脉冲的，，模式(可以对应关闭器叶 片122的打开)朝向植物的一个或多个部分提供运动的流体流(和导向 运动的流体流)。例如，在一些实施例中，其中，i殳备100可以用于对 于对"脆断"的抵抗力评价植物325,可以激励关闭器叶片122以在大 致平行于车辆300行进方向360 (并且大致平行于植物325的行)提供 脉冲的运动的流体流(和对应的流体流)，其中，施加的风力交替地"开" (对应打开关闭器叶片122)—秒，和"关"(对应关闭关闭器叶片122) 一秒。
/人而，这里描述的不同的i殳备100的实施例可以用于精确地控制和 /或优化运动的流体流的至少 一个参数，使得可以对于风抵抗物理特性评 价多个植物325中的至少一个。例如，如在这里描述的，通过i更备100 控制的至少一个参数可以包括但不限于车辆300的行进速度；运动的 流体流的脉冲频率和/或才莫式；运动的流体流的体积(例如在CFM中测 量的)；和相对于主要的穗接附部位(例如对于玉米植物)的运动的流 体流输送角度、高度、和/或位置。如在这里对于图18和19描述的，本 发明的不同的实施例可以用于精确地将运动的流体流施加到参考^i物 和多个实验植物(诸如例如可能的风抵抗杂种或GMO)中的至少一个， 并且利用所得到的数据(诸如在特别的行和/或群丛内的呈现脆断和/或 根倒伏的植物的百分比)评价植物的一个或多个风抵抗特性。此外，设 备100可以用于控制施加的运动的流体流的一个或多个参数，以^更优化 对参考杂种组内的不同的性能种类中的杂种之间的差异的分辨力。例 如，参考杂种植物可以放置在基于相对强度或破坏的性能种类内，以在 最少三个生长季节内收集的自然的风暴事件中执行并且满足根据预先 限定的性能方针的数据质量标准。
如图5所示，本发明的一些设备实施例可以包括导向设备120,导 向设备120限定输送管，输送管具有出口孔口，出口孔口定向为相对于 产生设备110的出口 112成锐角。在这样的实施例中，导向设备120能 够在植物325上一般地向下导向运动的流体流以模拟向下的风力。根据 本发明的其它实施例， 一个或多个不同的导向设备120 (每个限定出口 孔口 ，出口孔口具有相对于产生设备110的出口 112的各种不同的角度)
可以选择地接附到产生设备110中的一个或多个。例如，如图1、 4和5 中一般地示出的，导向设备120可以经由多个紧固件(包括例如螺钉、 中环螺栓、快速释放销、和/或其它可重复使用的和/或可释放的紧固件) 可释放地接附到产生设备110,使得设备100的操作者可以选择不同类 型的导向设备120以导向和/或控制通过产生设备110产生的运动的流体 流。例如，设备100的操作者可以选择和接附在图4中一般地示出的导 向设备120,以沿一般地平行于地面的轴线朝向植物325导向运动的流 体流。在另一个示例中，设备100的操作者可以选择和接附在图5中一 屏殳地示出的导向i殳备120，以沿以锐角(以{更才莫拟可以施加到多个才直物 325上的下降气流或其它向下的风力)与地面相交的轴线朝向植物325 导向运动的;充体淨u 。
如图l所示，本发明的设备IOO还可以包括与产生设备IIO和导向 设备120(在一些示例中包括包含在其中的可运动的叶片121、 122和促 动器123)中的至少一个通信的用于控制运动的流体流的至少一个参数 的控制器130,使得可以对于风抵抗物体特性评价多个植物325中的至 少一个。例如，根据一些实施例，可以使用本设备100的部件调节的参 数可以包括但不限于运动的流体流的速度；运动的流体流的方向；运 动的流体流的角度；运动的流体流的高度；运动的流体流的脉冲频率； 和/或上文中列出的参数的组合。
根据一些实施例，本发明的控制器130可以经由有线的和/或无线的 通信方法与本发明的产生i殳备110通信，以控制由此产生的运动的流体 流的速度。例如，控制器130可以与对应可以为对应的产生设备110中 的一个或多个提供动力的发动机340的一个或多个节流控制和/或制动 机构通信。在其它实施例中，控制器130还能够选择地循环产生设备110 的强度和/或速度，以便产生以选择的脉冲频率变化的脉冲的和/或振荡 的运动的流体流。
此外，如上文中关于图4和5中一般地示出的导向设备详细描述的， 本发明的控制器130还可以与导向设备120、导向设备120的可运动的 叶片121、 122、和或促动器123通信(经由有线的和/或无线的技术)， 以激励、旋转、打开、和/或关闭导向叶片121和关闭器叶片122中的至 少一个，以便通过控制可以作为导向设备120的一部分包括并且能够经 由 一个或多个促动器123控制的 一个或多个附加的可运动的叶片来控制
可以朝向多个植物325的至少一部分导向的运动的流体流的不同的参 数，包括例如，脉冲频率(对应关闭器叶片打开和/或关闭的频率)、运 动的流体流的方向(例如，相对于车辆300的4于进方向360)、和/或运 动的流体流相对于地面的角度。
如在下文中关于还包括用于运载设备100的车辆300的本发明的设 备实施例更加详细地描述的，控制器130还可以与车辆的一个或多个部 件通信，以调节以下参数中的至少一个车辆300的速度(当车辆相对 于多个才直物325在第一方向360前进时)；车辆300的框架310的高度
(通过与一个或多个高度调节设备350通信和/或控制一个或多个高度 调节设备350 );和/或子框架200相对于车辆300的框架310的位置(以 便能够将车辆300和/或设备IOO转变为如图8中一般地示出的"行进准 备完毕，，模式)。如图3中一般地示出的，控制器130可以在可以与车 辆框架310可操作地接合的操作者驾驶室330内运载。在一些这样的实 施例中，控制器可以包括用户接口，可以包括但不限于触摸屏显示器， 计算机设备，个人计算机，便携式计算机，面板安装的控制器单元，和 /或能够接收一个或多个操作者输入的用于与控制器130通信的另一个 用户接口部件。此外，根据本发明的不同的设备100的实施例，控制器 130可以包《^以下至少一个个人计算^几；樣i处理器；和它们的组合。
本发明的一些设备100的设备实施例打算用于包括包含多个不同的 研究地块的研究田地的农业研究环境，其中，可以培植对应的多个不同 的植物种类。从而，为了绘图、跟踪、和/或编目施加风力(对应通过本 发明的设备IOO产生和导向的运动的流体流)，本发明的一些实施例还 可以包括与所述控制器通信的用于定位多个植物325中的至少 一个的地 理位置以便绘图在农业环境内施加模拟的风力的地理位置的定位器设 备(诸如GPS设备或其它定位器设备)。在一些农业研究环境中，可以 用 一个或多个电子发送机(诸如RFID设备和/或物理标杆或标签，包括 条形码或其它唯一的和电子地可读取的识别器)标记不同的研究地块
(和它们相对于研究环境的边界的位置)。从而，本发明的设备100的 实施例还可以包括一个或多个RFID和/或条形码扫描器(与控制器130 通信)，以4吏用电子地可读取的识别器识别和/或定位多个才直物325中的 一个或多个。此外，本发明的系统100的实施例还可以包括与控制器130 通信的用于存储与关于本发明的设备100的操作相关的数据、多个植物325的位置、和/或植物325的识别的存储设备(诸如硬盘驱动器、ZIP 驱动器、闪速存储器单元、和/或其它用于存储数据的存储设备)。例如， 在一些实施例中，存储设备可以存储的数据包括但不限于多个植物中 的至少一个的地理位置；施加才莫拟的风力的地理位置；运动的流体流的 至少一个参数；多个植物中的至少一个的特性；和它们的组合。
根据本发明的其它设备和系统实施例，本发明的控制器130可以与 植物成像系统和/或其它传感器阵列通信，诸如在全文作为参考加入这里 的美国临时申请No. 60/704,412中披露的，使得控制器130能够感测和/ 或分析植物325和/或它们周围的环境并且响应从成像系统和/或传感器 阵列接收的数据调节通过设备100产生的运动的流体流的一个或多个参 数。从而，控制器130能够接收和/或编译与多个植物325中的一个或多 个的特性相关的数据和/或对应农业环境的环境条件的数据，包括但不限 于相对湿度、温度、大气压力、土壤温度、土壤水含量、和其它因素。 例如，控制器130 (使用从传感器阵列接收的数据)可以控制设备100 以响应探测到特别湿的土壤条件产生低速度和/或低频率的脉沖的流体 流。此外，控制器130可以使用从传感器阵列接收的植物特性数据(诸 如植物高度和/或形态学)以控制设备100以定制运动的流体流参数以在 可以通过可探测到的形态学差异识别的不同的植物种类中和/或相似植 物的不同的生命周期阶段中对于积极的站立能力特性选择。
如在上文中一般地描述的，并且如图3、 6、 7、 8、 14、和15所示， 本发明的一些设备实施例还可以包括用于相对于可以在农业环境内培 才直的多个才直物325运动i殳备100的车辆。在一些实施例中，如图3、 6、 7、 8、和14中一般地示出的，车辆可以包括自推进车辆(诸如履带式 车辆300和/或构造为能够沿可以安装在实-险室、农业环境、和/或温室 内的一个或多个轨道1410前进的手推车1420 )。
例如，如图14中一4殳地示出的，本发明的一个实施例可以包括通 过手推车和/或有轨车辆1420运载的设备100 (包括产生设备110和导 向设备120),手推车和/或有轨车辆1420可以以选择的速度沿一组專九 道1410相对于可以在温室和/实-睑室环境内培植的多个植物325前进。 根据这样的实施例，设备100能够将风力施加到高度受控的环境(诸如 室内的温室和/或实马全室)内的多个才直物325。经由專九道1410和/或手4, 车1420运载设备100还可以为设备100提供相对稳定的平台，使得导
向i殳备120 (和在导向设备120的一些实施例中包括的导向叶片121和 关闭器叶片122)可以将更加精确地可控制的模拟的风力提供给多个植 物325。从而，本发明的一些实施例可以用于在湿度、土i裏条件、光级、 和其它生长条件可以控制的环境内施加精确的模拟的风力，使得可以对 于这样的生长条件评价植物325的风抵抗力(和/或对一定的风破坏机理 的每丈感度)。在其它实施例中，4九道1410可以;故置在生长田地和/或研 究地块内，使得还可以经由轨道1410和手推车1420在室外的农业环境 内运载本发明的i殳备100。在一些实施例中，轨道1410可以通电以驱动 手推车1420。才艮据一些其它实施例，手推车1420还可以运载用于为产 生设备110和/或手推车1420提供动力的一个或多个马达340。在其它 实施例中，轨道1410可以包括用于相对于多个植物325前进手推车1420 (和或可以通过轨道1410的线性促动器实施例运载的平台(没有示出)) 的一个或多个计算机控制的线性促动器。从而，例如，线性促动器设备 能够以精确编程的速度相对于多个植物1410前进产生设备110和/或导 向设备120,以便更加精确地建模^^莫拟的风力。
如图16中一般地示出的，设备100的一些实施例(包括产生设备 110和导向设备120)可以从高架的位置悬挂。例如，设备100可以通 过一个或多个索1610从高架的梁1620悬挂，使得设备100可以悬挂在 室内和/或室外的农业环境内的多个才直物上方。例如，高架的梁1620可 以包括但不限于温室和/或实验室结构的横梁。在其它实施例中，设备 100还可以/人在诸如研究地块和/或生长田地的室外的农业环境内竖立 的梁1620和/或柱1630悬挂。在一些替^(&的实施例中，索1610还可以 从通过一个或多个梁1620限定和/或接附到一个或多个梁1620的一个或 多个轨道(没有示出)悬挂，使得设备100可以选择地运动(当处于悬 挂在农业环境上方的位置时，相对于多个植物325,经由轨道使用)。
虽然本发明的一些车辆300的实施例(如图3和6-8中一般地示出 的)可以为自推进的，本发明的一些实施例(如图15中一般地示出的) 可以包括拖车1500，拖车1500包括4仑1510和栓1530组件，用于运载 设备100,使得可以在各种不同的车辆后面牵引本发明的设备100,各 种不同的车辆可用于农业环境，包括但不限于卡车、拖拉机、和收获 机具。如图15中一般地示出的，用于运载本发明的产生设备110和导 向设备120的一些拖车1500的实施例可以包括与子框架200可操作地 接合的偏移框架1520，用于相对于植物325的行悬挂设备100 (包括产 生设备110和对应的导向设备120),以便能够平行和/或垂直于在农业 环境内培植的植物的 一个或多个行施加模拟的风力(可以使用在一些导 向设备120的实施例中提供的叶片121、 122精确地控制)。偏移框架 1520可以构造为从拖车1500的一侧或全部两侧将本发明的设备100的 部件悬挂在植物的行上方和/或之间，使得可以将拖车1500拉在植物325 的行之间限定的通路内的多用途车辆后面。如图15所示，拖车1500可 以为用于将风力施加到农业环境内的多个植物的整体的系统，不^5L包括 产生设备110、导向设备120、和控制器130，还包括马达340和/或其 它辅助系统(诸如定位器设备、存储设备、和/或其它电子控制元件和/ 或用于操作导向设备120的可运动的叶片121、 122的促动器)。从而， 拖车1500可以作独立的设备操作以产生施加到多个植物的风力，使得 可以在不需要通过拖车供应的辅助动力的情况下对于风抵抗物理特性
评价多个植物中的至少 一个。
将一个或多个产生设备110和/或导向设备120 (并且，在一些实施 例中，用于为产生设备110提供动力的马达和/或发动机340)放置在子 框架200上可以允许本发明的设备100的实施例(例如看图2)通过可 以对于特定的农业环境定制的各种构造的各种车辆运载。例如，如图6 中一般地示出的，本发明的产生设备IIO和导向设备120部件可以通过 子框架200运载，子4医架200可以通过车辆300悬挂在多个才直物325上 方(一4殳地看图3和7),车辆300包4舌才匡架310,框架310可以与子 框架200可操作地接合和/或能够运载子框架200。此外，如图15所示， 子框架200 (运载本发明的设备100)可以与拖车1500的偏移框架1520 可操作地接合，拖车1500的偏移框架1520适合能够邻近拖车1500的 行进路径悬挂子框架200,使得当在从植物的行偏移的通路行进时，拖 车可以大致平4亍于才直物325的行前进i殳备100。
才艮据一些实施例，如图3、 6、 7、和8中一般地示出的，车辆300 可以包括履带式车辆，履带式车辆至少包括一夂人车辆框架310的侧向下延 伸的履带轮组件320的流体。然而，如本领域中的普通技术人员应当理 解的，本发明的一些冲莫块化的设备100的实施例(例如图l和2所示) 可以通过子框架200运载和/或接附到可以适合在农业环境(诸如研究地 块)中相对于多个植物325前进设备100 (包括产生设备110和导向设
备120)的各种不同类型的车辆。例如，运载本发明的设备100的车辆 300可以包括j旦不限于拖拉机；履带式车辆(包括例如有时在军用车 辆和/或推土积4/U戒中使用的轮和履带组件)；拖车1500 (如上文中讨 论并且在图15中一l殳地示出的)；耳关合收割才几或其它运动收割积4成； 适合在对应的4九道1410上运载的手推车1420(看图14);四^"车辆(包 括例如具有犁或适用于运载如图2中一般地示出的子框架200的其它接 附装置的多用途卡车)；和/或列出的车辆的组合。在一些附加的实施例 中，运载本发明的设备100的车辆300可以包括高空隙的农用喷雾器或 其它高空隙的四轮驱动拖拉才几，诸如，例如，通过Clarion, Iowa的Hagie Manufacturing Company制造的STS-10喷雾器车辆。
可以作为本发明的设备100的一部分和/或运载器包括的专用的车 辆300的一个示例在图6、 7、和8中一4殳地示出。车辆300包括与产生 设备110、导向设备120和控制器130可操作地接合和/或运载产生设备 110、导向设备120和控制器130的框架310。如上文中一般地描述的， 框架310能够运载才莫块化的子框架200，才莫块化的子框架200可以又运 载本发明的产生设备110和导向设备120。如图7所示，在一些车辆300 的实施例中，子框架可以在车辆300的前面运载四个产生设备IIO和四 个对应的导向设备120 (诸如例如图4和5所示的导向设备)，使得当 车辆在行进方向360前进时，导向设备能够以相对于植物325的行的角 度施加风力。如上文中对于导向设备和图4和5描述的，导向设备120 的导向叶片121可以允许沿植物的行(其中，行轴线大致平行于车辆行 进方向360延伸)施加风力420和/或可以大致垂直于行轴施加并且穿过 可以通过导向i殳备120 (如图7所示可以/人子框架200向下延伸)围绕 的植物325的一个或多个行的垂直的风力430。
此外，车辆300还可以包括从车辆框架310的对应的两侧向下延伸 的至少两个平行的滚动元件320,使得可以将框架支撑在多个植物325 上方(一般地看图7),其中，车辆框架310示出为经由多个高度调节 设备350在多个植物325上方悬挂在高度h。在一些实施例中，滚动元 件320可以包括轮、轮和履带组件；和/或它们的组合。根据一些实施例， 在图6-8中一般地示出的轮和履带组件320可以用于有效地分布车辆 300、子框架200、和本发明的才莫块化的设备100的相对重的重量，使得 车辆可以更加容易地穿过泥泞的和/或雨水浸湿的农业环境。本发明的车
辆300可以经常面对泥泞的和/或浸湿的地形，特别是在用于识别呈现根 倒伏特性的植物325的方法实施例(一般地看下文)中，这可以通过在 施加模拟的风力之前大量地灌溉农业环境提前制备。在一些实施例中通 过使用轮和履带组件320提供的车辆300的重量的更加有效的分布可以 允许运载本发明的设备100穿过泥、;宁的环境以模拟经常在雨水浸湿和/ 或泥、;宁的土:t裏中导致植物根倒伏的风条件。从而，轮和履带组件320用 作滚动元件可以允许本发明的一些实施例的车辆300更有岁丈地表征和/ 或选择植物325的根倒伏特性。
根据本发明的一些实施例，车辆300还可以包括驾驶室330,驾驶 室330与车辆框架310可操作地接合，用于容纳设备100的操作者(和 /或车辆300的驾驶员)。在一些实施例中，驾驶室330还可以运载和/ 或容纳本发明的控制器130，使得车辆300和/或设备100的操作者能够 观察来自控制器的输出和/或输入数据和/或控制调节通过本发明的产生 设备110和导向设备120产生和/或导向的运动的流体流的 一 个或多个参 数。驾驶室330还可以包括控制和/或输入设备，使得操作者可以控制车 辆的总体操作，诸如用于一个或多个马达的节流控制装置(可以为车辆 300的滚动元件320和/或产生设备100中的一个或多个提供动力)。驾 驶室330还可以容纳制动控制装置、用于激励导向设备120的可运动的 叶片121、 122的控制装置、用于激励高度调节设备350的控制装置(如 在下文中对于图6和7描述的)、用于外部的和/或驾驶室照明的控制装 置、为了操作者的舒适度的空调装备、和/或可以用于操作本发明的车辆 300、产生设备IIO、和/或导向设备120的其它控制装置。
此外，如图3和6-8所示，车辆300还可以包括与车辆框架310可 操作地接合的用于相对于多个植物325运动车辆300的一个或多个马达 和/或发动机340。如上文中所述，车辆300还可以运载用于经由可以从 车辆框架310延伸到产生设备110 (可以通过分开的子框架200运载)
个马达340。此示例性的实施例在图6中一4殳地示出。车辆300还可以 运载用于为滚动元件320 (诸如图6-8所示的4仑和履带组件320,和/或
系统和/或传输单元的轮和轴装置)提供动力的一个或多个马达340。 本发明的车辆300还可以包括可操作地接合在车辆框架310和滚动
元件320之间的多个高度调节设备350,使得所述框架310可以在多个 植物325的最大高度h (看图7)上方升高或降低。此外，高度调节设 备还可以降低，使得车辆高度h相对低，使得可以将模拟的风力(经由 本发明的设备100提供)施加到具有高度更低的外形的不成熟的植物和 /或作物。另夕卜，根据一些实施例，高度调节设备350中的每个可以单独 地调节，使得可以在其余高度调节设备350保持在缩短的构造的同时伸 长高度调节设备350中的一个或多个。通过单独地控制高度调节设备 350,本发明(和/或控制器130)的操作者可以确保车辆300 (和通过其 运载的产生设备110和/或导向设备120)保持大致水平，即使车辆300 可以操作的农业环境内可以存在不平坦的地形。此外，高度调节设备350 还可以用于升高和/或降4氐车辆300才匡架的侧面、后面、前面、和/或一 个或多个拐角，以便调节运动的流体流从导向设备120出去并且沖击多 个植物325的角度和/或朝向。在一些实施例中，高度调节设备350可以 包括但不限于液压促动器；气动促动器；可调节的重型振动；和它们 的组合。
如在上文中一般地描述的，并且如图8所示，产生设备110和导向 设备120可以经由子框架200运载，子框架200可以与车辆才医架310可 操作地接合。子框架200还可以经由可以相对于车辆框架310提高子框 架200的一个或多个促动器210与车辆框架310可操作地接合。如图8 所示，子框架和车辆框架可以可旋转地固定到连接器臂，连接器臂可以 提高(通过促动器210 (可以包括用于提高子框架210的液压的和/或气 动的促动器))通过角度215,使得可以将子框架210提高到"行进准 备完毕，，位置。^v而，车辆300可以在不平坦的和/或障碍散布的地形上 前进，不在这样的地形和/或障碍上拖导向设备120。根据一些这样的实 施例，控制器130可以与用于相对于地面和/或相对于多个^f直物升高和/ 或降低子框架的可调节的子框架210 (或促动器210)通信。根据一些 实施例，控制器130可以调节子框架200相对于车辆框架310和/或下面 的周围的农业环境的地形定向所成的角度215。
本发明的一些实施例还包括用于在农业环境(诸如农业研究地块) 内将风力施加到多个植物325的方法。如图9所示，本发明的方法的一 个实施例包括接下来的步骤用于产生提供风力的运动的流体流(看图 4和5，元^f牛410)的步骤910;用于朝向多个植物325中的至少一个的 一部分定向运动的流体流(看图4和5,元件420和430)的步骤920; 和控制运动的流体流的至少 一 个参数使得可以对于风抵抗物理特'f生评 -阶多个才直物325中的至少一个的步骤930。
如图19所示，本发明的一些方法实施例还可以包括用于对于风抵 抗物理特性选择多个植物中的至少一个的步骤1910。根据一些实施例， 用于选择的步骤1910还可以包括比4交多个植物中的至少一个的风抵抗 物理特性与至少一个参考植物的已知的风抵抗物理特性。虽然在一些实 施例中，步骤1910可以包括对于特别的风抵抗特性选择，其它方法实 施例还可以包括一般地确定是否多个植物中的任何植物呈现风抵抗物 理特性。例如，在一些实施例中，施加到多个植物的运动的空气流(例 如，看步骤920)可以在全部多个植物中导致脆断(或其它植物破坏)， 这可以指示多个植物中没有植物呈现特别的风抵抗物理特性。
例如，本发明的 一些方法实施例可以包括精确地控制施加到多个植 物中的 一个或多个的运动的空气流的参数，以便选择和表征种质以及显 型并且识别种质内的良好的和/或不合需要的数量性状位点(QTL),这 可以确定各种风4氐抗物理特性，可以包括「j旦不限于玉米的脆断4氐抗力、 茎强度、和根强度。用于玉米杂种的这样的表征的一个示例一般地在图 18中示出，其中，PHOl、 PH02、和PH03表示分别具有平均以下(通 过"PBA，，表示)、平均(通过"PA"表示)和平均以上(通过"PAA" 表示)的基于在过去10年中在参考植物中观察到的自然的脆断事件之 后收集的许多数据点的预知的脆断强度的参考杂种，并且EXPOl、 EXP02、 EXP03、和EXP04、和EXP05表示可以对于脆断强度表征(使 用例如本发明的不同的方法实施例)的实^r杂种。
用于控制施加到多个实验杂种植物的运动的空气流的步骤930还可 以用于突出和/或优化参考杂种组内的不同的性能种类内的杂种之间的 差异的分辨力。参考杂种可以放置在基于相对强度或破坏的性能种类 内，以在最少三个生长季节内收集的自然的风暴事件(其中，"强度" 一般地在这里用"风抵抗物理特性"来指示)中执行并且满足通过选择 的性能方针限定的数据质量标准。
根据本发明的不同的实施例，使用本发明的方法步骤评价的风抵抗 物理特性可以包括但不限于根倒伏因素；茎倒伏因素；杆脆断因素； 和它们的组合。才艮据本发明的一些方法实施例，方法可以用于评^介一个 或多个特定的风抵抗物理特性，包括但不限于早期根倒伏因素，晚期 根倒伏因素，和受到选择的虫害和/或选择的疾病类型影响的植物站立能 力特性。早期根倒伏限定为在开花期之前或开花期发生的根倒伏。晚期 根倒伏为通过开花在开花期之后发生的根倒伏。许多疾病能够导致谷物
的茎倒伏，包括但不限于通过禾生炭疽菌导致的炭疽病茎腐烂，通过 串珠镰刀菌导致的镰刀霉茎腐烂，通过玉米色二孢导致的色二孢茎腐 烂，通过玉蜀黍赤霉导致的赤霉菌茎腐烂。此外， 一些昆虫大量滋生并 且在植物茎内挖洞且能够导致倒伏。这样的虫害可以包括但不限于小 地老虎(球菜夜蛾)、普通条螟(杂色夜蛾)、欧洲玉米螟(欧洲玉米 螟)、和金针虫(线虫)。此外，可以在根内大量滋生和挖洞的可能导 致根倒伏的一些昆虫能够包括根虫(食根虫)和蜂螬(白蛆)。
根据本发明的一些方法实施例， 一个或多个准备步骤可以在下文中 列出的方法步骤开始之前执行。例如，为了对于一定的植物种类(诸如 谷物)评价根倒伏因素，可以在施加才莫拟的风力之前充分地灌溉农业环 境(例如，使用滴流软管和/或带)。
如图10中一般地示出的，本发明的一些方法实施例还可以包括提 供步骤1010,用于提供(1)适合能够通过车辆300运载的用于产生 运动的流体流410的产生设备110, (2)与产生设备110流体连通的用 于导向运动的流体流的导向设备120 (限定输送管和/或通道，如图4和 5中一般地示出的)，和(3)与产生设备IIO和导向设备120通信的用 于控制运动的流体流的至少一个参数的控制器130。在本发明的方法的 一些实施例中，设备100的实施例(如图1中一般地示出的)可以在步 骤1010中提供，用于执行方法步骤910-930，以朝向多个4直物325中的 至少 一个的 一部分以精确地控制的和/或导向的方式施加冲莫拟的风力，以 便对于风抵抗物理特性评价植物。根据一些方法实施例，提供步骤1010 还可以包括提供用于运载产生设备110、导向设备120、和/或控制器130 的车辆300 (例如看图3、 6-8),使得产生设备IIO、导向设备120、和 控制器130可以相对于多个植物325运动。从而，如图11 一般地示出 的，本发明的一些方法实施例还可以包括用于相对于多个4直物325运动 产生设备IIO、导向设备120、和控制器130的步骤1110。例如，在一 些方法实施例中，其中，例如，方法用于选择具有对于响应"脉冲的" 风力(即，交替的一秒周期的"开"和"关")的脆断的相对抵抗力的植物325,步骤1110还可以包括以相对慢的步调(诸如例如0.8到1.2 英里每小时)相对于多个植物325运动产生设备110、导向设备120、 和控制器130,使得每个植物可以遭受来自导向设备120的6-8个脉冲 的阵风。
提供步骤1010还可以包括提供可操作地接合在产生设备110、导向 设备120、和控制器130之间的可调节的子框架200 (看图2 ( —般地示 出了通过子框架200运载的多个产生设备110)和图3 (示出了与车辆 300可操作地接合的子框架200))。根据一些这样的方法实施例，方 法还可以包括调节可调节的子框架200相对于车辆300 (和/或车辆框架 300,如图8所示)的高度，使得产生设备、导向设备和控制器可以相 对于多个植物325和/或限定农业环境的地面升高或降低。如上文中关于 本发明的设备100的实施例一般地描述的，控制步骤930还可以包括控 制可调节的子框架200,使得产生设备110、导向设备120、和/或控制 器130可以相对于多个植物325升高和降^f氐。
根据本发明的 一些方法实施例，产生步骤910还可以包括以脉冲频 率间歇地产生运动的流体流。如上文中更加详细地讨论的，本发明的i殳 备实施例的控制器130可以与马达340、和/或产生i殳备110中的至少一 个通信，以控制和/或循环产生设备110 (可以包括旋转风扇、涡轮、或 能够产生运动的流体流的其它设备)的速度。例如，产生步骤910可以 包括使用控制器130激励节流和/或制动系统以调节和/或循环旋转产生 设备(诸如旋转风扇)的旋转，以便以脉冲频率间歇地产生运动的流体 流。从而，在一些实施例中，本发明的方法的步骤910可以允许产生脉 冲的风力(具有特征力永冲频率)，脉冲的风力可以近似可以在一些敏感 的植物中导致脆断、杆断裂、和/或节点破坏的脉冲的和/或间歇的风力。
此外，在本发明的一些方法实施例中，本发明的导向步骤920可以 包括激励至少一个可运动的叶片(看例如图4和5所示的元件121、 122) 以调节在本发明的方法的步骤910产生的运动的流体流的至少一个参 数。在一些方法实施例中，操作者可以手动激励一个或多个导向叶片121 以调节运动的流体流(420, 430)从导向设备120出去的角度。此外， 导向步骤920还可以包括使用促动器123自动地旋转(例如经由通过控 制器130发送的控制信号)导向叶片121和/或关闭器叶片122中的至少 一个(如在上文中关于图4和5详细描述的)。导向步骤920还可以包
括安装限定修改的和/或有角度的输送管(例如看图5)的替代的导向设
备120,使得可以一般地向下朝向多个植物325中的至少一个导向从导 向设备120出去的运动的流体流(420, 430)。此外，在利用上文中描 述的不同的车辆300的实施例的一些方法实施例中，导向步骤920还可 以包括调节高度调节设备350中的至少一个，以改变车辆300的框架310 可以相对于地面和/或植物325定向的角度，使得可以朝向和/或远离多 个植物325中的至少一个以选择的角度导向从导向设备120出去的运动 的流体流(420, 430)。
控制步骤930还可以包括控制使用本发明的不同的方法步骤产生 (看步骤910)和/或导向(看步骤920)的运动的流体流410、 420、 430 的至少一个参数。根据不同的方法实施例，控制步骤930可以包括控制 流体流参数，包括但不限于运动的流体流的速度(通过控制例如产生 设备110的速度和/或可运动的叶片121、 122的位置)；运动的流体流 的方向；运动的流体流的高度；运动的流体流的力永冲频率；和它们的组 合。在一些方法实施例中，可以控制运动的流体流(410, 420, 430) 的方向和/或角度，例如，通过以下方法中的至少一个调节可运动的叶 片121、 122的位置，改变导向设备120的类型(看图4-5),和/或调节 车辆框架310和/或子框架200相对于地面的位置。此外，可以控制运动 的流体流的脉沖频率，例如，通过以下方法中的至少一个根据预先设 定的模式(诸如， 一秒"开"和一秒"关")将关闭器叶片122的位置 从"打开，，调节到"关闭"位置和/或周期地调节产生设备110的速度以 脉冲由此产生的运动的流体流。
如图12中一4殳地示出的，本发明的方法实施例还可以包括用于定 位多个植物325中的至少 一个的地理位置以便绘图在农业环境内施加才莫 拟的风力的地理位置的步骤1210。因为，本发明的方法可以在农业研究 地块内执行，其中，许多实验植物杂种、转基因生物(GMO)、和不同 的其它植物种类可以在特定的地块内生长，在一些方法实施例中，优选 地执行定位步骤1210,使得可以对于一定的杂种和/或转基因生物种类 的已知的位置准确地绘图施加选择的模拟的风力，使得可以准确地确定 这些种类对给定的才莫拟的风力的响应。此外，如图13中一般地示出的， 本发明的方法实施例还可以包括用于存储与施加;溪拟的风力和/或车辆 300和/或设备100相对于给定的研究地块的位置的数据。存储步骤1310还可以包括将数据存储在可以与控制器130通信和/或集成的存储设备
内。在一些实施例中，存储步骤1310还可以包括接合可移除的存储设 备(诸如ZIP驱动器、闪速存储器设备、数据盘)与控制器130,以复 制与在一个或多个不同的研究地块内施加多个不同的模拟的风力相关 的数据。从而，本发明的设备100的实施例的操作者可以从控制器下载 和/或复制这样的数据并且将这样的数据运载到现场外的实验室、数据 库、和/或统计分析系统，以确定哪个植物325和/或植物种类可能当暴 露于选择的模拟的风力时最少易受损害和/或破坏。根据不同的方法实施 例，存储步骤1310可以包括存储数据，包括但不限于多个植物325 中的至少一个的地理位置；施加才莫拟的风力的地理位置；运动的流体流 的至少一个参数；多个植物325中的至少一个的特性(诸如，例如，年 龄、转基因生物名称、杂种名称、湿度含量、遗传信息、和/或其它植物 信息)；和上文中列出的数据类型的组合。
本领域中的普通技术人员在上文中的描述和相关的附图的教示下 可以想起本发明的许多^f奮改和其它实施例。因此，应该理解，本发明不 限于披露的特定的实施例，并且打算在后附的权利要求书的范围内包括 4务改和其它实施例。虽然这里4吏用了特定的术语，它们4又用于普通的和 描述性的意义并且不具有限制性的目的。
权利要求
1.用于将风力施加到农业环境内的多个植物的设备，设备适合通过车辆运载以相对于多个植物运动设备，设备包括通过车辆运载的用于产生提供风力的运动的流体流的产生设备；与所述产生设备流体连通的用于朝向多个植物中的至少一个的一部分导向运动的流体流的导向设备；与所述产生设备和所述导向设备通信的用于控制运动的流体流的至少一个参数使得可以对于风抵抗物理特性评价多个植物中的至少一个的控制器。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中，产生设备包括以下至少一个涡轮； 风扇； 螺旋桨； 叶轮设备；和 它们的组合。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中，产生设备还适合能够以脉 冲频率间歇地产生运动的流体流。
4. 根据权利要求1所述的设备，其中，导向设备包括构造为从导 向设备的出口朝向多个植物中的至少 一 个的部分导向运动的流体流的输送管。
5. 根据权利要求4所述的设备，其中，输送管还包括用于调节运 动的流体流的至少一个参数的至少一个可运动的叶片。
6. 根据权利要求4所述的设备，其中，输送管限定至少一个出口 孔口，设备还包括与输送管可操作地接合并且限定构造为细分出口孔口 以便调节运动的流体流的至少 一个参数的多个开口的至少 一个透气的 障碍物。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个参数包括以下至 少一个运动的流体流的速度； 运动的;危体;充的方向； 运动的流体流的高度；运动的流体流的"永冲频率；和 它们的纟且合。
8. 根据权利要求1所述的设备，还包括与所述控制器通信的用于 定位多个植物中的至少 一个的地理位置以便绘图在农业环境内施加模 拟的风力的地理位置的定位器设备。
9. 根据权利要求1所述的设备，还包括与所述控制器通信的用于 存储以下至少 一 个的存储设备多个才直物中的至少 一 个的地理位置； 施加才莫拟的风力的地理位置；运动的流体流的至少 一 个参数； 环境条件；多个^i物中的至少一个的特性；和 它们的组合。
10. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器包括以下至少 一个个人计算机； 微处理器；和 它们的组合。
11. 根据权利要求1所述的设备，还包括可操作地接合在所述产生 设备、所述导向设备、所述控制器、和车辆之间的可调节的子框架，其 中，所述可调节的子框架可以相对于车辆升高或降低，使得所述产生设 备、所述导向设备和所述控制器可以相对于多个植物升高和降低。
12. 根据权利要求11所述的设备，其中，所述控制器与所述可调 节的子框架通信以控制所述可调节的子框架，使得所述产生设备、所述 导向设备和所述控制器可以相对于多个植物升高和降低。
13. 根据权利要求1所述的设备，其中，风抵抗物理特性为以下至 少一个根倒伏因素； 茎倒伏因素； 杆脆断因素；和 它们的纟且合。
14. 用于将风力施加到农业环境内的多个植物的设备，包括 用于相对于多个植物运动i殳备的车辆；通过车辆运载的用于产生提供风力的运动的流体流的产生设备；与所述产生设备流体连通的用于朝向多个植物中的至少 一 个的一部分导向运动的流体流的导向i殳备；与所述产生设备和所述导向设备通信的用于控制运动的流体流的 至少 一个参数使得可以对于风抵抗物理特性评价多个植物中的至少一 个的控制器。
15. 根据权利要求14所述的设备，其中，所述车辆为以下至少一个拖拉机；履带式车辆；拖车；联合收割机； 四轮驱动车辆；和 它们的组合。
16. 根据权利要求14所述的设备，其中，所述车辆还包括与所述产生设备、所述导向设备和所述控制器可操作地接合的框 架，所述框架包括两个侧；/人所述一医架的对应的两个侧向下延伸的至少两个平4于的滚动元^f牛， 使得所述框架可以支撑在多个植物上方。
17. 根据权利要求16所述的设备，其中，所述至少两个平行的滚 动元件包括以下至少一个轮；轮和履带组件；和 它们的纟且合。
18. 根据权利要求16所述的设备，其中，所述车辆还包括 驾驶室，与所述框架可操作地接合，用于容纳操作者； 至少一个马达，与所述框架可操作地接合，用于相对于多个植物运动车辆；可操作地接合在所述框架和所述至少两个平行的滚动元件之间使 得所述框架可以在多个植物的最大高度上方升高或降低的多个高度调 节设备。
19. 根据权利要求18所述的设备，其中，所述多个高度调节设备 包括以下至少一个液压促动器； 气动促动器；和 它们的纟且合。
20. 根据权利要求18所述的设备，其中，所述控制器与所述多个 高度调节设备通信以控制所述多个高度调节设备，使得所述框架可以在 多个植物的最大高度上方升高或降低。
21. 根据权利要求16所述的设备，其中，所述框架还包括可操作 地接合在所述产生设备、所述导向设备、所述控制器、和所述框架之间 的可调节的子框架，其中，所述可调节的子框架可以相对于所述框架升 高或降低，使得所述产生设备、所述导向设备和所述控制器可以相对于 多个植物升高和降低。
22. 根据权利要求21所述的设备，其中，所述控制器与所述可调 节的子框架通信以控制所述可调节的子框架，使得所述产生设备、所述 导向设备和所述控制器可以相对于多个植物升高和降低。
23. 根据权利要求14所述的设备，其中，产生设备包括以下至少 一个涡轮； 风扇； 螺旋桨； 叶轮设备；和 它们的纟且合。
24. 根据权利要求14所述的设备，其中，产生设备还适合能够以 脉沖频率间歇地产生运动的流体流。
25. 根据权利要求14所述的设备，其中，导向设备包括构造为从 导向设备的出口朝向多个植物中的至少 一 个的部分导向运动的流体流的输送管。
26. 根据权利要求14所述的设备，其中，输送管还包括用于调节 运动的流体流的至少 一个参数的至少 一个可运动的叶片。
27. 根据权利要求25所述的设备，其中，输送管限定至少一个出 口孔口，设备还包括与输送管可操作地接合并且限定构造为细分出口孔 口以便调节运动的流体流的至少 一 个参数的多个开口的至少 一 个透气 的障碍物。
28. 根据权利要求14所述的设备，其中，至少一个参数包括以下 至少一个运动的流体流的速度； 运动的流体流的方向； 运动的流体流的高度； 运动的流体流的脉冲频率；和 它们的纟且合。
29. 根据权利要求14所述的设备，还包括与所述控制器通信的用 于定位多个植物中的至少 一个的地理位置以便绘图在农业环境内施加 ^t拟的风力的地理位置的定位器设备。
30. 根据权利要求14所述的设备，还包括与所述控制器通信的用 于存储以下至少一个的存储设备多个植物中的至少 一个的地理位置； 施加才莫拟的风力的地理位置； 运动的流体流的至少 一个参数； 环境条件；多个植物中的至少一个的特性；和 它们的纟且合。
31. 根据权利要求14所述的设备，其中，所述控制器包括以下至 少一个个人计算斗7L; 微处理器；和 它们的組合。
32. 根据权利要求14所述的设备，其中，风抵抗物理特性为以下 至少一个根倒伏因素茎倒伏因素 杆脆断因素；和 它们的组合。
33. 用于将风力施加到农业环境内的多个植物的方法，方法包括 产生提供风力的运动的流体流；朝向多个植物中的至少 一个的一部分导向运动的流体流；和 控制运动的流体流的至少一个参数，使得可以对于风抵抗物理特性 评价多个植物中的至少 一个。
34. 根据权利要求33所述的方法，还包括提供适合能够通过车辆 运载的用于产生运动的流体流的产生设备、与所述产生设备流体连通的 用于导向运动的流体流的导向设备；和与所述产生设备和所述导向设备 通信的用于控制运动的流体流的至少一个参数的控制器。
35. 根据权利要求34所述的方法，还包括相对于多个植物运动产 生设备、导向设备、和控制器。
36. 根据权利要求35所述的方法，还包括提供用于运载产生设备、 导向设备、和控制器使得产生设备、导向设备、和控制器可以相对于多 个才直物运动的车辆。
37. 根据权利要求33所述的方法，其中，产生步骤还包括以脉冲 频率间歇地产生运动的流体流。
38. 根据权利要求34所述的方法，其中，导向步骤还包括激励至 少一个可运动的叶片以调节运动的流体流的至少一个参数。
39. 根据权利要求33所述的方法，其中，控制步骤包括控制从以 下至少一个中选择的至少一个参数运动的流体流的速度；运动的;克体;克的方向；运动的流体流的高度；运动的流体流的脉冲频率；和它们的纟且合。
40. 根据权利要求33所述的方法，还包括定位多个植物中的至少 一个的地理位置以便绘图在农业环境内施加;溪拟的风力的地理位置。
41. 根据权利要求33所述的方法，还包括存^f渚以下至少一个 多个植物中的至少 一个的地理位置；施加才莫拟的风力的地理位置；运动的流体流的至少 一个参数； 环境条件；多个植物中的至少一个的特性；和 它们的纟且合。
42. 根据权利要求34所述的方法，其中，所述提供步骤还包括提 供可操作地接合在所述产生设备、所述导向设备、和所述控制器之间的 可调节的子框架，方法还包括相对于车辆调节可调节的子框架的高度， 使得所述产生设备、所述导向设备和所述控制器可以相对于多个植物升 高和降低。
43. 根据权利要求42所述的方法，其中，所述控制步骤还包括控 制所述可调节的子框架，使得所述产生设备、所述导向设备、和所述控 制器可以相对于多个植物升高和降低。
44. 根据权利要求33所述的方法，其中，风抵抗物理特性为以下 至少一个根倒伏因素 茎倒伏因素 杆脆断因素 它们的组合。
45. 根据权利要求33所述的方法，还包括确定是否多个植物中的 至少一个呈现风抵抗物理特性。
46. 根据权利要求33所述的方法，还包括对于风抵抗物理特性选 择多个植物中的至少一个。
47. 根据权利要求46所述的方法，其中，选择步骤还包括比较多 个植物中的至少一个的风抵抗物理特性与至少一个参考植物的已知的 风4氐抗物理特性。禾
全文摘要
提供用于将风力施加到农业环境内的多个植物的设备和方法以对于选择的风抵抗特性在多个植物内筛选。在本发明的一个实施例中，提供包括用于形成运动的流体流以提供风力的产生设备、诸如输送管和/或可运动的叶片的用于精确地和选择地朝向至少一个植物的一部分导向风力的导向设备、和用于调节流体流的一个或多个参数的控制器的设备。从而，本发明的设备和/或方法实施例可以用于选择地将风力施加到一个或多个植物(或其部分)，使得可以对于一个或多个风抵抗物理特性评价植物。
文档编号A01G13/08GK101360418SQ200680051073
公开日2009年2月4日 申请日期2006年10月13日 优先权日2005年11月23日
发明者D·L·约翰逊, D·M·戈尔德曼, L·卡里根, L·斯蒂恩赫克, M·E·哈特曼, M·加法扎德, R·巴雷罗 申请人:先锋高级育种国际公司