专利名称：一种玉米考种装置及方法
技术领域：
本发明涉及自动化考种领域，尤其涉及一种用于玉米考种的装置及方法。
背景技术：
玉米考种是我国玉米种业的核心问题之一，传统的考种方法大多依赖于手工操作，占用大量人力资源，工作效率低下，成为制约玉米种业发展的技术瓶颈。传统考种方法主要存在以下技术缺陷1)人工操作繁琐，工作量较大；2)工作效率难以提高，考种流程周期较长；3)考种过程中人工操作影响考种的准确性。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决现有技术依赖手工操作进行考种、占用大量人力资源、工作效率低下的技术问题，以实现准确、快速、高效的玉米考种作业。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了一种玉米考种装置及方法，该玉米考种装置包括图像采集装置、滚动托辊、托辊支撑装置、链条传动机构、电机以及计算机，其中托辊支撑装置由上下两个水平面和位于水平面两端的两个半圆面组成，支撑并约束滚动托辊的回转运动；
链条传动机构包括两组传动链条、两根安装轴及传动链轮，每根安装轴上安装两个传动链轮，其中一根安装轴连接电机；托辊支撑装置的两个半圆面的中心分别与链条传动机构的两根安装轴同心；滚动托辊的托辊中心由轴和轴承支撑，轴两端连接到传动链条上；图像采集装置置于托辊支撑装置的正上方，并与计算机相连接。优选地，该玉米考种装置还可以包括置于图像采集装置周围的辅助补光系统。其中，上述辅助补光系统由LED光源阵列组成。其中，所述玉米考种装置还包括采集箱体，所述图像采集装置和辅助补光系统安装在采集箱体内，采集箱体下端开放。其中，所述图像采集装置的图像采集能力为每秒25帧，图像采集区域长800毫米。其中，所述滚动托辊表面进行了粗糙处理。其中，所述滚动托辊的直径为50 70毫米，相邻滚动托辊轴距为70 90毫米，滚动托辊长度为300毫米。其中，所述托辊支撑装置的表面为橡胶材质。其中，所述托辊支撑装置的两个半圆面的圆心距为2000毫米。另外，本发明提供一种采用以上技术方案所述的玉米考种装置进行玉米考种的方法，其步骤为启动玉米考种装置，使滚动托辊在传动链条带动下沿托辊支撑装置滚动；
在链条传动机构中连接电机的安装轴上部依次将待考玉米果穗放入滚动托辊之上，果穗随滚动托辊一起水平移动，同时在滚动托辊摩擦力的带动下逆向滚动，并在另一安装轴端脱离玉米考种装置；玉米果穗在运动过程中，外表面的不同部位连续朝向顶部，顶部的图像采集装置连续采集玉米果穗的不同位面的图像，将采集到的果穗图像传向计算机；计算机处理果穗图像，提取玉米考种参数指标。其中，所述玉米考种参数指标包括果穗长、果穗半径、穗粒行数、行粒数、秃尖率。
图I为本发明所述的玉米考种装置结构示意图。 图2为本发明所述的玉米考种方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明的玉米考种装置包括图像采集装置、滚动托辊、托辊支撑装置、链条传动机构、电机以及计算机。托辊支撑装置由上下两个水平面和位于水平面两端的两个半圆面组成，支撑并约束滚动托辊的回转运动。链条传动机构包括两组传动链条、两根安装轴及传动链轮，每根安装轴上安装两个传动链轮，即共四个传动链轮，其中的一根安装轴连接电机。电机的转动，带动与其连接的安装轴转动，安装轴带动其上的两个传动链轮一起转动，传动链轮带动传动链条运动。托辊支撑装置的两个半圆面的中心与链条传动机构的两根安装轴同心。滚动托辊的托辊中心由轴和轴承支撑，轴两端连接到传动链条上,传动链条带动滚动托辊运动。图像采集装置置于托辊支撑装置的正上方，并与计算机相连接。为了使图像采集的效果更好，该玉米考种装置还可以包括置于图像采集装置周围的辅助补光系统。该辅助补光系统可由LED光源阵列组成。为了保证光线尽可能少地损失，上述玉米考种装置还包括采集箱体，图像采集装置和辅助补光系统安装在采集箱体内，采集箱体下端开放。所述采集箱体长1000毫米，宽400毫米，高300毫米。辅助补光系统所发出的光线就可以通过采集箱体的反射尽可能地照射在下面的滚动托辊上，避免了光线损失，也更好地保证了图像采集效果。所述图像采集装置的图像采集能力为每秒25帧，图像采集区域长800毫米。为了保证滚动托辊对果穗的摩擦力，在所述滚动托辊表面进行粗糙处理。这样不仅可以保证滚动托辊对果穗的摩擦力，又能够保证托辊支撑装置对滚动托辊的摩擦力，以使滚动托辊在托辊支撑装置上滚动，并使果穗随滚动托辊运动。所述滚动托辊的直径为50 70毫米，相邻滚动托辊轴距为70 90毫米，滚动托辊长度为300毫米。这样既能够保证玉米果穗在滚动托辊带动下稳定连续地滚动，又能够保证异常脱落的籽粒落下，不影响系统运转。
所述托辊支撑装置的表面为橡胶材质，以为滚动托辊的滚动提供足够的摩擦力。本发明要求保护的玉米考种的方法包括以下步骤启动玉米考种装置，使滚动托辊在传动链条带动下沿托辊支撑装置滚动；在链条传动机构中连接电机的安装轴上部依次将待考玉米果穗放入滚动托辊之上，果穗随滚动托辊一起水平移动，同时在滚动托辊摩擦力的带动下逆向滚动，并在另一安装轴端脱离玉米考种装置；玉米果穗在运动过程中，外表面的不同部位连续朝向顶部，顶部的图像采集装置连续采集玉米果穗的不同位面的图像，将采集到的果穗图像传向计算机；计算机处理果穗图像，提取果玉米考种参数指标。 上述玉米考种参数指标包括果穗长、果穗半径、穗粒行数、行粒数、秃尖率等。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种玉米考种装置，其特征在于，包括图像采集装置、滚动托辊、托辊支撑装置、链条传动机构、电机以及计算机，其中 托辊支撑装置由上下两个水平面和位于水平面两端的两个半圆面组成，支撑并约束滚动托辊的回转运动； 链条传动机构包括两组传动链条、两根安装轴及传动链轮，每根安装轴上安装两个传动链轮，其中一根安装轴连接电机； 托辊支撑装置的两个半圆面的中心分别与链条传动机构的两根安装轴同心； 滚动托辊的托辊中心由轴和轴承支撑，轴两端连接到传动链条上； 图像采集装置置于托辊支撑装置的正上方，并与计算机相连接。
2.如权利要求I所述的玉米考种装置，其特征在于，所述玉米考种装置还包括置于图像采集装置周围的辅助补光系统。
3.如权利要求2所述的玉米考种装置，其特征在于，所述辅助补光系统由LED光源阵列组成。
4.如权利要求2或3所述的玉米考种装置，其特征在于，所述玉米考种装置还包括采集箱体，所述图像采集装置和辅助补光系统安装在采集箱体内，采集箱体下端开放。
5.如权利要求I一 3任一项所述的玉米考种装置，其特征在于，所述图像采集装置的图像采集能力为每秒25帧，图像采集区域长800毫米。
6.如权利要求I一 3任一项所述的玉米考种装置，其特征在于，所述滚动托辊表面进行了粗糙处理。
7.如权利要求1-3任一项所述的玉米考种装置，其特征在于，所述滚动托辊的直径为50 70毫米毫米，相邻滚动托辊轴距为70 90毫米，滚动托辊长度为300毫米。
8.如权利要求I一 3任一项所述的玉米考种装置，其特征在于，所述托辊支撑装置的表面为橡胶材质。
9.如权利要求I一 3任一项所述的玉米考种装置，其特征在于，所述托辊支撑装置的两个半圆面的圆心距为2000毫米。
10.一种采用以上任一项权利要求所述的玉米考种装置进行玉米考种的方法，其步骤为 启动玉米考种装置，使滚动托辊在传动链条带动下沿托辊支撑装置滚动； 在链条传动机构中连接电机的安装轴上部依次将待考玉米果穗放入滚动托辊之上，果穗随滚动托辊一起水平移动，同时在滚动托辊摩擦力的带动下逆向滚动，并在另一安装轴端脱离玉米考种装置； 玉米果穗在运动过程中，外表面的不同部位连续朝向顶部，顶部的图像采集装置连续采集玉米果穗的不同位面的图像，将采集到的果穗图像传向计算机； 计算机处理果穗图像，提取玉米考种参数指标。
11.如权利要求10所述的玉米考种方法，所述玉米考种参数指标包括果穗长、果穗半径、穗粒行数、行粒数、秃尖率。
全文摘要
本发明公开了一种玉米考种装置及考种方法。该考种装置包括图像采集装置、滚动托辊、托辊支撑装置、链条传动机构、电机以及与图像采集装置相连接的计算机。托辊支撑装置由上下两个水平面和位于水平面两端的两个半圆面组成；链条传动机构包括两组传动链条、两根安装轴及传动链轮，每根安装轴上安装两个传动链轮，其中一根安装轴连接电机；托辊支撑装置的两个半圆面的中心分别与链条传动机构的两根安装轴同心；滚动托辊的托辊中心由轴和轴承支撑，轴两端连接到传动链条上。图像采集装置置于托辊支撑装置的正上方，并与计算机相连接。该装置实现了准确、快速、高效的玉米考种作业，降低了人工成本和操作复杂度，提高了玉米考种作业的效率和质量。
文档编号A01C1/00GK102960094SQ20121045434
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者肖伯祥, 郭新宇, 杜建军, 王传宇, 吴升 申请人:北京农业信息技术研究中心