用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向的设备和系统的制作方法

专利名称：用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向的设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理、定位和定向玉米穗。更具体地讲，本发明涉及用于改变玉米穗以供对玉米穗进行自动化处理、定位和定向的自动化高吞吐量设备和系统。
背景技术：
为了取样目的而用于对玉米穗进行处理、定位和/或定向的设备和系统目前主要采用人工技术来完成。大多数人工技术需要多余数量的人工参与，这必然会限制该过程的总体效率。由于公司试图节约资源、时间、资金和人力，用于使本来人工进行的过程自动化的技术变得日益重要。随着越来越多的玉米取样方法和过程被自动化，需要一种用于对玉米穗的高效高吞吐量的处理、定位和定向的设备和系统。因此，本发明的主要目的、特征或优点是改进现有技术。本发明的另一个目的、特征或优点是提供一种用于高吞吐量地处理、定位和定向玉米穗的设备和系统。本发明的另一个目的、特征或优点是提供一种简单而安全的设备和系统，用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向。本发明的另一个目的、特征或优点是提供一种设备和系统，用于预备玉米穗以供在自动化的穗预备和取样过程中对玉米穗进行处理、定位和定向。本发明的另一个目的、特征或优点是提供一种设备和系统，用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向。本发明的另一个目的、特征或优点是提供一种设备和系统，用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向，其自动地考虑了每个玉米穗之间的尺寸和形状差异。本发明的另一个目的、特征或优点是提供一种设备和系统，用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向，所述设备和系统不仅用户友好而且操作安全。本发明的另一个目的、特征或优点是提供一种设备和系统，用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向，并且单个操作员就可操作和运行所述设备和系统。本发明的这些和/或其他目的、特征或优点将变得显而易见。本发明的单个实施方案不必实现全部或任何具体数量的前述目的、特征或优点。发明概述本发明总体上提供一种自动化设备和系统，用于预备玉米穗以供通过一个或多个自动化过程对玉米穗进行处理、定位和/或定向。根据本发明的一个方面，公开了一种用于自动化处理、定位和/或定向玉米穗的系统。该系统包括用于改变玉米穗的一部分的工位。该工位包括改变机构，用于从玉米穗去除组织或将材料附加到玉米穗上，以供对玉米穗进行自动化处理、定位和/或定向。该系统也可以包括一个或多个工位，所述一个或多个工位自动地对玉米穗进行加工、测试、取样和/或预备玉米穗以供进行加工、测试和/或取样。该系统也可以包括用于使玉米穗从工位到工位自动地移动的输送机构。输送机构在多个工位处和/或之间使用玉米穗被改变的部分对玉米穗进行处理、定位和定向。根据本发明的另一方面，公开了一种设备，用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向。该设备包括用于改变玉米穗的工位、适于将玉米穗保持在期望位置和取向处的保持机构、以及改变机构。改变机构包括具有组织去除机构的组织去除装置或具有材料附加机构的材料附加装置，以用于预备玉米穗的一部分，从而利于对玉米穗进行自动化处理、定位和/或定向。附图简述

图1为设备的透视图。图2为设备的前视图。图3为设备的侧视图。图4为设备内部的剖面侧视图。图5为根据本发明的示例性实施方案的使用图1所示设备的系统的透视图。优诜实施方案详述下列描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。为了更好地理解本发明，现在将详细描述若干个示例性实施方案。有时会参考附图。附图标号将用来指示附图中的某些部分或位置。除非另外指明，这些相同的附图标号将在整个附图中指示相同的部分或位置。本发明在一个方面公开了一种设备，用于预备玉米穗以供自动化处理、定位和定向。图1中示出了设备10的一个实施方案。设备10可以是工位的形式，所述工位具有至少改变玉米穗的能力，以供对玉米穗进行自动化处理、定位和定向。设备10可以部分或完全地封闭在机柜12内；作为另外一种选择，可以单独或与另一系统组合地形成机架或其他支撑构件，以用于容纳设备10的各种组件。在一种优选形式中，设备10包括一些适于将玉米穗保持在期望位置和取向处的保持机构。保持机构可以为全自动或半自动保持机构。本发明设想保持机构可包括任何类型的机械装置，所述机械装置向玉米穗施加正压，以将玉米穗保持在期望位置和取向。此类机械装置可包括夹钳、夹具、隔板、卡盘、可扩张囊状物或用于通过穗柄或穗的某些其他部分夹持或保持玉米穗的任何其他机械机构。本文设想其他保持机构，例如产生负压(即真空)以将玉米穗保持在期望位置和取向的气动装置。气动保持机构的一个实例在图1-3中示出，图中示出了截头圆锥体凹口 20。凹口 20可操作地连通到真空，以在截头圆锥体凹口 20处提供负压或真空力，用以将玉米穗16保持在期望位置和取向。也可以设想保持机构，例如，包括用于在上面安放玉米穗的一个或多个支撑构件的支撑装置。例如，在改变过程中，可以使用轨条、管子或其他引导构件将玉米穗在设备10处定向和保持在期望位置或取向。在优选形式中，保持机构有利于在设备10处自动化高吞吐量地定位和定向玉米穗。根据本发明的优选形式，设备10也包括改变机构。一般来讲，改变机构为玉米穗提供一些自动改变，以允许对玉米穗进行自动化处理、定位和定向。改变机构可以被构造为通过向玉米穗附加材料或从玉米穗去除材料(组织)来改变每个玉米穗。例如，具有组织去除机构的组织去除装置可用于预备玉米穗的一部分，以供对玉米穗进行自动化处理、定位和/或定向。作为另外一种选择，具有材料附加机构的材料附加装置可用于预备玉米穗的一部分，以供对玉米穗进行自动化处理、定位和/或定向。根据所需改变的类型，设备10可包括一种或两种类型的改变机构。如果设备10包括组织去除机构，则将本发明设想为具有用于从玉米穗刮下材料的一个或多个刀刃的自动刮削工具、具有用于从玉米穗侵蚀下材料的一个或多个液体喷射器的自动侵蚀工具、或具有用于从玉米穗切下材料的一个或多个刀片的自动切割工具。如果从玉米穗上去除例如穗组织的材料，则可以用任何一个前述概念在玉米穗内形成孔或空隙或者从穗的一部分清除组织，以提供用于保持玉米穗的位点。在玉米穗柄内钻孔或从玉米穗去除组织(即玉米粒)可以具体地通过使用钻头、镂铣刀、平翼钻、中空钻管、液体射流切割器、或凿子来完成。根据本发明的一个方面，可使用气动钻(参见图4)在玉米穗柄内形成孔。如果将材料附加到玉米穗上，则设备10可包括自动化装置， 所述自动化装置适于将构件或材料附加到玉米穗上，从而利用所附加的材料或构件对玉米穗进行自动化定位、处理和/或定向。可以将各种类型的材料或构件附加到玉米穗上，以此一些自动化系统能够利用所附加的材料或构件来对玉米穗进行定位、处理和/或定向。可以将例如磁活性涂层的材料涂敷到玉米穗的一部分(即穗柄部分)上，以此自动化过程或系统利用该涂层来夹持或保持住玉米穗。作为另外一种选择，可以将例如轴、柱、钉或螺钉的刚性结构构件插入玉米穗的一部分内，以此一些自动化系统能够利用该构件来定位、处理和/或定向玉米穗。例如，可使用自动化的钻或冲击装置将例如柱、轴、螺钉或钉的构件附加到玉米穗上。在本发明的优选形式中，改变机构被驱动到保持机构内。例如，如图1-4 所示，钻30被活塞32启动，以接合玉米穗16。本发明还设想保持机构可以被启动到改变机构内。如图5所示，设备10可以与例如下列自动化系统或过程联合使用提交于2008年 8月22日的临时申请序列号61/090，979中示出和描述的“High Throughput Automated Apparatus, Method and System for Coating Ears of Corn，，(用于涂敷玉米穗的高吞吐量自动化设备、方法和系统)，该申请被转让给本申请的所有者，并且全文以引用方式并入本文中。自动化系统100可以被构造为对玉米穗进行加工、测试或取样。系统100也可以被构造为预备玉米穗以供加工、测试或取样。在优选构型中，自动化系统100将包括一些类型的穗移动机构，用于在工位处和工位之间移动和/或定位玉米。对玉米穗所做的改变被构造为与移动机构协调工作，例如在下列情况下穗移动机构包括一个或多个部件，所述一个或多个部件适于利用腔体、添加的材料或附加的结构通过自动方式处理、定位和/或定向玉米穗。图1-5示出了一个示例性实施方案，其被构造用于实现本发明的一个或多个目的、特征或优点。图1为设备10的透视图，该设备被构造为通过在玉米穗16的一部分内钻孔来改变玉米穗16。设备10通常包括上面装有控制面板40的机柜12，并且包括保持机构， 例如具有钻屑吸入口 22的截头圆锥体凹口 20。如图4所示，机柜12的内部是组织去除机构，例如，用于钻玉米穗16的钻30和用于将钻30和钻头36推入玉米穗16的穗柄或穗轴的活塞32。本发明还设想玉米穗16可以被移动至接触钻30。如图2和3最佳示出的，截头圆锥体凹口 20具有被截短的圆锥形状，用于将玉米穗16相对于钻30自定心。如图3所示，钻屑吸入口 22与截头圆锥体凹口 20可操作地连通，以便在钻屑吸入口 22处进行抽吸时，压差被传送到截头圆锥体凹口 20，从而使玉米穗16保持位置。钻孔过程中，随着其被从玉米穗16去除，钻屑吸入口 22去除来自截头圆锥体凹口 20的钻屑和其他碎屑。本发明不限于以真空辅助方式将玉米穗16保持在截头圆锥体凹口 20内。本发明设想可以使用其他保持机构，例如上文讨论的保持机构中的任何一种。 例如，保持机构可包括通过夹紧穗柄固定玉米穗16的正压自调节夹钳。其他考虑对象包括但不限于埋头螺钉，其用于拧入玉米穗16的穗柄或穗轴，以将玉米穗或可扩张囊状物固定在截头圆锥体凹口内，其中截头圆锥体凹口在玉米穗16被装入截头圆锥体凹口 20内时围绕并抓住玉米穗16的柄。如图2所示，机柜12上还有控制面板40。最重要的是，控制面板包括主断路器42 和免手动安全开关44。此外，在截头圆锥体凹口 20内合适的深度处可包括可操作地连通到控制面板的光传感器(未示出)，以便在与钻30接合或允许钻30和钻头36推进到玉米穗 16的穗柄内之前，确保玉米穗16正确安放在截头圆锥体凹口 20内。传感器和免手动安全开关44提供了足够的安全冗余，以防止操作者意外接触钻头36。控制面板40也可包括用于调节钻速和钻入玉米穗16的深度的控制器。主断路器42必须存在，以便可以为安全或维护目的断开系统的电源。如图4所示，设备10还包括钻30和活塞32。钻30连接到活塞的臂34，以便可以升高或降低钻30和钻头36，从而使用钻头36在玉米穗16的穗柄内钻出孔。优选地，钻30 和活塞32由集中气源提供气动动力。钻头36的转速和玉米穗16被钻入的深度(活塞32 的延伸部分)由操作者监控或电子监控，并且用控制面板40控制。钻30优选地为气动式 (如 8255-A 型 PAR-A-MATIC 自进给钻(Winnipeg, Manitoba, CA))，并且由活塞 32 气动启动。钻30和活塞32都可由就地或远程气动泵操作。在本发明中，在玉米穗16的穗柄内形成孔。优选地，玉米穗16内的孔用于处理、定位和/或定向玉米穗16 ；然而，本发明设想在玉米穗16的穗柄或穗轴内形成的孔可用来对玉米穗16进行嫁接。设备10也可用来从用于测试的每个玉米穗16钻出和收集样本(钻屑和碎屑)。本发明的设备10可以与任何自动化系统(例如图5所示系统100)联合使用，用于对玉米穗16进行加工、测试、取样，和/ 或与自动化机器联合使用，用于预备玉米穗16以供加工、测试和/或取样。图5示出了设备10的一个实例，其充当自动化系统100的子系统或工位，所述自动化系统为例如提交于2008年8月22日的临时申请序列号61/090，979中示出和描述的“High Throughput Automated Apparatus, Method and System for Coating Ears of Corn”(用于涂敷玉米穗的高吞吐量自动化设备、方法和系统)，该申请被转让给本申请的所有者，并且全文以引用方式并入本文中。图5仅示出充当自动化系统的子系统或工位的设备10的一个实施方案。如图5所示，设备10的一个目的是预备玉米穗16以供进行自动化加工、测试和/或取样。设备10也可以与一个或多个自动化系统联合使用，用于对玉米穗 16进行加工、测试、取样。举例来说，图5所示自动化系统100可包括一种或多种类型的自动输送机构102，用于将玉米穗16从一加工工位104自动移动到另一加工工位106。自动输送机构102也可以用来提供对玉米穗16的自动定位、处理和/或定向，以有利于在每个加工工位104、106处加工玉米穗16。本发明设想自动输送机构102可以为任何类型的滑梭、 滑架或输送机，例如图5所示的边缘链条式输送机轴(chain-on edge conveyor spindle) 或驱动器110。边缘链条式输送机轴或驱动器110可包括例如竖直取向的柱或轴108，其沿着循环经过一个或多个工位(例如加工工位104、106)的连续链条或皮带间隔布置和连接。加工工位104、106可以是任何工位或子系统，所述工位或子系统提供对玉米穗16的自动化加工、测试、取样和/或预备用于加工、测试和/或取样的玉米穗16。加工工位可包括用来为每个玉米穗16涂敷磁活性涂层的自动化穗涂敷工位和用来固化涂层的自动化干燥工位。本发明设想用于涂敷到玉米穗上的其他涂层，例如杀真菌剂。加工工位104、106也可包括对用于测试种子的带涂层玉米粒进行自动化定位的任何工位或子系统。从穗轴上分离的玉米粒可以利用来自磁源的磁衰减共同或单独地定位在工位内。如上所述，使用设备10 在每个玉米穗16的穗柄内钻出孔。利用在穗柄内钻出的孔将玉米穗16安装在竖直取向的轴108上。因此，利用在玉米穗16的穗柄内钻出的孔和竖直取向的轴之间的连接，可以使用输送机构102在工位104、106处或之间自动对玉米穗16进行处理、定向和定位。^^本发明还公开了一种方法，用于预备玉米穗16，以供通过自动化机构(包括半自动和全自动过程和/或系统)对玉米穗进行处理、定位和定向。一般来讲，该方法包括提供用于改变玉米穗的工位以及将玉米穗在该工位处保持在期望位置和取向。在一个方面，改变玉米穗包括下列步骤中的一个或两个从玉米穗上去除组织，以供对玉米穗进行自动化处理、定位和定向，或者将材料附加到玉米穗上，以供对玉米穗16进行自动化处理、定位和定向。设想去除组织的步骤包括但不限于从玉米穗上刮下组织、从玉米穗上侵蚀下组织、或从玉米穗上切下组织。如果从玉米穗上去除例如穗组织材料，则可以用任何一个前述概念在玉米穗内形成孔或空隙或者从穗的一部分清除组织，以提供用于保持玉米穗的位点。在玉米穗柄内钻孔或从玉米穗去除组织(即玉米粒)可以具体地通过使用钻头、镂铣刀、平翼钻、中空钻管、液体射流切割器、或凿子来完成。根据本发明的一个方面，可使用气动钻 30(参见图4)在玉米穗16的穗柄内形成孔。在优选的方法中，本发明利用在玉米穗16内形成的孔实现自动化处理、定位和/或定向玉米穗。可以用真空将从玉米穗16上提取或去除的组织抽出工位，所述真空与用来保持玉米穗的机构或用来从玉米穗上去除/提取组织的机构可操作地连通。如果将材料附加到玉米穗上，则该方法可包括自动化装置，所述自动化装置适于将构件或材料附加到玉米穗上，从而利用所附加的材料或构件实现自动化定位、处理和/或定向玉米穗。可以将各种类型的材料或构件附加到玉米穗，以此一些自动化系统能够利用所附加的材料或构件来定位、处理和/或定向玉米穗。可以将磁活性涂层之类材料涂敷到玉米穗的一部分(即穗柄部分)上，以此自动化过程或系统利用该涂层来夹持或保持住玉米穗。作为另外一种选择，可以将轴108、柱、钉或螺钉之类刚性构件或装置插入玉米穗的一部分内，由此一些自动化系统能够利用该刚性构件或装置来定位、处理和/ 或定向玉米穗。用于附加、插入、涂敷或接触例如磁活性涂层的材料的自动化机构和/或例如螺钉、柱、轴或钉的刚性构件或装置可以用于在每个工位处对玉米穗进行处理。设想将玉米穗在工位处保持在期望位置和取向的方法包括但不限于支撑、夹持、固定、稳定化或保持玉米穗，以使玉米穗在工位处相对于改变机构保持在期望位置和取向。用于将玉米穗在工位处保持在期望位置和取向的一种方法可包括让玉米穗的一部分(即穗柄部分)承受正或负的压力或力。将玉米穗保持在期望位置和取向可包括正压机械装置(例如夹钳、夹具、隔板、卡盘、可扩张囊状物)或用于通过穗柄或穗的某些其他部分夹持或保持玉米穗的任何其他机械机构。也可以利用负压或真空压力将玉米穗保持在期望位置和取向。气动保持机构的一个实例在图1-3中示出，图中示出了截头圆锥体凹口 20。凹口 20可操作地连通到真空，以在截头圆锥体凹口 20处提供负压或真空力，用以将玉米穗16保持在期望位置和取向。也可以设想保持机构，例如，包括用于在上面安放玉米穗的一个或多个支撑构件的支撑装置。例如，在改变过程中，可以使用轨条、管子或其他引导构件将玉米穗在设备10处定向和保持在期望位置和取向。在优选形式中，如图1-3最佳示出的保持机构提供了对玉米穗的自动化高吞吐量定位和定向，以助于从玉米穗16上去除组织或将材料附加到玉米穗16 上的改变过程，从而利于对玉米穗16的自动化处理、定位和/或定向。如图5所示，本发明的方法可以与自动化系统或过程联合使用。自动化系统100可以被构造为对玉米穗16进行加工、测试或取样。系统100也可以被构造为预备用来加工、测试或取样的玉米穗16。在优选构型中，自动化系统100将包括一些类型的穗移动机构102， 用于在一个或多个工点或加工工位104和106处和之间移动和定位玉米。对玉米穗16所做的改变被构造为与移动机构102协调工作，例如在下列情况下穗移动机构102包括一个或多个部件，所述一个或多个部件适于利用腔体、添加的材料或附加的结构通过自动方式来处理、定位和/或定向玉米穗16。图1-5示出了示例性方法，其被构造用于实现本发明的一个或多个目的、特征或优点。该方法包括使用设备10在玉米穗16的穗柄或穗轴部分内钻出孔。设备10通常包括上面装有控制面板40的机柜12和具有钻屑吸入口 22的截头圆锥体凹口 20。如图4所示，机柜12的内部是用于钻玉米穗16的钻30和用于将钻头36推入每个玉米16的穗柄或穗轴的活塞32。如图2和3最佳示出的，截头圆锥体凹口 20具有被截短的圆锥形状，用于将玉米穗16相对于钻30自定心。如图3所示，钻屑吸入口 22与截头圆锥体凹口 20可操作地连通，以便在钻屑吸入口 22处进行抽吸时，压差被传送到截头圆锥体凹口 20，从而利用真空将玉米穗16保持在位。钻孔过程中，随着其被从玉米穗16去除，钻屑吸入口 22去除来自截头圆锥体凹口 20的钻屑和其他碎屑。本发明的用于预备玉米穗16以供进行自动化处理、定位和定向的一个示例性方法包括首先将玉米穗16的穗柄插入到截头圆锥体凹口 20中，以将玉米穗16相对于钻30 自定心；利用真空将玉米穗16保持在截头圆锥体凹口 20内；并且将钻30和钻头36自动推入到玉米穗16的穗柄内，以在玉米穗16的穗柄内钻孔。该方法还包括将钻30气动启动和推入到截头圆锥体凹口 20内，以在每个玉米穗16的穗柄或穗轴部分内钻孔。钻30的气动推进由气动活塞32提供，气动活塞32通过就地或远程定位的源(例如压缩机)操作。气动活塞32是可商购获得的类型。钻30优选地为气动钻(例如，8255-A型PAR-A-MATIC自进给钻(Winnipeg，Manitoba, CA))。虽然优选气动钻，但本发明设想用其他钻孔装置来取代，例如电动或液压的钻或冲击装置，并且包括上文所述类型。通过启动免手动安全开关44 和传感器，可将钻30和钻头36启动并推入玉米穗16的穗柄内。传感器(未示出)通过将玉米穗16插入截头圆锥体凹口 20来启动，继而启动钻屑吸入口 22，钻屑吸入口 22在真空压力作用下有助于将玉米穗16保持在截头圆锥体凹口 20内，并从穿入玉米穗16的穗柄内的钻30抽出钻屑。在一个实施方案中，真空压力被连续施加到截头圆锥体凹口 20，但保持在允许手动或自动放置和移除玉米穗16的压力下。在可供选择的实施方案中，钻30循环， 并且关闭供应到截头圆锥体凹口 20的真空压力，以允许操作者在没有相反的真空力作用在玉米穗16上的情况下从截头圆锥体凹口 20移除玉米穗16。预备玉米穗16以供自动化处理、定位和定向的方法可以与用于测试、取样和/或预备玉米穗16以供测试和/或取样的自动化机器或系统联合使用。该自动化机器(例如图5所示自动化系统100)可包括边缘链条式输送机轴或驱动器110，在该设备中，通过将轴108插入玉米穗16的穗柄内而对玉米穗16进行自动化处理、定位和定向。应当理解，利用本发明的一种方法，从玉米穗上去除或提取的材料(例如当在玉米穗的穗柄内钻孔时)允许在高吞吐量系统内对玉米穗16进行处理、定位和/或定向，继而允许对玉米穗16进行测试、取样和/或预备以供测试和/或取样。在一个方面，该方法可包括具有自动输送机构102的高吞吐量系统，自动输送机构102为例如具有轴108的自动输送机构102，轴108用于通过利用玉米穗16的穗柄内的孔将玉米穗16穿到轴108上来处理、定位和/或定向玉米穗16。如果将材料附加到玉米穗16上，则自动输送机构102可以被构造为夹持或保持附加到玉米穗16的材料，例如柱或轴。自动输送机构102可以被构造为使玉米穗16经过一个或多个加工工位104、106。这些工位104、106可包括用于对玉米穗16自动化加工、测试、和取样的任何工位或子系统，以及适于预备玉米穗16以供进行加工、测试和/或取样的任何工位或子系统。如提交于2008年8月22日的题目为“High Throughput Automated Apparatus,Method and System for Coating Ears of Corn，，(用于涂敷玉米穗的高吞吐量自动化设备、方法和系统)的临时申请序列号61/090，979中所示和所述的，加工工位104、106可包括用来为每个玉米穗16涂敷磁活性涂层的自动化穗涂敷工位和用来固化涂层的自动化干燥工位。加工工位104、106也可包括对用于测试种子的带涂层玉米粒进行自动化定位的任何工位或子系统。每个玉米穗16的标识可以被单独或共同跟踪。例如，在被加工的每个批次内的一个玉米穗16可以得到用于识别整个批次的识别标签。作为另外一种选择，每个玉米穗16可以单独贴标签，以在加工或预备用于加工的玉米穗16的过程中为每个玉米穗16提供标识。系统本发明还公开了一种用于自动化处理、定位和/或定向玉米穗16的系统。用于自动化处理、定位和/或定向玉米穗的该系统包括用于改变玉米穗的一部分的工位和改变机构，改变机构用于从玉米穗16上去除组织或将材料附加到玉米穗16上，以供对玉米穗的自动化处理、定位和/或定向。系统100可以包括一个或多个工位，所述一个或多个工位自动地加工、测试、取样和/或预备用于自动化加工、测试和/或取样的玉米穗。也可以提供输送机构102，以用于从工位到工位自动移动玉米穗16 (大致参见104和106)。输送机构 102被构造为利用玉米穗已改变的部分在工位104和106处或之间处理、定位和定向玉米穗。在优选形式中，系统100的改变机构包括但不限于可操作地支撑在工位处的材料去除机构；用于将玉米穗相对于材料去除机构定位和定向的保持机构；以及用于移动所述保持机构或材料去除机构以从玉米穗的一部分上去除组织的启动机构。该系统设想这样的改变机构，其具有可操作地支撑在工位处的材料附加机构；用于将玉米穗相对于材料附加机构定位和定向的保持机构；以及用于移动所述保持机构或材料附加机构以将材料附加到玉米穗16的一部分上的启动机构。该系统可包括任何半自动或全自动工位，该工位适于对玉米穗进行加工、测试或取样和/或预备用于加工、测试和/或取样的玉米穗。在系统100的工位处或工位间移动玉米穗可以通过例如滑梭、滑架或输送机的输送机构实现。一种类型的输送机在图5中示出，例如边缘链条式输送机轴或驱动器102。
图5示出了本发明的示例性系统。该系统的一个实例包括用于在玉米穗16的穗柄内自动钻孔的设备10 ；用于对玉米穗16进行自动化加工、测试、取样和/或预备用于加工、测试和/或取样的玉米穗16的一个或多个工位104、106 ；以及用于从工位到工位(工位 104,106)自动移动玉米穗16的一些自动输送机构102。在优选形式中，自动输送机构102 利用对玉米穗16所做的改变(例如在玉米穗16的穗柄内钻出的孔)在工位104、106处或之间对玉米穗16进行处理、定位和定向。该系统包括如上所述设备10。设备10包括但不限于可操作地支撑在机柜12内的钻30 ；在机柜12处且适于将玉米穗16相对于钻30自定心的截头圆锥体凹口 20 ；可操作地连通到截头圆锥体凹口 20且用于通过真空压力保持玉米穗16的真空辅助系统；以及用于将钻30和钻头36推入玉米穗16的穗柄内以在穗柄内钻孔的一些启动机构。本发明设想系统100可包括自动输送机构102经过其中的一个或多个加工工位 104、106。工位104和106可包括用于对玉米穗16进行自动化加工、测试、和取样的任何工位或子系统。工位104和106也可以被构造为预备玉米穗16以供加工、测试和/或取样。 加工工位104、106可包括用来为每个玉米穗16涂敷磁活性涂层的自动化穗涂敷工位和用来固化涂层的自动化干燥工位。加工工位104、106也可包括对用于测试种子的带涂层玉米粒进行自动化定位的任何工位或子系统，例如分别提交于2008年12月16日和2007年11 月13日的专利申请序列号12/336，084和11/939，402中示出和说明的，这些专利申请被转让给本专利申请的所有者，并且全文以引用方式并入本文中。自动输送机构102可包括滑梭、滑架或输送机，例如，边缘链条式输送机轴或驱动器110。利用在玉米穗16的穗柄内预备的孔，自动输送机构102根据在工位104、106处发生的每个工序的需要对玉米穗16进行处理、定向和定位。例如，自动输送机构102可以是如图5所示的边缘链条式输送机轴110。 通过将轴108插入玉米穗16的穗柄内的孔中，将每个玉米穗16穿到轴108上。然后让玉米穗16往返经过系统100的各类加工工位104、106，以预备或测试玉米穗16和/或玉米穗 16上的玉米粒。这些加工工位可包括为自动种子取样过程预备每个玉米穗16的工位104、 106，例如，其中利用由工位104、106涂敷并固化到每个玉米粒顶部的磁活性涂层通过磁衰减对每个玉米粒磁定向。如果将材料或一些构件(例如柱、钉、螺钉、钩、轴或其他刚性结构构件)附加到玉米穗16上，则可以将供应品构造进输送机构中，以利于与所附加的材料或构件配合工作，从而利于对玉米穗进行自动化处理、定位和/或定向。例如，如果将柱附加到玉米穗上，则自动输送机构102可包括承窝，该承窝适于接纳柱，以利于通过自动方式对玉米穗16进行处理、定位和定向。已经在附图和说明书中示出了本发明的实施例，虽然采用了具体术语，但这些术语仅仅是在一般性描述的意义上使用，而不用于限制目的。在不脱离所附权利要求书中进一步限定的本发明的实质和范围的前提下，可以根据情形需要，设想或作为权宜之计提出对组件的成形比例的修改以及等价的任何替代形式。
权利要求
1.用于自动化处理、定位和定向玉米穗的系统，所述系统包括 工位，所述工位用于改变玉米穗的一部分；改变机构，所述改变机构用于从所述玉米穗去除组织或将材料附加到所述玉米穗上， 以供对所述玉米穗的自动化处理、定位和定向；一个或多个工位，所述一个或多个工位对用于加工、测试或取样的所述玉米穗进行自动化加工、测试、取样或预备；输送机构，所述输送机构从工位到工位自动化地移动所述玉米穗；并且所述输送机构利用所述玉米穗的所述改变的部分来处理、定位和定向所述玉米穗。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述改变机构包括a.材料去除机构，所述材料去除机构被可操作地支撑在所述工位处；b.保持机构，所述保持机构用于将所述玉米穗相对于所述材料去除机构定位和定向；和c.启动机构，所述启动机构用于移动所述保持机构或所述材料去除机构，以从所述玉米穗的一部分上去除组织。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述改变机构包括a.材料附加机构，所述材料附加机构被可操作地支撑在所述工位处；b.保持机构，所述保持机构用于将所述玉米穗相对于所述材料附加机构定位和定向；和c.启动机构，所述启动机构用于移动所述保持机构或所述材料附加机构，以将材料附加到所述玉米穗的一部分上。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个工位包括a.适于对所述玉米穗进行加工、测试或取样的工位；或b.适于预备所述玉米穗以供加工、测试或取样的工位。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述输送机构包括a.滑梭；b.滑架；或c.输送带；
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述输送机构包括边缘链条式输送机轴。
7.用于预备玉米穗以供进行自动化处理、定位和定向的设备，所述设备包括 工位，所述工位用于改变玉米穗；保持机构，所述保持机构适于将所述玉米穗在所述工位处保持在期望位置和取向； 改变机构，所述改变机构包括a.组织去除装置，所述组织去除装置包括组织去除机构，用于预备所述玉米穗的一部分以供对所述玉米穗的自动化处理、定位和定向；或b.材料附加装置，所述材料附加装置包括材料附加机构，用于预备所述玉米穗的一部分以供对所述玉米穗的自动化处理、定位和定向。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述保持机构包括a.机械装置，所述机械装置包括施加到所述玉米穗上的正压施加器；b.气动装置，所述气动装置包括施加到所述玉米穗上的负压施加器；或c.支撑装置，所述支撑装置包括用于在其上安放所述玉米穗的一个或多个支撑构件。
9.根据权利要求7所述的设备，其中a.所述保持机构被启动，以使所述玉米穗与所述改变机构接合；或者b.所述改变机构被启动，以接合由所述保持机构保持的所述玉米穗。
10.根据权利要求7所述的设备，其中所述组织去除机构包括a.自动刮削工具，所述自动刮削工具具有用于从所述玉米穗刮下组织的一个或多个刀刃；b.自动侵蚀工具，所述自动侵蚀工具包括用于从所述玉米穗侵蚀下组织的一个或多个液体喷射器；或c.自动切割工具，所述自动切割工具包括用于从所述玉米穗切下组织的一个或多个刀片。
11.根据权利要求7所述的设备，其中所述材料附加机构包括适于将构件或材料附加到所述玉米穗上的自动化装置，利用所述附加的材料，所述玉米穗被定位、处理和定向。
12.根据权利要求7所述的设备，所述设备与自动化系统联合，用于对所述玉米穗进行加工、测试或取样。
13.根据权利要求7所述的设备，所述设备与自动化系统联合，用于预备所述玉米穗以供进行加工、测试或取样。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其中所述自动化系统包括穗移动机构，所述穗移动机构用于在所述自动化系统的一个或多个工位处或之间移动和定位所述玉米穗。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述穗移动机构包括一个或多个部件，所述一个或多个部件适于利用腔体、所添加的材料或附加的结构对所述玉米穗进行处理、定位和定向。
16.用于改变玉米穗以供输送机构处理、定位和定向所述玉米穗的设备，所述输送机构被构造为利用对所述玉米穗所做的改变，所述设备包括工位，所述工位用于改变玉米穗；保持机构，所述保持机构适于将所述玉米穗在所述工位处保持在期望位置和取向；和自动改变机构，所述自动改变机构在所述工位处适于对所述玉米穗的一部分进行改变。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述自动改变机构包括a.材料提取工具，所述材料提取工具包括材料提取机构，用于在所述玉米穗的一部分内形成孔；或b.材料附加工具，所述材料附加工具包括材料附加机构，用于将部件附加到所述玉米穗上，以供对所述玉米穗的自动化处理、定位和定向。
18.根据权利要求17所述的设备，所述设备与包括输送机构的自动化系统联合使用， 所述输送机构包括柱，由此所述输送机构通过将玉米穗穿到所述柱上而对所述玉米穗进行处理、定位和定向。
19.根据权利要求17所述的设备，所述设备与包括输送机构的自动化系统联合使用， 所述输送机构包括穗固定机构，由此所述输送机构通过夹持附加到玉米穗的所述部件而利用所述穗固定机构对所述玉米穗进行处理、定位和定向。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述附加到所述玉米穗上的部件包括a.刚性柱；b.钩；或c.磁活性涂层。
全文摘要
本发明提供了一种用于对玉米穗进行自动化处理、定位和定向的设备和系统，所述设备和系统包括用于改变玉米穗的一部分的设备和系统。任选地包括一个或多个工位和自动输送机构，所述一个或多个工位对用于加工、测试或取样的所述玉米穗进行自动化加工、测试、取样或预备，所述自动输送机构利用对所述玉米穗所做的改变将所述玉米穗从工位到工位自动化地移动。
文档编号B07C5/344GK102325606SQ200980157071
公开日2012年1月18日 申请日期2009年8月21日 优先权日2009年2月18日
发明者D·库尔思, J·M·科普 申请人:先锋国际良种公司