玉米自动化考种方法、系统及其应用

技术领域

本申请涉及农业自动化技术领域，特别是一种涉及玉米自动化考种方法、系统及其应用。

背景技术

玉米是一款种植面积相当大的作物，其种植历史悠久，对玉米进行考种是玉米种植者无法避免的一项工作。玉米考种就是对玉米进行选种，考种技术经过多年的发展，已经从传统繁杂而又费时、费力的人工考种演变为现今通过玉米考种装备的使用，实现高效、快捷的玉米考种。

目前玉米考种一般情况下分为三个方面的考种技术指标，分别为玉米果穗考种、玉米籽考种和籽粒干湿度测量。通过视觉检测技术及传感器技术对玉米果穗的果穗长度、果穗宽度、果穗周长、果穗投影面积、果穗行数、果穗行籽粒数、粒宽和玉米果穗重量等技术指标进行检测；对玉米籽的籽粒长、籽粒宽、籽粒周长籽粒投影面积、籽粒数、籽粒长宽比、籽粒色和籽粒重量等技术参数进行检测；对玉米的干湿度参数进行检测。然而现有技术通常为手动检测装置或者半自动设备。主要缺陷在于：

1.缺乏自动化的玉米果穗上料装置、玉米果穗自动定位装置、玉米果穗剥粒除杂装置和自动摊平装置，只能预先制备符合检测要求的样品，单独对玉米果穗或玉米籽进行检测，难以实现系统性的玉米考种检测需求；

2.需要人工耗费较大的时间和精力进行玉米果穗剪断，玉米果穗剥粒以及玉米除杂等样品制备过程，因此样品制备过程耗费时间较长且自动化程度较差；

3.在样品制备，样品检测环节需要人工参与的流程较多，在整个操作流程中由于人工操作不当引起的操作误差较多，可能会引起检测结果失真；

4.操作前需要人工将玉米果穗进行定位夹紧和玉米籽手动摊开，而后按下检测按钮进行检测，检测效率较低；

5.主要针对单株玉米果穗检测，不具备玉米果穗仓储装置，所能检测的玉米样本数量较少，因此检测结果的代表性不强。

因此，亟待一套流水线形式的玉米自动化考种方法、系统及其应用，提高玉米考种效率，解决现有技术存在的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种玉米自动化考种方法、系统及其应用，针对目前技术存在的考种效率低和工作强度高等问题。

本发明核心技术主要是采用流水线形式的设计思路可以将玉米果穗考种，玉米籽考种和后道干湿度检测有效串联起来，通过单元模块+工业机器人转运的方式将原先独立的玉米果穗称重检测，果穗脱粒除杂，籽粒检测封装等单元模块串联起来，形成了一套完整的玉米考种装备。

第一方面，本申请提供了一种玉米自动化考种系统，所述系统包括：

上料区域，用于人工操作上下料；

地轨机器人移载台，设有腕部载具，用于抓取玉米和接取玉米籽并将玉米或玉米籽从一个加工位置输送至下一个加工位置；

上料仓储称重机，设有扫码模块、玉米仓储顶升装置以及静态称重装置，通过扫码模块对玉米上粘贴的二维码进行扫码上料，通过玉米仓储顶升装置临时存储玉米并将玉米逐个顶升落入到静态称重装置上，通过静态称重装置对玉米进行轴向夹持定位称重获取重量数据；

玉米果穗检测机，设有驱动平移装置、旋转对心夹紧装置以及视觉检测装置，通过旋转对心夹紧装置接收地轨机器人移载台输送过来的玉米，并将该玉米轴向夹紧定位，通过驱动平移装置将旋转对心夹紧装置移动至视觉检测装置下方，通过视觉检测装置对玉米进行视觉检测获取果穗考种检测数据；

果穗脱粒筛选机，设有玉米脱粒装置、直线振动筛选装置、玉米芯转运框、杂质收集盒以及籽粒集料斗，通过玉米脱粒装置接收地轨机器人移载台输送过来的玉米并对玉米进行脱粒，使得玉米芯掉入玉米芯转运框内，玉米籽落入直线振动筛选装置中，通过直线振动筛选装置对玉米籽进行振动除杂，使得玉米籽落入籽粒集料斗内，杂质落入杂质收集盒内；

玉米籽散料检测机，设有振动散料组件、平皮带机、视觉检测组件以及称重检测集料斗，通过振动散料组件接收地轨机器人移载台输送过来的玉米籽并将所有玉米籽振动使其均匀平摊落入到平皮带机上，通过平皮带机将玉米籽运送经过视觉检测组件并使得玉米籽落入到称重检测集料斗中，通过视觉检测组件对玉米进行视觉检测获取玉米籽考种检测数据，通过称重检测集料斗进行干燥称重，获取玉米籽的干湿度检测数据；

总控制柜，与上料仓储称重机、玉米果穗检测机、果穗脱粒筛选机、玉米籽散料检测机以及地轨机器人移载台通信连接，用于统筹各设备运行并基于重量数据、果穗考种检测数据、玉米籽考种检测数据以及干湿度检测数据输出玉米考种结果。

进一步地，腕部载具包括用于夹持玉米的气动手指和用于放置玉米籽的籽粒盒，气动手指的每个手指上设有与玉米侧面配合的V型槽。

进一步地，玉米仓储顶升装置包括设有放料口的料框、设于该料框内的倾斜面、设于倾斜面底端一侧的顶板、用于驱动顶板升降的平行气缸以及设于倾斜面底端上方的限高杆，顶板在最低位置时与倾斜面形成同一倾斜的平面，以使得玉米能够移到顶板上并被料框内壁限位。

进一步地，顶板的厚度尺寸为玉米外径的2/3。

进一步地，旋转对心夹紧装置包括旋转装置基板、设于该旋转装置基板下方的平行气爪、用于插入玉米两端的顶尖以及用于驱动顶尖旋转的旋转驱动器，旋转装置基板安装于驱动平移装置上。

进一步地，振动散料组件包括用于放置玉米籽的圆震盘、用于驱动圆震盘振动使得玉米籽单个依次输出的圆震机、与该圆震盘输出端连通的出口轨道、设于该出口轨道上的限流杆、设于出口轨道下方的倾斜扰流板以及用于驱动倾斜扰流板振动的直振电机，出口轨道开口侧倾斜设置，倾斜扰流板的底端与平皮带机对接。

进一步地，称重检测集料斗包括称重基板、设于该称重基板上的称重盒、设于该称重盒底部的称重传感器以及用于对称重盒加热的加热器。

第二方面，本申请提供了玉米自动化考种方法，用于控制上述的玉米自动化考种系统，包括以下步骤：

S00、扫描玉米果穗轴向一侧粘贴的二维码，对玉米进行上料并将其放置于玉米仓储顶升装置上；

S10、通过玉米仓储顶升装置判断是否有玉米上料；若有，则执行S20步骤；若无，则返回S00步骤；

S20、玉米仓储顶升装置将玉米逐个顶升落入到静态称重装置上，通过静态称重装置对玉米进行轴向夹持定位称重获取重量数据；

S30、通过地轨机器人移载台将玉米转运至驱动平移装置的初始位置，并通过旋转对心夹紧装置将该玉米轴向夹紧定位；通过驱动平移装置将旋转对心夹紧装置移动至视觉检测装置下方，通过视觉检测装置对玉米进行视觉检测获取果穗考种检测数据；

S40、通过地轨机器人移载台将玉米转运至玉米脱粒装置，通过玉米脱粒装置对玉米进行脱粒，使得玉米芯掉入玉米芯转运框内，玉米籽落入直线振动筛选装置中，通过直线振动筛选装置对玉米籽进行振动除杂，使得玉米籽落入籽粒集料斗内，杂质落入杂质收集盒内；

S50、通过地轨机器人移载台将玉米籽转运至振动散料组件，通过振动散料组件将所有玉米籽振动使其均匀平摊落入到平皮带机上，通过平皮带机将玉米籽运送经过视觉检测组件并使得玉米籽落入到称重检测集料斗中，通过视觉检测组件对玉米进行视觉检测获取玉米籽考种检测数据，通过称重检测集料斗进行干燥称重，获取玉米籽的干湿度检测数据；

S60、综合重量数据、果穗考种检测数据、玉米籽考种检测数据以及干湿度检测数据输出玉米考种结果。

第三方面，本申请提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的玉米自动化考种方法。

第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的玉米自动化考种方法。

本发明的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本申请采用流水线形式的设计思路对玉米果穗考种，玉米籽考种和后道干湿度检测有效串联起来，通过单元模块+工业机器人转运的方式将原先独立的玉米果穗称重检测，果穗脱粒除杂，籽粒检测封装等单元模块串联起来，形成了一套完整的玉米考种装备，解决了玉米考种检测不全面的问题，提高了玉米考种效率，更是可只需要一人进行上下料操作，不再需要多人操作多台设备，显著降低了工人的工作强度；

2、与现有技术相比，本申请使用机器人手腕上安装的载具对玉米果穗及籽粒进行转运，避免了人工对考种过程进行过多干预，减小了人工干预频次和操作失误，提高了玉米考种相关设备的自动化程度和准确度。

3、与现有技术相比，本申请能够一次性检测数量较多的玉米样本，玉米考种装备的检测结果可靠性和代表性更强。

4、与现有技术相比，本申请不仅能够自动进行考种，还能够单独操作其中一个设备进行操作，如通过上料仓储称重机进行称重，通过玉米果穗检测机进行检测获取果穗考种检测数据，通过果穗脱粒筛选机制备玉米籽和玉米芯，通过玉米籽散料检测机单独对玉米籽进行筛选获取玉米籽考种检测数据以及进行干燥称重获取干湿度检测数据，设备利用率更高。

5、与现有技术相比，本申请可具备数据追溯功能，能够以单穗玉米为单位进行检测并打印标签及检测结果信息，实现检测信息与实物的追溯关联，且能通过触摸显示器实时展示检测结果数据。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请的系统框架图；

图2是本申请的地轨机器人移载台结构示意图；

图3是本申请的图2中A的放大示意图；

图4是本申请的上料仓储称重机结构示意图；

图5是本申请的玉米仓储顶升装置结构示意图一；

图6是本申请的玉米仓储顶升装置结构示意图二；

图7是本申请的玉米果穗检测机示结构意图一；

图8是本申请的玉米果穗检测机示结构意图二；

图9是本申请的果穗脱粒筛选机结构示意图；

图10是本申请的玉米籽散料检测机示意图一；

图11是本申请的玉米籽散料检测机结构示意图二；

图12是本申请的出口轨道结构示意图；

图13是本申请的结构示意图；

图14是根据本申请实施例的电子装置的硬件结构示意图。

图中，1、上料区域；2、地轨机器人移载台；3、上料仓储称重机；4、玉米果穗检测机；5、果穗脱粒筛选机；6、玉米籽散料检测机；7、总控制柜；8、电脑柜；9、围栏；10、玉米果穗；101、玉米籽；21、地轨部件；22、机器人抓取部件；221、六轴机器人；222、籽粒盒；223、T型板；224、手指座；225、气动手指；226、夹指；227、夹取基板；228、过渡连接板；229、籽粒基座；31、手持扫码枪；32、玉米仓储顶升装置；33、静态称重装置；321、料框；322、倾斜面；323、限高杆；324、平行气缸；325、顶板；326、对射光电；41、驱动平移装置；42、旋转对心夹紧装置；43、视觉检测装置；421、旋转装置基板；422、平行气爪；423、旋转驱动器；424、顶尖；51、玉米脱粒装置；52、直线振动筛选装置；53、玉米芯转运框；54、杂质收集盒；55、籽粒集料斗；511、倾斜进料斗；61、振动散料组件；62、平皮带机；63、视觉检测组件；64、称重检测集料斗；611、圆震盘；612、圆震机；613、出口轨道；614、限流杆；615、倾斜扰流板；616、直振电机；641、称重基板；642、称重盒。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。

本申请通过地轨机器人移栽台将负责单个玉米考种功能的机台串联起来，形成了一套玉米考种自动化检测系统。该系统能实现玉米果穗考种、玉米籽考种和数据追溯等功能，实现了批量化玉米从穗到籽粒的系统检测，检测结果和实物实时关联，且能进行单工站级别的数据展示及指令输入。整线由地轨机器人移栽台、玉米果穗10上料仓储机、玉米果穗检测机4、果穗脱粒筛选机5、玉米籽散料检测机6、总控制柜7和电脑柜8等几部分组成。下文的玉米果穗10以及玉米均指代同一种物体，即玉米果穗10。

实施例一

本申请旨在提出一种玉米自动化考种系统，具体地，参考图1和图13，所述系统包括：

上料区域1，用于人工操作上下料；

在本实施例中，上料区域1是工人操作上下料的位置，又称为人工操作位，最多可同时容纳两名工人同时操作，一个负责上料（将玉米扫码放入上料仓储称重机3），一个负责下料（从玉米籽散料检测机6上取走玉米籽101打包达标）。

地轨机器人移载台2，设有腕部载具，用于抓取玉米和接取玉米籽101并将玉米或玉米籽101从一个加工位置输送至下一个加工位置；

在本实施例中，如图2所示，地轨机器人移载台2（后续简称地轨机器人）包含地轨部件21和机器人抓取部件22两个部分，机器人抓取部件22安装在地轨移栽台上方，通过地轨平台的移动定位带动机器人在移动。机器人的腕部载具上安装有玉米果穗抓取装置和玉米籽盒（籽粒盒222）两套治具，从而实现玉米果穗和籽粒在不同工位之间的定位移送。

其中，地轨部件21包含地轨钢架、1.5KW伺服电机、行星减速器、主动直齿轮、直齿条、直线导轨、移载台等几部分组成。伺服电机安装在移载台上通过行星减速器和直齿轮直接连，移载台安装在直线导轨上，地轨钢架上面安装有齿条，齿轮和齿条相啮合，电机旋转时将旋转运动转换为直线运动进而驱动移载台直线运动，从而驱动移载台在直线导轨上实现往复运动。具体为现有技术，这里不再赘述。

机器人抓取部件22（腕部载具）包含六轴机器人221、籽粒盒222、T型板223、玉米果穗抓手部分、120度抓取手指等几部分组成，玉米果穗10抓取治具和玉米籽盒通过T型板223相连。玉米果穗10气爪通过气动手指225驱动，120度夹指226进行玉米夹取，固定在T型板223的一侧面，用于玉米果穗在考种系统不同工位间的移送搬运；玉米籽盒固定在T型板223的另一侧面，用于玉米籽101的转运。

优选地，本申请的腕部载具是一种用于玉米果穗及籽粒转运的功能复合型手爪，兼顾玉米转运和籽粒转运两种功用；该手爪有玉米果穗抓手部分和玉米籽101转运部分两个独立组件，通过T型板223安装连接；复合型手爪整体和机器人腕部通过过渡连接板228和T型板223连接，T型板223和过渡连接板228之间通过手拧螺丝+定位销的方式连接，从而实现功能复合型手爪活动可拆卸的结构，便于在使用过程中维护保养；

如图3所示，玉米果穗抓手部分包含气动手指225、手指座224、120度夹指226和夹取基板227等；手指座224安装在气动手指225的夹爪上，120度夹指226安装在手指座224上侧，夹指226为V槽形式，具备自定心特性，能通过夹指226间距的改变自适应不同直径玉米果穗10的夹取需求；其中气动手指225采用缸径为25mm的型号，气动手指225工作的开合范围为0~80mm，能广泛适应不同品种的玉米果穗（备注：不同品种玉米果穗中心部位附近的外径变化尺寸范围为40mm~75mm，小于气动手指225的有效行程）夹持需求。

优选地，夹指226材料为软性尼龙，在气动手指225带动120度夹指226以一定力值F夹取玉米果穗10时候，在玉米和夹持接触点内表面产生反力N，会造成V型夹指226内表面产生一定程度的塑性变形。通过夹指226的V型槽内表面的塑性变形，形成对玉米果穗10夹持的柔性包裹接触状态，在提高接触面积的同时还能减小手指夹取玉米果穗10时候的籽粒损伤率。通过精密调压阀节对气动手指225工作气压的调节，能够实现夹指226输出力的精确控制，一方面减小了玉米籽101在夹取时候的损伤率，另一方面通过气动手指225开合长行程的特性，增加了腕部载具的兼容性，能够满足不同品种玉米的。

优选地，玉米果穗籽粒盒222部分包含籽粒盒222和籽粒基座229，籽粒盒222安装在籽粒基座229上，整体和T型板223通过螺丝连接。上部直接开口，通过内部容积空间缓存玉米籽101。

优选地，本申请每一台单独的设备（除地轨机器人移载台2外）都具有触屏和控制按钮（如开启、关闭以及急停等常规按钮），可以进行单独操作。

上料仓储称重机3，设有扫码模块、玉米仓储顶升装置32以及静态称重装置33，通过扫码模块对玉米上粘贴的二维码进行扫码上料，通过玉米仓储顶升装置32临时存储玉米并将玉米逐个顶升落入到静态称重装置33上，通过静态称重装置33对玉米进行轴向夹持定位称重获取重量数据；

在本实施例中，如图4所示，包含手持扫码枪31（扫码模块，也可以是其他扫码设备，这里不作限定），玉米仓储顶升装置32和静态称重装置33三套装置。玉米果穗10开始检测前，首先在玉米果穗10轴向一侧端面粘贴二维码，进行玉米果穗上料操作时，首先用手持扫码枪31扫码，其次利用玉米仓储顶升装置32进行物料缓存，在按下设备启动按钮后，通过玉米仓储顶升装置32将料仓中单株玉米果穗顶出，在顶升板顶出后，通过顶板325另一侧面隔断下滑轨道上的其余玉米果穗，实现玉米仓储及分穗上料的功能预设。玉米果穗在推板运行到最高点后沿着倾斜接驳滑道下滑，落入静态称重装置33V型治具中，先由轴向限位装置（通过左右两个针状结构顶住玉米两端）进行轴向粗定位，然后进行玉米果穗10称重数值读取。读取称重值后，由地轨机器人移载台2抓取移入下一检测工序。

其中，手持扫码枪31放置于扫码枪支撑架内，用于扫描玉米果穗轴向端面粘贴的二维码，负责将玉米的产地 、品种等信息导入数据追溯系统。

其中，如图5和图6所示，玉米仓储顶升装置32包含两个功能组件，玉米仓储和玉米顶升。手动将扫码后的玉米果穗放入仓储盒（料框321）进料口处，仓储盒进料斜板（倾斜面322）上表面焊接有导向限位半圆棒（限高杆323），当手松开玉米果穗后，玉米受重力作用沿着斜面方向下滑至底部限位板（料框321的内壁），利用斜面长度尺寸大小实现一定数量的玉米仓储；当仓储完毕后，按下启动按钮，仓储盒底部的对射光电326感应到玉米果穗10有料信号，通过PLC控制平行气缸324对应的电磁阀换向，平行气缸324带动顶板325顶升，顶板325宽度为玉米直径的2/3，反斜面将斜面上其余玉米阻挡在外侧，运用尺寸关系实现玉米果穗10分料。图中G为重力方向，右图为左图的剖面图。

具体地，玉米受重力沿着倾斜向下方向的作用而下滑，通过斜面的长度尺寸和玉米外径大小的倍率关系，实现一定数量玉米缓存，限高杆323作为下滑过程中的导向限位，防止玉米在下滑过程中出现轴向窜动，也可以防止被顶玉米带起后一个玉米的情况。落入斜面底部的玉米在检测有料后，通过PLC输出信号控制电磁阀换向，带导杆的平行气缸324驱动顶板325向上动作，带动单根玉米向上移动，移动到最高点后，玉米受重力沿斜面分力的影响，沿着斜面下滑落入下一工序，其余玉米被顶板325反面挡在外侧。

玉米果穗检测机4，设有驱动平移装置41、旋转对心夹紧装置42以及视觉检测装置43，通过旋转对心夹紧装置42接收地轨机器人移载台2输送过来的玉米，并将该玉米轴向夹紧定位，通过驱动平移装置41将旋转对心夹紧装置42移动至视觉检测装置43下方，通过视觉检测装置43对玉米进行视觉检测获取果穗考种检测数据；

在本实施例中，如图7所示，地轨机器人移载台2通过腕部载具夹持玉米移载到驱动平移装置41的前极限点位置。旋转对心夹紧装置42对玉米进行轴向夹紧定位。由驱动平移装置41移载到视觉检测装置43面阵相机下方（驱动平移装置41的后极限点）进行夹紧定位，实现玉米的相关指标检测，具体检测算法可以是常规技术手段，这里不做限定。视觉检测完成后，由驱动平移装置41驱动，移载到前极限位置，由地轨机器人移载台2的腕部载具抓取玉米进入下一道工序。

其中，如图8所示，旋转对心夹紧装置42主要由旋转装置基板421、平行气爪422、180度摆动气缸（旋转驱动器423）和顶尖424（可插入玉米轴向两端）组成；平行气爪422两侧分别装有180度摆缸和顶尖424，分别由两个电磁阀控制，其中一个电磁阀负责控制平行气爪422的打开和关闭，另外一个电磁阀负责控制两侧180度摆缸旋转与回原点，当腕部载具夹持玉米果穗到前极限时候，地轨机器人移载台2的控制系统和PLC交互，PLC控制电磁阀换向，平行气爪422带动两侧180度摆缸对心夹紧，玉米的旋转动作通过另外一个电磁阀同时控制两侧摆缸实现。

其中，驱动平移装置41主要由平移基板、直线导轨、浮动接头、磁耦合无杆气缸和前后缓冲限位装置组成；平移基板安装在直线导轨上，浮动接头和磁耦合无杆气缸和平移基板同时连接，通过电磁阀控制无杆气缸的往复运动，进而驱动平移基板带着对心夹紧旋转机构往复直线动作。

其中，视觉检测装置43由遮光罩、光源及控制器、面阵相机等组成；当驱动平移装置41移送旋转夹紧装置到视觉检测装置43下方时后，通过相机对玉米果穗10进行拍照，所拍摄的由计算机通过算法分析获得相关玉米果穗10检测相关参数。这里的算法可以是常规技术，这里不做限定也不再赘述。

果穗脱粒筛选机5，设有玉米脱粒装置51、直线振动筛选装置52、玉米芯转运框53、杂质收集盒54以及籽粒集料斗55，通过玉米脱粒装置51接收地轨机器人移载台2输送过来的玉米并对玉米进行脱粒，使得玉米芯掉入玉米芯转运框53内，玉米籽101落入直线振动筛选装置52中，通过直线振动筛选装置52对玉米籽101进行振动除杂，使得玉米籽101落入籽粒集料斗55内，杂质落入杂质收集盒54内；

其中，如图9所示，玉米脱粒装置51包括用于进料的倾斜进料斗511、起始端与该倾斜进料斗511末端连接的脱粒筒、设于脱粒筒下方的脱粒辊、用于驱动该脱粒辊旋转的脱粒旋转电机以及设于脱粒筒末端的集料盘，脱粒筒上设有多个开孔，脱粒辊上设有与开孔配合的螺旋拨板。

在本实施例中，如图9所示，地轨机器人抓取玉米将玉米夹持投入玉米脱粒装置51的倾斜进料斗511中，倾斜进料斗511向上倾斜15度安装，投入倾斜进料斗511的玉米果穗受重力分力的影响而下滑，进入到玉米脱粒筒中进行脱粒处理；脱粒完成的玉米芯流出脱粒筒外侧，脱粒完成的玉米籽101落入直线振动筛选装置52中进行除杂处理。籽粒落入集料斗中，杂质落入杂质收集盒54内，从而完成玉米籽101和杂质的分离。传感器感应到物料集料后，由地轨机器人通过腕部载具的籽粒盒222载具接取纯净籽粒移送到玉米籽散料检测机6中进行籽粒参数检测。

其中，玉米脱粒装置51和直线振动筛选装置52为常规技术手段，玉米脱粒装置51的原理就是电机驱动脱粒辊旋转，利用脱粒辊上的螺旋刮板刮除玉米的玉米籽101，玉米籽101在倾斜进料斗511的开孔上掉落。而直线振动筛选装置52为本领域常见的手段，利用振动和筛网来筛选玉米籽101和杂质，当混合杂质的玉米籽101落入直线振动筛选装置52的振动盘后，首先落入振动盘上层，玉米籽101尺寸较大，杂质尺寸较小，通过筛网对混合物的作用，进而将杂质过滤到振动盘下层，籽粒在筛网的驱动下落入籽粒集料斗55内，从而实现籽粒与杂质的分离，获得较为纯净的玉米籽101的目的。由于为现有技术，因此不再赘述其原理和具体结构。

玉米籽散料检测机6，设有振动散料组件61、平皮带机62、视觉检测组件63以及称重检测集料斗64，通过振动散料组件61接收地轨机器人移载台2输送过来的玉米籽101并将所有玉米籽101振动使其均匀平摊落入到平皮带机62上，通过平皮带机62将玉米籽101运送经过视觉检测组件63并使得玉米籽101落入到称重检测集料斗64中，通过视觉检测组件63对玉米进行视觉检测获取玉米籽101考种检测数据，通过称重检测集料斗64进行干燥称重，获取玉米籽101的干湿度检测数据；

在本实施例中，如图10-图12所示，振动散料组件61包括用于放置玉米籽101的圆震盘611、用于驱动圆震盘611振动使得玉米籽101单个依次输出的圆震机612、与该圆震盘611输出端连通的出口轨道613、设于该出口轨道613上的限流杆614、设于出口轨道613下方的倾斜扰流板615以及用于驱动倾斜扰流板615振动的直振电机616，倾斜扰流板615的底端与平皮带机62对接，倾斜扰流板615上设有多个凸点。如图11所示，称重检测集料斗64包括称重基板641、设于该称重基板641上的称重盒642、设于该称重盒642底部的称重传感器以及用于对称重盒642加热的加热器。

其中，通过地轨机器人将脱粒除杂后的玉米籽101倒入振动散料组件61内，振动散料组件61将玉米粒振动散料为单层物料摊平落在平皮带机62上，平皮带机62上方安装视觉检测组件63（这里的视觉检测组件63和玉米果穗检测机4的视觉检测装置43的结构和原理基本一致，区别在于识别的算法不一致），从而对平皮带机62上面的玉米籽101进行检测，玉米籽101检测完成后落入称重集料斗内进行称重，采用“干燥称重测试法”，通过对籽粒定时加热测方式检测水分散失量，从而计算出玉米籽101的水分含量（干湿度）测定。如，当单株玉米籽101检测完成后，首先读取称重传感器的称重数值，读取值为湿重值；其次通过电热棒对玉米籽盒进行加热，蒸干水分后，再次称数值重，读取值为干重值，湿重值和干重值的差值即为水分含量，水分含量和干重的比值乘以100%后即为玉米的含水率。

优选地，振动散料组件61通过两台振机+皮带机的协同作用，将原本杂乱无序的籽粒整定为单层的物料流，进而铺平在直线运行的平皮带机62上，通过皮带机上方的线扫相机进行动态视觉检测。当地轨机器人通过籽粒盒222将玉米籽101倒入圆震盘611后，圆震机612驱动震盘动作，籽粒上料，通过对圆震盘611出料口尺寸的限制将单个玉米籽101依次推入圆震盘611出料口轨道，在出口轨道613内形成直线排列的物料流，出口轨道613底部倾斜向下15°，沿斜面最下侧点焊限流杆614，玉米籽101在出口轨道613内侧挤压前进，在边走边前进的过程中，形成倾斜下落的物料流，倾斜扰流板615将掉落的玉米籽101二次打散，从而获得单层玉米籽101物料流，落入平皮带机62上表面，由视觉检测组件63进行动态检测相关籽粒参数。

总控制柜7，与上料仓储称重机3、玉米果穗检测机4、果穗脱粒筛选机5、玉米籽散料检测机6以及地轨机器人移载台2通信连接，用于统筹各设备运行并基于重量数据、果穗考种检测数据、玉米籽101考种检测数据以及干湿度检测数据输出玉米考种结果，可以是图表，可以是原数据，方便工作人员后期分析处理。

在本实施例中，各个单元组件之间基于以太网和交换机进行通信连接，采用profinet协议进行指令下发和数据采集。PC和控制器PLC间通过OPC-UA协议进行指令下发或数据采集。

如图1中，可在内部对各设备进行编号，OP10地轨机器人移载台2、OP20上料仓储称重机3、OP30玉米果穗检测机4、OP40果穗脱粒筛选机5、OP50玉米籽散料检测机6，方便内部识别，内部直接用OPXX来代替设备，本申请还可以包括电脑柜8和外界的围栏9，围栏9中还可以设置维护门，围栏9外为物流线，可极大地方便玉米的运输，各个设备之间留有维护通道，方便工人进行维护。

实施例二

基于相同的构思，本申请还提出了玉米自动化考种方法，包括以下步骤：

S00、扫描玉米果穗10轴向一侧粘贴的二维码，对玉米进行上料并将其放置于玉米仓储顶升装置32上；

S10、通过玉米仓储顶升装置32判断是否有玉米上料；若有，则执行S20步骤；若无，则返回S00步骤；

S20、玉米仓储顶升装置32将玉米逐个顶升落入到静态称重装置33上，通过静态称重装置33对玉米进行轴向夹持定位称重获取重量数据；

S30、通过地轨机器人移载台2将玉米转运至驱动平移装置41的初始位置，并通过旋转对心夹紧装置42将该玉米轴向夹紧定位；通过驱动平移装置41将旋转对心夹紧装置42移动至视觉检测装置43下方，通过视觉检测装置43对玉米进行视觉检测获取果穗考种检测数据；

S40、通过地轨机器人移载台2将玉米转运至玉米脱粒装置51，通过玉米脱粒装置51对玉米进行脱粒，使得玉米芯掉入玉米芯转运框53内，玉米籽101落入直线振动筛选装置52中，通过直线振动筛选装置52对玉米籽101进行振动除杂，使得玉米籽101落入籽粒集料斗55内，杂质落入杂质收集盒54内；

S50、通过地轨机器人移载台2将玉米籽101转运至振动散料组件61，通过振动散料组件61将所有玉米籽101振动使其均匀平摊落入到平皮带机62上，通过平皮带机62将玉米籽101运送经过视觉检测组件63并使得玉米籽101落入到称重检测集料斗64中，通过视觉检测组件63对玉米进行视觉检测获取玉米籽101考种检测数据，通过称重检测集料斗64进行干燥称重，获取玉米籽101的干湿度检测数据；

S60、综合重量数据、果穗考种检测数据、玉米籽101考种检测数据以及干湿度检测数据输出玉米考种结果。

实施例三

本实施例还提供了一种电子装置，参考图14，包括存储器404和处理器402，该存储器404中存储有计算机程序，该处理器402被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

具体地，上述处理器402可以包括中央处理器（CPU），或者特定集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称为ASIC），或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

其中，存储器404可以包括用于数据或指令的大容量存储器404。举例来说而非限制，存储器404可包括硬盘驱动器（HardDiskDrive，简称为HDD）、软盘驱动器、固态驱动器（SolidStateDrive，简称为SSD）、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线（UniversalSerialBus，简称为USB）驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器404可包括可移除或不可移除（或固定）的介质。在合适的情况下，存储器404可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器404是非易失性（Non-Volatile）存储器。在特定实施例中，存储器404包括只读存储器（Read-OnlyMemory，简称为ROM）和随机存取存储器（RandomAccessMemory，简称为RAM）。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM（ProgrammableRead-OnlyMemory，简称为PROM）、可擦除PROM（ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称为EPROM）、电可擦除PROM（ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称为EEPROM）、电可改写ROM（ElectricallyAlterableRead-OnlyMemory，简称为EAROM）或闪存（FLASH）或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器（StaticRandom-AccessMemory，简称为SRAM）或动态随机存取存储器（DynamicRandomAccessMemory，简称为DRAM），其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存储器404（FastPageModeDynamicRandomAccessMemory，简称为FPMDRAM）、扩展数据输出动态随机存取存储器（ExtendedDateOutDynamicRandomAccessMemory，简称为EDODRAM）、同步动态随机存取内存（SynchronousDynamicRandom-AccessMemory，简称SDRAM）等。

存储器404可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器402所执行的可能的计算机程序指令。

处理器402通过读取并执行存储器404中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种玉米自动化考种方法。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备406以及输入输出设备408，其中，该传输设备406和上述处理器402连接，该输入输出设备408和上述处理器402连接。

传输设备406可以用来经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括电子装置的通信供应商提供的有线或无线网络。在一个实例中，传输设备包括一个网络适配器（Network Interface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备406可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

输入输出设备408用于输入或输出信息。在本实施例中，输入的信息可以是启动信息等，输出的信息可以是检测结果等。

实施例四

本实施例还提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据实施例一的玉米自动化考种方法。

需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

通常，各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。本发明的一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现，但是本发明不限于此。尽管本发明的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，作为非限制性示例，本文中描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合来实现。

本发明的实施例可以由计算机软件来实现，该计算机软件由移动设备的数据处理器诸如在处理器实体中可执行，或者由硬件来实现，或者由软件和硬件的组合来实现。包括软件例程、小程序和/或宏的计算机软件或程序(也称为程序产品)可以存储在任何装置可读数据存储介质中，并且它们包括用于执行特定任务的程序指令。计算机程序产品可以包括当程序运行时被配置为执行实施例的一个或多个计算机可执行组件。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其一部分。另外，在这一点上，应当注意，如图中的逻辑流程的任何框可以表示程序步骤，或者互连的逻辑电路、框和功能，或者程序步骤和逻辑电路、框和功能的组合。软件可以存储在诸如存储器芯片或在处理器内实现的存储块等物理介质、诸如硬盘或软盘等磁性介质，以及诸如例如DVD及其数据变体、CD等光学介质上。物理介质是非瞬态介质。

本领域的技术人员应该明白，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。