种子分选装置及方法

技术领域

本发明涉及种子加工机械设备技术领域，具体地涉及一种种子分选装置及方法。

背景技术

随着科技水平的提高和机械设备的提高，我国的农业生产各个环节的生产效率都得到了大大的提高，农民的劳动强度相应得到了降低。然而，在水稻种子的分选方面，采用色选机已经可以实现水稻颜色的高通量分选，但是根据种子的外观和颜色并不能实现种子活力的有效判断，而通过光谱仪采集种子的吸收光谱特性，采用高速的光谱处理软件实现光谱特性的分析和特征识别判断，可以有效提高种子活力预测的成功率，但是由于水稻种子呈现较多的不规则形状，现有的水稻种子分选装置在使用过程中无法完成准确快速的分选，依旧需要依靠人工去进行分选，导致种子分选工作效率低下。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的手工分选种子过程缓慢，效率低下的问题，本发明提供一种种子分选装置及方法，该种子分选装置及方法具有自动上料、自动检测、自动分选功能，能够提高种子分选效率。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种种子分选装置，包括：

框体；

上料机构，设在框体的外侧上方，上料机构形成有上料进口和上料出口；

传输机构，倾斜地设在框体的上方，传输机构部分伸入框体的内部，上料出口与传输机构的第一端连通；

分选机构，可旋转地设在传输机构第二端的下方，用于接收从传输机构滑落的种子并对其进行检测和分选；和

控制机构，与上料机构和分选机构控制连接，实现种子的自动上料和自动分选。

优选地，分选机构包括旋转种槽部、透射检测部以及喷射部，

旋转种槽部可旋转地设在传输机构的第二端的下方并依次旋转经过接收工位、检测工位以及分选工位；

其中，传输机构设置为使得种子在第二端沿抛物线轨迹滑落，接收工位位于种子的抛物线轨迹上；透射检测部设在检测工位；喷射部设在分选工位。

优选地，旋转种槽部包括滚筒和种槽架，滚筒可旋转地设在传输机构第二端下方；种槽架可拆卸地设在滚筒侧壁上，种槽架上形成有多个用于接收种子的种槽。

优选地，种槽一端形成封闭结构，另一端形成开口结构，在接收工位，种槽的开口方向朝向传输机构的第二端。

优选地，种槽在靠近封闭结构的端侧底部形成有通光孔，通光孔贯穿种槽架和滚筒侧壁。

优选地，种槽的截面形状为梯形。

优选地，分选机构还包括与负压设备连接的吸嘴部，滚筒形成有环形腔，吸嘴部设在环形腔中，吸嘴部上形成有负压开口，负压开口朝向接收工位的通光孔。

优选地，透射检测部包括设在检测工位的照明镜头和检测探头，照明镜头设在滚筒外侧，检测探头对应地设在滚筒的环形腔中。

优选地，喷射部包括与气源连接的喷嘴，喷嘴设在滚筒的环形腔中，且喷嘴上形成有喷气口，喷气口朝向分选工位处的通光孔。

优选地，种子分选装置还包括分料机构，分料机构设在分选机构的一侧，且分料机构上形成有分料入口，分料入口朝向分选工位。

优选地，种子分选装置还包括回料机构，回料机构设在分选机构靠近接收工位的一侧，回料机构上形成有回料入口和回料出口，回料入口朝向传输机构第二端，回收出口朝向上料机构的上料入口。

本发明第二方面提供一种种子分选方法，该种子分选方法适用于本发明提供的种子分选装置。

优选地，种子分选方法包括步骤：

S1：上料机构控制种子自动从上料出口流出；

S2：分选机构获取种子的透射检测信息；

S3：分选机构判断种子透射检测信息是否满足预设分选要求，若满足，使种子被喷射进分料机构中以实现分选。

通过上述技术方案，上料机构实现种子的自动上料，传输机构实现种子的自动传输，分选机构能够根据光透射原理实现种子的自动检测和自动分选，在不破坏种子的前提下对种子进行有效识别，有利于对检测后种子存贮，解决了现有技术中的种子分选设备无法准确快速完成分选，人工分选种子方式效率低下的问题，且具有结构简单，操作便捷，自动化程度高的优点。

附图说明

图1是种子分选装置结构示意图；

图2是种子分选装置局部结构示意图；

图3是传输机构和旋转种槽部配合示意图；

图4是种槽架结构示意图(立体图)；

图5是种槽架正视截面图；

图6是种槽架结构示意图(俯视图)；

图7是滚筒结构示意图(立体图)；

图8是滚筒结构示意图(正视图)；

图9是滚筒结构示意图(左视图)；

附图标记说明

1 上料机构 101 上料筒

102 振动上料器 2 传输机构

201 滑道 3 分选机构

301 旋转种槽部 3011 滚筒

3012 种槽架 302 透射检测部

3021 照明镜头 3022 检测探头

303 喷射部 304 吸嘴部

4 分料机构 401 分料筒

4011 第一料槽 4012 第二料槽

5 回料机构 501 回料筒

502 种子输送器 6 框体

7 控制机构

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。其中，“内、外”是指相对于用户的使用角度而言的，暴露在用户视线中的一侧为“外”，相对用户隐藏的一侧为“内”。

本发明提供一种种子分选装置，该种子分选装置根据光透射原理实现种子的自动检测和自动分选，能够在不破坏种子的前提下对种子活性进行有效识别、检测和分选，有利于对检测后种子进行存贮。本实施例中的种子优选为水稻种子，即本实施例中的种子分选装置是用于对水稻种子进行自动检测和自动分选。如图1-图3所示，本实施例中的种子分选装置包括框体6，上料机构1，传输机构2，分选机构3以及控制机构7，其中，上料机构1设在框体6外侧上方，上料机构1上形成有上料进口和上料出口，用于实现种子上料；传输机构2倾斜地设在框体6上方，且传输机构2部分伸入框体6内部，上料出口与传输机构2的第一端连通，用于实现种子传输；分选机构3可旋转地设在传输机构2第二端的下方，用于接收从传输机构2滑落到半空中的种子并对其进行检测和分选；控制机构7与上料机构1、分选机构3控制连接，实现种子的自动上料和自动分选。

分选机构3包括旋转种槽部301、透射检测部302以及喷射部303，旋转种槽部301可旋转地设在传输机构2的第二端的下方，并依次经过接收工位、检测工位以及分选工位，其中，传输机构2设置为使得种子在所述第二端沿抛物线轨迹滑落，接收工位位于种子的抛物线轨迹上；透射检测部302设在检测工位，用于通过光透射对种子活性进行检测；喷射部303设在分选工位，用于根据种子活性检测结果对种子进行分选。

本发明实施例中，上料机构1包括上料筒101，上料支撑架，出料调节板以及振动上料器102，上料支撑架设在框体6外侧上方；上料筒101设在上料支撑架上方，且在两个上料支撑架之间，上料筒101的顶部和底部分别形成有上料进口和上料出口；出料调节板设在上料出口处并能对上料出口形成开关配合，用户可在启动种子分选装置前使出料调节板完全挡住上料出口，便于将待分选的种子倒入上料筒101中；在种子分选装置的使用过程中调整出料调节板将上料出口打开合适的开口大小，使种子能以均匀、适宜的速度流出，避免种子流出速度过大导致种子堆积在上料出口下方，也避免种子流出速度过小导致种子分选速率降低。振动上料器102包括振动部件和振动传输槽，振动部件设在框体6外侧上方，振动传输槽设在振动部件上方，且振动传输槽的第一端在上料出口下方，第二端连通传输机构2的上方，即种子从上料出口落到振动传输槽的第一端后，在振动部件的振动作用下向前运动，实现种子由振动传输槽第一端到第二端的传输，种子到达振动传输槽的第二端后再被传送到传输机构2的第一端。本实施例中上料机构1通过出料调节板和振动上料器102的配合实现了种子的自动上料，提升了种子上料的便捷性。

本发明实施例中，传输机构2包括滑道201，滑道201相对框体6向下倾斜设置，且滑道201的第一端与露出于框体6外侧的振动传输槽第二端连通，滑道201的第二端伸入框体6内部并处于悬置状态，进一步的，滑道201上形成有多个平行的直线型滑槽，使得种子在向下滑落时更加规整、有秩序。

本发明实施例中，旋转种槽部301包括滚筒3011和种槽架3012，滚筒3011可旋转地设在传输机构2第二端的下方；种槽架3012可拆卸地设在滚筒3011的侧壁上，且种槽架3012上形成有多个用于接收种子的种槽。具体的，旋转种槽部301还包括滚筒支撑架，滚筒支撑架设在框体6底面上，滚筒3011设在滚筒支撑架的上方，且能相对滚筒支撑架进行旋转；多个种槽架3012沿滚筒3011周向均匀分布，种槽架3012上形成有多个种槽，种槽与滑道201上的直线型滑槽一一对应，提升了分选机构3接收到种子的可能性，种子从滑道201上滑落后在空中做抛物线运动，并在种槽架3012旋转经过该抛物线切线方向时落到种槽架3012上的种槽中。在本实施例中，种槽架3012底部为T型结构，对应地，滚筒3011外壁上形成有多道沿其轴向分布的T型槽，如图7-图9所示，用户也可根据实际需求拆卸、更换具有不同型号种槽的种槽架3012，增强了种子分选装置的功用性。

本发明实施例中，如图4-图6所示，种槽一端形成封闭结构，另一端形成开口结构，在所述接收工位，种槽的开口结构朝向传输机构2的第二端，使得种槽架3012处于种子下落的抛物线切线方向时，种槽能够与滑道201的滑槽连通，种子从种槽的开口结构处落入种槽中，并在封闭结构的阻挡作用下停留在种槽内，便于下一步进行分选。本发明实施例中，种槽的截面形状为梯形，具体的，种槽截面的底边为梯形的短边，种槽截面的顶边为梯形的长边，该种槽结构形状使得种子易于落入种槽底部。进一步的，种槽的大小只能容纳一粒种子，使得种子得种槽底部左右侧的位置确定，降低种子在种槽架3012转动时随意晃动的可能性，提升种子分选的准确度。

本发明实施例中，种槽在靠近封闭结构的端侧底部形成有通光孔，且通光孔贯穿种槽架3012和滚筒3011的侧壁。进一步的，本实施例中通光孔的直径范围为0.5mm-2mm，该直径范围的通光孔直径能避免种子从通光孔中掉落下来。

本发明实施例中，分选机构3还包括与负压设备连接的吸嘴部304，滚筒3011形成有环形腔，吸嘴部304设在环形腔中，且吸嘴部304上形成有负压开口，负压开口朝向接收工位的通光孔，此外，吸嘴部304相对滚筒3011静止。吸嘴部304在负压开口处产生负压力并通过通光孔对种子进行吸引，有利于将从滑槽上滑落并做抛物线的种子吸引、捕获到种槽中，提升种子落到种槽中的概率。

本发明实施例中，透射检测部302包括设在检测工位的照明镜头3021和检测探头3022，且照明镜头3021设在滚筒3011外侧，检测探头3022对应地设在滚筒3011的环形腔中，且照明镜头3021和检测探头3022均相对滚筒3011静止。本发明实施例中，透射检测部302还包括光谱仪，光谱仪和检测探头3022电连接。当滚筒3011带动种槽架3012转动到检测工位时，照明镜头3021能在检测工位处发出超连续光源照射到种子上，经过种子透射的光由检测探头3022接收并传输到光谱仪中进行分光检测，以获得光谱信号。进一步的，本发明实施例中超连续光源的光谱范围为400nm-2400nm；检测探头3022为光纤探头，该光纤探头采用芯径范围为20um-1000um的多模光纤；光谱仪采用光栅分光或傅里叶变换分光的方式探测水稻种子的透射光谱，且光谱范围覆盖900nm-2200nm，光谱分辨率小于10nm。

本发明实施例中，喷射部303包括与气源连接的喷嘴，喷嘴设在滚筒3011的环形腔中，且喷嘴上形成有喷气口，喷气口朝向分选工位处的通光孔进一步的，本实施例中的气源为压缩气源，喷出的气流具有足够强劲的冲击力，种槽架3012经过分选工位时，种子能够被喷嘴喷气口喷出的气流冲击下而脱离种槽落入分料机构4中实现被分选。

本发明实施例中，种子分选装置分料机构4，分料机构4设在分选机构3的一侧，且分料机构3上形成有分料入口，分料入口朝向分选工位。分料机构4包括分料筒401，分料筒401上形成有相邻的第一料槽4011和第二料槽4012，其中，第一料槽4011设在靠近种槽架3012的一侧，第二料槽4012设在远离滚筒3011的一侧。种子经过透射检测部302的检测后，种槽架3012上符合预设分选要求的种子在喷嘴喷出的气流冲击下掉落如第二料槽4012中完成被分选，而不符合预设分选要求的种子会随着种槽架3012的转动掉落到第一料槽4011中。

本发明实施例中，回料机构5设在分选机构4靠近接收工位的一侧，回料机构5上形成有回料入口和回料出口，回料入口朝向传输机构2第二端，回收出口朝向上料机构1的上料入口。回料机构5包括回料筒501和种子输送器502，回料筒501顶部形成有种子回收入口，回料筒501的底部和种子输送器502的第一端连通，种子输送器502的第二端形成有种子回收出口，种子输送器502由框体6内部向上、向外延伸出去使得种子回收出口朝向上料机构1的上料入口，使得从滑道201中滑落而没有进入种槽的种子能落入回料筒501中，并经过种子输送器502重新输送到上料机构1中实现种子的回收，提升了种子回收的自动化程度，减轻了人工劳动成本。

本发明实施例中，控制机构7包括控制主机，控制主机与上料机构1、分选机构3控制连接，既能控制上料机构1中的出料调节板开合实现种子的自动上料；又能对种子透射后获得的透射检测信息(即光谱信号)进行分析判断，并根据分析、判断的结果可控制分选机构3中喷射部303的喷嘴对满足预设分选要求的种子喷出气流使其落入第二料槽4012实现分选。

本发明第二方面还提供一种种子分选方法，该种子分选方法适用于本发明提供的种子分选装置。在用户将种子放置在上料箱101中后，种子分选装置自动实施如下操作步骤：

S1：上料机构1控制种子自动从上料出口流出；

S2：分选机构4获取种子的透射检测信息；

S3：分选机构4判断种子透射检测信息是否满足预设分选要求，若满足，使种子被喷射进分料机构4中以实现分选。

具体的，用户将种子放置在上料箱101中并开启种子分选装置后，控制机构7控制出料调节板打开到适宜角度使上料筒101中的种子以合适的角度和速度下落到振动上料器102上，种子在振动上料器102的作用下有秩序、规整地从振动传输槽第一端运动到第二端，再由振动传输槽第二端传送到传输机构2的第一端，在重力作用下由传输机构2的第一端滑落到传输机构2的第二端并做抛物线运动，在滚筒3011带动种槽架3012经过抛物线的切线方向时，吸嘴部304的负压开口产生负压进一步吸引做抛物线运动的种子到种槽架3012的种槽中，种槽架3012在接收到种子后继续转动将种子运送到检测工位，检测工位的透射镜头将透射光源照射到种子上，探测镜头接收经过种子透射的光信号并将其发送给光谱仪进行分析，光谱仪再将分析结果发送给控制机构7，控制机构7根据分析结果控制喷嘴是否应该喷出气流将种子分选出来，即若光谱仪分析结果表明被透射的种子满足预设活力条件，则控制机构7控制喷嘴喷出气流将种子冲击到第二料槽4012中；若光谱仪分析结果表明被透射的种子不满足预设活力条件，则控制机构7不使喷嘴喷出气流，随着种槽架3012的继续转动，种槽中的种子会因为重力掉落进第一料槽4011中，经过上述过程，种子分选装置根据光透射原理将具有不同活性的种子分选出来。

综上，本发明提供一种种子分选装置及方法，采用上料机构、传输机构、分选机构、分料机构、回收机构以及控制机构相互配合，实现种子的自动上料、自动传输、自动检测、自动分选以及自动回收，解决了现有种子分选设备分选效率低下的问题，且具有结构简单，易于控制，自动化程度高的优点。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。