一种种子活力自动检测装置
本发明涉及植物种子活力检测的，特别涉及一种种子活力自动检测装置。
背景技术：
1、种子活力的鉴别不仅是品种试验的基础，对新品种的选育也具有非常重要的意义。在收获后的处理过程中，由于操作不当导致热损伤或者物理损坏，可能会使种子的活力丧失。在贮藏过程中，种子呼吸作用会产生大量的水和热量，也可能使种子发生老化从而影响其活力。因此，在播种之前对种子的活力进行准确的鉴别，可以有效地筛选出高质量的种子用于种植。可以大幅度提高种子的产量以及质量，从而促进农业发展和经济稳定；
2、传统的生理生化方法和发芽测试的鉴别结果虽然可靠，但是这些方法需要消耗特殊试剂，且存在周期长、成本高和样品损伤等缺点。光谱成像技术是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术，具有波段多且宽度窄、光谱响应范围广、光谱分辨率高和“谱像合一”等特点。在紫外、可见光、近红外和中红外区域，获取数百计波段间隔非常小且光谱连续的光谱数据。光谱中的每个像元均对应一条连续的光谱，能够反映待测物的内部成分组成信息，在农业研究领域具有广阔的应用前景。
3、高光谱不仅可以获得样品的光谱信息和图像信息，还可以反映样品内部物理结构和化学成分，其检测效率更高，其对样品无损害更能适应无损检测的需要。然而现有技术中，在基于深度光谱的种子活力检测装置领域中，从放置种子、检测种子、筛选活力种子的整个过程未实现全自动化，种子活力检测装置检测速度慢。
4、目前亟待提出一种种子活力自动检测装置，能够实现放置种子、检测种子和筛选活力种子的全过程自动化。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种种子活力自动检测装置，以解决上述现有技术存在的问题，种子在排种盘上成矩阵排列，之后将排种盘运动到高光谱镜头的下方，高光谱镜头逐排的对种子进行扫描，多轴机械臂根据坐标带动吸种器精准到达非活力种子的位置处，通过吸种器对非活力种子进行吸取，使活力较好的种子留置在排种盘中，实现了种子的筛分。实现了全过程自动化，生产效率高，筛分效果好，极大的节省了人力物力，适合大规模推广。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：提供一种种子活力自动检测装置，包括种子筛选系统和用于将种子呈矩阵排列的种子散列排种装置；
3、所述种子散列排种装置包括排种机构和能够沿水平方向直线运动的排种盘，所述排种盘的盘面水平设置，所述排种盘的盘面上设有能够启闭的排种口，所述排种口呈矩阵排列，所述排种口的列的方向平行于所述排种盘的运动方向，所述排种口的排的方向垂直于所述排种盘的运动方向，所述排种机构用于向所述排种口放入单粒种子；
4、所述种子筛选系统包括种子筛分装置和用于检测种子活力的高光谱成像装置，所述高光谱成像装置包括位于所述排种盘上方的高光谱镜头，所述高光谱镜头的扫描区域位于所述排种盘的运动轨迹上，所述扫描区域沿所述排种口的排的方向的扫描长度至少能够覆盖单排所述排种口；所述种子筛分装置包括吸种器和用于移动所述吸种器的多轴机械臂，所述吸种器的水平移动区域位于所述排种盘的运动轨迹上，所述水平移动区域沿所述排种口的排的方向的移动范围至少能够覆盖单排所述排种口。
5、优选的，包括高光谱支架，所述高光谱支架包括竖向设置的镜头支撑架和供所述高光谱镜头安装的镜头连接板，所述镜头连接板设置在所述镜头支撑架的顶端，所述高光谱镜头与所述镜头连接板可滑动连接。
6、优选的，所述排种机构包括吸力可调的气吸式排种针以及用于盛放种子的振动盘，所述排种盘的盘面水平设置，所述气吸式排种针成排设置，所述气吸式排种针的成排方向与所述排种口的排的方向相同，单排所述气吸式排种针的数量与单排所述排种口的数量对应，所述气吸式排种针通过摆动机构沿所述排种盘的移动方向往复摆动，所述气吸式排种针的摆动路径的竖向投影位于与其对应的所述排种口的移动路径上，所述振动盘在高度位置上位于所述气吸式排种针和所述排种盘之间，所述振动盘在水平位置上位于所述气吸式排种针的摆动路径的竖向投影之内，所述振动盘和所述气吸式排种针之间具有能够使种子被吸起的预设高差。
7、优选的，所述排种盘和所述气吸式排种针之间设有导种管，所述导种管成排设置，所述导种管的成排方向与所述气吸式排种针的成排方向相同，所述导种管和所述气吸式排种针数量对应，所述导种管的一端管口朝上设置并设有进种缺口，所述进种缺口面向所述气吸式排种针且位于所述气吸式排种针的摆动路径上，所述导种管的另一端管口为锥形管口且朝下设置，所述锥形管口的竖向投影位于所述排种口的移动路径上。
8、优选的，包括装置立架和供所述气吸式排种针安装的气针安装件，所述气针安装件通过转轴转动连接在所述装置立架上，所述转轴的轴线平行于所述气吸式排种针的成排方向，所述装置立架上设有供所述排种盘通过的移动空间。
9、优选的，所述排种盘包括上下贴合的上盘体和下盘体，所述上盘体能够沿排种口的列方向移动，所述下盘体能够沿排种口的列方向或排方向移动，所述排种口包括位于所述上盘体上的上常开口和位于所述下盘体上的下常开口，所述上常开口的竖向投影能够在所述下常开口的移动路径上重合。
10、优选的，所述排种盘通过直线滑轨移动，所述直线滑轨穿过所述移动空间。
11、优选的，所述排种盘设置为两个，分别为第一排种盘和第二排种盘，所述第一排种盘的运动轨迹位于所述第二排种盘的运动轨迹的上方。
12、优选的，包括滑轨支撑架，所述直线滑轨设置为两个，分别为第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和所述第二滑轨均固定设置在所述滑轨支撑架上，所述第一滑轨位于所述第二滑轨的上方，所述第一滑轨与所述第一排种盘滑动连接，所述第二滑轨与所述第二排种盘滑动连接。
13、优选的，所述滑轨支撑架为顶部开口的矩形体，所述第二排种盘嵌入进所述滑轨支撑架内部，所述第二排种盘的盘面朝向所述滑轨支撑架的开口，所述第一排种盘的运动轨迹位于所述滑轨支撑架的上方。
14、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
15、1.自动化程度高，通过排种机构向排种盘的排种口内植入种子，种子在排种盘上成矩阵排列，之后将排种盘运动到高光谱镜头的下方，通过高光谱镜头对排种盘上的种子进行扫描，高光谱镜头逐排的对种子进行扫描，控制装置根据扫描信息识别出非活力的种子，并将非活力的种子进行坐标标记，然后将非活力种子的坐标信息发送给多轴机械臂，多轴机械臂根据坐标带动吸种器精准到达非活力种子的位置处，通过吸种器对非活力种子进行吸取，使活力较好的种子留置在排种盘中，实现了种子的筛分。在排种盘上逐排放置种子、对种子进行活力检测和进行活力种子的筛分，均能够自动完成，实现了全过程自动化，生产效率高，筛分效果好，极大的节省了人力物力，适合大规模推广。
16、本发明的其他技术方案还起到了如下技术效果：
17、1.提高排种效率：通过振动盘的均匀分散和气吸式排种针的快速吸取，显著提高了种子吸取精准度，继而提高排种的速度，提升整体的作业效率；
18、2.提升排种准确性：气吸式排种针的吸力可调，可确保每次都只吸取单一种子，从而提高排种的准确性，减少双粒或漏粒的情况。
19、3.降低种子损伤率：气吸式排种针吸取方式，由于减少了与种子的物理接触，能够显著降低种子在排种过程中受到的损伤，尤其对于易碎或敏感的种子尤为重要，有助于维护种子的生长环境和减少资源浪费；
20、4.适用性广泛：适用于各种不同大小和形状的种子，通过调整气吸式排种针的参数和振动盘的振动条件，可以灵活适应多种排种需求；
21、5.减少人工干预：自动化程度的提高减少了人工干预的需要，降低了劳动强度，同时也减少了人为错误的可能性；
22、6.节省成本：效率的提升和损伤率的减少直接影响到种子的使用率和种植成本，长期运用本气吸式种子散列排种装置可以实现显著的成本节约。
技术特征：
1.一种种子活力自动检测装置，其特征在于，包括种子筛选系统和用于将种子呈矩阵排列的种子散列排种装置；
2.根据权利要求1所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，包括高光谱支架，所述高光谱支架包括竖向设置的镜头支撑架和供所述高光谱镜头安装的镜头连接板，所述镜头连接板设置在所述镜头支撑架的顶端，所述高光谱镜头与所述镜头连接板可滑动连接。
3.根据权利要求1所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，所述排种机构包括吸力可调的气吸式排种针以及用于盛放种子的振动盘，所述排种盘的盘面水平设置，所述气吸式排种针成排设置，所述气吸式排种针的成排方向与所述排种口的排的方向相同，单排所述气吸式排种针的数量与单排所述排种口的数量对应，所述气吸式排种针通过摆动机构沿所述排种盘的移动方向往复摆动，所述气吸式排种针的摆动路径的竖向投影位于与其对应的所述排种口的移动路径上，所述振动盘在高度位置上位于所述气吸式排种针和所述排种盘之间，所述振动盘在水平位置上位于所述气吸式排种针的摆动路径的竖向投影之内，所述振动盘和所述气吸式排种针之间具有能够使种子被吸起的预设高差。
4.根据权利要求3所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，所述排种盘和所述气吸式排种针之间设有导种管，所述导种管成排设置，所述导种管的成排方向与所述气吸式排种针的成排方向相同，所述导种管和所述气吸式排种针数量对应，所述导种管的一端管口朝上设置并设有进种缺口，所述进种缺口面向所述气吸式排种针且位于所述气吸式排种针的摆动路径上，所述导种管的另一端管口为锥形管口且朝下设置，所述锥形管口的竖向投影位于所述排种口的移动路径上。
5.根据权利要求4所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，包括装置立架和供所述气吸式排种针安装的气针安装件，所述气针安装件通过转轴转动连接在所述装置立架上，所述转轴的轴线平行于所述气吸式排种针的成排方向，所述装置立架上设有供所述排种盘通过的移动空间。
6.根据权利要求5所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，所述排种盘包括上下贴合的上盘体和下盘体，所述上盘体能够沿排种口的列方向移动，所述下盘体能够沿排种口的列方向或排方向移动，所述排种口包括位于所述上盘体上的上常开口和位于所述下盘体上的下常开口，所述上常开口的竖向投影能够在所述下常开口的移动路径上重合。
7.根据权利要求6所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，所述排种盘通过直线滑轨移动，所述直线滑轨穿过所述移动空间。
8.根据权利要求7所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，所述排种盘设置为两个，分别为第一排种盘和第二排种盘，所述第一排种盘的运动轨迹位于所述第二排种盘的运动轨迹的上方。
9.根据权利要求8所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，包括滑轨支撑架，所述直线滑轨设置为两个，分别为第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和所述第二滑轨均固定设置在所述滑轨支撑架上，所述第一滑轨位于所述第二滑轨的上方，所述第一滑轨与所述第一排种盘滑动连接，所述第二滑轨与所述第二排种盘滑动连接。
10.根据权利要求9所述的种子活力自动检测装置，其特征在于，所述滑轨支撑架为顶部开口的矩形体，所述第二排种盘嵌入进所述滑轨支撑架内部，所述第二排种盘的盘面朝向所述滑轨支撑架的开口，所述第一排种盘的运动轨迹位于所述滑轨支撑架的上方。
技术总结
本发明提供一种种子活力自动检测装置，属于植物种子活力检测的技术领域，包括种子筛选系统和用于将种子呈矩阵排列的种子散列排种装置；种子散列排种装置包括排种机构和能够沿水平方向直线运动的排种盘，排种盘的盘面上设有能够启闭的排种口，排种口呈矩阵排列，排种机构用于向排种口放入单粒种子；种子筛选系统包括种子筛分装置和用于检测种子活力的高光谱成像装置，高光谱成像装置包括位于排种盘上方的高光谱镜头，其扫描区域沿排种口的排的方向的扫描长度至少能够覆盖单排排种口；种子筛分装置包括吸种器和用于移动吸种器的多轴机械臂，吸种器水平移动区域沿排种口的排的方向的移动范围能够覆盖单排排种口，实现了全过程自动化，检测效率高。
技术研发人员：祁亨年,孙泽宇,何孟波,胡树强,陈俊溢,张初
受保护的技术使用者：湖州师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23