细小种子气动上下料装置及应用于杨树种子上下料的方法

本技术方案是一种林业设备，具体是一种细小种子气动上下料装置及应用于杨树种子上下料的方法。

背景技术：

1、细小种子是指大小在1毫米左右或更小的种子，比较常见的有小叶百合、喜马拉雅玫瑰、唐菖蒲等。对于杨树来说，杨树毛毛的绒毛是由种皮的外层细胞分化而成的，每个绒毛都有一个种子，种子的大小约为1毫米。

2、种子上、下料装置是林业机械中常见的机械。种子的上下料，目前多为使用机械式结构完成种子的上下料，且种子对象多为诸如玉米种子之类的较大的种子类型。而在使用机械结构处理诸如杨树种子这类细小种子的上下料时，很容易出现种子在卡在机构缝隙中的现象，对种子造成破坏，影响后续的发芽等。所以，细小种子目前多采用手动上下料的方式。这种方式不仅效率较低，而且会出现上料时种子不能很好的分开，清料时种子收集不完全、种子样品遭到损坏等现象，这对种子的后续处理造成了不利的影响。

技术实现思路

1、对于气动式的种子上下料装置，气动式结构可以很好的对种子进行无损的、定量的快速上下料，但目前多为单独使用气动进行上料或者清料，对于如何由气动装置进行上料后，再利用气动装置进行清料的研究还比较欠缺。

2、为了解决细小种子的自动上下料问题，本技术方案提出一种用于细小种子(例如杨树种子)的气动上下料方法和装置。

3、上料时：在气动送风的基础上，结合了振动盘、光电传感器和带有折角的上料管道，实现了种子的定量上料，并很好的解决了细小种子容易粘连的问题。

4、下料时：在气动抽吸的基础上，结合装有特殊设计料框的振动盘、吸嘴和图像采集装置，可以较为完全的收集种子，并能减少对种子造成损坏，大大提高了种子上下料的效率。

5、本发明具体为：一种细小种子气动上下料装置，包括上料单元和清料单元；

6、所述上料单元包括上料管道、上料漏斗和上料振动盘；

7、所述上料管道的进料口位于上料管道主体的顶部；上料漏斗的出料口连接于上料管道的进料口；上料振动盘的出料口与上料漏斗的进料口位置对应，使振动盘里装盛的种子因振动进入上料漏斗；上料管道后部的进口端是封闭的，且进口端通过气管连接吹气源；上料管道前部的出口端是敞开的；上料振动盘的表面是倾斜的，上料振动盘的出料口一侧的位置低；

8、所述清料单元包括清料振动盘、吸嘴和分料判断机构；

9、清料振动盘位于上料管道的出口端下方；吸嘴的进口朝向清料振动盘内侧，吸嘴的出口连接气管，并进而接入负压气动抽吸装置；

10、抽吸装置另一端接入收集瓶，种子通过抽吸装置直接吸入收集瓶当中；

11、清料判断机构采集清料振动盘内种子数量信息，如果种子清料完成，则清料振动盘停止振动，吸嘴停止吸取种子；

12、上料振动盘、吹气源、出料种子数量感知机构、清料振动盘、气动抽吸装置、清料判断机构的工作由控制器控制。

13、进一步的，所述上料管道的径向截面是圆形的；在上料管道内且在进料口的后方连接有均压孔板；上料管道的前部有折弯，折弯位置在进料口的前方，出口端朝向斜下方。

14、所述上料单元还包括出料种子数量感知机构，其结构为：在上料管道的折弯处装有光电传感器，因种子是均匀的匀速上料，通过种子对于光电传感器的光的遮挡时间来对上料振动盘的工作时间进行控制，进而达到对种子上料数量进行控制的目的。

15、分料判断机构以及清料判断机构都是图像采集装置，它采集清料振动盘内的图像信息，进而判断盘内种子是否均匀分散以及判断盘内种子是否清料完毕；

16、清料振动盘的连续振动，将团簇的种子分开，通过实时图像判断，当种子均匀分布在整个料框内，无重叠后，则说明均匀分散；由吸嘴吸收种子，通过实时图像判断清料完毕后，关闭气动抽吸装置和清料振动盘。

17、清料振动盘的上沿围有料框；在料框的一侧边上开有清料通道，所述吸嘴的进口连接清料通道的出口，清料通道的进口在料框内侧面；

18、对于清料通道：清料通道是倾斜的，且是扁平的，它的进口低于出口；进口的底边与清料振动盘的表面齐平，且进口的宽度与进口所在料框侧边的长度相同；吸嘴的进口是扁平的。

19、上述细小种子气动上下料装置用于杨树种子上下料的方法，步骤是首先，对细小种子气动上下料装置进行结构优化，包括：

20、上料管道的结构尺寸为内径40mm、折弯与吹气端距离116mm、进料口与折弯距离40mm、折弯角度100°；

21、清料通道的结构尺寸为横截面长120mm、宽8mm、倾斜角度30°、整体高度20mm；

22、然后，以如下步骤进行对杨树种子进行上下料：

23、1)把杨树种子置于上料振动盘上后，启动气动上下料装置；控制器控制上料振动盘、吹气源、出料种子数量感知机构、清料振动盘、气动抽吸装置以及清料判断机构工作；

24、2)上料振动盘和吹气源(气动风送装置)；杨树种子在上料振动盘的振动中逐渐由(长方形的)漏斗掉落进上料管道中；

25、杨树种子在风送装置的吹送下，撞击在上料管道拐角处后下落至清料振动盘上；

26、上料管道出口处的光电传感器，在通过种子数量达到设定值后，关闭上料振动盘停止进料，保持风送装置开启，清空管道内的种子；

27、针对杨树种子的上料管道的结构尺寸，内径40mm、折弯与吹气端距离116mm、进料口与折弯距离40mm、折弯角度100°；上料管道内风速5m/s；

28、3)杨树种子落入清料振动盘，清料振动盘持续振动，直至经判断完全散开，再启动摄像机进行图像采集；

29、4)控制器控制清料振动盘单边振动，将种子集中于清料管道一侧，再启动气动抽吸装置；

30、5)经判断种子已清理完毕后，关闭清料振动盘和气动抽吸装置。

31、本装置和方法适用于杨树种子等，这类细小种子。

32、本气动上下料装置，适用于细小种子的上下料，可替代人工上下料，提高了工作效率，减少了种子的损伤。尤其适用于杨树种子等有绒毛或其它结构粘连的细小种子的上下料。

技术特征：

1.一种细小种子气动上下料装置，包括上料单元和清料单元，其特征是所述上料单元包括上料管道、上料漏斗和上料振动盘；

2.根据权利要求1所述的细小种子气动上下料装置，其特征是所述上料管道的径向截面是圆形的；在上料管道内且在进料口的后方连接有均压孔板；上料管道的前部有折弯，折弯位置在进料口的前方，出口端朝向斜下方。

3.根据权利要求1所述的细小种子气动上下料装置，其特征是出料种子数量感知机构的结构是在上料管道的折弯处装有光电传感器，其工作原理是因种子是均匀的匀速上料，通过种子对于光电传感器的光的遮挡时间来对上料振动盘的工作时间进行控制，进而达到对种子上料数量进行控制的目的。

4.根据权利要求1所述的细小种子气动上下料装置，其特征是分料判断机构以及清料判断机构都是图像采集装置，它采集清料振动盘内的图像信息，进而判断盘内种子是否均匀分散以及判断盘内种子是否清料完毕；

5.根据权利要求1所述的细小种子气动上下料装置，其特征是清料振动盘的上沿围有料框；在料框的一侧边上开有清料通道，所述吸嘴的进口连接清料通道的出口，清料通道的进口在料框内侧面；

6.一种权利要求1～5任一细小种子气动上下料装置用于杨树种子上下料的方法，其特征是

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是对细小种子气动上下料装置进行结构优化还包括：清料通道的结构尺寸为横截面长120mm、宽8mm、倾斜角度30°、整体高度20mm。

技术总结
一种细小种子气动上下料装置，包括上料单元和清料单元；上料单元包括上料管道、上料漏斗和上料振动盘；上料管道的进料口位于上料管道主体的顶部；上料漏斗的出料口连接于上料管道的进料口；上料振动盘的出料口与上料漏斗的进料口位置对应；上料管道后部的进口端通过气管连接吹气源；上料管道前部的出口端是敞开的；清料单元包括清料振动盘、吸嘴和分料判断机构；清料振动盘位于上料管道的出口端下方；吸嘴的进口朝向清料振动盘内侧，吸嘴的出口连接气管，并进而接入负压气动抽吸装置；抽吸装置另一端接入收集瓶。所述装置用于杨树种子上下料时候，上料管道内径40mm、折弯与进口端距离116mm、进料口与折弯距离40mm、折弯角度100°。

技术研发人员：赵茂程,陈霄,汪希伟,吴斌,乔梦梦,欧力,路永杰,王梦梦,邓家乐,李赞鹏
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2025/2/24