本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種采用磁力密封方式的谷穗吸附固定裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

在對(duì)谷物進(jìn)行植物表型組學(xué)研究中，谷物的穗型分析是重要的一部分工作。但是，由于谷穗緊密收攏的形態(tài)特征，直接對(duì)其進(jìn)行拍照分析難以獲得準(zhǔn)確的穗型參數(shù)，而對(duì)谷穗進(jìn)行手工測(cè)量和記錄的低效率，低精度模式又難以滿足表型組學(xué)中多樣本，高通量的要求。因此需要一種可以對(duì)谷穗進(jìn)行固定，防止收攏的裝置，以滿足高通量圖像分析測(cè)量的要求。

目前檢索并無(wú)對(duì)谷穗進(jìn)行固定的相關(guān)裝置，傳統(tǒng)的谷穗固定方式有手工折彎法和膠粘法等。折彎法需要手工對(duì)谷穗上每支分支進(jìn)行折彎使其變形防止收攏，操作時(shí)間較長(zhǎng)；而膠粘法是在手工分開谷穗分支后，對(duì)分支用透明膠布或膠水進(jìn)行固定，這種方法在改變谷穗分支位置時(shí)容易破壞谷穗，且容易在谷粒上留下化學(xué)藥劑，影響后續(xù)育種或相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述方法和技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置及方法。

本發(fā)明為解決上述方法和技術(shù)問題，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

根據(jù)本發(fā)明提供的一種采用磁力密封方式的谷穗吸附固定裝置，主要包括磁力密封吸附模塊、風(fēng)道模塊、磁力密封復(fù)位模塊以及吸附機(jī)底座；

所述磁力密封吸附模塊設(shè)置在風(fēng)道模塊上側(cè)；所述磁力密封復(fù)位模塊設(shè)置在風(fēng)道模塊下側(cè)；

所述磁力密封吸附模塊、風(fēng)道模塊、磁力密封復(fù)位模塊安裝在吸附機(jī)底座上；

所述磁力密封吸附模塊可實(shí)現(xiàn)密封和導(dǎo)通狀態(tài)，在密封狀態(tài)無(wú)氣流通過吸附模 塊上的通孔，在導(dǎo)通狀態(tài)下通過吸附模塊上通孔的氣流可對(duì)谷粒產(chǎn)生吸附力，實(shí)現(xiàn)對(duì)谷穗固定。

優(yōu)選地，所述磁力密封吸附模塊包括上限位蓋板，安裝于上限位蓋板上的陣列活動(dòng)風(fēng)口、陣列密封磁棒、磁棒支架、下限位板、磁棒復(fù)位架；

所述上限位蓋板和下限位板可由軟磁鐵氧體、硅鋼片、低碳鋼或鐵鋁合金等軟磁材料所制；

所述上限位蓋板上有通孔，通孔直徑在2～3mm，通孔上有倒角，倒角在20～45°；

所述下限位板有通孔，通孔直徑在2～3mm，用于穿過磁棒復(fù)位架上的柱狀突起和限制陣列密封磁棒向下運(yùn)動(dòng)；

所述陣列密封磁棒和磁棒支架位于上限位蓋板和下限位蓋板直接，陣列密封磁棒穿過磁棒支架上的通孔，可以通過磁力吸附在上限位蓋板或者下限位板上；

所述陣列活動(dòng)風(fēng)口穿過上限位蓋板上的通孔，陣列活動(dòng)風(fēng)口底板連接陣列密封磁棒，按下任意一個(gè)活動(dòng)風(fēng)口可以帶動(dòng)相應(yīng)的密封磁棒向下運(yùn)動(dòng)，使其靠近并通過磁力吸附在下限位板，使上限位蓋板上的通孔導(dǎo)通；

所述陣列密封磁棒通過磁力吸附在上限位蓋板上時(shí)，推動(dòng)陣列活動(dòng)風(fēng)口彈出上限位蓋板上的通孔，并密封住該通孔；

所述陣列活動(dòng)風(fēng)口由多個(gè)活動(dòng)風(fēng)口組成，直徑2～3mm，小于上限位蓋板上的通孔直徑，數(shù)量為100～200個(gè)；

所述陣列密封磁棒由多個(gè)密封磁棒組成，直徑3～4mm，大于通孔直徑，和陣列活動(dòng)風(fēng)口一一對(duì)應(yīng)，每對(duì)活動(dòng)風(fēng)口和密封磁棒可以單獨(dú)向下推動(dòng)，不影響其磁棒或活動(dòng)風(fēng)口和上限位蓋板上的通孔的狀態(tài)；

所述磁棒復(fù)位架位于下限位板下方，有多個(gè)柱狀突起，柱狀突起可穿過下限位蓋板上的通孔，磁棒復(fù)位架向上運(yùn)動(dòng)時(shí)柱狀突起推動(dòng)對(duì)應(yīng)的密封磁棒和陣列活動(dòng)風(fēng)口向上運(yùn)動(dòng)完成吸附模塊的復(fù)位狀態(tài)，密封上限位蓋板上的通孔。

優(yōu)選地，所述風(fēng)道模塊包括錐型收縮管和直角彎管；

所述錐型收縮管用于引導(dǎo)通過吸附模塊的氣流，降低氣流流動(dòng)阻力；

所述錐型收縮管上有通孔，用于穿過復(fù)位推桿；

所述直角彎管一端連接錐型收縮管，另一端伸出吸附機(jī)底座外壁，連接抽真空設(shè)備。

優(yōu)選地，磁力密封復(fù)位模塊包括復(fù)位架推桿電機(jī)、復(fù)位推桿、推桿電機(jī)復(fù)位開 關(guān)、推桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和電源線；

所述復(fù)位架推桿電機(jī)安裝在吸附機(jī)底座上，設(shè)置在錐型收縮管下方；

所述復(fù)位推桿用于連接復(fù)位架推桿電機(jī)和磁棒復(fù)位架；

所述推桿電機(jī)電源模塊用于連接電源，驅(qū)動(dòng)復(fù)位架推桿電機(jī)運(yùn)動(dòng)，完成吸附模塊的復(fù)位狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置的使用方法，包括以下使用步驟：

步驟S1：首先連接并開啟電源，按下推桿電機(jī)復(fù)位開關(guān)，保證陣列活動(dòng)風(fēng)口都在復(fù)位突起狀態(tài)；

步驟S2：在上限位蓋板上放上谷穗后，通過人手工移動(dòng)分開穗株的分支，再將分支上部分谷粒對(duì)準(zhǔn)突出上限位蓋板表面的活動(dòng)風(fēng)口的中心通孔，此時(shí)按下突起的活動(dòng)風(fēng)口，谷粒會(huì)貼合到上限位蓋板的通孔上，此時(shí)由于谷粒上下表面的壓強(qiáng)差，谷粒會(huì)被吸附在上限位蓋板的通孔頂部；

步驟S3：對(duì)分開的谷物穗株進(jìn)行圖像采集工作，圖像采集工作完成后，按下推桿電機(jī)復(fù)位開關(guān)，讓所有陣列活動(dòng)風(fēng)口都在復(fù)位突起狀態(tài)，蓋板表面的活動(dòng)風(fēng)口的中心通孔處于密封狀態(tài)，原本被吸附住的谷粒失去上下表面的壓強(qiáng)差，可以直接取下穗株。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明提供的采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置和方法，所述裝置對(duì)谷穗分支固定的效率高，移動(dòng)分支到不同的位置，谷粒被吸附后分支可立即被固定，滿足高通量拍攝分析需求，且無(wú)化學(xué)藥劑的殘留影響，無(wú)損且無(wú)污染。

2、本發(fā)明提供的采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置，陣列活動(dòng)風(fēng)口，陣列密封磁棒可以使每個(gè)活動(dòng)風(fēng)口獨(dú)立開啟或關(guān)閉，不影響其他活動(dòng)風(fēng)口，可對(duì)需要操作的部分谷粒產(chǎn)生吸附力，減少通風(fēng)面積，降低對(duì)抽真空設(shè)備的流量需求，并且降低對(duì)谷粒的操作次數(shù)。

3、本發(fā)明提供的采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置，所述裝置整體結(jié)構(gòu)輕巧，模塊化設(shè)計(jì)，零部件組裝拆卸簡(jiǎn)易，易于老化失效部件的單獨(dú)更換，降低使用成本。

4、本發(fā)明提供的采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置，對(duì)所述風(fēng)道模塊進(jìn)行優(yōu)化，降低抽吸風(fēng)阻損耗，便于連接不同的抽吸設(shè)備和真空裝置進(jìn)行使用， 普通的家用吸塵器也可以滿足使用要求，提高了推廣可能性。

附圖說(shuō)明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置的整體安裝示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置中磁力密封吸附模塊的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置中磁力密封吸附模塊工作流程及狀態(tài)對(duì)比示意圖；其中，

圖4(a)為密封磁棒通過磁力吸附在上限位蓋板下方；

圖4(b)為推動(dòng)活動(dòng)風(fēng)口下移，密封磁棒通過磁力吸附在下限位板上方，谷粒堵住通孔107；

圖4(c)為復(fù)位支架推動(dòng)密封磁棒上移，完成吸附機(jī)復(fù)位。

圖5為本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置中風(fēng)道模塊剖面示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置中磁力密封復(fù)位模塊示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置中吸附機(jī)底座外部示意圖；

圖8為本發(fā)明提供的一種采用磁性密封方式對(duì)谷穗進(jìn)行吸附固定的裝置中吸附機(jī)底座剖面示意圖；

圖中：

1-磁力密封吸附模塊；

2-風(fēng)道模塊；

3-磁力密封復(fù)位模塊；

4-吸附機(jī)底座；

5-谷穗；

101-上限位蓋板；

102-陣列活動(dòng)風(fēng)口；

103-陣列密封磁棒；

104-磁棒支架；

105-下限位板；

106-磁棒復(fù)位架；

107-上限位蓋板的通孔；

108-下限位板的通孔；

109-活動(dòng)風(fēng)口管壁上的通孔；

1010-柱狀突起；

201-錐型收縮管；

202-直角彎管；

203-通孔；

301-復(fù)位架推桿電機(jī)；

302-復(fù)位推桿；

303-推桿電機(jī)復(fù)位開關(guān)；

304-推桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；

305-電源線；

401-限位臺(tái)階；

402-復(fù)位架推桿電機(jī)安裝孔；

403-直角彎管限位臺(tái)階；

404-直角彎管通孔；

405-開關(guān)通孔；

406-電源線通孔；

501-谷粒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種采用磁力密封方式的谷穗吸附固定裝置，包括磁力密封吸附模塊1、風(fēng)道模塊2、磁力密封復(fù)位模塊3以及吸附機(jī)底座4；

所述磁力密封吸附模塊1設(shè)置在風(fēng)道模塊2上側(cè)；所述磁力密封復(fù)位模塊3設(shè)置在風(fēng)道模塊2下側(cè)；所述磁力密封吸附模塊1、風(fēng)道模塊2、磁力密封復(fù)位模塊3安裝在吸附機(jī)底座4上；

磁力密封吸附模塊1能夠?qū)崿F(xiàn)密封狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)，在密封狀態(tài)時(shí)無(wú)氣流通過磁力密封吸附模塊1的通孔，在導(dǎo)通狀態(tài)下通過磁力密封吸附模塊1的通孔107的氣流能夠?qū)攘．a(chǎn)生吸附力，實(shí)現(xiàn)對(duì)谷穗保持固定。

所述磁力密封吸附模塊1包括上限位蓋板101、安裝于上限位蓋板101上的陣列活動(dòng)風(fēng)口102、陣列密封磁棒103、磁棒支架104、下限位板105、磁棒復(fù)位架106；

所述上限位蓋板101和下限位板105由軟磁鐵氧體、硅鋼片、低碳鋼或鐵鋁合金這樣的軟磁材料所制；

所述上限位蓋板101上設(shè)置有上限位蓋板的通孔107，上限位蓋板的通孔107的通孔直徑在2～3mm之間，上限位蓋板的通孔107上有倒角，倒角在20～45°之間；

所述下限位蓋板105上設(shè)置有下限位板的通孔108，下限位板的通孔108的通孔直徑在2～3mm之間，用于穿過磁棒復(fù)位架106上的柱狀突起和限制陣列密封磁棒103向下運(yùn)動(dòng)；

所述陣列密封磁棒103和磁棒支架104設(shè)置在上限位蓋板101和下限位蓋板105之間，陣列密封磁棒103穿過磁棒支架104上的通孔，能夠通過磁力吸附在上限位蓋板101上或者下限位板105上；

所述陣列活動(dòng)風(fēng)口102穿過上限位蓋板上的通孔107，陣列活動(dòng)風(fēng)口102底板連接陣列密封磁棒103，按下任意一個(gè)活動(dòng)風(fēng)口102能夠帶動(dòng)相應(yīng)的陣列密封磁棒103中的密封磁棒向下運(yùn)動(dòng)，使密封磁棒靠近并通過磁力吸附在下限位板105上，使上限位蓋板上的通孔107導(dǎo)通；

所述陣列密封磁棒103通過磁力吸附在上限位蓋板101上時(shí)，推動(dòng)陣列活動(dòng)風(fēng)口102彈出上限位蓋板上的通孔107，并密封住上限位蓋板上的通孔107；

所述陣列活動(dòng)風(fēng)口102由多個(gè)活動(dòng)風(fēng)口組成，數(shù)量為100～200個(gè)，為空心管狀，外徑2～3mm，小于上限位蓋板上的通孔107的直徑，活動(dòng)風(fēng)口管壁上的通孔109用以通過 氣流；

所述陣列密封磁棒103由多個(gè)密封磁棒組成，直徑3～4mm，大于上限位蓋板的通孔107的直徑，和陣列活動(dòng)風(fēng)口102一一對(duì)應(yīng)，每對(duì)活動(dòng)風(fēng)口和密封磁棒能夠單獨(dú)向下推動(dòng)；

所述磁棒復(fù)位架106設(shè)置在下限位板105下方，有多個(gè)柱狀突起1010，磁棒復(fù)位架106向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱狀突起1010能夠穿過通孔108并推動(dòng)對(duì)應(yīng)的密封磁棒103和陣列活動(dòng)風(fēng)口102向上運(yùn)動(dòng)完成吸附模塊1的復(fù)位狀態(tài)，密封上限位蓋板的通孔107。

所述風(fēng)道模塊2包括錐型收縮管201和直角彎管202；

所述錐型收縮管201用于引導(dǎo)通過磁力密封吸附模塊1的氣流，降低氣流流動(dòng)阻力；

所述錐型收縮管201上有通孔203，用于穿過復(fù)位推桿302；

所述直角彎管202一端連接錐型收縮管201，另一端伸出吸附機(jī)底座4外壁，能夠連接抽真空設(shè)備。

磁力密封復(fù)位模塊3包括復(fù)位架推桿電機(jī)301、復(fù)位推桿302、推桿電機(jī)復(fù)位開關(guān)303、推桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊304以及電源線305；

所述復(fù)位架推桿電機(jī)301安裝在吸附機(jī)底座4上，設(shè)置在錐型收縮管201下方；

所述復(fù)位推桿302用于連接復(fù)位架推桿電機(jī)301和磁棒復(fù)位架106；

所述推桿電機(jī)電源模塊304用于連接電源，驅(qū)動(dòng)復(fù)位架推桿電機(jī)301運(yùn)動(dòng)，完成磁力密封吸附模塊1的復(fù)位狀態(tài)；

推桿電機(jī)復(fù)位開關(guān)303連接復(fù)位架推桿電機(jī)301。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種采用磁力密封方式的谷穗吸附固定裝置的使用方法，包括以下使用步驟：

步驟S1：首先連接電源，按下推桿電機(jī)復(fù)位開關(guān)303，保證陣列活動(dòng)風(fēng)口102都在復(fù)位突起狀態(tài)；

步驟S2：在上限位蓋板101上放上谷穗5后，通過人手工移動(dòng)分開穗株5的分支，再將分支上部分谷粒501對(duì)準(zhǔn)突出上限位蓋板101表面的陣列活動(dòng)風(fēng)口102，按下突起的陣列活動(dòng)風(fēng)口102，谷粒會(huì)貼合到上限位蓋板的通孔107上，由于谷粒上下表面的壓強(qiáng)差，谷粒會(huì)被吸附在上限位蓋板的通孔107頂部；

步驟S3：對(duì)分開的谷穗5進(jìn)行圖像采集工作，圖像采集工作完成后，按下推桿電機(jī)復(fù)位開關(guān)303，讓所有陣列活動(dòng)風(fēng)口102都在復(fù)位突起狀態(tài)，上限位蓋板的通孔107處于密封狀態(tài)，原本被吸附住的谷粒501失去上下表面的壓強(qiáng)差，能夠直接取下穗株。

下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行介紹。

如圖2，本發(fā)明主要由磁力密封吸附模塊1、風(fēng)道模塊2、磁力密封復(fù)位模塊3、吸附機(jī)底座4組成。

以下將介紹該裝置實(shí)現(xiàn)吸附功能的具體實(shí)施步驟。

具體的，首先在直角彎管202的延伸段接上抽真空設(shè)備，如真空泵或者家用吸塵器進(jìn)行抽真空，可在磁力密封吸附模塊1和風(fēng)道模塊2中形成低壓環(huán)境。

上限位蓋板101和磁棒下限位板105均為軟鐵磁性材料。如圖4(a)，若陣列密封磁棒103靠近上限位蓋板101，則可以通過磁力吸附在上限位蓋板101下表面，并且堵住上限位蓋板上的通孔107。此時(shí)陣列活動(dòng)風(fēng)口102上半部分圓柱頂端微高于上限位蓋板101上表面，為了防止陣列活動(dòng)風(fēng)口102向上脫離上限位蓋板的通孔107，陣列活動(dòng)風(fēng)口102的底部可以粘接在陣列密封磁棒103的頂部。

如圖1，在上限位蓋板101上放上谷物穗株后，通過人手工移動(dòng)分開穗株的分支。如圖4(b)，將分支上部分谷粒對(duì)準(zhǔn)突出上限位蓋板101上表面的陣列活動(dòng)風(fēng)口102，此時(shí)按下突起的陣列活動(dòng)風(fēng)口102，陣列密封磁棒103向下運(yùn)動(dòng)，靠近下限位板105時(shí)會(huì)通過磁力吸附到下限位板105上，陣列活動(dòng)風(fēng)口102不再?gòu)椘穑攘?huì)貼合到上限位蓋板上的通孔107上，此時(shí)氣流從谷粒周圍流入上限位蓋板的通孔107，并從陣列活動(dòng)風(fēng)口102管壁上的活動(dòng)風(fēng)口管壁上的通孔109流入磁力密封吸附模塊1內(nèi)部。但谷粒和上限位蓋板的通孔107之間的間隙較小，因此氣流不會(huì)對(duì)磁力密封吸附模塊1內(nèi)低壓環(huán)境造成明顯影響，此時(shí)由于谷粒上下表面的壓強(qiáng)差，谷粒會(huì)被吸附在上限位蓋板101的上限位蓋板的通孔107的頂部。

在對(duì)谷物穗株進(jìn)行拍照采樣完成后，按下推桿電機(jī)復(fù)位開關(guān)303，復(fù)位架推桿電機(jī)301會(huì)推動(dòng)復(fù)位推桿302和磁棒復(fù)位架106，如圖4(c)，磁棒復(fù)位架106上的柱狀突起1010會(huì)穿過磁棒下限位板105上的活動(dòng)風(fēng)口管壁上的通孔109，頂起陣列密封磁棒103向上運(yùn)動(dòng)，靠近并通過磁力吸附在上限位蓋板101下方，堵住上限位蓋板上的通孔107，此時(shí)谷粒上下表面無(wú)壓力差后即無(wú)吸附力，此時(shí)可以將穗株取走。復(fù)位架推桿電機(jī)301向上運(yùn)動(dòng)至最高位置后帶動(dòng)磁棒復(fù)位架106向下運(yùn)動(dòng)至最低位置。

如圖1和圖2，錐型收縮管201和磁力密封吸附模塊1安裝在吸附機(jī)底座上，由限位臺(tái)階401進(jìn)行限位和固定。直角彎管202安裝在吸附機(jī)底座上，由直角彎管限位臺(tái)階403進(jìn)行限位和固定，外伸端穿過直角彎管通孔404。

如圖1和圖2，磁力密封復(fù)位模塊3整體安裝在吸附機(jī)底座4底部的安裝槽上。為 了防止磁棒復(fù)位架106變形，使用三個(gè)微型復(fù)位架推桿電機(jī)301推動(dòng)磁棒復(fù)位架106，三個(gè)微型復(fù)位架推桿電機(jī)301呈120°夾角分布在吸附機(jī)底座4底部靠近外壁處，推桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊304安裝在吸附機(jī)底座4上，電源線從吸附機(jī)底座4外壁上的電源孔導(dǎo)出。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。