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专利名称：一种玉米籽粒百粒重测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及玉米考种技术，特别是涉及一种玉米籽粒百粒重测量装置。
背景技术：
玉米籽粒的百粒重指100颗玉米籽粒的重量，通常在10_30g左右，百粒重是玉米果穗、籽粒性状考察(考种)时所参考的一项重要指标，在玉米栽培、育种、种质资源保存等方面都有重要的应用。长期以来，百粒重指标依靠人工查数100颗籽粒后用天平称重的方式获取，存在费时、费工、人为误差难以去除等缺点。光电原理的籽粒数粒仪能够实现自动化，但需要较长时间，一般每分钟处理300颗籽粒。如中国申请201020638029. X公开了一种具有数粒功能的计重秤，它包括振动托 盘、检测光栅、计量斗、称重仪表和接料筒；所述的振动托盘的排料口下方设置检测光栅，所述的检测光栅下方设置计量斗，该计量斗的排料口下方设置接料筒；所述的计量斗与称重仪表连接，所述的检测光栅和称重仪表的信号输出端分别连接到控制单元的信号输入端。但该计重秤结构复杂，且具有称重功能的数粒仪需要特定的机械装置对籽粒进行筛分，不宜推广使用。此外，中国申请201010297202. 9公开了一种种子称重系统和称重方法，特别是一种具有在线数粒和重量补偿功能的种子称重系统和称重方法。它由工控机、数粒计重秤、取样器、包装秤、包装机和分选秤组成。该称重系统的控制部分采用局域网联网，它包括上述的具有联网功能的数粒计重秤、包装秤和分选秤。工控机作为整个系统的控制中心，对上述系统中的设备进行协调控制，完成取样、数粒、单位粒数重量计算、包装秤和分选秤的目标重量修正、控制参数调整、称重数据保存。它采用在线“粒数+计重”的方式，通过实时获取粒数与重量的对应关系，来修正包装秤的目标重量。从而实现用称重的方法达到按粒数分装的目的。它能够很好地解决单纯称重存在的问题，使每袋分装粒数更接近分装规格。但上述称重系统在进行大量玉米籽粒百粒重测量时，对籽粒的筛分等前处理将耗费大量的时间。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种集数粒、称重功能于一体的玉米籽粒百粒重测量装置，该装置能够测量自然摆放状态下的玉米籽粒样品，大大增加装置的处理速度和应用灵活性。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种玉米籽粒百粒重测量装置，所述的测量装置包括控制系统、本体及安装在本体上并分别与控制系统连接的图像采集系统及称重系统，本体包括水平板及一端固定在水平板上的L型支撑杆；所述的图像采集系统包括固定在L型支撑杆水平末端的图像采集装置及至少I个LED面阵光源；所述的称重系统整体设置在水平板上，由托盘、称重传感器及支架组成，其中支架固定在水平板上，所述的称重传感器由支架固定，并安置在托盘下方。[0007]本实用新型所述的测量装置中，所述的控制系统中设有通过采集图像采集装置的图像信号确定玉米籽粒数的图像处理单元。所述的控制系统中设有综合处理图像采集装置的图像信号及称重传感器的重量信号并确定单个玉米籽粒平均重量的信息处理单元。本实用新型所述的测量装置中，所述LED面阵光源优选为两个，分别设置在图像采集装置两侧。本实用新型所述的测量装置中，所述的图像采集装置可以为现有技术公开的任一种用以采集图像的装置，优选为CXD相机，如北京微视MVC1000-USB。本实用新型所述的测量装置中，所述的称重传感器通过两个垫片与上方的托盘和下方的支架连接固定。本实用新型所述的测量装置中，所述的L型支撑杆竖直部分的末端垂直固定在水平板上，其水平部分与水平板平行。此外，本实用新型中所述的玉米籽粒百粒重测量装置还可以包括一用于显示测量结果的显示装置。所述的显示装置可以是设置在本体上的显示屏，也可以是其他实施方式，具体选择为本领域技术人员所掌握。使用时，首先将玉米果穗上脱下的籽粒自然摆放在托盘上，并保证玉米籽粒没有垂直方向的重叠，此时图像采集装置在LED面阵光源提供的均一稳定光照条件下采集玉米籽粒图像，图像数据上传到控制系统，由控制系统上的图像处理软件计算图像内包含的玉米籽粒数量η。。同时由称重传感器多次测量籽粒重量取均值获得籽粒重量w。，将称重数值上传到控制系统，由信息处理单元中的测量程序计算玉米籽粒百粒重，计算方法为百粒重=Wc^neX 100，计算结束后，存储计算结果，并提示本次测量结束。采用上述技术方案，本实用新型得到了一种结构简单、使用方便的玉米籽粒百粒重测量装置，所述装置可测量自然摆放状态下的玉米籽粒百粒重，无需对籽粒进行筛分处理，加快了测量速度、简化了测量操作过程。同时相较于带称重功能的数粒仪，本实用新型在数粒速度上有明显优势，图像处理程序计算时间小于I秒。

图I是本实用新型实施例的玉米籽粒百粒重测量装置的结构示意图；图2是玉米籽粒百粒重测量装置中称重系统的剖视图；其中，I图像采集装置；2LED面阵光源；3托盘；4称重传感器；5支架；6水平板；7L型支撑杆。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。实施例I图I示出了本实施例中玉米籽粒百粒重测量装置的结构示意图，参照图示，该装置主要包括控制系统(图中未标示)、本体及安装在本体上并分别与控制系统连接的图像采集系统及称重系统。其中，本体包括水平板6及一端固定在水平板6上的L型支撑杆7 ;该图像采集系统包括固定在L型支撑杆7水平末端的图像采集装置I (即CXD相机)及2个LED面阵光源2 ;称重系统整体设置在水平板6上，由托盘3、称重传感器4及支架5组成，其中支架5固定在水平板6上，称重传感器4由支架5固定，并安置在托盘3下方。上述控制系统中还设有通过采集图像采集装置I的图像信号确定玉米籽粒数的图像处理单元及综合处理图像采集装置I 的图像信号及称重传感器4的重量信号并确定单个玉米籽粒平均重量的信息处理单元。本实施例中图像采集装置I为CXD相机(型号北京微视MVC1000-USB)分辨率设定为1280x1024像素，镜头使用6mmPENTAX定焦镜头，光圈设置为2，曝光时间调至I. 5ms,图像采集帧速为24FPS。LED面阵光源2为两个型号相同的MVRM-141W白色光(1501ux)面阵LED点光源组成，点光源个数为3x10，所使用的电源为直流恒压恒流源，照射光源稳定无频变。LED面阵光源2安装在CXD相机两侧，三者中心在一条直线上。本实施例中，称重系统安装方式如图2所示，称重传感器4通过两个垫片与上方的托盘3和下方的支架5连接固定，支架5安装在水平板6上，称重传感器4为应变式悬臂梁结构，量程500g最小分辨率O. lg。托盘3表面涂成黑色并做喷砂处理。使用时首先将玉米果穗上脱下的籽粒自然摆放在托盘3上，并保证玉米籽粒没有垂直方向的重叠，CCD相机在LED面阵光源2提供的均一稳定光照条件下采集玉米籽粒图像，图像数据上传到控制系统，由控制系统上的图像处理软件计算图像内包含的玉米籽粒数量η。。同时由称重传感器多次测量籽粒重量取均值获得籽粒重量w。，将称重数值上传到控制系统，由信息处理单元中的测量程序计算玉米籽粒百粒重，计算方法为百粒重=Wc^neX 100，计算结束后，存储计算结果，并提示本次测量结束。由以上实施例可以看出，本实用新型可在玉米籽粒自然摆放状态下快速测量籽粒百粒重指标，具有测量速度快、操作简便等特点。能够满足育种、栽培、种质资源保存等不同应用情境下考种过程中对百粒重指标的测量要求。实施例2与实施例I相比，区别点仅在于本实施例中玉米籽粒百粒重测量装置还包括一用于显示测量结果的显示屏。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种玉米籽粒百粒重测量装置，其特征在于，所述的测量装置包括控制系统、本体及安装在本体上并分别与控制系统连接的图像采集系统及称重系统，所述本体包括水平板(6)及一端固定在水平板上的L型支撑杆(7);所述的图像采集系统包括固定在L型支撑杆(7)水平末端的图像采集装置(I)及至少I个LED面阵光源(2);所述的称重系统整体设置在水平板(6)上，由托盘(3)、称重传感器(4)及支架(5)组成，其中支架(5)固定在水平板(6)上，所述的称重传感器(4)由支架(5)固定，并安置在托盘(3)下方。
2.如权利要求I所述的玉米籽粒百粒重测量装置，其特征在于，所述的控制系统中设有通过采集图像采集装置(I)的图像信号确定玉米籽粒数的图像处理单元。
3.如权利要求I所述的玉米籽粒百粒重测量装置，其特征在于，所述的控制系统中设有综合处理图像采集装置(I)的图像信号及称重传感器(4)的重量信号并确定单个玉米籽粒平均重量的信息处理单元。
4.如权利要求I所述的玉米籽粒百粒重测量装置，其特征在于，所述LED面阵光源(2)为两个，分别设置在图像采集装置(I)两侧。
5.如权利要求I所述的玉米籽粒百粒重测量装置，其特征在于，所述的图像采集装置(I)为CCD相机。
6.如权利要求I所述的玉米籽粒百粒重测量装置，其特征在于，所述的称重传感器(4)通过两个垫片与上方的托盘(3)和下方的支架(5)连接固定。
7.如权利要求I所述的玉米籽粒百粒重测量装置，其特征在于，所述的L型支撑杆(7)竖直部分的末端垂直固定在水平板(6 )上，其水平部分与水平板(6 )平行。
8.如权利要求I所述的玉米籽粒百粒重测量装置，其特征在于，所述的玉米籽粒百粒重测量装置还包括一用于显示测量结果的显示装置。
专利摘要本实用新型公开了一种玉米籽粒百粒重测量装置，所述的测量装置包括控制系统、本体及安装在本体上并分别与控制系统连接的图像采集系统及称重系统，本体包括水平板及一端固定在水平板上的L型支撑杆；所述的图像采集系统包括固定在L型支撑杆水平末端的图像采集装置及至少1个LED面阵光源；所述的称重系统整体设置在水平板上，由托盘、称重传感器及支架组成，其中支架固定在水平板上，所述的称重传感器由支架固定，并安置在托盘下方。本实用新型主要解决现有技术中人工称重、数粒过程耗时、耗工，人为误差难以去除，光电数粒仪测量速度慢等技术问题，将称重、数粒过程合并，同时图像处理方法大大加快了数粒的速度。
文档编号G01G17/00GK202793544SQ20122048282
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者王传宇, 郭新宇, 吴升, 肖伯祥, 杜建军 申请人:北京农业信息技术研究中心