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基本信息
- 項目名稱：
- 自動種子計數(shù)儀
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該作品使用機(jī)械裝置分離種子，然后經(jīng)過光電計數(shù)器計數(shù)，同時系統(tǒng)通過按鍵和顯示器實現(xiàn)人機(jī)交互功能，結(jié)合現(xiàn)有的稱重傳感器和變送器，最終實現(xiàn)方便快捷的千粒重計量稱重功能，實現(xiàn)機(jī)電一體化。
- 詳細(xì)介紹：
- 自動種子計數(shù)儀分為機(jī)械篩種計數(shù)和稱重兩部分組成。種子放在傾角為30°的鐵質(zhì)容器中，種子掉入轉(zhuǎn)盤的型孔中，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)種子到達(dá)下面的長孔時自由落下，由紅外傳感器產(chǎn)生脈沖，經(jīng)過放大和濾波電路后給單片機(jī)計數(shù)。同時單片機(jī)負(fù)責(zé)鍵盤和LCD，用于人機(jī)交互。遇到不同的種子大小只需調(diào)整轉(zhuǎn)盤的型孔大小和紅外傳感器的類型。稱重部分是由稱重傳感器和變送器組成，遵循ModBus協(xié)議傳輸重量信號。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的：運用機(jī)械電子裝置實現(xiàn)一千粒種子重量的自動計數(shù)，節(jié)省人力物力，提高工作效率，提高農(nóng)業(yè)測量的自動化水平。 基本思路：種子放在傾角為30°的鐵質(zhì)容器中，種子掉入轉(zhuǎn)盤的型孔中，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)種子到達(dá)下面的長孔時自由落下，由紅外傳感器產(chǎn)生脈沖，經(jīng)過放大和濾波電路后給單片機(jī)計數(shù)。同時單片機(jī)負(fù)責(zé)鍵盤和LCD，用于人機(jī)交互。遇到不同的種子大小只需調(diào)整轉(zhuǎn)盤的型孔大小。 創(chuàng)新點：1、我們采用木質(zhì)轉(zhuǎn)盤作為運動部件，加工方便，針對不同的種子可換用不同的轉(zhuǎn)盤。提高適用范圍。2、電機(jī)可以自動調(diào)速、手動調(diào)速，無論種子大小，保證一千粒在兩分鐘左右計數(shù)完畢。3、通過改進(jìn)紅外傳感器，測量精度保證在5粒/千粒內(nèi)。4、容器30°傾角的設(shè)計既可以保證自動清種，確保每次掉落一粒種子，也可以提高設(shè)備的美觀性。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、電機(jī)的功率、扭矩和過電流保護(hù)、失速保護(hù)等。 2、轉(zhuǎn)盤的圓度、平整度的確定以及安裝之后與容器的貼合程度。3、紅外傳感器結(jié)合單片機(jī)的精確計數(shù)，對于不同大小種子的合理區(qū)分，確保遇到小的雜質(zhì)，計數(shù)不動，遇到小的種子，計數(shù)成功。4、確定轉(zhuǎn)盤的大小、轉(zhuǎn)速、容器底面通孔的大小，確保種子平安落下而不卡殼。5、針對不同的種子，確定合理的型孔大小，保證種子能正常掉落，而不會卡在型孔中，也要保證過大的雜質(zhì)不會掉落，影響計數(shù)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、種子計數(shù)速率 2分鐘/千粒； 2、計數(shù)精度5粒/千粒； 3、計數(shù)可調(diào)范圍0~65535； 4、種子使用范圍：綠豆、黃豆等多種 5、稱重精度
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 千粒重是檢驗種子質(zhì)量和作物考種的重要指標(biāo)，也是田間預(yù)測產(chǎn)量時的重要依據(jù)。目前農(nóng)業(yè)上測量千粒重的方法仍舊是手工計數(shù)稱重，本作品集數(shù)粒稱重計量、自動控制和信息處理等功能，實現(xiàn)機(jī)電一體化和千粒重計數(shù)測量的自動化，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省人力物力。該作品適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研教學(xué)領(lǐng)域，可在各大農(nóng)科院校、研究所及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考核部門推廣應(yīng)用 。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 由于正在申請專利，不便于發(fā)表文章。 于2011年獲得中國農(nóng)業(yè)大學(xué)“雙電杯”比賽一等獎
作品所處階段
- 目前作品已經(jīng)基本實現(xiàn)了千粒重的計量功能，實現(xiàn)了計數(shù)與稱重的自動化，但可測量的種子種類還較少
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利授權(quán)
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 圖紙 現(xiàn)場演示 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用方法：將種子放在容器中，設(shè)置好計數(shù)數(shù)量，開啟電機(jī)，即開始自動篩種計數(shù)，將篩選完的種子放在電子秤上即顯示重量和千粒重。若需測量不同的種子，只需更換不同型孔的轉(zhuǎn)盤。 優(yōu)勢與前景：1、由于采用簡單、實用的機(jī)械結(jié)構(gòu)，計數(shù)速率可以更高更快，目前在2分鐘/千粒左右，而且篩選為隨機(jī)篩選，不因為種子大小、重量而有區(qū)別篩選。 2、計量精度與現(xiàn)有的最好產(chǎn)品相持平，目前的最好產(chǎn)品計數(shù)速度在大顆粒1000粒/3分鐘和小顆粒500粒/3分鐘，誤差在±4‰左右。 3、使用AVR的atmega128單片機(jī)，LCD液晶顯示，具有RISC架構(gòu)，功耗低，執(zhí)行效率高，機(jī)電一體化和裝置自動化水平更高，人機(jī)交互友好。目前產(chǎn)品都是簡單的數(shù)碼管顯示，以模擬電路為主，可靠性差。 4、根據(jù)校中文文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫顯示，目前幾乎尚無關(guān)于該方面的理論研究。 該作品具有簡單方便、制作簡單的特點，也具有很強(qiáng)的獨創(chuàng)性，可以有效提高農(nóng)業(yè)計量的自動化水平，可在各大農(nóng)科院校、研究所及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考核部門推廣應(yīng)用
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)在千粒重計數(shù)方面研究較少，文獻(xiàn)只有類似幾篇，并且集中在圖像處理方法上。在農(nóng)業(yè)科研場所和糧食部門，由于種種原因，仍然處于人工計數(shù)、稱重階段。 目前國內(nèi)外的種子顆粒計數(shù)共有三種方法，一是圖像處理方法，其原理是使用圖像腐蝕和膨脹的方式使得種子圖像分離開來，進(jìn)而計數(shù)。這樣測量的誤差很大，對于種子的質(zhì)量、排布方式、形狀大小、接觸面積等要求很高。 另一個是種子數(shù)粒板，其原理類似于一個蘿卜一個坑，機(jī)械打孔的板子針對不同的種子必須同步更換型孔，成本較高，自動化程度低，計數(shù)效率也很低。 還有一種是電子自動數(shù)粒儀，分為日本、澳大利亞等國進(jìn)口設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易損壞，成本也很高。計數(shù)速度在1000粒/3分鐘和500粒/3分鐘，誤差在±4‰左右，效率和誤差不及我們的設(shè)備。其顆粒分離原理為電磁振動盒，分離效果不好，針對飽和度不同的種子會產(chǎn)生“歧視”，給千粒重計量帶來誤差。振動盒后續(xù)的機(jī)械裝置也很復(fù)雜，需要更高的加工工藝和成本。針對不同大小的種子，該儀器沒有很好區(qū)分度。例如大小種子在一塊的話，會都被計數(shù)而帶來誤差。
