【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及玉米授粉，具體涉及一種玉米育種用人工授粉裝置及其授粉方法。
技術介紹
1、玉米作為全球最重要的農作物之一，不僅是人類食物的主要來源，也是各種工業產品的原料。近年來，隨著科技的發展和玉米深加工技術的進步，玉米的用途和價值得到了進一步的挖掘。淀粉加工業、變性淀粉產業、玉米化工醇產業以及玉米油等產品的需求不斷增加，推動了玉米種植業的快速發展。人工授粉是指用人工方法把植物花粉傳送到柱頭上以提高籽實率，創造植物品種遺傳重組的技術措施。由于玉米屬于異花授粉作物，在玉米育種中，需要進行多世代的人工輔助授粉，確保玉米單株進行嚴格的自交，從而使基因型趨于純合，優良性狀能穩定遺傳，從而達到品系改良的目的。
2、盡管人工授粉技術在玉米育種中廣泛應用，但現有的授粉方法仍存在一些缺陷。傳統的授粉方法，如人工直接授粉法，雖然授粉成功率較高，但操作繁瑣、勞動強度大，且需要一定的技術和經驗。晃動授粉法雖然操作簡單、省時省力，但授粉成功率相對較低，且容易受到天氣等因素的影響。此外，現有的授粉裝置往往功能單一，無法實現花粉的高效收集和精確授粉，造成花粉大多彌散在空氣中，降低了玉米雌蕊的授粉量且會污染其他玉米植株。針對現有技術的缺陷，本專利技術提出了一種玉米育種用人工授粉裝置及其授粉方法。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術提供一種玉米育種用人工授粉裝置及其授粉方法，通過振動拍打雄蕊并將花粉輸送至噴灑腔為雌蕊授粉，在拍打過程中，由于拍打組件限位，使得雄蕊花粉能夠更多地落入花粉盒中，避
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種玉米育種用人工授粉裝置，包括授粉桿，授粉桿信號連接有授粉系統，授粉桿底端可拆卸連接有與授粉系統信號連接的車座，授粉桿底端固定連接有電控缸，電控缸與授粉系統信號連接，授粉桿內開有對稱設置的驅動腔，授粉桿上開有與驅動腔對應的滑槽，驅動腔內均設有用于根據玉米雄蕊和雌蕊高度調整距離的驅動組件，驅動組件兩端分別固定連接有用于在限位范圍內抖動拍打玉米雄蕊花粉的拍打組件和用于對雌蕊進行授粉的噴灑組件，拍打組件和噴灑組件均貫穿滑槽延伸至授粉桿外部，拍打組件和噴灑組件之間連通有振動組件，振動組件通過拍打組件驅動用于振動噴灑組件以抖動噴灑雄蕊花粉，且振動組件還用于輸送從拍打組件抖動拍打下的玉米雄蕊花粉至噴灑組件，驅動組件、拍打組件和噴灑組件均與控制器信號連接；
3、授粉桿頂部固定連接有延伸板，延伸板頂部遠離授粉桿的一側固定連接有用于識別玉米高度的識別組件，識別組件與授粉系統信號連接。
4、上述方案的技術原理如下：
5、將授粉桿與車座連接，或通過人工手持授粉桿進入玉米田間。通過授粉組件對玉米植株進行識別并傳輸至授粉系統，授粉系統獲取雄蕊及雌蕊的高度信息后通過電控缸調節授粉桿的長度，以及通過驅動組件分別調節拍打組件和噴灑組件的高度，直至對準雄蕊及雌蕊，通過拍打組件往復運動拍打玉米雄蕊花粉，并通過振動組件輸送花粉至噴灑組件，同時振動組件不斷抖動，加快花粉的輸送速度，通過噴灑組件將玉米雄蕊的花粉噴灑至雌蕊，實現授粉工作。
6、采用上述方案有以下有益效果：
7、1、本方案，拍打組件通過往復運動有效拍打玉米雄蕊花粉，使花粉更容易脫落并直接收集輸送至振動組件，減少了人工采集花粉的繁瑣過程；拍打組件的限位使得雄蕊花粉能夠更多地進入振動組件，減少了花粉在拍打過程中的浪費和污染其他植株。
8、2、本方案，振動組件不僅用于輸送花粉，還通過不斷抖動加快花粉的輸送速度，確保花粉能夠迅速輸送至噴灑組件，并且由于振動組件的往復抖動作用，帶動噴灑組件一起抖動，以達到噴灑組件能夠將雄蕊的花粉噴灑至雌蕊的不同部位，避免了只對單一部位授粉而其他部位只有少量花粉的情況，大大提高了授粉效率。
9、3、本方案，識別組件能夠準確識別玉米植株的高度，包括雄蕊和雌蕊的位置，為授粉系統提供精確的數據支持，電控缸和驅動組件根據識別結果自動調節授粉桿的長度以及拍打組件和噴灑組件的高度，確保授粉裝置能夠精準對準雄蕊及雌蕊，實現精確授粉；電控缸和驅動組件的調節范圍廣泛，能夠適應不同高度的玉米植株，確保授粉過程的順利進行。
10、進一步，識別組件包括對稱設置于延伸板頂部兩側的攝像頭，攝像頭均與授粉系統信號連接。
11、有益效果：對稱設置的攝像頭能夠同時捕捉玉米植株兩側的圖像，實現在行距兩側玉米植株的同時授粉，提高了授粉效率；通過攝像頭實時捕捉玉米植株的圖像，授粉系統能夠迅速獲取雄蕊及雌蕊的高度信息，并據此調節授粉桿的長度和拍打組件、噴灑組件的高度，實現精確授粉的目的。
12、進一步，驅動組件均包括固定連接于驅動腔遠離滑槽一側內側壁上的雙軸電機，雙軸電機兩端輸出軸分別同軸固定連接有第一絲桿和第二絲桿，第一絲桿上同軸螺紋連接有第一螺母座，第一螺母座靠近滑槽的一側與拍打組件固定連接，第二絲桿上同軸螺紋連接有第二螺母座，第二螺母座靠近滑槽的一側與噴灑組件固定連接。
13、有益效果：通過雙軸電機能夠同時驅動第一絲桿和第二絲桿轉動，并使得第一螺母座能夠帶動拍打組件上下移動，由于每株玉米的高度不同，柱頭雄蕊到雌蕊的距離也存在差異，通過授粉系統能夠分別控制雙軸電機兩端輸出軸的轉速，進而使得第一絲桿和第二絲桿可以各自達到不同高度，提高了授粉的精確性。
14、進一步，拍打組件均包括第一連桿和中空的裝置盒，第一連桿與對應的第一螺母座固定連接，第一連桿遠離第一螺母座的一端延伸至裝置盒內壁并與裝置盒固定連接，裝置盒內側壁上固定連接有底座，底座頂部固定連接有伺服電機，伺服電機輸出軸同軸固定連接有第一轉軸，第一轉軸遠離伺服電機的一端固定連接有連接件，連接件遠離第一轉軸的一端固定連接有第二轉軸，第二轉軸上套接有限位組件，限位組件上對稱設有拍打板，拍打板遠離伺服電機的一側貫穿裝置盒并延伸至裝置盒外部，裝置盒靠近拍打板的一側設有花粉盒，花粉盒位于拍打板下方，限位組件用于對拍打板的可動范圍進行限位；
15、第二轉軸遠離第一連桿的一端與振動組件固定連接。
16、有益效果：伺服電機能夠精確控制拍打板的振動頻率和力度，從而適應不同種類和生長狀態的玉米植株，拍打板通過伺服電機的驅動，能夠產生高頻振動，有效地拍打玉米雄蕊花粉，使花粉更容易脫落并被收集到花粉盒中，使花粉更多地落入花粉盒內，提高了花粉采集效率，限位組件對拍打板的可動范圍進行限位，確保了拍打板在拍打收集花粉過程中的穩定性和可靠性。
17、進一步，限位組件包括限位塊，限位塊內開有限位槽，第二轉軸的運動軌跡位于限位槽內，底座上遠離伺服電機的一側對稱設有限位孔，限位塊兩側均固定連接有傳動桿，傳動桿遠離限位塊的一端均穿過限位孔且限位孔位于傳動桿的運動軌跡中，拍打板分別固定連接于傳動桿上。
18、有益效果：限位塊內的限位槽為第二轉軸提供了精確的運動軌跡，進而精確控制拍打板的運動范圍和力度，從而適應不同種類和生長狀態的玉米植株，由于拍打板在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種玉米育種用人工授粉裝置，包括授粉桿(1)，其特征在于，授粉桿(1)信號連接有授粉系統，授粉桿(1)底端可拆卸連接有與授粉系統信號連接的車座，授粉桿(1)底端固定連接有電控缸(9)，電控缸(9)與授粉系統信號連接，授粉桿(1)內開有對稱設置的驅動腔(6)，授粉桿(1)上開有與驅動腔(6)對應的滑槽，驅動腔(6)內均設有用于根據玉米雄蕊和雌蕊高度調整距離的驅動組件，驅動組件兩端分別固定連接有用于在限位范圍內抖動拍打玉米雄蕊花粉的拍打組件和用于對雌蕊進行授粉的噴灑組件，拍打組件和噴灑組件均貫穿滑槽延伸至授粉桿(1)外部，拍打組件和噴灑組件之間連通有振動組件，振動組件通過拍打組件驅動用于振動噴灑組件以抖動噴灑雄蕊花粉，且振動組件還用于輸送從拍打組件抖動拍打下的玉米雄蕊花粉至噴灑組件，驅動組件、拍打組件和噴灑組件均與控制器信號連接；
2.根據權利要求1所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，識別組件包括對稱設置于延伸板(16)頂部兩側的攝像頭(17)，攝像頭(17)均與授粉系統信號連接。
3.根據權利要求2所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，驅動組件
4.根據權利要求3所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，拍打組件均包括第一連桿(4)和中空的裝置盒(2)，第一連桿(4)與對應的第一螺母座(3)固定連接，第一連桿(4)遠離第一螺母座(3)的一端延伸至裝置盒(2)內壁并與裝置盒(2)固定連接，裝置盒(2)內側壁上固定連接有底座(19)，底座(19)頂部固定連接有伺服電機(18)，伺服電機(18)輸出軸同軸固定連接有第一轉軸(26)，第一轉軸(26)遠離伺服電機(18)的一端固定連接有連接件，連接件遠離第一轉軸(26)的一端固定連接有第二轉軸(29)，第二轉軸(29)上套接有限位組件，限位組件上對稱設有拍打板(15)，拍打板(15)遠離伺服電機(18)的一側貫穿裝置盒(2)并延伸至裝置盒(2)外部，裝置盒(2)靠近拍打板(15)的一側設有花粉盒(14)，花粉盒(14)位于拍打板(15)下方，限位組件用于對拍打板(15)的可動范圍進行限位；
5.根據權利要求4所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，限位組件包括限位塊(27)，限位塊(27)內開有限位槽，第二轉軸(29)的運動軌跡位于限位槽內，底座(19)上遠離伺服電機(18)的一側對稱設有限位孔，限位塊(27)兩側均固定連接有傳動桿(28)，傳動桿(28)遠離限位塊(27)的一端均穿過限位孔且限位孔位于傳動桿(28)的運動軌跡中，拍打板(15)分別固定連接于傳動桿(28)上。
6.根據權利要求5所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，拍打板(15)相對的一側均固定連接有拍打墊。
7.根據權利要求6所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，振動組件均包括固定連接于裝置盒(2)靠近花粉盒(14)一側內底壁上的中空的基座，基座頂部設有活塞槽，基座內設有活塞組件，裝置盒(2)內側壁上固定連接有固定桿，固定桿上轉動連接有傳動臂(24)，第二轉軸(29)上同軸固定連接有連軸，連軸遠離第二轉軸(29)的一端同軸固定連接有轉動齒(25)，傳動臂(24)位于轉動齒(25)的運動軌跡中，活塞組件位于傳動臂(24)的運動軌跡中；
8.根據權利要求7所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，噴灑組件均包括伸縮管(7)和授粉噴頭(8)，伸縮管(7)頂端和底端分別與活塞桿(20)內的通道和授粉噴頭(8)連通，授粉噴頭(8)一側固定連接有第二連桿(12)，第二連桿(12)遠離授粉噴頭(8)的一端與對應的第二螺母座(11)固定連接。
9.根據權利要求8所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，授粉系統包括識別模塊、接收模塊、分析模塊、控制模塊和記錄模塊；
10.一種玉米育種用人工授粉方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種玉米育種用人工授粉裝置，包括授粉桿(1)，其特征在于，授粉桿(1)信號連接有授粉系統，授粉桿(1)底端可拆卸連接有與授粉系統信號連接的車座，授粉桿(1)底端固定連接有電控缸(9)，電控缸(9)與授粉系統信號連接，授粉桿(1)內開有對稱設置的驅動腔(6)，授粉桿(1)上開有與驅動腔(6)對應的滑槽，驅動腔(6)內均設有用于根據玉米雄蕊和雌蕊高度調整距離的驅動組件，驅動組件兩端分別固定連接有用于在限位范圍內抖動拍打玉米雄蕊花粉的拍打組件和用于對雌蕊進行授粉的噴灑組件，拍打組件和噴灑組件均貫穿滑槽延伸至授粉桿(1)外部，拍打組件和噴灑組件之間連通有振動組件，振動組件通過拍打組件驅動用于振動噴灑組件以抖動噴灑雄蕊花粉，且振動組件還用于輸送從拍打組件抖動拍打下的玉米雄蕊花粉至噴灑組件，驅動組件、拍打組件和噴灑組件均與控制器信號連接；
2.根據權利要求1所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，識別組件包括對稱設置于延伸板(16)頂部兩側的攝像頭(17)，攝像頭(17)均與授粉系統信號連接。
3.根據權利要求2所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，驅動組件均包括固定連接于驅動腔(6)遠離滑槽一側內側壁上的雙軸電機(13)，雙軸電機(13)兩端輸出軸分別同軸固定連接有第一絲桿(5)和第二絲桿(10)，第一絲桿(5)上同軸螺紋連接有第一螺母座(3)，第一螺母座(3)靠近滑槽的一側與拍打組件固定連接，第二絲桿(10)上同軸螺紋連接有第二螺母座(11)，第二螺母座(11)靠近滑槽的一側與噴灑組件固定連接。
4.根據權利要求3所述的玉米育種用人工授粉裝置，其特征在于，拍打組件均包括第一連桿(4)和中空的裝置盒(2)，第一連桿(4)與對應的第一螺母座(3)固定連接，第一連桿(4)遠離第一螺母座(3)的一端延伸至裝置盒(2)內壁并與裝置盒(2)固定連接，裝置盒(2)內側壁上固定連接有底座(19)，底座(19)頂部固定連接有伺服電機(18)，伺服電機(18)輸出軸同軸固定連接有第一轉軸(26)，第一轉軸(26)遠離伺服電機(18)的一端固定連接有連接件，連接件遠離第一轉軸(26...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉曉馨，于妍，馬玉亭，趙慧穎，王晶，張銀環，
申請(專利權)人：遼寧丹玉種業科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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