Автоматизированное незагрязняющее устройство для отбора проб из семян и способы отбора проб, тестирования и накопления семян

Автоматизированное незагрязняющее устройство для отбора проб из семян и способы отбора проб, тестирования и накопления семян

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам и способам отбора проб из биологического материала, такого как семена.

Уровень техники

В настоящем разделе просто приведена информация об уровне техники настоящего изобретения, которые могут не являться аналогами.

В области разработки и улучшения растений растения подвергаются генетическим улучшениям либо путем селективного разведения, либо путем манипуляций с генами и при получении желаемого улучшения получают коммерческие количества путем высевания и сбора семян в течение нескольких поколений. Не все семена обладают требуемыми признаками и, поэтому, такие семена нужно отбраковать из популяции. Для ускорения процесса накопления популяции отбирают и тестируют статистические пробы для отбраковки из популяции семян, в которых желаемые признаки выражены не адекватно. Однако статистическая выборка неизбежно допускает сохранение в популяции некоторого количества семян, не обладающих нужными признаками, и допускает возможность случайного исключения некоторого количества семян с требуемыми признаками из желаемой популяции.

Заявка на патент США №11/213,430 (поданная 26 августа 2005 г.); заявка на патент США №11/213,431 (поданная 26 августа 2005 г.); заявка на патент США №11/213,432 (поданная 26 августа 2005 г.); заявка на патент США №11/213,434 (поданная 26 августа 2005 г.); заявка на патент США №11/213,435 (поданная 26 августа 2005 г.), которые полностью включены в настоящее описание путем отсылки, раскрывают устройство и систему для автоматизированного отбора проб из семян и способы отбора проб, тестирования и накопления семян.

Однако, по меньшей мере, некоторые известные автоматизированные системы для отбора проб и тестирования допускают того или иного рода загрязнения, портящие собранные образцы, и искажают результаты. Следовательно, существует потребность в автоматизированной системе отбора проб из семян по существу без загрязнения.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к системам и способам неразрушающего отбора проб материала из семян. Способы особенно адаптированы для автоматизации, что позволяет отбирать больше проб, чем это было практично ранее. При автоматизированном, неразрушающем отборе проб, допускаемом, по меньшей мере, некоторыми вариантами настоящего изобретения, имеется возможность тестирования каждого семени в популяции и отбраковки тех семян, которые не обладают желаемыми признаками. Это значительно ускоряет процесс накопления популяции данных семян и может привести к улучшению окончательной популяции.

Различные варианты настоящего изобретения позволяют тестировать большинство семян или все семена популяции перед высевом, что позволяет не затрачивать время и ресурсы на выращивание растений, не обладающих желательными признаками. Далее, различные варианты позволяют проводить автоматизированный отбор проб из семян не внося загрязнений, тем самым по существу устраняя скрещивание между пробами.

В различных вариантах настоящего изобретения предлагается автоматизированная система отбора проб из семян, которая содержит станцию очистки для удаления, по меньшей мере, части материала оболочки с семян, и станцию отбора проб для извлечения пробы материала семени после удаления материала оболочки. Подсистема транспортировки семян перемещает семя между станцией очистки и станцией отбора проб, а система депонирования семян транспортирует семя от подсистемы транспортировки семян в выбранное гнездо в лотке для семян после отбора пробы из семени.

В различных других вариантах настоящего изобретения предлагается автоматизированная система отбора проб из семян, содержащая станцию очистки для удаления, по меньшей мере, части материала оболочки семени и станцию отбора проб для извлечения пробы материала семени, с которого удалена оболочка. Подсистема сбора проб и транспортировки захватывает извлеченную пробу в сборную трубку, установленную на устройстве позиционирования сборной трубки подсистемы сбора проб и транспортировки. Дополнительно, подсистема депонирования проб транспортирует пробу от подсистемы сбора проб и транспортировки в выбранное гнездо лотка для проб.

В других различных вариантах настоящего изобретения предлагается способ извлечения материала пробы из семени для тестирования. Способ включает этапы, на которых загружают семя в держатель автоматизированной системы отбора проб из семян, и удаляют, по меньшей мере, часть материала оболочки семени на станции очистки системы отбора проб из семян. Затем на станции отбора проб системы отбора проб из семян извлекают пробу материала семени, с которого была удалена оболочка. Семя, из которого была извлечена проба, транспортируют в выбранное гнездо лотка для семян, используя подсистему депонирования семян системы отбора проб. Извлеченную пробу одновременно транспортируют в выбранное гнездо лотка для проб, используя подсистему депонирования проб системы отбора проб. Депонированную пробу затем можно тестировать на наличие, по меньшей мере, одной желаемой характеристики семени.

В других вариантах настоящего изобретения предлагается автоматизированная система для последовательного отбора материала проб из множества семян, не затрагивания жизнеспособности семян. Система содержит станцию очистки для последовательного удаления, по меньшей мере, части материала оболочки семян с каждого семени, и станцию отбора проб для последовательного извлечения материала проб из каждого семени, с которого была удалена оболочка. Подсистема транспортировки семян транспортирует семена между станцией очистки и станцией отбора проб, а подсистема депонирования семян последовательно транспортирует каждое семя от подсистемы транспортировки семян к выбранному одному из множества гнезд в выбранном одном из множества лотков для семян. Система дополнительно содержит подсистему сбора и транспортировки проб для последовательного захвата извлеченной пробы каждого семени в соответствующую сборную трубку, установленную на одном из множества устройств позиционирования сборной трубки. Система дополнительно содержит подсистему депонирования проб для последовательной транспортировки каждой пробы от подсистемы сбора и транспортировки проб в выбранное одно из множества гнезд в выбранном одном из множества лотков для проб.

Системы и способы по настоящему изобретению позволяют проводить автоматизированный неразрушающий отбор проб из семян по существу без загрязнения. Они позволяют тестировать и сортировать большие объемы семян, тем самым, ускоряя накопление популяции семян с желаемыми признаками. Эти и другие признаки и преимущества будут отчасти очевидны, а отчасти указаны в нижеследующем описании.

Согласно первому аспекту изобретения предложена автоматизированная система отбора проб из семян, содержащая станцию загрузки семян для отделения семени от множества семян;

систему ориентирования семян для приема отделенного семени от станции загрузки семян и ориентирования указанного семени; и

станцию отбора проб для удаления пробы семенного материала от указанного семени, и дополнительно содержащая подсистему сбора и транспортировки проб для захвата извлеченной пробы в сборную трубку, установленную на устройстве позиционирования сборной трубки подсистемы сбора и транспортировки проб, станцию загрузки сборной трубки для отделения сборной трубки от множества подобных трубок и крепления сборной трубки на устройстве для позиционирования сборной трубки, подсистему доставки жидкости для доставки жидкости в сборную трубку для смешивания с отобранной пробой.

Кроме того, дополнительно содержащая подсистему депонирования проб для транспортировки смешанной пробы от подсистемы сбора и транспортировки проб к выбранному гнезду лотка для проб, станцию обработки семян для нанесения обрабатывающего вещества, по меньшей мере, на часть семени, из которого была извлечена проба, при этом обрабатывающий состав содержит полимерный или фунгицидный герметик, а также дополнительно содержащая станцию очистки для удаления остатков материала пробы с держателя семени, установленного на поворотном столе подсистемы транспортировки семян после удаления пробы из семени и после транспортировки отобранного семени в выбранное гнездо лотка для семян, станцию очистки для удаления, по меньшей мере, части материала оболочки с отделенного семени, подсистему транспортировки семени для транспортировки отделенного семени между станцией очистки и станцией отбора проб, подсистему депонирования семян для транспортировки отделенного семени от подсистемы транспортировки семени в выбранное гнездо лотка для семян после отбора пробы из семени и подсистему транспортировки семени, выполненную для транспортировки семени, которое было ориентировано, между системой ориентирования семян и станцией отбора проб.

Согласно второму аспекту изобретения предложена автоматизированная система отбора проб из семян, содержащая станцию очистки для удаления, по меньшей мере, части материала оболочки семени; станцию отбора проб для извлечения пробы материала семени, с которого удалена оболочка; подсистему сбора и транспортировки проб для захвата извлеченной пробы в сборную трубку, установленную на устройстве позиционирования сборной трубки подсистемы сбора и транспортировки проб, и подсистему депонирования проб для транспортировки пробы от подсистемы сбора и транспортировки проб к выбранному гнезду в лотке для проб, а также содержащая станцию загрузки сборных трубок для отделения сборной трубки от множества подобных сборных трубок и крепления сборной трубки на устройстве для позиционирования сборной трубки, подсистему подготовки сборных трубок для срезания части конца установленной сборной трубки, подсистему доставки жидкости в сборную трубку для смешивания с отобранной пробой.

Кроме того, в указанной системе подсистема депонирования проб выполнена с возможностью транспортирования смешанной пробы от подсистемы сбора и транспортировки проб к выбранному гнезду в лотке для проб.

При этом система согласно изобретению дополнительно содержит станцию утилизации сборных трубок для извлечения сборной трубки из устройства позиционирования сборной трубки и удаления сборной трубки после транспортировки пробы в выбранное гнездо лотка для проб, подсистему транспортировки семян для транспортировки семян между станцией очистки и станцией отбора проб; и подсистему депонирования семян для транспортировки семян от подсистемы транспортировки семян в выбранное гнездо в лотке для семян после того, как из семени была извлечена проба, станцию загрузки семян для отделения семени от множества сходных семян в бункере для семян; и систему ориентирования для приема семени от станции загрузки семян, ориентирования семени в положение вершиной вниз и транспортировки ориентированного семени в держатель семени, установленный на поворотном столе подсистемы транспортировки семян, станцию обработки семян для нанесения обрабатывающего вещества, по меньшей мере, на часть семени, из которого была извлечена проба и с которого была удалена оболочка.

Согласно еще одному аспекту изобретения предложен автоматизированный способ удаления пробы из отдельных семян, содержащий этапы, на которых отделяют отдельные семена от множества семян; ориентируют отдельные семена в системе ориентирования семян; удаляют пробу, по меньшей мере, с одного из ориентированных семян в станции отбора проб; транспортируют отдельные семена в гнезда лотка для семян; и транспортируют пробу в гнездо лотка для проб и дополнительно осуществляют транспортировку семян, которые были ориентированы между системой ориентирования семян и станцией отбора проб.

При этом на этапе удаления пробы собирают пробу в сборную трубку и дополнительно доставляют жидкость в сборную трубку для смешивания с отобранной пробой.

А на этапе транспортировки пробы транспортируют смешанную пробу в выбранное гнездо лотка для проб,

Кроме того, способ дополнительно содержит этап загрузки ориентированных семян в держатель семени автоматизированной системы отбора проб из семян, а также этап, на котором ориентируют отдельные семена вершиной вниз, и этап, на котором наносят обрабатывающий состав, по меньшей мере, на часть семени, из которого была извлечена проба, а также этап, на котором удаляют остатки материала пробы с держателя семени после того, как из семени была удалена проба и семя, из которого удалена проба, было транспортировано к выбранному гнезду в лотке для семян.

Согласно способу этап удаления пробы содержит этап извлечение пробы с верхней части, по меньшей мере, одного отдельного семени.

Согласно способу анализируют пробу на одну или более из характеристик, указывающих, по меньшей мере, на один генетический химический признак и формируют изображение отдельных семян.

Из приводимого ниже описания будут очевидны и другие области применения настоящего изобретения. Следует понимать, что описание и конкретные примеры предназначены только для иллюстрации и не ограничивают объем настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Приложенные чертежи являются исключительно иллюстративными и никаким образом не ограничивают объем настоящего изобретения.

Фиг.1 - вид в перспективе системы отбора проб из семян по разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.2 - увеличенный вид в перспективе станции загрузки семян системы отбора проб на фиг.1 по разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.3 - Увеличенный вид в перспективе системы ориентирования семян системы отбора проб на фиг.1 по разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.4 - вид сбоку системы ориентирования семян на фиг.3 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.5 - вид в перспективе системы ориентирования семян на фиг.3, включая держатель семян согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.6 - увеличенный вид в перспективе держателя семян на фиг.5 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.7 - увеличенный вид сбоку держателя семян на фиг.6 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.8 - вид в перспективе станции очистки и подсистемы транспортировки семян системы отбора проб на фиг.1 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.9 - вид в перспективе станции отбора проб системы отбора проб из семян на фиг.1 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.10 - увеличенный вид сбоку станции отбора проб, показанной на фиг.9, во время работы системы отбора проб на фиг.1 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.11 - вид сбоку устройства доставки жидкости системы отбора проб на фиг.1 в отведенном положении, согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.12 - вид сбоку устройства доставки жидкости, показанного на фиг.11, в выдвинутом положении, согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.13 - вид в перспективе платформы для лотка для проб системы отбора проб на фиг.1 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.14 - вид в перспективе станции обработки семян системы отбора проб на фиг.1. согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.15 - вид сбоку транспортера семян системы отбора проб на фиг.1 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.16 - вид в перспективе платформы для лотка для семян системы отбора проб на фиг.1, согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.17 - вид сбоку станции загрузки сборной трубки системы отбора проб на фиг.1, согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.18 - вид в перспективе подсистемы подготовки сборной трубки системы отбора проб на фиг.1, согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Фиг.19 - вид в перспективе станции очистки системы отбора проб на фиг.1 согласно разным вариантам настоящего изобретения.

Одинаковые детали на различных чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Осуществление изобретения

Нижеследующее подробное описание является по своей природе иллюстративным и никоим образом не ограничивает настоящее изобретение или варианты его применения или использования. Во всем описании одинаковые детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг.1 показана автоматизированная система 10 отбора проб из семян по разным вариантам настоящего изобретения. По существу, система 10 отбора проб из семян содержит станцию 100 загрузки семян, станцию 200 ориентирования семян, подсистему 300 транспортировки семян, станцию 400 очистки, станцию 500 отбора проб, подсистему 600 сбора и транспортировки проб, подсистему 700 доставки жидкости, подсистему 800 депонирования проб, станцию 900 обработки семян и подсистему 1000 депонирования семян.

Система 10 отбора проб сконструирована и предназначена для изолирования семени из желоба 104 станции 100 загрузки семян, ориентирования семени на станции 200 ориентирования и переноса семени на станцию 400 очистки с помощью подсистемы 300 транспортировки. Система 10 отбора проб из семян, кроме того, сконструирована и предназначена для удаления части материала оболочки семени на станции 400 очистки, переноса семени на станцию 500 отбора проб с помощью подсистемы 300 транспортировки, где из семени извлекают материал пробы в точке, откуда был удален материал оболочки. Система 10 отбора проб, кроме того, сконструирована и предназначена для транспортировки извлеченной пробы в подсистему 800 депонирования проб с помощью подсистемы 700 транспортировки проб и депонирования извлеченной пробы в лоток 14 для проб, расположенный на подсистеме 800 депонирования проб. В различных вариантах настоящего изобретения материал проб собирают в одноразовую трубку для проб и доставляют в лоток 14 для проб с помощью жидкости, как более подробно описано ниже. Кроме того, система 10 отбора проб сконструирована и предназначена для обработки, например, нанесения защитного покрытия на обнаженный участок семени на станции 900 обработки семян и транспортировки семени на подсистему 1000 депонирования семян, где семя депонируется в лоток 18 для семян на платформе подсистемы 1000 депонирования семян.

Следует понимать, что система 10 отбора проб из семян показанная и описанная в настоящем документе, содержит разные стационарные стойки, балки, платформы, подставки, основания и пр., к которым крепятся, с которыми соединяются или на которых монтируются различные описанные компоненты, устройства, механизмы, системы, подсистемы, узлы и сборочные узлы. Хотя такие стойки, балки, платформы, подставки, основания и пр. необходимы в конструкции системы 10 отбора проб из семян, описание их расположения, ориентации и взаимосвязей не является необходимым для специалиста для того, чтобы легко и полностью понять конструкцию, функции и работу этой системы 10. В частности, такие стойки, балки, платформы, подставки, основания и пр. четко показаны на чертежах и, поэтому их расположение, ориентация и соединения понятны специалистам. Следовательно, для упрощения, такие стойки, балки, платформы, подставки, основания и пр. будут упоминаться далее просто как опорные конструкции системы без дополнительного описания их расположения, ориентации и соединений.

Как показано на фиг.2 и 3, в различных вариантах станция загрузки семян содержит желоб 104 для семян и сепарирующее колесо 108. Сепарирующее колесо 108 установлено с возможностью вращения в вертикальной плоскости так, что часть сепарирующего колеса 108 входит внутрь желоба 104 для семян. Другая часть сепарирующего колеса 108 выходит наружу из желоба 104 для семян так, что грань 120 сепарирующего колеса 108 расположена рядом с приемником 124 для семян. Сепарирующее колесо 108 содержит множество разнесенных друг от друга углублений 128, которые выполнены на грани 120 и сообщаются с вакуумной системой (не показана) так, что в каждом углублении 128 может создаваться разрежение.

Для начала работы системы 10 отбора проб из семян, семена, из которых нужно отобрать и протестировать пробы, помещают во внутренний резервуар желоба 104 и, по меньшей мере, на часть углублений 128, например, на углубления 128 на грани 120 той части сепарирующего колеса 108, которая входит во внутренний резервуар желоба 104, подают вакуум. Сепарирующее колесо 108 затем приводят в прерывистое вращение шаговым электродвигателем 132 так, что углубления 128 последовательно поворачиваются, проходя через внутренний резервуар желоба 104, выходят из желоба 104 и проходят мимо сборника 124 семян, прежде чем вновь вернуться во внутренний резервуар желоба 104. По мере того как сепарирующее колесо прерывисто вращается и углубления 128 прерывисто проходят через внутренний резервуар желоба 104, отдельные семена захватываются и удерживаются в каждом углублении 128 вакуумом, создаваемым в соответствующих углублениях 128. По мере того, как сепарирующее колесо 108 прерывисто вращается, семена выносятся из желоба 104 в приемник 124, куда каждое семя удаляется с грани 120 сепарирующего колеса 108. После того, как каждое семя будет выгружено из сепарирующего колеса 108, семя попадает через транспортную трубку 136 загрузочной станции под воздействием силы тяжести, разрежения или сжатого воздуха, на прибор 204 для формирования изображения семени системы 200 ориентирования семени. Транспортная трубка 136 станции загрузки имеет такой размер, что ее внутренний диаметр позволяет семени проходить через транспортную трубку 136 загрузочной станции только в продольной ориентации. То есть, семя может пройти через транспортную трубку 136 загрузочной станции только в ориентации концом вверх или концом вниз и внутренний диаметр не позволит семени кувыркаться или переворачиваться, когда оно проходит по транспортной трубке 136 станции загрузки.

В различных вариантах настоящего изобретения сборник 124 семян содержит скребок (не показан), который физически извлекает каждое семя из соответствующего углубления 128, когда сепарирующее колесо 108 прерывисто вращается мимо сборника 124 семян. Затем, извлеченное семя проходит по транспортной трубке 136 загрузочной станции на прибор 204 для формирования изображения. Альтернативно, в различных других вариантах, каждое семя может освобождаться из углубления 128 путем временного прекращения создания разрежения в каждом индивидуальном углублении 128, когда это индивидуальное углубление 128 подходит к сборнику 124 семян. После этого, извлеченное семя подается на прибор 204 для формирования изображения через транспортную трубку 136 станции загрузки. В других вариантах каждое семя может выдуваться из соответствующего углубления 128, когда индивидуальное углубление 128 расположено рядом с приемником 124 семян. Затем, извлеченное семя транспортируется на прибор 204 для формирования изображения по транспортной трубке 136 станции загрузки.

Дополнительно, в различных вариантах настоящего изобретения, станция 100 загрузки семян может содержать бункер 140 большой емкости для семян, имеющий фигурную поверхность и механизм 144 вибрационной подачи. В бункер 140 большой емкости можно закладывать большое количество семян, которые подаются на механизм 144 вибрационной подачи. Механизмом 144 вибрационной подачи можно управлять для дозирования семян, подаваемых в желоб 104, где семена сепарируются и переносятся на прибор 204 для формирования изображений системы 200 ориентирования семян, как описано выше.

Как показано на фиг.3 и 4, система 200 ориентирования семян содержит приспособление 204 для формирования изображений семян, устройство 208 формирования изображений и устройство 212 для ориентирования семян, установленное на платформе 214 с неподвижным центром системы 10 для отбора проб из семян. Прибор для формирования изображений семян содержит окно 216 и внутреннюю область ориентирования семян, видимую через окно 216. Устройство 212 ориентирования содержит поворотный привод 220, выполненный с возможностью поворачивать семя, когда семя подвешено в области ориентирования. Приспособление 204 для формирования изображений соединено с концом транспортной трубки 136 станции загрузки, а устройство 208 формирования изображений установлено на опорной структуре системы рядом с приспособлением для формирования изображений так, что семя, подвешенное в области ориентирования семени, находится в поле зрения устройства 208 формирования изображений сквозь окно 216.

Когда семя будет перенесено на приспособление 204 для формирования изображений по транспортной трубке 136 станции загрузки, семя подвешивается в области ориентирования рядом с окном 216 и просматривается устройством 208 формирования изображений сквозь окно 216. В различных других вариантах семя левитирует в области ориентирования с использованием воздуха, подаваемого по транспортной трубке 224 системы ориентирования, соединенной с дном приспособления 204 для формирования изображений напротив транспортной трубки 136 станции загрузки. Или, в альтернативных вариантах семя может физически удерживаться в области ориентирования с помощью любого подходящего механического удерживающего средства.

Когда семя подвешено рядом с окном 216, изображение семени в приспособлении для формирования изображений фиксируется устройством 208 формирования изображений. Устройством 208 формирования изображений может быть любое устройство, способное принимать сквозь окно 216 изображение семени, подвешенного в области ориентирования. Например, в различных вариантах устройство 208 формирования изображений содержит высокоскоростную цифровую камеру высокого разрешения, такую как камеру машинного зрения, использующую передовые технологии визуализации (DVT). Изображение передается на контроллер системы (не показан), построенный на основе компьютера, где определяется ориентация семени, т.е. вершиной вверх или вершиной вниз. В разных вариантах устройство 208 формирования изображения семени дополнительно находит центроид семени и идентифицирует наиболее удаленную точку от центроида как вершину семени.

Если будет определено, что семя ориентировано вершиной вниз, семя транспортируется в этой ориентации вершиной вниз через транспортную трубку 224 системы ориентирования в один из множества держателей 304 семени. Если будет определено, что семя ориентировано вершиной вверх, контроллер системы подает команду на переворачивающий привод 200 на поворот семени на 180° для перевода семени в ориентацию вершиной вниз. Например, переворачивающий привод 220 может быть пневматическим, использующим воздух для вращения семени, пока оно не перевернется вершиной вниз и такая ориентация не будет определена устройством 208 формирования изображения. Либо переворачивающий привод может быть механическим приводом, который переворачивает семя, удерживаемое подходящим механическим удерживающим устройством для перемещения семени в ориентацию вершиной вниз. Приняв ориентацию вершиной вниз, семя транспортируется в этой ориентации вершиной вниз по транспортной трубке 224 системы ориентирования на один из держателей 304 семян. Ориентирование семян вершиной вниз минимизирует риск для жизнеспособности семени, когда из семени извлекается проба, как будет описано ниже. В различных вариантах семена транспортируются по транспортной трубке 224 системы ориентирования под действием силы тяжести, т.е., семена падают с приспособления 204 для формирования изображений через транспортную трубку 224 в один из держателей 304 семян. Дополнительно, во время транспортировки к соответствующему держателю 304 каждое семя удерживается в нужной ориентации, т.е., вершиной вниз, за счет того, что размер внутреннего диаметра транспортной трубки 224 не позволяет семени перевернуться вершиной вверх.

В настоящем изобретении контроллером системы может быть система, построенная на одном компьютере или множество подсистем, соединенных в сеть для координации одновременно выполняемых операций системы 10 отбора проб из семян, описываемой в настоящем документе. Например, контроллер системы может содержать множество контроллерных подсистем, например, контроллерные подсистемы для каждой станции, описанной в настоящем документе. Каждая контроллерная подсистема может содержать один или более процессоров или микропроцессоров, которые поддерживают связь с различными датчиками, устройствами, механизмами, электродвигателями, инструментами и пр. системы отбора проб из семян, и которые соединены в сеть с системой ведущего компьютера для координированного управления всеми станциями, системами и подсистемами системы 10 отбора проб из семян.

Держатели 304 семян установлены с равными интервалами по периметру моторизованного поворотного стола 308 подсистемы 300 транспортировки семян. Транспортная трубка 224 системы ориентирования соединена первым концом с приспособлением 204 для формирования изображений семян так, что второй конец транспортной трубки 224 системы ориентирования семян расположен на определенном расстоянии над периферийным участком поворотного стола 308. Более конкретно, второй конец транспортной трубки 224 системы ориентирования расположен над поворотным столом 308 на расстоянии достаточном, чтобы позволить держателям 304 семян проходить под вторым концом транспортной трубки системы ориентирования. Однако второй конец транспортной трубки 224 системы ориентирования также расположен над поворотным столом 308 так, чтобы между этим вторым концом и держателями 304 оставался лишь небольшой зазор. Поэтому каждое семя сохраняет свою ориентацию вершиной вниз при перемещении из транспортной трубки 224 системы ориентирования в один из держателей 304 семян.

Как показано на фиг.5, 6 и 1, каждый держатель 304 семени сконструирован и предназначен для жесткого удержания соответствующего семени в ориентации вершиной вниз. Каждый держатель 304 семени содержит пару расположенных друг против друга зажимных головок 312, установленных с возможностью скольжения в расположенных друг против друга зажимных гнездах 316. Расположенные друг против друга зажимные гнезда 316 разделены каналом 318 для семени, сформированным поперечно вдоль центральной линии С держателя 304 семени. Каждая зажимная головка 312 соединена с соответствующим зажимным поршнем 320 через соответствующий зажимной шток 324. Каждый зажимной поршень 320 установлен с возможностью скольжения в соответствующем продольном цилиндре 328 держателя 304 семени. В каждом цилиндре 328 между основанием соответствующего поршня и дном соответствующего цилиндра 328 установлена пружина 332 сжатия. Соответственно, каждая зажимная головка 312 поджимается к центральной линии С держателя 304 семени. Когда держатель 304 семени находится в нерабочем состоянии, т.е., когда соответствующий держатель не удерживает семя или не приводится в действие для удержания семени, расположенные друг против друга зажимные головки 312 поджимаются пружинами 332 в полностью выдвинутое или рабочее положение. Когда зажимные головки 312 находятся в рабочем положении, вершина каждого соответствующего поршня 320 входит в соответствующий канал 336 для вилки, проходящий поперечно через держатель 304 семени с противоположных сторон от канала 318 для семени.

Каждая зажимная головка 312 выполнена из нетвердого упругого материала, такого как "неопрен", так что семя, удерживаемое между расположенными друг против друга зажимными головками 312, как описано ниже, не повреждается.

Как описано выше, держатели 304 семян установлены с одинаковыми интервалами по периметру поворотного стола 308. Перед, после или по существу одновременно с процессом ориентирования, описанным выше, поворотный стол 308 поворачивается для подвода пустого, т.е., в котором отсутствует семя, держателя 304 семени под транспортную трубку 224 системы ориентирования. Более конкретно, под транспортной трубкой 224 системы ориентации позиционируется канал 318 для семени. Когда держатель 304 семени установлен под транспортной трубкой 224 системы ориентирования, приводится в действие автоматическое устройство 340 разведения зажимных головок для разведения зажимных головок 312 так, чтобы между ними могло быть принято семя. Устройство 340 разведения зажимных готовок установлено на опорной структуре системы рядом с устройством 212 ориентирования семени и содержит пару зубцов 344 вилки, соединенных с основанием 348 вилки. Устройство 340 разведения зажимных готовок выполнено с возможностью выдвижения основания 348 вилки и зубцов 344 к держателю 304 семени. Например, устройство 340 разведения зажимных головок может быть пневматическим устройством, выполненным с возможностью выдвигать и втягивать основание 348 вилки. Каждый зубец 344 вилки имеет скошенный участок дистального конца, размер которого позволяет ему входить в каналы 336 для вилки.

При активации устройства 340 разведения зажимных головок, основание 348 выдвигается к держателю 304 семени так, что зубцы 344 вставляются в каналы 336 для вилки. Когда каждый зубец 344 скользит в соответствующий канал 336, скошенные дистальные концевые участки входят между вершиной каждого соответствующего поршня 320 и внутренней стенкой канала 336 для вилки. По мере дальнейшего продвижения зубцов 344 в каждый канал 336, скос каждого зубца отводит соответствующий поршень 320 наружу от центральной линии С держателя семени. Соответственно, когда поршни отведены наружу от центральной линии С, зажимные головки 312 также отведены наружу друг от друга и от центральной линии С. Таким образом, зажимные головки 312 смещены в отодвинутое положение, в котором между ними можно поместить семя.

Когда зажимные головки 312 разведены, правильно ориентированное семя можно транспортировать по транспортной трубке 224 системы ориентирования и помещать его вершиной вниз между зажимными головками 312. В различных вариантах система 10 отбора проб из семян дополнительно содержит подсистему 360 позиционирования семени по высоте для установки семени на определенной высоте в соответствующем держателе 304 семени. Подсистема позиционирования семени по высоте содержит вертикальное позиционирующее устройство 364, установленное на опорной структуре системы под периметром поворотного стола 308, прямо напротив транспортной трубки 224 системы ориентирования, а также привод 368 базовой плиты, установленный на центральной платформе 214, прямо напротив устройства 340 разведения зажимных головок. Устройство 364 вертикального позиционирования содержит подпружиненный плунжер 372, установленный на головке 376 позиционирующего устройства, а привод 368 базовой плиты содержит базовую плиту 380, установленную на головке 384 привода базовой плиты. Устройство 364 вертикального позиционирования выполнено с возможностью выдвигать позиционирующую головку 376 и плунжер 372 к дну поворотного стола 308 прямо напротив центральной линии С держателя семени. Например, устройство 364 вертикального позиционирования может быть пневматическим устройством, выполненным с возможностью выдвигать и убирать плунжер 372. Аналогично, привод 368 базовой плиты выполнен с возможностью выдвигать приводную головку 384 и базовую плиту 380 поверх канала 318 для семени в держателе семени. Например, привод 368 базовой плиты может быть пневматическим устройством, выполненным с возможностью выдвигать и убирать базовую плиту 380.

Когда семя помещено между разведенными зажимными головками 312, позиционирующая головка 367 выдвигается вверх для введения плунжерного вала 388 через отверстие (не показано) в дне поворотного стола 308 и соосное отверстие (не показано) в дне канала 318 держателя семени. По существу одновременно, привод 368 базовой плиты выдвигает приводную головку 384 для установки базовой плиты 380 на заданном расстоянии над держателем 304 семени, прямо над отверстием в дне канала 318 держателя семени. Более конкретно, когда позиционирующая головка 376 движется вверх, плунжерный вал 388 выдвигается в соосные отверстия и вступает в контакт с вершиной семени. Семя в это время выталкивается вверх между зажимными головками 312, пока тыльная часть семени не коснется базовой плиты 380. Подпружиненная конструкция плунжера 372 позволяет валу 388 отводиться внутри плунжера 372, когда тыльная часть семени касается базовой плиты 380 так, что семя удерживается на месте без повреждений. Соответственно, тыльная час