本發(fā)明涉及雌蠶卵和雄蠶卵分選技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種高效、準(zhǔn)確的根據(jù)不同性別的卵色將雌雄蠶卵分離的雌雄蠶卵分選設(shè)備及分選方法。
背景技術(shù):
在雄蠶品種的雜交種生產(chǎn)中,為降低制種成本,在原蠶卵期需要依據(jù)平衡致死系的限性卵色性狀將雌卵(黑色)和雄卵(黃色)分離,只選留雄卵催青孵化和飼養(yǎng)雄性原蠶。長期以來,這項雌雄蠶卵的分選工作完全依靠人工進(jìn)行,不僅耗時費工,而且操作者因視力疲勞易產(chǎn)生差錯。為解決雄蠶絲生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈中這一技術(shù)難題,我們開始研制能自動識別不同性別蠶卵的顏色,實現(xiàn)無損檢測并高速分離的自動化分選設(shè)備,先后研制了雌雄蠶卵激光自動分選儀、雌雄蠶卵光電自動分選儀。其中,公開號為CN101462112A的專利文獻(xiàn)公開的雌雄蠶卵激光自動分選儀,通過彩色CCD(電荷耦合元件)圖像傳感器識別卵色,指令激光將黑色雌卵射殺,從而獲取雄卵,對蠶連紙卵和散卵的分選工效,分別為3×104粒/hr和1.2×105粒/hr,正確率分別為83%和95%;缺點是當(dāng)黑色卵連成片時,儀器容易誤判各靶卵中心,造成多射、漏射或誤傷雄卵。公開號為CN102145335A的專利文獻(xiàn)公開的雌雄蠶卵光電自動分選儀,則通過光電傳感器識別卵色,指令氣閥或電磁閥分離雌雄蠶卵,正確率約95%,工效約1.2×105粒/hr,缺點是蠶卵移行要經(jīng)過閉式通道,易粘堵,排卵麻煩。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決上述的技術(shù)問題,本發(fā)明的目的是提供一種雌雄蠶卵分選設(shè)備及分選方法,依據(jù)家蠶限性卵色差異的遺傳特征,基于彩色線陣CCD的色選技術(shù),可高速準(zhǔn)確自動分離雌雄蠶卵。
為了達(dá)到上述的目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
一種雌雄蠶卵分選設(shè)備,包括底部機架(28),底部機架(28)的前面兩側(cè)分別固定兩個側(cè)邊機架(8),兩個側(cè)邊機架(8)上部通過若干連接件固定連接,兩個側(cè)邊機架(8)之間設(shè)置供卵裝置、識別裝置、分離裝置和收集裝置;
供卵裝置,包括料斗(2)、控量供卵板(3)、排序供卵板(4)和溜卵板(6),料斗(2)固定在兩個側(cè)邊機架(8)上方,控量供卵板(3)的進(jìn)料側(cè)設(shè)置在料斗(2)底部出口的下方,控量供卵板(3)的出料側(cè)設(shè)置在排序供卵板(4)的進(jìn)料側(cè)上方,排序供卵板(4)的出料側(cè)設(shè)置在溜卵板(6)進(jìn)料端的上方,料斗(2)、控量供卵板(3)、排序供卵板(4)和溜卵板(6)彼此之間不接觸,其中,控量供卵板(3)安裝在平移式電磁振動器A(1)上,排序供卵板(4)安裝在平移式電磁振動器B(5)上,平移式電磁振動器A(1)和平移式電磁振動器B(5)都通過彈簧安裝在側(cè)邊機架(8)上,平移式電磁振動器A(1)的振動頻率低于平移式電磁振動器B(5)的振動頻率,控量供卵板(3)上并排設(shè)置多個U形槽,該U形槽的寬度均為4~6mm,底部圓弧深2~4mm,與蠶卵形狀大小一致,排序供卵板(4)上設(shè)置多個V形槽,該V形槽的V形開角為110°~130°,U形槽和V形槽均向下傾斜0.3°~0.8°;溜卵板(6)固定安裝在兩個側(cè)邊機架(8)之間,溜卵板(6)上設(shè)有多個V形溜卵滑槽,該V形溜卵滑槽與水平面呈50°~70°夾角,溜卵板(6)上部安裝有防止蠶卵蹦跳的擋板(7),擋板(7)上部與溜卵板(6)之間形成開口較大的敞口,擋板(7)下部與溜卵板(6)平行設(shè)置;
識別裝置,包括設(shè)置在溜卵板(6)前方的前箱體(12)和設(shè)置在溜卵板(6)后方的中間箱體(18)和后箱體(20);前箱體(12)內(nèi)安裝三棱柱背景器(14)和背景器LED光源(11),三棱柱背景器(14)由步進(jìn)電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動換面并通過光敏定位傳感器識別位置,三棱柱背景器(14)的三面被附上黑色、白色和特定色3種不同顏色的背景條;中間箱體(18)的前部設(shè)置有攝像用上LED光源(16)和攝像用下LED光源(17),中間箱體(18)的后部固定后箱體(20),后箱體(20)內(nèi)安裝物鏡(21)和彩色線陣CCD傳感器(19),背景器LED光源(11)發(fā)出的光線打在三棱柱背景器(14)的工作背景條上,攝像用上LED光源(16)和攝像用下LED光源(17)發(fā)出的光線穿過溜卵板(6)下方的蠶卵下落空隙照射在三棱柱背景器(14)的工作背景條上,彩色線陣CCD傳感器(19)、物鏡(21)和三棱柱背景器(14)的連線經(jīng)過攝像用上LED光源(16)和攝像用下LED光源(17)之間的間隙并與蠶卵自落軌跡F呈80°~100°夾角;沿溜卵板(6)的64條V形溜卵滑槽高速下落的蠶卵進(jìn)入識別裝置分選箱,被攝像用上LED光源(16)和攝像用下LED光源(17)照射,在三棱柱背景器(14)前形成對比圖像,并反射至物鏡(21)和彩色線陣CCD傳感器(19),彩色線陣CCD傳感器(19)實時采集蠶卵的圖像并反饋給計算機圖像處理系統(tǒng),計算機圖像處理系統(tǒng)根據(jù)不同性別蠶卵的卵色特征進(jìn)行圖像識別和區(qū)分雌雄蠶卵,并將處理結(jié)果發(fā)送給分離裝置,由分離裝置將雌雄蠶卵分離開;
分離裝置,包括安裝在溜卵板(6)下方的多組噴氣嘴,噴氣嘴的數(shù)量與溜卵滑槽的數(shù)量相對應(yīng),噴氣嘴的各噴口為寬4mm×高1mm的矩形,各噴氣嘴間距為5mm,噴氣嘴由高速電磁閥(23)控制吹氣;
收集裝置,包括設(shè)置在溜卵板(6)和噴氣嘴(15)下方的自落卵收集箱(25),自落卵收集箱(25)的前方設(shè)置靶卵收集箱(29);靶卵收集箱(29)是一個按靶卵呈拋物線飛落軌跡而設(shè)計的大鐵皮箱,為靶卵提供了一個防止撞擊的飛離空間,并從底部漏卵口排出;自落卵收集箱(25)則是一只根據(jù)自落卵從溜卵滑槽上高速下滑軌跡而設(shè)計的四邊形鐵皮箱,底部有長矩形漏卵口,沿口的長邊粘有防止自落卵彈出的橡皮裙邊,并插入下面長槽式自落卵振出槽(27)內(nèi),該槽前是排卵出口,該槽下是平移式電磁振動器C(26),掉在該槽中的蠶卵在振動中朝出口移動并排出。
作為優(yōu)選,所述前箱體(12)上安裝有可觸摸操控的彩色液晶顯示器(13)。
作為優(yōu)選,所述靶卵收集箱和自落卵振動槽內(nèi)均粘有防撞硅膠。
作為優(yōu)選,當(dāng)計算機圖像處理系統(tǒng)獲得的蠶卵圖像信號與靶卵模式基準(zhǔn)信號的比較差值大于或等于設(shè)定的閾值,就會向分離裝置發(fā)出開啟電磁閥的命令;電磁閥驅(qū)動電路根據(jù)命令打開高速電磁閥(23),從噴氣嘴(15)吹出壓縮空氣,將選定的蠶卵吹入靶卵收集箱(29);反之,高速電磁閥不啟動,未被選定的蠶卵會沿著正常下落軌跡掉入自落卵收集箱(25)內(nèi);蠶卵經(jīng)過成像點到達(dá)分離點的距離為16mm。
一種雌雄蠶卵分選方法,采用上述的雌雄蠶卵分選設(shè)備。
本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案,依據(jù)家蠶限性卵色差異的遺傳特征,基于彩色線陣CCD的色選技術(shù),可高速準(zhǔn)確自動分離雌雄蠶卵。經(jīng)2年實際生產(chǎn)應(yīng)用表明:該機具有性能可靠的靶卵顏色選擇功能,在分離過程中不損傷蠶卵;該機分選效率高,超過1×106粒/hr,是人工分選的230倍;該設(shè)備的單選準(zhǔn)確率超過96%,復(fù)選準(zhǔn)確率超過99.5%;該機操作簡便,故障率低。該設(shè)備作為雄蠶品種的雜交種生產(chǎn)的自動化技術(shù)設(shè)備,有效解決了人工分選雌雄蠶卵效率低的難題。通過對同批次雄蠶品種原種散卵的機械分卵與人工分卵進(jìn)行了孵化率對比,在同環(huán)境下結(jié)果顯示:二種分卵方法,對蠶卵孵化率沒有任何差異影響。
附圖說明
圖1是本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1張噴氣嘴位置的局部放大圖。
其中,1.平移式電磁振動器A;2.料斗;3.控量供卵板;4.排序供卵板;5.平移式電磁振動器B;6.溜卵板;7.防止蠶卵蹦跳的擋板;8.側(cè)邊機架;10、電源總開關(guān);11.背景器LED光源;12.前箱體;13.可觸摸操控的彩色液晶顯示器;14.三棱柱背景器;15.噴氣嘴(64組);16.攝像用上LED光源;17.攝像用下LED光源;18.中間箱體;19.彩色線陣CCD傳感器;20.后箱體;21.物鏡;22.下箱體;23.高速電磁閥(64組)及供氣裝置;24.空氣調(diào)壓器、過濾器和氣動清潔槍;25.自落卵收集箱;26.平移式電磁振動器C;27.自落卵振出槽;28.底部機架;29.靶卵收集箱;
T---靶卵吹離軌跡;F---蠶卵自落軌跡;L---光電傳感軌跡。
具體實施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
此外,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中,除非另有說明,“多個”的含義是兩個或兩個以上,除非另有明確的限定。
在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸,也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如圖1所示的一種雌雄蠶卵分選設(shè)備,包括底部機架28,底部機架28的前面兩側(cè)分別固定兩個側(cè)邊機架8,兩個側(cè)邊機架8上部通過若干連接件固定連接,兩個側(cè)邊機架8之間設(shè)置供卵裝置、識別裝置、分離裝置和收集裝置。
供卵裝置,包括料斗2、控量供卵板3、排序供卵板4和溜卵板6,料斗2固定在兩個側(cè)邊機架8上方,控量供卵板3的進(jìn)料側(cè)設(shè)置在料斗2底部出口的下方,控量供卵板3的出料側(cè)設(shè)置在排序供卵板4的進(jìn)料側(cè)上方,排序供卵板4的出料側(cè)設(shè)置在溜卵板6進(jìn)料端的上方,料斗2、控量供卵板3、排序供卵板4和溜卵板6彼此之間不接觸,其中,控量供卵板3安裝在平移式電磁振動器A1上,排序供卵板4安裝在平移式電磁振動器B5上,平移式電磁振動器A1和平移式電磁振動器B5都通過彈簧安裝在側(cè)邊機架8上,平移式電磁振動器A1的振動頻率低于平移式電磁振動器B5的振動頻率,控量供卵板3上并排設(shè)置多個U形槽,該U形槽的寬度均為4~6mm,底部圓弧深2~4mm,與蠶卵形狀大小一致,排序供卵板4上設(shè)置多個V形槽,該V形槽的V形開角為110°~130°,U形槽和V形槽均向下傾斜0.3°~0.8°;溜卵板6固定安裝在兩個側(cè)邊機架8之間,溜卵板6上設(shè)有多個V形溜卵滑槽,該V形溜卵滑槽與水平面呈50°~70°夾角,溜卵板6上部安裝有防止蠶卵蹦跳的擋板7,擋板7上部與溜卵板6之間形成開口較大的敞口,擋板7下部與溜卵板6平行設(shè)置。
本實施例中,控量供卵板3、排序供卵板4向下傾斜約0.5°安裝,使蠶卵更易向前振移,U形槽使蠶卵移行更通暢,V形槽使蠶卵排序更聚中。每個電磁振動器基座底部四角安裝有四個減振彈簧,以減輕振動對蠶卵的影響。平移式電磁振動器非常適合輸送蠶卵,其工作原理:通過電磁鐵吸合,聯(lián)動供卵板下的兩組板彈簧向后傾斜變形;當(dāng)在負(fù)弦波時,磁場和吸引力回落,板彈簧恢復(fù)原狀,其回復(fù)彈力帶動供卵板迅速向前返回到原態(tài),使槽上的蠶卵受到彈力的作用沿滑槽向前移動。由于板彈簧垂向傾斜20°,反彈時有一向上和向前的分力,在電磁鐵快速一吸一放的作用下,使蠶卵被不斷地被向前拋起,按微小的拋物線軌跡向前勻速振移。
供卵裝置的作用是將蠶卵有序排列,并按照合理的供卵量和輸卵速度移送至識別裝置。本實施中,將卵色有差異的雌雄蠶卵經(jīng)篩選后倒入料斗,落入底部2只各有32道U形槽且并列的控量供卵板中,在控量供卵板下各自的平移式電磁振動器A作用下,蠶卵沿U形槽直線振移前行,并落入下層相對應(yīng)的兩只排序供卵板中,在排序供卵板下各自的平移式電磁振動器B作用下,繼續(xù)沿V形槽直線振移前行,最后落入溜卵板的溜卵滑槽中,順60°陡角沿64條V形槽道高速下滑,減少了阻滯,并且滑槽傾斜又使蠶卵在重力作用下緊貼滑槽,不會產(chǎn)生飄移,從而保證蠶卵在傳送過程中有足夠的距離自動調(diào)整形成單列卵串流動并勻速通過識別裝置中CCD傳感器感應(yīng)區(qū)域(微小的卵體通過時間不足1/1000s),以便在分離裝置中被精準(zhǔn)分離。通過可觸摸操控的人機界面13分別調(diào)節(jié)4只平移式電磁振動器的振動幅度??亓抗┞寻宓恼駝宇l率被設(shè)置得較低,使供卵量均勻適度,移速慢;而排序供卵板的振動頻率設(shè)置較高,使移行速度明顯高于前者,從而使在排序供卵板上移行的蠶卵能形成有間距或無間距的一條條整齊的單粒排序,以保證蠶卵能逐一地被識別裝置檢測到。
識別裝置,包括設(shè)置在溜卵板6前方的前箱體12和設(shè)置在溜卵板6后方的中間箱體18和后箱體20;
前箱體12內(nèi)安裝三棱柱背景器14和背景器LED光源11,三棱柱背景器14由步進(jìn)電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動換面并通過光敏定位傳感器識別位置,它們的作用是為需分離的目標(biāo)色蠶卵(簡稱靶卵)成像提供背景對比色差,以利于圖像識別。三棱柱背景器14的三面被附上黑色、白色和特定色3種不同顏色的背景條,以滿足把黃色卵或黑色卵設(shè)定為靶卵模式及其他不同靶卵模式的需要。當(dāng)靶卵模式設(shè)定后,電路能在開機時自動控制步進(jìn)電機帶動背景板旋轉(zhuǎn)角度,轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的背景色。例如:把黃色卵設(shè)為靶卵模式時,背景板自轉(zhuǎn)為黑色;反之,把黑色卵設(shè)為靶卵模式,則自轉(zhuǎn)為白色。光敏定位傳感器將位置信號傳感至控制電路,實現(xiàn)自動精準(zhǔn)定位。前箱體12上還安裝有可觸摸操控的彩色液晶顯示器13。
中間箱體18的前部設(shè)置有攝像用上LED光源16和攝像用下LED光源17,中間箱體18的后部固定后箱體20,后箱體20內(nèi)安裝物鏡21和彩色線陣CCD傳感器19,背景器LED光源11發(fā)出的光線打在三棱柱背景器14的工作背景條上,攝像用上LED光源16和攝像用下LED光源17發(fā)出的光線穿過溜卵板6下方的蠶卵下落空隙照射在三棱柱背景器14的工作背景條上,彩色線陣CCD傳感器19、物鏡21和三棱柱背景器14的連線(光電傳感軌跡L)經(jīng)過攝像用上LED光源16和攝像用下LED光源17之間的間隙并與蠶卵自落軌跡F呈80°~100°夾角;沿溜卵板6的64條V形溜卵滑槽高速下落的蠶卵進(jìn)入識別裝置分選箱,被攝像用上LED光源16和攝像用下LED光源17照射,在三棱柱背景器14前形成對比圖像,并反射至物鏡21和彩色線陣CCD傳感器19,彩色線陣CCD傳感器19實時采集蠶卵的圖像并反饋給計算機圖像處理系統(tǒng),計算機圖像處理系統(tǒng)根據(jù)不同性別蠶卵的卵色特征進(jìn)行圖像識別和區(qū)分雌雄蠶卵,并將處理結(jié)果發(fā)送給分離裝置,由分離裝置將雌雄蠶卵分離開。
分離裝置,作用是依據(jù)識別裝置發(fā)出的命令控制噴閥將雌雄蠶卵分離開來,主要由噴氣嘴(共64組)和高速電磁閥(共64組)及供氣裝置構(gòu)成。如圖2所示,包括安裝在溜卵板6下方的多組噴氣嘴,噴氣嘴的數(shù)量與溜卵滑槽的數(shù)量相對應(yīng),噴氣嘴的各噴口為寬4mm×高1mm的矩形,各噴氣嘴間距為5mm,噴氣嘴由高速電磁閥23控制吹氣。
收集裝置,包括設(shè)置在溜卵板6和噴氣嘴15下方的自落卵收集箱25,自落卵收集箱25的前方設(shè)置靶卵收集箱29。靶卵收集箱29是一個按靶卵呈拋物線飛落軌跡而設(shè)計的大鐵皮箱,為靶卵提供了一個防止撞擊的飛離空間,并從底部漏卵口排出。自落卵收集箱25則是一只根據(jù)自落卵從溜卵滑槽上高速下滑軌跡而設(shè)計的四邊形鐵皮箱,底部有長矩形漏卵口,沿口的長邊粘有防止自落卵彈出的橡皮裙邊,并插入下面長槽式自落卵振出槽27內(nèi),槽前是排卵出口,槽下是平移式電磁振動器C26,掉在槽中的蠶卵在振動中朝出口移動并排出。靶卵收集箱和自落卵振動槽內(nèi)均粘有防撞硅膠。
當(dāng)計算機圖像處理系統(tǒng)獲得的蠶卵圖像信號與靶卵模式基準(zhǔn)信號的比較差值大于或等于設(shè)定的閾值,就會向分離裝置發(fā)出開啟電磁閥的命令。電磁閥驅(qū)動電路根據(jù)命令打開高速電磁閥23,從噴氣嘴15吹出壓縮空氣,將選定的蠶卵吹入靶卵收集箱29;反之,高速電磁閥不啟動,未被選定的蠶卵會沿著正常下落軌跡掉入自落卵收集箱25內(nèi)。
依據(jù)蠶卵特征而設(shè)計的64組噴氣嘴的各噴口為寬4mm×高1mm的矩形,各噴氣嘴間距為5mm,與溜卵滑槽6的64槽相對應(yīng)。經(jīng)測試而設(shè)定的噴氣壓力可確保微小的靶卵沿預(yù)定拋物線軌跡飛行。蠶卵經(jīng)過成像點(即蠶卵自落軌跡F與光電傳感軌跡L的交叉位置)到達(dá)分離點(即蠶卵自落軌跡F與靶卵吹離軌跡T)的距離為16mm,電路經(jīng)過計算發(fā)出精準(zhǔn)的延時,以確保噴氣嘴能準(zhǔn)確吹離高速下落的靶卵。為了進(jìn)一步確保能準(zhǔn)確吹離高速下落的靶卵,優(yōu)選每組噴氣嘴設(shè)置同步吹氣的上下兩個噴口。
不同性別間卵色有較明顯差異的蠶種或卵色不同的非受精卵均可采用上述雌雄蠶卵分選設(shè)備正確分選,如平衡致死系的雄蠶品種的原種、限性卵色家蠶品種、具有性別標(biāo)記卵色的家蠶品種和雌蠶無性克隆系的蠶卵分選,還可用于剔除非受精卵和不良卵等。
鑒于家蠶的卵色較多,常有色差,在研發(fā)及實驗過程中確定了黑卵吹出模式和黃卵吹出模式兩種靶卵模式和相對應(yīng)的靶標(biāo)卵色精度(即色選閾值)。根據(jù)CCD采集的蠶卵RGB顏色信息,通過實驗分析確定使用R分量信息作為卵色判斷的依據(jù),并通過量化方法將靶標(biāo)卵色精度范圍設(shè)為0-255,0為純白,255為純黑。黑卵吹出模式的靶標(biāo)卵色精度范圍為185-255,228為常用和優(yōu)選值,數(shù)字越大,越趨向于黑卵色。黃卵吹出模式的靶標(biāo)卵色精度范圍為100-165,135為常用和優(yōu)選值,數(shù)字越小,越趨向于白卵色。另外,還制定了詳細(xì)的蠶卵色選機蠶卵色選工藝和操作規(guī)范。例如:平衡致死系的雄蠶原種分選只需要黃色的雄卵,其色選工藝通常設(shè)置黑卵吹出模式,推薦靶標(biāo)卵色精度為228。如河南鹿邑蠶種場的限性卵色家蠶品種,雄卵顏色更黃,色差小,雌雄卵都要保留,兩種模式都可選用。如果設(shè)置為黃卵吹出模式,推薦靶標(biāo)卵色精度為135。生產(chǎn)中可以根據(jù)卵色和色差對靶標(biāo)卵色精度作適當(dāng)調(diào)整。
自2014年開始,浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所和山東廣通蠶種集團生產(chǎn)的所有平衡致死系雄蠶原種已全部采用上述雌雄蠶卵分選設(shè)備進(jìn)行原種的蠶卵分選。如按200萬粒/hr,64組噴氣嘴約以106粒/hr的速度吹離黑色的靶卵,此時高速電磁閥每組平均開閉頻率是4~5次/s,在近似自由落體下落的分離過程中,難免出現(xiàn)未能正確吹到黑卵,或在吹離過程中誤帶出黃卵的現(xiàn)象,由此產(chǎn)生一定的分離誤差,通常在黑卵占比50%的情況下,一次性色選的黃卵正確率約96%。因此,雄蠶原種蠶卵的色選一般還要對靶卵和自落卵分別進(jìn)行復(fù)選。由于復(fù)選時的靶卵比已經(jīng)大大下降,因此獲取黃卵的準(zhǔn)確率都可超過99.5%,如增加色選次數(shù),獲取黃卵的準(zhǔn)確率還可提升。一般情況下,利用蠶卵色選機對雄蠶原種的蠶卵進(jìn)行2次色選的工效約為106粒/hr,約是人工分選(約4300粒/hr)的230倍,是本發(fā)明人前述激光分選儀和光電分選儀的約30倍和8倍,增效十分顯著。
另外,該機還應(yīng)用于浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)院的雌蠶無性克隆系的蠶卵色選。
應(yīng)用上述分選設(shè)備的雌雄蠶卵分選方法如下:
1、篩出疊卵和蠶連紙紙屑;
用孔徑為1.43mm(14目)的篩子反復(fù)篩去疊卵和蠶連紙紙屑,特別是蠶連紙紙屑,必須清除干凈,以防供料系統(tǒng)堵塞。
2、平衡致死系蠶卵的分選方法。
目的:獲取黃色的雄卵,廢棄黑色的雌卵。
把經(jīng)篩子篩出疊卵和蠶連紙紙屑后的蠶卵倒入料斗,鋪平鋪勻。
2.1開啟分選設(shè)備;
2.2選擇“黑卵吹出模式”,選“雌蠶色度”為228;
2.3機器正常工作時,黑色雌卵(靶卵)被吹至前面的靶卵箱中,從出口處落入承接的容器內(nèi)。由于平衡致死系蠶卵的靶卵比高,非靶卵帶出量相對會高些,會把一些黃卵也帶出至靶卵箱;自落至下面的自落卵振出槽內(nèi)的黃色雄卵(非靶卵)和漏吹的黑色雌卵(靶卵),從橫向輸出,經(jīng)過這第一遍色選,色選準(zhǔn)確率約為96%;
2.4當(dāng)蠶卵第一次色選完畢,把由自落卵振出槽振出的準(zhǔn)確率約96%的非靶卵蠶卵(黃卵)重新倒入料斗,繼續(xù)以“黑卵吹出模式”復(fù)選。必須提醒的是,由于此時已經(jīng)大多數(shù)是黃卵,所以每吹出黑卵,帶出的基本上是黃卵。由于再次吹出黑卵,蠶卵雄卵準(zhǔn)確率會提高,往往會超過99.8%,但會誤帶出不少黃卵。
如果多次重復(fù)靶卵箱中的蠶卵,趨向是越來越偏黃。隨處理的卵量越來越少,靶卵箱中的蠶卵越來越趨向黃色偏多。
2.5處理靶卵箱中的蠶卵。由于這些靶卵中的黃卵比較少,可繼續(xù)保持原“黑卵吹出模式”。
經(jīng)色選后,將靶卵箱中的黑卵為蠶卵廢棄或存放;
2.6繼續(xù)以“黑卵吹出模式”反復(fù)色選從長槽振出的以黃卵為主的蠶卵,以獲取更多的雄卵。
3、分選一批含有超過15%非受精卵的蠶種的方法
目的:獲取黑色的蠶卵,廢棄黃色的非受精卵,使蠶種中的非受精卵量比例低于5%??刹捎脙煞N模式來處理,但后一種方法,效率更高。
3.1非受精卵色選的主要目的是去除比例較少的黃卵,設(shè)黃卵設(shè)為靶卵,即選“黃卵吹出模式”。與平衡致死系相比,非受精卵(靶卵)的比例要小得多,再加上蠶種裝盒允許非受精卵小于5%,要求不高,所以可以考慮一次完成色選,但色度可定得高些,可選168。
色選后從自落卵振出槽中輸出的蠶卵可以直接裝盒或貯存。
由于色度定得高,帶出比也會升高,被帶出的黑卵也相對較多,因此,靶卵箱中的黑卵數(shù)要多于黃色的非受精卵。將這些蠶卵再倒入料斗,繼續(xù)用“黃卵吹出模式”色選,獲得更多的黑卵。
3.2另一種方法。設(shè)黑卵設(shè)為靶卵,即選“黑卵吹出模式”,精度135。在連續(xù)不斷的吹黑卵過程中,由于黃卵是少數(shù),黃卵帶出很少,因此,靶卵箱中獲得的大多數(shù)是黑卵??芍苯友b盒或貯存。
由于自落自落卵振出槽中的是總量比較少的非受精黃卵和一些漏打黑卵,將這些卵再次色選,可以一遍又一遍,以獲取更多的黑卵。由于量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于第一種方法,所以效率更高。
關(guān)于樣機使用性能的可靠性和穩(wěn)定性。
蠶卵是活體,一旦被擠壓或剪切,卵液會流出;蠶卵不僅體積微小,輕飄,且易粘滯。因此樣機研制中除了圍繞蠶卵特性和形態(tài),創(chuàng)新設(shè)計了前述的精密設(shè)備來確保分選的高效和精準(zhǔn),還全面考慮了機器使用性能的可靠性和穩(wěn)定性。如蠶卵在機器上的運行通道設(shè)計完全是敞開式和光滑的,不存在可產(chǎn)生機械剪切等損傷蠶卵的結(jié)構(gòu)。特別是蠶卵的輸入和輸出裝置均采用電磁振動輸送方法,讓蠶卵在振動器的振動下勻速移動,不會對蠶卵造成任何擠壓,另外,蠶卵在機器內(nèi)的運行軌跡上均添加了緩沖裝置或防撞硅膠,防止蠶卵受到振動和彈撞影響。都沒有發(fā)生過機器對蠶卵造成損傷的事故。機器具有較強的可靠性和穩(wěn)定性,可連續(xù)長時間運行。該機帶有狀態(tài)自檢和報警裝置,操作和調(diào)試也非常簡單,故能以可靠和穩(wěn)定的性能保證準(zhǔn)確、安全地對蠶卵進(jìn)行分選。
浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所于2014年秋至2015年秋連續(xù)三期對同批次雄蠶品種原種散卵的機械分卵與人工分卵進(jìn)行了孵化率對比,在同環(huán)境下結(jié)果顯示:二種分卵方法,對蠶卵孵化率沒有任何差異影響。見下表1,蠶卵孵化率對照表
在上述說明中涉及的幾個基本概念的明確和定義。
1.1靶卵——指令要吹離的目標(biāo)色卵。例如,黑卵(或黃卵)預(yù)定為要吹離的目標(biāo),則黑卵(或黃卵)為指令打擊的靶子,即靶卵。
1.2非靶卵——通過自重下落,指令不吹離的卵。
1.3自落卵——通過自重下落的卵,包括非靶卵和漏吹的靶卵。
1.4靶卵比——一批蠶卵中,靶卵數(shù)/該批蠶卵總數(shù)。
1.5帶出比——由于是對高速下落的蠶卵進(jìn)行色選分離,在吹離過程中難免會發(fā)生氣流誤將非靶卵帶出,即每吹出百顆卵中會誤帶出多少顆非靶卵的比值。
1.6靶卵模式和卵色精度——目前平衡致死系和限性卵色蠶品種的卵色均為:雄卵以黃色為主色調(diào),雌卵以灰黑色為主色調(diào),但總體是黃、黑二色,靶卵預(yù)定不是吹黑,就是吹黃。因此機器將靶卵預(yù)置分為黑卵吹出模式和黃卵吹出模式兩種。由于品種不同及個體差異,蠶卵色澤會略有不同,因此每個靶卵模式的主色調(diào)應(yīng)有一個色差范圍,也就是蠶卵色度。由于直接用顏色表達(dá)目前有一定難度,本機通過數(shù)字來表達(dá)和預(yù)定靶卵的卵色精度。如“黃卵吹出模式”,其“雄卵色度”為1-255,以228為中間標(biāo)準(zhǔn)。如“黑蠶吹出模式”,其“雌卵色度”為1-255,以135為中間標(biāo)準(zhǔn)。每個模式又分四種,如黃卵吹出模式1,黃卵吹出模式2┄,可以設(shè)定不同的色度值預(yù)先貯存,以簡化操作。
1.7靶卵比、帶出比和蠶卵色度之間的相互關(guān)系——平衡致死系和限性卵色蠶品種的一個共同特點是基本上是雌雄各半,也就是靶卵比為1/2。靶卵比越高,吹離靶卵的頻率越高;蠶卵色度數(shù)定得越高,吹出的靶卵越多,由帶出次數(shù)多引起的帶出量相對較多,但并非帶出比高。實際是:靶卵比越少,非靶卵越多,在靶卵吹出過程中,相對帶出的高速自落的非靶卵也越多,造成帶出比相對升高。例,經(jīng)過一次色選,作為黑卵的靶卵比減少了,如繼續(xù)以黑卵為靶卵復(fù)選,會發(fā)現(xiàn)靶卵箱中,黃卵比例隨復(fù)選次數(shù)增加而越來越多,說明隨非靶卵增多,非靶卵的帶出比也升高。因此當(dāng)色選蠶卵的靶卵比為1/2時,可采用二次或多次色選工藝流程。當(dāng)色度值定得偏低,漏吹的靶卵也會增多。一般來講,第一遍的色度數(shù)可定中間數(shù)或偏低些,第二遍色度數(shù)可定得高些。
1.8色選正確率——機器色選誤差主要分兩類。一類是1.5和1.7中所述的帶出比,即非靶卵被誤吹至靶卵箱。另一類是1.3和1.7中所述的漏吹卵,自落在下面的振動輸出槽內(nèi)。色選正確率:獲取的所需卵/(獲取的所需卵+不需獲取的誤差卵)之比。例:黃色雄卵/(黃色雄卵+漏吹的黑色雌卵);例:黑色蠶卵/(黑色蠶卵+誤吹入的非受精卵)。一般來講,平衡致死系的蠶卵色選,一遍正確率約96%,二遍正確率約99.5%,三遍正確率超過99.8%。
在本說明書的描述中,參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本發(fā)明的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。