本實用新型涉及一種玉米嫩胚的提取裝置，尤其涉及一種全自動玉米嫩胚提取裝置。

背景技術：

自從 l975年美國學者GREEN等用玉米幼胚進行離體培養(yǎng)獲得再生植株后，玉米幼胚培養(yǎng)技術有了較快發(fā)展，是以組織培養(yǎng)為基礎的轉基因技術，實驗過程需要先取人工套袋授粉11-15天的玉米雌穗，在無菌條件下，以70%酒精表面消毒后人工剝離玉米穗中部的幼胚，將盾片向上接種于固定培養(yǎng)基上。因幼胚提取任務量巨大且困難，在提取胚芽的過程中消耗了大量的人力和時間。胚的長度約為1-2mm，故人工提取幼胚效率低下，據(jù)統(tǒng)計，較為熟練地操作人員每天能完成10穗玉米的幼胚提取工作。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型在于提供一種可顯著減少提胚過程中的人力勞動的全自動玉米幼胚提取裝置，以解決現(xiàn)有技術存在的問題。

本實用新型采用以下技術方案：

全自動玉米嫩胚提取裝置，包括側壁2和控制系統(tǒng)，側壁2下部設置種皮收集裝置5、胚芽收集裝置和排水槽6，側壁2內(nèi)部設置對玉米樣品進行固定和轉動的樣品固定裝置、對玉米樣品進行種皮切削的切削裝置和對切削后的玉米樣品進行沖洗的沖洗裝置；

所述樣品固定裝置包括：

固定軸，所述固定軸上部連接原動固定爪1，下部連接隨動固定爪4，玉米樣品夾持在原動固定爪1和隨動固定爪4之間，原動固定爪1上設置感應玉米樣品是否到位的壓力感應開關Ⅱ1.2，隨動固定爪4上設置感應玉米樣品是否到位的壓力感應開關Ⅰ4.3；

所述切削裝置包括：

與固定軸同向設置在側壁2的刀架軌道，刀架軌道上設置沿刀架軌道滑行的切削刀架3，切削刀架3頭部連接設置在隨動固定爪4正上方的切削刀頭，切削刀架3尾部與刀架軌道連接處設置有調(diào)節(jié)切削刀架3橫向偏移量的彈簧；

所述刀架軌道上設置滑塊，滑塊上設置有與切削刀架3進行連接的連接件，所述切削刀架3與連接件之間為可伸縮的活動連接；

所述沖洗裝置包括：

與固定軸同向設置在側壁2的水槍軌道，水槍軌道上設置沿水槍軌道滑行的水槍12；

將玉米樣品夾持在原動固定爪1和隨動固定爪4之間后，通過控制系統(tǒng)控制原動固定爪1轉動帶動玉米樣品轉動的同時控制切削刀架3上下移動進行種皮切削，當切削完成以后，通過控制系統(tǒng)控制原動固定爪1轉動的同時控制水槍12沿水槍軌道上下滑動進行沖洗。

所述固定軸上還連接有退爪擋板13，退爪擋板13設置在原動固定爪1下部。

所述原動固定爪1和隨動固定爪4相對的端面均設置插入玉米樣品、對玉米樣品進行夾持的固定針，所述壓力感應開關Ⅱ1.2和壓力感應開關Ⅰ4.3設置在原動固定爪1和隨動固定爪4相對的端面上，當壓力感應開關Ⅱ1.2和壓力感應開關Ⅰ4.3均接收到玉米樣品到位的壓力信號并傳遞給控制系統(tǒng)后，開始進入切削過程。

所述固定軸為每次轉動120°的定角旋轉軸10，定角旋轉軸10通過定角旋轉托盤Ⅰ分別連接三個原動固定爪1，同時定角旋轉軸10通過定角旋轉托盤Ⅱ7分別連接三個與原動固定爪1的位置一一對應的隨動固定爪4，三個隨動固定爪4之間的夾角和三個原動固定爪1之間的夾角均為120°，通過控制系統(tǒng)帶動定角旋轉軸10進行120°的定角轉動，使三對一一對應的隨動固定爪4和原動固定爪1每次轉動120°，此時，三對一一對應的隨動固定爪4和原動固定爪1分別對應側壁內(nèi)的玉米樣品喂入?yún)^(qū)、切削區(qū)、沖洗區(qū)，所述刀架軌道設置在切削區(qū)，水槍軌道設置在沖洗區(qū)。

所述水槍12的水槍開口為與切削刀頭的寬度一致的一字型開口。

所述水槍12的兩側設置與定角旋轉軸10成扇形的兩個伸縮型防濺射隔離壁11，兩個防濺射隔離壁11通過控制系統(tǒng)控制、在設置在側壁2內(nèi)部底部的防濺射隔離壁軌道15上伸縮；當玉米樣品未進入沖洗區(qū)時，防濺射隔離壁11處于收縮狀態(tài)，當玉米樣品進入沖洗區(qū)沖洗前，控制系統(tǒng)控制防濺射隔離壁11伸展，使沖洗區(qū)為封閉的區(qū)域，當玉米樣品沖洗完成后，控制系統(tǒng)控制防濺射隔離壁11縮回。

對玉米樣品進行夾持時，首先將玉米樣品的一端固定在隨動固定爪4上，壓力感應開關Ⅰ4.3感受到玉米樣品的壓力信號后，將信號傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收到信號后，控制原動固定爪1。

向下運動夾持玉米樣品，直到原動固定爪1的壓力感應開關Ⅱ1.2感應到壓力信號后，將原動固定爪1的運動距離傳遞給控制系統(tǒng)進行存儲，同時控制系統(tǒng)控制定角旋轉軸10轉動120°，使玉米樣品進入切削區(qū)，此時，切削區(qū)的切削刀架3根據(jù)該運動距離向上運動至玉米樣品頂端位置作為切削初始位置進行切削。

所述切削刀架的刀架軌道底部設置壓力感應開關Ⅲ，當切削刀架3切削至玉米樣品底部碰觸到壓力感應開關Ⅲ后，將切削刀架3的移動距離保存在控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)將該數(shù)據(jù)作為水槍12沿水槍軌道移動的距離數(shù)據(jù)。

所述側壁2下部開有三個開口，分別對應內(nèi)部的種皮收集裝置5、胚芽收集裝置9、排水槽6。

所述切削刀頭為兔牙狀刀頭，兔牙狀刀頭包括L型彎曲的刀齒3.1和L型彎曲的后唇3.3，刀齒3.1的一端連接切削刀架3，另一端為具有突出利齒的尖端，且另一端的刀面上設置滑軌3.2，后唇3.3的一端連接在刀齒3.1的一端，另一端在滑軌3.2上滑動。

本實用新型的有益效果：本實用新型除了在玉米樣品喂入時需要人工操作，其它過程均全自動控制，可大大提高工作效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的裝置分布圖。

圖2位本實用新型的機器主視圖。

圖3為本實用新型的內(nèi)部俯視圖。

圖4為本實用新型的隨動固定爪的主視圖。圖5為本實用新型的原動固定爪的主視圖。

圖6為本實用新型的兔牙狀刀頭的主視圖。

1-原動固定爪 ；2-側壁 ；3-切削刀架 ；4-隨動固定爪； 5-種皮收集裝置； 6-排水槽 ；7-定角旋轉托盤； 8-排水口； 9-胚芽收集裝置 ；10-定角旋轉軸； 11-防濺射隔離壁（收縮狀態(tài)）；12-水槍； 13-退爪擋板； 14-退爪擋板軌道；15-防濺射隔離壁軌道；4.1-固定針； 4.2-連接軸；4.3-壓力感應開關Ⅰ；1.1-連接軸； 1.2-壓力感應開關Ⅱ； 1.3-固定針；3.1刀齒；3.2滑軌；3.3后唇。

具體實施方式

本實用新型提供的全自動玉米嫩胚提取裝置，包括形成一個空間的側壁2和對裝置進行自動控制的控制系統(tǒng)，側壁側面具有開口，該開口用于人工放入玉米樣品，側壁2下部設置種皮收集裝置5、胚芽收集裝置和排水槽6，對應的，側壁2下部開有三個開口，分別對應內(nèi)部的種皮收集裝置5、胚芽收集裝置9、排水槽6。

側壁2內(nèi)部設置對玉米樣品進行固定和轉動的樣品固定裝置、對玉米樣品進行種皮切削的切削裝置和對切削后的玉米樣品進行沖洗的沖洗裝置。

上述的樣品固定裝置至少包括：

固定軸，固定軸上部連接原動固定爪1，下部連接隨動固定爪4，玉米樣品夾持在原動固定爪1和隨動固定爪4之間，原動固定爪1上設置感應玉米樣品是否到位的壓力感應開關Ⅱ1.2，隨動固定爪4上設置感應玉米樣品是否到位的壓力感應開關Ⅰ4.3。

上述的切削裝置至少包括：

與固定軸同向設置在側壁2的刀架軌道，刀架軌道上設置沿刀架軌道滑行的切削刀架3，切削刀架3頭部連接設置在隨動固定爪4正上方的切削刀頭，切削刀架3尾部與刀架軌道連接處設置有調(diào)節(jié)切削刀架3橫向偏移量的彈簧。所述刀架軌道上設置滑塊，滑塊上設置有與切削刀架3進行連接的連接件，切削刀架3與連接件之間為可伸縮的活動連接。如果由于玉米棒過粗或者過細導致的彈簧的彈力范圍不夠，可調(diào)節(jié)連接件與切削刀架之間的距離來達到刀頭與玉米粒之間的緊貼。

上述的沖洗裝置至少包括：

與固定軸同向設置在側壁2的水槍軌道，水槍軌道上設置沿水槍軌道滑行的水槍12。

使用上述裝置進行切削時，首先將玉米樣品夾持在原動固定爪1和隨動固定爪4之間后，通過控制系統(tǒng)控制原動固定爪1轉動帶動玉米樣品轉動的同時控制切削刀架3上下移動進行種皮切削，當切削完成以后，通過控制系統(tǒng)控制原動固定爪1轉動的同時控制水槍12沿水槍軌道上下滑動進行沖洗。

上述的原動固定爪1和隨動固定爪4相對的端面均設置插入玉米樣品、對玉米樣品進行夾持的固定針，原動固定爪1上設置多個固定針，而隨動固定爪4的端面上可僅設置一個固定針，同時原動固定爪1和隨動固定爪4上還設置有連接軸，原動固定爪1和隨動固定爪4可繞連接軸轉動，壓力感應開關Ⅱ1.2和壓力感應開關Ⅰ4.3設置在原動固定爪1和隨動固定爪4相對的端面上，當壓力感應開關Ⅱ1.2和壓力感應開關Ⅰ4.3均接收到玉米樣品到位的壓力信號并傳遞給控制系統(tǒng)后，開始進入切削過程。

如圖1~圖5所示，為本實用新型的一種實施方式，該實施方式中，上述全自動切削裝置的側壁2內(nèi)部分為三個區(qū)：嫩玉米喂入?yún)^(qū)、外皮切削區(qū)、沖洗脫胚區(qū)。

上述全自動切削裝置的固定軸為每次轉動120°的定角旋轉軸10，定角旋轉軸10中下部設置定角旋轉托盤7，定角旋轉托盤7可隨定角旋轉軸進行120°/次的間隔性轉動，定角旋轉軸10通過定角旋轉托盤Ⅰ分別連接三個原動固定爪1的連接軸1.1，電機通過帶動連接軸1.1的轉動帶動原動固定爪1轉動進行切削，同時定角旋轉軸10通過定角旋轉托盤Ⅱ7分別連接三個與隨動固定爪4連接的連接軸4.1，三個原動固定爪1的位置與三個隨動固定爪4的位置一一對應，保證三對原動固定爪1和隨動固定爪4均可以夾持一個玉米樣品。

三個隨動固定爪4之間的夾角和三個原動固定爪1之間的夾角均為120°，通過控制系統(tǒng)帶動定角旋轉軸10進行120°的定角轉動，使三對一一對應的隨動固定爪4和原動固定爪1每次轉動120°，此時，三對一一對應的隨動固定爪4和原動固定爪1分別對應側壁內(nèi)的玉米樣品喂入?yún)^(qū)、切削區(qū)、沖洗區(qū)，刀架軌道設置在切削區(qū)，水槍軌道設置在沖洗區(qū)。具體設置時，玉米樣品喂入?yún)^(qū)、切削區(qū)、沖洗區(qū)均可設置為占比120°的扇形區(qū)。

隨動固定爪4載物面安裝的壓力感應開關Ⅰ4.3作為原動固定爪1的執(zhí)行開關，當隨動固定爪4的壓力感應開關Ⅰ4.3閉合，則原動固定爪1推動退爪擋板13向隨動固定爪4的方向伸展，當安裝在原動固定爪1載物面上的壓力感應Ⅱ1.2開關閉合，則原動固定爪1停止伸展動作，完成玉米樣品固定。當隨動固定爪4與原動固定爪1的壓力感應開關均處于閉合狀態(tài)且切削刀架3和水槍12均置于其軌道底部，使設置于軌道底部的限位開關處于閉合狀態(tài)時，定角旋轉軸10帶動定角轉動托盤及原動固定爪轉動120°，將玉米樣品從樣品放置區(qū)轉移到樣品切削區(qū)域進行切削處理。

本實用新型中切削裝置的切削刀架3上安裝的用于切削的切削刀頭為兔牙狀刀頭，兔牙狀刀頭包括L型彎曲的刀齒3.1和L型彎曲的后唇3.3，兩個L型彎曲的銳角相對，L型刀齒3.1的一端連接在切削刀架3上，另一端設置為可插入玉米樣品的具有突出利齒的尖端，并且另一端的刀面上設置滑軌3.2，后唇3.3的一端連接在刀齒3.1的一端，另一端在滑軌3.2上滑動，且后唇3.3的L型兩個邊之間的角度可調(diào)或者后唇3.3可繞刀齒3.1的一端轉動。使用時，兔牙狀刀頭的刀齒3.1的尖端插入玉米粒間隙中進行種皮切削工作，后唇3.3通過滑軌3.2調(diào)節(jié)刀齒3.1嵌入深度。切削刀架3尾端即與切削軌道相連的一端設置有用于調(diào)節(jié)刀架橫向偏移程度的彈簧，有利于調(diào)節(jié)切削刀頭與玉米樣品貼合的松緊程度。切削刀頭設置在隨動固定爪4的正上方，對心位置。當玉米樣品被轉移到預定的位置，玉米樣品將會使切削刀頭偏移原位置，原動固定爪1將帶動玉米樣品進行自轉，切削刀架3將沿切削軌道自上而下的移動進行切削工作，當切削刀架3移動至軌道底端碰觸設置在軌道下部的限位開關，原動固定爪1停止轉動，完成切削過程。切削過程中掉落的種皮由放置在樣品切削區(qū)域底部的種皮收集裝置收集，方便清理。

若符合定角旋轉軸10的轉動條件，即原動固定爪轉過360°的轉動范圍，此時原動固定爪1停止轉動，定角旋轉軸10轉動120°，將完成切削工序的玉米樣品移到?jīng)_洗區(qū)，切削刀架3自底部移動至預設位置，準備再次執(zhí)行切削工作。預設位置由原動固定爪的下降距離所決定，即控制程序會記錄原動固定爪的伸展距離，然后將數(shù)據(jù)反饋至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)該數(shù)據(jù)控制切削刀架3移動至對應位置，使切削刀頭與玉米樣品的上端固定處對應，即切削始端就是玉米樣品的頂端。沖洗區(qū)內(nèi)設置的水槍軌道，可設置在與玉米樣品喂入?yún)^(qū)240°夾角，與切削區(qū)的切削預設點120°夾角的側壁上，水槍開口成一字型，其開口長度與切削刀頭的寬度一致。

在沖洗區(qū)與其他兩個區(qū)域之間設置有可以伸展的兩個防濺射隔離壁，它們與定角旋轉軸10成扇形，防濺射隔離壁由柔性塑料及傳動裝置構成，閑置時可以收縮至側壁2，當玉米樣品完成切削工作，轉移至沖洗區(qū)時，防濺射隔離壁11由控制系統(tǒng)控制，由收縮狀態(tài)沿設置在側壁2內(nèi)部底部的防濺射隔離壁軌道15上向定角旋轉軸10伸展，直至貼合，使沖洗區(qū)形成相對獨立的工作空間，防止液體以及被沖出物體的飛濺，保持工作環(huán)境的整潔以及有利于被沖出物體的收集工作，水槍12的移動行程與切削刀架3的行程保持一致，即切削刀架3的移動行程將作為水槍的移動行程，使沖洗行程與切削行程一致，均等于玉米樣品的實際長度，此方法可精確控制噴水量，因用來沖洗脫胚的水不可再次利用，利用此程序可以有效的節(jié)約資源。被沖刷下來的胚芽會由設置于沖洗區(qū)的胚芽收集裝置9收集，水則從胚芽收集裝置9的濾網(wǎng)濾過流至機器底部的排水槽6，通過排水口8排出側壁2外。

完成脫胚任務的玉米樣品將轉移至嫩玉米喂入?yún)^(qū)，等待更換，轉移過程中原動固定爪1將收縮至機器頂端待命位置，在原動固定爪1與玉米樣品之間設置有退爪擋板13，當原動固定爪1回抽時，退爪擋板13依舊保持原位置，夾緊玉米樣品，待完成脫胚玉米樣品轉移至玉米樣品放置點，退爪擋板13返回初始位置，與原動固定爪1貼合。更換玉米，再次進行如上操作。

待完成整個工作任務時，可以打開設置于機器頂部除玉米樣品固定區(qū)的四周的清理裝置，清理裝置將會對機器的內(nèi)壁進行沖洗。胚芽收集裝置的篩網(wǎng)可以根據(jù)玉米樣品的品種進行不同孔徑的更換。

本實用新型在工作時，原動力采用電機驅(qū)動，同時需要人工喂入嫩玉米。同時在玉米嫩胚提取過程中，需要先將玉米種皮切除約1/3，使胚芽與胚乳裸露再進行沖洗。

設備根據(jù)玉米幼胚提取過程，分成3個區(qū)域，分別是嫩玉米喂入?yún)^(qū)、外皮切削區(qū)和沖洗脫胚區(qū)，三個區(qū)域在定角轉動軸10的帶動下實現(xiàn)區(qū)域的依次閉環(huán)轉換，可同時進行三個玉米的不同區(qū)域操作。只有控制系統(tǒng)檢測到三個區(qū)域均完成工作后，才進行區(qū)域的旋轉轉換。

各區(qū)工作過程如下：

嫩玉米喂入?yún)^(qū)：將經(jīng)過預處理的玉米樣品頂端朝下，垂直于定角旋轉托盤7，放置在隨動固定爪4上，使固定針4.1刺入玉米穗軸，且使玉米碰觸到壓力感應開關Ⅰ4.3，使之閉合。壓力感應開關Ⅰ4.3閉合后，原動固定爪1將推動退爪擋板13沿退爪擋板軌道14向下伸展，直至固定針1.3插入玉米穗軸，玉米碰觸到壓力感應開關Ⅱ1.2，使之閉合，原動固定爪1停止伸展動作，同時原動固定爪1的控制系統(tǒng)將記錄該爪本次的伸展長度，反饋至切削刀架3控制系統(tǒng)。切削刀架3控制系統(tǒng)根據(jù)喂入?yún)^(qū)隨動固定爪反饋數(shù)據(jù)，規(guī)劃切削刀架3的上升行程，使切削刀架3上升至待命點等待執(zhí)行切削任務，即完成玉米樣品固定工作。

外皮切削區(qū)：當嫩玉米在定角托盤的帶動下進入外皮切削區(qū)后，若壓力感應開關Ⅲ（該壓力感應開關為放置在切削刀架軌道底部的壓力感應開關）以及壓力感應開關Ⅳ（該壓力感應開關為放置在水槍軌道底部的壓力感應開關）均因切削刀架3或是水槍12碰觸處于閉合狀態(tài)，則定角旋轉軸10帶動定角旋轉托盤7以及原動固定爪1進行120°定角轉動，在玉米樣品A轉移至樣品切削預設點時將使待命的切削刀架3發(fā)生偏移，刀頭會緊貼玉米樣品表面，原動固定爪1開始帶動玉米樣品進行自轉，切削刀架3向下勻速移動，進行切削工作，直至切削刀架3移動至軌道底部，碰觸壓力感應開關Ⅲ，使之閉合，控制系統(tǒng)將切削刀架3的移動行程反饋至水槍12的控制系統(tǒng)，規(guī)劃水槍12的移動行程，切削掉的種皮掉落在種皮收集裝置5中。壓力感應開關Ⅲ為放置在切削刀架軌道底部的壓力感應開關，壓力感應開關Ⅳ為放置在水槍軌道底部的壓力感應開關。

沖洗脫胚區(qū)：當切削過外皮后的玉米離開切削預設點，切削刀架3將向上移動至待命點，等待工作，水槍12控制系統(tǒng)將根據(jù)切削刀架3控制系統(tǒng)反饋的信息，將水槍12移至待命點，當玉米樣品A轉移至沖洗預設點時，安裝在沖洗脫胚工作間兩側的防濺射隔離壁11也開始從側壁2開始伸展直至碰觸到定角旋轉軸10，原動固定爪1開始帶動玉米樣品自轉，水槍12也開始按照規(guī)劃路徑開始沖洗脫胚，直至水槍12移動至軌道底部的限位開關，停止噴水，原動固定爪1停止轉動，防濺射隔離壁11開始回抽，直至返回至收縮狀態(tài)。

當后續(xù)外皮切削及沖洗脫胚區(qū)域均完成任務后，定角旋轉托盤開始定角轉動120°，在轉動同時原動固定爪回抽返回至待命點，在嫩玉米喂入?yún)^(qū)，退爪擋板13返回待命位置，此時可以手動從主動爪上取下嫩玉米廢料，再喂入新的嫩玉米。反復上述過程，完成連續(xù)脫胚作業(yè)。

以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型整體構思前提下，還可以作出若干改變和改進，這些也應該視為本實用新型的保護范圍。