專利名稱：用于預備玉米穗以供自動化處理、定位和定向的設備和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及處理、定位和定向玉米穗。更具體地講，本發(fā)明涉及用于改變玉米穗以供對玉米穗進行自動化處理、定位和定向的自動化高吞吐量設備和系統(tǒng)。
背景技術：
為了取樣目的而用于對玉米穗進行處理、定位和/或定向的設備和系統(tǒng)目前主要采用人工技術來完成。大多數(shù)人工技術需要多余數(shù)量的人工參與，這必然會限制該過程的總體效率。由于公司試圖節(jié)約資源、時間、資金和人力，用于使本來人工進行的過程自動化的技術變得日益重要。隨著越來越多的玉米取樣方法和過程被自動化，需要一種用于對玉米穗的高效高吞吐量的處理、定位和定向的設備和系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的主要目的、特征或優(yōu)點是改進現(xiàn)有技術。本發(fā)明的另一個目的、特征或優(yōu)點是提供一種用于高吞吐量地處理、定位和定向玉米穗的設備和系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的、特征或優(yōu)點是提供一種簡單而安全的設備和系統(tǒng)，用于預備玉米穗以供自動化處理、定位和定向。本發(fā)明的另一個目的、特征或優(yōu)點是提供一種設備和系統(tǒng)，用于預備玉米穗以供在自動化的穗預備和取樣過程中對玉米穗進行處理、定位和定向。本發(fā)明的另一個目的、特征或優(yōu)點是提供一種設備和系統(tǒng)，用于預備玉米穗以供自動化處理、定位和定向。本發(fā)明的另一個目的、特征或優(yōu)點是提供一種設備和系統(tǒng)，用于預備玉米穗以供自動化處理、定位和定向，其自動地考慮了每個玉米穗之間的尺寸和形狀差異。本發(fā)明的另一個目的、特征或優(yōu)點是提供一種設備和系統(tǒng)，用于預備玉米穗以供自動化處理、定位和定向，所述設備和系統(tǒng)不僅用戶友好而且操作安全。本發(fā)明的另一個目的、特征或優(yōu)點是提供一種設備和系統(tǒng)，用于預備玉米穗以供自動化處理、定位和定向，并且單個操作員就可操作和運行所述設備和系統(tǒng)。本發(fā)明的這些和/或其他目的、特征或優(yōu)點將變得顯而易見。本發(fā)明的單個實施方案不必實現(xiàn)全部或任何具體數(shù)量的前述目的、特征或優(yōu)點。發(fā)明概述本發(fā)明總體上提供一種自動化設備和系統(tǒng)，用于預備玉米穗以供通過一個或多個自動化過程對玉米穗進行處理、定位和/或定向。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種用于自動化處理、定位和/或定向玉米穗的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于改變玉米穗的一部分的工位。該工位包括改變機構，用于從玉米穗去除組織或將材料附加到玉米穗上，以供對玉米穗進行自動化處理、定位和/或定向。該系統(tǒng)也可以包括一個或多個工位，所述一個或多個工位自動地對玉米穗進行加工、測試、取樣和/或預備玉米穗以供進行加工、測試和/或取樣。該系統(tǒng)也可以包括用于使玉米穗從工位到工位自動地移動的輸送機構。輸送機構在多個工位處和/或之間使用玉米穗被改變的部分對玉米穗進行處理、定位和定向。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種設備，用于預備玉米穗以供自動化處理、定位和定向。該設備包括用于改變玉米穗的工位、適于將玉米穗保持在期望位置和取向處的保持機構、以及改變機構。改變機構包括具有組織去除機構的組織去除裝置或具有材料附加機構的材料附加裝置，以用于預備玉米穗的一部分，從而利于對玉米穗進行自動化處理、定位和/或定向。附圖簡述

圖1為設備的透視圖。圖2為設備的前視圖。圖3為設備的側視圖。圖4為設備內部的剖面?zhèn)纫晥D。圖5為根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的使用圖1所示設備的系統(tǒng)的透視圖。優(yōu)詵實施方案詳述下列描述本質上僅僅是示例性的，并不旨在限制本公開、應用或用途。為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將詳細描述若干個示例性實施方案。有時會參考附圖。附圖標號將用來指示附圖中的某些部分或位置。除非另外指明，這些相同的附圖標號將在整個附圖中指示相同的部分或位置。本發(fā)明在一個方面公開了一種設備，用于預備玉米穗以供自動化處理、定位和定向。圖1中示出了設備10的一個實施方案。設備10可以是工位的形式，所述工位具有至少改變玉米穗的能力，以供對玉米穗進行自動化處理、定位和定向。設備10可以部分或完全地封閉在機柜12內；作為另外一種選擇，可以單獨或與另一系統(tǒng)組合地形成機架或其他支撐構件，以用于容納設備10的各種組件。在一種優(yōu)選形式中，設備10包括一些適于將玉米穗保持在期望位置和取向處的保持機構。保持機構可以為全自動或半自動保持機構。本發(fā)明設想保持機構可包括任何類型的機械裝置，所述機械裝置向玉米穗施加正壓，以將玉米穗保持在期望位置和取向。此類機械裝置可包括夾鉗、夾具、隔板、卡盤、可擴張囊狀物或用于通過穗柄或穗的某些其他部分夾持或保持玉米穗的任何其他機械機構。本文設想其他保持機構，例如產(chǎn)生負壓(即真空)以將玉米穗保持在期望位置和取向的氣動裝置。氣動保持機構的一個實例在圖1-3中示出，圖中示出了截頭圓錐體凹口 20。凹口 20可操作地連通到真空，以在截頭圓錐體凹口 20處提供負壓或真空力，用以將玉米穗16保持在期望位置和取向。也可以設想保持機構，例如，包括用于在上面安放玉米穗的一個或多個支撐構件的支撐裝置。例如，在改變過程中，可以使用軌條、管子或其他引導構件將玉米穗在設備10處定向和保持在期望位置或取向。在優(yōu)選形式中，保持機構有利于在設備10處自動化高吞吐量地定位和定向玉米穗。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選形式，設備10也包括改變機構。一般來講，改變機構為玉米穗提供一些自動改變，以允許對玉米穗進行自動化處理、定位和定向。改變機構可以被構造為通過向玉米穗附加材料或從玉米穗去除材料(組織)來改變每個玉米穗。例如，具有組織去除機構的組織去除裝置可用于預備玉米穗的一部分，以供對玉米穗進行自動化處理、定位和/或定向。作為另外一種選擇，具有材料附加機構的材料附加裝置可用于預備玉米穗的一部分，以供對玉米穗進行自動化處理、定位和/或定向。根據(jù)所需改變的類型，設備10可包括一種或兩種類型的改變機構。如果設備10包括組織去除機構，則將本發(fā)明設想為具有用于從玉米穗刮下材料的一個或多個刀刃的自動刮削工具、具有用于從玉米穗侵蝕下材料的一個或多個液體噴射器的自動侵蝕工具、或具有用于從玉米穗切下材料的一個或多個刀片的自動切割工具。如果從玉米穗上去除例如穗組織的材料，則可以用任何一個前述概念在玉米穗內形成孔或空隙或者從穗的一部分清除組織，以提供用于保持玉米穗的位點。在玉米穗柄內鉆孔或從玉米穗去除組織(即玉米粒)可以具體地通過使用鉆頭、鏤銑刀、平翼鉆、中空鉆管、液體射流切割器、或鑿子來完成。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可使用氣動鉆(參見圖4)在玉米穗柄內形成孔。如果將材料附加到玉米穗上，則設備10可包括自動化裝置， 所述自動化裝置適于將構件或材料附加到玉米穗上，從而利用所附加的材料或構件對玉米穗進行自動化定位、處理和/或定向?？梢詫⒏鞣N類型的材料或構件附加到玉米穗上，以此一些自動化系統(tǒng)能夠利用所附加的材料或構件來對玉米穗進行定位、處理和/或定向?？梢詫⒗绱呕钚酝繉拥牟牧贤糠蟮接衩姿氲囊徊糠?即穗柄部分)上，以此自動化過程或系統(tǒng)利用該涂層來夾持或保持住玉米穗。作為另外一種選擇，可以將例如軸、柱、釘或螺釘?shù)膭傂越Y構構件插入玉米穗的一部分內，以此一些自動化系統(tǒng)能夠利用該構件來定位、處理和/或定向玉米穗。例如，可使用自動化的鉆或沖擊裝置將例如柱、軸、螺釘或釘?shù)臉嫾郊拥接衩姿肷?。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，改變機構被驅動到保持機構內。例如，如圖1-4 所示，鉆30被活塞32啟動，以接合玉米穗16。本發(fā)明還設想保持機構可以被啟動到改變機構內。如圖5所示，設備10可以與例如下列自動化系統(tǒng)或過程聯(lián)合使用提交于2008年 8月22日的臨時申請序列號61/090，979中示出和描述的“High Throughput Automated Apparatus, Method and System for Coating Ears of Corn，，(用于涂敷玉米穗的高吞吐量自動化設備、方法和系統(tǒng))，該申請被轉讓給本申請的所有者，并且全文以引用方式并入本文中。自動化系統(tǒng)100可以被構造為對玉米穗進行加工、測試或取樣。系統(tǒng)100也可以被構造為預備玉米穗以供加工、測試或取樣。在優(yōu)選構型中，自動化系統(tǒng)100將包括一些類型的穗移動機構，用于在工位處和工位之間移動和/或定位玉米。對玉米穗所做的改變被構造為與移動機構協(xié)調工作，例如在下列情況下穗移動機構包括一個或多個部件，所述一個或多個部件適于利用腔體、添加的材料或附加的結構通過自動方式處理、定位和/或定向玉米穗。圖1-5示出了一個示例性實施方案，其被構造用于實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個目的、特征或優(yōu)點。圖1為設備10的透視圖，該設備被構造為通過在玉米穗16的一部分內鉆孔來改變玉米穗16。設備10通常包括上面裝有控制面板40的機柜12，并且包括保持機構， 例如具有鉆屑吸入口 22的截頭圓錐體凹口 20。如圖4所示，機柜12的內部是組織去除機構，例如，用于鉆玉米穗16的鉆30和用于將鉆30和鉆頭36推入玉米穗16的穗柄或穗軸的活塞32。本發(fā)明還設想玉米穗16可以被移動至接觸鉆30。如圖2和3最佳示出的，截頭圓錐體凹口 20具有被截短的圓錐形狀，用于將玉米穗16相對于鉆30自定心。如圖3所示，鉆屑吸入口 22與截頭圓錐體凹口 20可操作地連通，以便在鉆屑吸入口 22處進行抽吸時，壓差被傳送到截頭圓錐體凹口 20，從而使玉米穗16保持位置。鉆孔過程中，隨著其被從玉米穗16去除，鉆屑吸入口 22去除來自截頭圓錐體凹口 20的鉆屑和其他碎屑。本發(fā)明不限于以真空輔助方式將玉米穗16保持在截頭圓錐體凹口 20內。本發(fā)明設想可以使用其他保持機構，例如上文討論的保持機構中的任何一種。 例如，保持機構可包括通過夾緊穗柄固定玉米穗16的正壓自調節(jié)夾鉗。其他考慮對象包括但不限于埋頭螺釘，其用于擰入玉米穗16的穗柄或穗軸，以將玉米穗或可擴張囊狀物固定在截頭圓錐體凹口內，其中截頭圓錐體凹口在玉米穗16被裝入截頭圓錐體凹口 20內時圍繞并抓住玉米穗16的柄。如圖2所示，機柜12上還有控制面板40。最重要的是，控制面板包括主斷路器42 和免手動安全開關44。此外，在截頭圓錐體凹口 20內合適的深度處可包括可操作地連通到控制面板的光傳感器(未示出)，以便在與鉆30接合或允許鉆30和鉆頭36推進到玉米穗 16的穗柄內之前，確保玉米穗16正確安放在截頭圓錐體凹口 20內。傳感器和免手動安全開關44提供了足夠的安全冗余，以防止操作者意外接觸鉆頭36。控制面板40也可包括用于調節(jié)鉆速和鉆入玉米穗16的深度的控制器。主斷路器42必須存在，以便可以為安全或維護目的斷開系統(tǒng)的電源。如圖4所示，設備10還包括鉆30和活塞32。鉆30連接到活塞的臂34，以便可以升高或降低鉆30和鉆頭36，從而使用鉆頭36在玉米穗16的穗柄內鉆出孔。優(yōu)選地，鉆30 和活塞32由集中氣源提供氣動動力。鉆頭36的轉速和玉米穗16被鉆入的深度(活塞32 的延伸部分)由操作者監(jiān)控或電子監(jiān)控，并且用控制面板40控制。鉆30優(yōu)選地為氣動式 (如 8255-A 型 PAR-A-MATIC 自進給鉆(Winnipeg, Manitoba, CA))，并且由活塞 32 氣動啟動。鉆30和活塞32都可由就地或遠程氣動泵操作。在本發(fā)明中，在玉米穗16的穗柄內形成孔。優(yōu)選地，玉米穗16內的孔用于處理、定位和/或定向玉米穗16 ；然而，本發(fā)明設想在玉米穗16的穗柄或穗軸內形成的孔可用來對玉米穗16進行嫁接。設備10也可用來從用于測試的每個玉米穗16鉆出和收集樣本(鉆屑和碎屑)。本發(fā)明的設備10可以與任何自動化系統(tǒng)(例如圖5所示系統(tǒng)100)聯(lián)合使用，用于對玉米穗16進行加工、測試、取樣，和/ 或與自動化機器聯(lián)合使用，用于預備玉米穗16以供加工、測試和/或取樣。圖5示出了設備10的一個實例，其充當自動化系統(tǒng)100的子系統(tǒng)或工位，所述自動化系統(tǒng)為例如提交于2008年8月22日的臨時申請序列號61/090，979中示出和描述的“High Throughput Automated Apparatus, Method and System for Coating Ears of Corn”(用于涂敷玉米穗的高吞吐量自動化設備、方法和系統(tǒng))，該申請被轉讓給本申請的所有者，并且全文以引用方式并入本文中。圖5僅示出充當自動化系統(tǒng)的子系統(tǒng)或工位的設備10的一個實施方案。如圖5所示，設備10的一個目的是預備玉米穗16以供進行自動化加工、測試和/或取樣。設備10也可以與一個或多個自動化系統(tǒng)聯(lián)合使用，用于對玉米穗 16進行加工、測試、取樣。舉例來說，圖5所示自動化系統(tǒng)100可包括一種或多種類型的自動輸送機構102，用于將玉米穗16從一加工工位104自動移動到另一加工工位106。自動輸送機構102也可以用來提供對玉米穗16的自動定位、處理和/或定向，以有利于在每個加工工位104、106處加工玉米穗16。本發(fā)明設想自動輸送機構102可以為任何類型的滑梭、 滑架或輸送機，例如圖5所示的邊緣鏈條式輸送機軸(chain-on edge conveyor spindle) 或驅動器110。邊緣鏈條式輸送機軸或驅動器110可包括例如豎直取向的柱或軸108，其沿著循環(huán)經(jīng)過一個或多個工位(例如加工工位104、106)的連續(xù)鏈條或皮帶間隔布置和連接。加工工位104、106可以是任何工位或子系統(tǒng)，所述工位或子系統(tǒng)提供對玉米穗16的自動化加工、測試、取樣和/或預備用于加工、測試和/或取樣的玉米穗16。加工工位可包括用來為每個玉米穗16涂敷磁活性涂層的自動化穗涂敷工位和用來固化涂層的自動化干燥工位。本發(fā)明設想用于涂敷到玉米穗上的其他涂層，例如殺真菌劑。加工工位104、106也可包括對用于測試種子的帶涂層玉米粒進行自動化定位的任何工位或子系統(tǒng)。從穗軸上分離的玉米?？梢岳脕碜源旁吹拇潘p共同或單獨地定位在工位內。如上所述，使用設備10 在每個玉米穗16的穗柄內鉆出孔。利用在穗柄內鉆出的孔將玉米穗16安裝在豎直取向的軸108上。因此，利用在玉米穗16的穗柄內鉆出的孔和豎直取向的軸之間的連接，可以使用輸送機構102在工位104、106處或之間自動對玉米穗16進行處理、定向和定位。^^本發(fā)明還公開了一種方法，用于預備玉米穗16，以供通過自動化機構(包括半自動和全自動過程和/或系統(tǒng))對玉米穗進行處理、定位和定向。一般來講，該方法包括提供用于改變玉米穗的工位以及將玉米穗在該工位處保持在期望位置和取向。在一個方面，改變玉米穗包括下列步驟中的一個或兩個從玉米穗上去除組織，以供對玉米穗進行自動化處理、定位和定向，或者將材料附加到玉米穗上，以供對玉米穗16進行自動化處理、定位和定向。設想去除組織的步驟包括但不限于從玉米穗上刮下組織、從玉米穗上侵蝕下組織、或從玉米穗上切下組織。如果從玉米穗上去除例如穗組織材料，則可以用任何一個前述概念在玉米穗內形成孔或空隙或者從穗的一部分清除組織，以提供用于保持玉米穗的位點。在玉米穗柄內鉆孔或從玉米穗去除組織(即玉米粒)可以具體地通過使用鉆頭、鏤銑刀、平翼鉆、中空鉆管、液體射流切割器、或鑿子來完成。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可使用氣動鉆 30(參見圖4)在玉米穗16的穗柄內形成孔。在優(yōu)選的方法中，本發(fā)明利用在玉米穗16內形成的孔實現(xiàn)自動化處理、定位和/或定向玉米穗?？梢杂谜婵諏挠衩姿?6上提取或去除的組織抽出工位，所述真空與用來保持玉米穗的機構或用來從玉米穗上去除/提取組織的機構可操作地連通。如果將材料附加到玉米穗上，則該方法可包括自動化裝置，所述自動化裝置適于將構件或材料附加到玉米穗上，從而利用所附加的材料或構件實現(xiàn)自動化定位、處理和/或定向玉米穗。可以將各種類型的材料或構件附加到玉米穗，以此一些自動化系統(tǒng)能夠利用所附加的材料或構件來定位、處理和/或定向玉米穗?？梢詫⒋呕钚酝繉又惒牧贤糠蟮接衩姿氲囊徊糠?即穗柄部分)上，以此自動化過程或系統(tǒng)利用該涂層來夾持或保持住玉米穗。作為另外一種選擇，可以將軸108、柱、釘或螺釘之類剛性構件或裝置插入玉米穗的一部分內，由此一些自動化系統(tǒng)能夠利用該剛性構件或裝置來定位、處理和/ 或定向玉米穗。用于附加、插入、涂敷或接觸例如磁活性涂層的材料的自動化機構和/或例如螺釘、柱、軸或釘?shù)膭傂詷嫾蜓b置可以用于在每個工位處對玉米穗進行處理。設想將玉米穗在工位處保持在期望位置和取向的方法包括但不限于支撐、夾持、固定、穩(wěn)定化或保持玉米穗，以使玉米穗在工位處相對于改變機構保持在期望位置和取向。用于將玉米穗在工位處保持在期望位置和取向的一種方法可包括讓玉米穗的一部分(即穗柄部分)承受正或負的壓力或力。將玉米穗保持在期望位置和取向可包括正壓機械裝置(例如夾鉗、夾具、隔板、卡盤、可擴張囊狀物)或用于通過穗柄或穗的某些其他部分夾持或保持玉米穗的任何其他機械機構。也可以利用負壓或真空壓力將玉米穗保持在期望位置和取向。氣動保持機構的一個實例在圖1-3中示出，圖中示出了截頭圓錐體凹口 20。凹口 20可操作地連通到真空，以在截頭圓錐體凹口 20處提供負壓或真空力，用以將玉米穗16保持在期望位置和取向。也可以設想保持機構，例如，包括用于在上面安放玉米穗的一個或多個支撐構件的支撐裝置。例如，在改變過程中，可以使用軌條、管子或其他引導構件將玉米穗在設備10處定向和保持在期望位置和取向。在優(yōu)選形式中，如圖1-3最佳示出的保持機構提供了對玉米穗的自動化高吞吐量定位和定向，以助于從玉米穗16上去除組織或將材料附加到玉米穗16 上的改變過程，從而利于對玉米穗16的自動化處理、定位和/或定向。如圖5所示，本發(fā)明的方法可以與自動化系統(tǒng)或過程聯(lián)合使用。自動化系統(tǒng)100可以被構造為對玉米穗16進行加工、測試或取樣。系統(tǒng)100也可以被構造為預備用來加工、測試或取樣的玉米穗16。在優(yōu)選構型中，自動化系統(tǒng)100將包括一些類型的穗移動機構102， 用于在一個或多個工點或加工工位104和106處和之間移動和定位玉米。對玉米穗16所做的改變被構造為與移動機構102協(xié)調工作，例如在下列情況下穗移動機構102包括一個或多個部件，所述一個或多個部件適于利用腔體、添加的材料或附加的結構通過自動方式來處理、定位和/或定向玉米穗16。圖1-5示出了示例性方法，其被構造用于實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個目的、特征或優(yōu)點。該方法包括使用設備10在玉米穗16的穗柄或穗軸部分內鉆出孔。設備10通常包括上面裝有控制面板40的機柜12和具有鉆屑吸入口 22的截頭圓錐體凹口 20。如圖4所示，機柜12的內部是用于鉆玉米穗16的鉆30和用于將鉆頭36推入每個玉米16的穗柄或穗軸的活塞32。如圖2和3最佳示出的，截頭圓錐體凹口 20具有被截短的圓錐形狀，用于將玉米穗16相對于鉆30自定心。如圖3所示，鉆屑吸入口 22與截頭圓錐體凹口 20可操作地連通，以便在鉆屑吸入口 22處進行抽吸時，壓差被傳送到截頭圓錐體凹口 20，從而利用真空將玉米穗16保持在位。鉆孔過程中，隨著其被從玉米穗16去除，鉆屑吸入口 22去除來自截頭圓錐體凹口 20的鉆屑和其他碎屑。本發(fā)明的用于預備玉米穗16以供進行自動化處理、定位和定向的一個示例性方法包括首先將玉米穗16的穗柄插入到截頭圓錐體凹口 20中，以將玉米穗16相對于鉆30 自定心；利用真空將玉米穗16保持在截頭圓錐體凹口 20內；并且將鉆30和鉆頭36自動推入到玉米穗16的穗柄內，以在玉米穗16的穗柄內鉆孔。該方法還包括將鉆30氣動啟動和推入到截頭圓錐體凹口 20內，以在每個玉米穗16的穗柄或穗軸部分內鉆孔。鉆30的氣動推進由氣動活塞32提供，氣動活塞32通過就地或遠程定位的源(例如壓縮機)操作。氣動活塞32是可商購獲得的類型。鉆30優(yōu)選地為氣動鉆(例如，8255-A型PAR-A-MATIC自進給鉆(Winnipeg，Manitoba, CA))。雖然優(yōu)選氣動鉆，但本發(fā)明設想用其他鉆孔裝置來取代，例如電動或液壓的鉆或沖擊裝置，并且包括上文所述類型。通過啟動免手動安全開關44 和傳感器，可將鉆30和鉆頭36啟動并推入玉米穗16的穗柄內。傳感器(未示出)通過將玉米穗16插入截頭圓錐體凹口 20來啟動，繼而啟動鉆屑吸入口 22，鉆屑吸入口 22在真空壓力作用下有助于將玉米穗16保持在截頭圓錐體凹口 20內，并從穿入玉米穗16的穗柄內的鉆30抽出鉆屑。在一個實施方案中，真空壓力被連續(xù)施加到截頭圓錐體凹口 20，但保持在允許手動或自動放置和移除玉米穗16的壓力下。在可供選擇的實施方案中，鉆30循環(huán)， 并且關閉供應到截頭圓錐體凹口 20的真空壓力，以允許操作者在沒有相反的真空力作用在玉米穗16上的情況下從截頭圓錐體凹口 20移除玉米穗16。預備玉米穗16以供自動化處理、定位和定向的方法可以與用于測試、取樣和/或預備玉米穗16以供測試和/或取樣的自動化機器或系統(tǒng)聯(lián)合使用。該自動化機器(例如圖5所示自動化系統(tǒng)100)可包括邊緣鏈條式輸送機軸或驅動器110，在該設備中，通過將軸108插入玉米穗16的穗柄內而對玉米穗16進行自動化處理、定位和定向。應當理解，利用本發(fā)明的一種方法，從玉米穗上去除或提取的材料(例如當在玉米穗的穗柄內鉆孔時)允許在高吞吐量系統(tǒng)內對玉米穗16進行處理、定位和/或定向，繼而允許對玉米穗16進行測試、取樣和/或預備以供測試和/或取樣。在一個方面，該方法可包括具有自動輸送機構102的高吞吐量系統(tǒng)，自動輸送機構102為例如具有軸108的自動輸送機構102，軸108用于通過利用玉米穗16的穗柄內的孔將玉米穗16穿到軸108上來處理、定位和/或定向玉米穗16。如果將材料附加到玉米穗16上，則自動輸送機構102可以被構造為夾持或保持附加到玉米穗16的材料，例如柱或軸。自動輸送機構102可以被構造為使玉米穗16經(jīng)過一個或多個加工工位104、106。這些工位104、106可包括用于對玉米穗16自動化加工、測試、和取樣的任何工位或子系統(tǒng)，以及適于預備玉米穗16以供進行加工、測試和/或取樣的任何工位或子系統(tǒng)。如提交于2008年8月22日的題目為“High Throughput Automated Apparatus,Method and System for Coating Ears of Corn，，(用于涂敷玉米穗的高吞吐量自動化設備、方法和系統(tǒng))的臨時申請序列號61/090，979中所示和所述的，加工工位104、106可包括用來為每個玉米穗16涂敷磁活性涂層的自動化穗涂敷工位和用來固化涂層的自動化干燥工位。加工工位104、106也可包括對用于測試種子的帶涂層玉米粒進行自動化定位的任何工位或子系統(tǒng)。每個玉米穗16的標識可以被單獨或共同跟蹤。例如，在被加工的每個批次內的一個玉米穗16可以得到用于識別整個批次的識別標簽。作為另外一種選擇，每個玉米穗16可以單獨貼標簽，以在加工或預備用于加工的玉米穗16的過程中為每個玉米穗16提供標識。系統(tǒng)本發(fā)明還公開了一種用于自動化處理、定位和/或定向玉米穗16的系統(tǒng)。用于自動化處理、定位和/或定向玉米穗的該系統(tǒng)包括用于改變玉米穗的一部分的工位和改變機構，改變機構用于從玉米穗16上去除組織或將材料附加到玉米穗16上，以供對玉米穗的自動化處理、定位和/或定向。系統(tǒng)100可以包括一個或多個工位，所述一個或多個工位自動地加工、測試、取樣和/或預備用于自動化加工、測試和/或取樣的玉米穗。也可以提供輸送機構102，以用于從工位到工位自動移動玉米穗16 (大致參見104和106)。輸送機構 102被構造為利用玉米穗已改變的部分在工位104和106處或之間處理、定位和定向玉米穗。在優(yōu)選形式中，系統(tǒng)100的改變機構包括但不限于可操作地支撐在工位處的材料去除機構；用于將玉米穗相對于材料去除機構定位和定向的保持機構；以及用于移動所述保持機構或材料去除機構以從玉米穗的一部分上去除組織的啟動機構。該系統(tǒng)設想這樣的改變機構，其具有可操作地支撐在工位處的材料附加機構；用于將玉米穗相對于材料附加機構定位和定向的保持機構；以及用于移動所述保持機構或材料附加機構以將材料附加到玉米穗16的一部分上的啟動機構。該系統(tǒng)可包括任何半自動或全自動工位，該工位適于對玉米穗進行加工、測試或取樣和/或預備用于加工、測試和/或取樣的玉米穗。在系統(tǒng)100的工位處或工位間移動玉米穗可以通過例如滑梭、滑架或輸送機的輸送機構實現(xiàn)。一種類型的輸送機在圖5中示出，例如邊緣鏈條式輸送機軸或驅動器102。
圖5示出了本發(fā)明的示例性系統(tǒng)。該系統(tǒng)的一個實例包括用于在玉米穗16的穗柄內自動鉆孔的設備10 ；用于對玉米穗16進行自動化加工、測試、取樣和/或預備用于加工、測試和/或取樣的玉米穗16的一個或多個工位104、106 ；以及用于從工位到工位(工位 104,106)自動移動玉米穗16的一些自動輸送機構102。在優(yōu)選形式中，自動輸送機構102 利用對玉米穗16所做的改變(例如在玉米穗16的穗柄內鉆出的孔)在工位104、106處或之間對玉米穗16進行處理、定位和定向。該系統(tǒng)包括如上所述設備10。設備10包括但不限于可操作地支撐在機柜12內的鉆30 ；在機柜12處且適于將玉米穗16相對于鉆30自定心的截頭圓錐體凹口 20 ；可操作地連通到截頭圓錐體凹口 20且用于通過真空壓力保持玉米穗16的真空輔助系統(tǒng)；以及用于將鉆30和鉆頭36推入玉米穗16的穗柄內以在穗柄內鉆孔的一些啟動機構。本發(fā)明設想系統(tǒng)100可包括自動輸送機構102經(jīng)過其中的一個或多個加工工位 104、106。工位104和106可包括用于對玉米穗16進行自動化加工、測試、和取樣的任何工位或子系統(tǒng)。工位104和106也可以被構造為預備玉米穗16以供加工、測試和/或取樣。 加工工位104、106可包括用來為每個玉米穗16涂敷磁活性涂層的自動化穗涂敷工位和用來固化涂層的自動化干燥工位。加工工位104、106也可包括對用于測試種子的帶涂層玉米粒進行自動化定位的任何工位或子系統(tǒng)，例如分別提交于2008年12月16日和2007年11 月13日的專利申請序列號12/336，084和11/939，402中示出和說明的，這些專利申請被轉讓給本專利申請的所有者，并且全文以引用方式并入本文中。自動輸送機構102可包括滑梭、滑架或輸送機，例如，邊緣鏈條式輸送機軸或驅動器110。利用在玉米穗16的穗柄內預備的孔，自動輸送機構102根據(jù)在工位104、106處發(fā)生的每個工序的需要對玉米穗16進行處理、定向和定位。例如，自動輸送機構102可以是如圖5所示的邊緣鏈條式輸送機軸110。 通過將軸108插入玉米穗16的穗柄內的孔中，將每個玉米穗16穿到軸108上。然后讓玉米穗16往返經(jīng)過系統(tǒng)100的各類加工工位104、106，以預備或測試玉米穗16和/或玉米穗 16上的玉米粒。這些加工工位可包括為自動種子取樣過程預備每個玉米穗16的工位104、 106，例如，其中利用由工位104、106涂敷并固化到每個玉米粒頂部的磁活性涂層通過磁衰減對每個玉米粒磁定向。如果將材料或一些構件(例如柱、釘、螺釘、鉤、軸或其他剛性結構構件)附加到玉米穗16上，則可以將供應品構造進輸送機構中，以利于與所附加的材料或構件配合工作，從而利于對玉米穗進行自動化處理、定位和/或定向。例如，如果將柱附加到玉米穗上，則自動輸送機構102可包括承窩，該承窩適于接納柱，以利于通過自動方式對玉米穗16進行處理、定位和定向。已經(jīng)在附圖和說明書中示出了本發(fā)明的實施例，雖然采用了具體術語，但這些術語僅僅是在一般性描述的意義上使用，而不用于限制目的。在不脫離所附權利要求書中進一步限定的本發(fā)明的實質和范圍的前提下，可以根據(jù)情形需要，設想或作為權宜之計提出對組件的成形比例的修改以及等價的任何替代形式。
權利要求
1.用于自動化處理、定位和定向玉米穗的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 工位，所述工位用于改變玉米穗的一部分；改變機構，所述改變機構用于從所述玉米穗去除組織或將材料附加到所述玉米穗上， 以供對所述玉米穗的自動化處理、定位和定向；一個或多個工位，所述一個或多個工位對用于加工、測試或取樣的所述玉米穗進行自動化加工、測試、取樣或預備；輸送機構，所述輸送機構從工位到工位自動化地移動所述玉米穗；并且所述輸送機構利用所述玉米穗的所述改變的部分來處理、定位和定向所述玉米穗。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述改變機構包括a.材料去除機構，所述材料去除機構被可操作地支撐在所述工位處；b.保持機構，所述保持機構用于將所述玉米穗相對于所述材料去除機構定位和定向；和c.啟動機構，所述啟動機構用于移動所述保持機構或所述材料去除機構，以從所述玉米穗的一部分上去除組織。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述改變機構包括a.材料附加機構，所述材料附加機構被可操作地支撐在所述工位處；b.保持機構，所述保持機構用于將所述玉米穗相對于所述材料附加機構定位和定向；和c.啟動機構，所述啟動機構用于移動所述保持機構或所述材料附加機構，以將材料附加到所述玉米穗的一部分上。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述一個或多個工位包括a.適于對所述玉米穗進行加工、測試或取樣的工位；或b.適于預備所述玉米穗以供加工、測試或取樣的工位。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述輸送機構包括a.滑梭；b.滑架；或c.輸送帶；
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述輸送機構包括邊緣鏈條式輸送機軸。
7.用于預備玉米穗以供進行自動化處理、定位和定向的設備，所述設備包括 工位，所述工位用于改變玉米穗；保持機構，所述保持機構適于將所述玉米穗在所述工位處保持在期望位置和取向； 改變機構，所述改變機構包括a.組織去除裝置，所述組織去除裝置包括組織去除機構，用于預備所述玉米穗的一部分以供對所述玉米穗的自動化處理、定位和定向；或b.材料附加裝置，所述材料附加裝置包括材料附加機構，用于預備所述玉米穗的一部分以供對所述玉米穗的自動化處理、定位和定向。
8.根據(jù)權利要求7所述的設備，其中所述保持機構包括a.機械裝置，所述機械裝置包括施加到所述玉米穗上的正壓施加器；b.氣動裝置，所述氣動裝置包括施加到所述玉米穗上的負壓施加器；或c.支撐裝置，所述支撐裝置包括用于在其上安放所述玉米穗的一個或多個支撐構件。
9.根據(jù)權利要求7所述的設備，其中a.所述保持機構被啟動，以使所述玉米穗與所述改變機構接合；或者b.所述改變機構被啟動，以接合由所述保持機構保持的所述玉米穗。
10.根據(jù)權利要求7所述的設備，其中所述組織去除機構包括a.自動刮削工具，所述自動刮削工具具有用于從所述玉米穗刮下組織的一個或多個刀刃；b.自動侵蝕工具，所述自動侵蝕工具包括用于從所述玉米穗侵蝕下組織的一個或多個液體噴射器；或c.自動切割工具，所述自動切割工具包括用于從所述玉米穗切下組織的一個或多個刀片。
11.根據(jù)權利要求7所述的設備，其中所述材料附加機構包括適于將構件或材料附加到所述玉米穗上的自動化裝置，利用所述附加的材料，所述玉米穗被定位、處理和定向。
12.根據(jù)權利要求7所述的設備，所述設備與自動化系統(tǒng)聯(lián)合，用于對所述玉米穗進行加工、測試或取樣。
13.根據(jù)權利要求7所述的設備，所述設備與自動化系統(tǒng)聯(lián)合，用于預備所述玉米穗以供進行加工、測試或取樣。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的設備，其中所述自動化系統(tǒng)包括穗移動機構，所述穗移動機構用于在所述自動化系統(tǒng)的一個或多個工位處或之間移動和定位所述玉米穗。
15.根據(jù)權利要求14所述的設備，其中所述穗移動機構包括一個或多個部件，所述一個或多個部件適于利用腔體、所添加的材料或附加的結構對所述玉米穗進行處理、定位和定向。
16.用于改變玉米穗以供輸送機構處理、定位和定向所述玉米穗的設備，所述輸送機構被構造為利用對所述玉米穗所做的改變，所述設備包括工位，所述工位用于改變玉米穗；保持機構，所述保持機構適于將所述玉米穗在所述工位處保持在期望位置和取向；和自動改變機構，所述自動改變機構在所述工位處適于對所述玉米穗的一部分進行改變。
17.根據(jù)權利要求16所述的設備，其中所述自動改變機構包括a.材料提取工具，所述材料提取工具包括材料提取機構，用于在所述玉米穗的一部分內形成孔；或b.材料附加工具，所述材料附加工具包括材料附加機構，用于將部件附加到所述玉米穗上，以供對所述玉米穗的自動化處理、定位和定向。
18.根據(jù)權利要求17所述的設備，所述設備與包括輸送機構的自動化系統(tǒng)聯(lián)合使用， 所述輸送機構包括柱，由此所述輸送機構通過將玉米穗穿到所述柱上而對所述玉米穗進行處理、定位和定向。
19.根據(jù)權利要求17所述的設備，所述設備與包括輸送機構的自動化系統(tǒng)聯(lián)合使用， 所述輸送機構包括穗固定機構，由此所述輸送機構通過夾持附加到玉米穗的所述部件而利用所述穗固定機構對所述玉米穗進行處理、定位和定向。
20.根據(jù)權利要求19所述的設備，其中所述附加到所述玉米穗上的部件包括a.剛性柱；b.鉤；或c.磁活性涂層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于對玉米穗進行自動化處理、定位和定向的設備和系統(tǒng)，所述設備和系統(tǒng)包括用于改變玉米穗的一部分的設備和系統(tǒng)。任選地包括一個或多個工位和自動輸送機構，所述一個或多個工位對用于加工、測試或取樣的所述玉米穗進行自動化加工、測試、取樣或預備，所述自動輸送機構利用對所述玉米穗所做的改變將所述玉米穗從工位到工位自動化地移動。
文檔編號B07C5/344GK102325606SQ200980157071
公開日2012年1月18日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權日2009年2月18日
發(fā)明者D·庫爾思, J·M·科普 申請人:先鋒國際良種公司