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皇马与维戈塞尔塔历史交战: 自動化種子取樣設備、方法和系統.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201080060303.2

申請日:

20101230

公開號:

CN102686099A

公開日:

20120919

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01C1/00,A01H1/04,G01N1/08,A01C1/02 主分類號: A01C1/00,A01H1/04,G01N1/08,A01C1/02
申請人: 先鋒國際良種公司
發明人: S·M·貝克,J·科普,D·庫爾思,J·L·蒙根
地址: 美國依阿華州
優先權: 61/291,516
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司 代理人: 李濤
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201080060303.2

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明提供了一種用于種子取樣的自動化高通量設備、方法和系統。種子取樣系統包括:具有可控切割路徑的切除子系統;以及種子處理子系統,其包括:分級系統,所述分級系統具有多個種子分級位置,用于按順序將一批種子分級;以及載體系統,所述載體系統用于同時將種子分級位置呈現在所述切割路徑處,以從所述批中的每個種子中取出樣品部分。本發明的方法包括:提供具有可控切割路徑的切除構件;按順序將一批種子自動分級在多個分級位置;將所述批種子同時呈現在所述切割路徑處;以及從所述批中的每個種子中取出樣品部分。

權利要求書

1.一種用于對一批種子進行自動化成批取樣和標引的高通量設備,其包括:具有可控切割路徑的切除構件;種子處理構件,其包括:a.種子分級構件,其用于按順序線性方式將一批種子分級;以及b.種子呈現構件,其用于將所述種子分級構件與所述批種子同時呈現在所述切割路徑處,以從所述批中的每個種子中取出樣品部分。2.根據權利要求1所述的設備,其中:a.所述切除構件相對于所述種子分級構件移動,以連續對所述批中的種子進行取樣;或b.所述種子呈現構件相對于所述切除構件移動所述種子分級構件,以連續對所述批中的種子進行取樣。3.根據權利要求1所述的設備,其中所述種子分級構件包括用于使一批種子相對于所述切除構件定向的多個種子分級位置。4.根據權利要求3所述的設備,其還包括位于所述多個種子分級位置的自動化種子固持和釋放構件。5.根據權利要求4所述的設備,其中所述種子固持和釋放構件包括:a.種子固持模式;以及b.種子釋放模式。6.根據權利要求5所述的設備,其中所述種子呈現構件循環經歷至少一個或多個系列的事件,所述事件包括:a.種子分級事件;b.種子樣品切割事件;以及c.取樣種子釋放事件。7.根據權利要求6所述的設備,其中多個種子分級位置在所述種子分級事件和所述種子樣品切割事件中處于所述種子固持模式。8.根據權利要求6所述的設備,其中多個種子分級位置在所述取樣種子釋放事件中處于所述種子釋放模式。9.根據權利要求1所述的設備,其中所述種子呈現構件用于將多個種子分級位置同時移動到所述切除構件的所述切割路徑中。10.根據權利要求6所述的設備,其中多個種子分級位置在所述種子樣品切割事件中以遞送樣品的方式與種子樣品容器連通。11.根據權利要求10所述的設備,其中所述種子樣品容器提供所述容器中的每個樣品的標引分離。12.根據權利要求11所述的設備,其中所述種子樣品容器包括帶標引的坑池,用于在用標引彼此分離時儲存種子樣品部分。13.根據權利要求6所述的設備,其中多個種子分級位置在所述取樣種子釋放事件中以遞送取樣種子的方式與取樣種子容器連通。14.根據權利要求13所述的設備,其中所述取樣種子容器提供所述容器中的每個取樣種子的標引分離。15.根據權利要求14所述的設備,其中所述樣品種子容器包括帶標引的坑池,用于在用標引彼此分離時儲存取樣種子。16.根據權利要求1所述的設備,其還包括用于驗證以下各項的驗證構件:a.種子樣品從所述種子分級位置傳送到一個或多個種子樣品容器中;以及b.取樣種子從所述種子分級位置傳送到一個或多個取樣種子容器中。17.根據權利要求1所述的設備,其中所述切除構件對所述批中的每個種子的樣品部分執行可控式非致死切割或致死分離,以將所述樣品部分與所述種子分離。18.一種用于對一批種子進行自動化成批取樣和標引的高通量方法,其包括:提供具有可控切割路徑的切除構件;按順序將一批種子自動分級在多個分級位置;將所述批種子同時呈現在所述切割路徑處;以及從所述批中的每個種子中取出樣品部分。19.根據權利要求18所述的方法,其還包括:a.相對于所述種子分級位置移動所述切除構件,以連續對所述批中的種子進行取樣;或b.相對于所述切除構件移動所述種子分級位置,以連續對所述批中的種子進行取樣。20.根據權利要求18所述的方法,其還包括:a.將一批種子自動定向到所述種子分級位置上;b.將一批種子半自動定向到所述種子分級位置上;或c.將一批種子手動定向到所述種子分級位置上。21.根據權利要求18所述的方法,其還包括在所述多個種子分級位置處自動固持和釋放一批種子。22.根據權利要求21所述的方法,其中所述自動固持和釋放一批種子的步驟包括:a.將多個種子分級位置切換到種子固持模式;或b.將多個種子分級位置切換到種子釋放模式。23.根據權利要求22所述的方法,其還包括使所述種子分級位置循環經歷至少一個或多個系列的事件,所述事件包括a.種子分級事件;b.種子樣品切割事件;以及c.取樣種子釋放事件。24.根據權利要求23所述的方法,其中多個種子分級位置在所述種子分級事件和所述種子樣品切割事件中處于所述種子固持模式。25.根據權利要求23所述的方法,其中多個種子分級位置在所述取樣種子釋放事件中處于所述種子釋放模式。26.根據權利要求18所述的方法,其還包括同時將多個種子分級位置移動到所述切除構件的所述切割路徑中。27.根據權利要求23所述的方法,其還包括在所述種子樣品切割事件中,自動將種子樣品部分遞送到種子樣品容器。28.根據權利要求27所述的方法,其還包括在所述種子樣品容器中對每個種子樣品進行標引。29.根據權利要求23所述的方法,其還包括在所述取樣種子釋放事件中,自動將取樣種子遞送到取樣種子容器。30.根據權利要求29所述的方法,其還包括對所述取樣種子容器中的每個樣品種子進行標引。31.根據權利要求18所述的方法,其還包括用另一容器中取樣種子的儲存位置對一容器中種子樣品部分的儲存位置進行標引。32.根據權利要求18所述的方法,其還包括采用電子學方法驗證以下各項:a.種子樣品從所述種子分級位置傳送到一個或多個種子樣品容器中;以及b.取樣種子從所述種子分級位置傳送到一個或多個取樣種子容器中。33.根據權利要求18所述的方法,其還包括對所述批中的每個種子進行非致死或致死切割,以將所述樣品部分與所述種子分離。34.一種用于對一批種子進行自動化成批取樣和標引的高通量系統,其包括:具有可控切割路徑的切除子系統;種子處理子系統,其包括:a.分級系統,其包括多個種子分級位置,用于按順序將一批種子分級;以及b.載體系統,其用于將所述種子分級位置同時呈現在所述切割路徑處,以從所述批中的每個種子中取出樣品部分。35.根據權利要求34所述的系統,其中:a.所述切除子系統相對于所述分級系統移動,以連續對所述批中的種子進行取樣;或b.所述載體系統相對于所述切除子系統移動所述分級位置,以連續對所述批中的種子進行取樣。36.根據權利要求34所述的系統,其中:a.所述多個種子分級位置的移動獨立于載體移動;或b.所述多個種子分級位置的移動取決于載體移動。37.根據權利要求34所述的系統,其中所述載體系統用于將多個種子分級位置同時移動到所述切除子系統的所述切割路徑中。38.根據權利要求34所述的系統,其還包括種子料斗,所述種子料斗具有以遞送種子的方式與多個種子分級位置連通的種子分配系統,所述種子分配系統用于將每個種子分級位置處的種子呈現在所需方向。39.根據權利要求34所述的系統,其中所述種子處理子系統還包括自動化種子固持和釋放系統,用于將多個種子分級位置切換到:a.種子固持模式;或b.種子釋放模式。40.根據權利要求39所述的系統,其中所述載體系統使多個種子分級位置循環經歷至少一個或多個系列的事件,所述事件包括:a.種子分級事件;b.種子樣品切割事件;或c.取樣種子釋放事件。41.根據權利要求40所述的系統,其中多個種子分級位置在所述種子分級事件和所述種子樣品切割事件中處于所述種子固持模式。42.根據權利要求40所述的系統,其中多個種子分級位置在所述取樣種子釋放事件中處于所述種子釋放模式。43.根據權利要求40所述的系統,其還包括種子遞送系統,所述種子遞送系統包括:a.種子樣品遞送子系統,其在所述種子樣品切割事件中,將種子樣品傳送到種子樣品容器中;以及b.取樣種子遞送子系統,其在所述取樣種子釋放事件中,將取樣種子傳送到取樣種子容器中。44.根據權利要求43所述的系統,其中所述種子遞送系統還包括用于驗證以下各項的驗證系統:a.種子樣品從所述種子分級位置傳送到一個或多個種子樣品容器中;以及b.取樣種子從所述種子分級位置傳送到一個或多個取樣種子容器中。45.根據權利要求34所述的系統,其中所述切除子系統對所述批中的每個種子執行非致死切割,以將所述樣品部分與所述種子分離。46.根據權利要求40所述的系統,其中所述多個種子分級位置包括種子分級位置的一個或多個子集,其中一個子集在所述種子固持模式下操作而另一子集在所述種子釋放模式下操作。47.根據權利要求46所述的系統,其中分級位置的至少一個子集處于所述種子分級事件中,而另一子集處于所述種子樣品切割事件中。

說明書

背景技術

技術領域

本發明涉及以高通量效率從單個種子中獲取組織樣品。

本領域中的問題

植物育種或植物推進實驗中的傳統做法是用已知系譜的種子來種植植物。種子種植在實驗區、生長室、溫室或其他生長環境中,其中它們會與已知系譜的其他植物進行異花授粉或自花授粉。所得種子為兩個親本植株或自花授粉植物的后代,并經收獲、加工和種植以繼續進行植物育種循環??啥災參?、植物組織、種子或種子組織進行特定的實驗室或現場檢驗,從而有助于育種或推進選擇過程。

種植基于已知雜交或自花授粉的植物世代并進行檢驗,以看看這些品系或變種是否朝市場期望的特性發展。所期望的性狀實例包括,但不限于,提高產量、增加純合性、改善或新獲得對特定除草劑和/或害蟲或病原體的抗性和/或耐性、增加油含量、改變淀粉含量、營養組成、耐旱性以及基于特定形態學的性狀增強。

如本領域所了解和熟知,這些實驗的規模較大。這些實驗涉及從科學家到現場人員付出的大量勞動力,以設計、種植、維護以及進行實驗,這可涉及數千或數萬單株植物。這些實驗也需要大量的土地資源。實驗區或溫室可占有上千英畝土地。不僅在植物發芽、生長和產生種子時要占用大量土地數月,在這段時間內,可對植物取樣以進行實驗室或現場檢驗;而且必須要單獨加標、收獲和加工大量種子。

另一個困難在于許多實驗沒有結果。有關文獻已報道,一些種子公司丟棄了實驗初期所有植物世代80%至90%的種子。因此,對于大部分種子而言,為種植、收獲和收獲后加工所花費的許多土地、勞動力和物質資源最終都浪費了。

時間壓力也是一個因素。植物育種的顯著進步給種子公司帶來更大壓力,使其更迅速地推進植物新品種或變種,以獲取更多更好的性狀和特性。因此,植物育種家及相關工作者的壓力逐漸增加,從而更有效地加工這些世代,以便更多更早地選擇出繼續進行下一代育種的植物。

因此,已經出現通過基于實驗室的種子檢驗來較早識別所關注的性狀的趨勢。種子經非破壞性或破壞性檢驗,以得到遺傳、生物化學或表型信息。如果識別出所關注的性狀,則從特定植物中選擇的種子會用于進一步實驗和推進,或用于生產商業用量的種子。對種子進行檢驗避免了在種子長成未成熟植物時再進行檢驗的需要。這省時、省地還省力。有效且較早地識別出種子的期望性狀可大大減少實驗檢驗所需的土地量、必須進行檢驗的種子量,以及獲取所需信息以推進實驗所需的時間。例如,無需進行數千英畝種植并對所有這些植物進行后續處理和加工,一小部分英畝土地和少許植物便足夠。但由于時間仍很重要,所以這仍是繁重的任務,因為即便有了此類減少,每天也要加工(例如)數千種子。

嘗試性非致死或致死種子取樣的傳統方法如下。將所關注的種子保持在,例如,取樣站。使用刀片、齒狀物或其他機械構件從種子中取出一小部分。收集從種子中取出的種子部分或碎屑。將種子部分或碎屑轉移到另一容器,以供檢驗。以這種方式收集種子部分或碎屑之后,準備進行實驗室分析。用于對種子組織執行致死和非致死分離的現有傳統方法是一個緩慢的過程。在取出和處理種子部分或碎屑時必須要格外謹慎。然后,容器必須經過處理并標記,或以其他方式跟蹤并識別。更重要的是,用于取出種子的一小部分的裝置的刀、齒或機械構件在對每個種子取樣之前必須進行清潔。從樣品到樣品的攜帶以及在處理過程中存在相當大的污染風險。而且,常常期望從種子的某個生理組織中獲取種子材料。例如,如果是玉米種子,則期望從胚乳中取樣?;蛘?,如果是大豆種子,則期望從種子中與胚芽相對或遠離胚芽的位置取樣。在這種情況下,讓種子自動定向以便最佳定位從而從所需位置取出種子的一部分并不容易,而是耗時而且有些困難。

如上述實例證明,遺傳、生化或表型分析等所使用的現有傳統種子分析法需要至少取出并加工種子的一部分。在取出一些種子組織時,可能需要滿足各種目標。這些目標可包括以下目標的一項或多項:

如果需要,維持取樣后的種子生活力。

在不影響生活力的情況下,至少獲取所需的最小樣品量。

從種子上的特定位置獲取樣品,通常需要將種子定向在特定位置以便獲取樣品的能力。

維持特定的通過量水平以保證效率。

通過使用不同的組織取出工具、刀片、齒狀物或其他裝置從多個種子中取樣,減少或實質上消除樣品之間的污染。

允許對組中的單獨樣品及其與其他樣品的相關性進行跟蹤。

傳統種子取樣技術并未充分解決這些需求,從而對資金和勞動力資源造成壓力,因此說明需要改善現有技術水平。當前方法的通過量相對較低、存在相當大的交叉污染風險且容易在處理、定向以及從種子中取出樣品時出現不一致。

因此,本領域需要提供半自動化和全自動化高通量種子取樣的設備、方法和系統。

發明內容

本發明涉及一種自動化高通量種子取樣器設備、方法和系統。本發明的設備、方法和系統提供自動化高通量種子取樣器,從而對一批種子進行自動化非致死或致死取樣和標引。

本發明的實施例可在種植之前以自動化且高通量的方式對一批種子進行檢驗,從而減少在確定種子群體的期望性狀時通常使用且經常浪費的大量資源。

通常,本發明的設備包括具有可控切割路徑的切除構件以及種子處理構件。所述種子處理構件包括:種子分級構件,其用于按順序線性方式將一批種子分級;以及種子呈現構件,其用于將種子分級構件與一批種子同時呈現在切割路徑處,以從該批種子中的每個種子中取出樣品部分。在優選形式中,所述設備還包括多個種子分級位置,其能夠將一批種子相對于切除構件以及自動化種子固持和釋放構件而定向在所述多個種子分級位置。

根據本發明的一種方法,提供具有可控切割路徑的切除構件,并且執行以下步驟:按順序將一批種子自動分級在多個分級位置;將所述批種子同時呈現在切割路徑處;以及從所述批中的每個種子中取出樣品部分。在優選形式中,所述方法還包括以下步驟:通過在種子固持和釋放模式之間切換種子分級位置,在多個種子分級位置處自動固持和釋放一批種子。

在本發明的另一方面中提供了一種系統。用于對一批種子進行自動化成批取樣和標引的高通量系統包括:具有可控切割路徑的切除子系統;以及種子處理子系統,其包括:分級系統,所述分級系統具有多個種子分級位置,用于按順序將一批種子分級;以及載體系統,所述載體系統用于將種子分級位置同時呈現在切割路徑處,以從所述批中的每個種子中取出樣品部分。在優選形式中,所述載體系統能夠將多個種子分級位置同時移動到切除子系統的切割路徑中。

附圖說明

雖然本說明書的權利要求書尤其指出并明確主張了本發明,但我們認為,結合附圖,將會從以下詳細描述中更清楚地理解本發明,在附圖中:

圖1A是根據本發明原理的種子取樣器系統的一項實施例的透視圖;

圖1B是種子取樣器系統的另一透視圖;

圖1C是種子取樣器系統的側視圖;

圖1D是種子取樣器系統的后視圖;

圖1E是種子取樣器系統的俯視平面圖;

圖2是種子取樣器系統的側視圖,其中外部面板不可見,以示出各部件;

圖3A是種子取樣器系統的放大透視圖,其中外部面板不可見,以示出各部件;

圖3B是種子取樣器系統的另一項實施例的透視圖,其中外部面板不可見,以示出各部件;

圖4是沿圖3A中的線4-4截得的種子載體的截面圖;

圖5是圖4所示種子載體的放大透視圖;

圖6A是根據本發明一方面的種子載體的種子分級位置的放大透視圖;

圖6B是根據本發明另一方面的種子載體的種子分級位置的放大透視圖;

圖7是用于使本發明的種子載體移動的系統的側視圖;

圖8A是根據本發明一方面的種子取樣器的種子分配系統的前視圖;

圖8B是種子取樣器的種子分配系統的俯視平面圖;

圖8C是沿圖8A中的線8C-8C截得的種子取樣器的種子分配系統的截面圖;

圖9A是根據本發明一方面的切除外殼系統的透視圖;

圖9B是切除外殼系統的前視圖;

圖9C是沿圖9A中的線9C-9C截得的切除外殼系統的截面圖;

圖10是根據本發明一方面的切除系統和種子收集系統的俯視平面圖;

圖11A是本發明的切除系統和種子收集系統的截面圖;

圖11B是本發明的切除系統和種子收集系統的另一示例性實施例的截面圖;

圖12A是本發明的種子收集系統的放大側視圖;

圖12B是根據本發明一方面的樣品部分收集歧管的放大側視圖;

圖13是根據本發明一方面的用于取樣種子部分的種子分配系統的透視圖;

圖14A是根據本發明一方面的用于取樣種子部分的種子儲存系統的透視圖;

圖14B是根據本發明一方面的用于取樣種子儲存系統和種子部分儲存系統的往復系統的透視圖;

圖15是根據本發明一方面的種子部分分配系統的透視圖;

圖16是根據本發明一方面的種子部分儲存系統的透視圖;

圖17是本發明的取樣種子儲存系統的取樣種子托架系統的透視圖;

圖18A是根據本發明的一個示例性方面的取樣種子容器的透視圖;

圖18B是取樣種子容器的另一透視圖;

圖19是根據本發明一方面的種子部分儲存系統的種子部分托架系統的透視圖;

圖20是根據本發明的一個示例性方面的種子部分容器的透視圖;以及

圖21A至圖21C示出本發明的方法或過程的流程圖。

具體實施方式

以下描述本質上僅是示例性的,并不旨在限制本發明、應用或用途。為了更好地理解本發明,現在將詳細描述多項示例性實施例和/或方面。有時會參考附圖。除非另外指明,否則參考標號將用來指示附圖中的某些部分和位置。

設備

圖1A至圖1E示出根據本發明原理的高通量自動化種子取樣器系統的一項實施例,且所述系統大體用10表示。種子取樣器系統10經配置以自行定向,并將從料斗中獲得的一批種子自動固持在種子載體上的各分級位置,將所分級的種子同時呈現在由激光等切除構件提供的可控切割路徑處,而且將取樣種子和種子的樣品部分自動輸送到不同容器,以在相應的容器中對取樣種子和種子部分進行儲存和標引。

如圖1A至圖1E所示,種子取樣器系統10包括支撐框架12。支撐框架12可由各種結構承載部件構成,例如,經過裝配以形成支撐框架的方形管道。支撐框架12可包括垂直柱或水平柱的最低末端上的腳輪或輪,從而可讓支撐框架12移動。支撐框架12經配置以形成操作員站20,借此,操作員可相對于種子取樣器14確定自己的位置,從而控制、操作和/或觀察所述系統。支撐框架12還可包括允許操作員進入和/或觀察本發明的各種系統的各種平臺和水平面。支撐框架12并不是本發明的關鍵,支撐框架12的設計和布局也未在本發明中起關鍵作用。本領域的技術人員可了解,在不脫離本發明的精神和范圍的情況下,支撐框架12可使用各種零件和子部件而呈現出各種各樣的配置和設計。

種子取樣器系統10包括支撐框架12頂上所支撐的種子取樣器站14。種子取樣器站14包括通風系統16,用于將源于切除的碎屑、煙塵或其他不需要的物質從種子取樣器站14排到遠離種子取樣器系統10的位置。種子取樣器站14的指令、操作命令和狀態經由顯示面板18和控制面板32提供給操作員站20處的操作員。種子取樣器站14通常容納于柜26中。通過門30、蓋34或與柜26相關的其他活動面板,可進入柜26的內部。通過控制面板32,操作員可輸入控制參數或向種子取樣器站14提供指令,且通過顯示面板18,操作員可了解種子取樣器站14的當前操作參數或狀態。附接到支撐框架12的控制箱28容納必要的電氣組件、布線和網絡裝置,以支持種子取樣器站14的操作。無論是氣動式還是其他形式的電源或其他潛在能源均可連接到控制箱28,從而為種子取樣器站14提供電氣式和氣動式等各種形式的潛在能量。

除了種子取樣器站14之外,種子取樣器系統10還包括種子收集系統22和種子儲存系統24。由操作員提供在控制面板32處的指令也可用來根據或獨立于種子取樣器站14對種子收集系統22和種子儲存系統24的操作進行控制。用于控制和操作種子收集系統22和種子儲存系統24的裝置和部件可通過控制箱28和/或種子取樣器站14的控制面板32進行聯網和配置。例如,計算機或其他控制器可使用控制箱28連接到系統10,以用于監測、操作、測試、檢修故障和/或編程。

圖2是種子取樣器系統10的側視圖,其中通?;岬滄∫桓齷蚨喔魷低郴蠆考牟嗝姘宀豢杉?,以示出種子取樣器站14、種子收集系統22、種子儲存系統24,以及種子取樣器系統10的其他各種部件和系統。如圖2進一步示出,種子取樣器系統10包括種子載體50,其配置成至少部分在種子取樣器站14的柜26內旋轉。種子取樣器站14還包括與種子載體50連通的種子分配系統,從而提供一批或多批種子源,以供種子載體50拾取。同樣配置成與種子取樣器站14(尤其是種子載體50)可操作連通的是氣動系統49,從而將無論是負勢能還是正勢能的氣動勢能(pneumatic?potential)傳送到種子載體50。種子取樣器站14還包括切除外殼系統40,所述系統與種子載體50可操作連通,從而在操作時將操作員與切除系統42隔開。位于柜26中并處于鄰近種子載體50的可操作位置的是切除系統42。根據本發明的原理和目標,切除系統42經配置以從每個種子中分離出一部分。通風系統16排出源于切除系統42的煙塵、碎屑及其他物質,因為這些煙塵、碎屑及其他物質可能會影響種子取樣器站14的操作,不應容納在柜26等狹小工作環境中,或者不應接觸操作員。通風系統16可進行過濾并通向遠離種子取樣器系統10的外部或周圍環境。

種子取樣器系統10還包括種子收集系統22,其配置成與切除系統42可操作連通,借此取樣種子以及與每個取樣種子分開的種子部分通過相應的取樣種子分配系統44和種子部分分配系統48進行傳送和處理。使用種子儲存系統24來收集并儲存取樣種子和種子部分。種子的相應部分,包括取樣種子和取樣種子部分,分別容納并儲存在種子部分儲存系統36和取樣種子儲存系統46中。種子取樣器系統10的上述系統將在下文更詳細地描述。

圖3A至圖3B為種子取樣器站14的各實施例的放大透視圖。為了說明各種系統和部件,隱藏了會妨礙說明和觀察的面板和其他結構支撐部件。圖3A至圖3B并未示出種子取樣器站14的所有系統,但所示的那些系統將在下文詳細描述。在本發明的一方面中,圖3A至圖3B所示的種子取樣器站14包括種子載體50,其以可旋轉方式支撐在柜26內??賞ü桓齷蚨喔齙綞怪腫釉靨?0移動。例如,在本發明的一方面中,種子載體50的外圍表面61配置成可旋轉。在本發明的一方面中,種子載體50的外圍表面61的一部分在柜26的外部旋轉,如圖4所示,以讓操作員查看并操縱位于種子分級位置行55處的種子。在本發明的至少一方面中,通過電動機/滑輪系統86驅動帶82而使種子載體50旋轉,所述帶有效配置成圍繞種子載體50的一部分,從而使種子載體50旋轉。本發明預期直接驅動或氣動式驅動等其他配置。

種子載體50的徑向位置可由種子載體位置傳感系統51監測。種子載體位置傳感系統51優選包括電子傳感器,但可包括機械傳感器,用于確定種子載體50相對于種子取樣系統10的一個或多個系統、裝置或部件的徑向位置。例如,在本發明的優選方面中,種子載體位置傳感系統51用于確定并監測種子分級位置行55(見圖3A至圖3B)、外圍表面61中的側向支座140或側向口58或60的位置。傳感器53可為光電傳感器、超聲或雷達型傳感器,或能夠檢測位于種子載體50上并與之一起旋轉的傳感器元件57的任何其他類型的傳感器。本發明還預期用于確定和監測種子載體50的位置的其他構件,例如,伺服電動機86,其中相對于所述電動機的初始位置或其他已知位置確定種子載體50的位置。種子載體位置傳感系統51經配置借此位于種子載體50上的傳感器元件57與種子載體50的期望停止位置或初始位置相關聯,借此使種子載體50上的側向支座140等特征相對于種子取樣器站14的其他部件或裝置定位,以便讓種子載體50相對于與種子載體50結合使用或結合操作的其他部件或子系統進行協調旋轉。種子載體50可根據電動機產生的旋轉進行順時針或逆時針旋轉;種子載體50的開始和期望結束徑向位置可根據從種子載體位置傳感系統51接收的輸入進行監測和控制。例如,通過使種子載體50上的種子分級位置行55的徑向位置與電動機86產生的旋轉弧度或度數協調,可將種子分級位置行55移動到與切除系統42相關的切除路徑中。無論將種子分級位置行55定位在種子分配系統38、切除系統42、取樣種子分配系統44還是種子部分分配系統48,傳感器元件57均可與種子載體50的一個或多個期望停止位置對齊。

同樣設計成與種子載體50可操作連通的是氣動系統49。氣動系統49包括與種子載體50連通的一個或多個歧管,如圖3A到圖3B清楚地示出。氣動系統49包括負壓歧管68,其具有與負壓源(未圖示)連通的出口。負壓歧管68與種子載體50中的各口(與種子分級口54連通的側向口58)可操作連通,將在下文更詳細地描述。墊圈69將負壓歧管68密封到種子載體50的末端。氣動系統49還包括正壓歧管72,其與種子載體50內的各口(側向正壓口60)可操作連通,將在下文更詳細地描述。正壓歧管72包括與正壓源(未圖示)連通的入口74。氣動系統49還可包括正壓歧管76,其與種子載體50內的側向供應線路58可操作連通,將在下文更詳細地討論。正壓歧管76具有配置成與正壓源(未圖示)連通的入口78。

圖3A至圖3B示出本發明的種子收集系統22的各實施例。圖3A所示的種子收集系統22是種子收集系統的一項實施例或配置,并可用于收集源于切除過程的單一取樣種子148和種子的樣品部分166。具體而言,圖3A所示的種子收集系統22包括:取樣種子收集歧管124,其用于單獨收集取樣種子148;以及樣品部分收集歧管152,用于單獨收集種子的樣品部分166。取樣種子收集歧管152和/或樣品部分收集歧管152可包括氣動系統,從而有助于使取樣種子148和種子的樣品部分166移動通過每個歧管。取樣種子收集歧管124和樣品部分收集歧管152可圍繞外圍表面61以彼此鄰近的方式分級,如圖3A所示,或在分開的位置分級,如圖3B所示。

種子取樣器站14還包括種子分配系統38,其經配置以儲存與種子載體50的外圍表面61鄰近的一批或多批種子。種子分配系統38通常包括種子分配器96和漏斗88。種子分配器96經配置以將一批或多批種子移動到與種子載體50的外圍表面61鄰近的收集區域104中,以供種子載體50上的分級位置52拾取,如將在下文更詳細地描述??山腫臃峙淦?6中的剩余種子從種子分配器96中傾倒入漏斗88中,以便收集。

圖4A是沿圖3A中的線4A-4A截得的種子載體50的截面圖。圖4A所示種子載體50的特征將結合圖3A所示的各種系統進行討論,以更好地理解圖3A所示系統與圖4A中所示種子載體50的各特征之間的關系。在本發明的一個示例性方面中,種子載體50包括大體上為圓形的外圍表面61,且在幾何形狀上可與圓筒相似。種子載體50可由種子載體50的內輪轂59或外圍表面61以可旋轉方式支撐。在優選形式中,種子載體50包括在種子載體50的外圍表面61上按照線性配置,例如按照行55,交錯的種子分級位置52。種子分級位置52將在下文更詳細地描述。每個種子分級位置52包括與種子分級位置52連通的種子分級口54以及側向口58。正或負氣動壓場可通過側向口58和種子分級口54連通,以便固持種子或種子部分且將其從種子分級位置52中釋放出來。在任意給定的時間,多個側向口58與負壓歧管68連通。當側向口58與負壓歧管68連通時,種子分級位置52處于種子固持模式,借此將負壓或真空傳送到種子分級口,從而將種子固持在與負壓歧管68連通的每個種子分級位置52處。側向口58在不與負壓歧管68或正壓歧管76連通時在周圍空氣壓力下進行操作。在本發明的一項實施例中,種子載體50經配置借此位于種子載體50的外圍表面61的180度內的種子分級位置52與負壓歧管68連通,借此將每個種子分級位置52暴露于負壓場,以便將種子固持在種子載體50的外圍表面61的180度內的每個種子分級位置52。本領域的技術人員可了解,每次與負壓歧管68連通的側向口58的數量可根據種子載體50所需的設計而改變。例如,如果期望通過旋轉270度來拾取并輸送種子,則負壓歧管68可經配置借此與種子載體50的外圍表面61旋轉270度相關的側向口與負壓歧管68連通,借此向種子載體50的外圍表面的270度內的每個種子分級口供應負壓或真空。本發明的優先形式包括負壓歧管68,所述負壓歧管設計成使選旋轉到負壓歧管68中的側向口58與旋轉出負壓歧管68的側向口58在同一平面上重合。因此,旋轉成與負壓歧管68真空連通的側向口58將種子固持在行55中與側向口58連通的每個種子分級位置52;在與上述平面鄰接的收集區域104(如圖8C所示)處從種子分配系統38中拾取種子。相反地,切除之后,與切除系統42處的種子分級位置行55連通的另一個側向口58轉出負壓歧管68,借此切斷供應給與行55中的每個種子分級位置52連通的種子分級口54的真空,從而可將樣品部分166從每個種子分級位置52中釋放出來。在本發明的一項示例性實施例中,轉出負壓歧管68的種子分級位置行55與上述平面重合。因此,由種子分級位置行55在種子分配系統38處拾取的種子通過種子分級位置52并旋轉180度從種子分配系統38輸送到切除系統42;在這整個時間中,與上述種子分級位置行55連通的側向口58由于與負壓歧管68連通而處于真空或負壓下。根據本實施例,當側向口58與負壓歧管68連通時,所述側向口使相應種子分級位置52與負壓歧管68連通,從而將種子固持在種子分級位置行55,直到相關側向口58旋轉出負壓歧管68為止。

本發明的一項實施例包括種子載體50,其經配置以使側向口58在旋轉出負壓歧管68時立即旋轉成與正壓歧管76連通,借此正氣動壓通過側向口58傳送,以向行55中的每個種子分級位置52提供正氣動壓。當側向口58與正壓歧管76連通時,行55中相應的種子分級位置52處于樣品部分釋放模式,借此固持在行55中每個種子分級位置52的種子的樣品部分166處于來自正壓歧管76的正氣動壓下。種子分級位置行55從負壓切換到正壓可迫使或導致行55中種子的樣品部分166離開種子分級位置52而被收集在樣品部分收集歧管152中。

根據本發明的另一方面,種子載體50包括與正壓口56連通的側向正壓口60,該側向正壓口用于在種子載體50的外圍表面61處、單個行55中的每個種子分級位置52處排氣。因此,當種子載體50將種子行55旋轉到切除系統42中,以便從每個種子中分離出一部分時,側向正壓口60旋轉成與正壓歧管76連通。在切除過程中,通過正壓口56排出的空氣有助于驅散切除所產生的所有灰塵、碎屑、煙塵或其他物質,否則這些物質會干擾切除、降低激光切除裝置126的效率、妨礙操作員對過程進行目視檢查,或影響封閉環境中操作員或居住者的健康。當側向正壓口60旋轉成不與正壓歧管76連通時,所述側向正壓口承受周圍壓力。本領域的技術人員可了解,側向口58和側向正壓口60與正壓歧管和負壓歧管連通的時間可經配置以對在行55中的每個種子分級位置52固持還是釋放種子的時間進行控制。

圖5是種子載體50,且具體而言,是與種子分級口54和種子分級位置52連通的側向口58的放大透視圖。每個側向口58與種子分級位置行55中的每個種子分級位置52連通。因此,每個種子分級位置行55與種子載體50中的相應側向口58相連或連通。通過負壓歧管68引入側向口58的負壓或真空經由種子分級口54傳送到行55中的種子分級位置52。當種子分級位置行55進入種子分配系統38時,與上述行55對應或相連的側向口58旋轉成與負壓歧管68連通,借此負壓通過側向口58傳送,從而使該行55中的每一個種子分級位置52處于種子固持模式。通過旋轉種子載體50,使種子分級位置行55拾取的種子在真空壓力下通過負壓歧管68輸送到切除系統42。當與種子分級位置行55相連的側向口58旋轉成與正壓歧管76連通時,一陣空氣穿過與行55內的種子分級位置52連通的側向口58和種子分級口54,從而將行55中種子的樣品部分166從種子分級位置52中排出或釋放;從種子分級位置行55中排出或釋放的種子的樣品部分166經由樣品部分收集歧管152進行收集并傳送到種子儲存系統22。

在本發明的一方面中,每個種子分級位置52定位在形成種子分級位置52的圓錐幾何形狀頂上;每個種子分級位置52被正壓口56部分或完全環繞。正壓口56與側向正壓口60連通,借此,正壓場通過側向正壓口60傳送到與種子分級位置52相連的正壓口56。

圖6A是種子分級位置52的放大透視圖。在本發明的優選方面中,種子分級口54按順序在種子載體50的外圍表面61上放置成行55。本發明的其他實施例預期種子分級位置52在種子載體50的外圍表面61上的替代性配置。例如,種子分級位置52可沿種子載體50的外圍表面62隔開,這樣,每行在種子載體50的外圍表面61上形成Z形圖案或螺旋形圖案。種子分級位置52包括圓錐幾何形狀的末端處的凹槽,借此,種子62的至少一部分本身可進入凹槽64中,以便更好地夾緊種子,從而維持每個種子所需的方向,并確保每個種子仍處于種子分級位置54。種子分級位置52中的凹槽66與種子分級口54連通,借此,正壓場或負壓場可從負壓源或正壓源(未圖示)傳送到凹槽66。凹槽64與側向正壓口60連通,借此,正壓場可通過側向正壓口60從正壓源(未圖示)傳送到凹槽64。如上文所述,當負壓場傳送到種子分級位置52時,種子62固持在種子分級位置52。相反地,當正壓場傳送到種子分級位置52時,剩余的種子部分166(切除后)從種子分級位置52中排出或釋放。在切除過程中,側向正壓口60與正壓歧管72連通,借此,正壓場通過正壓歧管72與側向正壓口60從正壓源(未圖示)傳送,從而通過正壓口56和凹槽64排出空氣。穿過正壓口56和凹槽64的空氣有助于帶走并驅散源于種子62切除的煙塵、碎屑和其他物質。通過正壓口56排出凹槽64的空氣也有助于將源于切除的煙塵、碎屑和其他物質移動到通風系統16。從行55中的每個種子分級位置52周圍迅速移除源于切除的煙塵、碎屑或其他物質可讓操作員目視檢查切除過程,并讓切除過程盡可能高效。此外,移動源于切除過程的煙塵、碎屑或和其他物質,使之遠離種子分級口54有助于防止這些不需要的物質進入種子分級口54并最終進入負壓源或正壓源(未圖示)。例如,在通過使可控激光束穿過種子62的一部分的激光器來執行切除的情況下,因切除種子62而釋放出碎屑、煙塵和其他物質。在切除過程中,允許煙塵、碎屑和其他物質存在于種子62周圍會使激光束146的效率降到最低。

圖6B示出種子分級位置52的另一實施例。在圖6B所示的實施例中,凹槽64包括占據一部分凹槽64的嵌件67。嵌件67可經配置以占據凹槽64的90度區段、180度區段、270度區段或其他部分。在本發明的優選實施例中,嵌件67經配置以占據凹槽64的180度。本領域的技術人員可以了解,嵌件67可占據種子分級位置52的凹槽64的任何部分。通過更改由嵌件67占據的凹槽64量,通過凹槽64從正壓口56中排出的空氣受到操縱和控制,從而防止在種子分級口54處或附近產生渦流。在種子分級口54處或附近產生的渦流可能會阻止樣品部分166從種子分級位置52中排出或釋放,故不希望產生渦流。因此,本發明預期占據凹槽64一部分的嵌件67,用以控制通過凹槽64排出的空氣,從而防止渦流延誤或阻止種子62的樣品部分166從種子分級位置52釋放或排出。

本發明預期,可針對種子分級位置行或單個種子分級位置52,監測用于將種子62固定或固持在種子分級位置52的負壓場,以確定種子62是否被拾取并固持在種子分級口54。此外,操作員可通過目視檢查來監測行中的每個種子分級位置是否具有種子62。在種子62未被拾取或固持在種子分級位置52的情況下,可將種子62手動放置在空的種子分級位置52。種子載體50可經配置以使得種子載體50的外圍表面61的至少一部分暴露于或旋轉出種子取樣器站14的柜26,借此站在或位于操作員站20處的操作員可監測每個種子分級位置52是否具有種子62。因此,總之,每個種子分級位置52均具有通過種子分級口54傳送的負壓場,以在種子分級位置進入種子分配系統38后,將種子62固持在種子分級位置52。當行55從種子分配系統38旋轉到切除系統42時,負壓場維持在行55中的每個種子分級位置52處。切除之后,傳送到行55中的每個種子分級位置52的負壓場被切斷,借此源于切除過程、固持在每個種子分級位置52的樣品部分166可通過以下方式釋放:切斷通向所述行中每個種子分級位置52的負壓場,或者在所述行中的每個種子分級位置52處引入正壓場,以排出或釋放樣品部分166。

本發明預期,如果側向口旋轉成與正壓場或負壓場連通,以排空或清除種子載體50內的一個或多個口,則種子載體50有時可具有一個或多個口。

圖7是用于使種子載體50旋轉的一種構件的配置的側視圖。例如,在本發明的一方面中,種子載體50的旋轉可使用經配置以驅動帶82的電動機86來實現。帶82與附接到種子載體50的齒輪80可操作地接觸??商峁┒杪只蛘漚袈?4,以確保帶82在由電動機86驅動或在驅動齒輪80以使種子載體50旋轉時不會滑動。電動機86的啟動可由來自監測種子載體50位置的控制系統和/或種子載體位置傳感系統51的指令來控制。例如,傳感器元件57可布置成對應于種子載體50的外圍表面61上的一個或多個特征。傳感器元件57可放置在種子載體50上,從而對應于種子分級位置行55、側向支座140或種子載體50中的任何一個或多個口。當種子載體位置傳感系統51感測到傳感器元件時,用于啟動或停止啟動電動機86的指令可從控制面板32或控制箱28傳送到電動機86,以控制種子載體50的旋轉以及種子載體50的一個或多個特征相對于本發明的一個或多個系統的位置??刂潑姘?2可經配置借此操作員可向電動機86提供手動指令,從而手動旋轉種子載體50。電動機86可為伺服電動機,其中帶嵌齒的驅動齒輪驅動齒形帶82,從而與附接到種子載體50的齒輪80上的嵌齒互連。齒形帶82通過具有用于配合該齒形帶82的嵌齒的惰輪或張緊輪84而保持適當的張力。圖8A中清楚地示出齒輪80和帶嵌齒的惰輪或張緊輪84。用于種子載體50的驅動系統有助于確?;詼緣綞?6的輸入命令來精確控制種子載體50的位置。

圖8A至圖8C示出種子分配系統38的多個圖。一批或多批種子可通過種子分配系統38引入種子取樣器系統10。一般而言,種子分配系統38用作種子料斗,其經具體配置以優選在所需方向上將一個或多個種子放置成直線,并在種子分級位置行55進入種子分配系統38時放置在每個種子分級位置52。

種子分配系統38包括種子分配器96。種子分配器96經由鉸鏈銷102以可樞轉方式附接到柜26。這樣可讓種子分配器96沿圖8C中的箭頭106所示的方向旋轉。種子分配器96包括入口100,借此引入種子。在圖8C中,所示種子分配器96處于種子裝載位置,其中位于葉片98底部的收集區域104緊鄰種子載體50的外圍表面51。在種子裝載位置,具有葉片98的收集壁101以一定斜度傾斜,以使種子分配器96中保持的種子朝種子載體50的外圍表面61移動。因此,在行55中的每個種子分級位置52處拾取種子后,下一批種子會朝種子載體50的外圍表面61移動,從而由轉入種子分配系統38的下一種子分級位置行55拾取。假定種子分配器96的收集壁101的角度向下,則分配器96中的種子會在重力作用下朝種子載體50的外圍表面61移動。一系列葉片98配置成分配器96的收集壁101。葉片98在收集壁101上按順序平行對齊,從而為種子提供圓柱,便于它們對齊并饋送到種子載體50上的種子分級位置52上。葉片98形成通道99,裝入分配器中的種子經由所述通道繼續朝種子載體50的外圍表面61下降。葉片98和通道99可經配置以促使種子在朝種子載體50的外圍表面61移動或下降過程中在所需方向上定向,這樣,在由種子分級位置52拾取時,種子便可相對于種子分級位置定向,以供切除。例如,在使用大豆種子的情況下,種子分配器96的葉片98和通道99可配置成當大豆種子在收集壁108上朝收集區域104移動時,所述種子會自行定向,以便由種子分級位置52在所需方向上拾取。這可包括以下取向:將種臍放置在最靠近種子分級口54的位置,以防止切除過程切到種臍附近。在種子為玉米的情況下,種子分配器96的葉片98和通道99可經配置以將每個種仁的頂蓋(tip?cap)定向在從種子分級位置52外部,這樣種仁在進入切除過程時便定向在所需方向上。本發明預期,收集壁101的表面紋理可經配置以讓種子自行定向。此外,收集壁101的幾何形狀可適于在種子沿收集壁101朝鄰近種子載體50的外圍表面61的收集區域104下降時,讓種子自行定向。本發明還預期,種子分配器可包括沿收集壁101中的通道99對種子手動定向。預期的其他系統包括種子進給系統,借此種子先在種子進給系統中定向或預先定向,借此,在收集區域處從種子進給系統中釋放出的種子是已定向在所需方向并準備好在每個種子分級位置52處拾取的種子。用于使種子自行定向以便種子由每個種子分級位置52在所需方向上拾取的其他系統包括在收集壁101處或其附近(包括收集區域104附近)使用磁性衰減,從而幫助或促進種子在由種子分級位置52拾取之前定向。例如,在種子已先涂覆磁活性涂層的情況下,收集壁101(包括收集區域104)內或處產生的磁性衰減可用于幫助種子在由種子分級位置52拾取之前定向。預期用于幫助每個種子分級位置52處的種子定向的其他實施例包括一片或多片葉片,所述葉片經配置以在種子載體的外圍表面61處配對,并具有特定的角度或輪廓,或表面幾何形狀,用以在種子載體50沿圖8C所示箭頭108的方向行進或旋轉時,平緩地促使保持在每個種子分級位置52處的種子重新定向到所需方向。

在期望從種子分配器96中倒出一批種子的情況下,種子分配器96沿圖8所示箭頭106的方向旋轉,借此將分配器96中的種子通過入口94倒入漏斗88中。種子通過漏斗88的入口94輸送,并通過出口92排到種子包90或其他容器等種子容器中。種子容器或種子包90可在漏斗88的出口92處移除和替換,以隨時捕獲從種子分配器96中釋放出的一批種子。漏斗88的出口92可通過種子取樣器站14的柜26中的門進入。因此,通過使分配器96沿圖8C所示箭頭106的方向旋轉,分配器96中的種子隨時可丟出,以將種子倒入或釋放到漏斗88中,借此種子穿過漏斗88并收集在種子包90等容器中。

圖9A至圖9C示出本發明的切除外殼系統的各種圖。一般而言,切除外殼系統40為種子行55進入切除系統42提供門或通道,還在切除過程中提供封閉環境。本發明的切除外殼系統40包括通常放置在切除系統42上方、柜26頂上的蓋110以及種子載體50的一部分。蓋110有助于防止源于切除的煙塵、碎屑和其他物質從種子取樣器系統10中逸到周圍環境中??剎僮鞲澆擁礁?10的是鉸鏈板(flap)112。鉸鏈板112經由鉸鏈114以可樞轉方式附接到蓋110。切除外殼系統40還包括有效附接在鉸鏈板112的鉸鏈114處的鉸鏈板齒輪(flap?gear)116。鉸鏈板齒輪116包括多個嵌齒。切除外殼系統40還包括具有電樞齒輪118的電樞120,所述電樞齒輪具有在組裝切除外殼系統40時與鉸鏈板齒輪116上的嵌齒互相嚙合的多個嵌齒。電樞120具有鉸鏈銷122,借此,電樞120可相對于蓋110旋轉。鉸鏈板112還鉸鏈銷114,借此,鉸鏈板可相對于蓋110旋轉。當種子載體50沿圖9C所示箭頭108的方向旋轉時,傳感器元件57與電樞20接合,從而使電樞120沿圖9C所示箭頭107的方向上旋轉。電樞120旋轉會使鉸鏈板齒輪116反向旋轉(沿箭頭109的方向),進而使鉸鏈板112旋轉(沿箭頭121的方向)。當種子載體50沿箭頭108的方向旋轉時,鉸鏈板112上升并打開,借此,位于種子分級位置行55中的種子62通過打開的鉸鏈板112。種子分級位置行55中的種子62通過鉸鏈板112后,電樞20不再由傳感器元件57啟動,從而讓鉸鏈板112回到圖9C所示的關閉位置。因此,在一行55種子62旋轉到切除系統42中的過程中,由傳感器元件57啟動的電樞120會使鉸鏈板112在適當的時間打開。

圖10和圖11A至圖11B示出切除系統42和種子收集系統22的各種圖。切除系統平臺42包括商用激光平臺。合適的商用激光平臺的一個實例包括可得自戈爾登桌山公園路16371號易比洛激光(郵編80403)(Epilog?Laser,16371?Table?Mountain?Pkwy,Golden,CO80403)的75瓦特易比洛36海利克斯CO2激光雕刻、切割和標記系統。激光切除系統42包括激光切除裝置126。激光切除裝置126經配置以在各方向上平移,包括方向箭頭128和142所示的那些方向。

圖11示出在初始位置與鄰近種子載體50的外圍表面61的切割位置之間移動的激光切除裝置126。當種子載體50旋轉時,激光切除裝置126可移回到或朝向遠離外圍表面61的初始位置移動,以便不妨礙或不干涉種子載體50的旋轉。激光切除裝置126的移動和移動時間可手動控制或者由本發明的控制系統,例如,控制面板32控制。處于切割位置時,激光切除裝置126的一部分位于種子載體50的外圍表面61中的側向支座140內。這樣可讓激光切除裝置126離種子載體50的外圍表面61足夠近,從而使激光146可從每個種子分級位置52處留下的較小樣品部分166中切去或取出取樣種子148。切除每個種子62后,取樣種子148落入取樣種子收集歧管124并在重力作用下沿箭頭149所示的方向行進。種子的樣品部分166仍處于種子分級位置52處,直到所述樣品部分通過切斷負壓場或真空與種子分級位置行55的連通而被釋放為止。當激光切除裝置126沿圖10中的箭頭128所示的方向移動時,激光146穿過或切除行55中的種子分級位置52處的每個種子62。當行55中的每個種子按順序切除時,取樣種子148會落入取樣種子收集歧管124的單獨通道中。

圖10清楚地示出取樣種子收集歧管124的每個取樣種子收集區域132如何由壁134隔開。因此,每個取樣種子148通過取樣種子收集歧管124中的單獨通道進行傳送。取樣種子148沿箭頭149的方向穿過取樣種子收集歧管124的漏斗部分136,并穿過取樣種子收集歧管124的出口138而進入管道150。在圖11A中,種子收集系統22包括取樣種子收集歧管124與樣品部分收集歧管152之間的通道130,其中在圖11B中,通道130位于取樣種子收集歧管124與種子載體50的外圍表面61之間。在這兩種情況下,激光146穿過通道130并在撞擊種子收集系統22的一個或多個表面、邊緣或特征之前散射。在激光切除裝置126穿過在種子分級位置52處的一行種子62且激光切除裝置126已移動遠離種子載體50的外圍表面61后,使用電動機86,以使種子載體50旋轉,從而將種子的樣品部分166移動到樣品部分收集歧管152中。

本發明包括樣品種子和種子部分取出/釋放系統中的冗余,以確保取樣種子148在由激光146切除后不會掛在種子分級位置52處。例如,種子收集系統22可包括取樣種子收集歧管124中的取樣種子排出裝置144,用于將取樣種子148從樣品部分166中分離出來,而不會過早地將種子62的樣品部分166從種子分級位置52中分離出來。樣品釋放輔助系統與氣動系統49一起協作,以提供系統10中所需的冗余,從而確保取樣部分148和種子62的樣品部分166均被釋放、收集并傳送到相應的儲存位置。

當種子載體50沿箭頭154的方向旋轉時,種子62的樣品部分166移動到樣品部分收集歧管152中。每個種子分級位置52處的種子62的樣品部分166(切除后)足夠薄,因此能通過樣品種子排出裝置144。隨著種子載體50繼續沿圖11中箭頭154所示的方向旋轉,種子62的樣品部分166進入樣品部分收集歧管152,且具體而言,進入樣品部分收集歧管152的樣品收集區域156。

在樣品收集區域156中,可發生多種情況,從而將行55中的每個種子62的樣品部分166從每個種子分級位置52排出、釋放或取出。例如,當種子分級位置行55處于取樣部分收集歧管152的樣品收集區域156中時,正壓歧管76與側向口58連通,借此正壓場通過側向口58進行傳送,以迫使空氣離開種子分級位置行55中的每個種子分級口54。排出種子分級口54的一陣空氣使得種子62的樣品部分166從該特定行55中的分級位置52排出或釋放。種子的樣品部分166在重力作用下穿過漏斗160的單獨通道(其中漏斗160由壁158分隔成單獨通道),經出口162進入管道168。當一行種子的樣品部分166移動到樣品收集區域166時,另一種子分級位置行55移動到切除系統,以進行切除,如圖11A至圖11B中所示。激光切除裝置126移動到切割位置并切除種子行55,之后種子載體沿箭頭154的方向旋轉。依然附著或粘到樣品收集區域156中種子分級位置52的種子62的任何剩余樣品部分166均由樣品排出裝置164取出或排出。樣品排出裝置164防止種子的樣品部分166在輸送種子的樣品部分166的種子分級位置行55旋轉出取樣部分收集歧管152后,仍留在種子分級位置52。取樣種子排出裝置144和樣品部分排出裝置164包括剛性、半剛性或可彎曲的任何條帶、刀刃、剛毛、膜或鉸鏈板等,其放置成在種子輸送位置行55旋轉出取樣種子收集歧管124和樣品部分收集歧管152時接觸相應的取樣種子或種子的樣品部分。因此,本發明預期防止取樣種子148或種子62的樣品部分166通過種子收集系統22錯誤傳送的取樣種子收集歧管124和取樣部分收集歧管152。

圖11B示出種子收集系統22的另一配置。如上文所述,取樣種子收集歧管124可與樣品部分收集歧管152一起圍繞種子載體50的外圍表面61。在圖11B中,樣品種子收集歧管124與樣品部分收集歧管152分開。種子收集系統22的一項實施例包括沿種子載體50的外圍表面61將樣品部分收集歧管152放置在可能的最低點,以促使每個種子62的樣品部分166通過樣品部分收集歧管152移動到種子儲存系統24中。不管樣品部分收集歧管152的位置如何,氣動輔助均可用于促進取樣種子148和/或種子62的樣品部分166穿過相應歧管進入種子儲存系統24。

本發明預期針對種子收集系統22的其他實施例。圖12A示出一項實施例。種子收集系統22包括取樣種子收集歧管124和樣品部分收集歧管152。取樣種子收集歧管124包括先前的實施例所述的特征,包括用于促使取樣種子148和樣品部分166釋放并進入種子收集系統22的氣動輔助系統。因此,每個取樣種子148從種子62的取樣部分166中切除后,取樣種子148至少部分借助穿過口133和137進入與行55中的每個種子分級位置52相關的漏斗136的空氣下降,或者被有助于移動遠離分級位置52并穿過出口138。來自氣動源的空氣可通過入口135和139提供給口133和137。類似地,在樣品部分收集方面,進入樣品部分收集歧管152的空氣通過入口163和165進入,并經由口157和159按比例分配到每個漏斗160中。穿過歧管152的空氣有助于將種子62的樣品部分166移動遠離分級位置52,這樣,重力可單獨或結合氣動輔助來促使樣品部分166穿過歧管152并通過出口162進入儲存系統24。因此,重力結合氣動輔助可用于本發明的各實施例,以使取樣種子148和樣品部分166均通過歧管124和152移動到種子儲存系統24中。

在本發明的優選方面中,歧管124和152包括用于單個處理每個取樣種子和種子部分的單獨通道。例如,樣品種子收集歧管124中的每個通道與相應管道150連通,借此,每個取樣種子148在從種子分級位置52穿過取樣種子收集歧管124并進入相應管道150時保持與其他種子分離(隔開)。與圖12A中所示的種子收集歧管類似,圖12B中所示的取樣部分收集歧管152可包括一個或多個氣動輔助系統,用于幫助每個種子的樣品部分166通過歧管并經由管道168移動到種子儲存系統24中。一方面,樣品部分收集歧管152包括入口163,所述入口經由入口157與正壓源(未圖示)和歧管152連通??掌ü?59和161按比例分配到歧管152中,以間斷或沿箭頭167的方向變化地提供氣流,從而有助于將每個種子的樣品部分166通過樣品部分收集歧管152移動到種子收集系統24中。圖12A至圖12B中所示的氣動系統可與圖11A至圖11B中所示的取樣種子排出裝置144以及種子部分排出裝置164結合使用。本發明預期,取樣種子收集歧管124或樣品部分收集歧管152中的一者或兩者可包括結合或獨立于取樣種子排出裝置144和樣品部分排出裝置164的氣動輔助系統。引入口159和161的正壓可用于促使每個種子的樣品部分166離開行55中的種子分級位置52。每個種子的樣品部分166從種子分級位置52釋放后,樣品部分166在重力以及至少部分在氣動系統的輔助下通過樣品部分收集歧管152落下,所述氣動系統與口159和161連通,從而將間斷、不變或變化的氣流提供到樣品部分收集歧管152中。樣品部分166穿過樣品部分收集歧管152中的單獨通道,并進入具有與管道168連通的出口162的漏斗160。因此,每個樣品部分166單獨或與其他樣品部分166分開傳送,并通過相應管道168。穿過管道150和168的取樣種子148和樣品部分166傳送到下文詳細討論的種子儲存系統24。

圖13至圖20示出種子儲存系統24的各方面。圖13至圖14中的各圖示出取樣種子儲存系統46。取樣種子分配系統44包括多個管道150,每個管道均與取樣種子收集歧管124中的通道連通,借此取樣種子148在從每個種子的樣品部分166中切除后會在重力作用下通過取樣子收集歧管124移動到相應管道150中。多個管道150與取樣種子分配歧管172可操作連通。每個管道150附接在取樣種子分配歧管172的入口174處,并與取樣種子分配歧管172內每個管道150專用的通道單獨連通。

取樣種子分配歧管172包括位于取樣種子分配歧管172的入口(每個管道150的入口)處的種子下降傳感器178,用以監測并驗證取樣種子148從取樣種子收集歧管124穿過取樣種子分配歧管172。這是為了驗證取樣種子148在從切除過程到穿過取樣種子收集歧管124并進入取樣種子分配歧管172的過程中并未被鉤住或拖住。因此,種子下降傳感器178驗證源于種子分級位置行55處的一行種子的取樣種子148成功穿過每個單獨的管道150。檢測到的取樣種子148通過取樣種子分配歧管172,經由噴嘴180穿過出口176。每個管道150與取樣種子分配歧管172的噴嘴176連通。

種子取樣器系統10能夠對通過取樣種子分配歧管172傳送到取樣種子儲存系統46中的儲存位置中的每個取樣種子148的收集和儲存進行協調。圖14A至圖14B、圖17以及圖18A至圖18B中清楚地示出取樣種子儲存系統且所述系統包括托架系統186。所述托架系統186能夠容納一個或多個取樣種子容器182。在本發明的優選實施例中,取樣種子容器182是96坑池泡狀背式容器(96-well?blister?back?container)。本發明預期具有不同形狀、大小、坑池配置和功能的其他容器。托架系統186包括具有多個孔187的一個或多個容器位置,所述孔的布置和配置對應于取樣種子容器182中的多個坑池184。在本發明的另一方面中,托架系統186包括凹形板185,借此,取樣種子容器182便可固定在托架186中,以便與托架186的上表面齊平并防止取樣種子容器182移動。托架系統186還可包括槽溝或凹口,以讓操作員移動并替換取樣種子容器182。

圖14B是往復系統47的透視圖,所述系統用于使托架系統186相對于取樣種子分配歧管172的噴嘴180沿圖14A所示箭頭183的方向來回往復運動。往復系統47包括連接到滑塊188的驅動板191?;?88包括供滑軌192穿過的孔。托架系統186經由圖14A中所示的支柱190附接到驅動板191。驅動板191附接到由電動機196驅動的帶198。帶198由滑輪193和電動機196以可旋轉方式支撐。每個滑輪192由附接到安裝板189的支架194支撐。電動機196也附接到安裝板189。電動機196啟動使帶198旋轉并使驅動板191移動,進而讓托架系統186沿圖14A所示箭頭183的方向移動。因此,在切除一行種子且取樣種子148穿過取樣種子收集歧管124、通過管道150并進入取樣種子分配歧管172后,取樣種子148通過噴嘴176落到一行取樣種子容器182的相應坑池中。電動機196啟動,且托架186移動到下一位置,其中取樣種子容器182中的下一行空坑池184移動到取樣種子分配歧管172的噴嘴180下方的位置,借此,下一批取樣種子148從切除系統42通過取樣種子收集歧管124和取樣種子分配歧管172,移動到取樣種子容器182內的一行坑池中??啥勻⊙腫尤萜?82的每個坑池184內每個取樣種子148的位置進行標引和記錄,從而使取樣種子148可與種子的相應樣品部分166相關聯,以便對每個取樣種子148及其相應取樣部分166進行切除后跟蹤、標引和編目錄。因此,切除每行種子后,行55中的取樣種子148單個傳送到一行取樣種子容器182的坑池中。當種子行55反復通過切除系統時,取樣種子148會傳送到取樣種子容器182中的下一空行,方法是啟動電動機196,從而使托架186沿圖14A中箭頭183所示方向往復運動。托架系統186的移動和移動時間可手動控制或者由本發明的控制系統,例如,控制面板32控制。

圖14B、圖15至圖16、圖19以及圖20通過各圖示描繪了種子部分分配系統以及與該系統結合使用的往復系統47。多個管道168的每個管道與樣品部分收集歧管124連通,借此,每個種子的樣品部分166單個通過樣品部分收集歧管152和每個相應管道168傳送到樣品分配歧管200的入口202中。與取樣種子分配歧管172類似,樣品部分分配歧管200包括與入口202和出口204連通的單獨通道。每個管道168通過入口202將種子的單個樣品部分166傳送到種子部分分配歧管200中,并經由噴嘴208穿過出口204。種子部分分配歧管200的每個噴嘴208的出口204提供用于將種子的每個取樣部分166移動到樣品部分容器210中的空坑池的構件。在本發明的優選形式中,樣品部分容器210包括微孔板。本發明預期具有不同大小、形狀、坑池配置和功能的其他容器。種子部分儲存系統36還包括托架系統214,用于支撐任意數量的樣品部分容器210。托架系統214可包括凹形板213,借此,樣品部分容器210可固定在托架的凹形板213中,以防止取樣部分容器210在往復系統47沿圖16中箭頭211所示方向移動托架系統214時發生移位。樣品部分容器210包括多個坑池212,用于容納種子的樣品部分166。樣品部分容器210中的每個坑池可進行標引。在本發明的優選實施例中,樣品部分種子容器210中坑池的數量等于圖18A至圖18B所示取樣種子容器182中坑池184的數量。因此,來自一行種子的取樣種子148傳送到占據單行的取樣種子容器182中,且那些種子中的每個種子的樣品部分166傳送到樣品部分種子容器210中的單行坑池212中,且取樣種子容器182和樣品部分種子容器210中的這些行可進行標引或與彼此相關聯,以便跟蹤這兩個容器中取樣種子148及其取樣部分166的位置。

與取樣種子儲存系統46類似,種子部分儲存系統36還包括圖14B中清楚示出的相同往復系統47。上文詳細討論了圖14B中所示的往復系統47。托架系統214經由支柱218附接到往復系統47的驅動板191。電動機196啟動后,驅動板191將托架系統214移動到種子部分分配歧管200的噴嘴208下方所需的位置。因此,切除每行種子且行55中的樣品部分166通過取樣種子收集歧管124和種子部分分配歧管200進行傳送后,每個種子的樣品部分166被收集在樣品部分容器210的單個空行中。每次重復切除過程便意味著將另一行種子引入切除過程,且種子部分由一行種子形成,來自種子的樣品部分166傳送到樣品部分容器210內的下一空行中。就取樣種子容器182而言,發生此類似過程,從而取樣種子148和種子的樣品部分166以彼此相對于各自在單獨容器182和210中的位置進行標引。一旦樣品部分種子容器210充滿種子的樣品部分166,則樣品部分種子容器210可從托架214取出并用于檢驗,例如,用于挑選該容器中的種子群體。類似地,取樣種子容器182滿了之后,該容器可從托架系統186取下,并密封或覆蓋。在切除過程中使組織與種子進行非致死分離的情況下,如果確定取樣種子148含有所需的特性和性狀,則可種植取樣種子容器中的各個坑池184中所收集的取樣種子148。在此過程中,可對取樣種子和種子部分之間的相關性進行跟蹤、標引和編目錄。

方法

圖21A至圖21C示出通過一個或多個步驟描述的本發明的方法。本發明的一種方法的步驟包括,但不限于,圖21A至圖21C所示的那些步驟??技庸ぶ腫郵?,首先要啟動或開啟種子取樣器系統10(步驟300)。在加工過程中,種子取樣系統10隨時可停止,并處于“按下停止(stop?pressed)”模式,直到操作員將系統10從“按下停止”模式釋放為止(步驟302)。顯示面板18可包括表示此操作的文本或其他說明的顯示內容。例如,在步驟302中,顯示面板18可顯示“按下停止”等消息。如果系統10已開啟,則顯示面板18顯示“按下電源(Press?Power)”消息(步驟304)。系統10可保持休眠或睡眠模式,直到操作員按下電源按鈕為止。按下電源按鈕會使種子載體50移動到下一標引點,且此時系統10已準備繼續進行該過程。如果種子樣品部分托架214和/或取樣種子托架186未處于初始位置,則系統10要將托架移動到初始位置。當這兩個托架均處于初始位置時,系統10打開操作員入口門,以讓操作員進入托架(步驟306)。顯示面板18顯示消息“更換托架(Change?Trays)”。系統10要求,供進入托架的門在托架移動到裝載位置之前打開和關閉(步驟308)。當入口門處于打開位置時,顯示面板18顯示消息“關門”。在更換托架(如果需要的話)且入口門移動到關閉位置后,顯示面板18顯示消息“按下托架裝載(Press?Tray?Load)”(步驟308)。在操作員按下托架裝載按鈕后,系統10將取樣種子托架和種子樣品部分托架移動到裝載位置(步驟308)。如果要加工新一批種子,則將一批或多批種子,例如大豆或其他種子,倒入或放入種子分配系統38中(步驟310)。如果現有的一批種子仍在種子分配系統38中,則可跳過那批種子的裝載步驟。種子取樣器系統10由操作員在控制面板32處啟動。操作員可隨時將操作參數輸入控制面板32,以控制種子取樣器系統10的功能。例如,操作員可輸入與激光的功率和速度和操作、基于種子類型的特定切割位置、加工的種子數量相關的控制參數,或其他操作參數。

一批或多批種子已引入種子分配系統38且操作參數輸入控制面板32后,操作員可開始加工種子。如果此時用于系統10的真空系統尚未啟動,則操作員在特定消息的指示下,經由顯示面板來“開啟真空”(步驟312)。真空系統啟動后,負壓系統(例如,真空系統)啟動,從而使負壓歧管68處于真空下。為了將一行種子移動到操作員可見的位置,操作員按下種子載體標引按鈕(步驟314)。操作員可根據需要,基于所加工的種子類型以及進行的切割類型對可見行中的每個種子進行定向(步驟314)。當電動機86將第一種子分級位置行55移動到種子分配系統38中時,側向口58也移動成與負壓歧管68連通,借此,負壓通過與種子分級口54連通的側向口58傳送,從而將種子固持在行55內的每個種子分級位置52。種子載體50繼續沿圖8C中箭頭108所示的方向旋轉。隨著種子分級位置行55移動通過種子分配系統38,由于負壓或真空通過每個種子分級位置52的每個種子分級口54進行傳送,因此在每個種子分級位置52處拾取并固持種子62。如果需要新一行的種子,則系統10會在操作員確定后繼續操作(步驟316)。如果操作員輸入否,則系統10跳到步驟320,但如果輸入是,則系統繼續進行步驟318。對步驟316處的詢問回答是需要操作員再一次按下種子載體標引按鈕,以拾取新一行種子,從而將定向的那行種子旋轉到切割位置,如下文更詳細地描述。種子載體旋轉會使種子載體上的下一行旋轉到操作員可見的位置,其中如果需要,可對該行中的每個種子進行定向(步驟318)。當執行此步驟時,托架并未進行標引。隨著種子載體旋轉,另一種子分級位置行55旋轉到種子分配系統38中。隨著下一行種子分級位置52旋轉到種子分配系統38中,與該行種子分級位置52相關的側向口58與負壓歧管68連通,借此,負壓或真空通過種子分級口54傳送到行55中的每個種子分級位置52。因此,當種子載體50旋轉通過種子分配系統38時,行中的每個種子分級位置52將種子拾取或固持在分級位置52處。種子載體50和每行55種子分級位置52隨后繼續旋轉通過種子分配系統38,直到第一行種子到達切除系統42為止。當具有固持在每個位置的種子的種子分級位置行55進入切除系統42時,種子載體50的旋轉會停止一段時間,以便進行切除過程。切除過程優選要求操作員按下激光切割器的“運行(go)”按鈕,以開始進行激光切割。在切割切除系統處的那行種子的同時,如果需要,操作員可對下一行進行定向,以便進入切除系統(步驟328)。激光切除裝置126移動到切割位置,其中裝置的一部分設在或固定在種子載體50的外圍表面61中的側向支座140中。激光切除裝置126相對于種子載體50的外圍表面61的位置確定激光146在種子上進行切割的位置。激光切除裝置相對于保持在每個種子分級位置52處的那行種子,沿圖10所示箭頭128的方向移動。因此,當激光切除裝置126穿過第一個種子時,取樣種子148與仍固持在種子分級位置52處的樣品部分166分開,并在重力作用或氣動輔助下通過取樣種子收集歧管124和取樣種子分配歧管172落入取樣種子容器182中的第一坑池184內。激光切除裝置126繼續橫向移動穿過該行種子,如圖10中箭頭128所示。切除每個種子后,取樣種子148釋放并在重力作用或氣動輔助作用下通過取樣種子分配歧管172和種子部分分配歧管200落入取樣種子容器182中的相應坑池184。顯示面板18顯示取樣種子落下時的種子位置捕獲情況、計算的總數和行數(步驟330)。如果有任何種子未落下或未與種子的樣品部分分離,則操作員可重新開始激光切割(步驟332)。在激光切除裝置126穿過那行種子后,切除裝置126移動遠離種子載體50的外圍表面61,以讓種子載體50旋轉,從而使下一行種子移動到切除系統42且先前切除的那行種子將種子的取樣部分166移動到取樣部分收集歧管152中。當處于托架中任一托架的最后一行時,系統使“托架返回(tray?return)”按鈕閃爍,以詢問操作員是否在平坦托架上結束或者種子分配器是否近乎清空。如果在該詢問過程中的任何時間或其他任何時間按下托架返回按鈕,則系統設置托架返回標記,用于標記先前的位置(步驟334)。但是,如果所有托架均滿但并未按下“托架返回”,則系統設置“托架返回”標記,但不要求新一批種子。系統中存在的種子停留在種子載體上并處于種子分配系統中(步驟336)。如果關于“托架返回標記設置(Tray?Return?Flag?Set)”詢問向系統輸入是,則系統要求一個額外種子載體標引,且如果以一批種子結束,則轉到清理種子載體(步驟340),從而在步驟306處再次開始該過程。另一方面,如果操作員對該詢問的回復為否,則系統返回步驟314。

移動到樣品部分收集歧管152的樣品收集區域156中的每個種子的樣品部分166會從樣品輸送位置52釋放,這是因為用來將每個種子的樣品部分166固持在種子分級位置52的負壓或真空因側向口52不再與負壓歧管68連通而切斷。隨著種子載體50繼續將一行切除后的種子朝樣品收集區域156旋轉,側向口58旋轉成與正壓歧管76連通。正壓源,例如,壓縮機或真空(未圖示)等負壓源的輸出側,附接到正壓歧管76的入口78,從而提供氣流,使之穿過側向口58、種子分級口54并流出種子分級位置52,以從種子分級位置52中排出或釋放種子的每一個樣品部分166,借此,樣品部分166在重力作用或氣動輔助的作用下,通過樣品部分收集歧管152和種子部分分配歧管200落入樣品部分種子容器210中的相應坑池212中。向系統10提供正壓或負壓或這兩者的源的啟動和啟動時間可手動控制或者由本發明的控制系統,例如,控制面板32控制。

如果種子在上一循環中進行了切割,則托架指向容器的下一行。如果上一托架處于該托架的最后一行,則系統10指向下一托架(步驟320)。來自先前激光切割的種子樣品部分166在種子載體50進行標引時落入種子收集系統(步驟322)。托架標引或重復在以下情況下完成:往復系統47重復托架系統186一行,以使新一行空坑池184與取樣種子分配歧管172的噴嘴188連通。在取樣種子收集歧管214和取樣種子分配歧管172現與取樣種子容器182中的新一行坑池184連通的情況下,啟動激光切除裝置126,以切除種子行55。系統10在托架系統推進托架之前等待約20秒,以待種子樣品部分落下。種子載體移動優選在此等待期間鎖定(步驟326)。在行55中的種子62由切除系統42切除時,從種子的樣品部分166中切除的取樣種子148在重力作用或部分在氣動輔助作用下,通過取樣種子收集歧管124落入取樣種子容器182中的相應坑池184中。例如,在種子裝載標引結束時,系統10開始一秒5次空氣脈沖,隨后進行10秒收集漏斗吹氣(步驟322)。顯示面板18可為操作員提供指示各個種子樣品部分落下位置狀態以及種子樣品部分總數的一個或多個顯示內容。消息可保留在顯示內容上,直到操作員開始下一個激光切割循環為止(步驟324)。激光切除裝置126完成對該行的切除后,激光切除裝置移動遠離種子載體50的外圍表面61,從而使種子載體50可旋轉。隨著種子載體50旋轉,仍掛在或附接在種子分級位置52處的種子的任何剩余樣品部分166通過樣品部分收集樣品歧管152中的樣品排出裝置164排出、分離或取出。類似地,隨著種子載體50旋轉,切除后尚未從樣品部分166中釋放的任何取樣種子148在種子載體50使切除后的那行種子旋轉過樣品部分收集歧管152中的樣品排出裝置164時取出或排出。

當種子行55放置在切除系統42處以供切除時,側向正壓口60與正壓歧管72連通。正壓系統,例如壓縮機或者真空或負壓系統的出口,可用于將空氣饋送到正壓歧管72的入口74。通過正壓歧管72的空氣流經側向正壓口60并流出環繞每個種子分級位置52的正壓口56。從環繞種子分級位置52的凹槽64中排出的空氣有助于將源于切除過程的任何煙塵、灰塵、碎屑或其他物質移離切割區域,從而使激光切除裝置126的效率達到最大。每當新的種子行55反復通過切除系統42時,往復系統47便會反復移動取樣種子容器182和樣品部分種子容器210,這樣,這兩個容器中的一行空坑池便與取樣種子分配歧管172和種子部分分配歧管200的噴嘴180和208連通。

當一行種子分級位置52旋轉出樣品部分收集歧管152中的樣品收集區域156時,側向口58移動成不與正壓歧管76連通,這樣,側向口此時便承受周圍壓力,直到種子載體繼續旋轉到側向口58回到與負壓歧管68連通的點為止,在該點處,與此特定側向口58連通或相關的種子分級位置行55現在在旋轉回到種子分配系統38中時處于負壓或真空下,從而拾取每個種子分級位置52處的另一批種子。

上述步驟繼續進行,直到加工完所需的種子量為止。因此,從上述描述可以明白,本發明提供一種滿足或超出所有上述目標的高通量種子取樣方法。

系統

種子取樣器系統10可對一批種子進行高通量自動化成批取樣和標引。種子取樣器系統10包括切除系統42。在優選形式中,切除系統42包括激光切除裝置,所述激光切除裝置發射激光146,提供可相對于種子載體50移動的可控切割路徑。種子取樣器系統10還包括種子分配系統38。種子分配系統38包括用于一批或多批種子的本地儲存點。種子分配系統38與種子載體50連通,借此,種子分配器96中的種子在朝鄰近種子載體50的外圍表面61的收集區域104下降時由種子分配器96中的葉片98和通道99進行引導和定向。

種子取樣器系統10還包括控制系統,所述控制系統包括控制面板32、控制箱28以及顯示面板18。操作員進行的編程或其他輸入,包括來自計算機或控制器的網絡指令,均用于對種子取樣器系統10的操作進行控制。種子載體50包括一個或多個口,這些口通過種子載體50的旋轉而與正壓場或負壓場連通。例如,種子載體50包括多個種子分級位置52。在本發明的一方面中,種子分級位置52在種子載體50的外圍表面61上按順序排列成行55。每個種子分級位置52包括種子分級口54。種子分級口54與負壓歧管68或正壓歧管76交替連通。每個種子分級位置52還包括至少部分環繞每個種子分級位置52以及相應種子分級口54的正壓口,借此當側向正壓口60通過旋轉種子載體50而與正壓歧管72連通時,空氣通過圍繞每個種子分級位置52的凹槽64排出。來自本發明的控制系統的指令輸入到電動機86,用于使帶82旋轉,從而使種子載體50旋轉。本發明的控制系統通過從種子載體位置傳感系統51接收反饋來監測種子載體50的位置,包括種子載體50的外圍表面61上每個相應的種子分級位置行55。

在側向口58與負壓歧管68連通時,負壓場通過側向口58、種子分級口54傳送到與側向口58連通的種子分級位置行55中的每個種子分級位置。在本發明的優選方面中,當一行種子分級口54旋轉到種子分配系統38中時,該行分級口與負壓歧管68連通。每個種子分級位置52處的負壓或真空拾取并固持種子,用于從種子分配系統38移動到切除系統42。只要側向口58與負壓歧管68連通,種子分級位置52便處于固持模式。負壓歧管68可配置成使任何數量的側向口58在給定時間與負壓歧管68連通。例如,負壓歧管68可經配置以在任何給定時間與更多側向口58(見圖3B)或更少側向口58(見圖3A)連通,具體取決于拾取種子62的位置與種子部分166落入歧管152的位置之間的徑向距離。在圖3B所示的實施例中,側向口58從其旋轉到種子分配系統38中起,直到每個側向口到達樣品部分收集歧管152止(旋轉大約270度后)與負壓歧管68連通。相反地,在圖3A所示的實施例中,由于樣品部分歧管152的位置改變,因此側向口58在種子載體50旋轉約190至200度時與負壓歧管68連通。在這兩種情況下,在側向口58旋轉成不與負壓歧管68連通后,當與種子分級口行相關的側向口58開始或旋轉成與正壓歧管76連通時,種子分級位置行55經受正壓場。在切除過程中,與種子分級位置行55相關的側向正壓口60與正壓歧管72連通,借此,來自正壓源的空氣通過與種子分級位置52相關的正壓口56進行傳送。

切除系統42包括激光,其可通過一個或多個電動機或控制器相對于種子載體50的外圍表面61定位。在切除過程中,通風系統16幫助移除源于切除過程的任何不需要的煙塵、灰塵或其他碎屑。切除過程至少部分在種子收集系統22中進行。種子收集系統22包括取樣種子分配系統44和種子部分分配系統48。在對一行種子進行切除的過程中,那行種子與取樣種子分配系統44連通。當行中的每個種子均被激光146切除時,取樣種子148與種子的樣品部分166分離并落入取樣種子分配系統44中。通入取樣種子分配系統44的氣動系統可用于幫助每個取樣種子148下降。

種子收集系統22包括通道130,借此激光146在不接觸種子收集系統22的壁的情況下穿過。激光146穿過通道130并最終在撞擊種子取樣器系統10的壁或表面之前散射。本發明預期其他散射構件,例如,散射膜或表面可放置在激光146的切割路徑中,以使激光散射。

取樣種子分配系統44可包括取樣種子排出裝置144,以幫助從種子取樣位置52中取出取樣種子148。例如,如果切除種子后,取樣種子148掛在或仍附著在種子分級位置52,則取樣種子排出裝置144有助于將取樣種子148從種子分級位置52分離出來,方法是在取樣種子148轉過取樣種子排出裝置144時排出所述取樣種子。取樣種子排出裝置144可包括板的邊緣或其他固定、可拍動或半剛性膜,以幫助從每個種子分級位置52排出或釋放取樣種子148。

種子載體50沿圖11A至圖11B所示箭頭154的方向旋轉使一行切除后的種子從與取樣種子分配系統44連通移動到與種子部分分配系統48連通。一行切除后的種子(具有剩余種子部分166)從與取樣種子分配系統44連通旋轉到與樣品部分分配系統48會使種子分級位置52處的壓力場從負壓場變成正壓場,其中固持在種子分級位置行55處的種子部分166被吹出或排出種子分級位置52。落下的種子的取樣部分166通過種子部分分配系統48下降。在種子的取樣部分166未與種子分級位置52分離的情況下,種子的樣品部分166由樣品部分排出裝置164從種子分級位置52排出或刷去。樣品部分排出裝置164可包括接近種子載體50的外圍表面61的可拍動、剛性或半剛性板或邊緣,用于將種子樣品部分166從種子分級位置52刮掉、擦掉或移去,以將所述種子樣品部分釋放到種子部分分配系統48中,從而收集在種子儲存系統24中。在種子載體50沿圖11A至圖11B所示箭頭154的方向旋轉時,可將種子的種子部分166從種子分級位置52移去。

種子的各個部分、取樣種子148和每個種子的樣品部分166彼此分開傳送到種子儲存系統24。取樣種子分配系統44經由取樣種子分配歧管172與種子儲存系統24連通。類似地,種子部分分配系統48經由樣品部分分配歧管200與種子儲存系統24連通。取樣種子分配歧管172和樣品部分分配歧管200均包括與管道150和168連通的單獨通道或管道。取樣種子148通過管道150和取樣種子分配歧管172進行傳送。通過相對于管道150和取樣種子分配歧管172放置的種子下降傳感器178可確認取樣種子穿過取樣種子分配歧管172。取樣種子分配歧管172的出口176處的噴嘴180相對于取樣種子容器182中的一行坑池184進行放置。從操作員控制面板32或種子取樣器系統10的控制系統接收指令的往復系統47將托架系統186移動到取樣種子分配歧管172的噴嘴180下方。類似地,另一相同的往復系統47放置托架系統246,從而將樣品部分種子容器210中的一行空坑池212放置在樣品部分分配歧管200的出口204處的噴嘴208的正下方。

種子的樣品部分166從種子分級位置中釋放,并在下降過程中通過種子部分分配系統48、通過管道168而進入樣品部分分配歧管200。各個管道168將每個樣品部分166輸送到樣品部分種子容器210中的單個空坑池212中。種子下降傳感器206在取樣部分166穿過管道168和樣品部分分配歧管200而進入取樣部分種子容器210中的空坑池212時對所述取樣部分的下降進行監測和檢測。

取樣種子托架系統186重復將取樣種子容器182的另一行新的空坑池放置在取樣種子分配歧管172的出口176處的噴嘴180的正下方。類似地,種子部分托架系統214重復將樣品部分種子容器210的一行空坑池212放置在樣品部分分配歧管200的出口204的噴嘴208的正下方。此過程持續到加工完整批種子或到已填滿每個取樣種子容器182和取樣部分容器210中所需數量的坑池為止。

種子取樣器系統10還包括氣動系統。所述氣動系統包括用于將正壓場或負壓場提供給系統10的一個或多個壓力啟用功能的一個或多個構件。例如,負壓場可由真空裝置的入口提供,且正壓場可由同一或另一真空源的出口提供。類似地,正壓場可通過從壓縮機或其他正壓源傳送正壓空氣而提供。在本發明的優選實施例中,負壓歧管68具有與負壓源連通的出口70,正壓歧管76具有與正壓源連通的入口78,且正壓歧管72具有與氣動系統49的正壓源連通的入口74。此外,在氣動輔助用于幫助取樣種子148或每個種子的樣品部分166中的一個或兩個通過種子收集系統22下降的情況下,氣動系統49可與種子收集系統連通,借此,如果需要的話,則在取樣種子分配系統44和種子部分分配系統48中的每個通道或一系列通道處提供正壓場或負壓場。例如,氣動系統49可包括與圖12A至圖12B所示種子收集系統22中的口157、159和161連通的一個或多個正壓管道???57、159和161可進行定向,從而幫助每個取樣種子148和樣品部分166落入種子儲存系統24中。

本發明的示例性實施例已在附圖和上述說明中闡述,而且雖然采用了特定術語,但這些術語一般僅用于說明,并不用于限制。在不脫離如所附權利要求書中進一步限定的本發明的精神和范圍的前提下,可以根據情形需要,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效的替代形式。

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自動化 種子 取樣 設備 方法 系統
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