植物表型平台多轨道切换系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术提供了植物表型平台多轨道切换系统及其使用方法，所述植物表型平台多轨道切换系统包括：平行轨道相互平行排列，切换轨道相互平行排列，位于平行轨道的一端或两端，且与平行轨道垂直；轨道切换平台安装在两条相邻的切换轨道上，沿切换轨道移动，表型平台安装在两条相邻的平行轨道上，沿平行轨道移动；多条第一移动线缆滑轨分别安装在对应的平行轨道的侧部；第二移动线缆滑轨安装在轨道切换平台上；移动线缆安装在第一移动线缆滑轨上，且移动线缆的一端与表型平台连接，另一端与电源连接。本发明专利技术能够数倍至数十倍的增加表型平台的工作面积，可以大幅度提高小型表型平台的每日检测通量，增加检测植物样本数。增加检测植物样本数。增加检测植物样本数。

【技术实现步骤摘要】
植物表型平台多轨道切换系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及植物表型平台领域，特别涉及一种植物表型平台多轨道切换系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]在现有技术中，植物表型是指植物在特定环境条件下生长发育过程中表现出来的各种性状，包括植物的形态结构及植物生理和生化特征等。植物表型包括叶片、个体、群体等不同尺度的多种类型的数据，如植物叶片形态、颜色、色素含量、光合速率、光系统效率、气孔导度，植物个体形态，植物群体叶面积、植物群体光合速率等。
[0003]植物表型是植物基因型与环境相互作用的结果，基因型和环境都会影响植物表型，因此植物表型变异范围大。在不同植物物种之间以及同一物种的不同基因型个体之间存在表型差异。相同基因型的个体所处生长环境不同时，其表型也会存在差别。
[0004]在植物表型组学及表型平台方面，遗传学和功能基因组学是研究基因型与表型之间的关系的学科，如基因功能研究就是研究特定基因型能够导致什么样的表型。作物育种是通过改变品种基因型来获取优异的表型，如高产、优质、抗逆等性状。作物栽培学是通过优化作物生长环境要素，如水肥管理等，来提高作物产量等性状。上述无论基础研究或是育种和栽培应用，都离不开对植物基因型和表型数据的获取。
[0005]当前生物学进入后基因组时代，高通量基因测序技术的发展使得检测植物个体的基因型所需时间较短、人力较少、费用较低。相比之下，获取植物表型数据则需要消耗大量时间、人力、费用，植物表型检测成为相关基础研究和育种等应用领域发展的瓶颈。
[0006]近年来，植物表型组学快速发展，植物表型组学是将植物学和农学与计算机科学、工程学、机器人科学等学科融合的交叉学科。为了高通量、自动化获得植物表型数据，科学家们设计研制了各类植物表型平台，包括轨道移动式、传送带式、无人机载式、地面车载式、空中悬索式等不用类型。
[0007]其中，传送带式一般适合在温室盆栽植物使用，不适合田间作物。无人机载式一般适合于田间使用，地面车载式和空中悬索式适合于田间或面积较大的温室大棚内。轨道移动式(也称为门架式)表型平台与其它类型平台相比，具备最高的田间表型检测精度，但是其工作范围受到轨道铺设范围的限制，扩大检测范围需要提高轨道之间的距离和轨道的长度。
[0008]一方面，增加表型平台的跨度需要大幅度提高机械结构强度，其带来的缺点是造价高、重量大、安装维护复杂、体积过大不能进入仓库，只能暴露在户外，不利于表型成像单元的保养维护。另一方面，对于一般的试验田块，其单一方向上的长度是有限的，一般长度在200米以内，而且长条形试验田还可能带来土壤肥力差异大等问题，给试验带来更大的误差。
[0009]有鉴于此，本领域技术人员研制了新型的植物表型平台多轨道切换系统，以期克服上述技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中植物表型平台造价高、重量大、安装维护复杂、且体积过大等缺陷，提供一种植物表型平台多轨道切换系统及其使用方法。
[0011]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0012]一种植物表型平台多轨道切换系统，其特点在于，所述植物表型平台多轨道切换系统包括：
[0013]多条平行轨道和多条切换轨道，所述平行轨道相互平行排列，所述切换轨道相互平行排列，位于所述平行轨道的一端或两端，且与所述平行轨道垂直；
[0014]轨道切换平台和表型平台，所述轨道切换平台安装在两条相邻的所述切换轨道上，沿所述切换轨道移动，所述表型平台安装在两条相邻的所述平行轨道上，沿所述平行轨道移动，当所述轨道切换平台移动至与所述平行轨道对应对齐时，所述表型平台移动至所述轨道切换平台上，并随着所述轨道切换平台的移动实现所述平行轨道的切换；
[0015]多条第一移动线缆滑轨，分别安装在对应的所述平行轨道的侧部；
[0016]第二移动线缆滑轨，安装在所述轨道切换平台上；
[0017]移动线缆，安装在所述第一移动线缆滑轨上，且所述移动线缆的一端与所述表型平台连接，另一端与电源连接；
[0018]当所述第二移动线缆滑轨与所述第一移动线缆滑轨对齐时，所述移动线缆沿所述第一移动线缆滑轨和所述第二移动线缆滑轨移动。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，所述轨道切换平台包括轨道切换平台的框架、多个轮子支架、多根短轨道、多个主动轮总成和多个从动轮总成，所述短轨道安装在所述框架的纵向方向上；
[0020]所述轮子支架安装在所述框架的底端，位于所述切换轨道上，所述主动轮总成和所述从动轮总成分别安装在对应的所述轮子支架下方。
[0021]根据本专利技术的一个实施例，所述框架包括多根纵梁和多根横梁，所述纵梁和所述横梁相互连接组成所述轨道切换平台的框架，所述短轨道安装在所述纵梁的上方，横跨所述切换轨道。
[0022]根据本专利技术的一个实施例，所述框架包括四根纵梁、两根横梁、四个轮子支架、两个主动轮总成和两个从动轮总成，每两根纵梁平行排列为一组，所述横梁连接在每组所述纵梁之间；
[0023]所述轮子支架分别安装在每组所述纵梁的两端，所述主动轮总成安装在一侧的所述轮子支架下方，所述从动轮总成安装在另一侧的所述轮子支架下方；
[0024]两组所述横梁通过所述主动轮总成和所述从动轮总成可移动地安装在所述切换轨道上。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，所述主动轮总成包括步进电机、涡轮减速箱、减速箱连接支架、轮子框架、钢轴和钢轨轮，所述涡轮减速箱安装在所述减速箱连接支架上，所述步进电机和所述涡轮减速箱连接；
[0026]所述轮子框架安装在所述减速箱连接支架的侧部，所述钢轴安装在所述轮子框架内，所述钢轨轮安装在所述轮子框架的底部，所述步进电机通过所述涡轮减速箱带动所述钢轴转动。
[0027]根据本专利技术的一个实施例，所述从动轮总成包括轮子框架、钢轴和钢轨轮，所述钢轴安装在所述轮子框架内，所述钢轨轮安装在所述轮子框架的底部。
[0028]根据本专利技术的一个实施例，所述轨道切换平台还包括多根斜拉杆，所述斜拉杆连接在相邻的所述横梁和所述纵梁之间。
[0029]根据本专利技术的一个实施例，所述平行轨道的轨距为3-10m，所述平行轨道的长度为10-100m，所述平行轨道的数量为3-11条。
[0030]根据本专利技术的一个实施例，所述切换轨道的轨距为1.5-4m，所述切换轨道距离所述平行轨道末端为10-40cm。
[0031]根据本专利技术的一个实施例，所述切换轨道低于所述平行轨道，且两者高度差大于所述短轨道的高度。
[0032]本专利技术还提供了一种植物表型平台多轨道切换系统的使用方法，其特征在于，所述使用方法采用如上所述的植物表型平台多轨道切换系统，所述使用方法包括以下步骤：
[0033]S1、所述表型平台从第一田块上沿着所述平行轨道驶向所述轨道切换平台并登上所述轨道切换平台，所述第一田块由任意两根相邻的所述平行轨道围设而成；
[0034]S2、所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物表型平台多轨道切换系统，其特征在于，所述植物表型平台多轨道切换系统包括：多条平行轨道和多条切换轨道，所述平行轨道相互平行排列，所述切换轨道相互平行排列，位于所述平行轨道的一端或两端，且与所述平行轨道垂直；轨道切换平台和表型平台，所述轨道切换平台安装在两条相邻的所述切换轨道上，沿所述切换轨道移动，所述表型平台安装在两条相邻的所述平行轨道上，沿所述平行轨道移动，当所述轨道切换平台移动至与所述平行轨道对应对齐时，所述表型平台移动至所述轨道切换平台上，并随着所述轨道切换平台的移动实现所述平行轨道的切换；多条第一移动线缆滑轨，分别安装在对应的所述平行轨道的侧部；第二移动线缆滑轨，安装在所述轨道切换平台上；移动线缆，安装在所述第一移动线缆滑轨上，且所述移动线缆的一端与所述表型平台连接，另一端与电源连接；当所述第二移动线缆滑轨与所述第一移动线缆滑轨对齐时，所述移动线缆沿所述第一移动线缆滑轨和所述第二移动线缆滑轨移动。2.如权利要求1所述的植物表型平台多轨道切换系统，其特征在于，所述轨道切换平台包括轨道切换平台的框架、多个轮子支架、多根短轨道、多个主动轮总成和多个从动轮总成，所述短轨道安装在所述框架的纵向方向上；所述轮子支架安装在所述框架的底端，位于所述切换轨道上，所述主动轮总成和所述从动轮总成分别安装在对应的所述轮子支架下方。3.如权利要求2所述的植物表型平台多轨道切换系统，其特征在于，所述框架包括多根纵梁和多根横梁，所述纵梁和所述横梁相互连接组成所述轨道切换平台的框架，所述短轨道安装在所述纵梁的上方，横跨所述切换轨道。4.如权利要求3所述的植物表型平台多轨道切换系统，其特征在于，所述框架包括四根纵梁、两根横梁、四个轮子支架、两个主动轮总成和两个从动轮总成，每两根纵梁平行排列为一组，所述横梁连接在每组所述纵梁之间；所述轮子支架分别安装在每组所述纵梁的两端，所述主动轮总成安装在一侧的所述轮子支架下方，所述从动轮总成安装在另一侧的所述轮子支架下方；两组所述横梁通过所述主动轮总成和所述从动轮总成可...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新广，宋青峰，常天根，王永刚，唐启鸣，
申请(专利权)人：中国科学院分子植物科学卓越创新中心，
类型：发明
国别省市：