专利摘要

专利摘要

本实用新型提供了植物表型平台多轨道切换系统，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。本实用新型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。

权利要求

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移动地安装在所述切换轨道上。

5.如权利要求4所述的植物表型平台多轨道切换系统，其特征在于，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；

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。

6.如权利要求4所述的植物表型平台多轨道切换系统，其特征在于，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。

7.如权利要求4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。

8.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。

9.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。

10.如权利要求9所述的植物表型平台多轨道切换系统，其特征在于，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。

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

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：

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。

根据本实用新型的一个实施例，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；

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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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；

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移动地安装在所述切换轨道上。

根据本实用新型的一个实施例，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；

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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

根据本实用新型的一个实施例，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。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型植物表型平台多轨道切换系统及其使用方法具有如下诸多优势：

一、其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；

二、由于工作面积的增加，可以划分区域分批次种植不同作物，减少因翻地、播种、发芽以及植物生长初期不能检测等导致的表型平台空闲时间，进一步提高表型平台在一年中的整体利用率。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统的结构示意图。

图2为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统中轨道切换平台的结构示意图。

图3为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统中主动轮总成的结构示意图。

图4为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统的轨道铺设示意图。

图5为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统的使用方法的切换过程示意图。

【附图标记】

平行轨道 10

切换轨道 20

轨道切换平台 30

表型平台 40

第一移动线缆滑轨 50

第二移动线缆滑轨 60

移动线缆 70

轮子支架 31

短轨道 32

主动轮总成 33

从动轮总成 34

纵梁 35

横梁 36

斜拉杆 37

步进电机 331

涡轮减速箱 332

减速箱连接支架 333

轮子框架 334

钢轴 335

钢轨轮 336

钢轨 11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22

植物种植田块为 101、102、103、104、105、106、107、108

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

图1为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统的结构示意图。图2为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统中轨道切换平台的结构示意图。图3为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统中主动轮总成的结构示意图。

如图1至图3所示，本实用新型公开了一种植物表型平台多轨道切换系统，其包括：多条平行轨道10、多条切换轨道20、轨道切换平台30、表型平台40、多条第一移动线缆滑轨50、第二移动线缆滑轨60和移动线缆70。其中，平行轨道10相互平行排列，切换轨道20相互平行排列，位于平行轨道10的一端或两端，且与平行轨道10垂直。轨道切换平台30安装在两条相邻的切换轨道 20上，沿切换轨道20移动，表型平台40安装在两条相邻的平行轨道10上，沿平行轨道10移动。当轨道切换平台30移动至与平行轨道10对应对齐时，表型平台40移动至轨道切换平台30上，并随着轨道切换平台30的移动实现平行轨道10的切换。第一移动线缆滑轨50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60安装在轨道切换平台30上。移动线缆70安装在第一移动线缆滑轨50上，且移动线缆70的一端与表型平台40连接，另一端与电源连接。当第二移动线缆滑轨60与第一移动线缆滑轨50对齐时，移动线缆70沿第一移动线缆滑轨50和第二移动线缆滑轨60自由移动。

优选地，轨道切换平台30包括轨道切换平台的框架、多个轮子支架31、多根短轨道32、多个主动轮总成33和多个从动轮总成34，将短轨道32安装在所述框架的纵向方向上。轮子支架31安装在所述框架的底端，位于切换轨道20上，主动轮总成33和从动轮总成34分别安装在对应的轮子支架31下方。

此处，所述框架优选地包括多根纵梁35和多根横梁36，纵梁35和横梁36 相互连接组成轨道切换平台30的框架，短轨道32安装在纵梁35的上方，横跨切换轨道20。短轨道32之间的距离与表型平台40的轮子之间距离相同。

更近一步地，本实施例中所述框架包括四根纵梁35、两根横梁36、四个轮子支架31、两个主动轮总成33和两个从动轮总成34，每两根纵梁35平行排列为一组，横梁36连接在每组纵梁35之间。轮子支架31分别安装在每组纵梁35的两端，主动轮总成33安装在一侧的轮子支架31下方，从动轮总成34 安装在另一侧的轮子支架31下方。两组横梁36通过主动轮总成33和从动轮总成34可移动地安装在切换轨道20上。

另外，轨道切换平台30还包括多根斜拉杆37，斜拉杆37连接在相邻的横梁36和纵梁35之间。

如图1所示，本实施例中两根短轨道32平行安装到四根纵梁35之上，四根纵梁35与切换轨道20平行，并且位于切换轨道20的两条轨道的两侧，距切换轨道20约10-20厘米。两根横梁36位于四根纵梁35之上并与四根纵梁 35固定。四根斜拉杆37将其中两根纵梁35与两根横梁36进行斜拉加固。四个轮子支架31横跨在切换轨道上方并与纵梁35相连接，四个轮子安装到四个轮子支架31下方并落在切换轨道20上，两个驱动电机(包含在主动轮总成内) 与两个轮子连接带动轨道切换平台30在切换轨道20上行进。

表型平台40通过安装四个轮子，可以在切换轨道20上来回行进，并且轨道切换平台30可以通过传感器定位将其上的短轨道32与任何一条平行轨道10 对准。

进一步具体地说，表型平台40可以在第一条平行轨道10上来回行进，并且可以行进至与第一条平行轨道10对准的短轨道32上，再由轨道切换平台30 托载着表型平台40沿切换轨道20来回行进。当轨道切换平台30将短轨道32 对准到第二条平行轨道10时，表型平台40可以从短轨道上行进至第二条平行轨道10。

当然，此处对于纵梁35、横梁36、轮子支架31、主动轮总成33和从动轮总成34等结构的数量，仅为举例说明，并不作为限定，其具体数量可以根据实际需要进行增减，均在本申请的保护范围内。

优选地，主动轮总成33包括步进电机331、涡轮减速箱332、减速箱连接支架333、轮子框架334、钢轴335和钢轨轮336，将涡轮减速箱332安装在减速箱连接支架333上，步进电机331和涡轮减速箱332连接。轮子框架334安装在减速箱连接支架333的侧部，钢轴335安装在轮子框架334内，钢轨轮336 安装在轮子框架334的底部，步进电机331通过涡轮减速箱332带动钢轴335 转动。

同理，从动轮总成34包括轮子框架334、钢轴335和钢轨轮336，钢轴335 安装在轮子框架334内，钢轨轮336安装在轮子框架334的底部。

进一步地，平行轨道10的轨距优选为3-10m，平行轨道10的长度优选为 10-100m，平行轨道10的数量优选为3-11条。切换轨道20的轨距优选为1.5-4m，切换轨道20距离平行轨道10末端优选为10-40cm。切换轨道20优选为低于平行轨道10，且两者高度差大于短轨道32的高度。

如图1所示，当表型平台40在其中两条平行轨道10上运行时，轨道切换平台30上的第二移动线缆滑轨60与第一移动线缆滑轨50对齐，移动线缆70 可以在第二移动线缆滑轨60和第一移动线缆滑轨50之间滑动，移动线缆70 的一端与表型平台40连接，另一端与电源连接，从而为表型平台40供电。轨道切换平台30上的短轨道32分别与平行轨道10对齐。

当表型平台40从平行轨道10行进至短轨道32上时，移动线缆70全部滑动到第二移动线缆滑轨60上，此时表型平台40完全处于轨道切换平台30之上，与平行轨道10以及第一移动线缆滑轨50不接触。轨道切换平台30搭载表型平台40可以在切换轨道20上移动至下一平行轨道10对应位置。

图4为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统的轨道铺设示意图。图5 为本实用新型植物表型平台多轨道切换系统的使用方法的切换过程示意图。

如图4和图5所示，本实用新型还提供了一种植物表型平台多轨道切换系统的使用方法，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：

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；

S2、所述轨道切换平台搭载着所述表型平台从所述第一田块行驶至第二田块，并对准所述第二田块两侧对应的所述平行轨道，所述第二田块由任意两根相邻的所述平行轨道围设而成；

S3、所述表型平台驶离所述轨道切换平台，并开始在所述第二田块上行驶和作业。

如上所述，所述植物表型平台多轨道切换系统的多轨道切换的方法主要包括三个过程，第一，表型平台40从一条工作轨道(即平行轨道10)上驶向轨道切换平台30并完全登上轨道切换平台30；第二，轨道切换平台30搭载着表型平台40在切换轨道20上行进并驶向目标轨道；第三，轨道切换平台30通过传感器定位精确对准目标工作轨道；第四，表型平台40驶离轨道切换平台 30并在新的工作轨道上运行。

进一步具体地，如图4所示，本实施例中，所述植物表型平台多轨道切换系统所需的轨道铺设方式包括多根平行轨道10和多根切换轨道20。其中平行轨道10可以采用多条平行的钢轨11、12、13、14、15、16、17、18、19。切换轨道20可以采用两条钢轨21，22。表型平台40检测的植物种植田块为 101-108。两个相邻田块之间距离较近时可以铺设1条平行轨道(如图4中A 部分所示)或距离较远时铺设2条平行轨道(如图4中B部分所示)。

当铺设1条平行轨道(如图4中A部分所示)时，表型平台40检测田块 101时行驶在钢轨11、12上，检测田块102时行驶在钢轨12、13钢轨上。当铺设2条钢轨(如图4中B部分所示)时，表型平台40检测田块105时行驶在钢轨16、17上，检测田块106时行驶在钢轨18、19上。

如图5所示，表型平台40通过轨道切换系统在多个平行轨道之间的切换过程包括三个过程：

一、表型平台40从第一田块101上沿着钢轨驶向轨道切换平台30并登上轨道切换平台30。

二、轨道切换平台30搭载着表型平台40从第一田块101行驶至第二田块 102并对准第二田块102两侧对应的钢轨。

三、表型平台40驶离轨道切换平台30并开始在第二田块102上行驶和作业。

如上述结构描述，本实用新型植物表型平台多轨道切换系统可以将跨度在 3-10米的轻型轨道式表型平台在大范围内工作，其检测范围不仅能够沿着轨道的方向增加，而且还能沿着垂直轨道的方向增加。轻型轨道式表型平台的优点是：造价低、重量轻、安装维护方便、可进仓库保管等。多轨道切换系统和方法是将轻型轨道式表型平台广泛应用的关键技术。

综上所述，本实用新型植物表型平台多轨道切换系统及其使用方法具有如下诸多优势：

一、其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；

二、由于工作面积的增加，可以划分区域分批次种植不同作物，减少因翻地、播种、发芽以及植物生长初期不能检测等导致的表型平台空闲时间，进一步提高表型平台在一年中的整体利用率。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

植物表型平台多轨道切换系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。