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1、(10)授权公告号 CN 103461117 B (45)授权公告日 2014.11.12 CN 103461117 B (21)申请号 201310437756.8 (22)申请日 2013.09.24 A01H 1/06(2006.01) (73)专利权人 河北科技大学 地址 050018 河北省石家庄市裕华东路 70 号 (72)发明人 邓飞 张付祥 (54) 发明名称 全自动物理诱变育种机 (57) 摘要 一种全自动物理诱变育种机， 包括外壳 （1） 、 吊架 （2） 、 步进电机 （3） 、 辐射台 （4） 、 横梁 （5） 、 滚 轮 （6） 、 移动吊架 （7） 、 电磁吸盘 （。
2、8） 、 激振器 （9） 、 电机 （10） 、 导轨 （11） 、 程控台 （12） 、 旋转仓 （13） 、 振动仓 （14） 、 托种台 （15） 、 固定柱 （16） 、 变速器 输出轴 （17） 、 变速器 （18） 、 旋转电机 （19） ； 其中 辐射台 （4）由 射线发射器 （4-1） 、 射线发 射器 （4-2） 、 射线发射器 （4-3） 、 射线发射 器 （4-4） 、 紫外辐射器 （4-5） 、 微波粒子辐射器 （4-6） 。本发明的全自动物理诱变育种机， 可实现 静态和动态情况下物理诱变育种过程的多种程序 自由组合和各种育种工序的全自动变换， 因此具 有很高的应用价值。
3、。 (51)Int.Cl. 审查员 陈仕高 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)授权公告号 CN 103461117 B CN 103461117 B 1/1 页 2 1. 一种全自动物理诱变育种机， 包括外壳 （1） 、 吊架 （2） 、 步进电机 （3） 、 辐射台 （4） 、 横梁 （5） 、 滚轮 （6） 、 移动吊架 （7） 、 电磁吸盘 （8） 、 激振器 （9） 、 电机 （10） 、 导轨 （11） 、 程控 台 （12） 、 旋转仓 （13） 、 振动仓 （14。
4、） 、 托种台 （15） 、 固定柱 （16） 、 变速器输出轴 （17） 、 变速器 （18） 、 旋转电机 （19） ； 其中辐射台 （4） 由 射线发射器 （4-1） 、 射线发射器 （4-2） 、 射 线发射器 （4-3） 、 射线发射器 （4-4） 、 紫外辐射器 （4-5） 、 微波粒子辐射器 （4-6） 六个部分 组成， 其特征在于， 所述外壳 （1） 由带防辐射涂层的金属材料制造， 除程控台 （12） 外， 所有 部件安装在外壳 （1） 内部 ； 吊架 （2） 上端固定在外壳 （1） 的顶部， 下端悬接辐射台 （4） 的中 心旋转轴， 步进电机 （3） 安装在辐射台 （4） 的。
5、中心位置， 能够驱动辐射台 （4） 绕中心轴步进 旋转 ； 辐射台 （4） 的正下方是一根横梁 （5） ， 横梁 （5） 的两端分别与外壳 （1） 两侧内壁安装的 导轨 （11） 联接， 在电机 （10） 的驱动下， 横梁 （5） 沿导轨上下运动 ； 移动吊架 （7） 上端安装在 横梁 （5） 上， 通过滚轮 （6） 和横梁 （5） 联接， 移动吊架 （7） 的中间位置固定联接激振器 （9） ， 在激振器 （9） 的作用下， 移动吊架 （7） 通过滚轮 （6） 沿横梁 （5） 做往复高频低幅振动， 移动吊 架 （7） 的下端固定联接电磁吸盘 （8） ， 电磁吸盘 （8） 为外圆环、 内十字梁架。
6、结构 ； 外壳 （1） 的 最下端中心位置安装旋转电机 （19） ， 变速器 （18） 在旋转电机 （19） 上方与电机输出轴联接， 旋转仓 （13） 在变速器 （18） 的上方， 旋转仓 （13） 的下侧旋转轴与变速器输出轴 （17） 联接， 旋 转仓 （13） 为圆形盘状结构， 左右对称结构 ； 旋转仓 （13） 内部安装振动仓 （14） ， 振动仓 （14） 上端面平面部分开设多个圆孔， 端面的边沿为斜面锥形， 斜面角度与旋转仓 （13） 上侧斜面 角度接近， 在振动仓 （14） 上面有三个吸爪， 三个吸爪为尖角形设计， 振动仓 （14） 的下侧安 装四个支撑爪 ； 振动仓 （14） 的。
7、下方安装托种台 （15） ， 托种台 （15） 上有多个圆柱凸起， 圆柱 凸起的位置、 数量和尺寸与振动仓 （14） 上圆孔的位置、 数量和尺寸一致， 因此圆柱凸起正好 伸进圆孔内， 托种台 （15） 与振动仓 （14） 垂直方向上能够发生一定的位移， 位移的大小能够 控制圆柱凸起伸进圆孔后形成的圆洞的容积 ； 在旋转仓 （13） 的下侧底盘上， 环状安装四个 固定柱 （16） ， 其具体位置与振动仓 （14） 下侧的四个支撑爪正好接触， 因此当旋转仓 （13） 转 动时， 带动托种台 （15） 和振动仓 （14） 同步转动 ； 程控台 （12） 安装在外壳 （1） 外侧， 具有编 程、 控制。
8、功能， 通过数据线对内部各部件的工作进行控制。 权 利 要 求 书 CN 103461117 B 2 1/4 页 3 全自动物理诱变育种机 技术领域 0001 本发明涉及一种机电设备， 具体涉及全自动物理诱变育种机。 背景技术 0002 诱变育种是指用物理、 化学因素诱导植物的遗传特性发生变异， 再从变异群体中 选择符合人们某种要求的单株或个体， 进而培育成新的品种或种质的育种方法， 它是继选 择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术 ； 物理诱变育种主要是通过辐射诱变 方式， 即用 射线、 射线、 射线、 射线、 紫外辐射以及微波粒子辐射等物理因素诱发 变异。 当通过辐射将能量传递到生。
9、物体内时， 生物体内各种分子便产生电离和激发， 接着产 生许多化学性质十分活跃的自由原子或自由基团。它们继续相互反应， 并与其周围物质特 别是大分子核酸和蛋白质反应， 引起分子结构的改变。由此又影响到细胞内的一些生化过 程， 如 DNA 合成的中止、 各种酶活性的改变等， 使各部分结构进一步深刻变化， 其中尤其重 要的是染色体损伤。 由于染色体断裂和重接而产生的染色体结构和数目的变异即染色体突 变， 而 DNA 分子结构中碱基的变化则造成基因突变。那些带有染色体突变或基因突变的细 胞， 经过细胞世代将变异了的遗传物质传至性细胞或无性繁殖器官， 即可产生生物体的遗 传变异。 0003 但是物理诱。
10、变育种过程繁杂， 周期长、 程序与工艺缺乏规律性， 各种辐射波对长期 接触的技术人员有一定的伤害， 并且传统物理诱变育种多采用静态辐射诱变育种方式， 即 将种子放置在静态工作台上进行各种照射， 缺乏种子在高速运动状态下的多方式辐射诱变 育种的研究， 尤其是尚未见到过相关的实验设备， 因此与国外发达国家相比， 我国物理诱变 育种研究水平相对较低。 发明内容 0004 基于以上目的， 本发明提出一种全自动物理诱变育种机， 包括外壳 1、 吊架 2、 步进 电机3、 辐射台4、 横梁5、 滚轮6、 移动吊架7、 电磁吸盘8、 激振器9、 电机10、 导轨11、 程控台 12、 旋转仓 13、 振动仓。
11、 14、 托种台 15、 固定柱 16、 变速器输出轴 17、 变速器 18、 旋转电机 19 ； 其中辐射台 4 由 射线发射器 4-1、 射线发射器 4-2、 射线发射器 4-3、 射线发射 器 4-4、 紫外辐射器 4-5、 微波粒子辐射器 4-6 六个部分组成。 0005 本发明的全自动物理诱变育种机， 其外壳 1 由带防辐射涂层的金属材料制造， 除 程控台 12 外， 所有部件安装在外壳 1 内部 ； 吊架 2 上端固定在外壳 1 的顶部， 下端悬接辐射 台 4 的中心旋转轴， 步进电机 3 安装在辐射台 4 的中心位置， 能够驱动辐射台 4 绕中心轴步 进旋转 ； 辐射台 4 的正。
12、下方是一根横梁 5， 横梁 5 的两端分别与外壳 1 两侧内壁安装的导轨 11 联接， 在电机 10 的驱动下， 横梁 5 沿导轨上下运动 ； 移动吊架 7 上端安装在横梁 5 上， 通 过滚轮6和横梁5联接， 移动吊架7的中间位置固定联接激振器9， 在激振器9的作用下， 移 动吊架 7 通过滚轮 6 沿横梁 5 做往复高频低幅振动， 移动吊架 7 的下端固定联接电磁吸盘 8， 电磁吸盘 8 为外圆环、 内十字梁架结构 ； 外壳 1 的最下端中心位置安装旋转电机 19， 变速 说 明 书 CN 103461117 B 3 2/4 页 4 器 18 在旋转电机 19 上方与电机输出轴联接， 旋转。
13、仓 13 在变速器 18 的上方， 旋转仓 13 的 下侧旋转轴与变速器输出轴 17 联接， 旋转仓 13 为圆形盘状结构， 左右对称结构 ； 旋转仓 13 内部安装振动仓 14， 振动仓 14 上端面平面部分开设多个圆孔， 端面的边沿为斜面锥形， 斜 面角度与旋转仓 13 上侧斜面角度接近， 在振动仓 14 上面有三个吸爪， 振动仓 14 的下侧安 装四个支撑爪 ； 振动仓 14 的下方安装托种台 15， 托种台 15 上有多个圆柱凸起， 圆柱凸起的 位置、 数量和尺寸与振动仓 14 上圆孔的位置、 数量和尺寸一致， 因此圆柱凸起正好伸进圆 孔内， 托种台15与振动仓14垂直方向上能够发生一。
14、定的位移， 位移的大小能够控制圆柱凸 起伸进圆孔后形成的圆洞的容积 ； 在旋转仓 13 的下侧底盘上， 环状安装四个固定柱 16， 其 具体位置与振动仓14下侧的四个支撑爪正好接触， 因此当旋转仓13转动时， 带动托种台15 和振动仓14同步转动 ； 程控台12安装在外壳1外侧， 具有编程、 控制功能， 通过数据线对内 部各部件的工作进行控制。 0006 本发明的全自动物理诱变育种机， 可实现静态和动态情况下物理诱变育种过程的 多种程序自由组合和各种育种工序的全自动变换， 因此具有很高的应用价值。 附图说明 0007 图 1 是本发明的育种机整体结构剖面示意图 ； 0008 图 2 是本发明的。
15、育种机的辐射台结构图 ； 0009 图 3 是本发明的育种机的辐射台吊装示意图 ； 0010 图 4 是本发明的育种机的振动仓的剖面示意图 ； 0011 图 5 是本发明的育种机的振动仓的仰视外观图 ； 0012 图 6 是本发明的育种机的振动仓的俯视外观图 ； 0013 图 7 是本发明的育种机的电磁吸盘仰视外观图 ； 0014 图 8 是本发明的育种机的托种台俯视外观图 ； 0015 图 9 是本发明的育种机的旋转仓剖面图。 具体实施例 0016 本发明的一种全自动物理诱变育种机， 主要包括外壳 1、 吊架 2、 步进电机 3、 辐射 台 4、 横梁 5、 滚轮 6、 移动吊架 7、 电磁。
16、吸盘 8、 激振器 9、 电机 10、 导轨 11、 程控台 12、 旋转仓 13、 振动仓14、 托种台15、 固定柱16、 变速器输出轴17、 变速器18、 旋转电机19 ； 其中辐射台 4 由 射线发射器 4-1、 射线发射器 4-2、 射线发射器 4-3、 射线发射器 4-4、 紫外 辐射器 4-5、 微波粒子辐射器 4-6 六个部分组成。 0017 本全自动育种机外观为长方体形状， 外壳 1 由带防辐射涂层的金属材料制造， 除 程控台 12 外， 所有部件安装在外壳 1 内部 ； 吊架 2 上端固定在外壳 1 的顶部， 下端悬接辐射 台 4 的中心旋转轴， 步进电机 3 安装在辐射台。
17、 4 的中心位置， 能够驱动辐射台 4 绕中心轴步 进旋转 ； 辐射台 4 的正下方是一根横梁 5， 横梁 5 的两端分别与外壳 1 两侧内壁安装的导轨 11 联接， 在电机 10 的驱动下， 横梁 5 沿导轨上下运动 ； 移动吊架 7 上端安装在横梁 5 上， 通 过滚轮6和横梁5联接， 移动吊架7的中间位置固定联接激振器9， 在激振器9的作用下， 移 动吊架 7 通过滚轮 6 沿横梁 5 做往复振动， 移动吊架 7 的下端固定联接电磁吸盘 8， 电磁吸 盘 8 为外圆环、 内十字梁架结构 ； 外壳 1 的最下端中心位置安装旋转电机 19， 变速器 18 在 说 明 书 CN 1034611。
18、17 B 4 3/4 页 5 旋转电机 19 上方与电机输出轴联接， 旋转仓 13 在变速器 18 的上方， 旋转仓 13 的下侧旋转 轴与变速器输出轴17联接， 旋转仓13为圆形盘状结构， 左右对称结构 ； 旋转仓13内部安装 振动仓 14， 振动仓 14 上端面平面部分开设多个圆孔， 端面的边沿为斜面锥形， 斜面角度与 旋转仓 13 上侧斜面角度接近， 在振动仓 14 上面有三个吸爪， 三个吸爪为尖角形设计， 振动 仓 14 的下侧安装四个支撑爪 ； 振动仓 14 的下方安装托种台 15， 托种台 15 上有多个圆柱凸 起， 圆柱凸起的位置、 数量和尺寸与振动仓 14 上圆孔的位置、 数量。
19、和尺寸一致， 因此圆柱凸 起正好伸进圆孔内， 托种台15与振动仓14垂直方向上能够发生一定的位移， 位移的大小能 够控制圆柱凸起伸进圆孔后形成的圆洞的容积 ； 在旋转仓 13 的下侧底盘上， 环状安装四个 固定柱 16， 其具体位置与振动仓 14 下侧的四个支撑爪正好接触， 因此当旋转仓 13 转动时， 带动托种台 15 和振动仓 14 同步转动 ； 程控台 12 安装在外壳 1 外侧， 具有编程、 控制功能， 通过数据线对内部各部件的工作进行控制。 0018 本发明能够实现的物理诱变育种方式主要包括植物种子在静止状态、 高速离心旋 转运动或高频低幅振荡状态下的各种射线或微波粒子辐射、 紫外照。
20、射以及磁场照射等， 详 细工作过程如下 ：（1） 种子在静止状态下的诱变育种。将待培育的种子放在振动仓 14 的上 面， 由于托种台 15 被下面旋转仓 13 的中心立柱支撑， 托种台 15 上的圆柱凸起完全伸入振 动仓14的圆孔内， 圆柱凸起的上端面与振动仓14的圆孔上表面水平， 因此种子不会漏入圆 孔内， 此时， 根据育种的要求， 辐射台 4 的六个辐射面上安装的 射线发射器 4-1、 射线 发射器 4-2、 射线发射器 4-3、 射线发射器 4-4、 紫外辐射器 4-5、 微波粒子辐射器 4-6 在步进电机3的驱动下， 可绕辐射台4的中心轴步进旋转， 按照既定的程序对种子进行辐射 或照射。
21、， 电磁吸盘 8 也可对被培育的种子进行电磁照射。 （2） 种子在高速离心旋转运动状态 下的诱变育种。旋转电机 19 转动后， 经过变速器 18 变速后， 变速器输出轴 17 带动旋转仓 13 高速旋转， 同时旋转仓 13 内侧底盘上安装的四个固定柱 16 和振动仓 14 下面的四个支 撑爪紧密接触， 因此带动振动仓 14 同步旋转， 由于振动仓 14 的圆孔与托种台 15 的圆柱凸 起是插入式接触， 因此托种台 15 也同步旋转， 当转速达到一定速度， 振动仓 14 上面的种子 受离心作用的影响， 向边缘移动， 当转速足够大时， 种子通过振动仓 14 的边缘斜面， 被甩到 旋转仓 13 上，。
22、 种子在旋转仓 13 内高速旋转， 由于旋转仓 13 的直径比较大， 种子进行高线速 度的旋转运动， 同时种子可根据预设的程序接受各种辐射照射从而进行诱变育种 ； 当旋转 仓 13 逐渐停止后， 由于旋转仓 13 上独特的锥斜面体结构设计， 种子受重力作用， 会自动滑 落回振动仓 14 内 ； 振动仓 14 上面的三个吸爪为尖角形设计， 如图 6 所示， 这样种子从振动 仓 14 移动到旋转仓 13 或从旋转仓 13 移动到振动仓 14 的过程中， 吸爪位置的种子不会被 阻挡， 可实现全部自动移动， 不会出现部分种子被吸爪阻隔的情况。 （3） 种子在高频低幅振 荡状态下的诱变育种。在电机 10。
23、 的驱动下， 电磁吸盘 8 随移动吊架 7 沿导轨 11 进行垂直 运动， 电磁吸盘 8 的外圆环直径和振动仓 14 上面的三个吸爪所形成的圆形直径一致， 因此 当它们接触后， 电磁吸盘 8 设计有电磁铁功能， 因此在电磁力的作用下外圆环和三个吸爪 牢固吸紧， 电机 10 驱动移动吊架 7 向上移动， 因此电磁吸盘 8 将振动仓 14 从旋转仓 13 内 吸出， 托种台15在振动仓14下侧的四个支撑爪的拖动下， 也被拖离旋转仓13 ； 当振动仓14 被吸出后， 托种台 15 在振动仓 14 内部， 受重力作用， 能够和振动仓 14 产生垂直方向的相对 位移， 位移最大距离为托种台15的下底面被。
24、振动仓14的四个支撑爪的上端面托住为止， 此 时托种台 15 上的圆柱凸起和振动仓 14 上的圆孔发生一定的垂直方向相对位移 （计算位移 说 明 书 CN 103461117 B 5 4/4 页 6 距离时， 使圆柱凸起不能完全脱离出圆孔） ， 此时振动仓 14 上出现相应的圆洞， 激振器 9 首 先对移动吊架 7 产生轻微的水平激振力， 移动吊架 7 沿横梁 5 水平振动， 振动仓 14 同步振 动， 其上的种子在缓慢振动的作用下会逐步落入圆洞中， 然后加大激振力和激振频率， 此时 种子在振动仓 14 的圆洞内会形成高频低幅振荡运动， 被培育的种子在这种运动状态下可 按预设的程序接受各种辐射。
25、照射 ； 当振荡停止后， 电磁吸盘8下降， 将振动仓14放回旋转仓 13内， 托种盘15受旋转仓13内部中心支撑柱的顶撑， 与振动仓14产生相对位移， 圆洞内的 种子被托种盘 15 的圆柱凸起顶出， 回到振动仓 14 表面。 （4） 控制台 12 是执行程序的输入、 传输和控制装置， 可以将诱变育种的各个工序和方式在人工预设的情况下进行任意搭配控 制， 实现人工干预下的长周期， 反复性的全自动物理诱变育种。 说 明 书 CN 103461117 B 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103461117 B 7 2/4 页 8 图 2 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103461117 B 8 3/4 页 9 图 6 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103461117 B 9 4/4 页 10 图 9 说 明 书 附 图 CN 103461117 B 10 。