[0001] 本发明涉及番茄育种技术领域，尤其涉及一种番茄育种用花粉采集装置。

[0002] 番茄是茄科一年生草本植物，株高0.6‑2米，全体生粘质腺毛，有强烈气味。茎易倒伏。叶羽状复叶或羽状深裂，长10‑40厘米，小叶极不规则，大小不等，常5‑9枚，卵形或矩圆形，长5‑7厘米，边缘有不规则锯齿或裂片。其花序总梗长2‑5厘米，常3‑7朵花；花梗长1‑1.5厘米；花萼辐状，裂片披针形，果实宿存；花冠辐状，直径约2厘米，黄色。

[0003] 番茄在结果之前需要先进行授粉，而自然授粉往往极易受到天气影响，效率极低的同时还伴随着不稳定性，这极其容易导致番茄产量下降。为此，往往需要人工采集花粉并进行人工授粉。传统的花粉采集需要人工收集番茄的雄花，然后将雄花晾干、挤压获得花粉，然后将花粉冷藏，待到授粉时取用。

[0004] 人工采集的处理步骤繁琐，为此，现有技术采用了电动收集器来进行花粉采集，该装置不需要再将雄花采摘下来处理，而是通过振动或搅拌等方式只采集花蕊上的花粉，并通过负压、抽气等方式将花粉送至收纳容器完成收集。

[0005] 如申请号为CN201720669371.8的中国专利公开了“可变速式番茄采粉器”，其内容为：包括壳体，壳体前端连接有可拆卸的吸粉头，壳体内上部固定有电机，电机连接有转动调速机构，转动调速机构连接有叶片组件，电机经导线连接电源，电源为可更换的干电池，壳体上部安装叶片组件处有通风孔，壳体中部外表面设有电池仓和开关，干电池装在电池仓内，壳体下部连接有可拆卸的储存仓。本实用新型结构简单、操作方便、便于携带，采用电动方式采集番茄花粉，节省劳动成本，增快番茄花粉的采摘速度。

[0006] 又如申请号为CN202022449654.6的 中国专利公开了“番茄花粉采集器”，其内容为：该授粉器包括：采集器本体、电动控制箱，所述采集器本体包括采集罩、毛刷、收集筒，所述采集罩底部与所述收集筒连接，所述毛刷设置在所述采集罩内部，所述毛刷底部与旋转盘连接，所述旋转盘与所述收集筒固定连接，所述旋转盘盘面上设有开孔，所述旋转盘下部设有过滤网；所述电动控制箱包括真空泵、电机、电池，所述真空泵通过软管与所述收集筒内腔连通，所述电机通过电线与所述旋转盘连接，所述电池与所述真空泵和所述电机连接。本申请提供的划分采集器具有操作灵活、效率高等特点。

[0007] 又如申请号为CN201720276138.3的中国专利公开了“便携式番茄采粉器”，其内容为：一种便携式番茄采粉器，包括采粉器、吸头、空心管、马达、三通管、收集瓶、干燥装置、套管、湿度检测装置、连接管、真空泵和把手。本实用新型的有益效果是：该采粉器结构连接紧凑，使用简单，采粉器小巧，便于携带，把手一侧设置有开关，按下开关可控制马达旋转，从而带动空心管旋转，马达、连接管与收集瓶通过三通管连接，收集瓶顶端设置有滤网，防止杂物进入收集瓶，影响番茄花粉的质量，在进行花粉采集时，通过湿度检测装置进行检测湿度，当湿度过高时，通过干燥装置进行花粉干燥，真空泵可将连接管内抽真空，使连接管内保持负压状态，提高花粉收集效率，采集花粉时，通过吸头可省去花朵采摘和人工筛选过程，工作时稳定性强。

[0008] 然而上述几个方案中依旧存在缺点，即吸粉头、吸头以及采集罩均为喇叭形，其开口较大的一端朝向雄花，虽然该设计有助于将雄花包裹起来，但是该设计容易导致雄花花瓣掉落后容易堵塞抽风口，导致花粉难以被收集。

[0023] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0024] 实施例1：如图1‑图6所示，一种番茄育种用花粉采集装置，包括壳体1，壳体1的一端安装有采集罩2，壳体1内安装有刮粉机构3，壳体1的一侧安装有收集机构4，壳体1远离采集罩2的一端安装有引风机构5。本装置在使用时，首先将采集罩2对准番茄雄花，将雄花收纳进采集罩2中，此时刮粉机构3的刮粉组件与雄花的花蕊接触，因此启动刮粉机构3时，刮粉组件将会通过振动、击打等方式使得花粉从花蕊上脱落。在此过程中，引风机构5一同工作，引风机构5将花粉引入收集机构4中储存，完成花粉的收集。

[0025] 为了方便收纳雄花，采集罩2包括收束端21与采集端22，采集端22位于收束端21与壳体1之间。区别于现有技术，本方案中的采集端22的横截面积由收束端21方向向着壳体1方向逐渐增加，采集端22远离收束端21的一端覆盖壳体1的一端，收束端21的内径小于采集端22的内径，该设计使得采集罩2安装方式与现有技术相反，该设计的目的是使得雄花在收纳过程中，雄花会先进入内径较小的收束端21，此时雄花的花瓣会向着远离采集端22的方向弯折，并且将雄花的花蕊凸显出来，随着雄花的继续前进，雄花的花蕊将会首先进入采集端22，与采集端22内部的刮粉机构3接触，而雄花的花瓣则被收束端21挤压弯折。此时，从花蕊上掉落的花粉将难以被花瓣拦截，从而最大程度上将花粉收集。

[0026] 为了方便花粉从花蕊上脱落，刮粉机构3包括刮粉头31与动力组件，刮粉头31位于采集端22内，动力组件与刮粉头31动力连接。动力组件驱动刮粉头31转动或者振动，由于刮粉头31与花蕊接触，此时刮粉头31将带动花蕊振动，此时花粉颗粒便会从花蕊上脱落。为了方便收集脱落的花粉，收集机构4位于引风机构5与采集罩2之间，收集机构4包括收集腔41，收集腔41与壳体1之间安装有过滤网42，引风机构5包括抽风机51、抽风口52、第一风管53以及第二风管54，抽风口52安装在壳体1朝向采集罩2的一端，并且抽风口52围绕刮粉头31设置，第一风管53的一端与抽风口52连通，第一风管53的另一端穿过过滤网42与收集腔41连通；第二风管54的一端位于过滤网42与壳体1之间，第二风管54的另一端与抽风机51连通。抽风机51通过第二风管54抽风，由于第二风管54的一端位于收集腔41内，此时收集腔41内呈现负压状态，这使得第一风管53通过抽风口52将采集罩2内空气抽取并送入收集腔41，在此过程中，脱落的花粉将跟随流动空气一同进入收集腔41。由于第一风管53的一端穿过过滤网42位于过滤网42远离壳体1的一侧，而第二风管54的一端位于过滤网42与壳体1之间，因此跟随空气流动的花粉将会被过滤网42阻拦，并落入到收集腔41内，完成花粉的收集。

[0027] 为了方便使得花瓣反向弯折，收束端21的内腔中设置有若干收束槽211，收束槽211由收束端21的内腔向着收束端21的外壁凹陷形成，收束槽211的长度方向与收束端21内腔的长度方向相同。收束槽211的内径略大于花瓣的外径，这使得雄花在收纳过程中花瓣会卡在收束槽211内，方便了花瓣的反向弯折。该设计也为空气流动预留出了通道，方便了引风机构5的抽风操作，使得花粉能够跟随空气流动进入收集腔41。

[0028] 为了方便收纳雄花，所述收束端远离采集端的一侧安装有定位罩，所述定位罩为喇叭形，所述定位罩远离收束端的一端为第一端面，所述定位罩靠近收束端的一端为第二端面，所述第一端面的面积大于第二端面的面积。定位罩23远离收束端21一端的内径大于雄花花瓣张开时的外径，此时雄花在沿着定位罩23向着收束端21方向移动时，由于此时的雄花花瓣为180°张开，此时花瓣会被定位罩23的内壁挤压，使得花瓣向着远离收束端21的方向弯折，此时雄花在进入收束端21后基本完成了花瓣的弯折与定位。

[0029] 采集端22靠近壳体1的一端设置有汇集腔221，汇集腔221与壳体1螺纹连接，该设计的目的是方便收集无法进入抽风口52的花粉。

[0030] 在本实施例中，动力组件为动力马达32，动力马达32与刮粉头31之间安装有动力杆33，动力杆33的一端与动力马达32转动连接，动力杆33的另一端与刮粉头31连接。动力马达32通过动力杆33驱动刮粉头31转动，刮粉头31在转动时对花蕊施加切向力，使得花蕊发生震动，从而迫使花蕊上的花粉脱落。

[0031] 优选的，刮粉头31的侧壁上安装有若干毛刷311。毛刷311增加了刮粉头31与花蕊的摩擦力，使得花粉可以充分脱落。

[0032] 雄花在被收纳入采集罩2后，其花蕊会与采集罩2的轴线重合，如果刮粉头31的轴线也与采集罩2的轴线重合，这使得花蕊会与刮粉头31抵接，此时花蕊与刮粉头31的接触面积最小，不利于花粉的采集。为此，刮粉头31位于采集端22轴线的一侧。此设计使得刮粉头31的侧面与花蕊的侧面接触，这增加了两者的接触面积，此时刮粉头31工作时能够最大程度上促使花粉从花蕊上脱落。

[0033] 为了方便将花粉充分收集，引风机构5还包括环形管道55，第一风管53位于环形管道55与抽风口52之间，环形管道55与过滤网42之间安装有第三风管56，第三风管56的一端与环形管道55连通，第三风管56的另一端位于收集腔41内。若干抽风口52围绕刮粉头31设计，每个抽风口52都连接有一根第一风管53，环形管道55的作用是将若干第一风管53进行汇集归拢，方便每一根第一风管53内都会产生负压，使得从花蕊脱落的花粉不管向着哪个方向溅射都能被抽风口52捕获，并通过第一风管53、环形管道55、第三风管56进入收集腔41保存。

[0034] 实施例2：在实施例1中，刮粉头31位于花蕊的一侧虽然增加了两者的接触面积，但是刮粉头
31位于一侧会导致花蕊另一侧的花粉脱落效果较差。为此，如图7所示，刮粉头31与动力杆
33之间设置有转动盘34，刮粉头31至少为两个，两个刮粉头31围绕转动盘34的圆心设置，动力杆33远离动力马达32的一端与转动盘34连接，动力杆33的轴线与转动盘34的轴线重合。
动力马达32驱动动力杆33带动转动盘34转动，其中转动盘34的轴线与采集罩2的轴线重合，此时转动盘34转动时会带动两个刮粉头31围绕着采集罩2的轴线转动，当雄花进入采集罩2时，两个刮粉头31将会围绕着花蕊转动，从而无死角的对花蕊进行摩擦，保证花粉可以充分被采集。

[0035] 实施例3：如图8‑图10所示，区别于实施例1与实施例2，动力马达32与动力杆33之间安装有传动组件，传动组件包括第一齿轮35、第二齿轮36以及摆臂37，第一齿轮35与动力马达32的动力端动力连接，第一齿轮35与第二齿轮36啮合连接，动力杆33朝向摆臂37的一端安装有固定台38，摆臂37包括第一连接臂371、第二连接臂372以及横臂373，第一连接臂371与第二连接臂372分别位于横臂373的两端，并且第一连接臂371、第二连接臂372均与横臂373垂直，第一连接臂371远离横臂373的一端与第二齿轮36转动连接，第二连接臂372与固定台38远离动力杆33的一侧转动连接。电动马达首先会驱动第一齿轮35转动，第一齿轮35转动时又会带动第二齿轮36转动。由于第一连接臂371与第二齿轮36转动连接，第二连接臂372与固定台38转动连接，这使得第二齿轮36在转动时虽然会带动第一连接臂371围绕着第二齿轮36的轴心转动，然而横臂373的长度限制，这使得横臂373随着第一连接臂371的转动而往复横移，在此过程中，第二连接臂372随着横臂373往复横移而往复摆动，此时固定台38会跟随第二连接臂372往复摆动，此时动力杆33在固定台38的带动下往复转动一定角度，该设计使得动力马达32可以控制刮粉头31在一定角度下往复转动或者向着一个方向一直转动，不断的与花蕊发生摩擦，促使其花粉脱落。

[0036] 在上述结构的基础上，刮粉头31朝向花蕊的一侧设置有毛刷311。

[0037] 实施例1、实施例2以及本实施例中均采用了转动摩擦的方式采集花粉，其实还可以通过振动使得刮粉头31不断与花蕊发生撞击的方式促使花粉脱落。为此，动力组件为磁悬浮电机，磁悬浮电机与刮粉头31之间安装有起振装置。通过交变电流驱动磁悬浮电机，磁悬浮电机又会带动起振装置发生往复振动，起振装置在振动过程中会带动刮粉头31发生振动，进而使得刮粉头31不断与花蕊发生撞击。该设计的原理与电动牙刷的工作原理相同，但是由于成本较高，可根据需要自行适配选择，在此不做过多赘述。

[0038] 实施例4：在实施例1中，为了防止花粉从收集腔41沿着第二风管54到达外界，在收集腔41与第二风管54之间安装了过滤网42。过滤网42虽然能够拦截花粉，但在长时间使用时，花粉会附着在过滤网42的底部，这部分花粉无法落入收集腔41。为了防止出现上述问题，一般采用反吹或者振动的方法来迫使过滤网42底部附着的花粉脱落。但是在实际使用中，这两种方法的效果有限。

[0039] 如图11所示，为了减少花粉附着在过滤网42上的概率，本方案引入了旋转分离器43。旋转分离器43位于收集腔41内，旋转分离器43包括进风口与出风口，进风口位于旋转分离器43顶部的一侧，出风口位于旋转分离器43的顶部，旋转分离器43的内腔为圆台形，内腔底面积较大的一端朝向壳体1，第三风管56的一端与进风口连通，出风口与第二风管54连接，过滤网42位于出风口与第二风管54之间。该设计使得从第三风管56进入到旋转分离器
43内部的高速气流会螺旋向下移动，在到达旋转分离器43的底部时，高速气流向着旋转分离器43的顶部运动，通过出风口到达第二风管54。在此过程中，高速气流的流速逐渐减缓，此时跟随高速气流的花粉由于自身重量的原因会逐渐下落至旋转分离器43的底部，并在此汇集，实现了花粉与流动空气的分离。这使得跟随高速气流到达过滤网42的花粉颗粒大大减少，从而减轻了过滤网42的拦截压力。

[0040] 优选的，旋转分离器43的顶部安装有锥形收集筒44，锥形收集桶底面积较大的一端与第二风管54连通，锥形收集桶底面积较小的一端朝向旋转分离器43的底部，过滤网42覆盖锥形收集桶底面积较小的一端。

[0041] 为了方便取料，旋转分离器43的底部安装有出料口45和储料瓶6，储料瓶6的开口处设置有外螺纹，出料口45的内壁设置有内螺纹，储料瓶6与出料口45螺纹连接。在旋转分离器43底部汇集的花粉沿着出料口45到达储料瓶6，当储料瓶6中的花粉盛满，只需要更换储料瓶6即可继续采集花粉。

[0042] 实施例5：在实施例4中为了方便快速取料引入了储料瓶6。由于雄花的花粉有限，因此每次
采集需要较长时间才能够采集满储料瓶6，在此过程中，花粉容易受到高温影响而失活，这会导致授粉能力下降。

[0043] 因此，我们需要将采集到的花粉暂时储存在低温环境中，以降低失活概率。

[0044] 为此，收集机构4还包括冷却组件，如图12‑14所示，冷却组件包括散热罩46，散热罩46围绕收集腔41设置，散热罩46与收集腔41之间安装有若干半导体制冷片47，若干半导体制冷片47围绕收集腔41的侧壁设置，半导体制冷片47包括发热面472与制冷面471，制冷面471朝向收集腔41，发热面472朝向散热罩46，第二风管54远离旋转分离器43的一端与散热罩46连通，散热罩46与抽风机51之间安装有第四风管57；收集腔41的底部安装有保护壳48，保护壳48与收集腔41的外壁螺纹连接，储料瓶6位于收集腔41与保护壳48之间。

[0045] 半导体制冷片47的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。利用该特性，制冷面471将收集腔41的热量转移至发热面472，实现了收集腔41的制冷。但是制冷面471的制冷效率受到发热面472影响，为此我们需要降低发热面472的热量才能使得制冷面471的制冷效率提高。为此，我们可以将第二风管54与散热罩46连通，此时抽风机51工作时造成的高速气流将会到达散热罩46，然后高速气流将会与发热面472进行热量交换，实现了发热面472的冷却，从而使得制冷面471的制冷效率得以保证。

[0046] 而为了使得储料瓶6也处于低温环境，收集腔41的底部还螺纹连接有保护壳48。保护壳48与收集腔41组成了密封腔体，此外，保护壳48的引入还使得储料瓶6免于撞击，从而减少了储料瓶6破碎的概率。密封腔体中的热量会通过收集腔41的外壁与制冷面471进行热量交换，这使得旋转分离器43、储料瓶6均处于一个温度较低的环境中，进而减少了花粉因为高温而出现的失活问题。

[0047] 本方案中的保护壳48与收集腔41均设置有夹层，夹层内填充保温物质，其中，制冷面471位于夹层中与收集腔41导热连接。

[0048] 为了保证制冷面471与收集腔41之间的热量交换，制冷面471收集腔41外壁之间导热连接。

[0049] 由于发热面472的面积有限，这导致高速气流与发热面472的热交换速率难以提升，为此，发热面472与散热罩46之间安装有U型热管473，U型热管473的中部区域与发热面472导热连接。U型热管473的两端均与散热罩46连接，此时发热面472的产生的热量将会沿着U型热管473向着散热罩46传递，该设计增加了发热面472与高速气流的热接触面积，从而提升了高速气流与发热面472的热交换速率。

[0050] 进一步的，发热面472与散热罩46之间安装有散热鳍片474，散热鳍片474围绕U型热管473设置。散热鳍片474进一步增加了发热面472的散热面积，从而使得制冷面471的制冷效果大大增加。

[0051] 在本方案中，引风机构5包括固定壳58，抽风机51位于固定壳58中。固定壳58的底部开设有通风口581，其目的是方便流动空气排出。固定壳58的侧壁上安装有若干按钮，这些按钮的作用是控制整个装置中各个部件的开启与关闭。

[0052] 壳体1远离采集罩2的一端设置有电源仓，电源仓内设置有电池，其目的是为本装置中的各个部件供电。

[0053] 本方案中的采集罩2与壳体1可拆卸连接，并且采集罩2为透明材质。该设计的目的是方便工作人员查看采集罩2中是否积留花粉，当花粉积留到一定程度时，工作人员可以拆卸采集罩2，并将其内部的花粉收集。

[0054] 在本方案中，抽风口52处也需要安装滤网，其目的是阻挡外界的大颗粒杂尘、飞虫进入收集腔41，造成花粉污染。

[0055] 本方案中的抽风机51有多种选择，如微型真空泵、微型负压风机等。

[0056] 综上，本方案具备以下优点：一是采集罩2的安装方式与现有技术中的安装方式相反，这使得雄花在被收纳时，雄花的花瓣将会向着后方弯折，将花蕊凸显出来，进而避免了花瓣对花粉的采集造成影响。二是通过动力马达32、动力杆33以及刮粉头31之间相互配合，通过摩擦、撞击等方式最大程度上使得花粉从花蕊上脱落，方便了后续收集工作。三是通过旋转分离器43使得花粉与高速气流分离，方便了花粉收集工作，减少了过滤网42的压力。四是通过冷却组件来对花粉的存放环境进行降温，保证了花粉的活性。

[0057] 本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。