[0001] 本发明涉及甘蔗杂交实验领域，尤其涉及一种判断甘蔗开花状态的装置及方法。

[0002] 甘蔗是我国南方的主要糖料作物，利用甘蔗为原材料而制作的蔗糖产量约占全国食糖总量的90％。目前世面上的甘蔗品种非常多，有些含糖量高但产量低、茎秆抗倒伏和抗
病虫害能力差，有些茎秆抗倒伏和抗病虫害能力强但含糖量低，为了得到含糖量高、产量
高、抗病害虫、抗倒伏能力强、适宜机械化种植的甘蔗品种，实验人员普遍会采用常规开花
杂交育种，目前杂交育种已经成为培育甘蔗新品种的主要途径，且被世界各国广泛采用。

[0003] 但是一方面，甘蔗是雌雄同株植物，只有花粉活力强的植株才能用做父本，而甘蔗的开花状态有已抽穗但未开花、边抽穗边开花、未抽穗但已开花三种状态，选用何种状态的
亲本做杂交，根据组合视具体情况而定；另一方面，甘蔗试验田的面积通常很大，而甘蔗的
花期都较短，尤其是开花期甘蔗长得特别高，人眼很难识别甘蔗的开花状态，为了能挑选到
合适的植株用于杂交实验，实验人员通常会用望远镜观察甘蔗花穗，这个操作非常麻烦，且
用望远镜观察的结果也不准确，直接下田观察比较准确，但是需要把甘蔗砍下来才能分别
开花状态，这样一来工作强度大，且造成很多植株不必要浪费。

[0043] 以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0044] 如图1至图5所示，一种判断甘蔗开花状态的装置，包括：位移机构1、握持机构2、升降机构3、拍照机构4、机壳5、旋转机构6和远程控制机构；所述机壳5设置在所述位移机构1
上，所述升降机构3设置在所述机壳5内，所述旋转机构6转动安装在所述升降机构3顶端，所
述握持机构2可伸缩地设置在所述旋转机构6内，且在伸出时与甘蔗茎秆适配卡接，所述拍
照机构4可上下位移地设置在所述握持机构2上，所述远程控制机构与所述位移机构1、所述
握持机构2、所述升降机构3、所述拍照机构4和所述旋转机构6连接。

[0045] 其中，需要说明的是：在本发明的技术方案中，所述机壳5内设置有为所述位移机构1、所述握持机构2、所述升降机构3、所述拍照机构4和所述旋转机构6提供动力的电池包。

[0046] 本发明的有益效果是：位移机构有利于驱动装置在田间位移，并配合旋转机构选取甘蔗植株，握持机构有利于以所选取的甘蔗植株茎秆为走势，并在升降机构的抬升作用
下将握持机构以及设置在握持机构上的拍照机构抬升至甘蔗植株顶端的花穗区，拍照机构
则有利于对花穗进行拍照，并将花穗照片传输给远程控制机构用于判断开花状态，本发明
不仅有利于在试验田中实现机械化观察甘蔗开花状态，降低了实验人员的劳动强度，还提
高了对甘蔗花穗观察的精准性，增加了杂交实验的可靠性。

[0047] 优选的，如图2所示，所述旋转机构6包括：转动壳体61、安装壳体62、转动电机63和转动轴64；所述转动电机63设置在所述安装壳体62内，所述转动轴64竖直设置在所述转动
壳体61中间，所述转动电机63的输出轴与所述转动轴64连接，所述远程控制机构与所述转
动电机63连接。

[0048] 采用上述优选方案的有益效果是：转动电机配合转动轴有利于将握持机构在空间中实现转动，从而使握持机构对准甘蔗种植道中的甘蔗茎秆。

[0049] 优选的，如图2所示，所述升降机构3包括升降电机31和升降杆32；所述升降电机31设置在所述机壳5内，所述升降电机31与所述升降杆32连接，所述安装壳体62设置在所述升
降杆32的顶端，所述远程控制机构与所述升降电机31连接。

[0050] 采用上述优选方案的有益效果是：升降电机有利于驱动升降杆升降，从而实现对旋转机构、握持机构和拍照机构的升降。

[0051] 优选的，如图2所示，所述握持机构2包括：电动伸缩缸21、握持臂22、握持卡爪23和盖板24；所述电动伸缩缸21设置在所述转动壳体61内，所述握持臂22的两端一一对应与所
述电动伸缩缸21的输出轴和所述握持卡爪23连接，所述盖板24可弯折地设置在所述握持臂
22顶端，所述远程控制机构与所述电动伸缩缸21连接。

[0052] 采用上述优选方案的有益效果是：电动伸缩缸有利于将握持臂和握持卡爪推出至与甘蔗茎秆卡接，从而实现以甘蔗茎秆的走向为路径，并在升降机构的作用下位移至甘蔗
顶端的花穗区。

[0053] 优选的，如图3所示，所述握持臂22上设置有升降孔221，所述升降孔221为上下方向的通孔，所述盖板24设置在所述升降孔221上方。

[0054] 采用上述优选方案的有益效果是：盖板有利于在拍照机构未上升至握持臂顶端时将升降孔遮住，避免在沿着甘蔗茎秆上升过程中甘蔗叶等杂质进入升降孔损坏摄像头。

[0055] 优选的，如图3和图4所示，所述拍照机构4包括：摄像头41、升降齿条42、限位槽43、动力齿轮44和动力电机45；所述限位槽43为设置在所述升降孔221内壁上的凹槽状结构，所
述升降齿条42为一端设置有齿形结构的条状结构，所述升降齿条42可上下位移地与所述升
降孔221内壁抵接，所述动力电机45设置在所述握持臂22内部，且输出轴与所述动力齿轮44
连接，所述动力齿轮44与所述升降齿条42设置有齿形结构的一端啮合，所述摄像头41安装
在所述升降齿条42远离齿形结构的一端，所述摄像头41远离所述升降齿条42的一端与所述
限位槽43适配卡接，所述远程控制机构与所述摄像头41和所述动力电机45连接。

[0056] 采用上述优选方案的有益效果是：动力齿轮和升降齿条啮合有利于在动力电机的动力下将安装在升降齿条上的摄像头在升降孔中上下位移，从而在握持机构上升至甘蔗顶
端花穗区后，将摄像头上升至握持臂顶端对花穗进行拍照。

[0057] 优选的，如图4所示，所述盖板24为柔性板状结构，所述盖板24的一端固定在所述握持臂22顶端。

[0058] 采用上述优选方案的有益效果是：柔性盖板有利于在摄像头上升过程中将盖板顶开，并在摄像头下降至升降孔内后自动遮住升降孔，实现对摄像头的保护。

[0059] 优选的，如图1和图2所示，所述位移机构1为多个设置在所述机壳5底部的轮状结构，所述远程控制机构与所述位移机构1连接。

[0060] 采用上述优选方案的有益效果是：位移机构有利于驱动装置在试验田中位移至所选定的检测位置，以及在对单个甘蔗植株检测结束后位移到握持机构与另一个甘蔗茎秆卡
接，避免了实验人员下田检测，降低了实验人员劳动强度。

[0061] 如图6所示，一种判断甘蔗开花状态的方法，包括以下步骤：

[0062] S1：利用位移机构1将装置位移到相邻两个甘蔗种植道之间；

[0063] S2：位移机构1在相邻两个甘蔗种植道之间前后运动，并利用旋转机构6将握持机构2对准步骤S1中任意一个甘蔗种植道上的甘蔗茎秆；

[0064] S3：握持机构2伸出，并与步骤S2中甘蔗种植道上的甘蔗茎秆适配卡接；

[0065] S4：利用升降机构3将握持机构2沿着甘蔗茎秆向上位移至顶端的花穗区；

[0066] S5：拍照机构4上升至握持机构2顶端，并对甘蔗花穗进行拍照；

[0067] S6：拍照机构4将所拍摄的花穗照片传输给远程控制机构；

[0068] S7：远程控制机构判断步骤S2中握持机构2所卡接甘蔗的花穗是否满足杂交要求；

[0069] S8：若满足杂交要求则远程控制机构将判断结果传输给操作者，若不满足杂交要求则重复上述步骤2‑7。

[0070] 其中，需要说明的是：在步骤S2中，由于甘蔗在试验田中种植时是以相同的间距来播种的，所以位移机构1在相邻两个甘蔗种植道之间前后运动时是以每次向前或向后位移
几个相同的距离来实现对同一甘蔗种植道上的不同甘蔗进行卡接；

[0071] 在步骤S3中，所述握持卡爪23与甘蔗底端茎秆卡接；

[0072] 在步骤S4中，所述升降电机31驱动所述升降杆32上升，从而实现对所述握持机构2沿着甘蔗茎秆的上升；

[0073] 在步骤S5中，所述动力电机45带动所述动力齿轮44转动，从而带动所述升降齿条42以及安装在所述升降齿条42上的所述摄像头41沿着所述限位槽43和所述升降孔221上升
至所述握持臂22顶端，且在上升过程中，所述摄像头41将所述盖板24顶开；

[0074] 在步骤S6中，所述摄像头41与所述远程控制机构之间的数据传输为无线传输或蓝牙传输。

[0075] 本发明的有益效果是：通过位移机构、旋转机构和握持机构选定甘蔗后，在升降机构和拍照机构的作用下，有利于对甘蔗顶端的花穗进行拍照，拍照机构与远程控制机构之
间的数据传输，以及远程控制机构对所传输数据的判断有利于实现对甘蔗开花状态的检
测，从而得出所选定甘蔗的花粉是否符合杂交实验的结果。

[0076] 优选的，在步骤S7中，远程控制机构将花穗照片与数据库中边抽穗边开花状态的照片进行对比，若两者相似度大于预设值，则花穗为边抽穗边开花状态，满足杂交要求。

[0077] 其中，需要说明的是：在本发明中，预设值为提前在所述远程控制机构中设置好的数值，如当花穗照片与数据库中边抽穗边开花状态的照片相似度大于95％时，表示此时所
拍摄的花穗照片为边抽穗边开花状态，满足杂交要求。

[0078] 采用上述优选方案的有益效果是：有利于将所拍摄的花穗照片与数据库已经存储的甘蔗的三种不同开花状态进行比对，从而判断所选定的甘蔗花穗是否满足杂交要求。

[0079] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0080] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。

[0081] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0082] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0083] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0084] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。