本發(fā)明公開了一種改進(jìn)型胡蘿卜計(jì)算機(jī)視覺精細(xì)分級(jí)上料與下料裝置,具體地說,涉及一種通過獲取胡蘿卜外觀特征對(duì)胡蘿卜進(jìn)行自動(dòng)分級(jí)的分級(jí)裝置。
背景技術(shù):
農(nóng)產(chǎn)品分級(jí)銷售,有助于提高農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力及增加經(jīng)濟(jì)效益,而目前我國的一些農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工企業(yè)及進(jìn)出口貿(mào)易公司,對(duì)農(nóng)產(chǎn)品分級(jí)主要依靠人工進(jìn)行。然而,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,勞動(dòng)力成本的提高,除此之外,人工分級(jí)效率低等因素,都直接或間接提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本,利潤得不到大幅提高,不適合大規(guī)模生產(chǎn)和推廣。
農(nóng)產(chǎn)品分級(jí)是農(nóng)產(chǎn)品采后商品化處理的核心環(huán)節(jié),目前國內(nèi)外也出現(xiàn)了一些對(duì)于球型果,如蘋果、柑橘等采用計(jì)算機(jī)視覺方法進(jìn)行檢測分級(jí)的報(bào)道,如浙江大學(xué)應(yīng)義斌等開發(fā)了適用于蘋果的自動(dòng)化分級(jí)生產(chǎn)線,獲得國家科技發(fā)明二等獎(jiǎng),然而這些設(shè)備并不適合胡蘿卜等長條形果蔬的自動(dòng)化分級(jí),目前對(duì)胡蘿卜的分級(jí)主要靠人工,也有僅依照胡蘿卜的粗度,用不同間隙的滾軸對(duì)胡蘿卜進(jìn)行大致分級(jí)的機(jī)械,但很難做到自動(dòng)化,而相應(yīng)的行業(yè)和貿(mào)易標(biāo)準(zhǔn)(nyt1983-2011胡蘿卜等級(jí)規(guī)格或sbt10450-2007胡蘿卜購銷等級(jí)要求)規(guī)定的胡蘿卜等級(jí)劃分是以長度為基礎(chǔ)的,而實(shí)際分選中是以重量為基礎(chǔ),另外還具體規(guī)定很多品質(zhì)指標(biāo),如青頭、長度、開裂、須根以及彎曲等,由于這些特征不能量化實(shí)現(xiàn),無法同時(shí)完成多個(gè)指標(biāo)的精確分級(jí)。
鑒于現(xiàn)階段對(duì)胡蘿卜分級(jí)現(xiàn)狀,需要提供一種一種改進(jìn)型胡蘿卜計(jì)算機(jī)視覺精細(xì)分級(jí)上料與下料裝置,能夠?qū)}卜按照重量和長款比進(jìn)行精細(xì)分級(jí)的同時(shí),還能夠根據(jù)外觀缺陷將次品進(jìn)行去除,實(shí)現(xiàn)了胡蘿卜分級(jí)的精細(xì)化和自動(dòng)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的主要是針對(duì)上述問題的不足,提供一種操作簡單,多特征量化的、分級(jí)高效的胡蘿卜分級(jí)裝置。
上述目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn),包括如下步驟:
一種改進(jìn)型胡蘿卜計(jì)算機(jī)視覺精細(xì)分級(jí)上料與下料裝置,該裝置包括上料機(jī)和下料裝置,其中上料裝置是一個(gè)推板式的階梯上料機(jī),下料裝置是一個(gè)平帶式氣動(dòng)分級(jí)機(jī),該上料和下料裝置配合v形傳送帶與計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)控制系統(tǒng)使用,其中階梯上料機(jī)安裝在v形輸送帶安裝側(cè)面,v形輸送帶末端連接燈箱,平面帶分級(jí)口安裝在燈箱的另一端,所述的燈箱內(nèi)安裝有相機(jī),相機(jī)與計(jì)算機(jī)控制柜連接,控制柜連接氣槍實(shí)現(xiàn)控制。
其中:
推板式階梯上料機(jī)由機(jī)架、震動(dòng)簸萁、側(cè)面限位斜滑槽1、階梯推料板組1、階梯推料板組2、拐式連桿1、拐式連桿2、連桿1、連桿2、偏心輪、電動(dòng)機(jī)、側(cè)面限位滑槽2、固定板1、固定板2、躥動(dòng)帶組成,所述的推板式的階梯上料機(jī)核心是由兩組固定的推板組成,在偏心輪的帶動(dòng)下,通過連桿為推板提供動(dòng)力,使胡蘿卜階梯上料,特別的,階梯推料板可中間加兩道割板,分成3個(gè)區(qū),同時(shí)實(shí)現(xiàn)3個(gè)果的單果上料。
推板式的階梯上料機(jī)兩組階梯推料板通過兩組固定板相對(duì)固定,交叉排列,在拐式連桿1與拐式連桿2通過直連桿1連接,其中一段固定在機(jī)架上,另一端固定在固定板上,連桿2連接在拐式連桿2的活動(dòng)關(guān)節(jié)上,另一端連接在偏心輪上,在偏心輪的帶動(dòng)下,拐式連桿分別伸直和彎曲,帶動(dòng)兩組階梯推料版階梯運(yùn)動(dòng),胡蘿卜在推料版上階梯上升,實(shí)現(xiàn)單果上果。
平帶式氣動(dòng)分級(jí)機(jī)由平面?zhèn)魉蛶А?個(gè)氣槍,8個(gè)正品分級(jí)口和一個(gè)次品分級(jí)口組成,所述的平帶式氣動(dòng)分級(jí)機(jī)核心由平面輸送帶、8口氣槍組成,當(dāng)胡蘿卜在平面輸送帶帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)的分級(jí)口處,計(jì)算機(jī)控制電磁閥打開,氣槍吹氣,將胡蘿卜吹入對(duì)面相應(yīng)的分級(jí)口中。分級(jí)口的分布是越小的等級(jí)越靠近燈箱,越大的胡蘿卜越靠近次品口。
計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)通過采集胡蘿卜圖像,首先根據(jù)表面缺陷將胡蘿卜次品判斷出,通過直線運(yùn)動(dòng)從次品口流出,然后根據(jù)圖像面積擬合的重量將胡蘿卜按照重量分為s、m、l、2l分為四個(gè)等級(jí),再根據(jù)長寬比將同一個(gè)等級(jí)的路蘿卜量化為粗短型和細(xì)長型兩個(gè)規(guī)格,8個(gè)等級(jí)依次為:s細(xì)長、s粗短、m細(xì)長、m粗短、l細(xì)長、l粗短、2l細(xì)長、2l粗短,也可以根據(jù)需要設(shè)置對(duì)應(yīng)的分級(jí)口。
胡蘿卜在運(yùn)動(dòng)到線陣相機(jī)前端時(shí),線陣相機(jī)采集一幀圖像,特別的為2048*2像素,通過對(duì)像素?cái)?shù)灰度值求和判斷胡蘿卜是否進(jìn)入相機(jī)的視場,若進(jìn)入視場,則開始計(jì)時(shí),并開始保存幀圖像,直到灰度值小于某個(gè)設(shè)定值時(shí)結(jié)束,將所有幀圖像合并為一副完整圖像,上傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷,計(jì)算機(jī)將處理的結(jié)果通過下位機(jī)傳給相應(yīng)的電磁閥,通過初始時(shí)間和運(yùn)動(dòng)延時(shí)控制相應(yīng)的氣槍打開,將相應(yīng)等級(jí)規(guī)格的胡蘿卜吹出到相應(yīng)的分級(jí)口內(nèi)。
躥動(dòng)帶安裝在震動(dòng)簸萁的末端,躥動(dòng)帶將推料板的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)變?yōu)樽笥疫\(yùn)動(dòng),當(dāng)胡蘿卜垂直掉落在躥動(dòng)帶上時(shí),在躥動(dòng)帶的作用下左右運(yùn)動(dòng),將胡蘿卜晃倒,使之水平,提高了上果效率。躥動(dòng)動(dòng)力裝置安裝在震動(dòng)簸萁的下方,由固定滑輪,階梯推料板組1滑輪,階梯推料板組2滑輪,和鋼絲繩組成,鋼絲繩連接躥動(dòng)帶的兩端,階梯推料版上升下降,帶動(dòng)兩組滑輪交替上升下降,交替拉動(dòng)鋼絲繩,使得躥動(dòng)帶水平往復(fù)運(yùn)動(dòng),起到躥動(dòng)的效果。
本發(fā)明的效果是:經(jīng)過變頻,推料版每秒上果2.3次,三個(gè)通道每秒理論上果6.9個(gè),機(jī)器實(shí)際平均上果率為60%-70%,每秒上果4個(gè)以上,平均胡蘿卜250克左右,在按照一天10小時(shí)工作量,日處理處理約35噸胡蘿卜以上,與現(xiàn)有的清洗機(jī)日清洗量相匹配。同時(shí)這種裝置有效避免了人工分級(jí)的主觀性,便于調(diào)節(jié)校準(zhǔn),操作方便且無任何環(huán)境污染。通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案,所述的胡蘿卜分級(jí)裝備結(jié)構(gòu)合理簡單,生產(chǎn)制造容易且成本低,操作簡單,且能夠高效的實(shí)現(xiàn)胡蘿卜的智能分級(jí),克服了人工篩檢的主觀判斷的缺陷,能夠節(jié)約勞動(dòng)力成本,在提高了設(shè)備市場競爭力的同時(shí)還具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
附圖說明
圖1為本發(fā)明整個(gè)裝置連接俯視圖。
圖2為本發(fā)明平面帶分級(jí)機(jī)側(cè)視圖。
圖3為本發(fā)明平面帶分級(jí)機(jī)俯視圖。
圖4為本發(fā)明平面帶分級(jí)機(jī)正視圖。
圖5為本發(fā)明躥動(dòng)帶機(jī)構(gòu)正視圖。
1.1、階梯上料機(jī),1.2、v形輸送帶,1.3、計(jì)算機(jī)控制柜,1.4、燈箱及相機(jī),
1.5、平面帶分級(jí)口。
2.1、機(jī)架,2.2、震動(dòng)簸萁,2.3、側(cè)面限位斜滑槽1,2.4、階梯推料板組1,2.5、階梯推料板組2,2.6、拐式連桿1,2.7、拐式連桿2,2.8、連桿1,2.9、連桿2,2.10、偏心輪,2.11、電動(dòng)機(jī),2.12、側(cè)面限位滑槽2,2.13、固定板1,2.14、固定板2,2.15、躥動(dòng)帶。
3.1、平面?zhèn)魉蛶В?.2、1#氣槍,3.3、2#分級(jí)口,3.4、3#氣槍,3.5、4#分級(jí)口,3.6、5#氣槍,3.7、6#分級(jí)口,3.8、7#氣槍,3.9、8#分級(jí)口,3.10、2#氣槍,3.11、1#分級(jí)口,3.12、4#氣槍,3.13、3#分級(jí)口,3.14、6#氣槍,3.15、5#分級(jí)口,3.16、8#氣槍,3.17、7#分級(jí)口,3.18、次品分級(jí)口。
4.1、彎管,4.2、平面?zhèn)魉蛶В?.3、葫蘆蘿卜,4.4、電磁閥,4.5、分級(jí)口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖描述本裝置對(duì)胡蘿卜進(jìn)行智能分級(jí)的具體實(shí)施方式。
實(shí)施例1,根據(jù)圖1-4所示:
在進(jìn)行胡蘿卜分級(jí)時(shí),清洗后的胡蘿卜4.3經(jīng)過上料機(jī)將胡蘿卜4.3傾倒到1.1推板式上料機(jī)的震動(dòng)簸萁2.2上,在躥動(dòng)帶2.15作用下水平放置,電動(dòng)機(jī)2.11帶動(dòng)偏心輪2.10轉(zhuǎn)動(dòng),通過連桿2.9的拉動(dòng),拐式連桿2.6和拐式連桿2.7在連桿2.8的支撐下交替伸直和彎曲,帶動(dòng)固定在固定板1(2.3)上的階梯推料板組1(2.4)和固定在固定板2(2.12)上的階梯推料板組2(2.5),在側(cè)面限位滑槽1(2.13)和側(cè)面限位滑槽2(2.14)的限位下,交替上升和下降。胡蘿卜(4.3)在推力和重力的作用下階梯上升,運(yùn)動(dòng)到末端時(shí)水平落下,落在兩個(gè)呈直角的v型傳送帶上,傳動(dòng)帶以大致4m/s的速度向前運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)胡蘿卜進(jìn)入燈箱1.4,胡蘿卜在進(jìn)入燈箱時(shí)線陣相機(jī)通過采集一幀圖像看是否胡蘿卜進(jìn)入相機(jī)視場,實(shí)現(xiàn)幀觸發(fā)拍照,并開始計(jì)時(shí),燈箱1.4內(nèi)安裝的相機(jī)開始采集運(yùn)動(dòng)中的胡蘿卜圖像,并將圖像傳遞給計(jì)算機(jī)1.3,計(jì)算機(jī)根據(jù)胡蘿卜圖像,進(jìn)行圖像處理,通過表面缺陷判斷是否是次品,對(duì)正品胡蘿卜根據(jù)面積擬合重量,將胡蘿卜分為四個(gè)等級(jí)s、m、l、2l,然后根據(jù)長寬比將胡蘿卜分為細(xì)長和粗短兩個(gè)規(guī)格,共形成8個(gè)控制信號(hào),胡蘿卜運(yùn)動(dòng)到平面輸送帶(3.1,4.3)相應(yīng)位置時(shí),計(jì)算機(jī)控制柜通過時(shí)間延遲控制氣槍4.1的電磁閥4.4,將胡蘿卜吹到相應(yīng)的分級(jí)口中,重量小的胡蘿卜先吹出,重量大的胡蘿卜后吹出,之所以這樣安排是,胡蘿卜越小需要的控制時(shí)間越精確,胡蘿卜運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長越難以控制。次品胡蘿卜自動(dòng)滑落到次品分級(jí)口3.18中。本發(fā)明獎(jiǎng)胡蘿卜共量化了次品規(guī)格和8個(gè)正品規(guī)格,共有9個(gè)規(guī)格,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)次品胡蘿卜的去處篩選和對(duì)正品胡蘿卜的精細(xì)化分級(jí)。
同時(shí),本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應(yīng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。此外,本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定。