一種蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，包括安裝架和控制系統(tǒng)，所述安裝架中部設(shè)有能夠?qū)μO果外觀和重量進(jìn)行檢測(cè)的果實(shí)信息采集箱；該果實(shí)信息采集箱的一側(cè)設(shè)有初選裝置及第一等外管道，其另一側(cè)設(shè)有第二等外管道和多根等內(nèi)管道；所述安裝架內(nèi)設(shè)有直線模組，并在該直線模組上安裝翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；該翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠沿所述直線模組移動(dòng)，并經(jīng)過或停留于等外管道入口、果實(shí)信息采集箱或等內(nèi)管道入口。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，能夠快速而高效的在采摘現(xiàn)場(chǎng)對(duì)蘋果進(jìn)行分級(jí)操作，極大的提高了生產(chǎn)效率，并可降低蘋果外表的損傷率，提升蘋果品質(zhì)。而且，還可方便的與采摘機(jī)器人相對(duì)接，適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。
【專利說明】
一種蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝置，尤其是一種適用于蘋果過程中實(shí)現(xiàn)分級(jí)的操作系統(tǒng)，具體的說是一種蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了提高蘋果的價(jià)值，普遍在蘋果采摘后對(duì)其先進(jìn)行分級(jí)后在進(jìn)行售賣。常見的蘋果分級(jí)的方式基本都是離線分級(jí)，即在蘋果采摘后先裝運(yùn)至另一處，再進(jìn)行分級(jí)。這樣不僅大大增加蘋果的儲(chǔ)存時(shí)間，不利于蘋果新鮮度的保持，而且對(duì)裝箱水果的二次操作增加了水果受損傷的幾率，影響其在市場(chǎng)的銷售。而目前已開發(fā)并使用的蘋果采摘機(jī)器人，由于缺乏能夠與之配套的現(xiàn)場(chǎng)分級(jí)裝置而難以發(fā)揮其作用。因此，急需設(shè)計(jì)一種能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的蘋果分級(jí)的操作系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，能夠快速而高效的在采摘過程中對(duì)蘋果進(jìn)行分級(jí)操作，極大的提高了生產(chǎn)效率，并可降低蘋果外表的損傷率，提升蘋果品質(zhì)。而且，還可方便的與采摘機(jī)器人相對(duì)接，適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]—種蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，包括安裝架和控制系統(tǒng)，所述安裝架中部設(shè)有能夠?qū)μO果外表進(jìn)行檢測(cè)的果實(shí)信息采集箱;該果實(shí)信息采集箱的一側(cè)設(shè)有初選裝置及第一等外管道，其另一側(cè)設(shè)有第二等外管道和多根等內(nèi)管道;所述安裝架內(nèi)設(shè)有直線模組，并在該直線模組上安裝能夠承載或卸載蘋果、以及對(duì)蘋果稱重的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；該翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠沿所述直線模組移動(dòng)，并經(jīng)過或停留于等外管道入口、果實(shí)信息采集箱或等內(nèi)管道入口處；所述控制系統(tǒng)包括工控機(jī)，能夠通過CAN總線與所述直線模組、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和果實(shí)信息采集箱進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)交互。
[0006]進(jìn)一步的，所述初選裝置包括斜置的滑道;該滑道的橫截面為U形，其上設(shè)有正對(duì)位于其下方第一等外管道開口的通孔;該通孔為橢圓形，其短軸沿所述滑道的縱向；所述滑道的側(cè)面設(shè)有安裝用的腰型孔，能夠調(diào)整該滑道的傾角。
[0007]進(jìn)一步的，所述直線模組包括輸送電機(jī)和與其相連接的絲桿，并在該絲桿兩側(cè)分別安裝一根導(dǎo)軌;所述絲桿和導(dǎo)軌相互平行，其上設(shè)有與所述絲桿螺紋連接的安裝塊，能夠在輸送電機(jī)的帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌移動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步的，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括安裝座，其上安裝翻轉(zhuǎn)電機(jī)和軸承座;該安裝座的底面與所述安裝塊連接;所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與穿裝在軸承座上的安裝軸連接;該安裝軸的端部與位于其上方的果盤相連接;所述果盤和安裝軸之間設(shè)有力傳感器。
[0009]進(jìn)一步的，所述果實(shí)信息采集箱包括矩形的型材骨架，其縱向的中部設(shè)有供所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過的通道;該通道兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)相機(jī)室;每個(gè)相機(jī)室內(nèi)設(shè)有一部CCD相機(jī)和兩根條形光源;該條形光源對(duì)稱的分列于所述相機(jī)的前部;所述每個(gè)相機(jī)室的一個(gè)側(cè)面為封閉;所述通道上方也設(shè)有一部CCD相機(jī);每部CCD相機(jī)的鏡頭均對(duì)準(zhǔn)通道。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011 ]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，能夠快速而高效的在采摘過程中對(duì)蘋果進(jìn)行分級(jí)操作，極大的提高了生產(chǎn)效率，并可降低蘋果外表的損傷率，提升蘋果品質(zhì)。而且，還可方便的與采摘機(jī)器人相對(duì)接，適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型的直線模組的示意圖。
[0015]圖4是本實(shí)用新型的果實(shí)信息采集箱的示意圖。
[0016]圖5是本實(shí)用新型的滑道的示意圖。
[0017]圖6是本實(shí)用新型系統(tǒng)工作流程圖。
[0018]其中:1_安裝架;2-等外管道;2-1第二等外管道;3-滑道;4-等內(nèi)管道;5-果實(shí)信息采集箱;6-翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);7-直線模組;8-果盤;9-聯(lián)軸器；10-翻轉(zhuǎn)電機(jī)；11-力傳感器；12-安裝軸；13-軸承座；14-安裝座；15-輸送電機(jī)；16-安裝塊；17-導(dǎo)軌；18-絲桿；19-條形光源；20-型材骨架;21-通孔;22-CCD相機(jī);23-通道。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1所示，是一種根據(jù)上述分級(jí)方法而設(shè)計(jì)的蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，包括安裝架I和控制系統(tǒng)。所述安裝架I中部設(shè)有能夠?qū)μO果外表進(jìn)行檢測(cè)的果實(shí)信息采集箱5。該果實(shí)信息采集箱5的一側(cè)設(shè)有初選裝置及第一等外管道2，用于檢測(cè)蘋果的大小，并將不合格的蘋果放入等外管道。該果實(shí)信息采集箱5的另一側(cè)設(shè)有多根等內(nèi)管道4和一根第二等外管道2-1。其中的第二等外管道用于接收重量不合格的蘋果。所述安裝架I內(nèi)設(shè)有直線模組7，并在該直線模組7上安裝能夠承載或卸載蘋果、以及對(duì)蘋果稱重的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6。該翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6能夠沿所述直線模組7移動(dòng)，并經(jīng)過或停留于等外管道2入口、果實(shí)信息采集箱5或等內(nèi)管道4入口處;所述控制系統(tǒng)包括工控機(jī)，能夠通過CAN總線與所述直線模組7、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6和果實(shí)信息采集箱5進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述各機(jī)構(gòu)的控制。
[0021 ]所述初選裝置包括斜置的滑道3 ο如圖5所示，該滑道3的橫截面為U形，其上設(shè)有正對(duì)位于其下方的第一等外管道2開口的通孔21。該通孔21為橢圓形，其短軸沿所述滑道3的縱向，使不符合等級(jí)要求的蘋果可以從該通孔21中漏出，又可以使符合等級(jí)要求的蘋果從該通孔21上滾過。所述滑道3側(cè)面設(shè)有腰型孔，可使用螺栓穿過該腰形孔后將所述滑道3固定到所述果實(shí)信息采集箱5和其他對(duì)應(yīng)的支架上。當(dāng)改變螺栓與所述腰形孔內(nèi)的相對(duì)位置時(shí)，可相應(yīng)的改變所述滑道3的傾角，進(jìn)而調(diào)節(jié)果實(shí)沿所述滑道3下滑的速度。
[0022]如圖3所示，所述直線模組7包括輸送電機(jī)15和與其相連接的絲桿18。同時(shí)，在該絲桿18的兩側(cè)分別安裝一根導(dǎo)軌17。所述絲桿18和導(dǎo)軌17相互平行，其上設(shè)有與所述絲桿螺紋連接的安裝塊16。當(dāng)所述輸送電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠通過絲桿帶動(dòng)所述安裝塊沿所述導(dǎo)軌17移動(dòng)。
[0023]如圖2所示，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6包括安裝座14，其上安裝翻轉(zhuǎn)電機(jī)10和軸承座13。該安裝座14的底面與所述安裝塊16連接，使所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠沿直線模組移動(dòng)。所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)10通過聯(lián)軸器9與穿裝在軸承座13上的安裝軸12連接，并在該安裝軸12端部的上方安裝果盤8，使該果盤8的平面與所述安裝軸相平行。從而，可使該果盤8隨翻轉(zhuǎn)電機(jī)10的不同轉(zhuǎn)向而向不同方向翻轉(zhuǎn)，將其承接的蘋果投向不同的管道。所述果盤8和安裝軸12之間設(shè)有力傳感器11，使果盤8在承接蘋果時(shí)，即可對(duì)蘋果進(jìn)行稱重，并將稱重信息傳輸給控制系統(tǒng)。優(yōu)選的，在所述果盤8的周邊還設(shè)有圓弧形的擋板，可擋住從滑道3上滾過來的蘋果。同時(shí)，在該擋板上還安裝軟質(zhì)護(hù)套，以減少對(duì)蘋果外表的損傷。
[0024]如圖4所示，所述果實(shí)信息采集箱5包括矩形的型材骨架20。該型材骨架的縱向中部設(shè)有供所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6通過的通道23。該通道23兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)相機(jī)室，并在每個(gè)相機(jī)室內(nèi)設(shè)有一部CCD相機(jī)22和兩根條形光源19。該條形光源19對(duì)稱的分列于所述相機(jī)的前部，以對(duì)所述通道處進(jìn)行照射。所述每個(gè)相機(jī)室的一個(gè)側(cè)面為封閉，可以用鍍鋅鐵皮將型材骨架的部分封堵，減少外部光線對(duì)所述CCD相機(jī)的干擾。所述通道23的上方也設(shè)有一部CCD相機(jī)22，使獲取的圖像信息更加全面。安裝時(shí)，每部CCD相機(jī)22的鏡頭均對(duì)準(zhǔn)所述通道23，尤其是當(dāng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6移動(dòng)到該通道23中時(shí)，其上待檢測(cè)蘋果可能停留的位置，使每部CCD相機(jī)22能夠迅速而準(zhǔn)確的對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拍照。
[0025]本發(fā)明的工作流程如圖6所示，其具體過程為:首先將翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于滑道的下端處。當(dāng)蘋果采摘機(jī)器人的機(jī)械臂將采下的蘋果放置在滑道的上端時(shí)，蘋果受重力作用沿著滑道下滑。對(duì)于直徑不符合要求的等外蘋果，可由滑道的橢圓形通孔漏出，并經(jīng)等外管道滾動(dòng)至等外果箱中。而直徑符合要求的蘋果則沿著滑道滾落至翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的果盤上，并被擋板擋住，不至掉落。此時(shí)，果盤下方的力傳感器檢測(cè)到蘋果滾落到果盤后，開始測(cè)量蘋果的重量，并將測(cè)量結(jié)果發(fā)送至工控機(jī)。工控機(jī)對(duì)蘋果的重量是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行判斷，如果不達(dá)標(biāo)，則不經(jīng)過拍照程序，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)載著蘋果沿直線模組移動(dòng)，直接將蘋果運(yùn)送至管道區(qū)，并翻轉(zhuǎn)到相應(yīng)的管道中。如果重量達(dá)標(biāo)，則翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)沿著直線模組運(yùn)動(dòng)至果實(shí)信息采集箱的通道中。果實(shí)信息采集箱中的4個(gè)對(duì)稱分布的條形光源提供照明，3個(gè)CCD相機(jī)同時(shí)獲取蘋果三個(gè)方向的圖像，并將圖像信息傳送給工控機(jī)。工控機(jī)利用稱重傳感器的數(shù)據(jù)和圖像處理的結(jié)果對(duì)蘋果品質(zhì)做出綜合的判定，并將相應(yīng)的動(dòng)作指令傳送給輸送電機(jī)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。隨后，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在輸送電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，運(yùn)動(dòng)至等內(nèi)管道區(qū)域的相應(yīng)位置。然后，翻轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作，使果盤傾斜，將蘋果落入相應(yīng)等級(jí)的管道中，最終到達(dá)目標(biāo)果箱。至此，一個(gè)分級(jí)過程完成。優(yōu)選的，在圖像處理的間隙，輸送電機(jī)可進(jìn)行預(yù)運(yùn)動(dòng)，先將蘋果輸送至等內(nèi)管道區(qū)域等待，以提高整機(jī)運(yùn)行效率。
[0026]本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，包括安裝架和控制系統(tǒng)，其特征是所述安裝架中部設(shè)有能夠?qū)μO果外表進(jìn)行檢測(cè)的果實(shí)信息采集箱;該果實(shí)信息采集箱的一側(cè)設(shè)有初選裝置及第一等外管道，其另一側(cè)設(shè)有第二等外管道和多根等內(nèi)管道;所述安裝架內(nèi)設(shè)有直線模組，并在該直線模組上安裝能夠承載或卸載蘋果、以及對(duì)蘋果稱重的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);該翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠沿所述直線模組移動(dòng)，并經(jīng)過或停留于等外管道入口、果實(shí)信息采集箱或等內(nèi)管道入口處;所述控制系統(tǒng)包括工控機(jī)，能夠通過CAN總線與所述直線模組、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和果實(shí)信息采集箱進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)交互。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，其特征是所述初選裝置包括斜置的滑道;該滑道的橫截面為U形，其上設(shè)有正對(duì)位于其下方第一等外管道開口的通孔;該通孔為橢圓形，其短軸沿所述滑道的縱向；所述滑道的側(cè)面設(shè)有安裝用的腰型孔，能夠調(diào)整該滑道的傾角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，其特征是所述直線模組包括輸送電機(jī)和與其相連接的絲桿，并在該絲桿兩側(cè)分別安裝一根導(dǎo)軌;所述絲桿和導(dǎo)軌相互平行，其上設(shè)有與所述絲桿螺紋連接的安裝塊，能夠在輸送電機(jī)的帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌移動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，其特征是所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括安裝座，其上安裝翻轉(zhuǎn)電機(jī)和軸承座;該安裝座的底面與所述安裝塊連接;所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與穿裝在軸承座上的安裝軸連接;該安裝軸的端部與位于其上方的果盤相連接;所述果盤和安裝軸之間設(shè)有力傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果采摘過程中的分級(jí)系統(tǒng)，其特征是所述果實(shí)信息采集箱包括矩形的型材骨架，其縱向的中部設(shè)有供所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過的通道;該通道兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)相機(jī)室;每個(gè)相機(jī)室內(nèi)設(shè)有一部CCD相機(jī)和兩根條形光源;該條形光源對(duì)稱的分列于所述相機(jī)的前部;所述每個(gè)相機(jī)室的一個(gè)側(cè)面為封閉；所述通道上方也設(shè)有一部CCD相機(jī)；每部CCD相機(jī)的鏡頭均對(duì)準(zhǔn)通道。
【文檔編號(hào)】B07C5/342GK205518654SQ201620277081
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】張慶怡, 顧寶興, 方會(huì)敏, 田光兆, 董芒
【申請(qǐng)人】南京農(nóng)業(yè)大學(xué)