尤其適于桃子的用于自動去核的水果識別和定向設(shè)備及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適于對水果識別和定向，尤其是對桃子識別和定向的設(shè)備，用于 對其自動化去核還涉及一種對水果識別和定向的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 同一申請人的國際專利申請PCT/IT2012/000209公開了一種尤其適用于桃子的 多行水果定位設(shè)備，包括：框架和在所述框架的縱向方向上行進的水果刮板輸送機（flight conveyor)，水果固持刮板由多個橫切間隔的凹部成型，置于底部的每一凹部具有開口，水 果的一部分通過該開口伸出。水果固持刮板下方設(shè)置有用于定向水果的裝置，包括多個橫 向軸，所述多個橫向軸縱向間隔開，每一橫向軸承載有橫向地間隔開的與所述的多個凹部 數(shù)量相同的多個定向元件。每一定向元件可與承載其的橫向主軸一起旋轉(zhuǎn)，在凹部開口中， 定向元件與包含在凹部中的水果接觸，并移動水果以便定位使包含每一水果的縫合線的平 面正交于縱向方向且使所述水果的梗洼（stalkcavity)朝下。
[0003] 定向自動操作的缺點，例如在上述專利申請的裝置中的缺點為，定向的自動操作 不能保證定位每一水果的縫合平面使其與垂直裁切面平行，該垂直裁切面與水果前進路線 正交。這是因為水果的與定向元件結(jié)合的梗洼并不總是那么明顯。最后導致水果的盲定位。 隨后，在裁切站，并非所有水果達到上述的定位，結(jié)果是裁切不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明基于檢測每一水果縫合線以便取得它們各自的定向。
[0005] US6691854描述了一種用于定向水果的裝置。該裝置具有一固持輸送機，其具有用 于水果的固持器；可與該固持器同步一起位移的升降機，該升降機還可相對固持器旋轉(zhuǎn)，用 于把水果升起到固持器外并轉(zhuǎn)動水果；一檢測器，例如相機，用于檢測每一水果的位置；以 及用于該升降機的控制器，其連接至該檢測器，并在只要有需要轉(zhuǎn)動每單一水果時對應(yīng)關(guān) 聯(lián)的對象來啟動升降機。
[0006] EP2167408提供了用于自動測定置于輥上的水果的位置和定向，所述水果包括至 少一個旋轉(zhuǎn)軸。該歐洲專利基于這樣的事實，即由于一個或兩個輥的旋轉(zhuǎn)，水果在輥上具有 穩(wěn)定的和可預測的移動。例如，蘋果將繞它的軸冠莖或垂直于該冠莖的軸轉(zhuǎn)動。對水果的 可預測的旋轉(zhuǎn)動作的認識，允許在一短時間隔內(nèi)使用一視覺系統(tǒng)對水果的朝向和位置進行 自動測定，該視覺系統(tǒng)適用于獲得和分析轉(zhuǎn)動中的水果的圖像。水果的朝向和位置信息可 隨后用于操縱該水果，例如受操縱于按理想位置和朝向來包裝水果的機械人。
[0007] 上面提到的美國專利和歐洲專利的目的均為有序的水果包裝，特別是蘋果，并使 用與視覺系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的漏斗或空竹形輥式運輸機，該輥式運輸機允許對每一水果進行基于統(tǒng) 計學的自動定向。
[0008] 應(yīng)該清楚的是，這些發(fā)明主要用作以這樣的方式放置水果，以使其中心軸垂直，但 它們不能用于定向那些其軸已經(jīng)垂直的水果，不能使包含縫合線的橫截面平面置為平行于 該水果的剖切面。
[0009] 進一步，所述的引用的專利未能給出對于例如桃子縫合線的任何精確定義。
[0010] 本發(fā)明的目的是，估定水果的縫合線是否足夠明顯，以確定該水果是否可提送至 沿其縫合線本身的精確裁切。如果是可以的，隨后的目的為計算二面角，在該二面角處轉(zhuǎn)動 水果以便使其縫合處平面平行于剖切面，以從水果固持刮板的凹部機械地握持并通過該二 面角轉(zhuǎn)動該水果，然后將其放回在同一凹部上。如果不可以，隨后的目的為在水果固持刮板 中從凹部提升該水果，并使其從前進路線分離。
[0011] 本發(fā)明提供了一種適用于識別和定向水果的設(shè)備，特別是桃子，用于對其自動去 核，所述設(shè)備包括：水果刮板輸送機，其中由網(wǎng)孔（mesh)元件和水果刮板構(gòu)成的帶在一框 架中縱向地前進，直到一裁切站；在所述裁切站中，設(shè)置有與前進的帶正交的垂直裁切面， 水果刮板成型為具有多個凹部，水果置于該凹部中，且包含縫合線的水果縫合平面設(shè)置為 垂直；其中所述設(shè)備進一步包括：
[0012] -用于檢測每一水果的縫合線的水果識別站，適于檢測垂直縫合平面的位置，并計 算垂直縫合平面和垂直裁切面之間形成的二面角，以及傳達計算出的二面角信息或無檢測 信息；以及
[0013] -連接至移除站的定向站，包括可編程序邏輯控制器（PLC)、一排握持單元，其中 所述PLC適配為接收一給定水果的垂直縫合平面和垂直裁切面之間形成的二面角信息，以 及控制該排握持單元的各自握持單元，每一握持單元各自包括承載于其主軸上的電機和握 持裝置，所述握持裝置適配為在水果所在的凹部中握持水果，并從該水果的起始位置將其 轉(zhuǎn)動至最終位置，其中在該起始位置中水果的垂直縫合平面與所述垂直裁切面相交，而在 最終位置中該垂直縫合平面平行于所述垂直裁切面，該可編程序邏輯控制器還適配為接收 對應(yīng)給定水果的檢測不到垂直縫合平面和垂直裁切面之間形成的二面角的信息，并控制所 述移除站用于從水果路線移去該水果。
[0014] 受益于本發(fā)明的設(shè)備，真正可能地允許去核設(shè)備的裁切站以理想的方式裁切接收 到的全體水果。
[0015] 事實上，可能導致不準確裁切的水果會從水果路線移除；至于其余的，具有設(shè)置在 一垂直面的明顯縫合線的水果，將受益于前面的水果旋轉(zhuǎn)裝置，各自受分析以便顯示相對 于與水果的多個路線正交的平面的垂直縫合平面位置，并計算二面角，例如由垂直縫合平 面相對于設(shè)備中的隨后的裁切站的垂直裁切面而形成的空間角度。定向站使用對二面角的 認識，其根據(jù)該二面角通過一夾具握取和轉(zhuǎn)動每一水果，以使其垂直縫合平面平行于垂直 裁切面。
[0016] 有利地，水果識別站對應(yīng)每一水果路線使用一相機。合適地，相機固定在支撐上， 例如三腳架，其腳架置于地面上，優(yōu)選地置于用于自動去核的設(shè)備框架的側(cè)面，以便從水果 路線的底部，通過凹部的開口，對每一水果的縫合線進行拍照。相機的支撐未固定在設(shè)備框 架上，不與水果路線的返回部分干涉，也不需忍受設(shè)備框架的振動，該振動會惡化相機的拍 攝。相機置于殼體內(nèi)，設(shè)置有透明屏幕以便保護相機遠離污垢；有利地，該透明屏幕為傾斜 的，以允許更好的清潔。
[0017] 對于定向站，其跨過（astride)該框架，以相對于縱向前行的水果承載帶從上方， 通過可與裁切站的刀子同步上下垂直移動的裝置來握取水果。
[0018] 通常，本發(fā)明還涉及一種識別和定向水果的方法，特別是桃子，用于對其自動去 核，以便在前一傾轉(zhuǎn)步驟（使每一水果的縫合平面傾轉(zhuǎn)至垂直布置）中對每一水果進行轉(zhuǎn) 動之后，使包含水果縫合線的縫合平面平行于與水果路線正交的垂直裁切面，其中對于每 一水果所述方法包括：
[0019] ?縫合線檢測步驟，其中相對于垂直裁切面，產(chǎn)生對水果的垂直縫合平面位置的正 確檢測，或檢測不到（nondetection);
[0020] ?在正確檢測縫合線的情況下，計算垂直縫合平面和垂直裁切面之間形成的二面 角，并傳送該二面角以作后續(xù)使用；
[0021] ?在檢測不到縫合線的情況下，傳送無檢測的信息以作后續(xù)使用；
[0022] ?基于二面角傳送的調(diào)整水果位置的步驟，其中握持裝置使用該傳送，從水果路線 握持水果，以根據(jù)該二面角轉(zhuǎn)動水果，然后釋放該水果至其垂直縫合平面與垂直裁切面重 合