專利名稱：一種智能化的果蔬自動分選機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能化的果蔬自動分選機(jī)，尤其涉及一種基于機(jī)器視覺的對果蔬進(jìn)行分級設(shè)備。
背景技術(shù)：
通過對果蔬等級處理，使得高品質(zhì)的果蔬進(jìn)入消費(fèi)市場，提高果蔬商品價值。而傳統(tǒng)分級機(jī)器的對果蔬性能檢測指標(biāo)具有局限性，大多停留在對果蔬體積重量大小的檢測， 并且檢測精度和分選速度低，檢測方式易損果蔬，適應(yīng)性差，而造成外傷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能化的果蔬自動分選機(jī)， 對果蔬進(jìn)行多項(xiàng)指標(biāo)的檢測，實(shí)現(xiàn)多等級的分選，并且以免造成果傷，提高分選效率和分選精度。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種智能化的果蔬自動分選機(jī)，其特征在于它包括傳動動力機(jī)構(gòu)，分級出料機(jī)構(gòu)，視覺機(jī)構(gòu)，圖像處理系統(tǒng)和設(shè)備控制系統(tǒng)；傳動動力機(jī)構(gòu)的動力由3個后端大鏈輪、2個前端鏈輪、1個后端小鏈輪、鏈條、減速電機(jī)提供；橡膠輪、翻板固定在鏈條上；分級出料機(jī)構(gòu)是獨(dú)立拆卸貨或組裝的模塊化裝置，分級出料結(jié)構(gòu)可由上下兩個機(jī)架連接板、導(dǎo)軌連接板、導(dǎo)向槽連接板相互連接；光電傳感器安裝在分級出料機(jī)構(gòu)上，通過檢測橡膠輪一方面給設(shè)備控制系統(tǒng)提供脈沖觸發(fā)工業(yè)相機(jī)采集圖像，另一方面給設(shè)備控制系統(tǒng)提供脈沖，根據(jù)脈沖計次按等級觸發(fā)電磁鐵工作，使翻板抬起將果蔬進(jìn)入出料斗中；視覺機(jī)構(gòu)內(nèi)的工業(yè)相機(jī)采集的圖像，通過圖像采集卡提供給圖像處理系統(tǒng)，經(jīng)過圖像處理，把不同等級果蔬的信息，通過串口線傳遞給設(shè)備控制系統(tǒng)。1)傳動動力機(jī)構(gòu)包括后端大鏈輪，鏈條，橡膠輪，翻板，支架，后端小鏈輪，輪軸，減速電機(jī)，前端大鏈輪；輪軸連接雙通道的橡膠輪，橡膠輪和翻板由支架連接，并且通過支架與鏈條固定；后端大鏈輪，鏈條后端小鏈輪和減速電機(jī)，前端大鏈輪帶動橡膠輪和翻板按照同一方向共同運(yùn)動。2)分級出料機(jī)構(gòu)屬于可拆卸模塊化的裝置，包括機(jī)架連接板，導(dǎo)軌連接板，導(dǎo)向槽連接板，導(dǎo)軌， 導(dǎo)向槽，出料斗，電磁鐵，滑道，跳板，固定底板，光電傳感器；根據(jù)設(shè)備分級需要可由若干個分級出料機(jī)構(gòu)通過機(jī)架連接板，導(dǎo)軌連接板，導(dǎo)向槽連接板將每部分分級出料機(jī)構(gòu)相連接； 導(dǎo)向槽為橡膠輪和鏈條提供支撐滑動軌道；電磁鐵固定在滑道上，當(dāng)設(shè)備分級時，設(shè)備控制系統(tǒng)將電磁鐵吸合，跳板和滑道接觸，跳板把翻板引入滑道上，此時翻板抬起，將果蔬送入出料斗；最后等級出料機(jī)構(gòu)的跳板和滑道連接在一起，最后等級水果傳送過來后，直接由翻板送入果蔬出料斗中。3)視覺機(jī)構(gòu)包括工業(yè)相機(jī)，相機(jī)調(diào)節(jié)板，遮光罩，燈座側(cè)板，燈座調(diào)節(jié)板，熒光燈管，遮光板；調(diào)節(jié)相機(jī)調(diào)節(jié)板來改變工業(yè)相機(jī)的視場；調(diào)節(jié)燈座調(diào)節(jié)板來調(diào)節(jié)光源的明亮；遮光板可以遮住光源，工業(yè)相機(jī)利用遮光罩提供的光源給水果拍照；熒光燈管均勻的分布在燈座側(cè)板上；光電傳感器檢測橡膠輪的通過，給設(shè)備控制系統(tǒng)提供脈沖觸發(fā)工業(yè)相機(jī)采集圖像。4)圖像處理系統(tǒng)包括工控機(jī)，圖像采集卡，圖像處理軟件；工控機(jī)通過
4圖像采集卡獲得圖像，再由圖像處理軟件對圖像進(jìn)行處理，將通過工控機(jī)將等級信息傳遞給設(shè)備控制系統(tǒng)執(zhí)行分級命令。安裝在工控機(jī)上的圖像處理軟件能對果蔬圖像進(jìn)行分析處理，并且根據(jù)處理結(jié)果實(shí)時傳輸信號給設(shè)備控制系統(tǒng)，使水果能夠按照大小、形狀、顏色、紋理、缺陷等外部特征進(jìn)行自動分級。
本實(shí)用新型的有益效果是能按照果蔬大小、外部形狀、表皮顏色、表面紋理、外部缺陷等外部特征，利用設(shè)備控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效率自動分級，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，實(shí)現(xiàn)每小時12000個檢測效果，并且果蔬無損傷。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是傳動動力機(jī)構(gòu)示意圖；圖3是分級出料機(jī)構(gòu)示意圖；圖4是視覺機(jī)構(gòu)示意圖；圖5是蘋果圖像處理和分級過程示意具體實(shí)施方式
如圖1所示包括傳動動力機(jī)構(gòu)(1)，分級出料機(jī)構(gòu)(2)，視覺機(jī)構(gòu)(3)，圖像處理系統(tǒng)(4)和設(shè)備控制系統(tǒng)(5)；傳動動力機(jī)構(gòu)(1)提供為設(shè)備提供傳動輸送，通過機(jī)架連接板 (2.1)，導(dǎo)軌連接板(2. 2)，導(dǎo)向槽連接板(2. 3)，導(dǎo)向槽(2. 5)實(shí)現(xiàn)自我連接并與分級出料機(jī)構(gòu)(2)連接；電磁鐵(2. 7)和光電傳感器(2. 11)固定在分級出料機(jī)構(gòu)上，并通過電纜與設(shè)備控制系統(tǒng)(5)連接；視覺機(jī)構(gòu)(3)安裝在傳動動力機(jī)構(gòu)(1)第一等級前端的正上方， 工業(yè)相機(jī)(3. 1)通過電纜與圖像采集卡(4. 2)和設(shè)備控制系統(tǒng)(5)連接；圖像處理系統(tǒng)(4) 通過串口線與設(shè)備控制系統(tǒng)(5)連接，圖像采集卡(4. 2)安裝在工控機(jī)上(4. 1)，圖像處理系統(tǒng)(5)內(nèi)部置有圖像處理軟件(4. 3)。安裝在圖像處理系統(tǒng)(5)上的圖像處理軟件(4. 3)果蔬圖像進(jìn)行分級處理，并且根據(jù)處理結(jié)果實(shí)時傳輸信號給設(shè)備控制系統(tǒng)，使水果能夠按照大小、形狀、顏色、紋理、缺陷等外部特征進(jìn)行自動分級。
權(quán)利要求1.一種智能化的果蔬自動分選機(jī)，其特征在于它包括傳動動力機(jī)構(gòu)(1)，分級出料機(jī)構(gòu)(2)，視覺機(jī)構(gòu)(3)，圖像處理系統(tǒng)(4)和設(shè)備控制系統(tǒng)(5) ；1)傳動動力機(jī)構(gòu)(1)的動力由3個后端大鏈輪(1. 1)、2個前端鏈輪(1. 11)、1個后端小鏈輪(1.6)、鏈條(1.2)、減速電機(jī)(1. 8 )提供；橡膠輪(1. 3 )、翻板(1. 4 )固定在鏈條(1. 2 )上；2 )分級出料機(jī)構(gòu)(2 )是獨(dú)立拆卸貨或組裝的模塊化裝置，分級出料機(jī)構(gòu)(2)可由上下兩個機(jī)架連接板(2. 1)、導(dǎo)軌連接板(2. 2)、導(dǎo)向槽連接板(2. 3)相互連接；光電傳感器(2. 11)安裝在分級出料機(jī)構(gòu)(2)上，通過檢測橡膠輪(1. 3) 一方面給設(shè)備控制系統(tǒng)(5)提供脈沖觸發(fā)工業(yè)相機(jī)(3. 1)采集圖像， 另一方面給設(shè)備控制系統(tǒng)(5)提供脈沖，根據(jù)脈沖計次按等級觸發(fā)電磁鐵(2. 7)工作，使翻板(1.4)抬起將果蔬進(jìn)入出料斗(2. 6)中；3)視覺機(jī)構(gòu)(3)內(nèi)的工業(yè)相機(jī)采集的圖像，通過圖像采集卡提供給圖像處理系統(tǒng)(4)，經(jīng)過圖像處理，把不同等級果蔬的信息，通過串口線傳遞給設(shè)備控制系統(tǒng)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化的果蔬自動分選機(jī)，其特征在于所述的傳動動力機(jī)構(gòu)(1)包括后端大鏈輪(1. 1)，鏈條(1.2)，橡膠輪(1.3)，翻板(1.4)，支架(1.5)，后端小鏈輪(1.6)，輪軸(1.7)，減速電機(jī)(1.8)，前端大鏈輪(1.9)；輪軸(1.7)連接雙通道的橡膠輪(1.3)，橡膠輪(1.3)和翻板(1.4)由支架(1.5)連接，并且通過支架(1.5)與鏈條 (1.2)固定；后端大鏈輪(1. 1)，鏈條(1.2)后端小鏈輪(1.6)和減速電機(jī)(1.8)，前端大鏈輪(1. 9)帶動橡膠輪(1. 3)和翻板(1. 4)按照同一方向共同運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化的果蔬自動分選機(jī)，其特征在于所述的分級出料機(jī)構(gòu)(2)屬于可拆卸模塊化的裝置，包括機(jī)架連接板(2. 1)，導(dǎo)軌連接板(2. 2)，導(dǎo)向槽連接板(2. 3)，導(dǎo)軌(2. 4)，導(dǎo)向槽(2. 5)，出料斗(2. 6)，電磁鐵(2. 7)，滑道(2. 8)，跳板 (2. 9)，固定底板(2. 10)，光電傳感器(2. 11)；根據(jù)設(shè)備分級需要可由若干個分級出料機(jī)構(gòu) (2)通過機(jī)架連接板(2. 1)，導(dǎo)軌連接板(2. 2)，導(dǎo)向槽連接板(2. 3)將每部分分級出料機(jī)構(gòu) (2)相連接；導(dǎo)向槽(2. 5)為橡膠輪(1. 3)和鏈條(1. 2)提供支撐滑動軌道；電磁鐵(2. 7) 固定在滑道(2. 8)上，當(dāng)設(shè)備分級時，設(shè)備控制系統(tǒng)(5)將電磁鐵(2. 7)吸合，跳板(2. 9)和滑道(2. 8)接觸，跳板(2. 9)把翻板(1.4)引入滑道(2. 8)上，此時翻板(1.4)抬起，將果蔬送入出料斗(2. 6)；最后分級出料機(jī)構(gòu)(2)的跳板(2. 9)和滑道(2. 8)連接在一起，最后等級水果傳送過來后，直接由翻板(1.4)送入果蔬出料斗(2. 6)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化的果蔬自動分選機(jī)，其特征在于所述的視覺機(jī)構(gòu)(3)包括工業(yè)相機(jī)(3. 1 )，相機(jī)調(diào)節(jié)板(3. 2)，遮光罩(3. 3)，燈座側(cè)板(3.4),燈座調(diào)節(jié)板 (3. 5)，熒光燈管(3. 6)，遮光板(3. 7)；調(diào)節(jié)相機(jī)調(diào)節(jié)板(3. 2)來改變工業(yè)相機(jī)(3. 1)的視場；調(diào)節(jié)燈座調(diào)節(jié)板(3. 5)來調(diào)節(jié)光源的明亮；遮光板(3. 7)可以遮住光源，工業(yè)相機(jī)(3. 1) 利用遮光罩(3. 3)提供的光源給水果拍照；熒光燈管(3. 6)均勻的分布在燈座側(cè)板(3. 4) 上；光電傳感器(2. 11)檢測橡膠輪(1. 3)的通過，給設(shè)備控制系統(tǒng)(5)提供脈沖觸發(fā)工業(yè)相機(jī)(3. 1)采集圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化的果蔬自動分選機(jī)，其特征在于所述的圖像處理系統(tǒng)(4)包括工控機(jī)(4. 1)，圖像采集卡(4. 2)，圖像處理軟件(4. 3);工控機(jī)(4. 1)通過圖像采集卡(4. 2)獲得圖像，再由圖像處理軟件(4. 3)對圖像進(jìn)行處理，將通過工控機(jī)(4. 1)將等級信息傳遞給設(shè)備控制系統(tǒng)(5)執(zhí)行分級命令。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于機(jī)器視覺的智能果蔬分級設(shè)備，由傳動動力機(jī)構(gòu)、分級出料機(jī)構(gòu)、視覺機(jī)構(gòu)、圖像處理系統(tǒng)和設(shè)備控制系統(tǒng)五部分組成。傳動動力機(jī)構(gòu)的鏈輪、鏈條、減速機(jī)為系統(tǒng)提供傳動動力，帶動翻板和橡膠輪同步運(yùn)動；分級出料機(jī)構(gòu)是獨(dú)立模塊，可以根據(jù)分選等級需要增加或者減少；視覺機(jī)構(gòu)在傳動動力機(jī)機(jī)構(gòu)前端的正上方，由設(shè)備控制系統(tǒng)觸發(fā)工業(yè)相機(jī)工作，圖像處理系統(tǒng)通過圖像采集卡獲取圖像，并對圖像進(jìn)行處理；經(jīng)過圖像處理系統(tǒng)的軟件分析，將識別出的等級信號通過串口線傳遞給設(shè)備控制系統(tǒng)，由設(shè)備控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)果蔬的分級出料。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)雙通道高速在線圖像檢測以識別果蔬級別，具有精度高、適應(yīng)強(qiáng)、效率高、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用的特點(diǎn)。
文檔編號B07C5/342GK202015697SQ20102052108
公開日2011年10月26日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者任永新, 單忠德, 張靜, 戰(zhàn)麗, 楊魯義 申請人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心