CN105268659B - 基于视觉技术的红枣筛选机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于视觉技术的红枣筛选机，它包括：能够识别红枣残次品并将识别出的红枣残次品剔除的残次品剔除***，将红枣输送至所述残次品剔除***的红枣输送***，以及与所述残次品剔除***相连、并能够将剔除残次品后的红枣按尺寸大小分级存储的红枣分级***。本发明这种红枣筛选机能够迅速而精准地剔除残次品，并能按照红枣的颗粒大小分级存储。

Description

基于视觉技术的红枣筛选机
技术领域
本发明涉及农产品甄选设备领域，具体涉及一种基于视觉技术的红枣筛选机。
背景技术
国外公司较早开始对水果自动分级技术进行研究并将研究成果产品化，意大利、日本和美国是果品分级分选设备研究的倡导者，目前来看，欧洲果品分级分选设备的研究集中在果品分级生产线的研制；美国和亚洲的日本、韩国则是着重研究尖端的分级分选技术，比如核磁共振成像分级、内部品质检测分级，如成熟度分级等。
我国对智能化程度较高的果品分选机的研制尚处于起步阶段，对水果品质检测及自动分级研究时间不长，国内目前能生产的水果分级设备基本还限于机械分级阶段，主要进行大小、重量的分级，自动分级设备基本还处于实验室研发阶段。我国水果质量检测中使用的水果品质自动检测生产线多为进口设备，由于引进设备操作较为复杂，设备成本较高，且这种进口设备是针对大农场生产所设计的，在我国小农户生产方式的农产品的检测中并不实用。
基于计算机视觉的水果大小分选机虽已用于实际生产，但是由于价格昂贵，还未能推广使用。外部品质分选机和内部品质分选机还在进一步研究中，研究过程还存在着一些难题：水果外部品质检测方面，水果的尺寸和颜色检测技术已比较成熟，但是果面的缺陷检测确是水果实时分级的难点，要快速准确地测定水果表面的各种缺陷并与梗、萼凹陷区正确区分比较困难。
利用机器视觉技术对红枣进行分级设备的研制使用还未见报道。但基于机器视觉技术对果品进行外部品质综合指标的检测分级已成为世界果品分级的主流技术，并广泛应用于实际生产中。而对于我国来讲分级研究尚处于起步阶段，需要跟踪国际最新动态，在充分利用国外已取得的研究成果的基础上，探索新的理论和方法，大力发展新型自动分级设备，研制出适合于我国国情的小型智能化果品分级机，并且加大力度将新技术应用于实际生产中。
发明内容
本发明目的是：针对目前市场的需要和现在技术的不足，本发明提供一种基于视觉技术的红枣筛选机，其能够迅速而精准地剔除残次品，并能按照红枣的颗粒大小分级存储。
本发明的技术方案是：一种基于视觉技术的红枣筛选机，包括：
能够识别红枣残次品并将识别出的红枣残次品剔除的残次品剔除***，
将红枣输送至所述残次品剔除***的红枣输送***，以及
与所述残次品剔除***相连、并能够将剔除残次品后的红枣按尺寸大小分级存储的红枣分级***。
本发明在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述红枣输送***包括主框架、安装在所述主框架上的回转输送带、以及带动所述转输送带运行的第一电机。
所述回转输送带为辊道式结构，其由多个平行并列排布的支撑辊、连接在所述支撑辊两端的固定套、以及将这些固定套连接在一起的第一传动链条构成；所述第一电机通过固定在所述主框架上的链轮支架、旋转布置在所述链轮支架上且与所述第一传动链条传动连接的第一传动链轮、固定于所述第一传动链轮端部的第一皮带轮、以及连接在所述第一皮带轮与第一电机的电机轴之间的第一传动皮带带动所述回转输送带运行。
所述残次品剔除***包括：
支撑底座，
通过支撑架固定连接在所述支撑底座上方的支撑框架，
布置于所述支撑框架和所述支撑架上的、且其上设有纵多落料孔的回转带，该回转带的头部进料端通过一次落料板与所述回转输送带的尾部出料端相连，回转带的每个落料孔处均制有二维码，
设于所述落料孔处的、用于开启/封闭该落料孔的落料孔启闭装置，
带动所述回转带运行的第二电机，
固定在所述支撑框架上、且前后间隔分布的两个光照箱，所述光照箱布置在所述回转带上方，且光照箱底部敞口，
装于所述光照箱内的日光灯和摄像头，
与所述摄像头和落料孔启闭装置相连的PC控制器，
旋转布置在所述支撑框架上、且位于所述两光照箱之间的拨动轮，
带动所述拨动轮转动的第三电机，以及
布置于所述回转带下方的残次品漏料斗。
所述落料孔启闭装置包括：
通过弹簧铰链铰接在所述落料孔中、且相对布置的两块翻转板，
分别设置于所述两翻转板上面板的两条直线导槽，
分别滑动布置于所述两直线导槽中的两个导轮，
连接在所述两导轮之间的推杆，
固定在所述支撑框架上部的气缸支架，以及
固定在所述气缸支架上、且位于所述回转带上方的气缸；
所述气缸的气缸轴竖直向下伸出且正对着所述推杆布置。
所述第二电机通过与所述回转带相连的第二传动链条、与所述第二传动链条传动连接的第二传动链轮、固定于所述第二传动链轮端部的第二皮带轮、以及连接在所述第二皮带轮与第二电机的电机轴之间的第二传动皮带带动所述回转带运行。
所述第三电机通过连接在所述拨动轮与第三电机的电机轴之间第三传动皮带带动所述拨动轮转动，所述支撑架上设置有用于固定所述第三电机的第三电机安装板。
所述红枣分级***包括：
安装支架，
固定在所述安装支架上方的吊架，
通过吊带悬吊连接在所述吊架下方的筛网，
带动所述筛网运动的第四电机，
连接所述回转带尾部出料端与所述筛网头部进料端的二次落料板，
通过三次落料板与所述筛网尾部出料端相连、用于收集从筛网尾部排出的红枣的一级品收集箱，以及
布置在所述筛网下方、用于收集从筛网网孔落下的红枣的二级品收集箱。
所述第四电机通过连接在所述筛网上的转轴、固定在第四电机的电机轴上的曲柄、以及铰接在所述转轴和曲柄之间的连杆带动所述筛网运动，所述安装支架上设置有用于固定所述第四电机的第四电机安装板。
所述安装支架固定有位于所述筛网与所述二级品收集箱之间的二级品漏料斗。
本发明的优点是：本发明体积小，占地面积少，机体可靠稳定、能承受外在冲击；结构紧凑、拆卸简易方便，且便于运输，分级生产线短，可以方便的运输到田间进行机械化作业。既适合于中小型红枣加工企业又可以满足小农户生产方式，设备采用钢框架结构及塑料板等材料，最大限度的降低设备成本，与现阶段的其他果品分级机相比更有利于提高枣农的收益。更适合于进行快速无接触检测分级。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍：
图1是本发明这种红枣筛选机的整体结构示意图；
图2是本发明这种红枣筛选机中残次品剔除***的结构示意图；
图3是本发明这种红枣筛选机中第四电机的安装结构示意图；
图4是本发明这种红枣筛选机中红枣分级***的结构示意图；
图5是本发明这种红枣筛选机中落料孔启闭装置的结构示意图。
其中：1.地面 2.第一电机 3.第一传动皮带 4.第一皮带轮 5.链轮支架 6.第一传动链轮 7.固定套 8.支承辊 9.主框架 10.一次落料板 11.光照箱 12.摄像头13.拨动轮 14.回转带 15.支撑框架 16.二次落料板 17.筛网 18.吊架 19.吊带20.三次落料板21.一级品收集箱 22.落料板支架 23.安装支架 24.二级品收集箱 25.分选电机安装平台26.残次品落料斗 27.第三传动皮带 28.第三电机安装板 29.第三电机 30.第二传动链条31.支撑架 32.支撑底座 33.第二电机34.第二传动皮带 35.第二皮带轮 36.第二传动链轮 37.辅助轮轴承架 38.辅助链轮 39.第一传动链条 41.日光灯 42.气缸支架 43.气缸44.落料孔 45.转轴 46.连杆 47.曲柄 48.第四电机安装板 49.第四电机 50.二级品漏料斗 51.翻转板52.弹簧铰链 53.导轮 54.推杆。
具体实施方式
图1～图5示出了本发明这种基于视觉技术的红枣筛选机的一个具体实施例，该筛选机包括：能够识别红枣残次品并将识别出的红枣残次品剔除的残次品剔除***，将红枣输送至所述残次品剔除***的红枣输送***，以及与所述残次品剔除***相连、并能够将剔除残次品后的红枣按尺寸大小分级存储的红枣分级***。
参照图1所示，本例实施例中，所述红枣输送***包括主框架9、安装在所述主框架9上的回转输送带、以及带动所述转输送带运行的第一电机2。
本例中，所述回转输送带为辊道式结构，其由多个平行并列排布的支撑辊8、连接在所述支撑辊8两端的固定套7、以及将这些固定套7连接在一起的第一传动链条39构成。所述第一电机2通过固定在所述主框架9上的链轮支架5、旋转布置在链轮支架5上且与第一传动链条39传动连接的第一传动链轮6、固定于第一传动链轮6端部的第一皮带轮4、以及连接在第一皮带轮4与第一电机2电机轴之间的第一传动皮带3带动所述回转输送带运行。
工作时，第一电机2通电运行，通过第一皮带轮依次带动第一皮带轮4、第一传动链轮6、第一传动链条39、固定套7和支撑辊8运动，进而带动回转输送带上放置的还未进行筛选的红枣运送至所述残次品剔除***中。
参照图1和图2所示，本例中，所述残次品剔除***包括：
支撑底座32；
通过支撑架31固定连接在支撑底座32上方的支撑框架15；
布置于支撑框架15和支撑架31上的、且其上设有纵多落料孔44的回转带14，该回转带14的头部进料端通过一次落料板10与上述回转输送带的尾部出料端相连，回转带14的每个落料孔44处均制有二维码；
设于所述落料孔44处的、用于开启/封闭该落料孔44的落料孔启闭装置；
带动回转带14运行的第二电机33；
固定在支撑框架15上、且前后间隔分布的两个光照箱11，光照箱11布置在回转带14的上方，且光照箱11底部敞口；
装于光照箱11内的日光灯41和摄像头12(该摄像头一般为CCD相机)；
与所述摄像头和落料孔启闭装置均相连的PC控制器(计算机)；
旋转布置在支撑框架15上、且位于所述两光照箱11之间的拨动轮13；
带动拨动轮13转动的第三电机29，以及
布置于回转带14下方的残次品漏料斗26。
参照图3所示，本例中，所述落料孔启闭装置包括：通过弹簧铰链52铰接在落料孔44中、且相对布置的两块翻转板51，分别设置于所述两翻转板51上面板的两条直线导槽，分别滑动布置于所述两直线导槽中的两个导轮53，连接在所述两导轮53之间的推杆54，固定在所述支撑框架15上部的气缸支架42，以及固定在所述气缸支架42上、且位于回转带14上方的气缸43。所述气缸43的气缸轴竖直向下伸出且正对着所述推杆54布置。
工作时，上述回转传动带尾部的红枣通过一次落料板10进入回转带14的头部，并在回转带14的带动下向回转带尾部移动，当红枣经过第一个光照箱11时，第一个光照箱11中的摄像头12拍摄获得红枣的第一张图像。红枣离开第一个光照箱11达到拨动轮13位置时，拨动轮13拨动红枣使红枣在回转带14上的角度发生变化。这样可保证红枣经过第二个光照箱11时，第二个光照箱11中的摄像头12所拍摄的第二张红枣图像与前面第一张红枣图像的角度不同，PC控制器(其带有图像分析功能)分析前后摄像头所拍摄的两幅红枣图像，通过图像中的红枣色泽和表面缺陷来判断该颗红枣是否为残次品。如果是残次品，摄像头采集有缺陷红枣所在的落料口44处的二维码，并将二维码输送给PC控制器，当残次品对应的落料口运动到相应气缸43的位置时，回转带14停止，PC控制器控制气缸43运动推下推杆54，打开翻转板51，红枣通过落料口44掉入残次品落料斗26排出。
参照图1所示，本例中，所述第二电机33通过与所述回转带14相连的第二传动链条30、与所述第二传动链条30传动连接的第二传动链轮36、固定于第二传动链轮36端部的第二皮带轮35、以及连接在所述第二皮带轮35与第二电机33电机轴之间的第二传动皮带34来带动所述回转带14运行。第二传动链轮36旋转布置在一链轮支撑座上，该链轮支撑座固定在所述支撑底座32上。
参照图1、图3和图4所示，本例中，所述的红枣分级***包括：安装支架23，固定在安装支架23上方的吊架18，通过吊带19悬吊连接在吊架18下方的筛网17，带动筛网17运动的第四电机49，连接所述回转带14尾部出料端与所述筛网17头部进料端的二次落料板16，通过三次落料板20与筛网17尾部出料端相连、用于收集从筛网17尾部排出的红枣的一级品收集箱21，以及布置在所述筛网17下方、用于收集从筛网17网孔落下的红枣的二级品收集箱24。
参照图3所示，本例中，所述第四电机49通过连接在筛网17上的转轴45、固定在第四电机49电机轴上的曲柄47、以及铰接在所述转轴45和曲柄47之间的连杆46来带动所述筛网17运动。所述安装支架23上设置有用于所述第四电机49的第四电机安装板48。
工作时，上述回转带14尾部的红枣通过二次落料板16进入筛网17，筛网在第四电机49的带动下做往复摆动，从而使体型较小的红枣通过筛网17上的网孔掉入二级品收集箱24中。而体型较大的红枣则运动至筛网17的尾部出料端，通过三次落料板20落入一级品收集箱21中。从而按照红枣按的尺寸大小分级存储，其中一级品收集箱21中的红枣体型大于二级品收集箱24中的红枣体型。
为了放置红枣掉至二级品漏料斗50外部地面上，本例在所述安装支架23固定设置了位于所述筛网17与所述二级品收集箱24之间的二级品漏料斗50。
当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于视觉技术的红枣筛选机，其特征在于，该筛选机包括：
能够识别红枣残次品并将识别出的红枣残次品剔除的残次品剔除***，
将红枣输送至所述残次品剔除***的红枣输送***，以及
与所述残次品剔除***相连、并能够将剔除残次品后的红枣按尺寸大小分级存储的红枣分级***；
所述残次品剔除***包括：
支撑底座(32)，
通过支撑架(31)固定连接在所述支撑底座(32)上方的支撑框架(15)，
布置于所述支撑框架(15)和所述支撑架(31)上的、且其上设有纵多落料孔(44)的回转带(14)，该回转带(14)的头部进料端通过一次落料板(10)与所述回转输送带的尾部出料端相连，回转带(14)的每个落料孔(44)处均制有二维码，
设于所述落料孔(44)处的、用于开启/封闭该落料孔(44)的落料孔启闭装置，
带动所述回转带(14)运行的第二电机(33)，
固定在所述支撑框架(15)上、且前后间隔分布的两个光照箱(11)，所述光照箱(11)布置在所述回转带(14)上方，且光照箱(11)底部敞口，
装于所述光照箱(11)内的日光灯(41)和摄像头(12)，
与所述摄像头和落料孔启闭装置相连的PC控制器，
旋转布置在所述支撑框架(15)上、且位于所述两光照箱(11)之间的拨动轮(13)，
带动所述拨动轮(13)转动的第三电机(29)，以及
布置于所述回转带(14)下方的残次品漏料斗(26)；
所述落料孔启闭装置包括：
通过弹簧铰链(52)铰接在所述落料孔(44)中、且相对布置的两块翻转板(51)，
分别设置于所述两翻转板(51)上面板的两条直线导槽，
分别滑动布置于所述两直线导槽中的两个导轮(53)，
连接在所述两导轮(53)之间的推杆(54)，
固定在所述支撑框架(15)上部的气缸支架(42)，以及
固定在所述气缸支架(42)上、且位于所述回转带(14)上方的气缸(43)；
所述气缸(43)的气缸轴竖直向下伸出且正对着所述推杆(54)布置。
2.根据权利要求1所述的基于视觉技术的红枣筛选机，其特征在于：所述红枣输送***包括主框架(9)、安装在所述主框架(9)上的回转输送带、以及带动所述转输送带运行的第一电机(2)。
3.根据权利要求2所述的基于视觉技术的红枣筛选机，其特征在于：所述回转输送带为辊道式结构，其由多个平行并列排布的支撑辊(8)、连接在所述支撑辊(8)两端的固定套(7)、以及将这些固定套(7)连接在一起的第一传动链条(39)构成；所述第一电机(2)通过固定在所述主框架(9)上的链轮支架(5)、旋转布置在所述链轮支架(5)上且与所述第一传动链条(39)传动连接的第一传动链轮(6)、固定于所述第一传动链轮(6)端部的第一皮带轮(4)、以及连接在所述第一皮带轮(4)与第一电机(2)电机轴之间的第一传动皮带(3)带动所述回转输送带运行。
4.根据权利要求1所述的基于视觉技术的红枣筛选机，其特征在于：所述第二电机(33)通过与所述回转带(14)相连的第二传动链条(30)、与所述第二传动链条(30)传动连接的第二传动链轮(36)、固定于所述第二传动链轮(36)端部的第二皮带轮(35)、以及连接在所述第二皮带轮(35)与第二电机(33)电机轴之间的第二传动皮带(34)带动所述回转带(14)运行。
5.根据权利要求1所述的基于视觉技术的红枣筛选机，其特征在于：所述第三电机(29)通过连接在所述拨动轮(13)与第三电机的电机轴之间第三传动皮带(27)带动所述拨动轮(13)转动，所述支撑架(31)上设置有用于固定所述第三电机(29)的第三电机安装板(28)。
6.根据权利要求1所述的基于视觉技术的红枣筛选机，其特征在于所述红枣分级***包括：
安装支架(23)，
固定在所述安装支架(23)上方的吊架(18)，
通过吊带(19)悬吊连接在所述吊架(18)下方的筛网(17)，
带动所述筛网(17)运动的第四电机(49)，
连接所述回转带(14)尾部出料端与所述筛网(17)头部进料端的二次落料板(16)，
通过三次落料板(20)与所述筛网(17)尾部出料端相连、用于收集从筛网(17)尾部排出的红枣的一级品收集箱(21)，以及
布置在所述筛网(17)下方、用于收集从筛网(17)网孔落下的红枣的二级品收集箱(24)。
7.根据权利要求6所述的基于视觉技术的红枣筛选机，其特征在于：所述第四电机(49)通过连接在所述筛网(17)上的转轴(45)、固定在第四电机(49)电机轴上的曲柄(47)、以及铰接在所述转轴(45)和曲柄(47)之间的连杆(46)带动所述筛网(17)运动，所述安装支架(23)上设置有用于固定所述第四电机(49)的第四电机安装板(48)。
8.根据权利要求7所述的基于视觉技术的红枣筛选机，其特征在于：所述安装支架(23)固定有位于所述筛网(17)与所述二级品收集箱(24)之间的二级品漏料斗(50)。
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