CN109156383A - 一种野山鸡蛋自动分拣装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种野山鸡蛋自动分拣装置，机架上设置传送装带，支架垂直安装在机架的一侧，分隔定位设备、微控制器和LCD显示屏安装在支架上。分隔定位设备位于传送带上方，内侧安装触发感应器，所述分隔定位设备上方安装照明灯组和颜色识别传感器，照明LED灯组与颜色识别传感器上方安装处理器和LCD显示屏，分隔定位装置、照明LED灯组和颜色识别传感器安装于检测暗盒内，检测暗盒在上游和下游部分留有野山鸡蛋通过口，检测暗盒内部涂黑。本发明还公布了基于该设备分拣鸡蛋的方法。本发明可将七种颜色的野山鸡蛋按照颜色分拣归类，保证了野山鸡蛋分类的一致性。

Description

一种野山鸡蛋自动分拣装置及方法

技术领域

本发明属于蛋类分拣收集设备技术领域，具体涉及一种对野山鸡蛋自动分拣的装置及方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高，野山鸡蛋也走向人们的餐桌，野山鸡的大规模养殖成了农民发家致富的手段之一。由于野山鸡品种、饲养方式的不同导致野山鸡蛋颜色多样，包括橄榄色、暗褐色、浅褐色、灰色、蓝色、绿色和白色等，俗称“七彩蛋”。虽然野山鸡蛋壳颜色与蛋自身营养没有直接关系，但是也能在一定程度反映蛋鸡的健康状态和鸡蛋品质。野山鸡蛋壳颜色是消费者衡量野山鸡蛋品质及是否购买的最直观指标，影响消费者对野山鸡蛋的选购和企业对野山鸡蛋的销售。因此在野山鸡养殖场需要按照消费者购买意愿按照颜色进行分拣分类，再进行单色或多色混合包装。在现有的野山鸡蛋分类技术中，通常是通过人工观察的方式来对野山鸡蛋进行手工分拣，这种分拣方式不仅速度受限，而且工人在长时间工作之后精力不佳，出错率和破损率高。需要一种自动化的野山鸡蛋分类装置来代替人工分拣，减小人工方式对野山鸡蛋进行分类时存在随意性大、破损率高和效率低等缺点。

发明内容

针对现有人工分拣上存在的不足，本发明提供一种可根据野山鸡蛋颜色来自动分拣并归类的装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明公开了一种野山鸡蛋自动分拣装置，包括机架、传送带和支架、分隔定位设备、照明LED灯组和颜色识别传感器、微控制器和显示屏、推送设备和分流收集设备。机架上设置传送装带，支架垂直安装在机架的一侧，分隔定位设备、照明LED灯组和颜色识别传感器、微控制器和LCD显示屏从下到上依次安装在支架上。分隔定位设备位于传送带上方，内侧安装触发感应器，所述分隔定位设备上方安装照明灯组和颜色识别传感器，照明LED灯组与颜色识别传感器上方安装处理器和LCD显示屏，分隔定位装置、照明LED灯组和颜色识别传感器安装于检测暗盒内，检测暗盒在上游和下游部分留有野山鸡蛋通过口，检测暗盒内部涂黑。传送带下游一侧依次安装由七套推送机构构成的推送设备和另一侧安装由七个收容槽构成的分流收集设备。每套推送机构的推送板上游端固定在旋转轴，推送板下游端可受驱动的围绕上游固定端旋转，旋转到位时和对应收容槽连接起来，七个收容槽和七个推送机构一一对应。微处理器处理数据进行分类算法的计算和分类统计，接收来自颜色识别传感器和触发器的数据和信号，通过气缸控制阀控制连杆气缸的动作，LCD显示器显示检测数据和统计分类结果。

具体的，包括机架、传送带和支架、分隔定位设备、照明LED灯组和颜色识别传感器、微控制器和显示屏、推送设备和分流收集设备。所述机架上设置传送装带，所述支架垂直安装在机架的一侧且靠近传送带上游一侧。所述分隔定位设备、照明LED灯组和颜色识别传感器、微控制器和显示器从下到上依次安装在支架上。在传送带下游一侧上方设置推送设备，另一侧和推送设备对应位置设置野山鸡蛋分流收集设备。所述分隔定位装置、照明LED灯组和颜色识别传感器安装于检测暗盒内，检测暗盒在上游和下游部分留有野山鸡蛋通过口。本发明可将七种颜色的野山鸡蛋按照颜色分拣归类，保证了野山鸡蛋分类的一致性。

所述分隔定位设备上方安装照明LED灯组和颜色识别传感器，照明灯组与颜色识别传感器上方安装处理器和显示屏，分隔定位装置、照明和颜色识别传感器安装于检测暗盒内，检测暗盒在上游和下游部分留有野山鸡蛋通过口，检测暗盒内部涂黑。传送带下游依次安装由七套推送机构构成的推送设备，每套推送机构的推送板上游端固定在旋转轴，推送板下游端可受驱动的围绕上游固定端旋转，旋转到位时和分流收集设备中对应收容槽连接起来，七个收容槽和推送设备一一对应。

上述的野山鸡蛋自动分拣装置,所述的分隔定位设备包括触发传感器、分隔挡板以及驱动上游和下游分隔挡板的两个微型气缸和气缸控制阀组成。所述气缸的前端设有用于气缸伸缩动作的分隔挡板，分隔挡板位于在传送带上游且垂直于传送带，间隔大于野山鸡蛋最大直径，两个分隔挡板中间位于传送带一侧设置触发传感器。分隔挡板包覆有软硅胶套缓冲，减少了野山鸡蛋碰撞的碎裂。触发传感器的触发信号输出端和微控制器输入端相连，微控制器的输出端信号和导杆气缸的控制阀输入端相连。

所述分隔定位设备由两套气缸控制阀、连杆气缸和挡板构成，气缸连杆和挡板同方向连接，挡板为塑胶材质，挡板和传送带传动方向成90度设置，挡板垂直于传送带，挡板间隔大于一个野山鸡蛋的最长直径，两个挡板中间位于传送带一侧设置触传感器。

上述的野山鸡蛋自动分拣装置，颜色识别传感器设置于垂直于机架的支架上，位于分隔定位设备的上方，同时和分隔定位设备置于检测暗盒内，检测暗盒内部涂黑，在沿传送带方向两侧开口，允许野山鸡蛋无阻碍通过。颜色识别传感器镜头四周安放四个高亮白色LED灯。

在所述的照明LED灯组和颜色设备中，照明LED灯组部分由四个高亮度白色LED灯组成，位于颜色识别传感器进光口四周，照明方向向下。所述颜色传感器采用能够识别RGB三基色的色彩识别芯片。上述的照明LED灯组和颜色设备位于传送带上方检测暗盒内，暗盒内涂黑色吸光染料。

上述的野山鸡蛋自动分拣装置，在所述的微控制器和LCD显示器，微控制器为通用单片机STC89C52，显示器为LCD液晶模块，显示检测到现场野山鸡蛋颜色和已检测各种不同颜色野山鸡蛋的计数值和已检测总数值。微控制器的显示输出端和LCD液晶显示器输入端相连接。微控制器和显示屏位于颜色识别传感器的上方，设置在支架上。微控制器的信号输入端和触发器相连接，数据输入端和颜色识别传感器数据输出端连接，微控制器的输出控制信号和气缸控制阀连接。

上述的野山鸡蛋自动分拣装置，在所述的推送设备包括七套等距分布的推送机构，沿传送带方向依次排列。每套推送机构包括导杆气缸、气缸控制阀和响应气缸伸缩动作的推送板。所述推送板垂直于传送带，推送板安装于传送带的一侧，上端固定于传送带一侧的旋转轴上，推送板的外侧中间的旋转轴和连杆式气缸相连接，推送板在气缸连杆驱动下围绕旋转轴旋转。气缸连杆完全推出时，推送板和传送带运动方向成45度夹角。推送板包覆有软硅胶套。所述的推送设备的气缸控制阀的控制信号输入端和微控制器控制信号输出端相连。

上述的野山鸡蛋自动分拣装置，推送设备包括七套并排设置的推送机构，每套推送机构包括导杆气缸和响应气缸伸缩动作的推送板。推送机构沿传送带方向依次排列。推送板垂直于传送带，推送板安装于传送带的上游端固定于传送带一侧的旋转轴上，推送板的外侧中间和连杆式气缸相连接，推送板的下游可受气缸连杆驱动围绕旋转轴旋转。气缸连杆完全推出，推送板打开时和传送带运动方向成45度夹角，阻挡野山鸡蛋通过。推送板包覆有软硅胶套。气缸连杆缩回，推送板收起时和传送带运动方向平行，允许野山鸡蛋顺利通过。

上述的野山鸡蛋自动分拣装置，分流收集设备包括七套并排设置的分流收集槽，每个分流收集槽和传送带传输方向成45度夹角，和推送设备中推送板完全打开的方向一致。

上述的野山鸡蛋自动分拣装置，所述的分流收集设备由七个相同规格的野山鸡蛋分流收集槽组成，沿传送带方向依次并行排列，每个分流收集槽和对应的推送板设置在传送带下游两侧，分流收集槽和传送带运动方向成45度夹角设置。推送板在连杆气缸完全推出时和分流收集槽一侧侧壁180度，保证野山鸡蛋在传送到传送时，推送板缩回时顺利通过，推送板打开时将野山鸡蛋推送到相应的分流收集槽中。

本发明的有益效果是：提供一种通过颜色传感器识别不同颜色的野山鸡蛋，推送设备将不同颜色的野山鸡蛋送入不同的收容槽中的野山鸡蛋分类和分类技术。野山鸡蛋在传送带上传输，依次通过分隔定位设备以便后续的颜色识别传感器和推送设备能够有序工作而不发生絮乱。颜色识别传感器采集包括橄榄色、暗褐色、浅褐色、灰色、蓝色、绿色和白色等不同颜色的野山鸡蛋颜色数据，经微处理器进行数据处理和识别出野山鸡蛋不同的颜色，经推送设备将野山鸡蛋分拣和传送到七个不同的收容槽中进行归类。整个流程连贯，实现了安全自动的野山鸡蛋分拣，具有颜色识别度高、分拣速度高的优点。有效解决了人工分拣野山鸡蛋劳动强度大、易破损的缺点，适合规模化养殖野山鸡，减小人工成本和工人劳动强度，实现机械化、智能化生产。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明分隔定位设备俯视图；

图3为本发明推送设备俯视图。

图中：1、微控制器，2、LCD显示屏，3、颜色检测传感器，4、照明LED灯组， 41、第一LED灯，42、第二LED灯，5、分隔定位设备，51、第一连杆气缸，52、第二连杆气缸，53、第一分隔挡板，54、第二分隔挡板，55、第一气缸连杆，56、第二气缸连杆，57，触发传感器，58、第一气缸控制阀，59、第二气缸控制阀，6、推送设备，601、推送板，602，第一连接轴，603、推送气缸连杆，604、推送气缸，605、第二连接轴，606、推送气缸控制阀，61、第一推送设备，62、第二推送设备，63、第三推送设备，67、第三推送设备，7、传送带，8、分流收集设备，81、第一分流收集槽，82、第二分流收集槽，83、第三分流收集槽，87、第七分流收集槽，9、机架，10、支架，11、检测暗盒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1至图3所示，包括安装在在机架9上的传送带7，安装在机架9上且在传送带7上游一侧的支架10。在支架10上从下到上依次安装分隔定位设备5、照明LED灯组4、颜色识别传感器3、微控制器1和LCD显示屏2。在传送带7下游安装推送设备6和分流收集设备8。传送带7的上游设有分隔定位设备5，该分隔定位设备5用于将上游的收蛋机初选的野山鸡蛋进行间隔和定位，以便后续的颜色识别传感器3和推送设备6能够有序工作而不发生絮乱。颜色识别传感器3四周安装LED灯4，用于颜色识别传感器3的光源。颜色识别传感器3上方安装微控制器1和显示屏2，用于数据处理和控制，显示屏2显示检测和统计数据。在传送带7下游安装推送设备6，由七套同样类型的推送机构第一推送设备61、第二推送设备62、第三推送设备63、……第七推送设备67组成，用于识别后的野山鸡蛋的分类，实现七种不同颜色野山鸡蛋的分类。推送设备6推送分类后的野山鸡蛋到分流收集设备8，分流收集设备8中包含七套相同规格的分流收集槽：第一分流收集槽81、第二分流收集槽82、第三分流收集槽83、……第七分流收集槽87，且一一对应推送设备6中的七套推送机构，接收分流后不同颜色的野山鸡蛋。颜色识别传感器3采集到颜色数据送到微控制器1进行颜色识别后，延迟一定时间控制对应的推送设备6运行，当该色野山鸡蛋到达指定位置后，该推送设备6推送野山鸡蛋到指定分流收集槽8中。

具体的，本发明的优选实施例中，分隔定位设备5包括从传送带7上游至下游依次分布第一气缸51和控制阀58、触发器57和第二气缸52和控制阀59。第一气缸51连杆55前端设有第一挡板53，第二气缸52连杆56前端设有第二挡板54。在第一挡板53和第二挡板54中间且在传送带7一侧设有触发器57。第一挡板53和第二挡板54垂直于传送带7.间隔大于野山鸡蛋最大直径，其分隔定位原理为：首先，起始状态，第一气缸51上的第一挡板53处于缩回状态，第二气缸52上的第一挡板54处于伸出状态，传送带7内的野山鸡蛋在传送带7的带动下沿送进方向运动，当感应器57感应到第一个待检测野山鸡蛋到来时，感应器发出感应信号到微控制器1，微控制器1接收到触发信号并反馈控制信号给第一气缸控制阀58，第一气缸控制阀58控制第一气缸51动作，伸出第一挡板53。第一挡板53和第二挡板54分隔和定位第一个待检测野山鸡蛋，其他待检测野山鸡蛋被分隔在第一挡板53之外。接着，待颜色识别传感器3检测完颜色数据和微控制器1处理完颜色数据后，微控制器1通过第二气缸控制阀59控制第二气缸52缩回第二挡板54，野山鸡蛋继续运行出检测区域，进入分类区域。最后，微控制器1通过第二气缸控制阀59控制第二气缸52伸出第二挡板54，微控制器1通过第一气缸控制阀58控制第二气缸51缩回第二挡板53，第一个回合的野山鸡蛋颜色检测步骤完成，开始第二个野山鸡蛋的检测。

具体的，本发明的优选实施例中，由4个LED构成的照明LED灯组4安装在颜色识别传感器3的四周，为颜色检测提供强照射白色光源。经野山鸡蛋蛋壳吸收反射后的光线进入颜色识别传感器3，颜色识别传感器3采集野山鸡蛋颜色RGB三基色数据送微控制器1处理。为保证颜色识别正确和不受外界干扰，分隔定位设备5、照明LED灯组4和颜色传感器3置于检测暗盒11。微控制器1根据颜色识别传感器3送来的RGB数据进行颜色计算和确认，划归该颜色到七种颜色之一的色彩区间，并确定相应的延时时间控制推送设备6之一的气缸控制阀动作。微处理器1显示被检测野山鸡蛋颜色以及总的和分色野山鸡蛋累计数量在LCD显示器2上。

具体的，本发明的优选实施例中，推送设备6为七套完全一样的推送机构第一推送设备61、第二推送设备62、第三推送设备63、……第七推送设备67。以第一推送设备61为例进行说明，推送板601的垂直于传送带7，推送板601位于传送带7上游端固定在第一连接轴605，推送板中部和推送气缸连杆603以第二连接轴602相连，推送板601在推送气缸连杆603的推拉下围绕第一连接轴旋转，在推送气缸连杆603缩回时，推送板601位于传送带7一侧。推送气缸控制阀606输入信号端和微控制器1的控制信号输出端相连接。当微控制器1计算出待检测野山鸡蛋的颜色属于第一分流收集槽81所属的颜色类别，结算野山鸡蛋到达第一分流收集槽的时间，给推送气缸控制阀606信号，推送气缸连杆603伸出，推送板以和传送带7成45°角横在传送带上，和对应第一分流收集槽81侧边成180度角连接起来，野山鸡蛋可在运动惯性和推送板601的共同作用下偏离传送带7上的运动方向进入第一分流收集槽81。当推送动作完成后，在推送气缸连杆603缩回时，推送板601和传送带成180度角，让其他颜色的野山鸡蛋无阻碍通过。

具体的，本发明的优选实施例中，颜色识别传感器3、照明LED灯组和分隔定位设备5位于检测暗盒11内，保证检测光源不受车间环境光源影响。检测暗盒为不阻挡野山鸡蛋的传送，在检测暗盒11靠近传送带7上游和下游端位置留有野山鸡蛋进出入口。野山鸡蛋可以无障碍通过，检测暗盒11内部涂黑磨砂面不反光。

具体的，本发明的优选实施例中，上述分流收集设备8为七个完全一样的采用传送带构成，分别对橄榄色、暗褐色、浅褐色、灰色、蓝色、绿色和白色野山鸡蛋的分流与收集。分流收集设备包含七个相同规格的分流收集槽第一分流收集槽81、第二分流收集槽82、第三分流收集槽83、……第七分流收集槽87，沿传送带方向依次并行排列，第一分流收集槽81、第二分流收集槽82、第三分流收集槽83、……第七分流收集槽87和对应的第一推送设备61、第二推送设备62、第三推送设备63、……第七推送设备67设置在传送带下游两侧，分流收集槽和传送带运动方向成45度夹角设置。第一推送设备61、第二推送设备62、第三推送设备63、……第七推送设备67在连杆气缸完全推出时和第一分流收集槽81、第二分流收集槽82、第三分流收集槽83、……第七分流收集槽87一侧侧壁成180度，保证野山鸡蛋在传送到传送时，第一推送设备61、第二推送设备62、第三推送设备63、……第七推送设备67缩回时顺利通过，推送板打开时将野山鸡蛋推送到相应的分流收集槽中。

本发明的野山鸡蛋自动分拣装置的工作流程如下：

1）令所有的推送设备6处于收缩状态，保证传送带7的传输路径畅通；

2）将鸡蛋放置在传送带7上，鸡蛋随传送带7向前输送；

3.1）第二分隔挡板54伸出，阻挡鸡蛋在传送带7上的输送；

3.2）触发传感器57检测到鸡蛋后向微控制器1发出信号，微控制器1控制第一分隔挡板53伸出，检测暗盒11形成封闭的环境；

3.3）颜色检测传感器3对检测待分拣鸡蛋的颜色进行检测，将颜色信息发送给微控制器1；

3.4）微控制器1控制第二分隔挡板54缩回，鸡蛋在传送带7上继续输送；

3.5）鸡蛋离开检测暗盒11后，微控制器1控制第二分隔挡板54伸出、第一分隔挡板53缩回；

4）微控制器1根据颜色信息判断鸡蛋的类别，根据传送带7的输送速度及颜色检测传感器3与对应的推送设备6的距离、计算鸡蛋沿传送带7输送至对应的分流收集设备8附近所需的输送时间、及应当向对应的推送设备6发送推送信号的延时时间；

5）微控制器1向对应的推送设备6发送推送信号，推送设备6将鸡蛋送入对应的分流收集设备8。

Claims (10)

1.一种野山鸡蛋自动分拣装置，包括水平的传送带（7），其特征在于，还包括：

微控制器（1），用于根据鸡蛋的颜色控制对应的推送设备（6）将鸡蛋送入分流收集设备（8）；

颜色检测传感器（3），安装在传送带（7）上游，并与微控制器（1）电气连接，用于检测待分拣鸡蛋的颜色；

推送设备（6），安装在传送带（7）下游，并与微控制器（1）电气连接，可根据需求沿传送带（7）设置多个推送设备（6）；该推送设备（6）可沿与传送带（7）的传输路径不平行的方向作水平的伸缩运动，用于在微控制器（1）的控制下将鸡蛋送入分流收集设备（8）；

分流收集设备（8），安装在每个推送设备（6）的推送路径的末端，用于收集推送设备（6）送入的鸡蛋。

2.根据权利要求1所述的一种野山鸡蛋自动分拣装置，其特征在于，颜色检测传感器（3）安装在检测暗盒（11）内，检测暗盒（11）上设有供鸡蛋和传送带（7）通过的入口和出口；检测暗盒（11）内安装照明LED灯组（4）。

3.根据权利要求2所述的一种野山鸡蛋自动分拣装置，其特征在于，检测暗盒（11）内设有分隔定位设备（5），包括可在与传送带（7）垂直的方向作伸缩运动的第一分隔挡板（53）、可在与传送带（7）垂直的方向作伸缩运动的第二分隔挡板（54）、及触发传感器（57）；第一分隔挡板（53）安装在检测暗盒（11）的入口处，第二分隔挡板（54）安装在检测暗盒（11）的出口处，检测暗盒（11）内部涂黑；分隔定位设备（5）与微控制器（1）电气连接，用于将触发传感器（57）的触发信号传输给微控制器（1）、并分别控制第一分隔挡板（53）、及第二分隔挡板（54）做伸缩运动。

4.根据权利要求1所述的一种野山鸡蛋自动分拣装置，其特征在于，该野山鸡蛋自动分拣装置还设有LCD显示屏（2）；LCD显示屏（2）与微控制器（1）电气连接，用于显示检测到现场野山鸡蛋颜色、已检测各种不同颜色野山鸡蛋的计数值、及已检测鸡蛋的总数值。

5.根据权利要求1所述的一种野山鸡蛋自动分拣装置，其特征在于，推送设备（6）采用能够以锐角阻挡传送带（7）的传输路径的可伸缩运动的推送板（601）。

6.根据权利要求5所述的一种野山鸡蛋自动分拣装置，其特征在于，推送板（601）的固定端通过铰接固定在该野山鸡蛋自动分拣装置的机架（9）上；推送板（601）的自由端与推送气缸连杆（603）铰接；推送气缸（604）通过推送气缸连杆（603）控制推送板（601）做开合运动。

7.根据权利要求5所述的一种野山鸡蛋自动分拣装置，其特征在于，分流收集设备（8）的内壁与推送板（601）推出时的板面相齐平，用于使鸡蛋在推送板（601）的阻挡下落入分流收集设备（8）内。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一种野山鸡蛋自动分拣装置，其特征在于，第一分隔挡板（53）、及第二分隔挡板（54）为塑胶材质；推送板（601）表面设有软硅胶层。

9.权利要求1~8任一项所述野山鸡蛋自动分拣装置的一种分拣鸡蛋的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）令所有的推送设备（6）处于收缩状态，保证传送带（7）的传输路径畅通；

2）将鸡蛋放置在传送带（7）上，鸡蛋随传送带（7）向前输送；

3）颜色检测传感器（3）对检测待分拣鸡蛋的颜色进行检测，将颜色信息发送给微控制器（1）；

4）微控制器（1）根据颜色信息判断鸡蛋的类别，根据传送带（7）的输送速度及颜色检测传感器（3）与对应的推送设备（6）的距离、计算鸡蛋沿传送带（7）输送至对应的分流收集设备（8）附近所需的输送时间、及应当向对应的推送设备（6）发送推送信号的延时时间；

5）微控制器（1）经过延时时间后向对应的推送设备（6）发送推送信号，推送设备（6）将鸡蛋送入对应的分流收集设备（8）。

10.根据权利要求9所述的一种野山鸡蛋自动分拣装置分拣鸡蛋的方法，其特征在于，所述步骤3）具体包括：

3.1）第一分隔挡板（53）缩回、第二分隔挡板（54）伸出，阻挡鸡蛋在传送带（7）上的输送；

3.2）触发传感器（57）检测到鸡蛋后向微控制器（1）发出信号，微控制器（1）控制第一分隔挡板（53）伸出，检测暗盒（11）形成封闭的环境；

3.3）颜色检测传感器（3）对检测待分拣鸡蛋的颜色进行检测，将颜色信息发送给微控制器（1）；

3.4）微控制器（1）控制第二分隔挡板（54）缩回，鸡蛋在传送带（7）上继续输送；

3.5）鸡蛋离开检测暗盒（11）后，重复步骤3.1）~3.4）。