CN110038825A - 一种水产品自动分选包装装置 - Google Patents

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曲景巍
李泽文
张潞
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Abstract

本发明提供了一种水产品自动分选包装装置，包括主传送带和若干副传送带；主传送带头部设有分选识别装置，还设有对应副传送带的输送管以及对应输送管的伸缩推板；分选识别装置采集主传送带上的水产品的图像、并判断水产品的等级，根据判断结果由相应位置的伸缩推板将水产品推入对应的输送管中、并输送到副传送带上。该装置可以自动采集图像并识别、判断水产品的等级，并对水产品进行自动分拣，可大大降低人力成本，具有高效、智能、灵活、自动化程度高等优点，并且应用广泛，通过调整判断的算法，可以用于鱿鱼、海参以及多种鱼类的分拣，理论上也可以应用于虾、蟹、贝等水产品。

Description

一种水产品自动分选包装装置
技术领域
本发明属于分选包装设备领域，特别涉及一种水产品自动分选包装装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高，饮食种类也得到了极大的丰富，海鲜等传统的高价食材也逐渐端上了普通家庭的餐桌，这也促进了根据品质对同种食材进行分级销售的销售策略。对大部分水产品而言，根据完整度、重量、长度以及是否有质量瑕疵均可以分成若干等级，在销售时也可以分别制定不同的价格，完整度高、重量大、长度长、瑕疵少的可以制定高价，而完整度差、个头小、品相不佳的则可以低价销售，从而既保证了商家的收益，又能让更多中低收入群体能用低价获得同样的营养与风味。目前，对水产品的分类大多依靠人工分拣，现有的自动分拣设备也主要是根据重量进行分类，尚不能分辨完整度，也无法自动计算长度，更无法判断是否有瑕疵以及瑕疵的严重程度，通过单一指标不能全面地反映水产品的品相，并且无法完全实现机械化分拣和包装，仍然需要耗费大量的人力，作用有限。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水产品自动分选包装装置。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供了一种水产品自动分选包装装置，包括主传送带和并排设在所述主传送带下方并与所述主传送带垂直的若干副传送带，每条所述副传送带接收不同等级的水产品并进行包装；
所述主传送带头部设有分选识别装置，所述主传送带中部设有若干输送管，每根所述输送管的端部连接到一个副传送带上；所述主传送带上位于每根所述输送管的管口处分别设有一个伸缩推板，所述副传送带上位于所述输送管的下方放置有托盘，所述分选识别装置、所述主传送带、所述副传送带以及所述伸缩推板均由主控制器控制；
所述分选识别装置包括相机，所述相机采集水产品的图像，所述主控制器根据所述图像判断所述水产品的长度、重量以及品相，进而判断所述水产品的等级，并发送指令给相应的副传送带连接的输送管对应的伸缩推板；当所述主传送带将所述水产品输送到相应位置时，所述主控制器控制所述伸缩推板将所述水产品推入所述输送管、并输送到所述副传送带上的托盘中。
进一步地，所述伸缩推板包括第一气缸和推片，所述第一气缸设在所述主传送带上远离所述输送管的一侧，所述推片设在所述第一气缸的伸缩杆的端部、并正对所述输送管。
进一步地，所述主传送带上沿长度方向并排设有多个顶部开口、底部凹陷的盛放盒，所述推片的底部边缘与所述盛放盒底部相适配。
进一步地，所述主传送带上方设有气缸支架，所述气缸支架上设有若干线槽；所述气缸支架底部位于每个所述伸缩推板上方分别设有固定环，每个所述推片顶部设有通孔，所述通孔与所述固定环通过弹性牵拉绳连接。
进一步地，所述装置还包括主体支架，所述主传送带和所述副传送带均设置在所述主体支架上；所述副传送带两端分别位于所述主传送带两侧，所述副传送带上沿长度方向设有若干托盘挡板，且相邻的四个所述托盘挡板之间可容纳一个托盘；所述副传送带包括两条并列设置的分传送带，所述主体支架上远离所述输送管的一端设有托盘抓取板，所述托盘抓取板位于两条所述分传送带之间，所述托盘抓取板上方设有底部中空的托盘叠放架，所述托盘抓取板顶部设有若干吸盘、底部设有第二气缸。
进一步地，所述托盘叠放架包括两个相互对称的架体，所述架体底部通过支撑板固定在所述主体支架上并架设在所述托盘叠放架上方，所述架体底部边缘设有若干支撑装置，所述托盘叠放在两个所述架体之间、并搭放在所述支撑装置上。
进一步地，所述支撑装置包括固定柱和套设在所述固定柱上的多个直径不等的支撑片，所述支撑柱固定在所述架体底部，多个所述支撑片按照直径由小到大在所述固定柱上由上向下排列、形成圆台状；所述托盘由弹性材料制成，且最下层的所述托盘搭放在最上层的所述支撑片上。
进一步地，所述主传送带上设有第一对射传感器，每个所述副传送带上均设有第二对射传感器。
进一步地，其特征在于，每个所述输送管的管口顶部分别设有一个注水管。
进一步地，每个所述输送管上连接所述副传送带的一端底部分别设有若干滤水口。
本发明的有益效果如下：本发明提供了一种水产品自动分选包装装置，包括主传送带和若干副传送带；主传送带头部设有分选识别装置，还设有对应副传送带的输送管以及对应输送管的伸缩推板；分选识别装置采集主传送带上的水产品的图像、并判断水产品的等级，根据判断结果由相应位置的伸缩推板将水产品推入对应的输送管中、并输送到副传送带上。该水产品自动分选包装装置可以自动采集图像并识别、判断水产品的等级，并对水产品进行自动分拣，可大大降低人力成本，具有高效、智能、灵活、自动化程度高等优点，并且应用广泛，通过调整判断的算法，可以用于鱿鱼、海参以及多种鱼类的分拣，理论上也可以应用于虾、蟹、贝等水产品。
附图说明
图1为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置的结构示意图；
图2为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中输送管与伸缩推板的对应方式示意图；
图3为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中分选识别装置的结构示意图；
图4为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中伸缩推板的结构示意图；
图5为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中伸缩推板与气缸支架的连接结构示意图；
图6为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中副传送带远离输送管一侧的结构示意图；
图7为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中托盘抓取板的结构示意图；
图8为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中支撑装置的结构示意图；
图9为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中进水管的结构示意图；
图10为实施例所述的一种水产品自动分选包装装置中滤水口的结构示意图。
其中：1、主传送带；11、输送管；111、注水管；112、滤水口；12、伸缩推板；121、第一气缸；122、推片；123、通孔；13、盛放盒；14、气缸支架；141、线槽；142、固定环；15、第一对射传感器；2、副传送带；21、托盘挡板；22、分传送带；23、托盘抓取板；231、吸盘；232、第二气缸；24、托盘叠放架；241、架体；242、支撑板；243、支撑装置；2431、固定柱；2432、支撑片；25、第二对射传感器；3、分选识别装置；31、相机；32、安装架；33、隔板；34、通槽；35、风扇；4、主体支架；5、进料斗。
具体实施方式
下面以鱿鱼的分选为例，结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
如图1～2所示，本发明实施例1提供了一种水产品自动分选包装装置，包括主传送带1和并排设在主传送带1下方并与主传送带1垂直的若干副传送带2，每条副传送带2接收不同等级的鱿鱼并进行包装；
主传送带1头部设有分选识别装置3，主传送带1中部设有若干输送管11，每根输送管11的端部连接到一个副传送带2上；主传送带1上位于每根输送管11的管口处分别设有一个伸缩推板12，副传送带2上位于输送管11的下方放置有托盘，分选识别装置3、主传送带1、副传送带2以及伸缩推板12均由主控制器控制，且主传送带1和所有副传送带2的移动速度均相同；
分选识别装置3包括相机31(采用Basler ace GigE C-Mount型号的相机)，相机31采集鱿鱼的图像，主控制器根据图像判断鱿鱼的完长度、重量以及品相(具体包括颜色均匀度、覆盖度，形态的完整度，是否有异物、瑕疵等指标)，进而判断鱿鱼的等级，并发送指令给相应的副传送带2连接的输送管11对应的伸缩推板12；当主传送带1将鱿鱼输送到相应位置时，主控制器控制伸缩推板12将鱿鱼推入输送管11、并输送到副传送带2上的托盘中。
如图3所示，具体地，本实施例中的分选识别装置3包括设置在主传送带1上方的安装架32，相机31安装在安装架32内部上方，可以受到一定的保护；安装架32上位于相机31与主传送带1之间设有隔板33，隔板33上开设有正对主传送带1的通槽34，相机31可以通过通槽34对主传送带1上的鱿鱼进行图像采集。为了防止安装架32内温度过高、影响相机31正常工作，还可以在安装架32内安装风扇35，以便提高散热效率。
进行分选之前，在主控制器(可以直接采用计算机)设置好鱿鱼等级标准(长度和完整度)，并具体设置每个副传送带2对应一个等级；主传送带1和副传送带2均由电机(HMSA01N07LN07型号，配合使用plf90dz型号的减速器，图中均未示出)驱动，所有电机均由主控制器进行控制。为了方便进料，主传送带1头部还可以设置一个进料斗5，进料斗5应设在分选识别装置前端。鱿鱼从进料斗5落入主传送带1后，由主传送带1进行运输，首先经过分选识别装置2，由相机31采集鱿鱼图像，并交由主控制器进行识别，按照事先设置好的等级信息判断其属于哪个等级；根据判断的结果，当鱿鱼被输送至控制相应等级的副传送带2对应的输送管11时，主控制器控制相应的伸缩推板12伸出、将鱿鱼推入输送管11、并经过输送管11落到副传送带2上事先设置好的托盘中。每输送一条鱿鱼，主控制器均控制接收到鱿鱼的副传送带移动一端距离，从而保证下一条落入该托盘的鱿鱼可以落在托盘的空位中、而不会压住托盘中已有的鱿鱼。托盘装满后可以直接取走，进行冷冻、运输等操作
对鱿鱼进行识别时，可以采用采集区域特征的方法，具体可以采用饱和度阈值、边缘特征或颜色-纹理特征的卷积神经网络等方法预先进行学习，根据学习的结果对鱿鱼进行识别和分析，并计算由于长度、从而进行分级；上述方法均为机器视觉领域的常规方法，本领域技术人员可以根据具体样本确定具体方法，在此不进行详细介绍。
如图4所示，在本实施例中，伸缩推板12包括第一气缸121(采用CJ2M10-150AZ型号的气缸)和推片122，第一气缸121设在主传送带1上远离输送管11的一侧，推片122设在第一气缸121的伸缩杆的端部、并正对输送管11。需要推动鱿鱼时，主控制器控制相应伸缩推板12的第一气缸121，第一气缸121的伸缩杆伸出、从而带动推片122将鱿鱼推入输送管11中。为了防止推片122在推动过程中对鱿鱼造成损伤，推片122可以采用任何食品级的较柔软的材质，优选为食品级硅胶。
为了将主传送带1上的鱿鱼分隔开、防止鱿鱼相互粘连，主传送带1上沿长度方向并排设有多个顶部开口、底部凹陷的盛放盒13，推片122的底部边缘与盛放盒13底部相适配。推片122可以紧贴盛放盒13底部推动鱿鱼，从而避免将鱿鱼卡在推片122与盛放盒13之间的缝隙中、对鱿鱼造成损伤。盛放盒13优选为直角形，推片122也设置成相应的形状，以保证推动顺利、高效。需要说明的是，如果采用饱和度阈值法对鱿鱼进行识别，盛放盒13应采用饱和度230以上的颜色，优选为蓝色。
如图5所示，主传送带1上方设有气缸支架14，气缸支架14上设有若干线槽141，可以便于布线、防止对设备供电造成影响。气缸支架14底部位于每个伸缩推板12上方分别设有固定环142，每个推片122顶部设有通孔123，通孔123与固定环142通过弹性牵拉绳(橡皮筋或任何有弹性的牵拉绳，图中未示出)连接；当推片122推出后卡住、不能通过第一气缸121复位时，还可以通过弹性牵拉绳的拉力将推片122拉回原位。
如图6～8所示，该装置还包括主体支架4，主传送带1和副传送带2均设置在主体支架4上；副传送带2两端分别位于主传送带1两侧，副传送带2上沿长度方向设有若干托盘挡板21，且相邻的四个托盘挡板21之间可容纳一个托盘；副传送带2包括两条并列设置的分传送带22，主体支架4上远离输送管11的一端设有托盘抓取板23，托盘抓取板23位于两条分传送带22之间，托盘抓取板23上方设有底部中空的托盘叠放架24，托盘抓取板23顶部设有若干吸盘231(采用工业用真空吸盘)、底部设有第二气缸232(采用TN-20X150-S型号的气缸)。
使用时，主控制器控制第二气缸232的伸缩杆向上伸出、带动托盘抓取板23上升到托盘叠放架24底部，托盘抓取板23上的吸盘231吸住最底部的托盘后、第二气缸232的伸缩杆收缩、带动托盘抓取板23下降，从而将最底部的托盘取下；当托盘抓取板23下降到副传送带2的高度时，其抓取的托盘刚好落在四个托盘挡板21之间，松开吸盘231后、托盘可完全由副传送带2承载；此时主控制器控制副传送带2向输送管11的方向移动、并使后续四个托盘挡板21移动至托盘叠放架24正下方，再由托盘抓取板23重复抓取托盘的操作；连续抓取数个托盘后，最先抓取的托盘被移动到输送管11下方、此时即可以进行鱿鱼输送和分拣。
主传送带1上设有第一对射传感器15(采用E3Z-T81-IL2型号的传感器)，用于在输送鱿鱼的过程中对主传送带1进行零点校正。每个副传送带2上还设有第二对射传感器25(也采用E3Z-T81-IL2型号的传感器)。为了最大限度利用副传送带2和托盘的空间，可以设置副传送带2的总长度等于n个托盘的长度之和，在使用第一个托盘装满鱿鱼时，副传送带将第一个托盘向前推动、同时将第二个托盘推动至输送管下方，此时刚好有四个托盘挡板21移动至托盘叠放架24的正下方，此时托盘抓取板23也可以进行新的一轮抓取托盘的操作。上述过程中，对副传送带2进行零点校正的操作均由第二对射传感器25进行。
在本实施例中，托盘叠放架24包括两个相互对称的架体241，架体241底部通过支撑板242固定在主体支架4上并架设在托盘叠放架24上方，架体241底部边缘设有若干支撑装置243，托盘叠放在两个架体241之间、并搭放在支撑装置243上。支撑装置243包括固定柱2431和套设在固定柱2431上的多个直径不等的支撑片2432，支撑柱固定在架体241底部，多个支撑片2432按照直径由小到大在固定柱2431上由上向下排列、形成圆台状；托盘由弹性材料制成，且最下层的托盘搭放在最上层的支撑片2432上。
托盘抓取板23抓取到最底层托盘并向下拉拽时，由于托盘具有弹性、可以从中间弯折，因此在拉拽过程中最底层托盘在支撑片2432的阻挡下可以发生形变、从而脱离支撑片2432向下移动；由于每层支撑片2432的直径逐渐到大，托盘向下移动时需要的拉力和发生的形变也越大，因此上层托盘在缺少拉力的情况下不会脱离支撑装置243，从而能保证每次均能且只能抓取一个托盘。
如图9所示，每个输送管11的管口顶部分别设有一个注水管111，分拣鱿鱼的同时可以从注水管111向输送管11内注水，从而使输送管11内壁保持润滑、以便顺利地将鱿鱼输送到副传送带2上的托盘中。
如图10所示，为了防止输送鱿鱼的过程中将过多的水带入托盘中，可以在每个输送管11上连接副传送带2的一端底部分别设置若干滤水口112，滤水口下方设置储水桶(图中未示出)，从而在完成鱿鱼输送的同时将多余的水滤出。
本实施例提供的水产品自动分选包装装置可以自动采集图像并识别、判断水产品的等级，并对水产品进行自动分拣，具有高效、智能、灵活、自动化程度高等优点。该装置适用于鱿鱼、海参以及多种鱼类，只需对判断的算法进行相应调整即可使用；如针对其他水水产品进一步配置相应的算法，理论上也可以应用于虾、蟹、贝等水产品。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水产品自动分选包装装置，其特征在于，包括主传送带(1)和并排设在所述主传送带(1)下方并与所述主传送带(1)垂直的若干副传送带(2)，每条所述副传送带(2)接收不同等级的水产品并进行包装；
所述主传送带(1)头部设有分选识别装置(3)，所述主传送带(1)中部设有若干输送管(11)，每根所述输送管(11)的端部连接到一个副传送带(2)上；所述主传送带(1)上位于每根所述输送管(11)的管口处分别设有一个伸缩推板(12)，所述副传送带(2)上位于所述输送管(11)的下方放置有托盘，所述分选识别装置(3)、所述主传送带(1)、所述副传送带(2)以及所述伸缩推板(12)均由主控制器控制；
所述分选识别装置(3)包括相机(31)，所述相机(31)采集水产品的图像，所述主控制器根据所述图像判断所述水产品的长度、重量以及品相，进而判断所述水产品的等级，并发送指令给相应的副传送带(2)连接的输送管(11)对应的伸缩推板(12)；当所述主传送带(1)将所述水产品输送到相应位置时，所述主控制器控制所述伸缩推板(12)将所述水产品推入所述输送管(11)、并输送到所述副传送带(2)上的托盘中。
2.如权利要求1所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，所述伸缩推板(12)包括第一气缸(121)和推片(122)，所述第一气缸(121)设在所述主传送带(1)上远离所述输送管(11)的一侧，所述推片(122)设在所述第一气缸(121)的伸缩杆的端部、并正对所述输送管(11)。
3.如权利要求2所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，所述主传送带(1)上沿长度方向并排设有多个顶部开口、底部凹陷的盛放盒(13)，所述推片(122)的底部边缘与所述盛放盒(13)底部相适配。
4.如权利要求2所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，所述主传送带(1)上方设有气缸支架(14)，所述气缸支架(14)上设有若干线槽(141)；所述气缸支架(14)底部位于每个所述伸缩推板(12)上方分别设有固定环(142)，每个所述推片(122)顶部设有通孔(123)，所述通孔(123)与所述固定环(142)通过弹性牵拉绳连接。
5.如权利要求1所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，所述装置还包括主体支架(4)，所述主传送带(1)和所述副传送带(2)均设置在所述主体支架(4)上；所述副传送带(2)两端分别位于所述主传送带(1)两侧，所述副传送带(2)上沿长度方向设有若干托盘挡板(21)，且相邻的四个所述托盘挡板(21)之间可容纳一个托盘；所述副传送带(2)包括两条并列设置的分传送带(22)，所述主体支架(4)上远离所述输送管(11)的一端设有托盘抓取板(23)，所述托盘抓取板(23)位于两条所述分传送带(22)之间，所述托盘抓取板(23)上方设有底部中空的托盘叠放架(24)，所述托盘抓取板(23)顶部设有若干吸盘(231)、底部设有第二气缸(232)。
6.如权利要求5所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，所述托盘叠放架(24)包括两个相互对称的架体(241)，所述架体(241)底部通过支撑板(242)固定在所述主体支架(4)上并架设在所述托盘叠放架(24)上方，所述架体(241)底部边缘设有若干支撑装置(243)，所述托盘叠放在两个所述架体(241)之间、并搭放在所述支撑装置(243)上。
7.如权利要求6所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，所述支撑装置(243)包括固定柱(2431)和套设在所述固定柱(2431)上的多个直径不等的支撑片(2432)，所述支撑柱固定在所述架体(241)底部，多个所述支撑片(2432)按照直径由小到大在所述固定柱(2431)上由上向下排列、形成圆台状；所述托盘由弹性材料制成，且最下层的所述托盘搭放在最上层的所述支撑片(2432)上。
8.如权利要求5所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，所述主传送带(1)上设有第一对射传感器(15)，每个所述副传送带(2)上均设有第二对射传感器(25)。
9.如权利要求1～8中任一项所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，每个所述输送管(11)的管口顶部分别设有一个注水管(111)。
10.如权利要求9所述的水产品自动分选包装装置，其特征在于，每个所述输送管(11)上连接所述副传送带(2)的一端底部分别设有若干滤水口(112)。
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