CN112191555A - 一种提高内霉苹果分选精度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高内霉苹果分选精度的方法及装置，用于解决现有苹果分选装置检测区域不固定导致检测无效和红外光源的功率过大对苹果造成损伤的问题；通过分叉光纤的设置，使得光纤可检测的区域增加，从而对于内霉偏离苹果中心的区域也可以探测到，同时使用分叉光纤后，光谱仪接收到的光谱信号强度大大提高，从而可以使红外光源的功率降低，减少对苹果的损伤；通过横向滚筒与竖向滚筒的设置，使得苹果可以在修正台凹槽内转动，进而调整苹果的姿态，使得光纤可检测的区域均为苹果的表面而非苹果中轴胎座两侧的凹陷区域，进而解决了检测区域不固定，从而导致检测无效的问题。

Description

一种提高内霉苹果分选精度的方法及装置

技术领域

本发明属于分选领域；涉及苹果分选技术；具体是一种提高内霉苹果分选精度的方法及装置。

背景技术

苹果霉心病也称为心腐病，是我国主要的苹果病害之一，发病果实心室出现霉变或者腐烂，引起生长期落果、成熟果品质降低、贮藏期果实腐烂等问题。霉心病苹果在给果农带来经济损失的同时，也会影响到消费者身体健康。

近红外光谱法是一种有效的检测苹果内部品质、表面损伤的方法，具有检测速度快，对苹果无损伤，成本低，无需化学试剂等优点，因此近红外光谱法越来越多的适用于水果的品质检测。果蔬分选分级机是近些年来发展比较快的一种机器，可在线检测苹果的内外品质，在照明成像这一块通常使用光谱仪配合白光LED或者卤素光源使用，白光LED可提供可见光源，用于识别颜色的差异，卤素光源可提供宽波段范围的红外光，用于识别材质的差异，光谱仪根据其芯片的探测波段可识别出不同物料、或者不同品质物料在这一波段范围内的光谱差异，进而选取需要的苹果和剔除的苹果；内霉苹果检测通常使用光谱仪及光源作为照明成像***，光源照明苹果的一个面，在另一侧使用光纤探头接收透射过来的光，并导入光谱仪，获取其透射光谱，并根据光谱的差异来鉴别苹果内部品质的优劣。传统的接收***是使用一根光纤正对着苹果中心接收，另一端接入到光谱仪，但是这种方式探测的区域较小，对于内霉区域偏离苹果中心的苹果，难以准确检测，造成漏选，从而导致内霉苹果检测不准确的情况出现。

本专利通过修改光纤的类型，即使用分叉光纤代替传统的一根光纤，增大探测的区域，即使内霉区域不在苹果的中心，也可以被准确的检测到，从而提高了内霉苹果的检测精度，分叉光纤探头的数量可根据实际需要，设置两个或多个。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高内霉苹果分选精度的方法及装置，用于解决现有苹果分选装置检测区域不固定导致检测无效与红外光源的功率过大对苹果造成损伤的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种提高内霉苹果分选精度的装置，其特征在于，包括内霉苹果检测装置，所述内霉苹果检测装置包括卤素光源、分叉光纤探头、透镜、苹果支撑台、光纤以及光谱仪，所述苹果支撑台的一侧设有卤素光源，所述卤素光源与苹果支撑台之间设有透镜；

所述苹果支撑台的另一侧设有分叉光纤探头、所述分叉光纤探头的另一侧与光纤相连，所述光纤的另一侧接入光谱仪内；

所述分叉光纤探头包括第一光纤探头与第二光纤探头，所述第一光纤探头与第二光纤探头对称设置；

所述苹果支撑台包括修正台、横向滚筒、竖向滚筒、第一修正板、第二修正板、第一修正推杆、第二修正推杆、第一修正固定板、第二修正固定板、第一固定座、第二固定座、第一电机、第二电机、光分固定台、光分转轴、光镜、第一转动光台、第二转动光台、光纤探头安装板、举升底板、修正弹簧柱、第一推杆、第二推杆以及伺服电机；

所述修正台内开设有通孔的一侧设有举升底板，所述举升底板直径小于通孔直径，通孔内壁上固定安装有第一固定座，所述第一固定座转动连接有横向滚筒，所述修正台上端固定安装有第一电机，所述横向滚筒内的转动轴与第一电机的输出轴固定连接在一起。

所述横向滚筒的一侧设有第二固定座，所述第二固定座转动连接有竖向滚筒，所述修正台上端固定安装有第二电机，所述竖向滚筒内的转动轴与第二电机的输出轴固定连接在一起；

所述第一修正固定板固定安装在修正台的一侧；所述竖向滚筒的一侧设有第一修正板，所述第一修正板固定安装在第一修正推杆上，所述第一修正推杆贯穿修正台与第一修正固定板；

所述第二修正固定板固定安装在修正台的另一侧；所述第一修正板的一侧设有第二修正板，所述第二修正板固定安装在第二修正推杆上，所述第二修正推杆贯穿修正台与第二修正固定板。

所述第二固定座的上端固定安装有光分固定台，所述光分固定台内转动连接有光分转轴，所述光分转轴上固定安装有光镜；

所述光分固定台的一侧设有第一转动光台，所述第一转动光台转动连接在修正台的上端，所述光分固定台的另一侧设有第二转动光台，所述第二转动光台转动连接在修正台的上端，所述第一转动光台与第二转动光台对称设置；

所述修正台的上端固定安装有光纤探头安装板，所述光纤探头安装板位于第二修正板的上端，所述光纤探头安装板上开设有光纤探头安装孔，所述光纤探头安装板与光镜对称设置；

所述举升底板的一侧设有修正弹簧柱，所述举升底板另一侧与第一推杆固定连接，所述第一推杆的另一端套接在第二推杆上，所述第二推杆与伺服电机输出端固定连接。

所述横向滚筒与第一修正板对称设置，所述竖向滚筒与第二修正板对称设置，所述第一电机通过线缆与修正弹簧柱内电机开关相连，所述第二电机通过线缆与修正弹簧柱内电机开关相连。

所述修正弹簧柱包括上柱壳与下柱壳，所述上柱壳与下柱壳之间设有阻尼簧，所述下柱壳内壁上固定安装有电机开关。

所述方法包括以下步骤：

步骤一：被筛选的苹果经传送装置输送至苹果支撑台，掉落在举升底板上，此时苹果位于修正台通孔内，且此时苹果的外表面与横向滚筒与竖向滚筒接触；

步骤二：当苹果外表面将修正弹簧柱压紧后，将接通电机开关，此时第一电机与第二电机带动横向滚筒与竖向滚筒进行滚动，同时横向滚筒与竖向滚筒带动苹果在修正台通孔内转动，当苹果的中轴胎座两侧对应的凹陷位置转动到修正弹簧柱时，修正弹簧柱不在被压紧，电机开关也随之断开，同时第一电机与第二电机也随之停止工作，横向滚筒与竖向滚筒也停止转动，此时苹果为修正后状态，既苹果中轴胎座与举升底板呈垂直关系；

步骤三：当苹果呈修正后状态时，伺服电机推动第二推杆与第一推杆推动举升底板进行举升；

步骤四：将呈修正后状态的苹果完全举升出通孔内后，打开安装在第一转动光台与第二转动光台上的卤素光源，将光线汇聚在光镜上，通过光镜将光线照射到苹果表面；

步骤五：安装在光纤探头安装板内的分叉光纤探头接收苹果表面另一侧的光线信息，并将光线信息传输到光谱仪内；

步骤六：光谱仪判断光线信息后，伺服电机带动二推杆与第一推杆收缩，举升底板进而带动苹果进行下降，完成复位。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

通过分叉光纤的设置，使得光纤可检测的区域增加，从而对于内霉偏离苹果中心的区域也可以探测到，同时使用分叉光纤后，光谱仪接收到的光谱信号强度大大提高，从而可以使红外光源的功率降低，减少对苹果的损伤；

通过横向滚筒与竖向滚筒的设置，使得苹果可以再修正台凹槽内转动，进而调整苹果的形态，使得光纤可检测的区域均为苹果的表面而非苹果中轴胎座两侧的凹陷区域，进而解决了检测区域不固定，从而导致检测无效的问题；

通过第一转动光台、第二转动光台与光镜的设置，使得卤素光源发出的光线可以更好的聚焦在苹果表面，同时也可以通过转动第一转动光台、第二转动光台与光镜来调节照射的区域，解决了苹果大小不同时，光线无法照射到苹果表面的问题。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是一种提高内霉苹果分选精度的装置工作示意图；

图2是修正台结构示意图；

图3是举升底板结构示意图；

图4是修正弹簧柱结构示意图。

图中：100、卤素光源；110、第一光纤探头；120、透镜；130、苹果支撑台；140、第二光纤探头；150、光谱仪；160、修正台；170、横向滚筒；180、竖向滚筒；190、第一修正板；200、第二修正板；210、第一修正推杆；220、第二修正推杆；230、第一修正固定板；240、第二修正固定板；250、第一固定座；260、第二固定座；270、第一电机；280、第二电机；290、光分固定台；300、光分转轴；310、光镜；320、第一转动光台；330、第二转动光台；340、光纤探头安装板；350、举升底板；360、修正弹簧柱；370、第一推杆；380、第二推杆；390、伺服电机；400、上柱壳；410、下柱壳；420、阻尼簧；430、电机开关。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，一种提高内霉苹果分选精度的装置，包括内霉苹果检测装置，内霉苹果检测装置包括卤素光源100、分叉光纤探头、透镜120、苹果支撑台130、光纤以及光谱仪150，苹果支撑台130的一侧设有卤素光源 100，卤素光源100与苹果支撑台130之间设有透镜120；

苹果支撑台130的另一侧设有分叉光纤探头，分叉光纤探头的另一侧与光纤相连，光纤的另一侧接入光谱仪150内；

分叉光纤探头包括第一光纤探头110与第二光纤探头140，第一光纤探头110与第二光纤探头140对称设置；

苹果支撑台130包括修正台160、横向滚筒170、竖向滚筒180、第一修正板190、第二修正板200、第一修正推杆210、第二修正推杆220、第一修正固定板230、第二修正固定板240、第一固定座250、第二固定座260、第一电机270、第二电机280、光分固定台290、光分转轴300、光镜310、第一转动光台320、第二转动光台330、光纤探头安装板340、举升底板350、修正弹簧柱360、第一推杆370、第二推杆380以及伺服电机390；

第一转动光台320与第二转动光台330内设有卤素光源100与透镜 120；

修正台160中部开设有通孔，通孔的下侧固定安装有举升底板350，举升底板350的直径小于通孔直径，通孔内壁上固定安装有第一固定座 250，第一固定座250转动连接有横向滚筒170，修正台160的上端固定安装有第一电机270，横向滚筒170的转动轴与第一电机270的输出轴固定连接。

横向滚筒170的一侧设有第二固定座260，第二固定座260与竖向滚筒180转动连接，修正台160上端固定安装有第二电机280，竖向滚筒180 的转动轴与第二电机280的输出轴固定连接；

第一修正固定板230固定安装在修正台160的一侧；竖向滚筒180的一侧设有第一修正板190，第一修正板190固定安装在第一修正推杆210 上，第一修正推杆210贯穿修正台160与第一修正固定板230；

第二修正固定板240固定安装在修正台160的另一侧；第一修正板190 的一侧设有第二修正板200，第二修正板200固定安装在第二修正推杆220 上，第二修正推杆220贯穿修正台160与第二修正固定板240。

第二固定座260的上端固定安装有光分固定台290，光分固定台290 内转动连接有光分转轴300，光分转轴300上固定安装有光镜310；

光分固定台290的一侧设有第一转动光台320，第一转动光台320转动连接在修正台160的上端，光分固定台290的另一侧设有第二转动光台330，第二转动光台330转动连接在修正台160的上端，第一转动光台320与第二转动光台 330对称设置；

修正台160的上端固定安装有光纤探头安装板340，光纤探头安装板340位于第二修正板200的上端，光纤探头安装板340上开设有光纤探头安装孔，光纤探头安装板340与光镜310对称设置；

举升底板350的上表面设有修正弹簧柱360，举升底板350另一侧与第一推杆370固定连接，第一推杆370的另一端套接在第二推杆380上，第二推杆380 与伺服电机390输出端固定连接。

横向滚筒170与第一修正板190对称设置，竖向滚筒180与第二修正板200 对称设置，第一电机270通过线缆与修正弹簧柱360内电机开关430相连，第二电机280通过线缆与修正弹簧柱360内电机开关430相连。

修正弹簧柱360包括上柱壳400与下柱壳410，上柱壳400与下柱壳410之间设有阻尼簧420，下柱壳410内壁上固定安装有电机开关430。

本发明在具体进行实施时：

步骤一：被筛选的苹果经传送装置输送至苹果支撑台130，滚落在举升底板 350上，此时苹果位于修正台160通孔内，且此时苹果的外表面与横向滚筒170 与竖向滚筒180接触；

步骤二：当苹果外表面将修正弹簧柱360压紧后，接通电机开关430，此时第一电机270与第二电机280分别带动横向滚筒170与竖向滚筒180进行滚动，同时横向滚筒170与竖向滚筒180带动苹果在修正台160的通孔内转动，当苹果中轴胎座两侧对应的凹陷位置转动到修正弹簧柱360时，此时修正弹簧柱360 不再被压紧，电机开关430也随之断开，同时第一电机270与第二电机280也随之停止工作，横向滚筒170与竖向滚筒180也停止转动，此时苹果为修正后状态，既苹果中轴胎座与举升底板350呈垂直关系；

步骤三：伺服电机390推动第二推杆380与第一推杆370推动举升底板350 进行举升；

步骤四：将苹果完全举升出通孔后，打开安装在第一转动光台320与第二转动光台330上的卤素光源100，将光线汇聚在光镜310上，光镜310将光线照射到苹果表面；

步骤五：安装在光纤探头安装板340内的分叉光纤探头接收苹果表面的光线信息，并将光线信息传输到光谱仪150内；

步骤六：光谱仪150判断光线信息完成后，伺服电机390带动二推杆与第一推杆370收缩，举升底板350进而带动苹果进行下降，完成复位。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种提高内霉苹果分选精度的装置，其特征在于，包括内霉苹果检测装置，所述内霉苹果检测装置包括卤素光源(100)、分叉光纤探头、透镜(120)、苹果支撑台(130)、光纤以及光谱仪(150)，所述苹果支撑台(130)的一侧设有卤素光源(100)，所述卤素光源(100)与苹果支撑台(130)之间设有透镜(120)；

所述苹果支撑台(130)的另一侧设有分叉光纤探头，所述分叉光纤探头的另一侧与光纤相连，所述光纤的另一侧接入光谱仪(150)内；

所述分叉光纤探头包括第一光纤探头(110)与第二光纤探头(140)，所述第一光纤探头(110)与第二光纤探头(140)对称设置；

所述苹果支撑台(130)包括修正台(160)、横向滚筒(170)、竖向滚筒(180)、第一修正板(190)、第二修正板(200)、第一修正推杆(210)、第二修正推杆(220)、第一修正固定板(230)、第二修正固定板(240)、第一固定座(250)、第二固定座(260)、第一电机(270)、第二电机(280)、光分固定台(290)、光分转轴(300)、光镜(310)、第一转动光台(320)、第二转动光台(330)、光纤探头安装板(340)、举升底板(350)、修正弹簧柱(360)、第一推杆(370)、第二推杆(380)以及伺服电机(390)；

所述第一转动光台(320)与第二转动光台(330)内设有卤素光源(100)与透镜(120)；

所述修正台(160)中部开设有通孔，通孔的下侧固定安装有举升底板(350)，所述举升底板(350)的直径小于通孔直径，通孔内壁上固定安装有第一固定座(250)，所述第一固定座(250)转动连接有横向滚筒(170)，所述修正台(160)的上端固定安装有第一电机(270)，所述横向滚筒(170)的转动轴与第一电机(270)的输出轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种提高内霉苹果分选精度的装置,其特征在于，所述横向滚筒(170)的一侧设有第二固定座(260)，所述第二固定座(260)与竖向滚筒(180)转动连接，所述修正台(160)上端固定安装有第二电机(280)，所述竖向滚筒(180)的转动轴与第二电机(280)的输出轴固定连接；

所述第一修正固定板(230)固定安装在修正台(160)的一侧；所述竖向滚筒(180)的一侧设有第一修正板(190)，所述第一修正板(190)固定安装在第一修正推杆(210)上，所述第一修正推杆(210)贯穿修正台(160)与第一修正固定板(230)；

所述第二修正固定板(240)固定安装在修正台(160)的另一侧；所述第一修正板(190)的一侧设有第二修正板(200)，所述第二修正板(200)固定安装在第二修正推杆(220)上，所述第二修正推杆(220)贯穿修正台(160)与第二修正固定板(240)。

3.根据权利要求1所述的一种提高内霉苹果分选精度的装置,其特征在于，所述第二固定座(260)的上端固定安装有光分固定台(290)，所述光分固定台(290)内转动连接有光分转轴(300)，所述光分转轴(300)上固定安装有光镜(310)；

所述光分固定台(290)的一侧设有第一转动光台(320)，所述第一转动光台(320)转动连接在修正台(160)的上端，所述光分固定台(290)的另一侧设有第二转动光台(330)，所述第二转动光台(330)转动连接在修正台(160)的上端，所述第一转动光台(320)与第二转动光台(330)对称设置；

所述修正台(160)的上端固定安装有光纤探头安装板(340)，所述光纤探头安装板(340)位于第二修正板(200)的上端，所述光纤探头安装板(340)上开设有光纤探头安装孔，所述光纤探头安装板(340)与光镜(310)对称设置；

所述举升底板(350)的上表面设有修正弹簧柱(360)，所述举升底板(350)另一侧与第一推杆(370)固定连接，所述第一推杆(370)的另一端套接在第二推杆(380)上，所述第二推杆(380)与伺服电机(390)输出端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种提高内霉苹果分选精度的装置,其特征在于，所述横向滚筒(170)与第一修正板(190)对称设置，所述竖向滚筒(180)与第二修正板(200)对称设置，所述第一电机(270)通过线缆与修正弹簧柱(360)内电机开关(430)相连，所述第二电机(280)通过线缆与修正弹簧柱(360)内电机开关(430)相连。

5.根据权利要求1所述的一种提高内霉苹果分选精度的装置,其特征在于，所述修正弹簧柱(360)包括上柱壳(400)与下柱壳(410)，所述上柱壳(400)与下柱壳(410)之间设有阻尼簧(420)，所述下柱壳(410)内壁上固定安装有电机开关(430)。

6.一种提高内霉苹果分选精度的方法,其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：被筛选的苹果经传送装置输送至苹果支撑台(130)，滚落在举升底板(350)上，此时苹果位于修正台(160)通孔内，且此时苹果的外表面与横向滚筒(170)与竖向滚筒(180)接触；

步骤二：当苹果外表面将修正弹簧柱(360)压紧后，接通电机开关(430)，此时第一电机(270)与第二电机(280)分别带动横向滚筒(170)与竖向滚筒(180)进行滚动，同时横向滚筒(170)与竖向滚筒(180)带动苹果在修正台(160)的通孔内转动，当苹果中轴胎座两侧对应的凹陷位置转动到修正弹簧柱(360)时，此时修正弹簧柱(360)不再被压紧，电机开关(430)也随之断开，同时第一电机(270)与第二电机(280)也随之停止工作，横向滚筒(170)与竖向滚筒(180)也停止转动，此时苹果为修正后状态，既苹果中轴胎座与举升底板(350)呈垂直关系；

步骤三：伺服电机(390)推动第二推杆(380)与第一推杆(370)推动举升底板(350)进行举升；

步骤四：将苹果完全举升出通孔后，打开安装在第一转动光台(320)与第二转动光台(330)上的卤素光源(100)，将光线汇聚在光镜(310)上，光镜(310)将光线照射到苹果表面；

步骤五：安装在光纤探头安装板(340)内的分叉光纤探头接收苹果表面的光线信息，并将光线信息传输到光谱仪(150)内；

步骤六：光谱仪(150)判断光线信息完成后，伺服电机(390)带动二推杆与第一推杆(370)收缩，举升底板(350)进而带动苹果进行下降，完成复位。

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