CN112547471A - 一种农业果蔬自动分拣打包设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农业果蔬自动分拣打包设备，包括支架和依次设于支架上的分拣机构和识别机构，所述分拣机构包括沿支架上端长度方向延伸设置的多个传送辊，所述的多个传送辊将支架上端依次划分为第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区，所述识别机构包括沿支架上端宽度方向设置的光源箱和设于光源箱外一侧的机械手，所述光源箱设于支架上端，所述光源箱内设有与传送辊相适配的相机；本发明提供的自动分拣打包设备，通过分拣机构和识别机构对输送物的大小及品相进行分类分拣，通过下料机构对传送物按重量进行分类，实现对传送物的多级分拣归类，提高分拣的效率和质量。

Description

一种农业果蔬自动分拣打包设备
技术领域
本发明属于农产品加工装置技术领域，具体涉及一种农业果蔬自动分拣打包设备。
背景技术
包装机即为把产品包装起来的一类机器，起到保护，美观的作用，包装机主要分二个方面：一、流水线式整体生产包装，二、产品***包装设备。
流水线式整体生产包装，应用于食品、医药、日化、五金、灯饰、家具等行业的(袋装,瓶装)产品的灌装(添充)、封口机、打码，用于产品生产出来后的喷(打)生产日期、封口、缩膜等，而产品***包装设备主要包括：包装机、灌装机、封口机、打码机、打包机、真空机、收缩机、真空包装机、称重包装机等。
现有的果蔬包装中，需要预先进行筛选，进行优质与劣质的分类，然后再进行包装，然而在分拣中，优质的果蔬需要多种因素进行判定，而现有的分拣基本以重量分类，由于人为分拣在需要效率的情况下，人们在分拣时不会逐一过称，这样使得分拣后包装的水果会出现一类与二类混合的情况出现。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种农业果蔬自动分拣打包设备，通过分拣机构和识别机构对输送物的大小及品相进行分类分拣，通过下料机构对传送物按重量进行分类，实现对传送物的多级分拣归类，提高分拣的效率和质量。
本发明的目的是这样实现的：
一种农业果蔬自动分拣打包设备，包括支架和依次设于支架上的分拣机构和识别机构，所述分拣机构包括沿支架上端长度方向延伸设置的多个传送辊，所述的多个传送辊将支架上端依次划分为第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区，所述第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区内的相邻传送辊间的间距依次增大；所述识别机构包括沿支架上端宽度方向设置的光源箱和设于光源箱外一侧的机械手，所述光源箱设于支架上端，所述光源箱内设有与传送辊相适配的相机，所述机械手设于光源箱出口端的支架的一侧。
优选的，所述支架的上端两侧分别设有两个支撑板，所述支撑板内设有依次排列的、与传送辊相对应的齿轮组，所述传送辊的端部穿过一个支撑板连接至相应齿轮的中心轴，所述齿轮组的多个齿轮通过同步链条啮合连接。
优选的，所述支架的底端固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接至齿轮组，以驱动齿轮组转动，所述支撑板上设有与传送辊相对应的接近开关。
优选的，所述光源箱为半封闭的长方体结构，沿支架长度方向留有开口，所述光源箱的侧壁采用乳白色磨砂亚克力板，所述光源箱的箱体的内部四个侧壁上均设有光源灯带，所述述光源箱的箱体内侧的顶部和与支架相对应的左右两侧均设有相机，所述光源箱的内部、光源灯带的前端设有挡板。
优选的，所述支架的下端、对应第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区处均设有下料机构。
优选的，所述下料机构包括设于传送辊下端的传送带，所述传送带上的一侧连接有多个下料通道，所述传送带相对应下料通道的另一侧设有电推杆，所述传送带的下端、对应下料通道的入口处设有重量传感器，所述重量传感器与电推杆通信连接。
优选的，所述机械手为EPSON的C8系列六轴机械手，所述机械手的末端执行器采用吸盘式末端执行器。
优选的，所述相机和机械手均通过千兆以太网连接至上位机。
优选的，所述机械手还连接有匹配的RC700-A处理器和气泵，所述气泵连接至机械手的末端执行器。
优选的，所述相机采用工业相机，所述相机包括光敏传感器、镜头和图像采集卡，所述光敏传感器采用CCD传感器，所述图像采集卡通过PCI接口与上位机的控制器进行通讯。
优选的，所述机械手的一侧设有与机械手连接的摄像机。
优选的，所述光源箱内还设有贴签机构，所述贴签机构包括连接光源箱内顶部的电推杆和设于电推杆自由端的盖章器，所述盖章器内容纳有标签，对品相不佳的传送物进行盖章处理，通过机械手的摄像机可识别盖章的传送物。
优选的，所述传送辊的传送速度为0.8-1.7m/s。
优选的，以p(i,j)为相机的中心像素点，相机在光源箱内的单通道像素均值p满足：
p＝[∑n·∑m·C(i,j)]/mn；
其中，i,j分别表示像素的横坐标和纵坐标，C为HCL中的任意通道，HCL表示包含色调、饱和度和颜色亮度的颜色空间。
计算出相机对目标图像感兴趣区域与各个颜色模板之间的颜色距离，距离越小相似度越高，目标图像所属的类别为距离最小的颜色模板代表的类，
优选的，对传送对象面积S的提取满足：
S＝∑(b-1)∑(a-1)M(i,j)；
其中a、b分别表示传送对象目标区域的长度和宽度，M表示像素值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的一种农业果蔬自动分拣打包设备，通过划分分拣区域，对传送物进行大小检测，分为大、中、小三级，对优质的传送物再进行品相的筛选，将不合格物通过识别机构识别后经机械手拣出。
2、本发明提供的一种农业果蔬自动分拣打包设备，通过各个区域内相邻传送辊之间间距的设置，传送对象在经过间隙较大的传送辊时进入出料机构，以便不同大小的传送对象进行分类，传送物在经过光源箱时，通过相机对传送物的品相进行识别，对存在品相缺陷的经机械手拣出，以便对传送物更好的归类。
3、本发明提供的一种农业果蔬自动分拣打包设备，通过出料机构可对不同重量的传送对象进行分类，按大小分类后的传送物进入相应的出料机构，在传送带前进的过程中，相应位置的重量传感器对目标物进行称重，符合相应重量的目标物在电推杆的作用下进入相应的出料通道。
4、本发明提供的一种农业果蔬自动分拣打包设备，摄像机固定在机械手以外的位置，与机械手分离，拍摄范围固定在某一区域，由于摄像机和机械手分工明确，不会相互影响，因此***工作速度快，效率高。
附图说明
图1是本发明一种农业果蔬自动分拣打包设备结构示意图。
图2是本发明一种农业果蔬自动分拣打包设备的传送辊示意图。
图3是本发明一种农业果蔬自动分拣打包设备的识别机构示意图。
图4是本发明一种农业果蔬自动分拣打包设备的下料机构示意图。
图中：1、支架；2、驱动电机；3、传送辊；4、光源箱；5、相机；6、机械手；7、挡板；8、光源灯带；9、支撑板；10、齿轮组；11、接近开关；12、传送带；13、电推杆；14、下料通道；15、重量传感器。
具体实施方式
下面结合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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合图1-3，一种农业果蔬自动分拣打包设备，包括支架1和依次设于支架1上的分拣机构和识别机构。
所述分拣机构包括沿支架1上端长度方向延伸设置的多个传送辊3，所述支架1的上端两侧分别设有两个支撑板9，所述支撑板9内设有依次排列的、与传送辊3相对应的齿轮组10，所述传送辊3的端部穿过一个支撑板9连接至相应齿轮的中心轴，所述齿轮组10的多个齿轮通过同步链条啮合连接，所述支架1的底端固定连接有驱动电机2，所述驱动电机2的输出端连接至齿轮组10，以驱动齿轮组10转动，所述支撑板9上设有与传送辊3相对应的接近开关11，驱动电机2的输出端连接至齿轮组10端部的主动齿轮处，通过带动主动齿轮的转动，带动同步链条使得整个齿轮组转动，以使相应位置的传送辊3转动，传送辊3上设有推动传送物前进的拨片，在每根传送辊的滚筒上都安置一块拨片，滚筒上留有足够的空间，拨片可以根据滚筒旋转的不同位置，利用重力实现拨片的伸缩。
所述的多个传送辊3将支架1上端依次划分为第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区，所述第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区内的相邻传送辊3间的间距依次增大，根据传送目标物，适当调整传送辊3的间距，经传送辊3的滚筒上设拨片，滚筒上留有足够的空间，拨片可以根据滚筒旋转的不同位置，利用重力实现拨片的伸缩，以便于将传送物向前推送，传送物经过一、二、三级分拣区，相应大小的传送物从传送辊的间隙落入出料机构内，以便于对不同大小的目标物进行分类。
相应的分拣区上均设有识别机构，所述识别机构包括沿支架1上端宽度方向设置的光源箱4和设于光源箱4外一侧的机械手6，所述光源箱4设于支架1上端，所述光源箱4为半封闭的长方体结构，沿支架1长度方向留有开口，所述光源箱4的侧壁采用乳白色磨砂亚克力板，所述光源箱4的箱体的内部四个侧壁上均设有光源灯带8，所述述光源箱4的箱体内侧的顶部和与支架1相对应的左右两侧均设有相机5，所述光源箱4的内部、光源灯带8的前端设有挡板7，所述机械手为EPSON的C8系列六轴机械手，所述机械手的控制器选用与该机械手匹配的RC700-A处理器，所述机械手还连接有气泵，所述气泵连接至机械手的末端执行器，所述机械手的末端执行器采用吸盘式末端执行器，所述相机采用工业相机，所述相机包括光敏传感器、镜头和图像采集卡，所述光敏传感器采用CCD传感器，所述图像采集卡通过PCI接口与上位机的控制器进行通讯，图像采集卡采用NI-PCI-1426，采用PCI接口与PC进行数据通讯，相机接口采用CameraLink标准，能够提供较高的传输速度，所述相机和机械手均通过千兆以太网连接至上位机。
相机对进入光源箱内的传送辊上需要分拣的目标进行拍照，配合光源进行打光，并且将得到的目标图像数据传送给计算机进行图像处理等操作，识别目标物的品相，将不合格的目标物经机械手拾捡出传送辊外。
实施例2
结合图4，所述支架1的下端、对应第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区处均设有下料机构，所述下料机构包括设于传送辊3下端的传送带12，所述传送带12上的一侧连接有多个下料通道14，所述传送带12相对应下料通道14的另一侧设有电推杆13，所述传送带12的下端、对应下料通道14的入口处设有重量传感器15，所述重量传感器15与电推杆13通信连接。
通过出料机构可对不同重量的传送对象进行分类，按大小分类后的传送物进入相应的出料机构，在传送带前进的过程中，相应位置的重量传感器对目标物进行称重，符合相应重量的目标物在电推杆的作用下进入相应的出料通道。
实施例3
以p(i,j)为相机的中心像素点，相机在光源箱内的单通道像素均值p满足：p＝[∑n·∑m·C(i,j)]/mn；其中，i,j分别表示像素的横坐标和纵坐标，C为HCL中的任意通道，HCL表示包含色调、饱和度和颜色亮度的颜色空间，计算出相机对目标图像感兴趣区域与各个颜色模板之间的颜色距离，距离越小相似度越高，目标图像所属的类别为距离最小的颜色模板代表的类。
对传送对象面积S的提取满足：S＝∑(b-1)∑(a-1)M(i,j)；其中a、b分别表示传送对象目标区域的长度和宽度，M表示像素值，对识别出来的传送物进行定位，采用形心坐标来描述传送物的位置信息，方便机械手臂对目标对象的抓取。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种农业果蔬自动分拣打包设备，其特征在于：包括支架(1)和依次设于支架(1)上的分拣机构和识别机构，所述分拣机构包括沿支架(1)上端长度方向延伸设置的多个传送辊(3)，所述的多个传送辊(3)将支架(1)上端依次划分为第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区，所述第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区内的相邻传送辊(3)间的间距依次增大；所述识别机构包括沿支架(1)上端宽度方向设置的光源箱(4)和设于光源箱(4)外一侧的机械手(6)，所述光源箱(4)设于支架(1)上端，所述光源箱(4)内设有与传送辊(3)相适配的相机(5)，所述机械手(6)设于光源箱(4)出口端的支架(1)的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种农业果蔬自动分拣打包设备，其特征在于：所述支架(1)的上端两侧分别设有两个支撑板(9)，所述支撑板(9)内设有依次排列的、与传送辊(3)相对应的齿轮组(10)，所述传送辊(3)的端部穿过一个支撑板(9)连接至相应齿轮的中心轴，所述齿轮组(10)的多个齿轮通过同步链条啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种农业果蔬自动分拣打包设备，其特征在于：所述支架(1)的底端固定连接有驱动电机(2)，所述驱动电机(2)的输出端连接至齿轮组(10)，以驱动齿轮组(10)转动，所述支撑板(9)上设有与传送辊(3)相对应的接近开关(11)。
4.根据权利要求1所述的一种农业果蔬自动分拣打包设备，其特征在于：所述光源箱(4)为半封闭的长方体结构，沿支架(1)长度方向留有开口，所述光源箱(4)的侧壁采用乳白色磨砂亚克力板，所述光源箱(4)的箱体的内部四个侧壁上均设有光源灯带(8)，所述述光源箱(4)的箱体内侧的顶部和与支架(1)相对应的左右两侧均设有相机(5)，所述光源箱(4)的内部、光源灯带(8)的前端设有挡板(7)。
5.根据权利要求1所述的一种农业果蔬自动分拣打包设备，其特征在于：所述支架(1)的下端、对应第一分拣区、第二分拣区和第三分拣区处均设有下料机构。
6.根据权利要求5所述的一种农业果蔬自动分拣打包设备，其特征在于：所述下料机构包括设于传送辊(3)下端的传送带(12)，所述传送带(12)上的一侧连接有多个下料通道(14)，所述传送带(12)相对应下料通道(14)的另一侧设有电推杆(13)，所述传送带(12)的下端、对应下料通道(14)的入口处设有重量传感器(15)，所述重量传感器(15)与电推杆(13)通信连接。
7.根据权利要求1所述的一种农业果蔬自动分拣打包设备，其特征在于：所述机械手(6)为EPSON的C8系列六轴机械手，所述机械手(6)的末端执行器采用吸盘式末端执行器。
8.根据权利要求1所述的一种农业果蔬自动分拣打包设备，其特征在于：所述相机(5)和机械手(6)均通过千兆以太网连接至上位机。
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