JP4273313B2 - 穀粒品位判別器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、米粒などの穀粒の品位を1粒ずつ光学的に判別する穀粒品位判別器に係り、特に、判別された品位ごとに穀物を選別する選別手段に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の穀粒品位判別器は、被測定物である穀粒(以下、「米粒」という)を回転円盤の周縁に形成された保持溝に1粒ずつ供給し、光学検出手段を経て選別手段に搬送し、この搬送過程において、米粒から得られる検出光を基に各米粒の品位を判別し、この判別品位に基づいて穀物の選別を行うものとして知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
【0003】
前記回転円盤はベース盤上に重設されている。そして、前記保持溝は、1粒の米粒が入る大きさで、底部と円盤周縁方向が開放された形状になっている。この保持溝によって搬送される米粒は、該米粒の底部を前記ベース盤上に接した状態で引きずられながら光学検出手段及び選別手段に搬送されるようになっている。
【0004】
上記のようにして搬送される各米粒について、前記光学検出手段は、米粒の上面からの光学検出、側面からの光学検出及び底面からの光学検出を行い、この各面から得られた検出光から米粒を画像として捕らえるようになっている。そして、この画像データを基にし、別途設けられた判別手段によって品位が判別されるようになっている。
【0005】
前記選別手段は、ベース盤における、保持溝が移動する経路に沿った位置に、保持溝内における米粒に下方から噴風する噴風孔を、選別する品位の数だけ所定の間隔で設けた構成となっている。各噴風孔はそれぞれ管路及び電磁弁を介して高圧エアー源(コンプレッサー)に接続し、各電磁弁は、前記判別手段からの選別信号を受けて所定のタイミングで開閉駆動するようになっている。この開閉駆動により、米粒は下方からのエアーの噴風を受けて保持溝から排除され、排出用管路を介して収容室に選別されるようになっている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−180369号公報
【特許文献2】
実公平5−21007号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記穀粒品位判別器においては以下の問題点があった。上述のように、ベース盤上で米粒を引きずりながら搬送する方式では、前記光学検出手段において行われる米粒の画像形成に悪影響を及ぼす可能性があった。すなわち、引きずる方式では、ベース盤上での米粒の滑り具合によって、振動しているような状態(静止してない状態)となり、光学検出時の各米粒の姿勢が一定にならない懸念がある。この要因は、米粒の形状や含水率の外、ベース盤上面の汚れ等にあると考えられた。そこで、米粒の姿勢を一定にするために、保持溝の底部を開放状態ではなく、米粒の底面の光学検出にも支障がないように透明材料によって底有り状態とし米粒搬送時に引きずらない方法が考えられた。
【0007】
しかしながら、保持溝を底有り状態にすると、選別手段に問題が生じてしまう。つまり、保持溝を底有状態にすると、保持溝の底部方向からの噴風(下方噴風方式)が行えないので、保持溝内の米粒を排除するためには、保持溝の上方からの上方吸引方式か、保持溝の上方斜め方向からの斜方向噴風方式かのいずれかの方式を採用しなければならず、この上方吸引方式や斜方向噴風方式を採用すると、吸引力や噴風力が従来の下方噴風方式よりも強力な大型な高圧エアー源が必要となり、穀粒品位判別器の大型化や重量アップの問題が生じる。
【0008】
そこで、本発明は、上記問題点にかんがみ、穀粒品位判別器を大型化や重量アップすることなく、搬送の際の米粒の姿勢を安定させ、各米粒のより正確な画像データが得られるようにした穀粒品位判別器を提供することを技術的課題としたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、
請求項1では、保持溝は底部を有するとともに円盤の周縁方向を開放させた開放部を有する形状とし、該開放部の側方には保持溝内の穀粒を放出させないようにするための堰(せき)部を形成し、前記選別手段の噴風孔は、前記堰部と円盤周縁との間に形成した間隙の下方に臨ませて配設する、という技術的手段を講じた。これにより、穀粒の搬送は保持溝内の底部上に載置された状態で光学検出手段に搬送されるので、光学検出手段では静止状態の穀粒の光学検出ができ、正確な光学検出が行える。しかも、穀粒の判別品位ごとの選別は、穀粒の下方位置にある間隙からの噴風エアーによって行えるので、コンプレッサーは従来のものが使用できる。
【0010】
請求項2では、保持溝は、円盤の中心方向側に形成した1粒の穀粒が載置可能な大きさの底部と、円盤の周縁方向側に形成した底部を有さない底無部及び円盤の周縁方向側に形成した開放部とを構成し、該開放部の側方には保持溝内の穀粒を放出させないようにするための堰部を形成し、前記選別手段の噴風孔は、前記底無部の下方に臨ませて配設する、という技術的手段を講じた。これにより、前記請求項1の作用に加えて、各噴風孔は、底無部の下方の全域のどこにでも穿設が可能なため、搬送されてきた穀粒の中央を噴風できる位置に穿設することができる、という作用を奏する。よって、穀粒の噴風選別が確実に行える。
【0011】
請求項3では、前記各保持溝に穀粒を供給する供給部には、保持溝の底無部の上方に蓋状部材を形成する、という技術的手段を講じた。これにより、前記底無部への穀粒の入り込み防止ができ、底部に穀粒を1粒ずつ入れることができる。
【0012】
請求項4では、前記選別手段を傾斜下方位置にするように前記円盤を傾斜配設する、という技術的手段を講じた。これにより、穀粒は選別手段に搬送される前に、保持溝内の穀粒は前記間隙側に、又は、底無部側に自重で滑って移動し、この状態で選別手段に搬送できるので、噴風孔からの噴風エアーによって穀粒選別が行える。
【0013】
請求項5では、穀粒搬送方向における前記選別手段の手前側に、保持溝内の穀粒を前記間隙方向又は前記底無部方向に移動規制させる穀粒規制部を形成する、という技術的手段を講じた。これにより、保持溝内において、穀粒を前記間隙側に、又は、底無部側により確実に移動させることができて噴風選別が行える。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施例について図面を参照しながら説明する。穀粒品位判別器1は図1(要部側断面図)及び図2(要部平面図)に示したように、穀粒(以下、「米粒」という)を搬送するための円盤2が、固定ベース盤3上に回転可能に配設されている。円盤2は、固定ベース盤3の底面に設けたモータ4の出力軸4aと接続し、該モータ4の回転出力を受けて図2の矢印方向に回転するようになっている。モータ4は架台5に固定され、該架台5により固定ベース盤3及び円盤2を傾斜状態に保持している。円盤2の周縁部には、米粒を1粒ずつ保持可能な保持溝2aを設ける。保持溝2aは、少なくとも底部2cを透明材料で形成し、かつ、保持溝2aにおける円盤2の周縁方向を開放部2dにしてある。この開放部2dの側方には、円盤2の回転によって保持溝2aから米粒が放出されないようにするための堰部11が配設してある。該堰部11は透明材で形成し、供給部9(後述する)以外の回転円盤の周縁部に沿って形成してある。
【0015】
円盤2の傾斜下部には、被測定用の米粒を各保持溝2aに供給するための供給部9が構成してある。該供給部9は、回転円盤2の周縁部に配設した堰部9aにより米粒を滞留させるように構成する。
【0016】
円盤2における傾斜上部には、米粒の光学的データを検出する光学検出手段10を構成し、該光学検出手段10は、第1光学部10aと第2光学部10bとから構成する。
【0017】
前記第1光学部10aは図3に示すように、米粒S(保持溝2a)の上方に、集光レンズ21を介してRGBラインセンサ(CCD)20を配設するとともに、斜め上方には、赤色光を発するLED光源22、緑色光を発するLED光源23及び青色光を発するLED光源24をそれぞれ米粒側に向けて配設してある。また、米粒Sの下方には、拡散板25を介して青色光を発するLED光源25を配設するとともに、斜め下方には、赤色光を発するLED光源27を米粒側に向けて配設してある。さらに、米粒Sの側方には、集光レンズ28を介してRGBラインセンサ(CCD)29が配設してある。
【0018】
前記第2光学部10bは図4に示すように、米粒S(保持溝2a)の下方に、集光レンズ30を介してRGBラインセンサ(CCD)31を配設するとともに、斜め下方には、赤色光を発するLED光源32を米粒側に向けて配設する。また、米粒Sの上方には、拡散板33を介して青色光を発するLED光源34を配設するとともに、斜め上方に、赤色光を発するLED光源35を米粒側に向けて配設する。
【0019】
前記円盤2の傾斜下方位置には、光学検出手段10で光学検出を終えた各米粒Sを判別された品位ごとに選別する選別手段13を備える(図2参照)。選別手段13には、幅をそれまでの堰部11よりも狭めた下部堰部11aと円盤2の周縁部との間で形成した連続状の間隙13a(本実施例では間隙幅を0.8mmとした)を備える。この間隙13aの下方又は内部には、複数の噴風孔14を配設する。該噴風孔14は、円盤2に配設した保持溝2aの間隔と同じ間隔で配設してあり、例えば、選別する品位の数だけ設ける。本実施の形態においては、整粒選別用噴風孔14−A、未熟粒選別用噴風孔14−B、被害粒選別用噴風孔14−C、死米選別用噴風孔14−D、着色粒選別用噴風孔14−E及びその他の粒選別用噴風孔14−Fを設けた。
【0020】
図5に、選別手段13における部分的な側断面(図2のA-A)を示す。この図5に示すように、間隙13の下方には固定ベース3に噴風孔14−Aを穿設し、噴風孔14−Aは、電磁弁16を介して管路15によってコンプレッサ17に接続してある。一方、噴風孔14−Aの上方には、噴風選別した整粒を整粒箱18まで搬送するための搬送管路19を備える。該搬送管路19は、湾曲状に形成し、一方の開口部19aを噴風孔14−Aの上方に位置させ、他方の開口部19bを、固定ベース3に穿設した連通路3bに接続する。該連通路3bは管路を介して所定の選別箱18に通じている。なお、噴風孔14−B〜Fの位置においても上記と同様な構成とし、接続するコンプレッサーは同一とする。なお、噴風孔14−Fの円盤2の回転方向の先の位置においては、下部堰部11aを形成せずに保持溝2aを開放した状態とし、万一、噴風選別ミスによって保持溝2a内に米粒が残っても、これを開放部分から排出できるようにしてある。
【0021】
図6は選別手段13の拡大図である。噴風孔14−Aの円盤2の回転方向手前側には、保持溝2a内の米粒Sを、保持溝2a内において間隙13a側に移動規制する穀粒規制部42を構成する。本実施例の穀粒規制部42は傾斜状の規制板42aとし、該規制板42aの傾斜角度は米粒Sの移動軌跡に対して鋭角とした。規制板42aは、円盤2の回転によって保持溝2a内の米粒Sと接触して米粒を間隙13a側に移動規制するようにしてある。なお、穀粒規制部42は上記規制板42aに限るとこなく、噴風エアーやブラシ、あるいは板バネなどであってもよい。
【0022】
次に、判別手段(制御手段)36を説明する(図7参照)。判別手段36は、中央演算部(以下「CPU」という)37を有し、該CPU37には、入出力回路(以下「I/O」という)38、読み出し専用記憶部(以下「ROM」という)39、読み出し・書き込み用記憶部(以下「RAM」という)40及び画像処理部41が接続されている。I/O38には、前記RGBラインセンサ20,29,31を増幅器(図示せず)とアナログ・デジタル変換器(図示せず)を介して接続するとともに、判別結果等を表示させる表示部43と選別手段13に接続している。I/O38は、上記以外にも、光学検出手段10の各LED光源の点灯駆動回路(図示せず)や、前記モータ4の駆動回路(図示せず)にも接続している。ROM39内には、穀粒品位判別器1の運転制御プログラムや品位判別用のデータ(しきい値)などが予め記憶してある。
【0023】
また、本発明では前記保持溝2aの底部2cを透明にして米粒の裏面画像(イメージ)も検出するので、運転制御プログラムには、例えば、光学検出手段10での検出回数が所定回数を超えると、保持溝2aの清掃をするように表示部43にメッセージを表示させて作業者に知らせるようにするのが好ましい。これは、前記保持溝2aの底部2cは、測定を繰り返すうちに糠などによって汚れるので、定期的に清掃を忘れずに行うことにより、光学検出がより正確に行える。
【0024】
次に、本発明の穀粒品位判別器1の作用を説明する。ます、前記モータ4の回転出力によって円盤2を回転させるとともに、測定用の米粒を供給部9に供給する。この供給部9に供給・滞留した米粒Sは、回転する円盤2の各保持溝2aに1粒ずつ入って前記第1光学部10aを経由して前記第2光学部10bに搬送される。なお、供給部9においては、保持溝2aに米粒が複数入っても、円盤2が傾斜しているため、搬送途中に保持溝2aから余分なものはこぼれ落ちる。
【0025】
前記第1光学部10aでは、搬送されてきた各米粒に対して各LED光源の光を切り換えながら照射し、各米粒Sから得られる光をRGBラインセンサ20,29で受光する。そして、RGBラインセンサ20,29で検出された画素単位の受光データは、増幅器とアナログ・デジタル変換器を経てI/O38からCPU37に入る。CPU37は、この受光データを画像処理部に送って各米粒の表面画像(イメージ)と側面画像(イメージ)を形成させ、この後、この画像データをRAM40に記憶する。
【0026】
前記第1光学部10aでの光学検出を終えた米粒は第2光学部10bに搬送される。第2光学部10bにおいても、前記第1光学部10aと同様に、搬送されてきた各米粒に対して各LED光源の光を切り換えながら照射し、各米粒Sから得られる光をRGBラインセンサ31で受光する。そして、RGBラインセンサ31で検出された画素単位の受光データは、増幅器とアナログ・デジタル変換器を経てI/O38からCPU37に入る。CPU37は、この受光データを画像処理部に送って各米粒の裏面画像(イメージ)を形成させ、この後、この画像データをRAM40に記憶するとともに、前記表面画像データと側面画像データとを読み出し、米粒の形状や大きさの外、画素単位の受光量等を算出し、この算出データとROM39に記憶された品位判別用のデータ(しきい値)とを比較して米粒の品位判別を行う。
【0027】
このように本発明の第1の作用効果として、前記保持溝2aに底部2cを有するので、米粒搬送の際に従来のように、米粒がベース板上で引きずられることがなく、米粒の形状や含水率、ベース盤上面の汚れ等の影響を受けた米粒の振動状態が生じることがない。このため、搬送される米粒の姿勢が静止状態となって姿勢が安定するため、第1光学部10a及び第2光学部10bにおいて検出される画素単位の受光データがより正確となり、特に、米粒の形状や大きさの検出データの精度が向上し、品位判別の精度が向上することになる。
【0028】
前記第1光学部10a及び第2光学部10bでの光学検出を終えた米粒は、前記選別手段13に搬送移動される。この移送移動される各米粒は保持溝2a内において、前記規制板42aの先端付近に当接し、規制板42aの傾斜方向に沿いながら間隙13a方向に下部堰部11aと接するまで規制されながら移動する。この規制移動により、米粒の側部を保持溝2a内から間隙13a上端に臨ませる位置に配置され(図5参照)、この状態で噴風孔14−A〜Fに向かって更に搬送移送される。そして、米粒Sは、判別された品位に基づいて、品位に対応した所定の噴風孔上に到達した時に電磁弁が作動し、コンプレッサーからの高圧の噴風エアーを、粒の側部に受けて保持溝2a内から上方に噴風除去される。噴風除去された米粒Sは、搬送管路19を介して所定の選別箱18に選別される。例えば、品位が「被害粒」と判別された米粒Sは噴風孔14−Cからの噴風エアーを受けて選別され、また、品位が「着色粒」と判別された米粒Sは噴風孔14−Eからの噴風エアーを受けて選別される。
【0029】
このように本発明の第2の作用効果として、米粒の噴風選別を下方から行えるので、コンプレッサーは大型なものにする必要がなく、従来と同じ大きさのものでよい。したがって、装置が大型化や重量アップすることがない。
【0030】
次に、第2実施例を説明する(図8,9,10参照)。変更のない点の符号は上記第1実施例の説明と同じものを使用する。本第2実施例の特徴は、まず保持溝2aの形状にあり、保持溝2aの奥行き方向(円盤2の周縁から中心方向)の長さを長く(本第2実施例では、米粒の幅の約2倍とした)するとともに、底部2cを保持溝2a内における円盤2の中心方向側の位置に、少なくとも米粒が1粒だけ載置できる面積で形成する(以下「奥広保持溝2b」という)。該奥広保持溝2bでは、前記供給部9では1つの奥広保持溝2bに複数の米粒が入ってしまうので、本供給部9では、各奥広保持溝2bにおいて底部2cを有さない部分(底無部2e)の上方に蓋状板(蓋状部材)9bを配設する。これにより、奥広保持溝2bの底部2c上に1粒だけ入れることができる。
【0031】
さらに、円盤2における第2光学部10bの回転方向側から選別手段13に亘っては、奥広保持溝2bの前記開放部分を埋める固定部3aを形成する(図9参照)。該固定部3aは、固定ベース3自体から形成してもよいし、また、図示のように別物を固定ベース3上に固定して形成してもよい。選別手段13においては、固定部3aに、前記噴風孔14−A〜Fの穿設位置を搬送されてくる米粒の中央下方にすることができる。これにより、上記第1実施例では噴風エアーを米粒の側部に当てていたが、上記第2実施例では噴風エアーを米粒の中央に当てることができるので、より確実な噴風除去が行え、かつ、噴風エアーの圧力を下げることも可能となり、コンプレッサーの小型化による装置のコンパクト及び計量化にもなる。なお、米粒の奥広保持溝2b内における底部2c上から固定部3a上への移動は、円盤2の傾斜により米粒自身の自重による滑りによってなされる。
【0032】
次に、第3実施例を説明する(図11,12参照)。変更のない点の符号は第1,2実施例と同じものを使用する。該第3実施例の特徴は,第2実施例の奥広保持溝2bの形状を変えた点と、前記固定部3aを無しにした点にある。奥広保持溝2bの形状の変更点は、底部2cを有さない部分(底無部2e)の回転方向の前後にも側壁2fを形成した点にある。該側壁2fを形成することにより、選別手段13に移送される前に、奥広保持溝2bの底部2c上から固定ベース3上に滑り落ちた米粒を、噴風孔14−A〜F方向に後押ししながら移送することができる。本第3実施例におけるこの外の作用効果は、第2実施例と同様の作用効果を奏するので、説明は省略する。
【0033】
なお、本発明は、円盤2を水平配設することも含むものである。円盤2を水平配設する場合には、供給部9に、保持溝2a内に重なって入った余分な米粒を、例えば、ブラシなどによって除去する部材(すりきり部材)を設けるようにするとよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明によると、穀粒の搬送は保持溝内の底部上に載置された状態で光学検出手段に搬送されるので、穀粒は光学検出時に静止状態となって姿勢が安定する。よって、光学検出の精度が向上し、より正確な品位判別が行える。一方、穀粒の判別品位ごとの選別は、穀粒の下方位置に形成した間隙、又は、底無部からの噴風エアーによって行うことができるので、コンプレッサーは従来と同じものが使用でき、穀粒品位判別器が大型化や重量アップになることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 穀粒品位判別器の側断面図を示す。
【図2】 穀粒品位判別器の平面図を示す。
【図3】 第1光学部の側断面図を示す。
【図4】 第2光学部の側断面図を示す。
【図5】 選別手段の側断面図(図2のA−A)を示す。
【図6】 選別手段の平面図を示す。
【図7】 判別手段のブロッ図を示す。
【図8】 第2実施例における穀粒品位判別器の平面図を示す。
【図9】 図8のB−B断面図を示す。
【図10】 図2のA−Aに相当する第2実施例における選別手段の側断面図を示す。
【図11】 図8のB−Bに相当する第3実施例における断面図を示す。
【図12】 図2のA−Aに相当する第3実施例における選別手段の側断面図を示す。
【符号の説明】
1 穀粒品位判別器
2 円盤
2a 保持溝
2b 奥広保持溝
2c 底部
2d 開放部
2e 底無部
2f 側壁
3 固定ベース
3a 固定部
3b 連通路
4 モータ
4a 出力軸
5 架台
9 供給部
9a 堰部
9b 蓋状板
10 光学検出手段
10a 第1光学部
10b 第2光学部
11 堰部
11a 下部堰部
13 選別手段
13a 間隙
14−A〜F 噴風孔
15 管路
16 電磁弁
17 コンプレッサー
18 選別箱
19 搬送管路
19a 開口部
19b 開口部
20 RGBラインセンサ
21 集光レンズ
22 LED光源(赤)
23 LED光源(緑)
24 LED光源(青)
25 拡散板
26 LED光源(青)
27 LED光源(赤)
28 集光レンズ
29 RGBラインセンサ
30 集光レンズ
31 RGBラインセンサ
32 LED光源(赤)
33 拡散板
34 LED光源(青)
35 LED光源(赤)
36 判別手段
37 中央演算部(CPU)
38 入出力回路(I/O)
39 読み出し専用記憶部(ROM)
40 読み出し書き込み用記憶部(RAM)
41 画像処理部
42 穀粒規制部
42a 穀粒規制板
43 表示部
S 米粒(穀粒)
Claims (5)
- 穀粒を1粒ずつ保持可能な保持溝を周縁近傍に沿って複数設けた回転可能な円盤を有する穀粒搬送手段と、
該搬送手段によって搬送される各穀粒に照射光を照射して得られる各穀粒からの光を検出する光学検出手段と、
該光学検出手段で得られた検出値を基にして穀粒の品位を判別する判別手段と、
前記保持溝の移動経路に沿った下方位置に所定の間隔ごとに穿設され、かつ、それぞれを穀粒の品位と対応させた複数の噴風孔を備えるとともに、搬送されてきた穀粒を、前記判別手段が判定した品位に対応した噴風孔からエアーを噴風させて品位ごとに選別する選別手段とを有する穀粒品位判別器において、
前記保持溝は底部を有するとともに円盤の周縁方向を開放させた開放部を有する形状とし、該開放部の側方には保持溝内の穀粒を放出させないようにするための堰部を形成し、前記選別手段の噴風孔は、前記堰部と円盤周縁との間に形成した間隙の下方に臨ませて配設したことを特徴とする穀粒品位判別器。 - 穀粒を1粒ずつ保持可能な保持溝を周縁近傍に沿って複数設けた回転可能な円盤を有する穀粒搬送手段と、
該搬送手段によって搬送される各穀粒に照射光を照射して得られる各穀粒からの光を検出する光学検出手段と、
該光学検出手段で得られた検出値を基にして穀粒の品位を判別する判別手段と、
前記保持溝の移動経路に沿った下方位置に所定の間隔ごとに穿設され、かつ、それぞれを穀粒の品位と対応させた複数の噴風孔を備えるとともに、搬送されてきた穀粒を、前記判別手段が判定した品位に対応した噴風孔からエアーを噴風させて品位ごとに選別する選別手段とを有する穀粒品位判別器において、
前記保持溝は、円盤の中心方向側に形成した1粒の穀粒が載置可能な大きさの底部と、円盤の周縁方向側に形成した底部を有さない底無部及び円盤の周縁方向側に形成した開放部とを有し、該開放部の側方には保持溝内の穀粒を放出させないようにするための堰部を形成し、前記選別手段の噴風孔は、前記底無部の下方に臨ませて配設したことを特徴とする穀粒品位判別器。 - 前記各保持溝に穀粒を供給する供給部には、保持溝の底無部の上方に蓋状部材を配設した請求項2に記載の穀粒品位判別器。
- 前記選別手段を傾斜下方位置とするように前記円盤を傾斜配設したことを特徴とする請求項1〜請求項3に記載の穀粒品位判別器。
- 穀粒搬送方向における前記選別手段の手前側に、保持溝内の穀粒を前記間隙方向又は前記底無部方向に移動規制させる穀粒規制部を形成したことを特徴とする請求項1〜請求項4に記載の穀粒品位判別器。
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