CN102179376B - 食品分选机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食品分选机，它包括传输食品的输送装置和图像采集装置，图像采集装置对准输送装置的输送皮带，图像采集装置的信号输出端与图像识别处理模块信号采集端连接，图像识别处理模块的输出端与电磁阀的受控端连接，电磁阀设置在吹嘴的喷气管路上，吹嘴设置在输送装置沿传送方向的末端，输送皮带末端下方设有出料斗；所述的出料斗包括合格品料斗和废料暂存斗。采用本发明的食品分选机后，可以有效消除现有食品中不合格食品和杂物过多的现象，从而改善了食品的合格率，显著提高食品产品的品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对虾米、辣椒等食品中不合格食品进行在线或独立安置检测并且剔除的设备，属于不合格食品处理装置的辅助设备技术领域。
背景技术
长期以来，食品生产线或线外中不合格品的检测剔除手段十分落后，主要依赖人工操作，不仅效率低，而且质量及稳定性难以保证。被剔除的不合格食品和杂物，还需要人工再次进行挑选剔除，把合格食品进行包装。由于人工因素难以完全彻底或难以达到共同指标，致使食品的合格率较低。
发明内容
发明目的：本发明的目的是解决上述问题，提供一种食品分选机，能够对食品中不合格食品、杂质进行在线或独立安置检测并且剔除。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种食品分选机，它包括传输食品的输送装置和图像采集装置，图像采集装置对准输送装置的输送皮带，图像采集装置的信号输出端与图像识别处理模块信号采集端连接，图像识别处理模块的输出端与电磁阀的受控端连接，电磁阀设置在吹嘴的喷气管路上，吹嘴设置在输送装置沿传送方向的末端，输送皮带末端下方设有出料斗；所述的出料斗包括合格品料斗和废料暂存斗。
其中，所述图像采集装置包括设置在输送装置上方的视频柜，视频柜内部设有数字摄像机、反光镜和照明光源，视频柜底部设有透光玻璃；反光镜和照明光源通过透光玻璃对准输送装置的输送皮带，反光镜的反射光出路上设有数字摄像机；所述照明光源包括一号LED灯和二号LED灯，它们分别设置在反光镜至输送皮带的照射光路的两侧。
其中，所述视频柜底部设有擦洗装置，所述的擦洗装置包括用于清洁透光玻璃的毛檫片，毛檫片固定在弹簧上，弹簧固定在支撑板上，支撑板一端与无杆气缸的汽缸套固定，支撑板另一端设置在直线导轨内，无杆气缸的活塞杆与直线导轨平行设置，无杆气带动支撑板、以及弹簧、毛擦片沿着直线导轨运动。
其中，在输送装置输送皮带的出料口上方设有安装板，电磁阀和吹嘴均设置在安装板上，电磁阀和吹嘴数量相等且一一对应，吹嘴通过电磁阀与高压储气罐连通，吹嘴对准输送皮带；吹嘴在安装板上呈一字型排布，且吹嘴的排布方向与输送皮带的输送方向垂直；吹嘴气流吹出方向与输送装置输送方向相反，且吹嘴与输送装置的输送皮带的夹角为99度。
其中，所述的图像识别处理模块包括与数字摄像机相连的图像处理模块，图像处理模块分别与人机交互系统、电磁阀控制模块相连，电磁阀控制模块与电磁阀相连。
其中，在输送装置的输送皮带两侧设有防止食品掉落的挡料组件。
其中，所述的合格品料斗位于沿输送皮带运行的抛物线轨迹掉落的下方；所述的废料暂存斗位于沿吹嘴的气流吹出方向运行的抛物线轨迹掉落的下方。
有益效果：本发明的检测和剔除效率较之以前的检测方法得到很大提高；剔除精准，带出合格食品的量少；降低了劳动强度和时间；本发明可以轻松、快速的处理被检测物料量比较大的情况；设备易损件少，并维修方便，节约维护成本；高压气体剔除，对物料无污染、无损坏；自动擦试透光玻璃，保证了视觉的判断力；8.采用视觉影象原理进行识别，更适用于食品行业；采用本发明的食品分选机后，可以有效消除现有食品中不合格食品和杂物过多的现象，从而改善了食品的合格率，显著提高食品产品的品质。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的喷嘴、电磁阀的排布示意图。
图3为图2中A-A向的放大示意图。
图4为本发明的擦洗装置的示意图。
图5为图4的右视放大图。
图6为图1中B处的放大示意图。
图7本发明的图像识别处理模块的连接示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1、6所示，本发明的一种食品分选机包括输送装置1、图像采集装置、图像识别处理模块、电磁阀2和吹嘴3。输送装置1采用皮带输送机或斜坡滑槽，皮带输送机包括电机和输送皮带等，食品放置在输送皮带上。输送皮带的出料口的下方设有出料斗14，检测完后的合格食品沿着输送皮带的抛物线方向进入到出料斗14内；出料斗14内部分成两个部分：一部分是合格食品沿输送方向抛物线进入的合格品料斗，另一部分为废料暂存斗，所述的合格品料斗位于沿输送皮带运行的抛物线轨迹掉落的下方；所述的废料暂存斗位于沿吹嘴3的气流吹出方向运行的抛物线轨迹掉落的下方。在废料暂存斗内设有废料板18，废料板18将废料板18为倾斜的板子，不合格食品和杂质沿着吹嘴3的气流方向抛物线进入到废料暂存斗内，废料板18的下端伸出废料暂存斗的底部，且废料残存斗底部与废料板18之间为不封闭的，不合格食品和杂质沿着废料板18滑下，进入到设置在废料板18下方的废料箱内。
输送皮带两侧设有防止食品在输送过程中掉落的挡料组件15，即在输送皮带两侧设置两个挡板。输送装置1安装在箱体16上，箱体16上设有皮带输送机构和视频柜4，箱体16内部安装电气元件；箱体16的下方设有支撑作用的工作台架。
图像采集装置包括设置在输送皮带正上方的视频柜4，视频柜4内部设有数字摄像机5、反光镜6和照明光源7，视频柜4底部设有透光玻璃8。反光镜6和LED照明光源7均对准输送皮带上的食品，反光镜6的反射光出路上设有数字摄像机5；数字摄像机5的信号输出端与图像识别处理模块的信号采集端连接。照明光源7包括一号LED灯和二号LED灯，它们分别设置在反光镜6照射至输送皮带的光路的两侧，即照明光源7为反光镜6提供照明，使输送皮带上的食品可以清楚的看见；反光镜6将食品照射到的食品的情况反射到数字摄像机5的镜头内，数字摄像机5完成食品图片的拍摄，并传输到图像识别处理模块进行分析、计算，得出食品中有无杂质以及杂质的具体位置等信息。
如图4、5所示，在视频柜4底部设有擦洗装置，所述的擦洗装置包括用于清洁透光玻璃8的毛檫片9，毛擦片9紧贴透光玻璃8朝向输送皮带的一面，即透光玻璃8的下表面。毛檫片9固定在弹簧10上，弹簧10保证毛擦片9始终接触透光玻璃8；弹簧10固定在支撑板11上，支撑板11一端与无杆气缸12的汽缸套121固定，支撑板11的另一端设置在直线导轨13上，无杆气缸12的活塞杆122与直线导轨13平行设置，无杆气缸12可以带动支撑板11沿着直线导轨13滑动，进而使弹簧10带动毛擦片9沿着直线导轨13运动，毛擦片9的运动方向与输送皮带的运动方向垂直，毛擦片9在运动过程中完成对透光玻璃8的清洁。在机器使用时，由于灰尘和食品粉末会粘附在透光玻璃8的下表面，从而影响数字摄像机5的拍摄效果，可通过无杆气缸12驱动毛檫片9对透光玻璃8进行清洁，减少了因视觉不清楚的因素，保证了视觉的判断力。
所述的图像采集装置、擦洗装置也可以设置在输送装置1的下方，其他的部件做适应性修改即可。
如图2、3所示，在输送皮带的出料口上方设有安装板17，电磁阀2和吹嘴3在安装板17上沿中心轴对称布置，电磁阀2和吹嘴3数量相等且一一对应，吹嘴3通过电磁阀2与高压储气罐连通，吹嘴3对准输送皮带，电磁阀2的受控端与图像识别处理模块的电磁阀控制模块53连接。吹嘴3在安装板17上呈一字型排布，且吹嘴3的排布方向与输送皮带的输送方向垂直，即安装板17与输送皮带垂直布置，吹嘴3的排列长度略大于输送皮带的宽度，保证输送皮带上所有的食品在通过安装板17时都有吹嘴3与之对应。所述吹嘴3的气流吹出方向与输送皮带的输送方向相反，且吹嘴3与输送皮带的夹角为99度，该角度是根据吹嘴3的气流吹出方向抛物线的滑落轨迹计算得到的，可以保证杂质被吹嘴3吹到废料暂存斗内的废料板18上，并沿着废料板18滑落到废料箱内，废料箱在图中没有示意出来。电磁阀2得到电磁阀控制模块53的开启信息之后，在有杂质处对应的电磁阀2即启动，吹走杂质。
如图7所示，所述的图像识别处理模块包括与图像采集装置的数字摄像机5相连的图像处理模块51，图像处理模块51分别与人机交互系统52、电磁阀驱动模块53相连，电磁阀驱动模块53与各个电磁阀2相连。所述的数字摄像机5为数字式线阵CCD摄像机；图像处理模块51为FPGA+DSP图像处理硬件平台，其中FPGA购自ILTERA公司的STRATIX2系列，DSP购自TI公司的6000系列；人机交互系统52为SIEMENS-PC577上位机；所述的电磁阀驱动模块53为购自LTERA公司的MIX2系列CPLD芯片。
人机交互系统52包括显示屏和输入键盘；通过键盘可输入待检测食品的信息，而显示屏上则可以看到输入的各种食品信息，如颜色、形状和纹理等。每更换一种新的待检测食品时，通过以下方式得到可以作为标准判断是否是杂质或不合格产品的参数标准。
先通过键盘输入合格食品需要满足的参数值，再将一部分合格食品的信息输送到图像处理模块51，图像处理模块51分析这些合格食品的特征参数，再将这些特征参数传输到人机交互系统52内；通过实际合格食品的特征参数值不断的修正、调整人机交互系统52内的合格食品参数值，直到得到理想的合格食品参数值，将其固定在人机交互系统52内，同时，图像处理模块51内也存储了最后得到的理想合格食品参数值。
所述的数字摄像机5将采集到的图像传送到图像处理模块51，图像处理模块51根据颜色、形状、纹理等特征参数，再与之前存储到图像处理模块51内的理想合格食品参数值进行比较，准确识别杂物、不合格食品，并将得到的杂质、不合格食品的性能系传输给电磁阀驱动模块53，电磁阀驱动模块53在接到图像处理模块51信号后，自动准确驱动对应的电磁阀2，实行剔除。
虾米食品分选过程，虾米通过皮带输送先到达数字摄像机5处时，数字摄像机5采集到虾米的图片，把图片信号传送到图像处理模块51，图像处理模块51根据设定的合格食品的颜色、形状、纹理等信息判断出不合格食品或杂质等的信息，然后把结果信号传送电磁阀驱动模块53，电磁阀驱动模块53自动准确的启动对应的电磁阀2，通过吹嘴3，在虾米到达气嘴3处时实行剔除。虾米从被数字摄像机5采集图片到气嘴3处所需要的时间，正好是图像处理模块51得出结果，把结果信号传送电磁阀驱动模块53，电磁阀驱动模块53打开对应的电磁阀2所用的时间。不合格虾米和杂物被剔除到废料收集箱，合格的虾米通过落到出料斗14内。
在使用时，将该食品分选机安置在食品生产线的末端(即食品原料出口处)或独立安置在振动筛出口处，输送皮带的入口端与食品生产线的末端衔接或与振动筛的出口端衔接。生产时，食品经过振动筛分机后，均匀进入皮带输送机的输送通道，该皮带输送机的带速根据流量的要求，可以设置在1米/秒至3米/秒之间，食品在输送皮带上被摊薄，使得不合格食品和杂质能够显露出来，在LED光源的照射下，数字摄像机5拍摄在线数字图像，并送到图像识别处理模块进行分析和识别，计算出不合格食品和杂质的具体位置后，通过电磁阀2控制吹嘴3，将不合格食品和杂物剔除，从而自动完成剔除的操作过程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1. 一种食品分选机，其特征在于：它包括传输食品的输送装置（1）和图像采集装置，所述图像采集装置包括设置在输送装置（1）上方的视频柜（4），视频柜（4）内部设有数字摄像机（5）、反光镜（6）和照明光源（7），视频柜（4）底部设有透光玻璃（8）；反光镜（6）和照明光源（7）通过透光玻璃（8）对准输送装置（1）的输送皮带，反光镜（6）的反射光出路上设有数字摄像机（5），图像采集装置对准输送装置（1）的输送皮带，食品放置在输送皮带，图像采集装置的信号输出端与图像识别处理模块信号采集端连接，图像识别处理模块的输出端与电磁阀（2）的受控端连接，电磁阀（2）设置在吹嘴（3）的喷气管路上，吹嘴（3）设置在输送装置（1）沿传送方向的末端，输送皮带末端下方设有出料斗（14）；所述的出料斗（14）包括合格品料斗和废料暂存斗。
2. 根据权利要求1所述的一种食品分选机，其特征在于：所述照明光源（7）包括一号LED灯和二号LED灯，它们分别设置在反光镜（6）至输送皮带的照射光路的两侧。
3. 根据权利要求1或2所述的一种食品分选机，其特征在于：所述视频柜（4）底部设有擦洗装置，所述的擦洗装置包括用于清洁透光玻璃（8）的毛擦片（9），毛擦片（9）固定在弹簧（10）上，弹簧（10）固定在支撑板（11）上，支撑板（11）一端与无杆气缸（12）的汽缸套（121）固定，支撑板（11）另一端设置在直线导轨（13）内，无杆气缸（12）的活塞杆（122）与直线导轨（13）平行设置，无杆气缸（12）带动支撑板（11）、以及弹簧（10）、毛擦片（9）沿着直线导轨（13）运动。
4. 根据权利要求1所述的一种食品分选机，其特征在于：在输送装置（1）输送皮带的出料口上方设有安装板（17），电磁阀（2）和吹嘴（3）均设置在安装板（17）上，电磁阀（2）和吹嘴（3）数量相等且一一对应，吹嘴（3）通过电磁阀（2）与高压储气罐连通，吹嘴（3）对准输送皮带；吹嘴（3）在安装板（17）上呈一字型排布，且吹嘴（3）的排布方向与输送皮带的输送方向垂直。
5. 根据权利要求4所述的一种食品分选机，其特征在于：所述吹嘴（3）气流吹出方向与输送装置（1）输送方向相反，且吹嘴（3）与输送装置（1）的输送皮带的夹角为99度。
6. 根据权利要求1所述的一种食品分选机，其特征在于：所述的图像识别处理模块包括与数字摄像机（5）相连的图像处理模块（51），图像处理模块（51）分别与人机交互系统（52）、电磁阀控制模块（53）相连，电磁阀控制模块（53）与电磁阀（2）相连。
7. 根据权利要求1所述的一种食品分选机，其特征在于：在输送装置（1）的输送皮带两侧设有防止食品掉落的挡料组件（15）。
8. 根据权利要求1所述的一种食品分选机，其特征在于：所述的合格品料斗位于沿输送皮带运行的抛物线轨迹掉落的下方；所述的废料暂存斗位于沿吹嘴（3）的气流吹出方向运行的抛物线轨迹掉落的下方。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: OuYang Guang Inventor after: Gan De Inventor before: Hang Jianjun Inventor before: Xu Dachuan Inventor before: Shi Houli |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: HANG JIANJUN XU DACHUAN SHI HOULI TO: OU YANGGUANG GAN DE |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Hang Jianjun Inventor after: Chi Min Inventor after: OuYang Guang Inventor after: Gan De Inventor after: Wang Desheng Inventor after: Xie Huibin Inventor before: OuYang Guang Inventor before: Gan De |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: OU YANGGUANG GAN DE TO: HANG JIANJUN CHI MIN OU YANGGUANG GAN DE WANG DESHENG XIE HUIBIN |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130410 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |