CN104646311A - 一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，将机械装置与计算机视觉技术相结合对胡萝卜等长杆状蔬果进行自动分级。所述胡萝卜智能分级机主要由偏置式活动果托输送分级装置、活销式锁合装置以及数据分析采集装置组成。其中所述偏置式活动果托的固定部分安装在输送链条上，活动部分转动的辊轴使胡萝卜旋转进入机器视觉系统的CCD相机视场中，通过图像处理手段将获取的图片进行分析处理，得到胡萝卜形状、大小、青头、开裂等信息。分级时，通过气动元件控制用于固定活动果托的活动销锁动作，使其在重力作用下翻转卸料。果托回位时，活销式锁合装置靠斜坡和弹簧的配合，将其重新固定于输送链上。本发明提供的分选设备能高效的进行胡萝卜分级分选，解放了大量的劳动力，结构简单且操作方便，填补了国内长杆状果蔬分级机的空白。

Description

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机

技术领域

本发明技术方案属于食品加工技术领域，尤其是涉及一种采用机器视觉技术检测胡萝卜的外观品质进行全自动分级的装置。

背景技术

果蔬分选是果蔬进入流通领域的一个重要环节，果蔬分级分选有利于提高果蔬的市场竞争力，加快商品化进程。我国研究机械化果蔬分级的企业较少，装备也落后于发达国家，分级工作基本上依靠机械与人工相配合的方式实现。

现普遍采用的果蔬分选装置有筛选式、滚筒式、回转带式、辊轴式，然而这些分选装置主要针对类球形，且易于滚动的果蔬，如苹果、马铃薯等。对于胡萝卜、黄瓜、茄子等长杆状的果蔬并不适用。机械式分级方式只能按照果蔬外形进行分级，无法识别果蔬表面是否存在破损、断裂等不能量化的问题，分级精度低，且伤果率高。

在无损检测果蔬分选的技术上，机器视觉技术的运用最广，能够很好的解决精确分级的问题。机器视觉分选技术的发展对相应的分级机械也有了一定的要求。为了检测到作物表面的整体信息，要求作物在输送的过程中能够实现转动，以保证采集到作物整个表面的信息，提高分选精度。目前，常与机器视觉配套使用的机械装置有链辊式以及活动果托式。链辊式分级输送装置需要配合单独的分级卸料机构，利用推送、击打、翻转等原理将果蔬从两辊间送出，但长杆状果蔬轴向尺寸过长，导致现有的分级卸料装置执行行程过长，整机效率下降。

活动果托式的输送分选装置采用带有滚轮的果托托住果蔬，控制固定在机架上的磁打果装置将果托打翻，使得果托翻转，果蔬从上方滚落，然而市面上的果托均适用于苹果等球形果蔬，对于长杆状果蔬并不适用。

针对现有技术的不足，本案提出一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机。

发明内容

本发明公开了一种适用于胡萝卜等长杆状果蔬，能够实现整个分选过程无人工参与、分级准确、运行可靠且生产效率高的全自动分选装置。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，包括机架、偏置式活动果托输送装置、活销式锁合装置以及图像采集分析控制系统。其中，所述偏置式活动果托输送装置由输送链条、辊式活动果托固定端和辊式活动果托活动端组成，所述辊式活动果托固定端安装于输送链条上，所述辊式活动果托活动端能够绕着固定端上的一根横轴转动，其特征在于所述输送链条旋转轨迹线与辊式活动果托的中心线偏置一定的距离安装。所述活销式锁合装置由活销座、复位弹簧、活销、活动端横梁以及扶正栏组成，所述活销座安装于果托固定端上，活销座内安放有弹簧以及活销，初始状态下，活销一端位于活动端横梁上方使活动端水平锁合，翻转状态下，所述机架后部另一侧安装有扶正栏，所述扶正栏与活动果托一端接触，活动果托另一端上的横梁克服复位弹簧的弹力推压活销斜锲，活销在弹簧的配合作用下弹出，将果托重新固定于水平状态。所述图像采集分析控制系统由图像采集室，摩擦板以及执行气缸组成，所述机架前部上方安装有与计算机系统相连的图像采集室，其下方机架上安装有摩擦板，所述摩擦板与辊式活动托辊的辊子相接触。所述机架中部一侧安装有分选气缸，所述气缸的气缸杆上连接有拉块，其内侧与活销一端挡块外侧保持一定的间隙，所述气缸在接收到果蔬等级规格后动作，完成卸料。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述输送链条与辊式活动果托固定端螺栓连接。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述输送链条旋转轨迹线与辊式果托的中心线偏置一定的距离。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述辊式活动果托由两个圆柱辊并排组成，两组果托中间安装有”^”形状的三角型金属帽，避免胡萝卜落入两个果托之间，果托下方垂直果托方向安装有Y型橡胶摩擦板，有一定的弹性可以自适应始终和圆柱辊接触，避免由于加工工艺误差而导致圆柱辊不转的情况发生。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述辊式活动果托上方安装有挡板，防止胡萝卜在两个托辊间窜动。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述辊式活动果托固定端一侧安装有轴承，轴承位于机架上水平导轨内滚动前进，另一侧安装有具有一定柔韧度的橡胶片。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述水平轨道截面形状为U形槽。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述挡板一端伸出约10cm，伸出端上安装有小轴承，小轴承在回转输送时承载于机架的横梁上，承受输送链条以及上述链条上安装设备的重量。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述圆柱辊表面材料为聚氨酯。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述活销一端为斜锲状，另一端带有挡块，斜锲状一端位于辊式活动果托活动端的横梁上，斜面朝上，挡块端外侧的轨迹位于气缸杆上连接的拉块内侧且相隔10cm。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述分选气缸行程为15cm。

一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述扶正栏呈曲线上坡状，斜坡末端呈水平，将翻转的果托扶平，并提供给果托一定的推力。

  本发明公开的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机的优点是：所述胡萝卜自动分级机能够实现清洗、分级和装箱,全程无人工参与，效率高、速度快、分级客观性强、分级全面，节省大量劳动力。本发明通过全自动控制实现作物的分级卸料，并可通过摄像头快速提取运动作物的外观图像，外观信息提取更客观，通过计算机识别外观信息、品质分级，更加科学和客观，应用于工业生产，提高了生产效率，通用性强，适用于长杆状作物胡萝卜、黄瓜、茄子等的分选。

附图说明

图1是本发明一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机的结构示意图

图2是图1初始状态下工作原理图

图3是图1翻转状态时工作原理图

图4是自动回位锁合状态时工作原理图

图中部件名称：1.机架 2.输送链条 3.活销锁死机构 4.图像视觉检测室 5.摩擦板 6.气缸7.辊式活动果托 8.扶正栏 9.挡板 10.支撑轴承 11.机架承重横梁

U型导轨 301.活销挡块 302.活销座 303.复位弹簧 304.活销 601.气缸杆 602.气缸杆拉块 701.辊子 702.轴承 703.活动端横梁 704.固定端铰链 705.橡胶片 706.活动端支架

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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、2所示，输送链轮通过啮合传动带动输送链条2旋转，将所述输送链条上固定的辊式活动果托7往前输送入图像视觉检测室内，特别的，辊式活动果托7上固定的轴承702,进入U型导轨101内，保证输送在同一水平线上。辊式活动果托7的棍子701与摩擦板5接触，在摩擦板5的作用下带动辊子701转动，继而带动上方的物料转动，以保证CCD相机采集到整个物料表面的图像，提高分选精度。通过计算机处理系统判别物料等级后，将信号传至分选相应规格的气缸电磁铁，使得气缸动作，气缸杆601后移，消除气缸杆拉块706内侧与活销挡块301外侧之间的间隙，气缸杆601继续后移，克服复位弹簧303弹簧的弹力，使得活销304后移，脱离活动端横梁703，又由于活动端支架706的重心位置与输送链条2的旋转轨迹间有一段偏置距离，在物料和果托的重力作用下产生一翻转力矩，使得所述果托7翻转，果托上的物料滑落完成分级卸料，又由于受到橡胶片705的缓冲作用，减少了果托翻转时对机架的冲击，限制了翻转程度，果托翻转状态如图3所示。

所述辊式活动果托7翻转后，活销304在复位弹簧303的作用下复位，翻转的果托继续随着输送链条往前输送，当活动端支架706与扶正栏8接触时，随着扶正栏形状的变化，逐渐变为水平状态，另一侧的活动端横梁703与活销304的斜锲面接触，并不断压迫斜面产生一水平方向的推力，克服复位弹簧303的弹力，使得活销304伸出端逐渐变短直至与活动端横梁703失去接触，活销304只受到复位弹簧303的弹力复位，活销弹回初始长度，再次位于活动端横梁303的上方，辊式活动果托回复水平状态，重新开始下一轮分选。自动回位锁合状态时工作原理如图4所示。在输送链携带链条上的其他装置在下方旋转时，活动端支架706上固定的支撑轴承10位于机架承重横梁11上，承受链条及其它装置的重量，减少链条悬垂度过大造成机架的变形等。

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 (10)

1.一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，其特征在于，所述胡萝卜自动分级机主要由偏置式活动果托输送装置、活销式锁合装置、图像采集分析系统以及机架组成。

2.根据权利要求1所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，其特征在于，所述偏置式活动果托输送装置由输送链条、辊式活动果托固定端和辊式活动果托活动端组成，所述辊式活动果托固定端安装于输送链条上。

3.根据权利要求2所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，其特征在于，所述辊式活动果托固定端安装于输送链条上，活动端能够绕着固定端上的一根横轴转动；所述输送链条旋转轨迹线与辊式活动果托的中心线偏置一定的距离安装。

4.根据权利要求1所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，其特征在于，所述活销式锁合装置由活销座、复位弹簧、活销、活动端横梁以及扶正栏组成；所述扶正栏呈上坡状，斜坡末端呈水平，将翻转的果托扶平，并提供给果托一定的推力。

5.根据权利要求2所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，其特征在于，所述活销座安装于果托固定端上，活销座内安放有弹簧以及活销，初始状态下，活销一端位于活动端横梁上方使活动端水平锁合，翻转状态下，所述机架后部另一侧安装有扶正栏，所述扶正栏与活动果托一端接触，活动果托另一端上的横梁克服复位弹簧的弹力推压活销斜锲，活销在弹簧的配合作用下弹出，将辊式果托重新固定于水平状态；

根据权利要求1所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，其特征在于，所述图像采集分析控制系统由图像采集室，摩擦板以及执行气缸组成，所述机架前部上方安装有与计算机系统相连的图像采集室，其下方机架上安装有摩擦板，所述摩擦板与辊式活动果托的辊子相接触；所述机架中部一侧安装有不同规格作物的分选气缸，所述气缸的气缸杆上连接有拉块，其内侧与活销一端挡块外侧保持一定的间隙，所述分选气缸行程为15cm。

6.根据权利要求2所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述输送链条与辊式活动果托固定端螺栓连接，所述辊式活动果托由两个圆柱辊并排组成，并在两组果托中间安装有”^”形状的三角型金属挡板，避免胡萝卜落入两个果托之间，果托下方垂直果托方向安装有Y型橡胶摩擦板，可保证果托始终和圆柱辊接触，避免由于加工工艺误差而导致圆柱辊不转的情况发生，所述圆柱辊表面材料为聚氨酯。

7.根据权利要求2所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述辊式活动果托上方安装有挡板，防止胡萝卜在两个果托间窜动。

8.所述挡板一端伸出约10cm，伸出端上安装有小轴承，小轴承在回转输送时承载于机架的横梁上，承受输送链条以及上述链条上安装设备的重量。

9.根据权利要求2所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述辊式活动果托固定端一侧安装有轴承，轴承位于机架上水平导轨内滚动前进，另一侧安装有具有一定柔韧度的橡胶片，所述水平轨道截面形状为U形槽。

10.根据权利要求4所述的一种具有旋转果托的胡萝卜智能分选机，所述活销一端为斜锲状，另一端带有挡块，斜锲状一端位于辊式活动果托活动端的横梁上，斜面朝上，挡块端外侧的轨迹位于气缸杆上连接的拉块内侧且相隔10cm。