CN106000886B - 一种基于视觉技术的枣片筛选机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于视觉技术的枣片筛选机，包括机架，在机架上固定有减速电机，在机架的左上部分设有入料区，在机架的右下部分设有收料区，其特征在于，在入料区内设有从动辊筒，在收料区左端上方设有主动辊筒，所述从动辊筒上边缘和主动辊筒上边缘位于同一水平面上，所述从动辊筒和主动辊筒之间连接有枣片传输带，所述减速电机通过槽轮机构与主动辊筒连接，主动辊筒作间歇转动；在入料区和收料区之间固定有两轴机械手，所述两轴机械手的机械手臂在平行于枣片传输带的平面内移动，所述机械手臂位于枣片传输带上方，在机械手臂上固定有枣片拾取装置；从而实现了一种筛选效率高、全自动化的基于视觉技术的枣片筛选机。

Description

一种基于视觉技术的枣片筛选机
技术领域
本发明属于果品加工机械技术领域，特别是涉及一种基于视觉技术的枣片筛选机。
背景技术
枣片是由红枣去核后经过切片及烘干等进一步的深加工工艺制成，为一种香甜可口的保健食品，同时枣片还可以泡水喝，深受人们的喜爱。在枣片的制作过程中，由于红枣的品质和个体形状的不同，红枣经切片后枣片往往大小不均，并且有些红枣经冲核加工时会被冲烂，被冲烂的红枣经切片后枣片很不理想，这些不合格的枣片将给后续加工带不便，降低了枣片的质量和整体的美观程度，进而影响销售。所以在红枣切片后必须在后续深加工工艺之前将不合格的枣片筛选出来，目前主要是靠人工完成，人工将不合格的枣片挑拣出来的工作效率非常低，而且需要多名员工同时挑拣才能完成，否则红枣切片机切下的枣片会堆积，挑拣更加困难。
发明内容
本发明针对上述现有技术中人工挑拣枣片的效率较低、人工成本较高的问题而提出了一种基于视觉技术的枣片筛选机。
本发明为解决上述问题所采取的技术方案是：一种基于视觉技术的枣片筛选机，包括机架，在机架上固定有减速电机，在机架的左上部分设有入料区，在机架的右下部分设有收料区，在入料区内设有从动辊筒，在收料区左端上方设有主动辊筒，所述从动辊筒上边缘和主动辊筒上边缘位于同一水平面上，所述从动辊筒和主动辊筒之间连接有枣片传输带，所述减速电机通过槽轮机构与主动辊筒连接，主动辊筒作间歇转动；在入料区和收料区之间固定有两轴机械手，所述两轴机械手的机械手臂在平行于枣片传输带的平面内移动，所述机械手臂位于枣片传输带上方，在机械手臂上固定有枣片拾取装置；所述枣片拾取装置包括吹吸两用气泵和气压缸，所述吹吸两用气泵固定在机架上，所述气压缸固定在机械手臂上且气压缸的活塞杆竖直向下设置，在活塞杆的底端部通过连接件固定有沿竖直方向设置的吸气管，在吸气管的管口处设有网格状阻挡层，所述吸气管通过软通气管与吹吸两用气泵连接；在枣片传输带正上方的机架上固定有摄像头和图像处理系统，所述摄像头与图像处理系统电连接，所述两轴机械手的控制系统、吹吸两用气泵的控制系统和气压缸的控制系统均与图像处理系统电连接。
优选的，所述网格状阻挡层为向吸气管内侧凹陷的弧形面且在网格状阻挡层的中间设有弧形阻挡片。
优选的，在收料区左端固定有竖直设置的立板，在立板的顶端和收料区之间设有斜板，所述斜板的上端与枣片传输带滑动接触，斜板的下端位于收料区内。
优选的，所述两轴机械手为小型二维机械手；在机架上设有用于枣片传输带张紧的张紧辊筒。
本发明的工作原理为：
图像获取：减速电机在槽轮机构的作用下带动枣片传输带作间歇式运动，在枣片传输带间歇静止时，摄像头对分布在枣片传输带上的枣片连续扫描，同时将枣片图像信号输送给图像处理系统，在图像处理系统中预设有合格枣片形状的识别范围，然后图像处理系统将不合格枣片的位置坐标信号传输给两轴机械手的控制系统、吹吸两用气泵的控制系统和气压缸的控制系统；
不合格枣片拾取：根据不合格枣片的位置坐标信号，机械手臂进行移动使得吸气管位于不合格枣片的正上方，此时气压缸的活塞杆带动吸气管竖直向下运动当接近不合格枣片时吹吸两用气泵开始吸气，网格状阻挡层中间位置依据枣片中间孔的大小及形状设置了弧形阻挡片，拾取枣片时弧形阻挡片将遮盖住枣片中间孔，吸气管将利用阻挡层中间弧形阻挡片周边的网状结构将不合格枣片吸附在网格状阻挡层上，解决了由于枣核孔或烂枣片的存在而降低吸气管对不合格枣片吸附能力的问题。
不合格枣片收集：保持吹吸两用气泵的持续吸气状态，气压缸的活塞杆带动吸气管竖直向上运动，同时机械手臂进行移动将不合格枣片带到不合格枣片收集区的上方，吹吸两用气泵开始吹气，不合格枣片落入不合格枣片收集区内。
由于机械手臂运动较快，在枣片传输带运动之前，已将本次图像内所有不合格枣片拾取完毕，下次间歇静止时重复上述动作，枣片传输带完成一次间歇运动的运动距离等于摄像头在枣片传输带视场范围的距离。
本发明所具有的有益效果为：由于在枣片传输带上方设置有两轴机械手，以及在两轴机械手的机械手臂上固定有枣片拾取装置，在摄像头的配合作用下实现了不合格枣片的自动化筛选，同时在枣片拾取装置上设置的网格状阻挡层进一步增加了吸附枣片的成功率，从而实现了一种筛选效率高、全自动化的基于视觉技术的枣片筛选机。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为网格状阻挡层的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步描述。
如图1所示，本发明包括机架18，在机架18上减速电机（图中没有画出），在机架18的左上部分设有入料区1，在机架18的右下部分设有收料区14，在入料区1内设有从动辊筒，在收料区14左端上方设有主动辊筒12，所述从动辊筒上边缘和主动辊筒12上边缘位于同一水平面上，所述从动辊筒和主动辊筒12之间连接有枣片传输带17，所述减速电机通过槽轮机构16与主动辊筒12连接，主动辊筒12作间歇转动，为了使得位于从动辊筒和主动辊筒12之间的枣片传输带17位于水平位置而更好地传输枣片，在机架18上设有用于枣片传输带17张紧的张紧辊筒（在机架内部）；在入料区1和收料区14之间固定有两轴机械手7，所述两轴机械手7为小型二维机械手，两轴机械手7的X轴滑道8与枣片传输带17运动方向平行，两轴机械手7的Y轴滑道9与枣片传输带17运动方向垂直，所述两轴机械手7的机械手臂10在平行于枣片传输带17的平面内移动，所述机械手臂10位于枣片传输带17上方，在机械手臂10上固定有枣片拾取装置；所述枣片拾取装置包括吹吸两用气泵（图中没有画出）和气压缸4，所述吹吸两用气泵固定在机架18或两轴机械手7上，所述气压缸4固定在机械手臂10上且气压缸4的活塞杆11竖直向下设置，在活塞杆11的底端部通过连接件3固定有沿竖直方向设置的吸气管2，如图2所示，在吸气管2的管口处设有网格状阻挡层19，由于枣核的原因枣片中间一般为空心的所以为了增加对枣片的吸附准确率，将网格状阻挡层19设置为向吸气管2内侧凹陷的弧形面且在网格状阻挡层19的中间设有弧形阻挡片20，所述吸气管2通过软通气管与吹吸两用气泵连接；在枣片传输带17正上方的机架18或两轴机械手7上固定有摄像头5和图像处理系统6，所述摄像头5与图像处理系统6电连接，所述两轴机械手7的控制系统、吹吸两用气泵的控制系统和气压缸4的控制系统均与图像处理系统6电连接。
为了进一步增加经过筛选后枣片的收集在收料区14左端固定有竖直设置的立板15，在立板15的顶端和收料区14之间设有斜板13，所述斜板13的上端与枣片传输带17滑动接触，斜板13的下端位于收料区14内，这样在斜板13的作用下枣片便全部落入收料区14内。
红枣经过切片后的枣片首先进入收料区1内随机分布在枣片传输带17上，在枣片传输带17的间歇式运动情况下，其中不合格的枣片被枣片拾取装置筛选，最后将剩余合格的枣片输送到收料区14以进行下一步烘干等工序。本实施例中，图像处理系统6接收摄像头5传输的图像信号后对合格枣片形状的识别属于现有技术是能够实现的，如对车牌号、人脸的图像识别技术；图像处理系统6给两轴机械手7的控制系统、吹吸两用气泵的控制系统和气压缸4的控制系统发出信号以对其进行控制属于现有技术也是能够实现的，例如对吹吸两用气泵的控制系统中的电磁阀进行控制即可达到本发明目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于视觉技术的枣片筛选机，包括机架，在机架上固定有减速电机，在机架的左上部分设有入料区，在机架的右下部分设有收料区，其特征在于，在入料区内设有从动辊筒，在收料区左端上方设有主动辊筒，所述从动辊筒上边缘和主动辊筒上边缘位于同一水平面上，所述从动辊筒和主动辊筒之间连接有枣片传输带，所述减速电机通过槽轮机构与主动辊筒连接，主动辊筒做间歇转动；在入料区和收料区之间固定有两轴机械手，所述两轴机械手的机械手臂在平行于枣片传输带的平面内移动，所述机械手臂位于枣片传输带上方，在机械手臂上固定有枣片拾取装置；所述枣片拾取装置包括吹吸两用气泵和气压缸，所述吹吸两用气泵固定在机架上，所述气压缸固定在机械手臂上且气压缸的活塞杆竖直向下设置，在活塞杆的底端部通过连接件固定有沿竖直方向设置的吸气管，在吸气管的管口处设有网格状阻挡层，所述吸气管通过软通气管与吹吸两用气泵连接；在枣片传输带正上方的机架上固定有摄像头和图像处理系统，所述摄像头与图像处理系统电连接，所述两轴机械手的控制系统、吹吸两用气泵的控制系统和气压缸的控制系统均与图像处理系统电连接；枣片传输带完成一次间歇运动的运动距离等于摄像头在枣片传输带视场范围的距离，在间歇时间内，两轴机械手完成不合格枣片的拾取并复位等待下一次的拾取。
2.根据权利要求1所述的基于视觉技术的枣片筛选机，其特征在于，所述网格状阻挡层为向吸气管内侧凹陷的弧形面且在网格状阻挡层的中间设有弧形阻挡片。
3.根据权利要求1或2所述的基于视觉技术的枣片筛选机，其特征在于，在收料区左端固定有竖直设置的立板，在立板的顶端和收料区之间设有斜板，所述斜板的上端与枣片传输带滑动接触，斜板的下端位于收料区内。
4.根据权利要求1或2所述的基于视觉技术的枣片筛选机，其特征在于，所述两轴机械手为小型二维机械手；在机架上设有用于枣片传输带张紧的张紧辊筒。
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