CN107185858A - 一种果品检测分级系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及果品检测分级技术领域，尤其是涉及一种果品检测分级系统和方法，果品检测分级系统包括检测机构和用于输送待检测果品的果品输送带，果品输送带的末端连接有分级执行机构，检测机构包括上检测机构和下检测机构，上检测机构包括位于果品输送带的上方并正对待检测果品的上摄像机和设置于果品输送带两侧的且与其倾斜设置的侧反射镜；下检测机构包括用于夹持待检测果品的夹持件，皮带下方设置有能够显示待检测果品的底部影像的下反射镜，夹持件的侧部设有对准下反射镜的下摄像机,使用该果品检测分级系统和方法能对被检测果品进行全方位图像提取和分析，从而精确分级,大大提高了果品检测分级工作的效率。
Description
技术领域
本发明涉及果品检测分级技术领域，具体涉及一种果品检测分级系统和方法。
背景技术
我国是水果生产第一大国,水果采收后处理分级有利于销售按级定价,方便贮运；通过检测剔除虫害果和机械损伤果,减轻了病虫害的传播和降低残次品处理成本;对于提高我国果品品质,增强国际市场竞争力有着重要的意义。目前，国内水果分级机械已经研发出了多种机型，基本可分为机械式和智能式两大类。机械式分级设备因其经济性和适应性，得到了广泛应用；智能式分级设备是国内近几年研发出的针对待检测分级果品外形尺寸、颜色及表面缺陷等信息进行分级的新型分级设备，因此类设备的研究起步较晚，加之设备成本相对机械式分级设备成本较高，目前尚未得到大范围推广应用。
申请号为201110311786.5的中国发明专利一种果品分级机，包括机架、传动机构、喂料口，其特点是机架上设有至少一对辊体，该辊体相对喂料口纵向设置于机架上，辊体两端部设有调节两辊体间距的调节机构，辊体的一端部设有角度调节机构，两辊体之间的下部沿辊体长度方向设有至少两个接料斗,该果品分级机仅仅用一组对设置在机架上的一对辊体即可完成果品的初步分级工作，虽然具有容易调节分级标准、结构简单、操作方便的优点，但是这种纯机械式的分级方法与智能式分级方法相比还是具有很大的局限性，分级的精准度相差较大。
申请号为200920277329.7的中国实用新型专利一种果品分级筛选装置,包括机架、喂料口、出料口、集料箱和信息处理与控制系统,在喂料口之后设有栅栏状输送带且纵向分为两侧,并且纵向的两侧各设有一组图像采集器和照射光源,在其处于前面的图像采集器之后设有剔除机构和翻转机构,而处于后面的图像采集器之后则设有至少一组剔除机构。与现有技术相比,本发明筛选装置避免了人工挑选不合格果实存在的漏选和劳动效率问题,还可增加内在品质分选,节约了人力,同时具有分选效率高的特点。该果品分级筛选装置虽然采用了智能的图像采集系统来对果品进行精确的分级，但是只能从两侧对待分级的水果进行图像采集，检测精度低，分级效果较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种能对被检测果品进行全方位图像提取和分析，从而精确分级的果品检测系统。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种果品检测分级系统，包括检测机构和用于输送待检测果品的果品输送带，果品输送带的末端连接有分级执行机构，检测机构包括上检测机构和下检测机构，上检测机构包括位于所述果品输送带的上方并正对待检测果品的上摄像机和设置于果品输送带两侧的且与其倾斜设置的侧反射镜；下检测机构包括用于夹持待检测果品的夹持件，夹持件下方设置有能够显示待检测果品的底部影像的下反射镜，夹持件的侧部设有对准下反射镜的下摄像机。
其中，侧反射镜与果品输送带的输送面呈45度设置。
其中，夹持件为两条传送带，两条传送带呈V字形排布,待检测果品位于两条传送带之间。
其中，果品检测分级系统还包括用于将待检测果品分类后输送至所述果品输送带的排序机构,所述排序机构包括与水平面呈a角的输送皮带，其中15°≦α≦25°，输送皮带两侧设有两块呈“V”字形设置的挡板，两块挡板自下而上逐渐收拢，输送皮带表面设有防滑纹。
其中，果品检测分级系统还包括用于将待检测果品进行姿态调整后输送至所述果品输送带的姿态调整机构,所述姿态调整机构包括下料口、检测电眼和用于调整果品姿态的皮带轮组，所述检测电眼设置于所述姿态调整机构的前端，所述下料口正对所述检测电眼。
其中，皮带轮组包括分别设置于所述果品输送带两侧的第一姿态调整单元和第二姿态调整单元。
其中，果品输送带表面设有多个果品固定块，相邻果品固定块之间的间距相同，所述姿态调整机构下方还设有用于驱动所述皮带轮组和果品输送带的驱动控制器。
其中，第一姿态调整单元和第二姿态调整单元均包括调整皮带、主动轮和第一从动轮、第二从动轮、第一张紧轮和第二张紧轮，所述调整皮带依次连接所述主动轮和所述第一从动轮、第二从动轮从而构成一个闭环“几”字型轮组，所述主动轮与所述第一从动轮之间设有第一张紧轮，所述主动轮与所述第二从动轮之间设有所述第二张紧轮。
其中，分级执行机构包括分级输送带和多个分级出口，所述分级出口设置于所述分级输送带两侧。
一种果品检测分级方法，包括以下步骤：将待检测果品放置于果品输送带，果品输送带将待检测果品传送至上检测机构处，上摄像机开始对待检测果品的顶部和反射到侧反射镜中的待检测果品的两侧部影像进行拍照，进而比对评估该待检测果品的顶部和两侧部的情况并做好区别标记，然后该待检测果品随果品输送带来到下检测机构处，下摄像机开始对反射到下反射镜中的待检测果品的底部影像进行拍照，进而比对评估该待检测果品的底部的情况并做好区别标记，最后该待检测果品来到分级执行机构，分级执行机构对带有各区别标记的待检测果品进行分拣。。
本发明的有益效果：
本发明的一种果品检测分级系统，其检测系统包括上检测机构和下检测机构, 上检测机构包括位于排序机构的上方并正对该排序机构的上摄像机和设置于排序机构两侧的与水平方向成倾斜设置的两块反射镜，当待检测分级果品经过排序机构时，上摄像机会抓取待检测分级果品的正面图像以及两块反射镜中的果品两侧的图像，并通过正面和两个侧面三个方位的图像对果品品质进行第一次判定；上检测机构对待检测分级果品品质进行第一次判定后，果品接着被输送至下检测机构的两条倾斜设置的用于夹持待检测分级果品的皮带，两条皮带的一侧设有倾斜的对准反射镜的下摄像机,该下摄像机采集两条皮带下方设置有的反射镜所反射的果品底部图像，并根据该底部图像对待检测分级果品进行第二次品质判定，两次品质判定充分采集了待检测分级果品的上下左右四个方位的图像来分析，使得其对待检测分级果品的品质判定更加精确。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的一种果品检测分级系统的整体的结构示意图。
图2为本发明的一种果品检测分级系统的排序机构的第一个视角的结构示意图。
图3为本发明的一种果品检测分级系统的排序机构的第二个视角的结构示意图。
图4为本发明的一种果品检测分级系统的姿态调整机构的第一个视角的结构示意图。
图5为本发明的一种果品检测分级系统的姿态调整机构的第二个视角的结构示意图。
图6为本发明的一种果品检测分级系统的上检测机构的结构示意图。
图7为本发明的一种果品检测分级系统的下检测机构的结构示意图。
图1至图7中的附图标记：
自动喂料机构1, 送料轨道11, 料斗12，下料导向板13；
排序机构2，输送皮带21，挡板22；
姿态调整机构3, 下料口31, 检测电眼32，皮带轮组33，第一姿态调整单元34，第二姿态调整单元35，主动轮331,第一从动轮332,第二从动轮333,第一张紧轮334,第二张紧轮335, 果品输送带36，果品固定块37；
分级执行机构4, 分级输送带41, 分级出口42；
上检测机构5, 上摄像机51，侧反射镜52；
下检测机构6, 传送带61, 下摄像机62，下反射镜63。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明的一种果品检测分级系统的，如图1所示，包括依次相连的自动喂料机构1、排序机构2、姿态调整机构3和分级执行机构4。其中，自动喂料机构1如图1所示包括一条倾斜设置的送料轨道11和设置于该送料轨道11下端的料斗12，送料轨道11的上端的下部设有下料导向板13；姿态调整机构3和分级执行机构4之间还设有检测机构，该检测机构包括上检测机构5和下检测机构6，如图6所示，上检测机构5包括位于排序机构2的上方并正对该排序机构2的上摄像机51,和设置于排序机构2两侧的与水平方向成45度的两块反射镜52，上摄像机51和图7中的下摄像机62均为工业CCD相机；如图7所示，下检测机构6包括两条倾斜设置的用于夹持待检测分级果品的传送带61，两条传送带61下方设置有侧反射镜63，两条传送带61的一侧设有倾斜的对准下反射镜63的下摄像机62，倾斜设置的下摄像机62可以保证在高速分级速度的同时避免摄像机朝上易积灰尘的缺点，同时红枣镜面可以采用吹气装置保持摄像机镜面的洁净；上检测机构5设置于姿态调整机构3上，下检测机构6的两条传送带61的两端分别连接姿态调整机构3的末端和分级执行机构4的前端，当待检测分级果品经过排序机构2时，上摄像机51会抓取待检测分级果品的正面图像以及两块侧反射镜52中的果品两侧的图像，并通过正面和两个侧面三个方位的图像对果品品质进行第一次判定；上检测机构5对待检测分级果品品质进行第一次判定后，果品接着被输送至下检测机构6的两条倾斜设置的用于夹持待检测分级果品的传送带61，两条传送带61的一侧设有倾斜的对准下反射镜63的下摄像机62,该下摄像机62采集两条传送带61下方设置有的下反射镜63所反射的果品底部图像，并根据该底部图像对待检测分级果品进行第二次品质判定，两次品质判定充分采集了待检测分级果品的上下左右四个方位的图像来分析，使得其对待检测分级果品的品质判定更加精确。
如图2和图3所示，排序机构2包括与水平面呈α角的输送皮带21，其中15°≦α≦25°，输送皮带21两侧设有两块呈“V”字形设置的挡板22，两块挡板22自下而上逐渐收拢，输送皮带21表面设有防滑纹, 与水平面成一定夹角α的输送皮带21电机驱动下往上爬坡运动，α角为15°至25°并且该角度连续可调，同时两侧挡板22呈V字型放置且朝上逐渐靠拢至最小宽度尺寸。由于与输送皮带21接触的下层果品在带动力的作用下会随着输送皮带21向前运动，而与下层果品接触的上层果品由于摩擦力较小，在势能的作用下上层果品向后方滚落至输送皮带21上进而形成下层果品，从而完成果品的排序工作。
如图4和图5所示，姿态调整机构3包括下料口31、检测电眼32、用于调整果品姿态的皮带轮组33和果品输送带36，下料口31设置于排序机构2末端的下方，姿态调整机构3用于将待检测分级果品由排序机构2输送至姿态调整机构3，检测电眼32设置于姿态调整机构3的前端，下料口31正对检测电眼32；其中，皮带轮组33包括相对设置于果品输送带36两侧的第一姿态调整单元34和第二姿态调整单元35；其中，果品输送带36表面设有多个果品固定块37，相邻果品固定块37之间的间距相同，姿态调整机构3下方还设有用于驱动皮带轮组33和果品输送带36的驱动控制器；其中，第一姿态调整单元34和第二姿态调整单元35均包括调整皮带、主动轮331和第一从动轮332、第二从动轮333、第一张紧轮334和第二张紧轮335，调整皮带连接主动轮331和第一从动轮332、第二从动轮333从而构成一个闭环“几”字型轮组，主动轮331与第一从动轮332之间设有第一张紧轮334，主动轮331与第二从动轮333之间设有第二张紧轮335。
如图1所示，分级执行机构包括分级输送带41和四分级出口42，四个分级出口42均设置于分级输送带41两侧，经过下检测机构66检测完的果品由分级执行机构4执行分级，不同品质的果品分别从四个分级出口42输出。
整个果品检测分级系统的工作原理如下：将需要筛选的待检测分级果品送入自动喂料机构1的料斗12，在倾斜设置的送料轨道11上的拨片带动下，待检测分级果品会往上方输送经由下料导向板13落入待检测分级果品排序机构2中；机构由一与水平面成一夹角α的输送皮带21和两侧成V型夹角的挡板22组成，待检测分级果品在输送皮带21的作用下逐个爬坡上行并通过设置于排序机构2末端的下方下料口31掉入姿态调整机构3的果品输送带36，此过程中当有待检测分级果品掉落时，设置于所述姿态调整机构3的前端的正对下料口31的检测电眼32会输出信号控制待检测分级果品输送单元往前输送一个果品固定块37距离，从而保证每个果品固定块37中间只有一颗待检测分级果品。
待检测分级果品经由姿态调整机构3的果品输送带36输送至经过第一姿态调整单元34和第二姿态调整单元35，此时待检测分级果品会被第一姿态调整单元34和第二姿态调整单元35两侧的同向输送且存在速差的调整皮带往前夹送，待检测分级果品会在两侧调整皮带的作用下开始旋转直至长轴方向基本与输送方向一致而达到一个相对的稳定状态。待检测分级果品按长轴向前的统一姿态依次经过上、下检测系统的采集图像和分析进行品质分级，最后由分级执行机构4进行待检测分级果品的分类。
一种果品检测分级系统的主要工作原理如下：将待检测果品放置于果品输送带，果品输送带将待检测果品传送至上检测机构处，上摄像机开始对待检测果品的顶部和反射到侧反射镜中的待检测果品的两侧部影像进行拍照，进而比对评估该待检测果品的顶部和两侧部的情况并做好区别标记，然后该待检测果品随果品输送带来到下检测机构处，下摄像机开始对反射到下反射镜中的待检测果品的底部影像进行拍照，进而比对评估该待检测果品的底部的情况并做好区别标记，最后该待检测果品来到分级执行机构，分级执行机构对带有各区别标记的待检测果品进行分拣，使用该果品检测分级和系统方法来对果品进行检测分级，能对被检测果品进行全方位图像提取和分析，从而精确分级,大大提高了果品检测分级工作的效率。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种果品检测分级系统，包括检测机构和用于输送待检测果品的果品输送带，果品输送带的末端连接有分级执行机构，其特征在于：所述检测机构包括上检测机构和下检测机构，所述上检测机构包括位于所述果品输送带的上方并正对待检测果品的上摄像机和设置于所述果品输送带两侧的且与其倾斜设置的侧反射镜；所述下检测机构包括用于夹持待检测果品的夹持件，所述夹持件下方设置有能够显示待检测果品的底部影像的下反射镜，所述夹持件的侧部设有对准所述下反射镜的下摄像机。
2.根据权利要求1所述的一种果品检测分级系统，其特征在于：侧反射镜与果品输送带的输送面呈45度设置。
3.根据权利要求1所述的一种果品检测分级系统，其特征在于：所述夹持件为两条传送带，两条传送带呈V字形排布,待检测果品位于两条传送带之间。
4.根据权利要求1所述的一种果品检测分级系统，其特征在于：所述果品检测分级系统还包括用于将待检测果品分类后输送至所述果品输送带的排序机构,所述排序机构包括与水平面呈a角的输送皮带，其中15°≦α≦25°，输送皮带两侧设有两块呈“V”字形设置的挡板，两块挡板自下而上逐渐收拢，输送皮带表面设有防滑纹。
5.根据权利要求1所述的一种果品检测分级系统，其特征在于：所述果品检测分级系统还包括用于将待检测果品进行姿态调整后输送至所述果品输送带的姿态调整机构,所述姿态调整机构包括下料口、检测电眼和用于调整果品姿态的皮带轮组，所述检测电眼设置于所述姿态调整机构的前端，所述下料口正对所述检测电眼。
6.根据权利要求5所述的一种果品检测分级系统，其特征在于：所述皮带轮组包括分别设置于所述果品输送带两侧的第一姿态调整单元和第二姿态调整单元。
7.根据权利要求5所述的一种果品检测分级系统，其特征在于：所述果品输送带表面设有多个果品固定块，相邻果品固定块之间的间距相同，所述姿态调整机构下方还设有用于驱动所述皮带轮组和果品输送带的驱动控制器。
8.根据权利要求6所述的一种果品检测分级系统，其特征在于：所述第一姿态调整单元和第二姿态调整单元均包括调整皮带、主动轮和第一从动轮、第二从动轮、第一张紧轮和第二张紧轮，所述调整皮带依次连接所述主动轮和所述第一从动轮、第二从动轮从而构成一个闭环“几”字型轮组，所述主动轮与所述第一从动轮之间设有第一张紧轮，所述主动轮与所述第二从动轮之间设有所述第二张紧轮。
9.根据权利要求1所述的一种果品检测分级系统，其特征在于：所述分级执行机构包括分级输送带和多个分级出口，所述分级出口设置于所述分级输送带两侧。
10.一种果品检测分级方法，其特征在于：包括以下步骤：将待检测果品放置于果品输送带，果品输送带将待检测果品传送至上检测机构处，上摄像机开始对待检测果品的顶部和反射到侧反射镜中的待检测果品的两侧部影像进行拍照，进而比对评估该待检测果品的顶部和两侧部的情况并做好区别标记，然后该待检测果品随果品输送带来到下检测机构处，下摄像机开始对反射到下反射镜中的待检测果品的底部影像进行拍照，进而比对评估该待检测果品的底部的情况并做好区别标记，最后该待检测果品来到分级执行机构，分级执行机构对带有各区别标记的待检测果品进行分拣。
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