CN107333066B - 一种甘蔗蔗种识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种甘蔗蔗种识别系统，包括机架、控制器、输入辊、蔗种随动机构和输出辊，机架的一端开设有甘蔗入口、其另一端开设有甘蔗出口，输入辊安装在甘蔗入口上，输出辊安装在甘蔗出口上。本发明通过设置的蔗种随动机构和控制器，一方面能够识别出弯曲蔗段的蔗种位置，另一方面使摄像头能够实时追踪、对焦甘蔗蔗段，从而采集到的图像信息清晰而准确，并实时传输至蔗种切割机构上。本发明能够识别出劣质的蔗段，并准确采集到不良蔗段的图像信息，为智能切种的图像处理提供准确的图像素材，有助于对有问题的蔗段进行剔除切割，进而得到更优质的蔗种，结构简单、实用性强。

Description

一种甘蔗蔗种识别系统
技术领域
本发明涉及一种识别装置，具体涉及一种甘蔗蔗种识别系统，属于农用机械技术领域。
背景技术
甘蔗作为我国制糖的主要原料，对国家糖业市场的供给安全起着至关重要的作用。预切种式甘蔗种植机为国产种植机将来的重点发展方向之一。预切种式甘蔗种植机在工作时需要大量切好的蔗段。因为甘蔗蔗种的好坏将会影响蔗苗的质量，而蔗苗的生长情况将决定甘蔗的产量。因此，对蔗种进行切断时，准确地识别出蔗种蔗段上出现损伤、蛀虫、无水分等情况后，再通过智能蔗种切断装置及结合人工的操作，剔除以上不良的蔗段，将会大大地提高甘蔗蔗种的质量。
用于切蔗种的机械，现有技术中一般有独立工作的甘蔗切种机或者是集成在智能一体化的甘蔗种植机上的切种器。例如申请号为201620044001.0的中国实用新型专利公开了一种高效智能甘蔗种切割机，包括机架1、固定于机架1上的平行间隔排列的多组输送带动力滚筒、输送带、压蔗轮、蔗芽检测装置、控制系统、切割机构；每组输送带动力滚筒上分别安装有输送带并驱动其前进；至少一个蔗芽检测装置安装于输送带上方、用于检测甘蔗芽，控制系统根据检测到的甘蔗芽来调整各组所述输送带动力滚筒的转速和行程，以使各个所述输送带上的甘蔗进入所述切割机构时避开芽苗位置。该种结构甘蔗种切割机只能避开切割有甘蔗芽的蔗段，虽然可以获得健康的种苗，减少用种量的作用。但对于弯曲的蔗段，该种装置无法进行识别、追踪，无法准确地把控蔗种的切断长度。
发明内容
针对上述的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、识别准确性高的甘蔗蔗种识别系统，它能够识别和追踪弯曲的蔗段。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种甘蔗蔗种识别系统，包括机架、控制器和依次安装在机架内的输入辊、蔗种随动机构和输出辊，所述机架的一端开设有甘蔗入口、其另一端开设有甘蔗出口，输入辊安装在甘蔗入口上，输出辊安装在甘蔗出口上；
所述蔗种随动机构包括两根相平行设置的中心轴和图像采集装置，所述中心轴的两端分别通过轴承安装在机架上，在各中心轴上套设有一个限位辊，限位辊中间开有凹槽作为用于输送蔗种的蔗槽；限位辊的两端固定有套筒，所述套筒和轴承之间设有拉簧；所述拉簧套设在中心轴上且拉簧的一端与套筒连接、其另一端连接在轴承上；所述图像采集装置通过支架安装在所述蔗槽的上方。
上述方案中，所述控制器包括中央处理器和用于检测蔗种的蔗段是否弯曲的传感器，传感器安装在限位辊的一侧并与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端与图像采集装置连接。。
上述方案中，所述支架包括高度调节杆和数量与套筒的数量相一致的固定杆，固定杆的一端固装在套筒上、其另一端与高度调节杆连接，高度调节杆包括两根调节杆和一根与输入辊相平行的横杆，调节杆的上端固定在横杆上、其下端与固定杆连接。
上述方案中，所述调节杆包括销轴和两根内部中空的竖杆，两根竖杆的顶端连接为一体并固定在横杆上，两根竖杆的低端为分叉结构并分别套接在固定杆上；在各竖杆和固定杆上间隔开始有多个通孔，所述销轴可插入任意一个通孔内、用于固定竖杆和固定杆。
上述方案中，所述输入辊和输出辊均包括由上至下相平行设置的上输送辊和下输送辊，所述上输送辊和下输送辊相对转动并通过转轴安装在机架1上，各转轴和各中心轴上均连接有驱动电机。
本发明的有益效果为：
1、本发明设置的控制器能够检测识别出弯曲的蔗段以及弯曲蔗段的位置，并通过控制器向图像采集装置发送信号，使图像采集装置准确地拍下的清晰图像信息，实时传输至信号处理器上，为智能切种的图像处理提供准确的图像素材，使蔗种切割机构能够准确对弯曲蔗段进行切断，避免蔗种的切断出现过长或过短的情况，结构简单、实用性强。
2、本发明用于采集蔗段图像信息的图像采集装置通过中心轴、限位辊、套筒、拉簧和支架的安装结构能够实时对准蔗种，即使蔗段为弯曲、移动的状态下，所设置的摄像头均能够随动、跟踪、对焦所述蔗段，从而保证了当识别出不良蔗种时，所采集得到的图像信息均是清晰、准确的。
附图说明
图1为本甘蔗蔗种识别系统的结构示意图。
图2为本甘蔗蔗种识别系统的系统框图。
图3为所述蔗种随动机构的结构示意图。
图4为图3中的正面视图的结构示意图。
图中标号为：1、机架1，2、输入辊，3、蔗种随动机构，3-1、轴承，3-2、拉簧，3-3、中心轴，3-4、套筒，3-5、限位辊；4、图像采集装置，4-1、固定杆，4-2、高度调节杆；5、输出辊，6、传感器，7、蔗槽，8、摄像头。
具体实施方式
如图1所示，一种甘蔗蔗种识别系统，包括机架1、控制器和依次安装在机架1内的输入辊2、蔗种随动机构3和输出辊5。所述机架1的一端开设有甘蔗入口、其另一端开设有甘蔗出口，所述输入辊2安装在甘蔗入口上，所述输出辊5安装在甘蔗出口上。本实施例中，所述输入辊2和输出辊5均包括由上至下相平行设置的上输送辊和下输送辊，上输送辊和下输送辊相对转动并通过转轴安装在机架1上。各转轴和各中心轴3-3上均连接有驱动电机，所述驱动电机为同步电机，使得甘蔗能够匀速依次经过输入辊2、蔗种随动机构3和输出辊5。
如图3、图4所示，所述蔗种随动机构3包括两根相平行设置的中心轴3-3和图像采集装置4，所述中心轴3-3的两端分别通过轴承3-1安装在机架1上。在各中心轴3-3上套设有一个限位辊3-5。中心轴3-3上的限位辊3-5中间开有凹槽作为用于输送蔗种的蔗槽7。即甘蔗从输入辊2进入后再进入蔗槽7内，通过蔗槽7后再进入输出辊5。限位辊3-5的两端固定有套筒3-4，所述套筒3-4和轴承3-1之间设有拉簧3-2。所述拉簧3-2套设在中心轴3-3上且拉簧3-2的一端与套筒3-4连接、其另一端连接在轴承3-1上。所述图像采集装置4通过支架安装在所述蔗槽7的上方，本实施例中，所述图像采集装置4包括内部安装有存储器的摄像头8和无线通信装置。摄像头8的信号控制端与中央处理器的输出端连接、摄像头8上的通信接口通过无线通信装置与蔗种切割机构连接。
如图2所示，所述控制器包括中央处理器和用于检测蔗种的蔗段是否弯曲的传感器6。传感器6安装在其中一个限位辊3-5的一侧并与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端与图像采集装置4连接。本实施例中，传感器6具体可以为霍尔式位移传感器。
所述支架包括高度调节杆4-2和数量与套筒3-4的数量相一致的固定杆4-1，所述固定杆4-1的一端固装在套筒3-4上、其另一端与高度调节杆4-2连接。所述高度调节杆4-2包括两根调节杆和一根与输入辊2相平行的横杆。所述调节杆的上端固定在横杆上、其下端与固定杆4-1连接。进一步具体地，所述调节杆包括销轴和两根内部中空的竖杆。两根竖杆的顶端连接为一体并固定在横杆上，两根竖杆的低端为分叉结构并分别套接在固定杆4-1上。在各竖杆和固定杆4-1上间隔开始有多个通孔，所述销轴可插入任意一个通孔内、用于固定竖杆和固定杆4-1。
本发明工作时：
启动各个驱动电机，甘蔗从输入辊2输入，然后在输入辊2的作用下，甘蔗向后输送，并进入蔗种随动机构3上的蔗槽7内；此时若甘蔗有弯曲的蔗段时，弯曲的蔗段会向蔗槽7的左侧或右侧施加力，即限位辊3-5被弯曲的蔗段推动向左或向右水平移动，此时套筒3-4也同步进行水平移动，从而使摄像头8始终对准、追踪在蔗槽7内的甘蔗蔗种，同时准确对焦并拍下蔗种蔗节的图像信息并传送给中央处理器。由于限位辊3-5的移动，从而使安装在限位辊3-5上的传感器6也进行移动、并识别、记录出弯曲的蔗段位置，立即向中央处理器发送信号，中央处理器同时处理图像以及位置信号，以准确控制蔗种切割。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种甘蔗蔗种识别系统，其特征在于：包括机架(1)、控制器和依次安装在机架(1)内的输入辊(2)、蔗种随动机构(3)和输出辊(5)，所述机架(1)的一端开设有甘蔗入口、其另一端开设有甘蔗出口，所述输入辊(2)安装在甘蔗入口上，所述输出辊(5)安装在甘蔗出口上；
所述蔗种随动机构(3)包括两根相平行设置的中心轴(3-3)、图像采集装置(4)和支架，所述中心轴(3-3)的两端分别通过轴承(3-1)安装在机架(1)上，在中心轴(3-3)上设有限位辊(3-5)，中心轴(3-3)上的限位辊(3-5)中间开有凹槽作为用于输送蔗种的蔗槽(7)；限位辊(3-5)的两端固定有套筒(3-4)，所述套筒(3-4)和轴承(3-1)之间设有拉簧(3-2)；所述拉簧(3-2)套设在中心轴(3-3)上且拉簧(3-2)的一端与套筒(3-4)连接、其另一端连接在轴承(3-1)上；所述支架包括高度调节杆(4-2)和数量与套筒(3-4)的数量相一致的固定杆(4-1)，所述固定杆(4-1)的一端固装在套筒(3-4)上、其另一端与高度调节杆(4-2)连接，所述高度调节杆(4-2)包括两根调节杆和一根与输入辊相平行的横杆，所述调节杆的上端固定在横杆上、其下端与固定杆(4-1)连接，所述图像采集装置(4)安装在所述横杆上。
2.根据权利要求1所述的甘蔗蔗种识别系统，其特征在于：所述控制器包括中央处理器和用于检测蔗种的蔗段是否弯曲的传感器(6)，传感器(6)安装在其中一个限位辊(3-5)的一侧并与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端与图像采集装置(4)连接。
3.根据权利要求1或2所述的甘蔗蔗种识别系统，其特征在于：所述调节杆包括销轴和两根内部中空的竖杆，两根竖杆的顶端连接为一体并固定在横杆上，两根竖杆的低端为分叉结构并分别套接在固定杆(4-1)上；在各竖杆和固定杆(4-1)上间隔开始有多个通孔，所述销轴可插入任意一个通孔内、用于固定竖杆和固定杆(4-1)。
4.根据权利要求1或2所述的甘蔗蔗种识别系统，其特征在于：所述输入辊(2)和输出辊(5)均包括由上至下相平行设置的上输送辊和下输送辊，所述上输送辊和下输送辊相对转动并通过转轴安装在机架(1)上，各转轴和各中心轴(3-3)上均连接有驱动电机。
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