CN109047034B - 一种葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，包括：供料部分、物料分散部分、逐粒定距部分、逐粒输送带部分和机器视觉系统；葡萄干由供料斗进入沿供料输送带向上输送落入振动送料器进行直线排列，然后送入逐粒输送带，输送过程中，采用机器视觉方法，对葡萄干进行颜色和大小分级，并根据分级结果控制电磁气阀，将对应等级的葡萄干吹入相应的物料收集仓内，实现葡萄干颜色大小双标准自动多级分选作业。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置。
背景技术
葡萄干营养丰富，味道甜美，受到广大消费者的青睐。同时葡萄干是我国新疆地区主要经济产业支柱之一，对当地的经济发展有着至关重要的作用。葡萄干的生产需要经过一系列的加工工序，由于生产过程中的各种不确定因素，葡萄干的品质会出现差异，影响其经济价值，因此，需要对葡萄干进行等级划分。
目前葡萄干的等级划分大部分依靠人工进行，劳动强度大，作业效率低，成本高，商品率低，严重制约了新疆地区葡萄干产业的规模化发展。因此，急需实现葡萄干的自动化分级。现有的自动色选分级机构只能实现对葡萄干的颜色进行分选，无法满足实际生产需要。本发明根据葡萄干等级分选要求，设计了一种可用于对葡萄干进行颜色和大小双标准自动多级分选装置，利用摄像头采集输送带中的葡萄干图像，通过机器视觉方法对葡萄干颜色和大小进行实时检测，控制电磁气阀将不同颜色和大小等级的葡萄干吹入相应的收集仓内，实现葡萄干的自动分选。此外，该发明采用并行式设计，可以根据物料产量和作业速度的要求，灵活增加或减少输送带数量，满足不同用户对作业效率的要求。该装置亦可用于其他类似产品的自动分级作业。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种装置，如何实现葡萄干物料供给量的自动调节；如何实现葡萄干成堆物料的分散输送；如何实现葡萄干物料的逐粒输送；如何实现葡萄干的图像获取；如何实现按颜色和大小的同时分级；如何实现收集料仓的统一收集；如何减轻劳动强度，提高作业效率。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，包括：供料部分、物料分散部分、逐粒定距部分、逐粒输送带部分和机器视觉系统；
所述供料部分包括：供料斗1、供料输送带2、下料板3、供料支架4、供料电机5、供料链传动组合6、供料输送带主动辊42和供料输送带从动辊43；所述供料输送带2固定在供料支架4上，供料斗1设在供料输送带2的底端位置，二者之间有一定的间隙，供料输送带2上按一定间隔固定有挡粒板Ⅱ40，防止葡萄干下滑；供料输送带2的尾部安装有下料板3，便于葡萄干下落；所述供料链传动组合6和供料电机5固定在供料支架4的底端，供料电机5通过供料链传动组合6将动力传动给供料输送带主动辊42，供料输送带主动辊42通过供料输送带2与供料输送带从动辊43连接；
所述物料分散部分包括：振动送料器7、振动电机10、下料倾斜板9、振动底座38和振动送料支架8；所述下料板3的底端恰与振动送料器7的首部连接，振动送料器7下方固定着振动电机10，振动电机10固定在振动底座38上，振动底座38固定在振动送料支架8的中部，下料倾斜板9连接在振动送料器7的尾部，所述下料倾斜板9上设有若干行单粒V槽41；
所述逐粒定距部分包括：逐粒输送带电机17、分级组固定架28、带轮主动轴19、齿轮传动组合21、过渡轴39、同步带传动组合22、锤头轴23、锤头24、棘轮拨杆25、分粒棘轮26、分粒槽轮轴27、分粒槽轮11和下粒槽14；所述齿轮传动组合21由两个齿轮啮合组成，所述逐粒输送带电机17固定在分级组固定架28上，通过联轴器连接带轮主动轴19的一端，带轮主动轴19的另一端与齿轮传动组合21中的一个齿轮连接，齿轮传动组合21中的另一个齿轮连接到过渡轴39上，过渡轴39通过同步带传动组合22将动力传递到锤头轴23上，锤头轴23一端与锤头24的一端连接，锤头24的另一端与棘轮拨杆25连接，棘轮拨杆25插入分粒棘轮26的凹槽内，驱动分粒棘轮26作间歇式转动，分粒棘轮26连接在分粒槽轮轴27的一端；分粒槽轮轴27上固定有若干个分粒槽轮11，每个分粒槽轮11与一行单粒V槽41对应；每个分粒槽轮11的圆周上设有多个分粒型孔12，每个分粒型孔12的侧端都设有挡粒板Ⅰ13，可以避免分粒型孔12内的葡萄干在分粒槽轮11旋转时脱落；每个分粒槽轮11的下端分别连接一下粒槽14，进入分粒型孔12的葡萄干可以沿下粒槽14在重力作用下下滑；
所述逐粒输送带部分包括：逐粒输送带15、输送带挡粒侧板16、逐粒输送带带轮18、带轮从动轴20、电磁气阀32、气泵37、接粒斗34和物料收集仓35；所述下粒槽14的底端与相应的逐粒输送带15连接，每条逐粒输送带15的两侧设有输送带挡粒侧板16，可防止葡萄干粒在输送时脱落；每条逐粒输送带15的两端分别连接在逐粒输送带带轮18上，一端的若干个逐粒输送带带轮18连接在带轮主动轴19上，另一端的若干个逐粒输送带带轮18连接在带轮从动轴20上；每条逐粒输送带15后部的输送带挡粒侧板16上，开设若干个挡板缺口33，每个挡板缺口33上固定1个电磁气阀32，每个电磁气阀32与气泵37连接，提供稳定的气源；每个挡板缺口33的相应位置设有接粒斗34；接粒斗34的下端与物料收集仓35连接，物料收集仓35的下端卡有出口挡板36；
所述机器视觉系统包括：图像采集部分和图像处理部分，所述图像采集部分包括：摄像头29、摄像头支架30和照明灯带31；所述摄像头29固定在摄像头支架30上，在摄像头29的两侧分别固定照明灯带31，照明灯带31也固定在摄像头支架30上，提供稳定充足的光源，摄像头支架30位于逐粒输送带15的正上方，且固定在分级组固定架28上，保证葡萄干图像的采集质量；所述图像采集部分与图像处理部分连接，将采集到的葡萄干图像传输至图像处理部分；所述机器视觉系统检测到葡萄干粒属于哪个等级后，相应的电磁气阀32启动，将葡萄干粒吹到接粒斗34内。
在上述方案的基础上，所述供料斗1与供料输送带2的间隙小于葡萄干的厚度，可以根据葡萄干进行调整，便于人工供给葡萄干。
在上述方案的基础上，所述下料板3固定在供料支架4上，供料输送带主动辊42和供料输送带从动辊43通过轴承固定在供料支架4的底端和顶端。
在上述方案的基础上，所述带轮主动轴19、带轮从动轴20、锤头轴23、分粒槽轮轴27和过渡轴39都通过轴承固定在分级组固定架28的两端。
在上述方案的基础上，所述分粒槽轮11的数量和单粒V槽41数量可以根据逐粒输送带15的数量进行调整。
在上述方案的基础上，所述供料电机5、振动电机10和逐粒输送带电机17的转速可以根据需要分级的葡萄干重量和作业效率进行调节。
在上述方案的基础上，所述分粒型孔12的大小可根据葡萄干的外形大小设定。
(三)有益效果
本发明的葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，具有以下有益效果：采用摄像头获取葡萄干彩色图像，使用机器视觉方法，对葡萄干进行颜色和大小分级，并根据分级结果控制电磁气阀，将对应等级的葡萄干吹入相应的物料收集仓内，实现葡萄干颜色大小双标准自动多级分选作业；采用多条输送带并行设计，实现模块化控制和组装，灵活调整输送带数量，满足不同用户对作业效率的要求；采用输送带方式，可以调整电磁气阀和接料斗的数目来灵活控制分选级数。
附图说明
本发明有如下附图：
图1是整体机构的斜视图；
图2是供料输送带部分结构图一；
图3是物料振动分散输送部分结构图；
图4是逐粒定距部分棘轮部分结构图；
图5是逐粒定距部分动力传动部分结构图；
图6是逐粒输送带部分结构图；
图7是物料收集仓部分结构图；
图8是图像采集部分结构图；
图9是供料输送带部分结构图二；
图中：1—供料斗 2—供料输送带 3—下料板 4—供料支架 5---供料电机 6—供料链传动组合 7—振动送料器 8—振动送料支架 9---下料倾斜板 10--振动电机 11--分粒槽轮 12---分粒型孔 13---挡粒板Ⅰ 14--下粒槽 15—逐粒输送带 16—输送带挡粒侧板 17--逐粒输送带电机 18--逐粒输送带带轮 19—带轮主动轴 20---带轮从动轴 21--齿轮传动组合 22---同步带传动组合 23---锤头轴 24--锤头 25----棘轮拨杆 26--分粒棘轮 27---分粒槽轮轴 28--分级组固定架 29--摄像头 30---摄像头支架 31---照明灯带 32--电磁气阀 33--挡板缺口 34--接粒斗 35--物料收集仓 36--出口挡板 37--气泵38—振动底座 39---过渡轴 40--挡粒板Ⅱ 41---单粒V槽 42--供料输送带主动辊 43--供料输送带从动辊
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明基于如下一种构思：(1)采用机器视觉的方法对葡萄干进行颜色和大小分级，并将对应颜色和大小等级的葡萄干吹入相应的物料收集仓内，实现葡萄干双标准自动多级分选作业；(2)采用多条输送带并行设计，实现模块化控制，灵活调整输送带数量，满足不同用户对作业效率的要求；(3)采用输送带方式，可以调整电磁气阀和接料斗的数量来灵活配置分选级数。
一种葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，包括：供料部分、物料分散部分、逐粒定距部分、逐粒输送带部分和机器视觉系统；
所述供料部分包括：供料斗1、供料输送带2、下料板3、供料支架4、供料电机5、供料链传动组合6、供料输送带主动辊42和供料输送带从动辊43；所述供料输送带2固定在供料支架4上，供料斗1设在供料输送带2的底端位置，二者之间有一定的间隙，供料输送带2上按一定间隔固定有挡粒板Ⅱ40，防止葡萄干下滑；供料输送带2的尾部安装有下料板3，便于葡萄干下落；所述供料链传动组合6和供料电机5固定在供料支架4的底端，供料电机5通过供料链传动组合6将动力传动给供料输送带主动辊42，供料输送带主动辊42通过供料输送带2与供料输送带从动辊43连接；
所述物料分散部分包括：振动送料器7、振动电机10、下料倾斜板9、振动底座38和振动送料支架8；所述下料板3的底端恰与振动送料器7的首部连接，振动送料器7下方固定着振动电机10，振动电机10固定在振动底座38上，振动底座38固定在振动送料支架8的中部，下料倾斜板9连接在振动送料器7的尾部，所述下料倾斜板9上设有若干行单粒V槽41；
所述逐粒定距部分包括：逐粒输送带电机17、分级组固定架28、带轮主动轴19、齿轮传动组合21、过渡轴39、同步带传动组合22、锤头轴23、锤头24、棘轮拨杆25、分粒棘轮26、分粒槽轮轴27、分粒槽轮11和下粒槽14；所述齿轮传动组合21由两个齿轮啮合组成，所述逐粒输送带电机17固定在分级组固定架28上，通过联轴器连接带轮主动轴19的一端，带轮主动轴19的另一端与齿轮传动组合21中的一个齿轮连接，齿轮传动组合21中的另一个齿轮连接到过渡轴39上，过渡轴39通过同步带传动组合22将动力传递到锤头轴23上，锤头轴23一端与锤头24的一端连接，锤头24的另一端与棘轮拨杆25连接，棘轮拨杆25插入分粒棘轮26的凹槽内，驱动分粒棘轮26作间歇式转动，分粒棘轮26连接在分粒槽轮轴27的一端；分粒槽轮轴27上固定有若干个分粒槽轮11，每个分粒槽轮11与一行单粒V槽41对应；每个分粒槽轮11的圆周上设有多个分粒型孔12，每个分粒型孔12的侧端都设有挡粒板Ⅰ13，可以避免分粒型孔12内的葡萄干在分粒槽轮11旋转时脱落；每个分粒槽轮11的下端分别连接一下粒槽14，进入分粒型孔12的葡萄干可以沿下粒槽14在重力作用下下滑；
所述逐粒输送带部分包括：逐粒输送带15、输送带挡粒侧板16、逐粒输送带带轮18、带轮从动轴20、电磁气阀32、气泵37、接粒斗34和物料收集仓35；所述下粒槽14的底端与相应的逐粒输送带15连接，每条逐粒输送带15的两侧设有输送带挡粒侧板16，可防止葡萄干粒在输送时脱落；每条逐粒输送带15的两端分别连接在逐粒输送带带轮18上，一端的若干个逐粒输送带带轮18连接在带轮主动轴19上，另一端的若干个逐粒输送带带轮18连接在带轮从动轴20上；每条逐粒输送带15后部的输送带挡粒侧板16上，开设若干个挡板缺口33，每个挡板缺口33上固定1个电磁气阀32，每个电磁气阀32与气泵37连接，提供稳定的气源；每个挡板缺口33的相应位置设有接粒斗34；接粒斗34的下端与物料收集仓35连接，物料收集仓35的下端卡有出口挡板36；
所述机器视觉系统包括：图像采集部分和图像处理部分，所述图像采集部分包括：摄像头29、摄像头支架30和照明灯带31；所述摄像头29固定在摄像头支架30上，在摄像头29的两侧分别固定照明灯带31，照明灯带31也固定在摄像头支架30上，提供稳定充足的光源，摄像头支架30位于逐粒输送带15的正上方，且固定在分级组固定架28上，保证葡萄干图像的采集质量；所述图像采集部分与图像处理部分连接，将采集到的葡萄干图像传输至图像处理部分；所述机器视觉系统检测到葡萄干粒属于哪个等级后，相应的电磁气阀32启动，将葡萄干粒吹到接粒斗34内。
在上述方案的基础上，所述供料斗1与供料输送带2的间隙小于葡萄干的厚度，可以根据葡萄干进行调整，便于人工供给葡萄干。
在上述方案的基础上，所述下料板3固定在供料支架4上，供料输送带主动辊42和供料输送带从动辊43通过轴承固定在供料支架4的底端和顶端。
在上述方案的基础上，所述带轮主动轴19、带轮从动轴20、锤头轴23、分粒槽轮轴27和过渡轴39都通过轴承固定在分级组固定架28的两端。
在上述方案的基础上，所述分粒槽轮11的数量和单粒V槽41数量可以根据逐粒输送带15的数量进行调整。
在上述方案的基础上，所述供料电机5、振动电机10和逐粒输送带电机17的转速可以根据需要分级的葡萄干重量和作业效率进行调节。
在上述方案的基础上，所述分粒型孔12的大小可根据葡萄干的外形大小设定。
本发明整体的工作过程如下：葡萄干由供料斗1进入沿供料输送带2向上输送落入振动送料器7进行直线排列，然后送入逐粒输送带15，输送过程中，采用机器视觉方法对葡萄干进行颜色和大小等级划分，并将葡萄干吹入对应的物料收集仓35内。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，其特征在于：包括：供料部分、物料分散部分、逐粒定距部分、逐粒输送带部分和机器视觉系统；
所述供料部分包括：供料斗(1)、供料输送带(2)、下料板(3)、供料支架(4)、供料电机(5)、供料链传动组合(6)、供料输送带主动辊(42)和供料输送带从动辊(43)；所述供料输送带(2)固定在供料支架(4)上，供料斗(1)设在供料输送带(2)的底端位置，二者之间有一定的间隙，供料输送带(2)上按一定间隔固定有挡粒板Ⅱ(40)，防止葡萄干下滑；供料输送带(2)的尾部安装有下料板(3)，便于葡萄干下落；所述供料链传动组合(6)和供料电机(5)固定在供料支架(4)的底端，供料电机(5)通过供料链传动组合(6)将动力传动给供料输送带主动辊(42)，供料输送带主动辊(42)通过供料输送带(2)与供料输送带从动辊(43)连接；
所述物料分散部分包括：振动送料器(7)、振动电机(10)、下料倾斜板(9)、振动底座(38)和振动送料支架(8)；所述下料板(3)的底端恰与振动送料器(7)的首部连接，振动送料器(7)下方固定着振动电机(10)，振动电机(10)固定在振动底座(38)上，振动底座(38)固定在振动送料支架(8)的中部，下料倾斜板(9)连接在振动送料器(7)的尾部，所述下料倾斜板(9)上设有若干行单粒V槽(41)；
所述逐粒定距部分包括：逐粒输送带电机(17)、分级组固定架(28)、带轮主动轴(19)、齿轮传动组合(21)、过渡轴(39)、同步带传动组合(22)、锤头轴(23)、锤头(24)、棘轮拨杆(25)、分粒棘轮(26)、分粒槽轮轴(27)、分粒槽轮(11)和下粒槽(14)；所述齿轮传动组合(21)由两个齿轮啮合组成，所述逐粒输送带电机(17)固定在分级组固定架(28)上，通过联轴器连接带轮主动轴(19)的一端，带轮主动轴(19)的另一端与齿轮传动组合(21)中的一个齿轮连接，齿轮传动组合(21)中的另一个齿轮连接到过渡轴(39)上，过渡轴(39)通过同步带传动组合(22)将动力传递到锤头轴(23)上，锤头轴(23)一端与锤头(24)的一端连接，锤头(24)的另一端与棘轮拨杆(25)连接，棘轮拨杆(25)插入分粒棘轮(26)的凹槽内，驱动分粒棘轮(26)作间歇式转动，分粒棘轮(26)连接在分粒槽轮轴(27)的一端；分粒槽轮轴(27)上固定有若干个分粒槽轮(11)，每个分粒槽轮(11)与一行单粒V槽(41)对应；每个分粒槽轮(11)的圆周上设有多个分粒型孔(12)，每个分粒型孔(12)的侧端都设有档粒板Ⅰ(13)，避免分粒型孔(12)内的葡萄干在分粒槽轮(11)旋转时脱落；每个分粒槽轮(11)的下端分别连接一下粒槽(14)，进入分粒型孔(12)的葡萄干沿下粒槽(14)在重力作用下下滑；
所述逐粒输送带部分包括：逐粒输送带(15)、输送带挡粒侧板(16)、逐粒输送带带轮(18)、带轮从动轴(20)、电磁气阀(32)、气泵(37)、接粒斗(34)和物料收集仓(35)；所述下粒槽(14)的底端与相应的逐粒输送带(15)连接，每条逐粒输送带(15)的两侧设有输送带挡粒侧板(16)，防止葡萄干粒在输送时脱落；每条逐粒输送带(15)的两端分别连接在逐粒输送带带轮(18)上，一端的若干个逐粒输送带带轮(18)连接在带轮主动轴(19)上，另一端的若干个逐粒输送带带轮(18)连接在带轮从动轴(20)上；每条逐粒输送带(15)后部的输送带挡粒侧板(16)上，开设若干个挡板缺口(33)，每个挡板缺口(33)上固定1个电磁气阀(32)，每个电磁气阀(32)与气泵(37)连接，提供稳定的气源；每个挡板缺口(33)的相应位置设有接粒斗(34)；接粒斗(34)的下端与物料收集仓(35)连接，物料收集仓(35)的下端卡有出口挡板(36)；
所述机器视觉系统包括：图像采集部分和图像处理部分，所述图像采集部分包括：摄像头(29)、摄像头支架(30)和照明灯带(31)；所述摄像头(29)固定在摄像头支架(30)上，在摄像头(29)的两侧分别固定照明灯带(31)，照明灯带(31)也固定在摄像头支架(30)上，提供稳定充足的光源，摄像头支架(30)位于逐粒输送带(15)的正上方，且固定在分级组固定架(28)上，保证葡萄干图像的采集质量；所述图像采集部分与图像处理部分连接，将采集到的葡萄干图像传输至图像处理部分；所述机器视觉系统检测到葡萄干粒属于哪个等级后，相应的电磁气阀(32)启动，将葡萄干粒吹到接粒斗(34)内。
2.如权利要求1所述的葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，其特征在于：所述供料斗(1)与供料输送带(2)的间隙小于葡萄干的厚度，可根据葡萄干进行调整，便于人工供给葡萄干。
3.如权利要求1所述的葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，其特征在于：所述下料板(3)固定在供料支架(4)上，供料输送带主动辊(42)和供料输送带从动辊(43)通过轴承固定在供料支架(4)的底端和顶端。
4.如权利要求1所述的葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，其特征在于：所述带轮主动轴(19)、带轮从动轴(20)、锤头轴(23)、分粒槽轮轴(27)和过渡轴(39)都通过轴承固定在分级组固定架(28)的两端。
5.如权利要求1所述的葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，其特征在于：所述分粒槽轮(11)的数量和单粒V槽(41)数量根据逐粒输送带(15)的数量进行调整。
6.如权利要求1所述的葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，其特征在于：所述供料电机(5)、振动电机(10)和逐粒输送带电机(17)的转速根据需要分级的葡萄干重量和作业效率进行调节。
7.如权利要求1所述的葡萄干颜色大小双标准自动多级分选装置，其特征在于：所述分粒型孔(12)的大小根据葡萄干的外形大小设定。
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