CN109092702A - 一种双孢菇初选分级方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农产品初级分选领域，具体的说是一种双孢菇初选分级方法及设备。其方法为将待分级的双孢菇由喂料机构投入姿态矫正机构并通过姿态矫正机构将菇柄向上菇盖向下的双孢菇矫正为菇柄向下菇盖向上的姿态，然后由分级控制机构通过采集菇盖图像信息并根据图像信息进行模糊计算以确定分级，最后由分级控制机构控制分级执行机构将不同分级的双孢菇分别排出；其设备包括机架以及设置在机架上的喂料机构、姿态矫正机构、分级控制机构和分级执行机构。本发明够实现双孢菇初级筛选的流水作业，实现自动供料，自动筛选，自动运料，整体自动化程度高，效率高等技术效果，通过及时筛选分类以提高双孢菇的价值。

Description

一种双孢菇初选分级方法及装置

技术领域

本发明涉及农产品初级分选领域，具体的说是一种双孢菇初选分级方法及设备。

背景技术

双孢菇的菌肉肥嫩，并含有较多的甘露糖、海藻糖及各种氨基酸类物质，所以味道鲜美，营养丰富，据测定每100g干菇中含蛋白质36-40g、脂肪3.6g、碳水化合物31.2g、磷718mg、铁188.5mg、钙131mg、灰分14.2mg、粗纤维6g，此外还含有维生素B1、B2、Vc，尼克酸等，由于它的营养比一般蔬菜高，所以有"植物肉"之称，是最常见的食用菌种之一。原生于欧洲及北美洲，人类至少自古希腊时代起便开始食用，人工栽培则约始于17世纪的法国等地，现在则已经广泛在世界各地栽培。因双孢菇属草腐菌，中低温性菇类，我国稻草、麦草丰富，气候比较适合双孢菇的生长，具有很大发展潜力。我国总产占世界第二位，蘑菇罐头在国际贸易量中占首位。目前我国栽培的双孢菇都是白色变种，主要适用于卖鲜品，或加工成罐头。

双孢菇的外形品相在一定程度上决定了其品质的好坏，如大小均匀适中，褐变块少的双孢菇通常营养价值较高，更加受到消费者的青睐，其价格也相对较高。而我国普遍的双孢菇种植生产模式较为粗犷，种植户在出售过程中往往不经过分级，价值高和价值低的双孢菇混合出售，降低了双孢菇的销售收入。如通过人工进行分级，则需要耗费大量的人工劳动，不仅费时费力，而且无法对双孢菇及时进行筛选，分类，容易造成双孢菇因未及时保存而出现开伞情况，影响双孢菇品质，价格。

发明内容

本发明旨在提供一种双孢菇初选分级方法及设备，够实现双孢菇初级筛选的流水作业，实现自动供料，自动筛选，自动运料，整体自动化程度高，效率高等技术效果，通过及时筛选分类以提高双孢菇的价值。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双孢菇初选分级方法：待分级的双孢菇由喂料机构投入姿态矫正机构并通过姿态矫正机构将菇柄向上菇盖向下的双孢菇矫正为菇柄向下菇盖向上的姿态，然后由分级控制机构通过采集菇盖图像信息并根据图像信息进行模糊计算以确定分级，最后由分级控制机构控制分级执行机构将不同分级的双孢菇分别排出。

优选的，所述模糊计算的方法为：

R1：if shape=AB，then grade=O；

R2：if shape=NM and circle=s and area=g，then grade=A；

R3：if shape=NM and circle=n and area=g，then grade=B；

R4：if shape=NM and circle=m and area=g，then grade=C；

R5：if shape=NM and circle=s and area=b，then grade=D；

R6：if shape=NM and circle=n and area=b，then grade=E；

R7：if shape=NM and circle=m and area=b，then grade=F；

其中的shape代表采集到的菇盖图像信息中的菇盖形状，若菇盖图像信息中包含菇柄，则shape=AB，若菇盖图像信息中不包含菇柄，则shape=NM；

circle代表采集到的菇盖信息中菇盖的直径，若菇盖直径在3.0-3.8cm，则circle=s，若菇盖直径在3.8-4.2cm，则circle=n，若菇盖直径在4.2-5.0cm，则circle=m；

area代表采集到的菇盖图像信心中菇盖的褐变面积，若菇盖存在褐变部分且褐变部分的灰值度大于等于180，则area=g，若菇盖不存在褐变部分或存在褐变部分且褐变部分的灰值度小于180，则area=b；

grade代表分级等级。

优选的，将grade=O的双孢菇投入喂料机构中进行重新分级。

一种双孢菇重选分级装置，包括机架以及设置在机架上的喂料机构、姿态矫正机构、分级控制机构和分级执行机构。

优选的，喂料机构包括由上至下依次分布在机架上的储料箱、接料箱以及导料筒，储料箱的底部设有开口以及供储料箱内的双孢菇通过开口均匀落入接料箱中的震动板，接料箱的底部与导料筒的上端连接，导料筒呈螺旋形，且导料筒的宽度设置为与双孢菇菇盖直径相应以供双孢菇逐个经过导料筒落入姿态矫正机构。

优选的，姿态矫正机构包括两条间隔分布并相互平行的第一输送带，两条第一输送带输送方向起始端之间的间隙与导料筒的下端相对应并设有沿水平方向分布的拨正杆，拨正杆用于与第一输送带配合以拨动菇柄向上菇盖向下的双孢菇翻转，并使双孢菇的菇柄夹设在两条第一输送带之间的间隙。

优选的，分级执行机构包括设置在两条第一输送带输送方向末端之间间隙位置的一条第二输送带、设置在第二输送带两侧的两条第三输送带以及设置在两条第三输送带远离第二输送带一侧的分级平台，在分级平台上分别设有用于根据分级控制机构确定的分级信息将第二输送带上的双孢菇分别推向第三输送带上对应区域中的液压缸和推板。

优选的，在任意一个分级平台上均间隔设有三个液压缸和对应的推板，任意一条第三输送带上均沿宽度方向划分为三个不同的分级承载区，第二输送带输送方向的末端与储料箱相连。

优选的，两条第一输送带的两端分别配合安装在转动设置于机架上的第一主动辊和第一从动辊上；两条第三输送带的两端分别配合安装在转动设置于机架上的第二主动辊和第二从动辊上；第二输送带的两端分别配合安装在第二主动辊以及设置于第一主动辊和第一从动辊之间位置的第三从动辊上；第二输送带和第三输送带的输送面平齐设置，第二输送带和第一输送带的输送面具有165-175°的夹角。

优选的，分级控制机构包括控制处理器和多个CCD摄像头，多个CCD摄像头分列于两条第一输送带的上方，控制处理器用于整合多个CCD摄像头所采集的菇盖图像以根据图像计算分级并控制液压缸和推板将双孢菇推入对应的分级承载区中。

有益效果

本发明通过姿态矫正机构将由喂料机构中喂入的香菇逐一矫正为菇盖向上菇柄向下的统一标准姿态，便于通过分级控制机构采集菇盖图像并根据图像中菇盖的形状、大小、褐变程度对每一个双孢菇进行分级，最后有分级控制机构控制分级执行机构将未调整至统一标准姿态的双孢菇也能进行统一收集，便于重新投入喂料机构中进行二次分级处理；将经姿态调整机构调整至统一标准姿态并完成分级的双孢菇推送至不同的分级承载区内，便于进行后续的清洗打包处理。在优选的实施方式中，可将带分级双孢菇分至六个等级，使双孢菇种植户可根据市场行情将分级后的产品单个出售或将不同等级的双孢菇用作生产不同规格食品的加工原料，提高了产品整体的附加值，利于提高双孢菇种植户的经济效益。

本发明的双孢菇初选分级装置采用多个CCD摄像头，运用多光谱思想，使成像时更加准确，采取主成分思想所采集合成的图像对双孢菇菇面褐变，损伤情况更加准确，且受外部光源影响较小。通过第一输送带、第二输送带以及第三输送带的方式使每一个双孢菇在输送过程中完成喂料、姿态矫正、收集成像以及分级等操作，可以使双孢菇更自由的在传送带上运输，受力更小，减少对双孢菇的应力损伤。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图中标记：1、储料箱，2、震动板，3、导料筒，4、接料箱，5、拨正杆，6、第一输送带，7、CCD摄像头，8、第三从动辊，9、第二输送带，10、分级平台，11、第三输送带，12、第二主动辊，13、液压缸，14、推板，15、第二从动辊，16、第一主动辊，17、机架，18、第一从动辊。

具体实施方式

如图1及图2所示，本发明的一种双孢菇重选分级装置，包括机架17以及设置在机架17上的喂料机构、姿态矫正机构、分级控制机构和分级执行机构。标准姿态或经姿态调整机构调整至标准姿态的双孢菇通过分级执行机构后划分为六个等级，非标准姿态的双孢菇在经过分级执行机构后作为漏分料进行统一收集处理，并再次投入到喂料机构中重新分级。本申请中所称的双孢菇的标准姿态为菇柄向下菇盖向上以使分级控制机构可正确采集菇盖图像信息的姿态。

本发明的喂料机构包括由上至下依次分布在机架17上的储料箱1、接料箱4以及导料筒3。储料箱1的底部设有开口以及供储料箱1内的双孢菇通过开口均匀落入接料箱4中的震动板2，通过震动板2的震动便于双孢菇通过开口从储料箱1中排出以实现自动供料。本实施例中，在储料箱1的底部设有光电传感器以实施监测储料箱1内双孢菇的储量，当储量不足时，与光电传感器连接的警报器发出声光警报，提醒工作人员及时补料，确保自动供料的连续性。接料箱4为矩形，其底部通过方接圆与导料筒3的上端连接，并确保双孢菇逐一进入导料筒3。导料筒3呈螺旋形，放缓双孢菇从喂料机构中落入姿态矫正机构中的速度，避免双孢菇在喂料过程中产生的机械损伤。导料筒3的宽度设置为与双孢菇菇盖直径相应以供双孢菇逐个经过导料筒3落入姿态矫正机构，从而使得本发明逐一供料、逐一确定分级并逐一执行分级。

本发明的姿态矫正机构包括两条间隔分布并相互平行的第一输送带6，本实施例中两个第一输送带6之间的间隙为常规双孢菇菇柄直径的1.2-1.5倍。两条第一输送带6输送方向起始端之间的间隙与导料筒3的下端相对应并用于承接来自于导料筒3下端的双孢菇。为了尽可能的保证双孢菇达到标准姿态以成功取像，本发明在机架17上位于第一输送带6的起始端位置设有沿水平方向分布的拨正杆5。双孢菇在第一输送带6上输送时，由于菇柄长度大于菇盖厚度，菇盖没有向上的双孢菇的菇柄触碰到拨正杆5后由拨正杆5令双孢菇翻转，进而达到菇盖向上，菇柄向下并夹设在两条第一输送带6之间的间隙的标准姿态。

本发明的分级控制机构包括控制处理器和八个CCD摄像头7，八个CCD摄像头7上均加有滤光片并分为两组沿第一输送带6的输送方向分列于两条第一输送带6的上方，多个加装滤光片的CCD摄像头7，运用多光谱思想，使成像时更加准确，采取主成分思想所采集合成的图像对双孢菇菇面褐变，损伤情况更加准确，且受外部光源影响较小。控制处理器用于整合多个CCD摄像头7所采集的菇盖图像以根据图像计算分级并控制分级执行机构进行具体的分级执行作业。

本发明的分级执行机构包括设置在两条第一输送带6输送方向末端之间间隙位置的一条第二输送带9、设置在第二输送带9两侧的两条第三输送带11以及设置在两条第三输送带11远离第二输送带9一侧的分级平台10，在分级平台10上分别设有三个用于根据分级控制机构确定的分级信息将第二输送带9上的双孢菇分别推向第三输送带11上对应区域中的液压缸13，液压缸13沿水平方向分布并与第二输送带9和第三输送带11垂直，液压缸13的缸套端固定在分级平台10上，液压缸13的伸缩端上固定设有用于推动双孢菇位移的推板14。相对应的，任意一条第三输送带11上均沿宽度方向划分为三个不同的分级承载区。

本实施例中以图1中位于右侧的第三输送带11的宽度为15cm为例，每个分级承载区的宽度为5cm，左侧分级平台10上的三个液压缸13伸缩端的伸缩行程固定，其中一个液压缸13伸缩端的伸缩行程为刚好越过第二输送带9与右侧第三输送带11的边界，用于将其中一个等级的双孢菇推至右侧第三输送带11由左数第一个分级承载区；另一个液压缸13伸缩端的伸缩行程为越过第二输送带9右侧边界5cm，用于将另一个等级的双孢菇推至右侧第三输送带11上中间一个分级承载区；最后一个液压缸13伸缩端的伸缩行程为越过第二输送带9右侧边界10cm，用于将第三个等级的双孢菇推至右侧第三输送带11上最靠右的一个分级承载区，在右侧第三输送带11的下方可间隔放置分别对应三个分级承载区的收集箱用于分级分别收集。本实施例中左侧的第三输送带11与上述右侧第三输送带11对称设置，一共可实现六种不同等级的双孢菇分级的执行作业。六个液压缸13均通过分级控制机构中的控制处理器控制伸缩，控制处理器根据每一个双孢菇离开最后一组CCD摄像头7的时间点、第一输送带6和第二输送带9的速度以及最后一组CCD摄像头7与对应液压缸13之间的距离计算液压缸13伸缩端伸出以推动双孢菇的时间点。由第二输送带9输送方向的末端排出的双孢菇由于姿态未达标，未成功通过分级控制机构进行取像，属于漏分级料，任何一个液压缸13均不对其进行推动位移操作，可通过其他输送设备再次输送至储料箱1以进行重新分级。

本实施例中，两条第一输送带6的两端分别配合安装在转动设置于机架17上的第一主动辊16和第一从动辊18上，第一主动辊16由设置在机架17上的第一电机驱动转动以带动第一输送带6运行。两条第三输送带11的两端分别配合安装在转动设置于机架17上的第二主动辊12和第二从动辊15上；第二输送带9的两端分别配合安装在第二主动辊12以及设置于第一主动辊16和第一从动辊18之间位置的第三从动辊8上，第二主动辊12由设置在机架17上的第二电机驱动转动以带动第二输送带9和第三输送带11等速运行。本实施例中，为了便于控制处理器计算液压缸13伸缩端伸缩的时间点，第一输送带6、第二输送带9以及第三输送带11的输送速度保持相同。第二输送带9和第三输送带11的输送面平齐设置，第二输送带9和第一输送带6的输送面具有165-175°的夹角，使得标准姿态下的双孢菇在运行至第一输送带6和第二输送带9的交接处时，菇柄和菇盖接近同时与第二输送带9接触，利于第二输送带9对于双孢菇的承接，避免双孢菇在交接处滑落。为了彻底避免双孢菇的滑落，本实施例中在如图1所示的第二输送带9的两侧的机架17上分别设有挡板。

通过上述双孢菇初选分级设备，本发明的一种双孢菇初选分级方法为：将待分级的双孢菇由喂料机构投入姿态矫正机构并通过姿态矫正机构将菇柄向上菇盖向下的双孢菇矫正为菇柄向下菇盖向上的姿态，然后由分级控制机构通过采集菇盖图像信息并根据图像信息进行模糊计算以确定分级，最后由分级控制机构控制分级执行机构将不同分级的双孢菇分别排出。

本实施例中，可将双孢菇通过菇盖的形状、直径以及褐变程度将姿态标准的双孢菇划分为六个产品等级即A、B、C、D、E以及F，并将姿态经姿态调整机构调整后仍为达标的双孢菇分为单独一个等级，即O。基于人们对在挑选双孢菇时的标准，双孢菇菇盖在4cm左右的较好，菇盖直径过大则老，过小则稍显不成熟；外观上，菇盖发生褐变的面积越小，双孢菇损伤就越小，且价值越高。由此总结出的模糊计算的方法为：

R1：if shape=AB，then grade=O；

R2：if shape=NM and circle=s and area=g，then grade=A；

R3：if shape=NM and circle=n and area=g，then grade=B；

R4：if shape=NM and circle=m and area=g，then grade=C；

R5：if shape=NM and circle=s and area=b，then grade=D；

R6：if shape=NM and circle=n and area=b，then grade=E；

R7：if shape=NM and circle=m and area=b，then grade=F；

其中的grade代表分级等级；

shape代表采集到的菇盖图像信息中的菇盖形状，若菇盖图像信息中包含菇柄，则shape=AB，进而可判断出该双孢菇的grade=O，说明该双孢菇经过姿态调整机构后仍未调整为菇盖向上菇柄向下的标准姿态，不能通过CCD摄像头7采集到菇盖信息，此类双孢菇需重新投入储料箱1中经过喂料和姿态矫正，以使姿态控制机构重新采集其菇盖图像信息；若菇盖图像信息中不包含菇柄，则shape=NM；

circle代表采集到的菇盖信息中菇盖的直径，若菇盖直径在3.0-3.8cm，则circle=s，若菇盖直径在3.8-4.2cm，则circle=n，若菇盖直径在4.2-5.0cm，则circle=m；

area代表采集到的菇盖图像信心中菇盖的褐变面积，若菇盖存在褐变部分且褐变部分的灰值度大于等于180，则area=g，若菇盖不存在褐变部分或存在褐变部分且褐变部分的灰值度小于180，则area=b。

Claims (10)

1.一种双孢菇初选分级方法，其特征在于：待分级的双孢菇由喂料机构投入姿态矫正机构并通过姿态矫正机构将菇柄向上菇盖向下的双孢菇矫正为菇柄向下菇盖向上的姿态，然后由分级控制机构通过采集菇盖图像信息并根据图像信息进行模糊计算以确定分级，最后由分级控制机构控制分级执行机构将不同分级的双孢菇分别排出。

2.根据权利要求1所述的一种双孢菇初选分级方法，其特征在于：所述模糊计算的方法为：

R1：if shape=AB，then grade=O；

R2：if shape=NM and circle=s and area=g，then grade=A；

R3：if shape=NM and circle=n and area=g，then grade=B；

R4：if shape=NM and circle=m and area=g，then grade=C；

R5：if shape=NM and circle=s and area=b，then grade=D；

R6：if shape=NM and circle=n and area=b，then grade=E；

R7：if shape=NM and circle=m and area=b，then grade=F；

其中的shape代表采集到的菇盖图像信息中的菇盖形状，若菇盖图像信息中包含菇柄，则shape=AB，若菇盖图像信息中不包含菇柄，则shape=NM；

circle代表采集到的菇盖信息中菇盖的直径，若菇盖直径在3.0-3.8cm，则circle=s，若菇盖直径在3.8-4.2cm，则circle=n，若菇盖直径在4.2-5.0cm，则circle=m；

area代表采集到的菇盖图像信心中菇盖的褐变面积，若菇盖存在褐变部分且褐变部分的灰值度大于等于180，则area=g，若菇盖不存在褐变部分或存在褐变部分且褐变部分的灰值度小于180，则area=b；

grade代表分级等级。

3.根据权利要求2所述的一种双孢菇初选分级方法，其特征在于：将grade=O的双孢菇投入喂料机构中进行重新分级。

4.一种双孢菇重选分级装置，其特征在于：包括机架（17）以及设置在机架（17）上的喂料机构、姿态矫正机构、分级控制机构和分级执行机构。

5.根据权利要求4所述的一种双孢菇分选装置，其特征在于：喂料机构包括由上至下依次分布在机架（17）上的储料箱（1）、接料箱（4）以及导料筒（3），储料箱（1）的底部设有开口以及供储料箱（1）内的双孢菇通过开口均匀落入接料箱（4）中的震动板（2），接料箱（4）的底部与导料筒（3）的上端连接，导料筒（3）呈螺旋形，且导料筒（3）的宽度设置为与双孢菇菇盖直径相应以供双孢菇逐个经过导料筒（3）落入姿态矫正机构。

6.根据权利要求5所述的一种双孢菇分选装置，其特征在于：姿态矫正机构包括两条间隔分布并相互平行的第一输送带（6），两条第一输送带（6）输送方向起始端之间的间隙与导料筒（3）的下端相对应并设有沿水平方向分布的拨正杆（5），拨正杆（5）用于与第一输送带（6）配合以拨动菇柄向上菇盖向下的双孢菇翻转，并使双孢菇的菇柄夹设在两条第一输送带（6）之间的间隙。

7.根据权利要求6所述的一种双孢菇分选装置，其特征在于：分级执行机构包括设置在两条第一输送带（6）输送方向末端之间间隙位置的一条第二输送带（9）、设置在第二输送带（9）两侧的两条第三输送带（11）以及设置在两条第三输送带（11）远离第二输送带（9）一侧的分级平台（10），在分级平台（10）上分别设有用于根据分级控制机构确定的分级信息将第二输送带（9）上的双孢菇分别推向第三输送带（11）上对应区域中的液压缸（13）和推板（14）。

8.根据权利要求7所述的一种双孢菇分选装置，其特征在于：在任意一个分级平台（10）上均间隔设有三个液压缸（13）和对应的推板（14），任意一条第三输送带（11）上均沿宽度方向划分为三个不同的分级承载区，第二输送带（9）输送方向的末端与储料箱（1）相连。

9.根据权利要求7所述的一种双孢菇分选装置，其特征在于：两条第一输送带（6）的两端分别配合安装在转动设置于机架（17）上的第一主动辊（16）和第一从动辊（18）上；两条第三输送带（11）的两端分别配合安装在转动设置于机架（17）上的第二主动辊（12）和第二从动辊（15）上；第二输送带（9）的两端分别配合安装在第二主动辊（12）以及设置于第一主动辊（16）和第一从动辊（18）之间位置的第三从动辊（8）上；第二输送带（9）和第三输送带（11）的输送面平齐设置，第二输送带（9）和第一输送带（6）的输送面具有165-175°的夹角。

10.根据权利要求8所述的一种双孢菇分选装置，其特征在于：分级控制机构包括控制处理器和多个CCD摄像头（7），多个CCD摄像头（7）分列于两条第一输送带（6）的上方，控制处理器用于整合多个CCD摄像头（7）所采集的菇盖图像以根据图像计算分级并控制液压缸（13）和推板（14）将双孢菇推入对应的分级承载区中。