CN109444073B - 一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水果检测设备技术领域，且公开了一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，所述平台的底部固定安装有支撑腿，所述支撑腿的数量为两个，两个所述支撑腿关于平台中心对称，所述平台正面的左侧固定安装有单片机。该果品品质指标近红外光谱检测建模分析方法，通过设置驱动电机、主动转盘、从动转盘和近红外光谱仪，当驱动电机运行的时候，将会使得主动齿轮通过从动齿轮带动转动杆和主动转盘转动，由于主动转盘和从动转盘之间的配合，进而使得近红外光谱仪可以对放置槽中的果品进行流水线式无损检测，不仅提高了检测效率，而且不会浪费样品，因此增加了该设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及水果检测设备技术领域，具体为一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台。
背景技术
随着人们社会的进步、人们生活水平的提高、物流配送产业的发展和信息化的普及，人们生活和消费习惯发生了天翻地覆的变化，人们对于生鲜食品要求已经从购买需求转换成了品质需求，如何买到可口的生鲜食品成为消费者的最关注的问题，我国是世界第一大果品生产和消费国，在农业和农村经济发展中更是占据着十分重要的地位，未来几年，果品产量将持续稳定增长，但增长幅度将放慢，果品总需求会逐步增加，特别是对优质安全果品的需求量将会上升。
目前，国内仍多采用传统破坏式检测方法对果品品质进行评价，即选取一定实验样本，经复杂的预处理后，再通过破坏样品组织结构的方法来检测所需物化指标的方法，该方法不仅费时费力和浪费样品，而且难以实现大批量样品的分析生产与加工环节中的实时在线检测，因此，利用先进的现代无损检测技术代替传统检测方法对于实现果品的生产、储藏、加工及流通各环节的质量控制与品质保证，从而突破我国的果品产业发展瓶颈具有非常重要的实际意义。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，具备无损检测、自动对果品进行分级和收集的优点，解决了目前，国内仍多采用传统破坏式检测方法对果品品质进行评价，即选取一定实验样本，经复杂的预处理后，再通过破坏样品组织结构的方法来检测所需物化指标的方法，该方法不仅费时费力和浪费样品，而且难以实现大批量样品的分析生产与加工环节中实时在线检测的问题。
(二)技术方案
为实现上述无损检测、自动对果品进行分级和收集的目的，本发明提供如下技术方案：一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，包括平台，所述平台的底部固定安装有支撑腿，所述支撑腿的数量为两个，两个所述支撑腿关于平台中心对称，所述平台正面的左侧固定安装有单片机，所述平台的正面固定安装有位于单片机右侧的控制器，所述平台的左侧固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出轴的另一端固定套接有转轴，所述转轴的另一端贯穿平台并延伸至平台的内部且固定套接有主动齿轮，所述平台的内部活动套接有转动杆，所述转动杆的顶端贯穿平台并延伸至平台的上方且固定套接有主动转盘，所述转动杆位于平台内部一端的外表面固定套接有从动齿轮，所述从动齿轮的外表面与主动齿轮的外表面啮合连接，所述平台的内部活动套接有位于主动转盘右侧的圆轴，所述圆轴的顶端贯穿平台并延伸至平台的上方且固定套接有从动转盘，所述主动转盘和从动转盘之间通过连接带传动连接，所述连接带的顶部固定安装有竖杆，所述竖杆的顶部铰接有连接块，所述连接块的顶部开设有放置槽，所述竖杆的两侧均固定安装有套杆，所述套杆的内部活动套接有伸缩杆，所述伸缩杆的顶端贯穿套杆并延伸至套杆的上方且与连接块的底部固定连接，所述平台正面的顶部固定安装有检测箱，所述平台正面的底部固定安装有位于检测箱下方的底板，所述底板的顶部固定安装有收集箱，所述收集箱的正面固定连通有连接管，所述连接管的另一端与检测箱的正面固定连通，所述检测箱内腔的顶部固定安装有近红外光谱仪。
优选的，所述伸缩杆位于套杆内部的一端固定安装有运动块，所述运动块的两侧与套杆的内壁活动连接，所述运动块的底部固定连接有柔性弹簧，所述柔性弹簧的底端与套杆内腔的底部固定连接。
优选的，所述检测箱内腔的右侧固定安装有位于连接块下方的侧块，所述侧块的顶部固定安装有液压缸。
优选的，所述液压缸的顶端固定安装有顶块，所述顶块的顶部与连接块的底部活动连接。
优选的，操作方法，包括以下步骤：
第一步：操作人员将水果放置在连接块顶部的放置槽中，然后启动驱动电机，驱动电机运行将会使得转轴通过主动齿轮带动从动齿轮转动，此时从动齿轮将会带动转动杆和主动转盘转动，主动转盘将会通过连接带带动从动转盘转动。
第二步：放置槽内部的水果将会依次进入到检测箱中，然后依次经过近红外光谱仪的检测，倘若近红外光谱仪检测到放置槽内部的水果质量不达到近红外光谱仪所设定的标准，此时近红外光谱仪将会发出信号，单片机会接收到信号并且传递给控制器，控制器将会控制驱动电机停止运行，同时启动液压缸。
第三步：液压缸运行将会使得顶块向上运动，从而使顶块顶起连接块，使得连接块向左翻转，此时放置槽内部的水果将会通过连接管进入到收集箱中，从而完成水果分级工作。
优选的，所述连接管和收集箱的内部均固定安装有一层海绵垫，且连接管内部的直径大于放置槽内部水果的直径。
优选的，所述柔性弹簧的弹力大于运动块、伸缩杆、连接块和水果的重力总和，且柔性弹簧的数量为两个，两个所述柔性弹簧关于竖杆中心对称。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，具备以下有益效果：
1、该果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，通过设置驱动电机、主动转盘、从动转盘和近红外光谱仪，当驱动电机运行的时候，将会使得主动齿轮通过从动齿轮带动转动杆和主动转盘转动，由于主动转盘和从动转盘之间的配合，进而使得近红外光谱仪可以对放置槽中的果品进行流水线式无损检测，不仅提高了检测效率，而且不会浪费样品，因此增加了该设备的实用性。
2、该果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，通过设置单片机、控制器和液压缸，当近红外光谱仪检测出水果样品内部的营养价值不符合近红外光谱仪中设置的分级标准，此时近红外光谱仪会发出信号，同时单片机将会接收到信号并且传递给控制器，控制器将会控制驱动电机停止运行，并且启动液压缸，使得放置槽内部的水果进入到连接管中，从而完成了对于不同级别的水果进行分离，便于了操作人员分开收集，因此提高了该设备的实用性。
3、该果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，通过在竖杆的两侧均设置伸缩杆和柔性弹簧，由于柔性弹簧的弹力作用将会使得伸缩杆对连接块的底部进行支撑，防止了连接块在被连接带带动时产生左右晃动，从而导致水果从放置槽的内部掉落的问题，因此使得该设备在运行时，不会对水果造成损害。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明套杆的剖视结构示意图；
图4为本发明转轴的结构示意图；
图5为本发明检测箱的剖视结构示意图。
图中：1、平台；2、支撑腿；3、单片机；4、控制器；5、驱动电机；6、转轴；7、主动齿轮；8、从动齿轮；9、转动杆；10、主动转盘；11、圆轴；12、从动转盘；13、连接带；14、竖杆；15、连接块；16、放置槽；17、套杆；18、伸缩杆；19、检测箱；20、底板；21、收集箱；22、连接管；23、运动块；24、柔性弹簧；25、侧块；26、液压缸；27、顶块；28、近红外光谱仪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，包括平台1，平台1的底部固定安装有支撑腿2，支撑腿2的数量为两个，两个支撑腿2关于平台1中心对称，平台1正面的左侧固定安装有单片机3，单片机3为现有装置，且单片机3的作用是将近红外光谱仪28所传递的信号进一步传递给控制器4，单片机3的型号为AT89S51，单片机3的输出端通过导线与控制器4的输入端电性连接，平台1的正面固定安装有位于单片机3右侧的控制器4，控制器4为现有装置，且控制器4的作用是分别控制驱动电机5和液压缸26的运行，控制器4的型号为DC24V，控制器4的输出端分别通过导线与驱动电机5的输入端和顶块27的输入端电性连接，平台1的左侧固定安装有驱动电机5，驱动电机5为现有装置，且驱动电机5的型号为Y90S-2，驱动电机5输出轴的另一端固定套接有转轴6，转轴6的另一端贯穿平台1并延伸至平台1的内部且固定套接有主动齿轮7，平台1的内部活动套接有转动杆9，转动杆9的顶端贯穿平台1并延伸至平台1的上方且固定套接有主动转盘10，转动杆9位于平台1内部一端的外表面固定套接有从动齿轮8，从动齿轮8的外表面与主动齿轮7的外表面啮合连接，平台1的内部活动套接有位于主动转盘10右侧的圆轴11，圆轴11的顶端贯穿平台1并延伸至平台1的上方且固定套接有从动转盘12，主动转盘10和从动转盘12之间通过连接带13传动连接，连接带13的顶部固定安装有竖杆14，竖杆14的顶部铰接有连接块15，连接块15的顶部开设有放置槽16，竖杆14的两侧均固定安装有套杆17，套杆17的内部活动套接有伸缩杆18，伸缩杆18位于套杆17内部的一端固定安装有运动块23，运动块23的两侧与套杆17的内壁活动连接，运动块23的底部固定连接有柔性弹簧24，柔性弹簧24的底端与套杆17内腔的底部固定连接，伸缩杆18的顶端贯穿套杆17并延伸至套杆17的上方且与连接块15的底部固定连接，平台1正面的顶部固定安装有检测箱19，检测箱19内腔的右侧固定安装有位于连接块15下方的侧块25，侧块25的顶部固定安装有液压缸26，液压缸26为现有装置，且液压缸26的型号为RH-170，液压缸26的作用是带动顶块27上升，从而使得连接块15向左翻转，此时放置槽16内部的水果将会通过连接管22进入到收集箱21中，液压缸26的顶端固定安装有顶块27，顶块27的顶部与连接块15的底部活动连接，平台1正面的底部固定安装有位于检测箱19下方的底板20，底板20的顶部固定安装有收集箱21，收集箱21的正面固定连通有连接管22，连接管22的另一端与检测箱19的正面固定连通，检测箱19内腔的顶部固定安装有近红外光谱仪28，近红外光谱仪28为现有装置，且近红外光谱仪28的型号为S400，近红外光谱仪28的作用是对水果中的营养物质进行检测，近红外光谱仪28的输出端通过导线与单片机3的输入端电性连接。
操作方法，包括以下步骤：
第一步：操作人员将水果放置在连接块15顶部的放置槽16中，然后启动驱动电机5，驱动电机5运行将会使得转轴6通过主动齿轮7带动从动齿轮8转动，此时从动齿轮8将会带动转动杆9和主动转盘10转动，主动转盘10将会通过连接带13带动从动转盘12转动。
第二步：放置槽16内部的水果将会依次进入到检测箱19中，然后依次经过近红外光谱仪28的检测，倘若近红外光谱仪28检测到放置槽16内部的水果质量不达到近红外光谱仪28所设定的标准，此时近红外光谱仪28将会发出信号，单片机3会接收到信号并且传递给控制器4，控制器4将会控制驱动电机5停止运行，同时启动液压缸26。
第三步：液压缸26运行将会使得顶块27向上运动，从而使顶块27顶起连接块15，使得连接块15向左翻转，柔性弹簧24的弹力大于运动块23、伸缩杆18、连接块15和水果的重力总和，且柔性弹簧24的数量为两个，两个柔性弹簧24关于竖杆14中心对称，此时放置槽16内部的水果将会通过连接管22进入到收集箱21中，连接管22和收集箱21的内部均固定安装有一层海绵垫，且连接管22内部的直径大于放置槽16内部水果的直径，海绵垫的作用是防止了水果从连接管22滚落至收集箱21中受损，倘若水果的直径大于连接管22内部的直径，将会造成水果无法进入到连接管22中，从而完成水果分级工作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，其特征在于：所述平台(1)的底部固定安装有支撑腿(2)，所述支撑腿(2)的数量为两个，两个所述支撑腿(2)关于平台(1)中心对称，所述平台(1)正面的左侧固定安装有单片机(3)，所述平台(1)的正面固定安装有位于单片机(3)右侧的控制器(4)，所述平台(1)的左侧固定安装有驱动电机(5)，所述驱动电机(5)输出轴的另一端固定套接有转轴(6)，所述转轴(6)的另一端贯穿平台(1)并延伸至平台(1)的内部且固定套接有主动齿轮(7)，所述平台(1)的内部活动套接有转动杆(9)，所述转动杆(9)的顶端贯穿平台(1)并延伸至平台(1)的上方且固定套接有主动转盘(10)，所述转动杆(9)位于平台(1)内部一端的外表面固定套接有从动齿轮(8)，所述从动齿轮(8)的外表面与主动齿轮(7)的外表面啮合连接，所述平台(1)的内部活动套接有位于主动转盘(10)右侧的圆轴(11)，所述圆轴(11)的顶端贯穿平台(1)并延伸至平台(1)的上方且固定套接有从动转盘(12)，所述主动转盘(10)和从动转盘(12)之间通过连接带(13)传动连接，所述连接带(13)的顶部固定安装有竖杆(14)，所述竖杆(14)的顶部铰接有连接块(15)，所述连接块(15)的顶部开设有放置槽(16)，所述竖杆(14)的两侧均固定安装有套杆(17)，所述套杆(17)的内部活动套接有伸缩杆(18)，所述伸缩杆(18)的顶端贯穿套杆(17)并延伸至套杆(17)的上方且与连接块(15)的底部固定连接，所述伸缩杆(18)位于套杆(17)内部的一端固定安装有运动块(23)，所述运动块(23)的两侧与套杆(17)的内壁活动连接，所述运动块(23)的底部固定连接有柔性弹簧(24)，所述柔性弹簧(24)的底端与套杆(17)内腔的底部固定连接，所述柔性弹簧(24)的弹力大于运动块(23)、伸缩杆(18)、连接块(15)和水果的重力总和，且柔性弹簧(24)的数量为两个，两个所述柔性弹簧(24)关于竖杆(14)中心对称，所述平台(1)正面的顶部固定安装有检测箱(19)，所述平台(1)正面的底部固定安装有位于检测箱(19)下方的底板(20)，所述底板(20)的顶部固定安装有收集箱(21)，所述收集箱(21)的正面固定连通有连接管(22)，所述连接管(22)的另一端与检测箱(19)的正面固定连通，所述检测箱(19)内腔的顶部固定安装有近红外光谱仪(28)。
2.根据权利要求1所述的一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，其特征在于：所述检测箱(19)内腔的右侧固定安装有位于连接块(15)下方的侧块(25)，所述侧块(25)的顶部固定安装有液压缸(26)。
3.根据权利要求2所述的一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台，其特征在于：所述液压缸(26)的顶端固定安装有顶块(27)，所述顶块(27)的顶部与连接块(15)的底部活动连接。
4.根据权利要求1所述的一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台的加工制备方法，其特征在于：操作方法，包括以下步骤：
第一步：操作人员将水果放置在连接块(15)顶部的放置槽(16)中，然后启动驱动电机(5)，驱动电机(5)运行将会使得转轴(6)通过主动齿轮(7)带动从动齿轮(8)转动，此时从动齿轮(8)将会带动转动杆(9)和主动转盘(10)转动，主动转盘(10)将会通过连接带(13)带动从动转盘(12)转动；
第二步：放置槽(16)内部的水果将会依次进入到检测箱(19)中，然后依次经过近红外光谱仪(28)的检测，倘若近红外光谱仪(28)检测到放置槽(16)内部的水果质量不达到近红外光谱仪(28)所设定的标准，此时近红外光谱仪(28)将会发出信号，单片机(3)会接收到信号并且传递给控制器(4)，控制器(4)将会控制驱动电机(5)停止运行，同时启动液压缸(26)；
第三步：液压缸(26)运行将会使得顶块(27)向上运动，从而使顶块(27)顶起连接块(15)，使得连接块(15)向左翻转，此时放置槽(16)内部的水果将会通过连接管(22)进入到收集箱(21)中，从而完成水果分级工作。
5.根据权利要求4所述的一种果品品质指标近红外光谱检测建模分析平台的加工制备方法，其特征在于：所述连接管(22)和收集箱(21)的内部均固定安装有一层海绵垫，且连接管(22)内部的直径大于放置槽(16)内部水果的直径。
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