CN109813378B - 水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置。包括铝型材支架、上料传输带、喷气式自动贴反光膜装置以及多功能检测单元、托盘；铝型材支架的顶部安装有上料传输带，上料传输带上放置并运输水果，喷气式自动贴反光膜装置安装于上料传输带的侧方；多功能检测单元置于上料传输带出口端的平面下方侧旁位置，八个托盘均匀安装在多功能检测单元的边缘上，多功能检测单元在旋转平台带动下绕自身中心旋转，带动八个托盘沿圆周旋转，卸料输送带设置在多功能检测单元旋转平面以下的侧旁位置。本发明能够实现无损在线检测水果品质，并且提高水果检测精度和速度，适用于现场检测并可以根据水果综合品质进行准确分级。

Description

水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置

技术领域

本发明涉及一种水果品质检测和贴膜装置，特别是涉及一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置。

背景技术

随着世界人口的持续增长，人们对于水果的消费量和产量每年都持续增加，并且人们对水果的品质也越发注重与严格要求，而单一的品质检测已经很难满足上述要求，如何准确全面地判别水果品质已成为消费者和销售商共同关注的焦点。有相关研究表明，水果在成熟过程中，水果的硬度与其成熟程度息息相关，并且可以通过振动检测的方法无损检测其果肉硬度。目前已有的相关振动检测方法有摆球敲击法、扬声器激振法以及压缩空气式激励法。

除此之外，水果表面的损伤与缺陷也是水果品质评级的重要依据之一。

激光多普勒振动检测技术作为一种非接触式测量方法，具有灵敏度高、动态响应快、测量范围大等优点，通过分析获得的振动响应曲线可以获得水果的硬度信息，但由于水果表面存在果蜡且凹凸不平，会对激光反射产生不利影响，需要人工贴上反光膜以增加振动响应信号的信噪比。

目前大部分已有的贴标装置并不具备根据水果高度来调整贴标位置的功能，且大部分贴标装置贴标过程中都会与水果表面产生物理接触，会造成一定程度的挤压损伤，不利于水果后续的存储与运输。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明主要目的是提供一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置，能够实现水果内外部品质检测的功能，解决单一检测手段对水果品质判别不准确的问题。同时还设计了喷气式自动贴反光膜结构，增加激光多普勒振动响应信号的信噪比。此外，还利用近红外光谱技术和图像处理技术提高水果在线检测的精度。

为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：

本发明包括铝型材支架、上料传输带、喷气式自动贴反光膜装置以及安装在旋转平台上的多功能检测单元、托盘；铝型材支架的顶部安装有上料传输带，上料传输带上放置并运输水果，喷气式自动贴反光膜装置安装于上料传输带的侧方；多功能检测单元置于上料传输带出口端的平面下方侧旁位置，八个托盘均匀安装在多功能检测单元的边缘上，多功能检测单元在旋转平台带动下绕自身中心旋转，带动八个托盘沿圆周旋转，卸料输送带设置在多功能检测单元旋转平面以下的侧旁位置；

所述的上料传输带包括同步带、减震海绵、缓冲弹簧和理标滚筒单元，水果放置于装有隔板的同步带上，激光测距仪通过支撑架安装在上料传输带靠近入口端的正上方；喷气式自动贴反光膜装置侧方安装有减震海绵和缓冲弹簧，缓冲弹簧一端固定，缓冲弹簧另一端连接减震海绵，减震海绵位于设置喷气式自动贴反光膜装置旁的同步带缺口侧，减震海绵用于喷气式自动贴反光膜装置对水果贴膜作用时的缓冲阻挡，理标滚筒单元安装于上料传输带出口端的两侧。

所述的同步带上沿传送方向置有多块间隔布置的隔板，沿传送方向的两侧均设置有挡板，水果置于两侧的挡板和相邻两块隔板围成的格子中。

所述的喷气式自动贴反光膜装置包括竖直支架、底板、竖板、气泵、不锈钢丝杆、步进电机、卷纸轮、上导向辊、缓冲辊、反光膜、移动平台块、下导向辊、驱动辊、收纸轮、电磁阀、气嘴、圆形反光片和底纸；竖直支架和竖板均固定在底板上，步进电机固定在竖直支架顶部，不锈钢丝杆竖直铰接安装于竖直支架，步进电机的输出轴朝下并通过联轴器和不锈钢丝杆上端同轴相连，不锈钢丝杆通过螺纹副套装在移动平台块一侧开设的竖直螺纹孔中，移动平台块另一侧嵌装在竖板开设的竖直条形槽中，控制步进电机运行经丝杠螺母副驱动移动平台块在竖直条形槽中进行上下移动；竖板上部铰接装有卷纸轮和上导向辊，卷纸轮和上导向辊之间的竖板上部铰接装有用于压紧反光膜的缓冲辊，竖板上部铰接装有下导向辊和收纸轮，下导向辊和收纸轮之间的竖板上部铰接装有用于压紧反光膜的驱动辊，反光膜一端缠绕在卷纸轮上，底纸另一端缠绕在收纸轮上，绕出卷纸轮的反光膜依次绕经缓冲辊、上导向辊、下导向辊、驱动辊后绕到收纸轮上；驱动辊连接外部电机的输出轴，驱动辊作为动力驱动端带动各个辊旋转运动；移动平台块一侧开设缺口槽，缺口槽一侧的移动平台块靠近边缘部分形成分挡板，分挡板中心开设贴标工位小孔；气泵固定在底板上，气泵输出端经电磁阀和气嘴连接，电磁阀固定于缺口槽一侧的移动平台块靠近中间部分，气嘴水平对准贴标工位小孔；分挡板开设上下布置的固膜孔槽，固膜孔槽垂直贯穿于贴标工位小孔，上导向辊和下导向辊之间的反光膜穿过固膜孔槽并经过贴标工位小孔，贴标工位小孔朝向上料传输带的水果布置。

所述的反光膜包括底纸和圆形反光片，底纸上间隔开设有多个孔缺口，每个孔缺口处设置连接圆形反光片。

所述的多功能检测单元包括旋转平台、激光多普勒测振单元、近红外光谱检测单元、图像采集单元、扬声器激励单元、检测步进电机和主动轮；旋转平台安装在底座上，旋转平台底部安装有检测步进电机和主动轮，检测步进电机的输出轴经齿轮副传动结构和主动轮啮合连接，主动轮同轴固接在旋转平台底部中心；激光多普勒测振单元位于旋转平台的中心保持固定，近红外光谱检测单元、图像采集单元和扬声器激励单元位于检测工位的旋转平台侧方；旋转平台的圆周边缘间隔均布安装有多个托盘，激光多普勒测振单元、近红外光谱检测单元、图像采集单元、扬声器激励单元均连接到PLC控制器，旋转平台通过齿轮副由安装在内部的检测步进电机驱动，并带动安装在旋转平台上的托盘旋转经过检测工位，并由PLC控制器控制各传感单元在检测工位采集信号。

所述的扬声器激励单元发出声波信号，通过激光多普勒测振单元采集获得声学振动响应信号，近红外光谱检测单元采集获得近红外光谱信号，利用近红外光谱信号对声学振动响应信号的处理结果进行修正获得更准确的共振频率结果，再根据更准确的共振频率结果处理获得水果的坚实度作为水果内部品质检测结果。

所述的托盘包括果杯、托盘步进电机、杯座、凸轮和铰链；杯座固定于旋转平台上，托盘步进电机固定安装于杯座底部内，托盘步进电机的输出轴固定连接凸轮旋转中心，果杯底部的一侧通过铰链和杯座的一侧铰接，果杯底部的另一侧固接有直杆，直杆位于凸轮正上方并和凸轮配合接触形成凸轮副，果杯中放置水果；通过托盘步进电机运行带动凸轮旋转，通过凸轮副驱动直杆升降运动，进而控制果杯绕铰链翻转使得果杯中的水果掉落。

本发明将被测水果放置在装有隔板的上料传输带上，经过激光测距仪时获取其高度信息，并调整喷气式自动贴反光膜装置的贴膜高度，通过气压将反光膜吹离底纸，黏到水果赤道面附近。完成贴膜的被测水果经过理标滚筒单元后旋转90°并依靠自身重力落入检测单元的托盘中，然后被测水果通过旋转平台依次经过近红外光谱检测单元，图像采集单元和激光多普勒测振单元完成相应的品质信号采集。然后被测水果进入卸料区，托盘的凸轮机构将果杯顶起，使得水果脱离果杯落入卸料输送带上。

本发明通过喷气式自动贴光膜的结构设计以及与近红外光谱检测单元、图像采集单元和激光多普勒测振单元配合工作实现了水果品质无损在线检测，并使得检测准确性提高。

本发明的有益效果是：

本发明采用多种检测手段提高水果品质检测的精度和准确性。

本发明可以根据水果果型大小将反光膜自动贴于其赤道面中心，并在后续的激光多普勒振动检测中提高振动响应信号的信噪比。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是上料输送带结构示意图；

图3是喷气式自动贴标装置结构示意图；

图4是移动平台块结构示意图；

图5是喷气式自动贴反光膜装置竖板上的辊和反光膜布置结构图；

图6是反光膜正面示意图；

图7是反光膜背面示意图；

图8是多功能检测单元结构示意图；

图9是旋转平台内部结构示意图；

图10是托盘结构示意图。

附图中各部件的标记如下：100、上料传输带，101、同步带，102、激光测距仪，103、水果，104、减震海绵，105、理标滚筒单元，106、缓冲弹簧；200、喷气式自动贴反光膜装置，201、气泵，202、不锈钢丝杆，203、步进电机，204、卷纸轮，205、上导向辊，206、缓冲辊，207、反光膜，208、移动平台块，209、下导向辊，210、驱动辊，211、收纸轮，212、贴标工位小孔，213、固膜孔槽，214、电磁阀，215、气嘴，216、圆形反光片，217、底纸，218、竖直支架，219、底板，220、缺口槽，221、分挡板，222、竖板；300、多功能检测单元，301、旋转平台，302激光多普勒测振单元，303、扬声器激励单元，304、图像采集单元，305、近红外光谱检测单元，306、检测步进电机，307、主动轮；400、托盘，401、凸轮，402、果杯，403、铰链，404、杯座，405、托盘步进电机；500、卸料输送带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，装置具体实施包括铝型材支架、上料传输带100、喷气式自动贴反光膜装置200以及安装在旋转平台上的多功能检测单元300、托盘400；铝型材支架的顶部安装有上料传输带100，上料传输带100上放置并运输水果103，喷气式自动贴反光膜装置200安装于上料传输带100的侧方；多功能检测单元300置于上料传输带100出口端的平面下方侧旁位置，八个托盘400均匀安装在可旋转的多功能检测单元300的边缘上，多功能检测单元300在旋转平台带动下绕自身中心旋转，带动八个托盘400沿圆周旋转，卸料输送带500设置在多功能检测单元300旋转平面以下的侧旁位置；

激光多普勒测振设备302固定于多功能检测单元300的中部，近红外光谱检测单元305，图像采集单元304和扬声器激励单元303安装于多功能检测单元300外部非旋转的外部部分。

具体实施还包括PLC控制器，激光测距仪102、步进电机203、驱动辊210、电磁阀214、近红外光谱检测单元305、图像采集单元304、扬声器激励单元303、激光多普勒测振单元302、托盘单元400均与PLC控制器相连。

如图2所示，上料传输带100包括同步带101、减震海绵104、缓冲弹簧106和理标滚筒单元105，同步带101上沿传送方向置有多块间隔布置的隔板，沿传送方向的两侧均设置有挡板，水果103置于两侧的挡板和相邻两块隔板围成的格子中；水果103放置于装有隔板的同步带101上，激光测距仪102通过支撑架安装在上料传输带100靠近入口端的正上方；

喷气式自动贴反光膜装置200侧方安装有减震海绵104和缓冲弹簧106，缓冲弹簧106一端固定于机架上，缓冲弹簧106另一端连接减震海绵104，减震海绵104位于设置喷气式自动贴反光膜装置200旁的同步带101缺口侧，减震海绵104用于喷气式自动贴反光膜装置200对水果贴膜作用时的缓冲阻挡，减震海绵104通过装有缓冲弹簧106的支撑架安装于上料传输带100中部侧边，理标滚筒单元105安装于上料传输带100出口端的两侧，理标滚筒单元105用于带动水果并顺时针旋转90°统一方向。

当水果通过理标滚筒单元105时，通过滚筒带动水果并顺时针旋转90°，然后掉落至多功能检测单元上的托盘中。

如图3所示，喷气式自动贴反光膜装置200包括竖直支架218、底板219、竖板222、气泵201、不锈钢丝杆202、步进电机203、卷纸轮204、上导向辊205、缓冲辊206、反光膜207、移动平台块208、下导向辊209、驱动辊210、收纸轮211、电磁阀214、气嘴215、圆形反光片216和底纸217；

竖直支架218和竖板222均固定在底板219上，竖直支架218和竖板222之间间隔距离，步进电机203固定在竖直支架218顶部，不锈钢丝杆202竖直铰接安装于竖直支架，步进电机203的输出轴朝下并通过联轴器和不锈钢丝杆202上端同轴相连，不锈钢丝杆202通过螺纹副套装在移动平台块208一侧开设的竖直螺纹孔中，移动平台块208另一侧嵌装在竖板222开设的用于导向移动平台块208移动的竖直条形槽中，由PLC控制单元控制步进电机203运行经丝杠螺母副驱动移动平台块208在竖直条形槽中进行上下移动；

竖板222上部铰接装有卷纸轮204和上导向辊205，卷纸轮204和上导向辊205之间的竖板222上部铰接装有用于压紧反光膜207的缓冲辊206，竖板222上部铰接装有下导向辊209和收纸轮211，下导向辊209和收纸轮211之间的竖板222上部铰接装有用于压紧反光膜207的驱动辊210，反光膜207一端缠绕在卷纸轮204上，底纸217另一端缠绕在收纸轮211上，绕出卷纸轮204的反光膜207依次绕经缓冲辊206、上导向辊205、下导向辊209、驱动辊210后绕到收纸轮211上；驱动辊210连接外部电机的输出轴，驱动辊210作为动力驱动端带动各个辊旋转运动。

如图4所示，移动平台块208一侧开设缺口槽220，缺口槽220一侧的移动平台块208靠近边缘部分形成分挡板221，分挡板221中心开设贴标工位小孔212；气泵201固定在底板219上，气泵201输出端经电磁阀214和气嘴215连接，电磁阀214固定于缺口槽220一侧的移动平台块208靠近中间部分，气嘴215水平对准贴标工位小孔212；分挡板221开设上下布置的固膜孔槽213，固膜孔槽213垂直贯穿于贴标工位小孔212，固膜孔槽213垂直于贴标工位小孔212的轴向，上导向辊205和下导向辊209之间的反光膜207穿过固膜孔槽213并经过贴标工位小孔212，贴标工位小孔212朝向上料传输带100的水果103布置。

如图5所示，驱动辊210配合缓冲辊206、上导向辊205和下导向辊209将反光膜207从卷纸轮204中导出，并通过移动平台块208上的固膜孔槽213经过贴标工位小孔212。

通过激光测距仪102采集并获取到水果103的高度信息，进而调节移动平台块208的上下位置，使移动平台块208上的气嘴215、贴标工位孔212和水果103的赤道面中心位于同一条直线上，则水果103处于正对贴标工位小孔212处，再进行贴膜。

在贴标工位小孔212处贴膜时，通过气嘴215喷出气流将圆形反光片216吹离底纸217而贴附到水果103的赤道面中心表面，同时由减震海绵104阻挡水果在气嘴215喷出的另一侧以减小冲击力，然后底纸217通过收纸轮211进行回收。气嘴215的开通和闭合通过电磁阀214控制，并与气泵201相连。

如图6和图7所示，反光膜207包括底纸217和圆形反光片216，底纸217上间隔开设有多个孔缺口，每个孔缺口处设置连接圆形反光片216。具体实施中，圆形反光片216不限于圆形，还可以是带凸起形状的异型，如图6所示。

如图8和图9所示，多功能检测单元300包括旋转平台301、激光多普勒测振单元302、近红外光谱检测单元305、图像采集单元304、扬声器激励单元303、检测步进电机306和主动轮307；旋转平台301安装在底座上，旋转平台301底部安装有检测步进电机306和主动轮307，检测步进电机306的输出轴经齿轮副传动结构和主动轮307啮合连接，主动轮307同轴固接在旋转平台301底部中心；旋转平台301上设有激光多普勒测振单元302、近红外光谱检测单元305、图像采集单元304和扬声器激励单元303，激光多普勒测振单元302位于旋转平台301的中心保持固定，近红外光谱检测单元305、图像采集单元304和扬声器激励单元303位于检测工位的旋转平台301侧方；旋转平台301的圆周边缘间隔均布安装有多个托盘400，激光多普勒测振单元302、近红外光谱检测单元305、图像采集单元304、扬声器激励单元303均连接到PLC控制器，旋转平台301通过齿轮副由安装在内部的检测步进电机306驱动，并带动安装在旋转平台301上的托盘400旋转经过检测工位，并由PLC控制器控制各传感单元在检测工位采集信号。

如图10所示，托盘400包括果杯402、托盘步进电机405、杯座404、凸轮401和铰链403；杯座404固定于旋转平台301上，托盘步进电机405固定安装于杯座404底部内，托盘步进电机405的输出轴固定连接凸轮401旋转中心，果杯402底部的一侧通过铰链403和杯座404的一侧铰接，果杯402底部的另一侧固接有直杆，直杆位于凸轮401正上方并和凸轮401配合接触形成凸轮副，果杯402中放置水果；通过托盘步进电机405运行带动凸轮401旋转，通过凸轮副驱动直杆升降运动，进而控制果杯402绕铰链403翻转使得果杯402中的水果掉落。当托盘400移动到下料区时，凸轮401通过电机405带动开始旋转，并将果杯402顶起，其中的水果掉落至卸料输送带500上。

具体实施中在每个托盘400底部还设有压力传感器，检测水果的重量。

扬声器激励单元303发出声波信号，通过激光多普勒测振单元302采集获得声学振动响应信号，近红外光谱检测单元305采集获得近红外光谱信号，利用近红外光谱信号对声学振动响应信号的处理结果进行修正获得更准确的共振频率结果，再根据更准确的共振频率结果处理获得水果的坚实度作为水果内部品质检测结果。

图像采集单元304采集获得图像数据，通过图像分析处理获得水果的外部品质，例如有无虫斑，表皮擦伤和裂纹，用于水果外部品质分级。

具体实施综合了数据采集卡、喷气式自动贴标装置200、多功能检测单元300等，结合近红外光谱检测、图像处理和激光多普勒测振原理，实现了对水果综合品质的在线检测。其中控制器例如可以采用了西门子S7-200系列的PLC。

本发明装置在线检测水果品质的实施过程包括以下步骤：

(1)将被测水果置于由减速电机驱动的同步带101左侧，当水果运输到激光测距仪102下方时，上料传输带100上的光电传感器检测到位置信号，并和激光测距仪102采集到的高度信号一起发送给PLC控制器，PLC控制器控制喷气式自动贴反光膜装置的步进电机203驱动移动平台块208至被测水果高度一半的位置，并控制驱动辊209调整反光膜207的位置，使圆形反光片216中心，气嘴215和被测水果的赤道面中心在同一条直线上。待被测水果处于贴标工位孔212时，PLC控制器控制电磁阀214开通气流将圆形反光片(216)吹离底纸217，粘附于被测水果赤道中心，同时由减震海面104减小冲击力。随后，当被测水果经过理标滚筒单元105时，通过旋转滚筒带动样品顺时针旋转90°，然后落入安装于多功能检测装置300上托盘400的果杯402中，同时由安装于下部的压力传感器采集样品的质量信息，并将质量信息发送到上位机。

(2)PLC控制器控制步进电机306驱动旋转平台301运动，使托盘400依次经过近红外光谱检测单元305、图像采集单元304和激光多普勒测振单元303，并将采集到的信号发送到上位机。待托盘运行至卸料传输带500的位置时，PLC控制器控制托盘400中的电机运行，带动凸轮401将果杯402顶起，是被测水果脱离并落入卸料传输带500的同步带中。然后该托盘继续旋转至上料传输带100对应的区域，等待下一次激励信号。

(3)上位机根据激光多普勒测振仪采集的振动信号分析出该水果的第二共振频率，集合压力传感器获得的质量信号，获得作为坚实度。

具体实施中，坚实度的测量采用以下过程：

S1.采用上述装置

S2.对待测水果进行在线检测，通过各传感器采集获得含有多传感数据的原始测量数据，原始测量数据包括水果的重量、声学振动响应信号和近红外光谱信号；

由置于待测水果底部的压力传感器采集待测水果的重量；

扬声器激励单元(303)朝向待测水果发出0-1000Hz的正弦扫频信号来激励待测水果振动，由激光多普勒测振设备(302)检测采集获得声学振动响应信号；

由红外光谱检测单元(305)探测采集待测水果的光谱信号。

S3.对原始测量数据进行多传感数据融合处理获得水果坚实度，具体为：

S3.1.先对近红外光谱信号进行标准归一化处理，然后进行主成份分析，得到能够预测水果果皮厚度数据的前四个主成份，其累计贡献率大于95％，利用前四个主成份训练建立能预测果皮厚度的支持向量机模型，具体是将已知果皮厚度的水果样本处理获得前四个主成份后，将各个水果样本的前四个主成份和已知果皮厚度输入到支持向量机模型中训练；

S3.2.利用训练后的支持向量机模型对待测水果预测处理获得果皮厚度，待测水果处理获得前四个主成份，然后输入到训练后的支持向量机模型输出获得果皮厚度；

S3.2.由声学振动响应信号处理提取声学振动谱的第二共振频率，具体由由DASP软件分析获得，建立厚皮水果共振频率的线性校正模型并利用果皮厚度厚度对共振频率进行校正处理，获得校正后的共振频率，即厚皮水果共振频率的线性校正模型如下为：

f₂＝f₁+1.1h

其中，f₂为校正后的第二共振频率，f₁为由声学振动响应信号处理提取到的第二共振频率，h为果皮厚度；

水果具有多个共振频率，第二共振频率为水果的所有共振频率从小到大排序后的第二个共振频率。

S3.3.利用校正后的第二共振频率结合重量信号采用以下公式处理获得待测水果的坚实度，由此能够提高水果坚实度的预测检测精度：

其中，f₂为校正后的第二共振频率，m为待测水果的重量。

进一步分析出水果坚实度情况可用于判断该被测水果的成熟情况。此外，也可分析近红外光谱数据，通过提取特征峰来分析其可溶性固形物含量，酸度等值。同时还可以通过图像处理技术分析水果表面是否存在表面瘀伤或损伤。

为了避免上下料过程中水果可能产生瘀伤的情况，需要调整合适的下落高度，并选择合适的果杯材料；本发明还可以根据实际需求，更换调整不同的检测单元，来适应不同类型的检测水果。

Claims (7)

1.一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置，其特征在于：包括铝型材支架、上料传输带(100)、喷气式自动贴反光膜装置(200)以及安装在旋转平台上的多功能检测单元(300)、托盘(400)；铝型材支架的顶部安装有上料传输带(100)，上料传输带(100)上放置并运输水果(103)，喷气式自动贴反光膜装置(200)安装于上料传输带(100)的侧方；多功能检测单元(300)置于上料传输带(100)出口端的平面下方侧旁位置，八个托盘(400)均匀安装在多功能检测单元(300)的边缘上，多功能检测单元(300)在旋转平台带动下绕自身中心旋转，带动八个托盘(400)沿圆周旋转，卸料输送带(500)设置在多功能检测单元(300)旋转平面以下的侧旁位置；

所述的喷气式自动贴反光膜装置(200)包括竖直支架(218)、底板(219)、竖板(222)、气泵(201)、不锈钢丝杆(202)、步进电机(203)、卷纸轮(204)、上导向辊(205)、缓冲辊(206)、反光膜(207)、移动平台块(208)、下导向辊(209)、驱动辊(210)、收纸轮(211)、电磁阀(214)、气嘴(215)、圆形反光片(216)和底纸(217)；

竖直支架(218)和竖板(222)均固定在底板(219)上，步进电机(203)固定在竖直支架(218)顶部，不锈钢丝杆(202)竖直铰接安装于竖直支架，步进电机(203)的输出轴朝下并通过联轴器和不锈钢丝杆(202)上端同轴相连，不锈钢丝杆(202)通过螺纹副套装在移动平台块(208)一侧开设的竖直螺纹孔中，移动平台块(208)另一侧嵌装在竖板(222)开设的竖直条形槽中，控制步进电机(203)运行经丝杠螺母副驱动移动平台块(208)在竖直条形槽中进行上下移动；

竖板(222)上部铰接装有卷纸轮(204)和上导向辊(205)，卷纸轮(204)和上导向辊(205)之间的竖板(222)上部铰接装有用于压紧反光膜(207)的缓冲辊(206)，竖板(222)上部铰接装有下导向辊(209)和收纸轮(211)，下导向辊(209)和收纸轮(211)之间的竖板(222)上部铰接装有用于压紧反光膜(207)的驱动辊(210)，反光膜(207)一端缠绕在卷纸轮(204)上，底纸(217)另一端缠绕在收纸轮(211)上，绕出卷纸轮(204)的反光膜(207)依次绕经缓冲辊(206)、上导向辊(205)、下导向辊(209)、驱动辊(210)后绕到收纸轮(211)上；驱动辊(210)连接外部电机的输出轴，驱动辊(210)作为动力驱动端带动各个辊旋转运动；

移动平台块(208)一侧开设缺口槽(220)，缺口槽(220)一侧的移动平台块(208)靠近边缘部分形成分挡板(221)，分挡板(221)中心开设贴标工位小孔(212)；气泵(201)固定在底板(219)上，气泵(201)输出端经电磁阀(214)和气嘴(215)连接，电磁阀(214)固定于缺口槽(220)一侧的移动平台块(208)靠近中间部分，气嘴(215)水平对准贴标工位小孔(212)；分挡板(221)开设上下布置的固膜孔槽(213)，固膜孔槽(213)垂直贯穿于贴标工位小孔(212)，上导向辊(205)和下导向辊(209)之间的反光膜(207)穿过固膜孔槽(213)并经过贴标工位小孔(212)，贴标工位小孔(212)朝向上料传输带(100)的水果(103)布置；

激光测距仪(102)通过支撑架安装在上料传输带(100)靠近入口端的正上方；通过激光测距仪(102)采集并获取到水果(103)的高度信息，进而调节喷气式自动贴反光膜装置(200)中的移动平台块(208)的上下位置，使移动平台块(208)上的气嘴(215)、贴标工位小孔(212)和水果(103)的赤道面中心位于同一条直线上再进行贴膜。

2.根据权利要求1所述的一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置，其特征在于：所述的上料传输带(100)包括同步带(101)、减震海绵(104)、缓冲弹簧(106)和理标滚筒单元(105)，水果(103)放置于装有隔板的同步带(101)上；喷气式自动贴反光膜装置(200)侧方安装有减震海绵(104)和缓冲弹簧(106)，缓冲弹簧(106)一端固定，缓冲弹簧(106)另一端连接减震海绵(104)，减震海绵(104)位于设置喷气式自动贴反光膜装置(200)旁的同步带(101)缺口侧，减震海绵(104)用于喷气式自动贴反光膜装置(200)对水果贴膜作用时的缓冲阻挡，理标滚筒单元(105)安装于上料传输带(100)出口端的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置，其特征在于：所述的同步带(101)上沿传送方向置有多块间隔布置的隔板，沿传送方向的两侧均设置有挡板，水果(103)置于两侧的挡板和相邻两块隔板围成的格子中。

4.根据权利要求1所述的一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置，其特征在于：所述的反光膜(207)包括底纸(217)和圆形反光片(216)，底纸(217)上间隔开设有多个孔缺口，每个孔缺口处设置连接圆形反光片(216)。

5.根据权利要求1所述的一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置，其特征在于：所述的多功能检测单元(300)包括旋转平台(301)、激光多普勒测振单元(302)、近红外光谱检测单元(305)、图像采集单元(304)、扬声器激励单元(303)、检测步进电机(306)和主动轮(307)；旋转平台(301)安装在底座上，旋转平台(301)底部安装有检测步进电机(306)和主动轮(307)，检测步进电机(306)的输出轴经齿轮副传动结构和主动轮(307)啮合连接，主动轮(307)同轴固接在旋转平台(301)底部中心；激光多普勒测振单元(302)位于旋转平台(301)的中心保持固定，近红外光谱检测单元(305)、图像采集单元(304)和扬声器激励单元(303)位于检测工位的旋转平台(301)侧方；旋转平台(301)的圆周边缘间隔均布安装有多个托盘(400)，激光多普勒测振单元(302)、近红外光谱检测单元(305)、图像采集单元(304)、扬声器激励单元(303)均连接到PLC控制器，旋转平台(301)通过齿轮副由安装在内部的检测步进电机(306)驱动，并带动安装在旋转平台(301)上的托盘(400)旋转经过检测工位，并由PLC控制器控制各传感单元在检测工位采集信号。

6.根据权利要求5所述的一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置，其特征在于：所述的扬声器激励单元(303)发出声波信号，通过激光多普勒测振单元(302)采集获得声学振动响应信号，近红外光谱检测单元(305)采集获得近红外光谱信号，利用近红外光谱信号对声学振动响应信号的处理结果进行修正获得更准确的共振频率结果，再根据更准确的共振频率结果处理获得水果的坚实度作为水果内部品质检测结果。

7.根据权利要求1所述的一种水果内部品质无损在线检测及喷气式自动贴膜装置，其特征在于：所述的托盘(400)包括果杯(402)、托盘步进电机(405)、杯座(404)、凸轮(401)和铰链(403)；杯座(404)固定于旋转平台(301)上，托盘步进电机(405)固定安装于杯座(404)底部内，托盘步进电机(405)的输出轴固定连接凸轮(401)旋转中心，果杯(402)底部的一侧通过铰链(403)和杯座(404)的一侧铰接，果杯(402)底部的另一侧固接有直杆，直杆位于凸轮(401)正上方并和凸轮(401)配合接触形成凸轮副，果杯(402)中放置水果；通过托盘步进电机(405)运行带动凸轮(401)旋转，通过凸轮副驱动直杆升降运动，进而控制果杯(402)绕铰链(403)翻转使得果杯(402)中的水果掉落。

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