CN110328156A - 一种玉米果穗色选仪 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能化识别色选技术领域,具体涉及一种玉米果穗色选仪,包括支架、振动疏散调姿系统、输送调距系统、智能影像识别系统、分选系统和分流料口系统,所述振动疏散调姿系统用于使玉米果穗呈直列式姿态,输送调距系统用于使玉米果穗之间间隔一定的距离,供玉米果穗逐个进入智能影像识别系统,智能影像识别系统用于色选玉米果穗的大小、形状、色彩、果穗的缺陷以及夹杂的异物进行分析,分选系统用于分选经过智能影像识别系统的玉米果穗,分流料口系统用于分流分选完成的玉米果穗,本发明通过将检测技术与分选技术相结合的方式,由检测反馈信号控制扫描分选器动作,进而对玉米果穗进行区分,可完成自动化的拣穗作业,实现人工智能的玉米果穗色选作业,色选结果准确可靠,使种子纯度可控化。
Description
技术领域
本发明属于智能化识别色选技术领域,具体涉及一种玉米果穗色选仪。
背景技术
纯度是衡量种子质量最重要的指标之一,杂交玉米种子纯度的高低,直接影响大田产量,而如何有效的控制玉米种子纯度一直是种子行业一个棘手的问题。除了田间制种时控制种子纯度外,在玉米种子加工过程中也要控制种子纯度。
玉米种子加工过程中的种子纯度控制,需要通过颜色、形状等外形上的差异来区别并将有差异的玉米种子去除,以此来提高种子纯度。由于玉米果穗在颜色和外形上的差异比较明显,容易甄别,而制种玉米一但脱粒后,籽粒除了颜色上的略微差异外,外形上的差异微乎其微,所以在玉米果穗加工成籽粒后发生的杂粒扩散,将其剔除的可能性微乎其微。即使精选加工也很难剔除杂粒,严重影响种子纯度。因此只能在果穗阶段将杂穗、有缺陷的果穗进行分拣,这也是种子加工过程中提高种子纯度最有效的措施。
目前种子加工行业都是在玉米果穗输送过程中通过人工分拣的方式控制种子纯度。至今玉米果穗捡穗技术还未实现自动化,需要大量的人工参与,这也是玉米种子加工流水线实现全自动化生产的一个技术短板。而现有市场上普遍使用的玉米果穗分选设备为拣穗皮带机组成的拣穗台。拣穗时拣穗台两边的拣穗工作人员根据经验目测辨别区分后将杂穗、有缺陷的果穗以及带苞叶的果穗挑拣出来。其弊端为:
(1)拣穗工作人员根据经验目测玉米果穗特征辨别挑拣出杂穗,操作差异因人而异,准确度不高,纯度不可控;
(2)在连续生产过程中,长时间的人工分拣很难保证工作人员的注意力高度集中。随着时间的延长人工操作的可靠性会大幅下降,无法保证杂穗剔除的稳定性。
(3)大量的人工拣穗作业,自动化程度低,导致拣穗工作效率低,人工成本投入大;
(4)拣穗车间噪音大,对拣穗工作人员身体造成危害,且人工拣穗过程中存在一定的安全隐患。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题及不足,本发明提供一种玉米果穗色选仪。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种玉米果穗色选仪,包括支架、振动疏散调姿系统、输送调距系统、智能影像识别系统、分选系统和分流料口系统,所述振动疏散调姿系统用于使玉米果穗呈直列式姿态,输送调距系统用于使玉米果穗之间间隔一定的距离,供玉米果穗逐个进入智能影像识别系统,智能影像识别系统用于色选玉米果穗的大小、形状、色彩、果穗的缺陷以及夹杂的异物进行分析,分选系统用于分选经过智能影像识别系统的玉米果穗,分流料口系统用于分流分选完成的玉米果穗;
所述的支架包括前支架和后支架,前支架通过螺栓连接有智能影像识别系统、分选系统和分流料口系统,后支架通过螺栓连接振动疏散调姿系统和输送调距系统;
所述的振动疏散调姿系统包括振动槽体,振动槽体由平整散料区和直槽区构成整体结构,沿着平整散料区到直槽区的端面上均匀布设有角形散料板、鳍形调姿板和姿态维持装置,振动槽体下方设有振动电机和振动定向装置,振动定向装置限制振动槽体的振动方向沿设置的方向振动,振动电机带动振动槽体振动时,从平整散料区进入的玉米果穗进入到角形散料板后通过直槽区的鳍形调姿板进行调整姿态后,玉米果穗呈直列式姿态通过姿态维持装置被导流至输送调距系统;
所述的输送调距系统包括主动辊、从动辊、输送带和驱动电机,位于输送带下方的驱动电机与主动轴通过联轴器连接,驱动电机驱动主动辊运动时带动输送带运动,输送带用于输送姿态维持装置导流的玉米果穗,输送带下方设置有输送带托架,输送带托架通过螺栓与后支架连接;
所述的智能影像识别系统包括光谱检测仪、触屏控制面板和配电柜,光谱检测仪设在输送带的斜上方和下方,触屏控制面板和配电柜分别设在斜上方的光谱检测仪两侧,光谱检测仪和触屏控制面板与配电柜电性连接,光谱检测仪将检测到的信号以电信号的形式传送到配电柜,配电柜通过接收光谱检测仪的信号来控制分选系统的运行,触屏控制面板通过人为调节数据来控制光谱检测仪检测信号的范围和控制分选系统运行过程中暂停的间隔时间;
所述的分选系统包括拨料板、气缸、固定装置和导流板,固定装置位于输送带输出端的下方并通过螺栓与前支架连接,与输送带槽型结构相匹配的导流板和拨料板均安装在固定装置上并且三者构成一个供玉米果穗通过的通道,拨料板由气缸驱动完成拨料动作,气缸一端与拨料板连接,另一端与固定装置连接,拨料板设有三个档位,并可将分选后的玉米果穗拨至位于导流板下方的分流料口系统;
所述的分流料口系统包括好穗出料口、杂穗出料口和带皮果穗出料口,好穗出料口、杂穗出料口和带皮果穗出料口均与前支架通过螺栓连接,拨料板的三个档位可将玉米果穗分别拨至好穗出料口、杂穗出料口和带皮果穗出料口。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明通过将检测技术与分选技术相结合的方式,由检测反馈信号控制扫描分选器动作,进而对玉米果穗进行区分,可完成自动化的拣穗作业,在大幅度提高工作效率的同时节省了大量的人工成本,实现人工智能的玉米果穗色选作业,色选结果准确可靠,使种子纯度可控化;
(2)本发明当玉米果穗在进入色选区域后进行人工智能识别,合格果穗可以通过色选仪,同时拨料板式分选器将扫描分选出的杂穗和带皮果穗分别拨送至相应的通道,扫描分选结果精准可靠,拨料板式分选器采用气缸驱动每个拨料板动作,控制简单,运行平稳可靠;
(3)本发明玉米果穗在扫描分选阶段流通路径采用柔缓设计处理,避免果穗磕伤;设备配置了触摸屏式控制柜,控制方式简单灵活,色选标准的参数调节简单方便,根据玉米果穗的品种和果穗自身的状况设置相应的色选标准参数,确保扫描分选结果达到最优;
(4)本发明玉米果穗色选仪的输送调整部分设计合理简洁,既保证了高产能,又降低了维修故障率,进而降低了维修成本和运行成本,设备使用安全可靠;(5)本发明中的检测系统采用色觉和近红外线识别技术,对每个玉米果穗快速的进行360°全方位的扫描识别,扫描结果精准可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为图1的剖视结构示意图;
图3为图1中的振动疏散调姿系统与输送带的结构示意图;
图4为图1中的拨料板与气缸和固定装置的结构示意图;
图5为图1中的拨料板的结构示意图。
图中:1.前支架,2.后支架,3.振动电机,4.振动定向装置,5.角形散料板,6.振动槽体,7.鳍形调姿板,8.姿态维持装置,9.主动辊,10.从动辊,11.输送带,12.输送带托架,13.驱动电机,14.光谱检测仪,15.触屏控制面板,16.配电柜,17.拨料板,18.气缸,19.固定装置,20.导流板,21.好穗出料口,22.杂穗出料口,23.带皮果穗出料口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1-5所示,一种玉米果穗色选仪,包括支架、振动疏散调姿系统、输送调距系统、智能影像识别系统、分选系统和分流料口系统,振动疏散调姿系统用于使玉米果穗呈直列式姿态,输送调距系统用于使玉米果穗之间间隔一定的距离,供玉米果穗逐个进入智能影像识别系统,智能影像识别系统用于色选玉米果穗的大小、形状、色彩、果穗的缺陷以及夹杂的异物进行分析,分选系统用于分选经过智能影像识别系统的玉米果穗,分流料口系统用于分流分选完成的玉米果穗;
其中支架包括前支架1和后支架2,前支架1通过螺栓连接有智能影像识别系统、分选系统和分流料口系统,后支架2通过螺栓连接振动疏散调姿系统和输送调距系统;
其中振动疏散调姿系统包括振动槽体6,振动槽体6由平整散料区和直槽区构成整体结构,沿着平整散料区到直槽区的端面上均匀布设有角形散料板5、鳍形调姿板7和姿态维持装置8,振动槽体6下方设有振动电机3和振动定向装置4,振动定向装置4限制振动槽体6的振动方向沿设置的方向振动,振动电机3带动振动槽体6振动时,从平整散料区进入的玉米果穗进入到角形散料板5后通过直槽区的鳍形调姿板7进行调整姿态后,玉米果穗呈直列式姿态通过姿态维持装置8被导流至输送调距系统;
输送调距系统包括主动辊9、从动辊10、输送带11和驱动电机13,位于输送带11下方的驱动电机13与主动轴9通过联轴器连接,驱动电机13驱动主动辊9运动时带动输送带11运动,输送带11用于输送姿态维持装置8导流的玉米果穗,输送带11下方设置有输送带托架12,输送带托架12通过螺栓与后支架2连接;
其中智能影像识别系统包括光谱检测仪14、触屏控制面板15和配电柜16,光谱检测仪14设在输送带11的斜上方和下方,触屏控制面板15和配电柜16分别设在斜上方的光谱检测仪14两侧,光谱检测仪14和触屏控制面板15与配电柜16电性连接,光谱检测仪14将检测到的信号以电信号的形式传送到配电柜16,配电柜16通过接收光谱检测仪14的信号来控制分选系统的运行,触屏控制面板15通过人为调节数据来控制光谱检测仪14检测信号的范围和控制分选系统运行过程中暂停的间隔时间;
其中分选系统包括拨料板17、气缸18、固定装置19和导流板20,固定装置19位于输送带11输出端的下方并通过螺栓与前支架1连接,与输送带11槽型结构相匹配的导流板20和拨料板17均安装在固定装置19上并且三者构成一个供玉米果穗通过的通道,拨料板17由气缸18驱动完成拨料动作,气缸18一端与拨料板17连接,另一端与固定装置19连接,拨料板17设有三个档位,并可将分选后的玉米果穗拨至位于导流板20下方的分流料口系统;
其中分流料口系统包括好穗出料口21、杂穗出料口22和带皮果穗出料口23,好穗出料口21、杂穗出料口22和带皮果穗出料口23均与前支架1通过螺栓连接,拨料板17的三个档位可将玉米果穗分别拨至好穗出料口21、杂穗出料口22和带皮果穗出料口23。
本发明在具体使用时,玉米果穗进入玉米果穗色选仪后首先进入振动疏散调姿系统,此时在振动作用下玉米果穗平铺开,玉米果穗在向前行进的同时通过振动作用、鳍形调姿板7、角形散料板5以及振动定向装置4的共同作用对玉米果穗起到一个调整姿态的作用,并使玉米果穗呈直列式姿态,接着玉米果穗通过姿态维持装置8进入到输送带11,姿态维持装置8使玉米果穗呈直列式姿态分散在输送带11的槽形结构中,驱动电机13带动主动辊9转动,从动辊10也跟着转动,进而输送带11运转,输送带11的输送速度远远大于振动疏散调姿系统对玉米果穗的输送速度,此时输送带11上的玉米果穗与玉米果穗前后之间就会被拉开一定的间隔距离,经过振动疏散调姿系统调整姿态和输送调距系统的间距调整后能使玉米果穗统一成和扫描以及分选通道匹配的直列形式姿态且玉米果穗相互之间间隔一定的距离,这样可使玉米果穗逐个进入智能影像识别系统,有利于光谱检测仪14对玉米果穗进行360°全方位的扫描,扫描玉米果穗时光谱检测仪14通过色觉和近红外线识别技术对玉米果穗的大小、形状、色彩、果穗的缺陷以及夹杂的异物进行分析,可将玉米果穗分为杂穗、好穗、带皮果穗三类,此时根据光谱检测仪14的信号反馈,检测出来的好穗、杂穗、带皮果穗由安装在固定装置19上的一排拨料板17和导流板20送到相应的好穗出料口21、杂穗出料22、带皮果穗出料口23。
整个过程中拨料板17采用气缸18驱动,当智能影像识别系统对玉米果穗进行扫描识别后给出相应的检测信号,智能影像识别系统根据反馈信号控制每个通道拨料板17上的气缸18动作,拨料板17分为初始位、Ⅰ档位、Ⅱ档位三个动作位,初始位是拨料板17的默认位置,可将玉米果穗拨至好穗出料口21,Ⅰ档位拨料板17将玉米果穗拨至杂穗出料口22,Ⅱ档位拨料板17将玉米果穗拨至带皮果穗出料口23。
本发明配备触屏控制面板15,在使用过程中,如果色选果穗的品种发生变化,可在触屏控制面板15上对色选参数进行调整,参数调节简单,设备运行可靠。
Claims (1)
1.一种玉米果穗色选仪,包括支架、振动疏散调姿系统、输送调距系统、智能影像识别系统、分选系统和分流料口系统,其特征在于,所述振动疏散调姿系统用于使玉米果穗呈直列式姿态,输送调距系统用于使玉米果穗之间间隔一定的距离,供玉米果穗逐个进入智能影像识别系统,智能影像识别系统用于色选玉米果穗的大小、形状、色彩、果穗的缺陷以及夹杂的异物进行分析,分选系统用于分选经过智能影像识别系统的玉米果穗,分流料口系统用于分流分选完成的玉米果穗;
所述的支架包括前支架(1)和后支架(2),前支架(1)通过螺栓连接有智能影像识别系统、分选系统和分流料口系统,后支架(2)通过螺栓连接振动疏散调姿系统和输送调距系统;
所述的振动疏散调姿系统包括振动槽体(6),振动槽体(6)由平整散料区和直槽区构成整体结构,沿着平整散料区到直槽区的端面上均匀布设有角形散料板(5)、鳍形调姿板(7)和姿态维持装置(8),振动槽体(6)下方设有振动电机(3)和振动定向装置(4),振动定向装置(4)限制振动槽体(6)的振动方向沿设置的方向振动,振动电机(3)带动振动槽体(6)振动时,从平整散料区进入的玉米果穗进入到角形散料板(5)后通过直槽区的鳍形调姿板(7)进行调整姿态后,玉米果穗呈直列式姿态通过姿态维持装置(8)被导流至输送调距系统;
所述的输送调距系统包括主动辊(9)、从动辊(10)、输送带(11)和驱动电机(13),位于输送带(11)下方的驱动电机(13)与主动轴(9)通过联轴器连接,驱动电机(13)驱动主动辊(9)运动时带动输送带(11)运动,输送带(11)用于输送姿态维持装置(8)导流的玉米果穗,输送带(11)下方设置有输送带托架(12),输送带托架(12)通过螺栓与后支架(2)连接;
所述的智能影像识别系统包括光谱检测仪(14)、触屏控制面板(15)和配电柜(16),光谱检测仪(14)设在输送带(11)的斜上方和下方,触屏控制面板(15)和配电柜(16)分别设在斜上方的光谱检测仪(14)两侧,光谱检测仪(14)和触屏控制面板(15)与配电柜(16)电性连接,光谱检测仪(14)将检测到的信号以电信号的形式传送到配电柜(16),配电柜(16)通过接收光谱检测仪(14)的信号来控制分选系统的运行,触屏控制面板(15)通过人为调节数据来控制光谱检测仪(14)检测信号的范围和控制分选系统运行过程中暂停的间隔时间;
所述的分选系统包括拨料板(17)、气缸(18)、固定装置(19)和导流板(20),固定装置(19)位于输送带(11)输出端的下方并通过螺栓与前支架(1)连接,与输送带(11)槽型结构相匹配的导流板(20)和拨料板(17)均安装在固定装置(19)上并且三者构成一个供玉米果穗通过的通道,拨料板(17)由气缸(18)驱动完成拨料动作,气缸(18)一端与拨料板(17)连接,另一端与固定装置(19)连接,拨料板(17)设有三个档位,并可将分选后的玉米果穗拨至位于导流板(20)下方的分流料口系统;
所述的分流料口系统包括好穗出料口(21)、杂穗出料口(22)和带皮果穗出料口(23),好穗出料口(21)、杂穗出料口(22)和带皮果穗出料口(23)均与前支架(1)通过螺栓连接,拨料板(17)的三个档位可将玉米果穗分别拨至好穗出料口(21)、杂穗出料口(22)和带皮果穗出料口(23)。
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