CN112098410A - 一种菠萝水心病评级装备与评级方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种菠萝水心病评级装备与评级方法。该评级装备设置包括菠萝果肉分切模块、视觉检测模块以及评级系统模块，可对菠萝果实进行沿不同剖切线的多次分切，从而可对沿不同的纵向中线剖开菠萝果实的多个剖面进行视觉检视，减少漏判，并由评级系统模块自动计算出等级结果，评判工作不掺杂人为主观因素，可实现菠萝水心病快速、高效的评级，评判结果稳定，精准性高。本发明的评级方法基于所述的菠萝水心病评级装备，采取多次剖切的检视方式，减少漏判误差，并结合视觉检测，对菠萝水心病进行评级，评级过程全自动化，评级工作快速、高效，且评级结果精准性高。

Description

一种菠萝水心病评级装备与评级方法

技术领域

本发明涉及菠萝水心病评级技术领域，具体涉及一种菠萝水心病评级装备与评级方法。

背景技术

菠萝属凤梨科、凤梨属，原产南美洲的巴西巴拉圭，在热带和亚热带地区均有分布。菠萝在热带水果生产和贸易中的地位仅次于香蕉和芒果。世界上大约有60多个国家和地区生产菠萝。菠萝是中国最具特色和竞争优势的热带水果之一。然而，菠萝采后贮运期间很容易发生水心病，变成水心菠萝。菠萝水心病是一种生理性病害，是给菠萝贮运期间造成严重损失的因素。然而，目前尚缺乏一种有效的菠萝水心病识别方法。目前已有的对苹果等进行果实水心病评级方法均是将果实纵切两半(大径方向中线剖开)，进行人为主观的肉眼观察，得出评级结果。

参照目前的果实水心病识别方法，将菠萝纵向切两半，根据病变面积进行识别，尚存在以下缺陷：第一，将菠萝只沿纵向(大径方向)中线剖开，只能局限于观察到剖开的两面上的水心情况，但水心严重部分可能在切开的剖面上，也有可能在未剖开的果实内部。第二，肉眼观察，并且以人为的主观认识评判水心面积，往往会掺杂人为主观因素，导致的判别结果不确定性，进而容易发生误判、混入误差、方法不稳定等缺陷，不能精准地对菠萝水心病进行判断和评级。

另外，目前的果实水心病评级方法以人工操作为主，不仅评判精准性差，而且评判工作效率低，不利于大规模、快速的水心病评判，无法满足产量极大的菠萝的生产需求。

发明内容

为了解决现有技术中的菠萝水心病评级方法存在人为的主观评级精准性差、评判工作效率低，无法满足生产需求的问题，本发明提供了一种菠萝水心病评级装备。该评级装备为智能装备，可实现菠萝水心病快速、高效的评级，且评级结果精准性高。

本发明的目的还在于提供一种菠萝水心病评级方法，该评级方法基于上述的菠萝水心病评级装备，采取多次剖切的检视方式，并结合视觉检测，对菠萝水心病进行评级，评级过程全自动化，评级工作快速、高效，且评级结果精准性高。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种菠萝水心病评级装备，包括：

菠萝果肉分切模块，所述菠萝果肉分切模块包括分切托盘以及分切刀；所述分切托盘用于盛载菠萝，且所述分切托盘可旋转；所述分切刀可对置于所述分切托盘上的菠萝进行沿纵向分切；

夹持模块，所述夹持模块可对所述分切托盘上分切后的菠萝果实进行夹持分离或合拢；

视觉检测模块以及评级系统模块，所述视觉检测模块可对所述菠萝果肉分切模块分切后的菠萝果肉片的果肉表面信息进行摄取；所述评级系统模块与所述视觉检测模块连接，可对所述视觉检测模块摄取的信息进行分析计算并给出菠萝水心病等级。

在优选的实施例中，所述分切托盘上装有夹持器。

在优选的实施例中，所述分切托盘的上方设置有顶部转盘；所述顶部转盘可水平移动至与所述分切托盘对应，所述顶部转盘可伸缩向下移动靠近所述分切托盘并与所述分切托盘一起夹紧菠萝；且所述顶部转盘可旋转。

在更优选的实施例中，所述顶部转盘上装有夹持器。

在更进一步优选的实施例中，所述夹持器均为柔性夹持器，包括两个成对设置的夹爪，且成对设置的两个所述夹爪可伸缩进行相互合拢或分离。

在优选的实施例中，所述分切刀设置在所述分切托盘的上方，并可水平移动至与所述分切托盘对应；且所述分切刀可伸缩向下移动靠近所述分切托盘，以对置于所述分切托盘上的菠萝进行沿纵向分切。

在优选的实施例中，所述夹持模块包括沿所述分切托盘对称设置的两个可伸缩夹持机械手；两个的所述可伸缩夹持机械手可伸缩相互远离或靠拢，在相互远离或靠拢时可对所述分切托盘上分切后的两半菠萝果实进行夹持分离或合拢；且两个所述可伸缩夹持机械手均可沿所述菠萝果肉分切模块的进料端侧至出料端侧的轴向进行水平移动。

在更优选的实施例中，两个的所述可伸缩夹持机械手分别设置在水平滑轨；所述水平滑轨的长度方向沿所述菠萝果肉分切模块的进料端侧至出料端侧的轴向。

在优选的实施例中，所述视觉检测模块包括视觉检测相机；所述视觉检测相机与所述评级系统模块连接，拍摄的信息可直接传输至所述评级系统模块。

在更优选的实施例中，所述视觉检测相机包括相机Ⅰ和相机Ⅱ；所述相机Ⅰ和所述相机Ⅱ均设置在所述分切托盘的上方，并可水平移动至与所述分切托盘对应；且所述相机Ⅰ和所述相机Ⅱ均可伸缩向下移动靠近所述分切托盘，并可沿所述分切刀的两面，对所述分切托盘上分切后的两侧菠萝果肉片的果肉表面信息分别进行摄取。

在更进一步优选的实施例中，所述视觉检测相机还包括相机Ⅲ，所述相机Ⅲ用于摄取菠萝的尺寸大小及位置信息。工作时，由相机Ⅲ对待评级的菠萝果实的尺寸大小及位置信息进行拍摄摄取，并将拍摄摄取的信息传输至评级系统模块，从而在反馈机制下实现各模块的分切、转移、检视的精准协同作业。相应的，在评级系统模块上具有对各模块实现反馈控制的芯片。

在优选的实施例中，所述评级系统模块包括上位机；所述上位机内具有菠萝水心病评级算法。

在更优选的实施例中，所述菠萝水心病评级算法包括：

记菠萝单次切开后拍摄的果肉总面积为A_n，菠萝单次切开后拍摄的水心程度总面积B_m，计算B_m/A_n*100％的值；其中，n、m均为1、2、3······的自然数；

单个菠萝多次分切后，比较B₁/A₁*100％、B₂/A₂*100％、B₃/A₃*100％······之间的大小，取其中最大值；并将所取最大值代入对照预先设定的评级等级，给出菠萝的水心病等级。

在优选的实施例中，所述菠萝果肉分切模块的进料端侧设置有上料传送模块；所述上料传送模块包括传送皮带，以及设置在所述传送皮带表面上的硅胶托盘。

在优选的实施例中，所述菠萝果肉分切模块的进料端侧还设置有菠萝果叶预切模块，可对进入所述菠萝果肉分切模块前的菠萝进行果实与果叶的预切分离；

所述菠萝果叶预切模块包括预切刀架、预切刀盘和预切电机；所述预切电机以及所述预切刀盘均安装在所述预切刀架上，所述预切电机与所述预切刀盘连接。

在更优选的实施例中，还设置有果叶出料槽，用于承接下料所述菠萝果叶预切模块预切分离的菠萝果叶，预切分离的菠萝果叶直接掉落至果叶出料槽上进行下料。

在优选的实施例中，所述菠萝果肉分切模块的出料端侧设置有分切果肉出料槽，在所述分切托盘上分切、并在所述分切托盘上完成视觉检测后的切片果肉转移至所述分切果肉出料槽下落出料。

一种菠萝水心病评级方法，基于上述任一项所述的菠萝水心病评级装备，包括如下步骤：

S1、将菠萝进行果实与果叶预切分离，把果实与果叶分开；

S2、将预切分离的菠萝果实转移至所述分切托盘上；

S3、由所述分切刀对所述分切托盘上的菠萝果实沿纵向分切为两半，并将分切的两半菠萝果实分离开，使视觉检测模块可对两半菠萝果实的剖面进行摄取信息；

S4、由所述视觉检测模块摄取两半菠萝果实的剖面信息，并将摄取的信息传输至所述评级系统模块；

S5、再将分切的两半菠萝果实合拢，基于所述分切托盘的旋转带动菠萝果实旋转，使在前的剖切线与所述分切刀产生偏角，停止旋转；

S6、重复步骤S3～S5，对菠萝果实完成多刀分切，并对每次分切的两半菠萝果实的剖面信息均进行摄取，且摄取的信息均传输至所述评级系统模块；

S7、由所述评级系统模块计算菠萝单次切开后拍摄的水心程度总面积占果肉总面积的百分比，得出每次切开后拍摄的水心程度总面积占果肉总面积的百分比，并取其中的最大值；

S8、根据S7中计算的最大值结果，对照预先设定的评级等级，给出菠萝的水心病等级。

在优选的实施例中，对菠萝果实完成沿不同角度的多刀分切，包括：

在初始剖切线的0°分切，以及沿相对所述初始剖切线顺时针或逆时针偏转45°、90°、135°、180°角度剖切线的分切。

在优选的实施例中，所述预先设定的评级等级，包括：

0级：无水心；

1级：轻度水心，菠萝的水心程度面积占果肉总面积小于等于20％；

2级：重度水心，菠萝的水心程度面积占果肉总面积大于20％。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明的菠萝水心病评级装备，设置有菠萝果肉分切模块，其中的分切托盘可同步带动置于其上的菠萝果实进行旋转，而配合的分切刀可对旋转停止后的菠萝果实进行沿不同剖切线的多次分切，从而可沿不同的纵向中线剖开菠萝果实以从菠萝果实的多个分切剖面进行检视，减少漏判；同时，设置视觉检测模块，由视觉检测模块对剖开后的菠萝果实水心情况进行信息摄取，并将摄取信息传输至评级系统模块自动计算出等级结果，评判工作不掺杂人为主观因素，评判结果稳定，精准性高。

而且，该评级装备为智能装备，菠萝果肉分切模块、视觉检测模块以及评级系统模块均为智能自动化模块，可实现菠萝水心病快速、高效的评级。另外，在菠萝上料以及转移过程中，分别采用设置的自动化上料传送模块以及夹持模块，使评级全程无需人为参与，进一步提高评级精准性和工作效率。

本发明的评级方法基于所述的菠萝水心病评级装备，采取多次剖切的检视方式，减少漏判误差，并结合视觉检测，对菠萝水心病进行评级，评级过程全自动化，评级工作快速、高效，且评级结果精准性高。

附图说明

图1为具体实施例中本发明的菠萝水心病评级装备的整体结构示意图；

图2～图5为具体实施例中本发明的菠萝水心病评级装备沿不同视角的内部结构示意图；

图6为具体实施例中本发明的菠萝水心病评级方法的操作流程图；

图7a～图7c为不同水心等级的菠萝的剖开视图；

附图标注：100-箱体，200-支架Ⅰ，300-支架Ⅱ，400-评级仓隔板，500-电控箱，1-上料传送模块，101-传送皮带，102-传送带驱动电机，103-传送带固定板，104-硅胶托盘，2-菠萝果叶预切模块，201-预切刀架，202-预切电机，203-预切刀盘，3-果叶出料槽，4-夹持模块，401-可伸缩夹持机械手，402-水平滑轨，403-水平滑块，404-水平滑块驱动电机，5-菠萝果肉分切模块，501-分切托盘，502-顶部转盘，503-夹持器，504-托盘驱动电机，505-伸缩杆Ⅰ，506-电机Ⅰ，507-分切刀，508-伸缩杆Ⅱ，509-电机Ⅱ，6-顶部滑轨，7-视觉检测模块，701-相机Ⅰ，702-相机Ⅱ，703-相机Ⅲ，704-相机固定板，705-伸缩杆Ⅲ，706-电机Ⅲ，8-评级系统模块，801-人机显示上位机，9-分切果肉出料槽，10-龙门架，11-电缆线。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。具体的实施例描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，以及术语“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”等，仅用于区分描述，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

本实施例的菠萝水心病评级装备，参见图1～图5所示，包括菠萝果肉分切模块5、视觉检测模块7和评级系统模块8。菠萝果肉分切模块5可将菠萝果实进行多次分切，视觉检测模块7可对菠萝果肉分切模块5分切后的菠萝果肉表面信息进行拍摄的视觉检测；而评级系统模块8与所述视觉检测模块7连接，且评级系统模块8可接收传输自视觉检测模块7的拍摄检测信息，并进行分析计算、给出评级等级。

另外，还包括夹持模块4。夹持模块4可对菠萝果肉分切模块5分切后的菠萝果实进行夹持分离或合拢，从而方便视觉检测模块7对分切后的菠萝果肉表面信息进行拍摄的视觉检测。

其中，菠萝果肉分切模块5和视觉检测模块7均设置在由箱体100包围形成的评级检测仓内，评级检测仓由支架Ⅰ200支撑，支架Ⅰ200的上表面即为评级检测工作台面。而且，在评级检测仓的进料端侧设置有评级仓隔板400，评级仓隔板400上开设有可容纳果叶分切后的菠萝果实进料、并连通评级检测仓的输送进料口。此外，在支架Ⅰ200的底部设置有电控箱500，电控箱500内置有功能PCB板，并与各模块电路连接，且电控箱500上具有控制开关，可对各模块实现电路控制。

菠萝果肉分切模块5包括分切托盘501以及分切刀507，分切刀盘501设置在评级检测工作台面的中间部位，用于盛载菠萝果实，所述分切刀507可对置于分切托盘501上的菠萝进行沿纵向分切。

优选的，所述分切刀507设置在所述分切托盘501的上方，并可水平移动至与所述分切托盘501对应；且所述分切刀507可伸缩向下移动靠近所述分切托盘501，以对置于所述分切托盘501上的菠萝进行分切。在本实施例中，在评级检测仓的内顶部安装有顶部滑轨6，顶部滑轨6为直线水平滑轨，一端固定安装在评级仓隔板400上，且顶部滑轨6的长度轴向与分切托盘501的中心位于同一平面内。在顶部滑轨6上滑动安装有伸缩杆Ⅱ508，伸缩杆Ⅱ508的背离顶部滑轨6的端部上设置有切刀固定板，分切刀507安装在切刀固定板上并由安装在切刀固定板上的切刀驱动电机驱动运转，使分切刀507与分切托盘501的中心位于同一平面内，伸缩杆Ⅱ508设置在顶部滑轨6上的一端通过安装在顶部滑轨6上的电机Ⅱ509驱动可实现自由滑动。在对分切托盘501上的菠萝果实进行分切时，由电机Ⅱ509驱动分切刀507移动至对应于分切托盘501的中心上方，再由伸缩杆Ⅱ508伸缩驱使分切刀507下降靠近分切托盘501上的菠萝果实，切刀驱动电机再驱使分切刀507对菠萝果实进行分切。

而且，所述分切托盘501可自由旋转。如此，在对分切托盘501上的菠萝果实完成一次分切，且视觉检测模块7对该次分切的两半菠萝果实的果肉表面信息完成视觉检测后，两半菠萝果实合拢，由分切托盘501旋转带动合拢的两半菠萝果实同步旋转，使在前完成分切的剖切线与分切刀507所在平面发生偏转，并在旋转达到设定偏转角度后，由分切刀507沿新的剖切角度对菠萝果实再次分切，从而可沿不同的纵向中线剖开菠萝果实以对菠萝果实的多个分切剖面进行检视。

可选的，在支架Ⅰ200的底部设置有托盘驱动电机504，托盘驱动电机504的输出端与分切托盘501传动连接，可驱动分切托盘501旋转。

在所述分切托盘501上还装有柔性的夹持器503。夹持器503包括两个成对设置的夹爪，夹爪的夹持部呈与菠萝外形相适应的圆弧形，且成对设置的两个所述夹爪可由气缸驱动伸缩进行相互合拢或分离，以对分切托盘501上的菠萝果实进行夹紧，防止旋转过程中菠萝果实发生掉落或相对分切托盘501的偏移。

进一步优选的，在所述分切托盘501的上方设置有顶部转盘502，而且所述顶部转盘502可旋转。所述顶部转盘502可水平移动至与所述分切托盘501对应，且所述顶部转盘502可伸缩向下移动靠近所述分切托盘501并与所述分切托盘501一起夹紧菠萝。在对菠萝果实进行多次分切的旋转过程中，顶部转盘502与分切托盘501共同夹紧菠萝果实，并同步带动菠萝果实旋转达到相应的偏转角度，防止菠萝果实因较高的重心而发生旋转甩脱。

可选的，在顶部滑轨6上滑动安装有伸缩杆Ⅰ505，伸缩杆Ⅰ505的背离顶部滑轨6的端部上设置有转盘驱动电机固定板，转盘驱动电机固定板上安装有转盘驱动电机，转盘驱动电机的输出端传动连接顶部转盘502，伸缩杆Ⅰ505设置在顶部滑轨6上的一端通过安装在顶部滑轨6上的电机Ⅰ506驱动可实现自由滑动，使顶部转盘502可移动至与分切托盘501的中心对应的位置处。在对分切托盘501上的菠萝果实进行夹紧旋转时，由电机Ⅰ506驱动顶部转盘502移动至对应于分切托盘501的中心上方，再由伸缩杆Ⅰ505伸缩使顶部转盘502下降靠近分切托盘501上的菠萝果实并与分切托盘501夹紧菠萝果实，驱动分切托盘501与顶部转盘502同步旋转，从而带动菠萝果实旋转。

此外，在所述顶部转盘502上装有柔性的夹持器503，以对分切托盘501上的菠萝果实进一步夹紧，防止菠萝果实相对顶部转盘502不同步旋转或者在旋转过程中发生相对顶部转盘502的偏移。

在本实施例中，夹持模块4包括沿分切托盘501对称设置的两个可伸缩夹持机械手401，两个可伸缩夹持机械手401的对称轴向与顶部滑轨6位于同一平面。两个可伸缩夹持机械手401均为柔性夹持机械手，并具有与夹持部连接的伸缩臂，且可伸缩夹持机械手401的夹持部呈与菠萝的外形相适应的圆弧形。

而且，两个的所述可伸缩夹持机械手401可伸缩相互远离或靠拢，在分切托盘501上的菠萝果实分切成两半后，可由两个的所述可伸缩夹持机械手401分别夹持一半菠萝果实，从而在相互远离时可对所述分切托盘501上分切后的两半菠萝果实进行夹持分离，方便视觉检测模块7进行拍摄检测。而在需要进行多次分切时，先由两个的所述可伸缩夹持机械手401分别夹持一半菠萝果实并进行相互靠近，从而使分切后的两半菠萝果实进行合拢，再由分切托盘501和顶部转盘502从上下两侧对切片的菠萝果实进行夹紧后，两个可伸缩夹持机械手401松开并收缩相互分离，脱离接触菠萝果实，由分切托盘501和顶部转盘502夹紧并带动合拢的菠萝果实片整体同步旋转。

并且，在进行多次分切的旋转过程中，菠萝果实被带动旋转到位后，分切托盘501与顶部转盘502上的夹持器可松开菠萝果实，此时由两个可伸缩夹持机械手401夹紧菠萝果实，而分切托盘501与顶部转盘502则可旋转回复至零位，并从零位开始进行下一次的偏角旋转。

进一步的，两个所述可伸缩夹持机械手401均可沿所述菠萝果肉分切模块的进料端侧至出料端侧的轴向进行水平移动，即沿与顶部滑轨6轴向平行的前后方向自由移动。如此，在待分切的菠萝果实传送至靠近菠萝果肉分切模块5的进料端侧时，则可由两个可伸缩夹持机械手401夹紧并沿前后水平方向移动上料至分切托盘501上进行分切，分切、检测完成后，可由两个可伸缩夹持机械手401夹紧并沿前后水平方向移动至下料端侧进行下料。

优选的，两个的可伸缩夹持机械手401分别设置在水平滑轨402，两个水平滑轨402设置在支架Ⅰ200并分布在分切托盘501的左右两侧，水平滑轨402的长度方向沿所述菠萝果肉分切模块5的进料端侧至出料端侧的轴向，即水平滑轨402与顶部滑轨6轴向平行。水平滑轨402上设置有可自由滑行的水平滑块403，且水平滑块403由水平滑块驱动电机404驱动可自由滑动，可伸缩夹持机械手401连接安装在水平滑块403上，在水平滑块驱动电机404的驱动下可实现沿与顶部滑轨6轴向平行的前后方向的自由移动。

在本实施例中，所述视觉检测模块7包括视觉检测相机；所述视觉检测相机通过电缆线11与所述评级系统模块8连接，拍摄的信息可直接传输至所述评级系统模块8。而所述评级系统模块8包括人机显示上位机801，所述人机显示上位机801内具有菠萝水心病评级算法，可对接收自视觉检测模块7的视觉检测信息进行分析计算，并以人机显示的方式给出评级等级。

优选的，人机显示上位机801内内置的菠萝水心病评级算法包括：记菠萝单次切开后拍摄的果肉总面积为A_n，菠萝单次切开后拍摄的水心程度总面积B_m，计算B_m/A_n*100％的值；其中，n、m均为1、2、3······的自然数；单个菠萝多次分切后，比较B₁/A₁*100％、B₂/A₂*100％、B₃/A₃*100％······之间的大小，取其中最大值；并将所取最大值代入对照预先设定的评级等级，给出菠萝的水心病等级。

所述视觉检测相机7包括相机Ⅰ701和相机Ⅱ702；所述相机Ⅰ701和所述相机Ⅱ702均设置在所述分切托盘501的上方，并可水平移动至与所述分切托盘501对应；且所述相机Ⅰ701和所述相机Ⅱ702均可伸缩向下移动靠近所述分切托盘501，并可沿所述分切刀507的两面，对所述分切托盘501上分切后的两侧菠萝果肉片的果肉表面信息分别进行摄取。

可选的，在顶部滑轨6上滑动安装有伸缩杆Ⅲ705，伸缩杆Ⅲ705的背离顶部滑轨6的端部上设置有相机固定板704，相机Ⅰ701和所述相机Ⅱ702沿分切刀507的两面相背的设置在相机固定板704上，伸缩杆Ⅲ705设置在顶部滑轨6上的一端通过安装在顶部滑轨6上的电机Ⅲ706驱动可实现自由滑动。在对分切托盘501上分切的菠萝果实进行视觉检测时，两个的可伸缩夹持机械手401将分切的两半菠萝果实拉开后，由电机Ⅲ706驱动相机固定板704移动至对应于分切托盘501的中心上方，再由伸缩杆Ⅲ705伸缩使相机固定板704下降至对应菠萝果实的分切面处，由相机固定板704上的相机Ⅰ701和相机Ⅱ702分别对左右两侧的两半菠萝果肉的剖切表面进行拍摄。

此外，视觉检测相机还包括相机Ⅲ703，所述相机Ⅲ703用于监测摄取菠萝果实的尺寸大小及位置信息。其中，相机Ⅲ703安装在评级检测仓内部，且镜头朝向分切托盘501，以全面、精确地视觉摄取菠萝果实的尺寸大小及位置信息。工作时，由相机Ⅲ703对待评级的菠萝果实的尺寸大小及位置信息进行拍摄摄取，并将拍摄摄取的信息传输至评级系统模块8的人机显示上位机801，对菠萝果实进行精准定位，从而在反馈机制下实现包括菠萝果肉分切模块5、夹持模块4、视觉检测模块7等各模块的分切、转移、检视的精准协同作业。相应的，在评级系统模块8的人机显示上位机801内还具有对包括菠萝果肉分切模块5、夹持模块4、视觉检测模块7等各模块实现反馈控制的芯片。

另外，作为优选的，在所述菠萝果肉分切模块5的进料端侧设置有上料传送模块1，上料传送模块1的一端位于箱体100外，另一端连通至箱体100内并与支架Ⅰ200的进料端侧衔接。

可选的，所述上料传送模块1包括传送皮带101，以及设置在所述传送皮带101表面上的硅胶托盘104。其中，传送皮带101通过传送带固定板103设置在支架Ⅱ300上，并由传送带驱动电机102驱动进行传送转动，支架Ⅱ300的一端由评级仓隔板400上的输送进料口衔接连通衔接至箱体100内的支架Ⅰ200工作台面，支架Ⅱ300的与支架Ⅰ200的衔接处即为上料取料工位，硅胶托盘104固定设置在传送皮带101上并可随传送皮带101进行稳定的同步传送。在本实施例中，由上料传送模块1传送的菠萝果实进入至箱体100内的上料取料工位后，可由夹持模块4夹持转移至分切托盘501上进行分切。采用上料传送模块1进行自动化传送上料，减少人为参与评级操作，提高评级工作效率。

进一步的，在所述菠萝果肉分切模块5的进料端侧还设置有菠萝果叶预切模块2，可对进入所述菠萝果肉分切模块5前的菠萝进行果实与果叶的预切分离。预切刀架201位于评级仓隔板400的输送进料口进口端处，并架设在上料传送模块1上。在本实施例中，所述菠萝果叶预切模块2包括预切刀架201、预切刀盘203和预切电机202，其中，所述预切电机202以及所述预切刀盘203均安装在所述预切刀架201上，所述预切电机202与所述预切刀盘203连接，在预切刀盘203上装载有圆形预切刀。如此，在进行评级操作时，可直接将带果叶的菠萝放置在上料传送模块1的硅胶托盘104上进行上料传送，并在上料传送模块1上料传送过程中经过评级仓隔板400的输送进料口时，由菠萝果叶预切模块2对菠萝果叶进行预切，使果叶与果实分离，进一步减少人为参与，更有利于提高评级工作效率。

而且，还设置有果叶出料槽3，用于承接下料所述菠萝果叶预切模块2预切分离的菠萝果叶，预切分离的菠萝果叶直接掉落至果叶出料槽3上进行下料。本实施例中，果叶出料槽3呈倾斜向下的料槽，且设置在上料传送模块1的一侧传送带固定板103上，并位于菠萝果叶预切模块2的进料端侧。

可选的，在所述菠萝果肉分切模块5的出料端侧设置有分切果肉出料槽9，在所述分切托盘501上分切、并在所述分切托盘501上完成视觉检测后的切片果肉转移至所述分切果肉出料槽9下落出料。在本实施例中，分切果肉出料槽9呈倾斜向下的料槽，且设置在支架Ⅰ200的出料端侧，并且，在分切托盘501上完成分切、视觉检测后的菠萝果肉切片可由夹持模块4夹持转移至分切果肉出料槽9进行下料。

另外，在本实施例中，在分切果肉出料槽9上方架设有龙门架10，相机Ⅲ703安装在龙门架10的中间位置上，并且相机Ⅲ703的镜头正对朝向分切托盘501，以对菠萝果实的尺寸大小和位置信息进行全面、精准的视觉检测。

实施例2

采用实施例1的评级设备进行菠萝水心病评级，参见图6所示，包括如下步骤：

S1、启动电控箱500上的开关，装备开始工作；

S2、人工将带果叶的菠萝果实放置在上料传送模块1的硅胶托盘104上，由传送带驱动电机102带动传送皮带101转动，对菠萝果实进行上料传送；

S3、在菠萝果实传送经过评级仓隔板400上的输送进料口时，由菠萝果叶预切模块2将菠萝进行果实与果叶预切分离，把果实与果叶分开，分离果叶后的菠萝果实继续传送至箱体100内的上料取料工位处；

相机Ⅲ703实时摄取菠萝果实的尺寸大小和位置信息，且摄取的信息实时传输至评级系统模块8；菠萝果肉分切模块5的分切刀507的分切动作、夹持模块4的可伸缩夹持机械手401的夹持动作以及视觉检测模块7的相机Ⅰ701和相机Ⅱ702的到位进行视觉检测等，均根据相机Ⅲ703摄取反馈的定位信息进行；

S4、由夹持模块4夹持及水平滑动，将预切分离并传送至箱体100内的上料取料工位处的菠萝果实转移至所述分切托盘501上，由分切托盘501上的夹持器503夹紧菠萝果实；

S5、驱动分切刀507移动至分切托盘501的上方，并控制分切刀507下落，对分切托盘501上的菠萝果实沿纵向分切为两半；

S6、由夹持模块4的两个可伸缩夹持机械手401分别夹持分切的两半菠萝果实，两个可伸缩夹持机械手401收缩相互分离，将分切的两半菠萝果实分离开；

S7、驱动相机固定板704带动相机Ⅰ701和相机Ⅱ702下降至对应菠萝果实的分切面处，由相机Ⅰ701和相机Ⅱ702分别对分切的两半菠萝果实的剖面进行拍摄，并将拍摄的信息传输至评级系统模块8的人机显示上位机801内存储；拍摄检测完毕后，伸缩杆Ⅲ705回缩，带动相机固定板704上升；

S8、两个可伸缩夹持机械手401伸出相互合拢，将分切的两半菠萝果实合拢；驱动顶部转盘502移动下压并与分切托盘501一起分别从上下将菠萝果实夹紧，且顶部转盘502和分切托盘501上的夹持器503工作，分别对菠萝的顶部和底部进行定位夹紧；

S9、驱动顶部转盘502和分切托盘501同步旋转，带动菠萝果实旋转，使在前的剖切线与分切刀507产生偏转角，停止旋转；

S10、重复S5～S9，对菠萝果实完成沿多个不同的角度多刀分切，并对每次分切的两半菠萝果实的剖面信息均进行摄取，且摄取的信息均传输至所述评级系统模块8上存储；

可选的，在顶部转盘502和分切托盘501同步旋转带动菠萝果实完成一次角度偏转后，旋转到位的菠萝果实由夹持模块4的两个可伸缩夹持机械手401夹紧，顶部转盘502和分切托盘501上的夹持器503均松开，顶部转盘502和分切托盘501旋转回到0°位置，并在进行下一角度偏转时由0°位置开始再带动菠萝果实同步旋转设定的偏转角度。

在本实施例中，对菠萝果实完成沿不同角度的多刀分切，包括：在初始剖切线的0°分切，以及沿相对所述初始剖切线顺时针偏转45°、90°、135°、180°角度剖切线的分切。且具体的，在菠萝果实由顶部转盘502和分切托盘501带动同步旋转45°后，夹持模块4的两个可伸缩夹持机械手401夹紧旋转45°后的菠萝果实，顶部转盘502和分切托盘501上的夹持器503均松开，顶部转盘502和分切托盘501旋转回到0°位置，并在进行下一角度偏转时由0°位置开始再带动菠萝果实同步旋转45°；如此，完成对菠萝在0°、45°、90°、135°、180°等5个角度的5次分切。

S11、由所述评级系统模块8内置的菠萝水心病评级算法计算菠萝单次切开后拍摄的水心程度总面积占果肉总面积的百分比，得出每次切开后拍摄的水心程度总面积占果肉总面积的百分比，在本实施例的5次分切中分别记为D1、D2、D3、D4、D5，并取其中的最大值；

S12、根据S11中计算的最大值结果，对照预先设定的评级等级，给出菠萝的水心病等级，并直接在人机显示机801上显示出。

在本实施例中，所述预先设定的评级等级，包括：

0级：参见图7a所示，无水心；

1级：参见图7b所示，轻度水心，菠萝的水心程度面积占果肉总面积小于等于20％；

2级：参见图7c所示，重度水心，菠萝的水心程度面积占果肉总面积大于20％。

由以上的菠萝水心病评级方法进行菠萝水心病评级，采用多次剖切，减少漏判误差，并结合视觉检测，对菠萝水心病进行评级，评级过程全自动化，评级工作快速、高效，且评级结果精准性高，更好的为菠萝水心病生理性病害研究者、无损检测研究者提供精确的理论和实际信息。

以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理上所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，包括：

菠萝果肉分切模块，所述菠萝果肉分切模块包括分切托盘以及分切刀；所述分切托盘用于盛载菠萝，且所述分切托盘可旋转；所述分切刀可对置于所述分切托盘上的菠萝进行沿纵向分切；

夹持模块，所述夹持模块可对所述分切托盘上分切后的菠萝果实进行夹持分离或合拢；

视觉检测模块以及评级系统模块，所述视觉检测模块可对所述菠萝果肉分切模块分切后的菠萝果肉片的果肉表面信息进行摄取；所述评级系统模块与所述视觉检测模块连接，可对所述视觉检测模块摄取的信息进行分析计算并给出菠萝水心病等级。

2.根据权利要求1所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述分切托盘上装有夹持器。

3.根据权利要求1所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述分切托盘的上方设置有顶部转盘；所述顶部转盘可水平移动至与所述分切托盘对应，所述顶部转盘可伸缩向下移动靠近所述分切托盘并与所述分切托盘一起夹紧菠萝；

且所述顶部转盘可旋转，所述顶部转盘上装有夹持器。

4.根据权利要求1所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述分切刀设置在所述分切托盘的上方，并可水平移动至与所述分切托盘对应；且所述分切刀可伸缩向下移动靠近所述分切托盘，以对置于所述分切托盘上的菠萝进行沿纵向分切。

5.根据权利要求1所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述夹持模块包括沿所述分切托盘对称设置的两个可伸缩夹持机械手；两个的所述可伸缩夹持机械手可伸缩相互远离或靠拢，在相互远离或靠拢时可对所述分切托盘上分切后的两半菠萝果实进行夹持分离或合拢；且两个所述可伸缩夹持机械手均可沿所述菠萝果肉分切模块的进料端侧至出料端侧的轴向进行水平移动。

6.根据权利要求1所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述视觉检测模块包括视觉检测相机；所述视觉检测相机与所述评级系统模块连接；

所述视觉检测相机包括相机Ⅰ和相机Ⅱ；所述相机Ⅰ和所述相机Ⅱ均设置在所述分切托盘的上方，并可水平移动至与所述分切托盘对应；且所述相机Ⅰ和所述相机Ⅱ均可伸缩向下移动靠近所述分切托盘，并可沿所述分切刀的两面，对所述分切托盘上分切后的两半菠萝果肉片的果肉表面信息分别进行摄取。

7.根据权利要求6所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述视觉检测相机还包括相机Ⅲ，用于摄取菠萝的尺寸大小及位置信息。

8.根据权利要求1所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述评级系统模块包括上位机；所述上位机内具有菠萝水心病评级算法。

9.根据权利要求1所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述菠萝果肉分切模块的进料端侧设置有上料传送模块；所述上料传送模块包括传送皮带，以及设置在所述传送皮带表面上的硅胶托盘。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种菠萝水心病评级装备，其特征在于，所述菠萝果肉分切模块的进料端侧还设置有菠萝果叶预切模块，可对进入所述菠萝果肉分切模块前的菠萝进行果实与果叶的预切分离；

所述菠萝果叶预切模块包括预切刀架、预切刀盘和预切电机；所述预切电机以及所述预切刀盘均安装在所述预切刀架上，所述预切电机与所述预切刀盘传动连接。

11.一种菠萝水心病评级方法，其特征在于，基于权利要求1～10任一项所述的菠萝水心病评级装备，包括如下步骤：

S1、将菠萝进行果实与果叶预切分离，把果实与果叶分开；

S2、将预切分离的菠萝果实转移至所述分切托盘上；

S3、由所述分切刀对所述分切托盘上的菠萝果实沿纵向分切为两半，并将分切的两半菠萝果实分离开，使视觉检测模块可对两半菠萝果实的剖面进行摄取信息；

S4、由所述视觉检测模块摄取两半菠萝果实的剖面信息，并将摄取的信息传输至所述评级系统模块；

S5、再将分切的两半菠萝果实合拢，基于所述分切托盘的旋转带动菠萝果实旋转，使在前的剖切线与所述分切刀产生偏角，停止旋转；

S6、重复步骤S3～S5，对菠萝果实完成沿不同角度的多刀分切，并对每次分切的两半菠萝果实的剖面信息均进行摄取，且摄取的信息均传输至所述评级系统模块；

S7、由所述评级系统模块计算菠萝单次切开后拍摄的水心程度总面积占果肉总面积的百分比，得出每次切开后拍摄的水心程度总面积占果肉总面积的百分比，并取其中的最大值；

S8、根据S7中计算的最大值结果，对照预先设定的评级等级，给出菠萝的水心病等级。

12.根据权利要求11所述的菠萝水心病评级方法，其特征在于，对菠萝果实完成多刀分切，包括：

在初始剖切线的0°分切，以及沿相对所述初始剖切线顺时针或逆时针偏转45°、90°、135°、180°角度剖切线的分切。

13.根据权利要求11所述的菠萝水心病评级方法，其特征在于，所述预先设定的评级等级，包括：

0级：无水心；

1级：轻度水心，菠萝的水心程度面积占果肉总面积小于等于20％；

2级：重度水心，菠萝的水心程度面积占果肉总面积大于20％。

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