CN113057212B - 死虾分拣装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种死虾分拣装置，属于水产养殖设备技术领域，包括供单个对虾依次通过的导向通道及其末端的收集筐，所述导向通道上设有死虾识别单元及分拣单元，所述死虾识别单元用于识别通过导向通道中的死虾，所述分拣单元用于将死虾拣出；所述死虾识别单元及分拣单元均与控制器相连。本发明通过导向通道引导对虾流入收集筐内，利用导向通道上的死虾识别单元来识别导向通道中的对虾；通过控制器控制分拣单元将死虾挑拣出来。利用本发明能够实现导向通道内死虾的自动检测及分拣，降低了工作人员的劳动强度，提高了死虾分拣的工作效率，适合对虾的大规模养殖。本发明同样适用于分拣鱼类或其它水产品。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖设备技术领域，尤其涉及一种死虾分拣装置。
背景技术
在对虾等水产经济动物养殖过程中，一般不会在收获前评估养殖池内的死虾数量，而是凭借养殖经验自由确定收获时机，并在收获时人工挑拣其中的死虾。这种粗放养殖方式完全依靠用户个人的养殖经验，缺乏数据支持，在养殖过程中难以实时掌握死亡对虾的情况，增加了养殖风险。另外，鉴于养殖规模也越来越大，在对虾收获期出虾数量巨大，人工挑拣死虾也存在人员需求多、劳动强度大、工作效率低的缺陷，这就增加了生产成本。因此，传统的分拣方式已经不适应大规模对虾养殖。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种死虾分拣装置，能够实现死虾的自动检测、分拣，极大降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率，适合大规模对虾养殖。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种死虾分拣装置，包括供单个对虾依次通过的导向通道及其末端的收集筐，所述导向通道上设有死虾识别单元及分拣单元，所述死虾识别单元用于识别通过导向通道中的死虾，所述分拣单元用于将死虾拣出；所述死虾识别单元及分拣单元均与控制器相连。
优选的，所述死虾识别单元包括用于获取对虾图像的图像采集设备，所述图像采集设备设置于导向通道的顶部和/或侧面。
优选的，所述图像采集设备为摄像头、摄像机或相机。
优选的，所述分拣单元包括挑拣机构和用于容纳死虾的收集容器，所述挑拣机构设置于导向通道的上方，所述收集容器设置于导向通道的一侧；所述死虾识别单元设置于挑拣机构前方的导向通道上；所述挑拣机构与控制器相连。
优选的，所述挑拣机构包括拨杆和伸缩部件，所述伸缩部件设置于导向通道的上方，所述伸缩部件的活动端与拨杆的上端固连，所述拨杆的下端设有用于将死虾弹出的弹片；所述导向通道的侧壁设有供死虾通过的通孔，所述收集容器为收纳死虾的网兜，所述网兜的开口端与通孔的四周侧壁相连，所述网兜设置于导向通道的外侧。
进一步的，所述导向通道的通孔处设有遮挡片，所述遮挡片的上端通过扭簧与导向通道的侧壁相连。
优选的，所述导向通道的出口端上方敞口或透明状，所述挑拣机构包括机械爪、升降杆、旋转臂和支撑柱，所述机械爪设置于导向通道的敞口段或透明段上方、且预留供机械爪抓取死虾出入的间隙，所述机械爪设有升降杆的下端，所述升降杆的上端与旋转臂的末端相连，所述旋转臂的另一端与支撑柱的顶部相连；所述收集容器为收纳筐，所述收纳筐及支撑柱均设置于导向通道的外侧。
优选的，所述导向通道与供对虾平铺通过的排虾通道相连，所述排虾通道内设有能够浸没对虾并驱使对虾流向收集筐的水流；所述导向通道为多个，多个导向通道均与排虾通道相连、且呈发散状设置于排虾通道的出口端，用于将排虾通道内的对虾分流至不同的导向通道。
优选的，所述排虾通道为供对虾平铺通过的扁平状通道，所述排虾通道倾斜设置，所述收集筐设置于排虾通道的低端处，所述收集筐设置于排虾通道的低端侧。
优选的，所述收集筐设置于水槽内，所述水槽底部的出水口与抽水组件相连，用于保持水槽内的水能够浸没收集筐内对虾；所述水槽底部的进气口与充氧器相连，用于向水槽内充氧。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过导向通道引导对虾流入收集筐内，利用导向通道上的死虾识别单元来识别导向通道中的对虾；通过控制器控制分拣单元将死虾挑拣出来。利用本发明能够实现导向通道内死虾的自动检测及分拣，降低了工作人员的劳动强度，提高了死虾分拣的工作效率，适合对虾的大规模养殖。本发明同样适用于分拣鱼类或其它水产品中不合格品。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一个实施例提供的死虾分拣装置的结构示意图(俯视图)；
图2是图1中死虾分拣装置的A-A断面图；
图3是本发明另一个实施例提供的死虾分拣装置的结构示意图(俯视图)
图4是本发明一个实施例中挑拣机构的结构示意图；
图5是图4中挑拣机构的右视图；
图6是本发明另一个实施例中挑拣机构的结构示意图；
图7是本发明实施例中死虾识别单元的死虾识别流程图；
图中：1-导向通道；2-收集筐；3-图像采集设备；4-收集容器；5-拔杆；6-伸缩部件；7-弹片；8-遮挡片；9-机械爪；10-升降杆；11-旋转臂；12-支撑柱；13-排虾通道；14-水槽；15-充氧器；16-扭簧；17-抽水泵；18-抽水管。
具体实施方式
下面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的一部分实施例，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。
如图1、2所示，本发明实施例提供的一种死虾分拣装置，包括供单个对虾依次通过的导向通道1及其末端的收集筐2，所述导向通道1上设有死虾识别单元及分拣单元，所述死虾识别单元用于识别通过导向通道1中的死虾，所述分拣单元用于将死虾拣出；所述死虾识别单元及分拣单元均与控制器相连。利用死虾识别单元来测量对虾是否为死虾，若是死虾则向控制器发出信号，控制器根据死虾识别单元的信号来控制分拣单元的动作将死虾挑拣出来，确保进入收集筐的对虾均为活虾，通过自动检测、分拣提高了对虾的分拣精度和效率，降低了工作人员的劳动强度，适合对虾的大规模养殖，同样适用于鱼类等水产品的养殖。
在本发明的一个具体实施例中，如图1-3所示，所述死虾识别单元包括用于获取对虾图像的图像采集设备3，所述图像采集设备3设置于导向通道1的顶部和/或侧面。其中，所述图像采集设备3为摄像头、摄像机或相机。利用图像采集设备能够识别导向通道中的死虾，并将检测结果传输到控制器内存储起来。其中，控制器与死虾识别单元采用有线或无线连接，可在控制器内预先设定好参数，当对虾图像与预设的模型比对不符合要求后，即可通过控制器向分拣单元发出动作指令，即可实现死虾的自动分拣，其余活虾正常排至收集筐内。
上述死虾识别单元的死虾识别流程如图7所示，死虾识别方法具体包括以下步骤：
步骤S101：获取导向通道的底部图像。
由于死亡的对虾会下沉，随着水流沿着导向通道流动过程中，图像采集设备可以采集到下沉在导向通道的死虾图像。
步骤S102：根据预设的机器学习模型识别导向通道底部图像中是否包含对虾个体。当根据预设的机器学习模型识别到导向通道底部图像中包含对虾个体时，执行步骤S103；当根据预设的机器学习模型识别到导向通道底部图像中不含对虾个体时，返回步骤S101即可。
步骤S103：分别获取导向通道底部图像中各个对虾个体的颜色。
步骤S104：判断任一对虾个体的颜色是否符合第一预设颜色。当任一对虾个体的颜色符合第一预设颜色时，执行步骤S105；当任一对虾个体的颜色不符合第一预设颜色时，执行步骤S106。
步骤S105：确定任一对虾个体为死虾。
死亡后的对虾随着时间流逝，其体色会逐渐由都半透明的青色转变为白色，进而再由白色转变为红色。在一具体实施方式中，可以将白色和红色均设为第一预设颜色。当识别到某一对虾个体的体色已经变为白色或红色，可以确定其为死虾。
步骤S106：提取任一对虾个体在边缘检测图像中的轮廓。
当识别到某一对虾个体的体色并未发生死亡后的颜色改变，可以进一步考察其体型是否完整。为此，可以采集该对虾个体在边缘检测图像中的轮廓。
步骤S107：判断轮廓是否完整。当轮廓不完整时，执行步骤S105；当轮廓完整时，执行步骤S108。
步骤S108：判断对虾个体的眼部是否完整。当对虾个体的眼部不完整时，执行步骤S105；当对虾个体的眼部完整时，返回步骤S101即可。
在一具体实施方式中，可以首先根据导向通道底部图像中提取对虾个体的影像或对虾个体的头部影像。当对虾个体的影像或对虾个体的头部影像中不包含第二预设颜色时，确定对虾个体的眼部不完整；当对虾个体的影像或对虾个体的头部影像中包含第二预设颜色时，提取具有第二预设颜色的区域。当该区域为圆形或类圆形区域时，确定对虾个体的眼部完整；当该区域并非圆形或类圆形区域时，确定对虾个体的眼部不完整。
由于对虾的眼球呈黑色或褐色，可以将第二预设颜色设置为黑色和褐色。如果对虾个体的影像或对虾个体的头部影像中不含任何黑色或褐色的像素，可以认为该对虾个体的眼部已经被其他活虾全部啃食，其眼部不完整。如果对虾个体的影像或对虾个体的头部影像中包含黑色或褐色像素，可以进一步从对虾个体影像或头部影像中提取出黑色和褐色像素组成的区域，该区域即对虾个体的眼部。对虾的眼部一般为圆形或椭圆形等类圆形的形状。如果黑色和褐色像素组成的区域并非圆形或类圆形区域，可以确定该对虾个体的眼部已经被养殖池内的活虾部分啃食，其眼部不完整。
对虾死亡后，在经过一段时间后才会呈现出体色的改变。单凭体色进行死虾识别，可能存在一定的时间滞后。如果对虾一旦死亡，养殖池内的其他活虾就会立即啃食其躯体。一般，对虾会首先啃食死虾的眼球，在全部啃食完死虾的眼球后，会对死虾的腿部及尾部进行啃食，造成死虾躯体的残缺。在死虾出现体色改变之前，其眼球及躯体可能已经遭到养殖池内其余活虾的啃食。为了尽早识别出导向通道底部图像中的死虾，除了体色以外，本申请实施例还分别对对虾个体的体型和眼部是否完整进行了检测。当对虾个体的体色、体型完整性或眼部完整性任一出现改变时，均可以确定该对虾个体已死亡。
采用上述死虾识别方法，利用机器视觉实时获取导向通道底部图像，通过图像处理技术识别其中的死亡对虾，进而监控排出导向通道中的对虾死亡数量。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本发明的一个具体实施例中，如图1、6所示，所述分拣单元包括挑拣机构和用于容纳死虾的收集容器4，所述挑拣机构设置于导向通道1的上方，所述收集容器4设置于导向通道1的一侧；所述死虾识别单元设置于挑拣机构前方的导向通道1上；所述挑拣机构与控制器相连。其中，以下为两种不同的挑拣死虾方式，分别通过弹出方式或抓取方式将死虾从导向通道中挑拣出来。
在本实用新型的一个具体实施例中，如图1-5所示，所述挑拣机构包括拨杆5和伸缩部件6，所述伸缩部件6设置于导向通道1的上方，所述伸缩部件6的活动端与拨杆5的上端固连，所述导向通道1的侧壁设有供死虾通过的通孔，所述拨杆5的下端设有用于将死虾从通孔处弹出的弹片7；所述收集容器4为收纳死虾的网兜，所述网兜的开口端与通孔的四周侧壁相连，所述网兜设置于导向通道1的外侧。其中，伸缩部件可选用电动推杆、气缸或液压缸，能够驱动拔杆沿垂直于导向通道的长度方向伸缩，利用弹片向朝向通孔的快速移动将死虾弹出导向通道，进而死虾从通孔处进入网兜内收集起来。
进一步优化上述技术方案，在通孔处安装遮挡片8，所述遮挡片8的上端通过扭簧与导向通道1的侧壁相连。借助遮挡片可避免健康的活虾从通孔处逃逸。
在本实用新型的一个具体实施例中，如图1、6所示，所述导向通道1的出口端上方敞口或透明状，所述挑拣机构包括机械爪9、升降杆10、旋转臂11和支撑柱12，所述机械爪9设置于导向通道1的敞口段或透明段上方、且预留供机械爪抓取死虾出入的间隙，所述机械爪9设有升降杆10的下端，所述升降杆10的上端与旋转臂11的末端相连，所述旋转臂11的另一端与支撑柱12的顶部相连；所述收集容器4为收纳筐，所述收纳筐及支撑柱12均设置于导向通道1的外侧。当死虾识别单元检测到死虾后，控制器控制旋转臂动作，将机械爪旋转至导向通道的上方并下降，伸入导向通道内抓住死虾后再上升、旋转，将死虾放至我处的收纳筐内。
在本实用新型的一个具体实施例中，如图3所示，所述导向通道1与供对虾平铺通过的排虾通道13相连，所述排虾通道13内设有能够浸没对虾并驱使对虾流向收集筐2的水流；所述导向通道1为多个，多个导向通道1均与排虾通道13相连、且呈发散状设置于排虾通道13的出口端，用于将排虾通道13内的对虾分流至不同的导向通道1。利用多个导向通道中的挑拣机构同时进行分拣死虾，能够极大提高对虾分拣的工作效率。
进一步优化上述技术方案，如图2所示，所述排虾通道13为供对虾平铺通过的扁平状通道，所述排虾通道13倾斜设置，所述导向通道1与排虾通道13的低端相连。排虾通道13内对虾随水流在重力作用下以平铺状态排至低端的导向通道1内，并从导向通道末端排虾口滑落至收集筐内。采用该结构可使对虾随水流输送至导向通道内，确保对虾在输送分拣过程中浸没在水中，防止对虾离水后弯曲，同时也减少了对虾在排虾过程中受到应激和机械损伤。
在本实用新型的一个具体实施例中，如图1-3所示，所述收集筐2设置于水槽14内，所述水槽14底部的出水口与抽水组件相连，用于保持水槽14内的水能够浸没收集筐2内对虾；所述水槽14底部的进气口与充氧器15相连，用于向水槽14内充氧。当导向通道为多个时，水槽14可设计为弧形槽，能够容纳多个收集筐2。其中，所述抽水组件包括抽水泵17和与之相连的抽水管18，所述抽水管18的进水口与水槽14底部出水口相连；所述抽水泵17与控制器相连。利用抽水组件能够使水槽内的水随进随出，始终处于流动状态；同时，利用充氧器可保持水槽内的水质和溶氧。另外，通过抽水组件可将水槽内的水与养殖池内的水连通实现循环。或将养殖池及水槽内的水与污水处理设备相连，实现水的循环利用。
综上所述，本发明具有结构简单紧凑、自动化程度高的优点，利用导向通道上的摄像头等图像采集设备能够准确地采集经过导向通道的对虾图像，与控制器中的模型比对判定是否为死虾；死虾利用挑拣机构将其挑出，健康对虾则随排虾通道内的水流经导向通道排至收集筐内；置于水槽中的收集筐能够防止对虾离水后弯曲，同时对虾随水进入收集筐，也能够减少应激和机械损伤。利用本发明能够实现死虾的快速分拣，快捷方便，工作效率高。
在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。
Claims (7)
1.一种死虾分拣装置，其特征在于：包括供单个对虾依次通过的导向通道及其末端的收集筐，所述导向通道上设有死虾识别单元及分拣单元，所述死虾识别单元用于识别通过导向通道中的死虾，所述分拣单元用于将死虾拣出；所述死虾识别单元及分拣单元均与控制器相连；所述分拣单元包括挑拣机构和用于容纳死虾的收集容器，所述挑拣机构设置于导向通道的上方，所述收集容器设置于导向通道的一侧；所述死虾识别单元设置于挑拣机构前方的导向通道上；所述挑拣机构与控制器相连；
所述挑拣机构包括拨杆和伸缩部件，所述伸缩部件设置于导向通道的上方，所述伸缩部件的活动端与拨杆的上端固连，所述拨杆的下端设有用于将死虾弹出的弹片，弹片为弧形板，且弹片的弧形槽朝向通孔方向；
所述导向通道的侧壁设有供死虾通过的通孔，所述收集容器为收纳死虾的网兜，所述网兜的开口端与通孔的四周侧壁相连，所述网兜设置于导向通道的外侧；伸缩部件选用电动推杆、气缸或液压缸，能够驱动拔杆沿垂直于导向通道的长度方向伸缩，利用弹片将死虾弹出导向通道，进而死虾从通孔处进入网兜内收集起来；
所述导向通道的通孔处设有遮挡片，所述遮挡片的上端通过扭簧与导向通道的侧壁相连；
死虾识别单元的死虾识别方法包括以下步骤：
步骤S101：获取导向通道的底部图像；
步骤S102：根据预设的机器学习模型识别导向通道底部图像中是否包含对虾个体，当根据预设的机器学习模型识别到导向通道底部图像中包含对虾个体时，执行步骤S103；当根据预设的机器学习模型识别到导向通道底部图像中不含对虾个体时，返回步骤S101；
步骤S103：分别获取导向通道底部图像中各个对虾个体的颜色；
步骤S104：判断任一对虾个体的颜色是否符合第一预设颜色；当任一对虾个体的颜色符合第一预设颜色时，执行步骤S105；当任一对虾个体的颜色不符合第一预设颜色时，执行步骤S106；
步骤S105：确定任一对虾个体为死虾；
将白色和红色均设为第一预设颜色；当识别到某一对虾个体的体色已经变为白色或红色，确定其为死虾；
步骤S106：提取任一对虾个体在边缘检测图像中的轮廓；
步骤S107：判断轮廓是否完整；当轮廓不完整时，执行步骤S105；当轮廓完整时，执行步骤S108；
步骤S108：判断对虾个体的眼部是否完整；当对虾个体的眼部不完整时，执行步骤S105；当对虾个体的眼部完整时，返回步骤S101。
2.根据权利要求1所述的死虾分拣装置，其特征在于：所述死虾识别单元包括用于获取对虾图像的图像采集设备，所述图像采集设备设置于导向通道的顶部和/或侧面。
3.根据权利要求2所述的死虾分拣装置，其特征在于：所述图像采集设备为摄像头、摄像机或相机。
4.根据权利要求1所述的死虾分拣装置，其特征在于：所述导向通道的出口端上方敞口或透明状，所述挑拣机构包括机械爪、升降杆、旋转臂和支撑柱，所述机械爪设置于导向通道的敞口段或透明段上方、且预留供机械爪抓取死虾出入的间隙，所述机械爪设有升降杆的下端，所述升降杆的上端与旋转臂的末端相连，所述旋转臂的另一端与支撑柱的顶部相连；所述收集容器为收纳筐，所述收纳筐及支撑柱均设置于导向通道的外侧。
5.根据权利要求1所述的死虾分拣装置，其特征在于：所述导向通道与供对虾平铺通过的排虾通道相连，所述排虾通道内设有能够浸没对虾并驱使对虾流向收集筐的水流；所述导向通道为多个，多个导向通道均与排虾通道相连、且呈发散状设置于排虾通道的出口端，用于将排虾通道内的对虾分流至不同的导向通道。
6.根据权利要求5所述的死虾分拣装置，其特征在于：所述排虾通道为供对虾平铺通过的扁平状通道，所述排虾通道倾斜设置，所述收集筐设置于排虾通道的低端处，所述收集筐设置于排虾通道的低端侧。
7.根据权利要求1-6任一项所述的死虾分拣装置，其特征在于：所述收集筐设置于水槽内，所述水槽底部的出水口与抽水组件相连，用于保持水槽内的水能够浸没收集筐内对虾；所述水槽底部的进气口与充氧器相连，用于向水槽内充氧。
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