CN113426706A - 一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于分选领域的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机；其中光电箱安装于主机架的后部，光电箱的中部安装有高通量在线剔除装置，高通量在线剔除装置的下方设有前后两个料箱；高通量在线剔除装置的前方设有水平设置的高速皮带组，高速皮带组前端的上方设有可调喂料装置；高速皮带组后方出口外设有安装于光电箱内的原料外部品质分选装置；原料外部品质分选装置中的上下两个CCD相机通过CCD相机支架安装于光电箱内，相机聚光线位于出口抛物面上。本发明可以同步剔除破碎、异色、异物等缺陷籽粒及杂物，对各种尺寸的物料均可实现高通量实时监控在线分选，解决了原料颗粒大小造成的高通量实时在线分选难题。

Description

一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机

技术领域

本发明属于分选技术领域，具体为一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机。

背景技术

在食品原料(如玉米、花生、红枣等)生产加工过程中，不可避免会存在霉变、含毒、破碎、异色、异物等缺陷籽粒，如何对以上缺陷籽粒进行高通量快速实时高精度剔除是目前色选产品发展过程中遇到的瓶颈问题。针对该问题，有必要研究一种高效、快速、非破坏的基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机。

为解决气动剔除需大体积空气压缩机辅助供气且喷嘴易堵塞需人工频繁清理等问题，本发明创新性的研发了基于音圈电机的高速高通量在线剔除装置，革新了传统的气动剔除装置，设计的高速剔除装置分别针对不同尺寸大小的食品原料的分选，可轻松完成小颗粒食品原料(如玉米、花生等)及大颗粒食品原料(如红枣、坚果等)两种分选模式的切换，剔除不同种类尺寸食品原料中离散分布的含生物毒素、破损劣质籽粒及杂物等，实现风险更加严格的控制。该分选机可同时适用于国内大中小型企业对于食品原料内外品质高通量高精度分选的需求。

发明内容

针对食品原料中霉变、含毒、破碎、异色、异物等缺陷籽粒的高通量快速剔除难题，本发明提供了一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，其特征在于，包括：主机架、高速皮带组、含毒原料荧光检出装置、原料外部品质分选装置、高通量在线剔除装置、供电系统以及料箱、光电箱和工控机，其中用于为光电箱、料箱、高速皮带组和可调喂料装置提供支撑的主机架设置于地面上，光电箱安装于主机架的后部，光电箱的中部安装有前后180度旋转的高通量在线剔除装置，高通量在线剔除装置的下方设有前后两个料箱；高通量在线剔除装置的前方设有水平设置的高速皮带组，光电箱的前部安装有原料外部品质分选装置，原料外部品质分选装置中上下两个CCD相机的光路中心线在高速皮带组后端外的相机聚光线处相交；高速皮带组前端的上方由下至上依次设有滑槽、可调式料斗和喂料箱，可调式料斗的下端与振动喂料器固接，振动喂料器通过水平设置的喂料平台安装于主机架上，滑槽通过滑槽支架安装于喂料平台上，且传过喂料平台；喂料箱与主机架的上端框架固接；高速皮带组的正上方设置有含毒原料荧光检出装置；高速皮带组后方出口外设有安装于光电箱内的原料外部品质分选装置；工控机安装于光电箱内；

所述可调式料斗包括：料斗主板、料斗隔片、料斗底板、基准弧和尾部挡板，其中料斗主板水平设置，料斗主板的后端外固接有尾部挡板，料斗主板前端的开口朝向滑槽，料斗主板的上方设有若干块等间距平行设置的料斗隔片；在料斗主板的中央开有用于安装固定钉的主固定孔，由主固定孔向两侧方向开有两条滑动槽，多级剪叉机构中的从动钉在所对应的滑动槽中滑动，且每一个从动钉的上端均固接有一块料斗隔片，固定钉的上端也固接有一块料斗隔片；多级剪叉机构的一侧固接有一块调整杆，使得拉动调整杆即可实现各料斗隔片间的间距沿料斗长轴方向的变大或变小，适用于不同尺寸原料颗粒的分通道下料；调整杆上间隔开有调整杆豁口以卡在料斗底板两侧下挡板的开口中，从而稳定各块料斗隔片的间距，并适应不同尺寸的原料颗粒；两交错的动杆中部通过从动钉或固定钉相连，起到定心和同时转动作用，避免料斗隔片调整过程中出现整体偏移。

若干块料斗隔片的后端依次设有缺口，缺口由左侧至右侧呈一条对称的基准弧，基准弧的宽度和弧度与上方喂料箱的出口匹配，而避免在料斗隔片的后端堆叠。

所述高速皮带组由传送皮带、皮带辊、电机、电机支架、同步带轮和同步带组成，其中两根皮带辊与主机架转动连接，传送皮带套装在皮带辊外，电机通过电机支架固定在主机架上，电机的输出轴外和一根皮带辊的同侧外均安装有同步带轮，同步带套装在同步带轮外。

所述料斗主板下方的后端还通过合页安装有与料斗主板等宽的料斗底板，料斗底板的下端与振动喂料器相连；合页的位置均位于料斗主板底部的1/5处。

所述原料外部品质分选装置包括：两个CCD相机、两组CCD相机支架、两块背景板、四组灯条、相机驱动板和CCD开关电源，其中上下两个CCD相机通过CCD相机支架安装于光电箱内，相机聚光线位于出口抛物面上，由高速皮带组中传送皮带飞出的多列原料颗粒沿着出口抛物面飞入后方的料箱中；光路中心线的延长线上设有一组背景板；灯条安装于光电箱内且朝向相机聚光线。

所述由高速皮带组中传送皮带飞出的多列原料颗粒沿出口抛物面飞行时，CCD相机采集到对应的CCD图像信号并由发送至工控机并进行判定，随后工控机根据CCD图像信号对原料颗粒是否有缺陷进行判别，当发现有任意缺陷时，工控机对工作等待侧的压头发送下压指令使得对应的压头瞬时下压，从而将有缺陷的原料颗粒向下拍击落入正下方的料箱中。

所述高通量在线剔除装置包括：剔除装置翻转支架、多通道剔除机构机架、翻转滑动轴、翻转中心轴、N组大颗粒多通道剔除装置、N组小颗粒多通道剔除装置和压头，其中矩形框状的多通道剔除机构机架通过两个剔除装置翻转支架安装于光电箱内，多通道剔除机构机架左右两侧均固接有一根翻转中心轴，两根翻转中心轴的轴线共线，每根翻转中心轴的一侧还设有一根翻转滑动轴，翻转滑动轴的位置与剔除装置翻转支架中翻转半圆滑轨的位置相对应；N组并排设置的大颗粒多通道剔除装置和N组并排设置的小颗粒多通道剔除装置分别布置于多通道剔除机构机架的两侧，每组大颗粒多通道剔除装置的两根大压杆外端均固接有一块压头，且每组小颗粒多通道剔除装置的两根小压杆外端均固接有一块压头；N组大颗粒多通道剔除装置中的全部压头的下压面朝向一致形成一个大颗粒压头面、N组小颗粒多通道剔除装置中的全部压头的下压面朝向一致形成一个小颗粒压头面；大颗粒压头面和小颗粒压头面相对于翻转中心轴的轴线中心对称，且大颗粒压头面和小颗粒压头面相对于多通道剔除机构机架前后方向在所处的对称面对称；位于工作等待侧的大颗粒压头面或小颗粒压头面的宽度，与出口抛物面的宽度匹配；N等于原料颗粒在高速皮带组上所呈连续列的列数乘以2。

处于工作等待侧的大颗粒压头面或小颗粒压头面与地面呈30°夹角，且位于剔除基准线的上方；剔除基准线设置于出口抛物面靠后方的位置。

所述小颗粒多通道剔除装置由并排设置的并排设置但小压杆朝向不同的两组小颗粒音圈电机剔除装置组成，其中小颗粒音圈电机剔除装置又包括：小音圈电机支架、小音圈电机、主动轴、套杆、小压杆和压紧螺钉，其中小音圈电机安装于小音圈电机支架内，小音圈电机的电路部分与工控机相连，小音圈电机的动力输出与套杆的一端通过过盈配合套接，套杆通过固接于套杆中部两侧的主动轴与小音圈电机支架转动连接，套杆的另一端内设有可自由滑动的小压杆，小压杆的外端安装有压头，压紧螺钉穿过套杆上的通槽安装于小压杆上的螺纹孔中，通过更换压紧螺钉在通槽上夹紧的位置以确认压头的位置，从而对小颗粒压头面的位置进行调整；小音圈电机和舵机均与工控机相连；小颗粒多通道剔除装置中压头的宽度为5mm～30mm。

所述大颗粒多通道剔除装置，包括：大音圈电机支架、两块齿轮固定侧板、大音圈电机、转动杆、两个主动齿轮、动力输出轴、联轴器、舵机、舵机固定轴、从动轴、两个从动齿轮、两根大压杆支座、两根大压杆、拨叉、齿轮端插槽、往复丝杠和拨叉波浪状轨道其中大音圈电机安装于大音圈电机支架中，两块平行设置的齿轮固定侧板通过连接板分别固接于大音圈电机支架的左右两侧，动力输出轴、从动轴和往复丝杠的两端均通过轴承安装在齿轮固定侧板上，动力输出轴和从动轴一远一近平行设置，从动轴和往复丝杠一上一下平行设置；大音圈电机的动力输出与转动杆的远端接触连接，转动杆与动力输出轴的中部固接，动力输出轴上通过键槽安装有两个主动齿轮，且两个主动齿轮分别位于转动杆的两侧；

从动轴上的两侧固接有一根大压杆支座，大压杆的远端套装入大压杆支座内，压紧螺钉穿过套杆上的通槽安装于大压杆支座上的螺纹孔中，大压杆的近端安装有一个压头；从动轴的中部外通过间隙配合安装有的套筒，从而套筒可以在两根大压杆支座之间自由平移并转动，套筒的中部通过键槽安装有两个从动齿轮，两个从动齿轮的外侧均设有齿轮端插槽，齿轮端插槽往所处一侧移动时，插入设置于大压杆支座根部内侧的支座端凹槽；

两个从动齿轮之间设有拔叉容纳空间，位于拨叉中直连杆一端的半圆弧叉部包裹在套筒外，拨叉中直连杆另一端的下端半球形滑动部设置于往复丝杠上开有的拨叉波浪状轨道中，往复丝杠的一端通过联轴器与安装于一块齿轮固定侧板外侧舵机的输出轴相连；大音圈电机和舵机均与工控机相连；大颗粒多通道剔除装置中压头的宽度为30mm～60mm。

本发明的有益效果在于：

1.对食品原料品质高通量实时监控分选机的结构及功能进行创新；可以同步剔除霉变、破碎、异色、异物等缺陷籽粒及杂物，针对大颗粒、小颗粒谷物、坚果等均可实现高通量实时监控在线分选，具有传统色选机所不能比拟的优势，突破了原料颗粒大小造成的高通量实时在线分选难题。

2.基于音圈电机的高通量在线剔除装置，解决了气动剔除需大体积空气压缩机辅助供气且喷嘴易堵塞需人工频繁清理等难题，可轻松完成小颗粒食品原料(如玉米、花生等)及大颗粒食品原料(如红枣、坚果等)两种分选模式的切换，剔除不同种类尺寸食品原料中离散分布的含生物毒素、破损劣质籽粒及杂物。

附图说明

图1是本发明一种谷物黄曲霉毒素及外部缺陷高通量分选机实施例中局部透视的结构示意图。

图2是本发明实施例中可调喂料装置的局部透视示意图。

图3是本发明实施例中可调喂料装置的结构示意图。

图4是本发明实施例中可调喂料装置的结构示意图。

图5是本发明实施例中原料外部品质分选装置内部结构示意图。

图6是本发明实施例中高通量在线剔除装置整体示意图。

图7是本发明实施例中小颗粒多通道剔除装置结构示意图。

图8是本发明实施例中大颗粒多通道剔除装置结构示意图。

图9是本发明实施例中大颗粒多通道剔除装置的局部结构示意图。

图10是本发明实施例中大颗粒多通道剔除装置的局部结构示意图。

其中：1-喂料箱，2-可调式料斗，3-滑槽，4-振动喂料器，5-高速皮带组，6-主机架，7-光电箱盖，11-光电箱，12-观察窗，13-高通量在线剔除装置，15-料箱，16-皮带侧板，18-喂料平台，19-触摸显示屏，20-滑槽支架，201-料斗主板，202-滑动槽，203-料斗隔片，204-调整杆出口，205-调整杆，206-动杆，207-固定钉，209-从动钉，210-合页，211-料斗底板，212-基准弧，213-尾部挡板，319-压头，501-电机支架，502-同步带轮，503-同步带，504-电机，505-传送皮带，506-皮带辊，111-CCD相机支架，112-CCD相机，113-背景板，114-灯条，116-剔除装置翻转支架，117-CCD开关电源，118-相机驱动板，119-剔除基准线，1161-翻转半圆滑轨，1310-大颗粒多通道剔除装置，1330-小颗粒多通道剔除装置，1340-多通道剔除机构机架，1350-翻转滑动轴，1370-翻转中心轴，1360-套筒，1311-大音圈电机支架，1312-大音圈电机，1314-拔叉容纳空间，1313-转动杆，1315-主动齿轮，1317-联轴器，1318-舵机，1320-动力输出轴，1322-从动轴，1323-从动齿轮，1324-大压杆支座，1325-大压杆，1327-拨叉，1328-拨叉轨道，1329-往复丝杠，1316-齿轮端插槽，1326-支座端凹槽，1321-齿轮固定侧板，1331-小音圈电机支架，1332-主动轴，1333-小音圈电机，1334-套杆，1336-定位孔，1337-小压杆，3191-下压面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1～图10所示的本发明实施例，包括：主机架6、高速皮带组5、含毒原料荧光检出装置、原料外部品质分选装置、高通量在线剔除装置13、供电系统以及料箱15、光电箱11和工控机，其中用于为光电箱11、料箱15、高速皮带组5和可调喂料装置提供支撑的主机架6设置于地面上，主机架6由50×50的方管根据分选机的各零部件放置需求焊接而成；光电箱11安装于主机架6的后部，光电箱11的中部安装有前后180度旋转的高通量在线剔除装置13，高通量在线剔除装置13的下方设有前后两个料箱；高通量在线剔除装置13的前方设有水平设置的高速皮带组5，高速皮带组5前端的上方由下至上依次设有滑槽3、可调式料斗2和喂料箱1，可调式料斗2的下端与振动喂料器4固接，振动喂料器4通过水平设置的喂料平台18安装于主机架6上，滑槽3通过滑槽支架20安装于喂料平台18上，且传过喂料平台18；喂料箱1与主机架6的上端框架固接；高速皮带组5的正上方设置有含毒原料荧光检出装置；高速皮带组5后方出口外设有安装于光电箱内的原料外部品质分选装置；工控机(图中未示出)安装于光电箱11内；

在本实施例中，光电箱11位于高速皮带组5出口附近的侧壁上开有观察窗12；

在本实施例中，光电箱11的后方开有光电箱盖7，光电箱盖7上还安装有与工控机相连的触摸显示屏19，用于输入设置信息，且工控机集成于触摸显示屏19内。

如图1～图4所示的振动喂料器4、滑槽3、可调式料斗2和喂料箱1组成可调喂料装置，以适用于不同尺寸食品原料籽粒的单层均匀喂料，最后食品原料颗粒经由滑槽3均匀滑落至高速皮带组5上方，且沿高速皮带组5的运动方向呈多个连续列进行布置，以实现物料由前端至后端的成列传动；食品原料颗粒在高速皮带组5上所呈连续列的列数由可调式料斗2中料斗隔片203的数量决定；

可调式料斗2包括：料斗主板201、料斗隔片203、料斗底板211、基准弧212和尾部挡板213，其中料斗主板201水平设置，料斗主板201的后端外固接有尾部挡板213，料斗主板201前端的开口朝向滑槽3，料斗主板201的上方设有若干块等间距平行设置的料斗隔片203。在本实施例中，若干块料斗隔片203等间距平行设置于料斗主板201上方的方式为：下方多级剪叉机构的安装方式，即，还包括：滑动槽202、调整杆205、动杆206、固定钉207、动杆208、从动钉209和调整杆豁口204：在料斗主板201的中央开有用于安装固定钉207的主固定孔(图中未示出)，由主固定孔向两侧方向开有两条滑动槽202，多级剪叉机构中的从动钉209在所对应的滑动槽202中滑动，且每一个从动钉209的上端均固接有一块料斗隔片203，固定钉207的上端也固接有一块料斗隔片203；多级剪叉机构的一侧固接有一块调整杆205，使得拉动调整杆205即可实现各料斗隔片203间的间距沿料斗长轴方向的变大或变小，适用于不同尺寸原料颗粒的分通道下料；调整杆205上间隔开有调整杆豁口204以卡在料斗底板211两侧下挡板的开口中，从而稳定各块料斗隔片203的间距，并适应不同尺寸的原料颗粒；两交错的动杆中部通过从动钉209或固定钉207相连，起到定心和同时转动作用，避免料斗隔片调整过程中出现整体偏移。

在本实施例中，若干块料斗隔片203的后端依次设有缺口，缺口由左侧至右侧呈一条对称的基准弧212，基准弧212的宽度和弧度与上方喂料箱1的出口匹配；虽然如图2所示的喂料箱1下方的出口为矩形，但实际工作时，由于籽粒堆积角作用，原料颗粒从喂料箱1自然喂料时，基本上为中间漏料最快，达到料斗底板211时是呈现中间向四周扩散的形式，基准弧212的设置以保证原料颗粒以单层多通道的状态由可调式料斗2滑出至高速皮带组5上，而不会在某一列产生堆叠，进而产生各列分布粒数不均匀的情况；

在本实施例中，料斗主板201下方的后端还通过合页210安装有与料斗主板201等宽的料斗底板211，料斗底板211的下端与振动喂料器4相连，用于防止外力对下方振动喂料器4上伸缩杆的机械性破坏；合页210的位置均位于料斗主板底部的1/5处。

如图1和图5所示的高速皮带组5由传送皮带505、皮带辊506、电机504、电机支架501、同步带轮502和同步带503组成，其中两根皮带辊506与主机架6转动连接，电机504通过电机支架501固定在主机架6上，与工控机相连的电机504的动力输出通过同步带503、同步带轮502带动高速皮带组5中的皮带辊506转动，实现原料颗粒在传送皮带505上的高速线性运动，传送皮带505将原料颗粒由前端的可调喂料装置输送至后端的高通量在线剔除装置13中；

在本实施例中，传送皮带505的左右两侧还安装有保护用的皮带侧板16。

如图5示的原料外部品质分选装置包括：两个CCD相机112、两组CCD相机支架111、两块背景板113、四组灯条114、相机驱动板118和CCD开关电源117，其中上下两个CCD相机112通过CCD相机支架11安装于光电箱11内，上下两个CCD相机112的光路中心线在传送皮带505后端外的相机聚光线116处相交，相机聚光线116位于出口抛物面115上，由高速皮带组5中传送皮带505飞出的多列原料颗粒沿着出口抛物面115飞入后方的料箱15(优料箱)中；光路中心线的延长线上设有一组背景板113；灯条114安装于光电箱11内且朝向相机聚光线116，为CCD相机112提供光照；出口抛物面115更靠后方的位置设有剔除基准线119。

工作时，有缺陷的原料颗粒与合格的原料颗粒一同由高速皮带组5上抛出进入光电箱内，并沿出口抛物面115飞行，CCD相机112采集到对应的CCD图像信号并由发送至工控机并进行判定，随后工控机根据CCD图像信号对原料颗粒是否有缺陷进行判别，当发现有任意缺陷时，工控机对工作等待侧的压头139发送下压指令使得对应的压头139瞬时下压，从而将有缺陷的原料颗粒向下拍击落入正下方的料箱15(劣料箱)中。

如图1、图5和图6所示的高通量在线剔除装置13包括：剔除装置翻转支架116、多通道剔除机构机架1340、翻转滑动轴1350、翻转中心轴1370、N组大颗粒多通道剔除装置131、N组小颗粒多通道剔除装置133和压头319，其中矩形框状的多通道剔除机构机架1340通过两个剔除装置翻转支架116安装于光电箱11内，多通道剔除机构机架1340左右两侧均固接有一根翻转中心轴1370，两根翻转中心轴1370的轴线共线，每根翻转中心轴1370的一侧还设有一根翻转滑动轴1350，翻转滑动轴1350的位置与剔除装置翻转支架116中翻转半圆滑轨1161的位置相对应；N组并排设置的大颗粒多通道剔除装置131和N组并排设置的小颗粒多通道剔除装置133分别布置于多通道剔除机构机架1340的两侧，每组大颗粒多通道剔除装置131的两根大压杆1325外端均固接有一块压头319，且每组小颗粒多通道剔除装置133的两根小压杆1337外端均固接有一块压头319；N组大颗粒多通道剔除装置131中的全部压头319的下压面3191朝向一致形成一个大颗粒压头面、N组小颗粒多通道剔除装置133中的全部压头319的下压面3191朝向一致形成一个小颗粒压头面；大颗粒压头面和小颗粒压头面相对于翻转中心轴1370的轴线中心对称，且大颗粒压头面和小颗粒压头面相对于多通道剔除机构机架1340前后方向在所处的对称面对称；位于工作等待侧的大颗粒压头面或小颗粒压头面，与出口抛物面115的宽度匹配。

在本实施例中，2倍的N等于原料颗粒在高速皮带组5上所呈连续列的列数，大颗粒压头面和小颗粒压头面中包括的压头319数量也均为2N。

在本实施例中，处于工作等待侧的大颗粒压头面或小颗粒压头面与地面呈30°夹角，且位于剔除基准线119的上方。

在本实施例中，大颗粒多通道剔除装置131中的压头319的宽度和小颗粒多通道剔除装置133的压头319的宽度不同，以匹配不同的原料颗粒；需说明的是，设计时选择各压头319的宽度随原料颗粒的最大尺寸改变而改变。

工作时，根据原料颗粒的最大尺寸对料斗隔片203的间距以及高通量在线剔除装置13的朝向进行设置，当颗粒较大时，使用大颗粒多通道剔除装置131朝向工作等待侧(高速皮带组5的一侧)，此时大颗粒压头面位于出口抛物面115上方；当颗粒较小时，使用小颗粒多通道剔除装置133朝向工作等待侧，此时小颗粒压头面位于出口抛物面115上方；

如图5和图7所示的小颗粒多通道剔除装置133由并排设置的并排设置但小压杆1337朝向不同的两组小颗粒音圈电机剔除装置133组成，其中小颗粒音圈电机剔除装置133又包括：小音圈电机支架1331、小音圈电机1333、主动轴1332、套杆1334、小压杆1337和压紧螺钉1335，其中小音圈电机安装于小音圈电机支架1331内，小音圈电机1333的电路部分与工控机相连，小音圈电机的动力输出与套杆1334的一端通过过盈配合套接，套杆通过固接于套杆1334中部两侧的主动轴1332与小音圈电机支架转动连接，套杆的另一端内设有可自由滑动的小压杆1337，小压杆1337的外端安装有压头319，压紧螺钉1335穿过套杆上的通槽安装于小压杆1337上的螺纹孔中，通过更换压紧螺钉1335在通槽上夹紧的位置以确认压头319的位置，从而对小颗粒压头面的位置进行调整；小音圈电机和舵机1318均与工控机相连；

在本实施例中，小颗粒多通道剔除装置133中压头319的宽度为5mm～30mm；

在本实施例中，所使用的小音圈电机上下的摆动角度为16°，峰值出力36N；

在本实施例中，每组小颗粒多通道剔除装置133中两根小压杆1337与小颗粒压头面之间的角度分别为30°和45°。

如图5、图8～图10所示的大颗粒多通道剔除装置131，包括：大音圈电机支架1311、两块齿轮固定侧板1321、大音圈电机1312、转动杆1313、两个主动齿轮1315、动力输出轴1320、联轴器1317、舵机1318、舵机固定轴1319、从动轴1322、两个从动齿轮1323、两根大压杆支座1324、两根大压杆1325、拨叉1327、齿轮端插槽1316、往复丝杠1329和拨叉波浪状轨道1328，其中大音圈电机1312安装于大音圈电机支架1311中，两块平行设置的齿轮固定侧板1321通过连接板(图中未示出)分别固接于大音圈电机支架1311的左右两侧，动力输出轴1320、从动轴1322和往复丝杠132的两端均通过轴承安装在齿轮固定侧板1321上，动力输出轴1320和从动轴1322一远一近平行设置，从动轴1322和往复丝杠1329一上一下平行设置；大音圈电机1312的动力输出与转动杆1313的远端接触连接，转动杆1313与动力输出轴1320的中部固接，动力输出轴1320上通过键槽安装有两个主动齿轮1315，且两个主动齿轮1315分别位于转动杆1313的两侧；

从动轴132上的两侧固接有一根大压杆支座1324，大压杆1325的远端套装入大压杆支座1324内，压紧螺钉1335穿过套杆上的通槽安装于大压杆支座1324上的螺纹孔中，大压杆1325的近端安装有一个压头319；从动轴132的中部外通过间隙配合安装有的套筒1360，从而套筒1360可以在两根大压杆支座1324之间自由平移并转动，套筒1360的中部通过键槽安装有两个从动齿轮1323，两个从动齿轮1323的外侧均设有齿轮端插槽1316，齿轮端插槽1316往所处一侧移动时，插入设置于大压杆支座1324根部内侧的支座端凹槽1326；

两个从动齿轮1323之间设有拔叉容纳空间1314，位于拨叉1327中直连杆一端的半圆弧叉部包裹在套筒1360外，拨叉1327中直连杆另一端的下端半球形滑动部设置于往复丝杠1329上开有的拨叉波浪状轨道1328中，往复丝杠1329的一端通过联轴器1317与安装于一块齿轮固定侧板1321外侧舵机1318的输出轴相连；大音圈电机1312和舵机1318均与工控机相连；

工作时，舵机1318根据工控机8发出的信号带动往复丝杠1329转动，从而控制从动齿轮1323外侧的齿轮端插槽1316随着拨叉1327的左右移动插入所对因的大压杆支座1324内侧的中支座端凹槽1326，随后大音圈电机1312带动动力输出轴1320以一定角度转动，通过主动齿轮1315、从动齿轮1323、大压杆支座1324和大压杆1325带动压头319产生位移。

在本实施例中，拨叉1327的杆部外还设有用于保证其仅可进行左右平移运动的滑动限位框，在本说明书附图中为了不影响对拨叉波浪状轨道1328的理解从而在图中未示出；

在本实施例中，所使用的舵机1318为MG995型号的三线舵机，大音圈电机1312上下的摆动角度为16°，峰值出力36N；

在本实施例中，大颗粒多通道剔除装置131中压头319的宽度为30mm～60mm。

工作时，首先根据待分选物料颗粒大小调整可调喂料装置2料斗隔片203的间距及高通量在线剔除装置13的模式(包括两种模式，其中模式1：大颗粒多通道剔除装置作为现用剔除机构，模式2：小颗粒多通道剔除装置作为现用剔除机构)。开机试运行，将皮带调至合适速度，调整高速荧光相机及CCD相机的视场及工控机状态。将待分选(口岸待检)的食品原料倒入喂料箱1中，在振动喂料器的带动下，食品原料颗粒均匀、单层的通过滑槽滑至高速皮带上，随后原料颗粒由高速皮带末端呈抛物线状抛出，进入原料外部品质分选装置，从CCD相机和背景板之间穿过，为提高分选效率及精度，此处采用上下两个CCD相机进行双面识别。在可见光灯条照射下，CCD相机的中心光线实时采集抛出籽粒的图像信息，并将图像信息传至工控机。工控机对由CCD相机处获取的图像信号进行逻辑运算，将外部破损、缺陷籽粒或非籽粒(如石子等杂物)的剔除判别信号传至工控机，工控机控制高通量在线剔除装置中位于工作等待侧的大音圈电机或小音圈电机动作，带动大压杆或小压杆，对有剔除判别信号的籽粒剔除至劣料箱，优质颗粒则沿抛物线抛至优料箱内，最终实现对破损劣质籽粒、杂物的高通量在线检出及剔除。

Claims (10)

1.一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，包括：主机架(6)、高速皮带组(5)、含毒原料荧光检出装置、原料外部品质分选装置、高通量在线剔除装置(13)、供电系统以及料箱(15)、光电箱(11)和工控机，其中用于为光电箱(11)、料箱(15)、高速皮带组(5)和可调喂料装置提供支撑的主机架(6)设置于地面上，光电箱(11)安装于主机架(6)的后部，光电箱(11)的中部安装有前后180度旋转的高通量在线剔除装置(13)，高通量在线剔除装置(13)的下方设有前后两个料箱；高通量在线剔除装置(13)的前方设有水平设置的高速皮带组(5)，光电箱(11)的前部安装有原料外部品质分选装置，原料外部品质分选装置中上下两个CCD相机(112)的光路中心线在高速皮带组(5)后端外的相机聚光线(116)处相交；高速皮带组(5)前端的上方由下至上依次设有滑槽(3)、可调式料斗(2)和喂料箱(1)，可调式料斗(2)的下端与振动喂料器(4)固接，振动喂料器(4)通过水平设置的喂料平台(18)安装于主机架(6)上，滑槽(3)通过滑槽支架(20)安装于喂料平台(18)上，且传过喂料平台(18)；喂料箱(1)与主机架(6)的上端框架固接；高速皮带组(5)的正上方设置有含毒原料荧光检出装置；高速皮带组(5)后方出口外设有安装于光电箱内的原料外部品质分选装置；工控机安装于光电箱(11)内；

所述可调式料斗(2)包括：料斗主板(201)、料斗隔片(203)、料斗底板(211)、基准弧(212)和尾部挡板(213)，其中料斗主板(201)水平设置，料斗主板(201)的后端外固接有尾部挡板(213)，料斗主板(201)前端的开口朝向滑槽(3)，料斗主板(201)的上方设有若干块等间距平行设置的料斗隔片(203)；在料斗主板(201)的中央开有用于安装固定钉(207)的主固定孔，由主固定孔向两侧方向开有两条滑动槽(202)，多级剪叉机构中的从动钉(209)在所对应的滑动槽(202)中滑动，且每一个从动钉(209)的上端均固接有一块料斗隔片(203)，固定钉(207)的上端也固接有一块料斗隔片(203)；多级剪叉机构的一侧固接有一块调整杆(205)，使得拉动调整杆(205)即可实现各料斗隔片(203)间的间距沿料斗长轴方向的变大或变小，适用于不同尺寸原料颗粒的分通道下料；调整杆(205)上间隔开有调整杆豁口(204)以卡在料斗底板(211)两侧下挡板的开口中，从而稳定各块料斗隔片(203)的间距，并适应不同尺寸的原料颗粒；两交错的动杆中部通过从动钉(209)或固定钉(207)相连，起到定心和同时转动作用，避免料斗隔片调整过程中出现整体偏移。

2.根据权利要求1所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，若干块料斗隔片(203)的后端依次设有缺口，缺口由左侧至右侧呈一条对称的基准弧(212)，基准弧(212)的宽度和弧度与上方喂料箱(1)的出口匹配，而避免在料斗隔片(203)的后端堆叠。

3.根据权利要求1所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，所述高速皮带组(5)由传送皮带(505)、皮带辊(506)、电机(504)、电机支架(501)、同步带轮(502)和同步带(503)组成，其中两根皮带辊(506)与主机架(6)转动连接，传送皮带(505)套装在皮带辊(506)外，电机(504)通过电机支架(501)固定在主机架(6)上，电机(504)的输出轴外和一根皮带辊(506)的同侧外均安装有同步带轮(502)，同步带(503)套装在同步带轮(502)外。

4.根据权利要求1所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，所述料斗主板(201)下方的后端还通过合页(210)安装有与料斗主板(201)等宽的料斗底板(211)，料斗底板(211)的下端与振动喂料器(4)相连；合页(210)的位置均位于料斗主板底部的1/5处。

5.根据权利要求1所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于所述原料外部品质分选装置包括：两个CCD相机(112)、两组CCD相机支架(111)、两块背景板(113)、四组灯条(114)、相机驱动板(118)和CCD开关电源(117)，其中上下两个CCD相机(112)通过CCD相机支架(11)安装于光电箱(11)内，相机聚光线(116)位于出口抛物面(115)上，由高速皮带组(5)中传送皮带(505)飞出的多列原料颗粒沿着出口抛物面(115)飞入后方的料箱(15)中；光路中心线的延长线上设有一组背景板(113)；灯条(114)安装于光电箱(11)内且朝向相机聚光线(116)。

6.根据权利要求5所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，所述由高速皮带组(5)中传送皮带(505)飞出的多列原料颗粒沿出口抛物面(115)飞行时，CCD相机(112)采集到对应的CCD图像信号并由发送至工控机并进行判定，随后工控机根据CCD图像信号对原料颗粒是否有缺陷进行判别，当发现有任意缺陷时，工控机对工作等待侧的压头(139)发送下压指令使得对应的压头(139)瞬时下压，从而将有缺陷的原料颗粒向下拍击落入正下方的料箱(15)中。

7.根据权利要求1所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，所述高通量在线剔除装置(13)包括：剔除装置翻转支架(116)、多通道剔除机构机架(1340)、翻转滑动轴(1350)、翻转中心轴(1370)、N组大颗粒多通道剔除装置(131)、N组小颗粒多通道剔除装置(133)和压头(319)，其中矩形框状的多通道剔除机构机架(1340)通过两个剔除装置翻转支架(116)安装于光电箱(11)内，多通道剔除机构机架(1340)左右两侧均固接有一根翻转中心轴(1370)，两根翻转中心轴(1370)的轴线共线，每根翻转中心轴(1370)的一侧还设有一根翻转滑动轴(1350)，翻转滑动轴(1350)的位置与剔除装置翻转支架(116)中翻转半圆滑轨(1161)的位置相对应；N组并排设置的大颗粒多通道剔除装置(131)和N组并排设置的小颗粒多通道剔除装置(133)分别布置于多通道剔除机构机架(1340)的两侧，每组大颗粒多通道剔除装置(131)的两根大压杆(1325)外端均固接有一块压头(319)，且每组小颗粒多通道剔除装置(133)的两根小压杆(1337)外端均固接有一块压头(319)；N组大颗粒多通道剔除装置(131)中的全部压头(319)的下压面(3191)朝向一致形成一个大颗粒压头面、N组小颗粒多通道剔除装置(133)中的全部压头(319)的下压面(3191)朝向一致形成一个小颗粒压头面；大颗粒压头面和小颗粒压头面相对于翻转中心轴(1370)的轴线中心对称，且大颗粒压头面和小颗粒压头面相对于多通道剔除机构机架(1340)前后方向在所处的对称面对称；位于工作等待侧的大颗粒压头面或小颗粒压头面的宽度，与出口抛物面(115)的宽度匹配；N等于原料颗粒在高速皮带组(5)上所呈连续列的列数乘以2。

8.根据权利要求7所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，处于工作等待侧的大颗粒压头面或小颗粒压头面与地面呈30°夹角，且位于剔除基准线(119)的上方；剔除基准线(119)设置于出口抛物面(115)靠后方的位置。

9.根据权利要求7所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，所述小颗粒多通道剔除装置(133)由并排设置的并排设置但小压杆(1337)朝向不同的两组小颗粒音圈电机剔除装置(133)组成，其中小颗粒音圈电机剔除装置(133)又包括：小音圈电机支架(1331)、小音圈电机(1333)、主动轴(1332)、套杆(1334)、小压杆(1337)和压紧螺钉(1335)，其中小音圈电机安装于小音圈电机支架(1331)内，小音圈电机(1333)的电路部分与工控机相连，小音圈电机的动力输出与套杆(1334)的一端通过过盈配合套接，套杆通过固接于套杆(1334)中部两侧的主动轴(1332)与小音圈电机支架转动连接，套杆的另一端内设有可自由滑动的小压杆(1337)，小压杆(1337)的外端安装有压头(319)，压紧螺钉(1335)穿过套杆上的通槽安装于小压杆(1337)上的螺纹孔中，通过更换压紧螺钉(1335)在通槽上夹紧的位置以确认压头(319)的位置，从而对小颗粒压头面的位置进行调整；小音圈电机和舵机(1318)均与工控机相连；小颗粒多通道剔除装置(133)中压头(319)的宽度为5mm～30mm。

10.根据权利要求7所述的一种基于新型剔除装置的高通量食品原料分选机，其特征在于，所述大颗粒多通道剔除装置(131)，包括：大音圈电机支架(1311)、两块齿轮固定侧板(1321)、大音圈电机(1312)、转动杆(1313)、两个主动齿轮(1315)、动力输出轴(1320)、联轴器(1317)、舵机(1318)、舵机固定轴(1319)、从动轴(1322)、两个从动齿轮(1323)、两根大压杆支座(1324)、两根大压杆(1325)、拨叉(1327)、齿轮端插槽(1316)、往复丝杠(1329)和拨叉波浪状轨道(1328)，其中大音圈电机(1312)安装于大音圈电机支架(1311)中，两块平行设置的齿轮固定侧板(1321)通过连接板分别固接于大音圈电机支架(1311)的左右两侧，动力输出轴(1320)、从动轴(1322)和往复丝杠(132)的两端均通过轴承安装在齿轮固定侧板(1321)上，动力输出轴(1320)和从动轴(1322)一远一近平行设置，从动轴(1322)和往复丝杠(1329)一上一下平行设置；大音圈电机(1312)的动力输出与转动杆(1313)的远端接触连接，转动杆(1313)与动力输出轴(1320)的中部固接，动力输出轴(1320)上通过键槽安装有两个主动齿轮(1315)，且两个主动齿轮(1315)分别位于转动杆(1313)的两侧；

从动轴(132)上的两侧固接有一根大压杆支座(1324)，大压杆(1325)的远端套装入大压杆支座(1324)内，压紧螺钉(1335)穿过套杆上的通槽安装于大压杆支座(1324)上的螺纹孔中，大压杆(1325)的近端安装有一个压头(319)；从动轴(132)的中部外通过间隙配合安装有的套筒(1360)，从而套筒(1360)可以在两根大压杆支座(1324)之间自由平移并转动，套筒(1360)的中部通过键槽安装有两个从动齿轮(1323)，两个从动齿轮(1323)的外侧均设有齿轮端插槽(1316)，齿轮端插槽(1316)往所处一侧移动时，插入设置于大压杆支座(1324)根部内侧的支座端凹槽(1326)；

两个从动齿轮(1323)之间设有拔叉容纳空间(1314)，位于拨叉(1327)中直连杆一端的半圆弧叉部包裹在套筒(1360)外，拨叉(1327)中直连杆另一端的下端半球形滑动部设置于往复丝杠(1329)上开有的拨叉波浪状轨道(1328)中，往复丝杠(1329)的一端通过联轴器(1317)与安装于一块齿轮固定侧板(1321)外侧舵机(1318)的输出轴相连；大音圈电机(1312)和舵机(1318)均与工控机相连；大颗粒多通道剔除装置(131)中压头(319)的宽度为30mm～60mm。

Images