CN113560214A - 一种用于珍珠的智能分拣系统及其使用方法 - Google Patents

一种用于珍珠的智能分拣系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于珍珠的智能分拣系统及其使用方法,该系统包括机架、送料机构、检测机构、分拣机构,送料机构包括振动盘,振动盘的出料口处连接滑行通道,滑行通道固定于机架上,振动盘的出料口处连接传动架,传动架上设置有第一驱动电机,第一驱动电机驱动带轮与传送带做循环运动,传送带上设置有相同间隔的放料块,传动架一端固定于机架上,另一端固定于出料板上;本系统在保证了分拣的生产效率的同时亦提高了珍珠的分拣质量,而且在分拣的过程中减小了碰撞的损伤,而且在批量高速的传送过程中依然能够对珍珠进行全方位的检测,使得珍珠分拣自动化产业链更加完整,实现珍珠形状、颜色分拣的全自动化,实现智能化。

Description

一种用于珍珠的智能分拣系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及分拣领域,尤其涉及一种用于珍珠的智能分拣系统及其使用方法。
背景技术
珍珠是我国传统珠宝之一,珍珠分拣能够提高珍珠的产值,。珍珠的价值与其外观品相密切相关,光泽、形状、表皮质量、颜色、大小和有无瑕疵等所造成的珍珠优等品和次等品之间价格能差几百上千倍。因而,对于珍珠生产商而言,按照不同的等级将珍珠进行分拣已经成为一个必要和重要的步骤,对珍珠进行分拣能够减少后续的加工程序。现有技术中,现有珍珠分拣主要通过人工进行。经验丰富的从业人员通过肉眼观察珍珠的颜色、光泽、形状和质地等多种外观特征,然后依照某种事先定好的等级规则进行分类。这容易认识到,对大量外观差距可能并不太大的珍珠进行观察分拣是一项重复单调的劳动,人的疲劳也会大大影响分拣的准确度,而且长时间的分拣也会伤害人的眼睛。而且现有技术中,珍珠的分级指标单一,仅仅只能分级大小尺寸,对于具体形状无法细分;而且在分拣时,珍珠容易出现窜级现象,各品级参差不齐;而且在分级的过程中,珍珠容易与机械磨碰,导致珍珠受损,影响品质。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供了一种用于珍珠的智能分拣系统及其使用方法。
为达上述目的,本发明采用的技术方案为:
本发明第一方面提供了一种用于珍珠的智能分拣系统,包括机架、设置于机架上的送料机构、设置于机架上的检测机构、设置于机架上的分拣机构,
所述送料机构包括振动盘,所述振动盘产生振动将每颗珍珠独立地从振动盘的出料口处送出,所述振动盘的出料口处连接滑行通道,所述滑行通道固定于所述机架上,所述振动盘的出料口处连接传动架,所述传动架上设置有第一驱动电机,所述第一驱动电机驱动带轮与传送带做循环运动,所述传送带上设置有相同间隔的放料块,所述传动架一端固定于所述机架上,另一端固定于出料板上;
所述检测机构包括检测机架,所述检测机架上设置有检测摄像机,所述检测摄像机用于采集珍珠的图像信息,所述检测机构设置于所述传动架的侧部;
所述分拣机构包括分拣通道,所述分拣通道与所述出料板进行连接,而且所述分拣通道上设置有固定块,所述固定块与第一旋转轴相连接,所述第一旋转轴的一端连接旋转块,另一端连接调节块,所述调节块与第一气缸的输出端相连,所述第一气缸固定于所述分拣通道上。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述旋转块为柔性材料构成。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述分拣通道的出口处至少分为两个通道,所述分拣通道的珍珠出料口处通向收料机构。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述收料机构包括第二驱动电机,所述第二驱动电机连接旋转板,所述旋转板上设置有若干个收料盘,所述第二驱动电机固定于所述机架。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述分拣通道的内壁上均设置有气囊。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述出料板上设置有第二气缸,所述第二气缸的输出端均连接推块,所述推块表面包覆硅橡胶材料。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述出料板上还设置至少有两件挡板,所述挡板为电磁材料制成,所述挡板连接所述分拣通道。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,工作状态下,所述挡板的相对部位的部分的磁极相同。
本发明第二方面提供了一种用于珍珠的智能分拣系统的使用方法,应用于任一项所述的用于珍珠的智能分拣系统,包括以下步骤:
获取待分类珍珠的图像信息,所述图像信息包括珍珠上的颜色分布情况、珍珠的轮廓形状;
对所述待分类珍珠的图像信息进行缩放处理,得到与所述待分类珍珠的图像信息的缩略图,生成缩略图信息;
对所述缩略图信息进行特征提取,得到特征图;
根据所述的特征图对珍珠进行第一次分类,得到第一次分类信息;
计算所述第一次分类信息中的短半径与长半径的比值,得到比值信息;
判断所述比值信息是否大于预设比值信息;
若大于,则生成第二分类信息,并将第二分类信息传输至分拣机构。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,根据所述的特征图对珍珠进行第一次分类,得到第一次分类信息,其中包括以下步骤:
对所述特征图进行分割,以获得多张第一特征区域图像;
将所述第一特征区域图像输入至分类器中,判断所述第一特征图像是否为缺陷图像;
若为缺陷图像,提取所述缺陷图像的缺陷面积以及缺陷的深度,得到面积深度信息;
将所述面积深度信息与预设面积深度信息对比,得到偏差值;
判断所述偏差值是否大于预设偏差值;
若大于,则生成第一分类信息。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明具备以下有益效果:本系统在保证了分拣的生产效率的同时亦提高了珍珠的分拣质量,而且在分拣的过程中减小了碰撞的损伤,而且在批量高速的传送过程中依然能够对珍珠进行全方位的检测,使得珍珠分拣自动化产业链更加完整,实现珍珠形状、颜色分拣的全自动化,实现智能化。另一方面,本系统利用机械代替人工,增加判断的正确性,避免漏检,降低了误检率;本系统在分拣时,分拣的精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1示出了分拣系统的整体结构示意图;
图2示出了送料机构的结构示意图;
图3示出了检测机构的结构示意图;
图4示出了分拣机构的结构示意图;
图5示出了分拣机构的部分结构示意图;
图6示出了收料机构的结构示意图;
图7示出了挡板的安装示意图;
图8示出了用于珍珠的智能分拣系统的方法流程图;
图9示出了珍珠进行第一次分类的方法流程图;
图中:
1.机架,2.送料机构,3.检测机构,4.分拣机构,201.振动盘,202.滑行通道,203.传动架,204.第一驱动电机,205.带轮,206.传送带,207.放料块,208.出料板,209.第二气缸,210.推块,211.挡板,301.检测机架,302.检测摄像机,401.分拣通道,402.固定块,403.第一旋转轴,404.旋转块,405.调节块,406.第一气缸,407.收料机构,501.第二驱动电机,502.旋转板,503.收料盘。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成,需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下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他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本发明第一方面提供了一种用于珍珠的智能分拣系统,包括机架1、设置于机架上的送料机构2、设置于机架上的检测机构3、设置于机架上的分拣机构4,
如图1、图2所示,所述送料机构2包括振动盘201,所述振动盘201产生振动将每颗珍珠独立地从振动盘201的出料口处送出,所述振动盘201的出料口处连接滑行通道202,所述滑行通道202固定于所述机架1上,所述振动盘201的出料口处连接传动架203,所述传动架203上设置有第一驱动电机204,所述第一驱动电机204驱动带轮205与传送带206做循环运动,所述传送带206上设置有相同间隔的放料块207,所述传动架203一端固定于所述机架1上,另一端固定于出料板208上;需要说明的是,首先人工或者机械设备将珍珠放置于振动盘201上,在经过振动盘201的作用下,使得珍珠能够有次序地从振动盘201中的出料口处送出,进而珍珠进入到传动架203中,珍珠被送入到放料块207中,从而珍珠在第一驱动电机204驱动带轮与传送带206的作用下进行传动,每个放料块放置一颗珍珠,而且所述放料块207上设置有压力传感器,放料块207能够获得珍珠对放料块207的压力,从而获得珍珠在放料块207上的压力分布情况,有缺陷的部位(如凹陷部位、不平整部位)都能根据压力分布情况进行筛选(有凹陷部分不能够接触到放料块207,该部位受到的压力为0,因此该部位能够被识别),初步选择出与放料块207接触的凹陷部位的大小,进而能够对检测摄像机302无法检测到的位置进行自动判定是否有凹陷部位。
如图3所示,所述检测机构3包括检测机架301,所述检测机架301上设置有检测摄像机302,所述检测摄像机302用于采集珍珠的图像信息;所述检测机构3设置于所述传动架203的侧部;需要说明的是,所述检测摄像机302设置在检测机架301的顶部以及侧部,而且位于传送架203的两侧,因此在采集图像时,检测摄像机302在三个位置点进行检测,从而本系统通过图像的处理,可以得出珍珠的表面轮廓、是否有斑点、表面光洁度等特征的分选。本系统采用的多个方向的检测摄像机302对珍珠进行采集图像,从而通过对图像的处理,得到珍珠的缺陷的深度、缺陷的面积。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述出料板208上设置有第二气缸209,所述第二气缸209的输出端均连接推块210,所述推块210表面包覆硅橡胶材料。需要说明的是,当经过检测摄像机302检测后,在放料块207上的珍珠运动至出料板208,第二气缸209推动推块210将珍珠从出料板208推至分拣通道401中,由于推块210表面包覆了一层硅橡胶材料,推块210不会损坏珍珠。
所述分拣机构4包括分拣通道401,所述分拣通道401与所述出料板208进行连接,而且所述分拣通道401上设置有固定块402,所述固定块402与第一旋转轴403相连接,所述第一旋转轴403的一端连接旋转块404,另一端连接调节块405,所述调节块405与第一气缸406的输出端相连,所述第一气缸406固定于所述分拣通道401上。需要说明的是,当珍珠进入到分拣通道401时,所述分拣通道401进行第一次分类,将扁平型或者有深瑕疵的珍珠以及瑕疵程度较小的珍珠分开,本系统通过处理检测摄像头301摄取的图像来反馈控制信号至分拣机构4,分拣机构4上设置的第一气缸带动调节块405,调节块405进而带动第一旋转轴403,第一旋转轴403带动旋转块404关闭一条通道,此时仅仅只有一条通道打开,因而本系统对珍珠进行第一次分类。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述旋转块404为柔性材料构成。需要说明的是,所述旋转块404设置为柔性材料,柔性材料在珍珠触碰到旋转块404,能够有效减少碰撞,进而避免损伤。另一方面,柔性材料能够产生一定的形变并恢复至原状,能够有效地与分拣通道的内壁进行贴合。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,如图4、图5所示,所述分拣通道401的出口处至少分为两个通道,所述分拣通道401的珍珠出料口处通向收料机构407。需要说明的是,分拣通道401对珍珠进行第一次分类,尤其是扁平型或者有深瑕疵的珍珠以及瑕疵程度较小的珍珠,分拣机构4对此类珍珠进行第一次分类,使得价值高的珍珠与价值较低的珍珠首先分离。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,如图6所示,所述收料机构407包括第二驱动电机501,所述第二驱动电机501连接旋转板502,所述旋转板502上设置有若干个收料盘503,所述第二驱动电机501固定于所述机架1。需要说明的是,收料机构407对珍珠进行第二次分类,第二次分类时,价值高的珍珠(仅仅只有小瑕疵的珍珠)为短半径与长半径之比大于0.7的珍珠、隐含斑点的珍珠、颜色暗淡的珍珠一种或者多种以上的组合,价值低的珍珠(扁平型或者有深瑕疵的珍珠以及瑕疵程度较小的珍珠)为具有多个平面的珍珠、形状对称的珍珠、其他珍珠,收料机构407设置的多个收料盘503对此类珍珠进行收集,第二驱动电机501带动旋转板502,旋转板502进而驱动收料盘503旋转一角度,分拣通道401的珍珠落至收料盘503中,收料盘503能够准确的接收珍珠,而且珍珠为短半径与长半径之比大于0.7的类型表示该珍珠颜色光亮、表面无斑点。本系统的分拣机构分类更加精细,设计简单,实现了珍珠分拣的全自动化。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述分拣通道401的内壁上均设置有气囊。需要说明的是,分拣通道401上的内壁上设置有气囊,珍珠在分拣通道401下落时,能够有效减小机械碰撞损害,提高珍珠分拣的精度。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,所述出料板208上还设置至少有两件挡板211,所述挡板211为电磁材料制成,所述挡板211连接所述分拣通道401。工作状态下,所述挡板211的相对部位的部分的磁极相同。需要说明的是,连通分拣通道401的出料板208处上设置有挡板211,挡板211在工作状态时,挡板211的相对部位的部分的磁极相同,因此挡板211形成相互排斥的磁场力,因此,珍珠在落至分拣通道401的过程中,本系统能够有效防止珍珠碰撞机械物,减小在分拣过程的机械碰撞损伤。
综上所述,本系统在保证了分拣的生产效率的同时亦提高了珍珠的分拣质量,而且在分拣的过程中减小了碰撞的损伤,而且在批量高速的传送过程中依然能够对珍珠进行全方位的检测,使得珍珠分拣自动化产业链更加完整,实现珍珠形状、颜色分拣等多种类的全自动化,实现智能化。
本发明第二方面提供了一种用于珍珠的智能分拣系统的使用方法,应用于任一项所述的用于珍珠的智能分拣系统,包括以下步骤:
S102:获取待分类珍珠的图像信息,所述图像信息包括珍珠上的颜色分布情况、珍珠的轮廓形状;
S104:对所述待分类珍珠的图像信息进行缩放处理,得到与所述待分类珍珠的图像信息的缩略图,生成缩略图信息;
S106:对所述缩略图信息进行特征提取,得到特征图;
S108:根据所述的特征图对珍珠进行第一次分类,得到第一次分类信息;
S110:计算所述第一次分类信息中的短半径与长半径的比值,得到比值信息;
S112:判断所述比值信息是否大于预设比值信息;
S114:若大于,则生成第二分类信息,并将第二分类信息传输至分拣机构。
需要说明的是,检测摄像机302获取待分类珍珠的图像,处理系统(处理图像的数据的指令)通过对该图像进行放大处理,进而提取该图像中的特征(如凹陷、斑点),凹陷的位置体现出有轮廓,有斑点珍珠所表现出的像素与无斑点的珍珠的像素存在着差异性,采用该差异性,处理系统将扁平型或者有深瑕疵的珍珠以及瑕疵程度较小的珍珠进行第一次分类,从而分类出价值高于价值低的珍珠。而在第二次进行分类时,将接近于圆形的珍珠分离出来(即短半径与长半径的比值大于0.7),当短半径与长半径之比大于0.7(珍珠光亮且无斑点)时,此时该比值满足预设比值,此类珍珠为最高价值的珍珠。而且在进行第一次分类时,根据采集的珍珠图像,提取出珍珠的外轮廓(其中的特征之一),按照轮廓的平滑度、椭圆度建立三维模型,从而根据该三维模型得到长半径与短半径的长度值。
进一步地,本发明的一个较佳实施例中,根据所述的特征图对珍珠进行第一次分类,得到第一次分类信息,其中包括以下步骤:
S202:对所述特征图进行分割,以获得多张第一特征区域图像;
S204:将所述第一特征区域图像输入至分类器中,判断所述第一特征图像是否为缺陷图像;
S206:若为缺陷图像,提取所述缺陷图像的缺陷面积以及缺陷的深度,得到面积深度信息;
S208:将所述面积深度信息与预设面积深度信息对比,得到偏差值;
S210:判断所述偏差值是否大于预设偏差值;
S212:若大于,则生成第一分类信息。
需要说明的是,在进行第一次分类时,处理系统对特征图像的特征区域进行分割判断,得到特征区域图像,特征区域图像输入到分类器(存有图像处理算法)中,处理器判断其图像是否为缺陷图像,当该图像的缺陷面积、缺陷深度(如图3所示,检测摄像机拥有三个,检测摄像机采集的三个位置的图像),当珍珠的面积深度满足预设面积深度阈值时,该偏差值符合预设偏差值。
此外,在第二分类时,本系统的使用方法还包括以下步骤:
将所述待分类的珍珠的图像信息进行数据转换,得到像素数据;
将所述像素数据进行灰度值处理,得到灰度值图像;
提取所述灰度值图像中的亮度信息;
判断所述亮度信息是否大于预设亮度信息;
若大于,则得出第二分类信息。
需要说明的是,进行灰度化处理可以获得珍珠表面亮度符合标准的珍珠、无斑点的珍珠,进而将有斑点的珍珠、表面暗淡的珍珠进行第二次分类,从而使得分类更加精准,得到多种类型的珍珠。亮度信息为珍珠在图像中的亮度值,处理系统设置一预设亮度信息(亮度值),当该亮度值满足预设亮度值时,在进行第二次分类后,此类珍珠为价值最高的珍珠。
以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术。

Claims (10)

1.一种用于珍珠的智能分拣系统,包括机架、设置于机架上的送料机构、设置于机架上的检测机构、设置于机架上的分拣机构,其特征在于,
所述送料机构包括振动盘,所述振动盘产生振动将每颗珍珠独立地从振动盘的出料口处送出,所述振动盘的出料口处连接滑行通道,所述滑行通道固定于所述机架上,所述振动盘的出料口处连接传动架,所述传动架上设置有第一驱动电机,所述第一驱动电机驱动带轮与传送带做循环运动,所述传送带上设置有相同间隔的放料块,所述传动架一端固定于所述机架上,另一端固定于出料板上;
所述检测机构包括检测机架,所述检测机架上设置有检测摄像机,所述检测摄像机用于采集珍珠的图像信息,所述检测机构设置于所述传动架的侧部;
所述分拣机构包括分拣通道,所述分拣通道与所述出料板进行连接,而且所述分拣通道上设置有固定块,所述固定块与第一旋转轴相连接,所述第一旋转轴的一端连接旋转块,另一端连接调节块,所述调节块与第一气缸的输出端相连,所述第一气缸固定于所述分拣通道上。
2.根据权利要求1所述的一种用于珍珠的智能分拣系统,其特征在于,所述旋转块为柔性材料构成。
3.根据权利要求1所述的一种用于珍珠的智能分拣系统,其特征在于,所述分拣通道的出口处至少分为两个通道,所述分拣通道的珍珠出料口处通向收料机构。
4.根据权利要求3所述的一种用于珍珠的智能分拣系统,其特征在于,所述收料机构包括第二驱动电机,所述第二驱动电机连接旋转板,所述旋转板上设置有若干个收料盘,所述第二驱动电机固定于所述机架。
5.根据权利要求1所述的一种用于珍珠的智能分拣系统,其特征在于,所述分拣通道的内壁上均设置有气囊。
6.根据权利要求1所述的一种用于珍珠的智能分拣系统,其特征在于,所述出料板上设置有第二气缸,所述第二气缸的输出端均连接推块,所述推块表面包覆硅橡胶材料。
7.根据权利要求1所述的一种用于珍珠的智能分拣系统,其特征在于,所述出料板上还设置至少有两件挡板,所述挡板为电磁材料制成,所述挡板连接所述分拣通道。
8.根据权利要求7所述的一种用于珍珠的智能分拣系统,其特征在于,工作状态下,所述挡板的相对部位的部分的磁极相同。
9.一种用于珍珠的智能分拣系统的使用方法,其特征在于,应用于权利要求1-8任一项所述的用于珍珠的分拣系统,包括以下步骤:
获取待分类珍珠的图像信息,所述图像信息包括珍珠上的颜色分布情况、珍珠的轮廓形状;
对所述待分类珍珠的图像信息进行缩放处理,得到与所述待分类珍珠的图像信息的缩略图,生成缩略图信息;
对所述缩略图信息进行特征提取,得到特征图;
根据所述的特征图对珍珠进行第一次分类,得到第一次分类信息;
计算所述第一次分类信息中的短半径与长半径的比值,得到比值信息;
判断所述比值信息是否大于预设比值信息;
若大于,则生成第二分类信息,并将第二分类信息传输至分拣机构。
10.根据权利要求9所述的一种用于珍珠的智能分拣系统的使用方法,其特征在于,根据所述的特征图对珍珠进行第一次分类,得到第一次分类信息,其中包括以下步骤:
对所述特征图进行分割,以获得多张第一特征区域图像;
将所述第一特征区域图像输入至分类器中,判断所述第一特征图像是否为缺陷图像;
若为缺陷图像,提取所述缺陷图像的缺陷面积以及缺陷的深度,得到面积深度信息;
将所述面积深度信息与预设面积深度信息对比,得到偏差值;
判断所述偏差值是否大于预设偏差值;
若大于,则生成第一分类信息。
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