CN121534949A - 一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，涉及农业加工技术领域，包括桌面，桌面上设置有轨道组件、载物组件和机关组件，机关组件和轨道组件分别与设置在桌面上的内围槽位和外围槽位连接，外围槽位和内围槽位均设置在桌面的上部，桌面的内侧设置有掉落缓冲组件，掉落缓冲组件的下部设置有传送带组件。本发明采用上述一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，检测速率快、效率高、分拣精确精准、且分拣结果标准一致化按照甘薯的长宽比、虫咬、病变分拣处理的自动分拣装置，通过让承载载物网在轨道上运行的机关轮掉落与复位在轨道上来实现控制甘薯的分拣。

Description

一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置

技术领域

本发明涉及农业加工技术领域，尤其是涉及一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置。

背景技术

因为甘薯的数量庞大，我国甘薯分拣产业仍面临分拣精度水平不高、机械化生产水平较低、人工分拣耗费人力等问题。未来需加强科技研发，推广优质品种，提高机械化水平，并开发深加工产品，以提升产业效益和国际竞争力。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，解决现有技术中分拣方式的单一性、人工耗力多、主观性强、耗时耗力、分拣甘薯规格大小长短标准较多的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，包括桌面，所述桌面上设置有轨道组件、载物组件和机关组件，所述机关组件和所述轨道组件分别与设置在所述桌面上的内围槽位和外围槽位连接，所述外围槽位和所述内围槽位均设置在所述桌面的上部，所述桌面的内侧设置有掉落缓冲组件，所述掉落缓冲组件的下部设置有传送带组件。

优选的，所述轨道组件包括轨道外心和轨道内心，所述轨道内心与所述轨道外心通过铰链连接，间隔一个所述铰链的所述轨道内心和所述轨道外心通过轨道连接运行轴轮连接，所述轨道连接运行轴轮与所述外围槽位连接，所述外围槽位设置在所述内围槽位的上部。

优选的，所述内围槽位上设置掉落机关基本板和掉落机关板，所述掉落机关板关于所述掉落机关基本板间隔设置，所述掉落机关基本板与所述内围槽位固定连接，所述内围槽位与所述掉落机关板一端固定连接，另一端活动连接，所述掉落机关板和所述掉落机关基本板与机关轮滚动连接。

优选的，所述机关轮与所述载物组件中的载物框架连接，所述载物框架与载物可替换标准网格通过魔术贴连接，所述载物框架的一侧两端均设置连接框，所述连接框与载物连接轴连接，所述载物连接轴的两端均与所述轨道内心和所述轨道外心连接。

优选的，所述掉落缓冲组件包括掉落台和凹槽坡度，所述凹槽坡度与所述机关轮连接，所述凹槽坡度设置在所述桌面内侧和所述掉落台之间，所述掉落台下端与所述传送带组件连接。

优选的，所述传送带组件包括传送带和置物板，所述置物板与所述传送带端部连接，所述传送带的另一端与所述桌面底部固定连接，沿着出料口倾斜向下，所述传送带和所述置物板的端部均设置有围栏。

优选的，所述桌面上设置有黑箱组件，所述黑箱组件包括黑箱和高速工业相机，所述高速工业相机设置有两个，两个所述高速工业相机上下设置在所述黑箱内部，所述黑箱与所述桌面固定连接。

优选的，所述掉落台上设置有缓冲结构，所述掉落台的下部设置有多重报纸和泡沫板。

优选的，所述黑箱组件设置有视觉识别系统，内置有图像识别算法，检测甘薯的外观缺陷，根据预设标准判断触发掉落机制。

因此，本发明采用上述一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，自动检测速率快、效率高、分拣精确精准、且分拣结果标准一致化按照甘薯的长、宽、高、果形、虫咬、病变分拣处理的自动分拣装置；减少甘薯表皮的损伤程度和减少甘薯相互个体之间的碰撞摩擦。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置实施例的结构示意图；

图2为本发明一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置实施例的主视图；

图3为本发明一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置的俯视图；

图4为本发明一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置的内部结构示意图；

图5为本发明一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置的机关组件部分结构示意图；

附图标记

1、传送带轴；2、掉落机关基本板；3、掉落机关板；4、轨道外心；5、轨道连接运行轴轮；6、轨道内心；7、轨道连接轴；8、载物框架；9、载物可替换标准网格；10、机关轮；11、载物连接轴；12、魔术贴；13、置物板；14、传送带；15、桌面；16、黑箱；17、掉落台；18、凹槽坡度；19、外围槽位。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

请参阅图1-图5，本发明提供了一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，包括桌面15，桌面15上设置有轨道组件、载物组件和机关组件，机关组件和轨道组件分别与设置在桌面15上的内围槽位和外围槽位19连接，外围槽位19是用来承载轨道组件，内围槽位首先是与掉落机关板3和掉落机关基本板2固定连接，其次是用来支撑机关轮10在上方滚动，外围槽位19和内围槽位均设置在桌面15的上部，桌面15的内侧设置有掉落缓冲组件，掉落缓冲组件的下部设置有传送带组件。

轨道组件包括轨道外心4和轨道内心6，轨道内心6与轨道外心4通过轨道连接轴7和铰链连接，保障了轨道运行的情况下还增加了轨道的相对自由度，轨道连接轴7使轨道外心4和轨道内心6能够与载物框架8连接，从而使载物框架8随着轨道组件的前进而运动，形成链条式驱动结构，保证整个分拣系统的稳定运动，间隔一个铰链的轨道内心6和轨道外心4通过轨道连接运行轴轮5连接，轨道连接运行轴轮5与外围槽位19连接，外围槽位19设置在内围槽位的上部，通过轨道连接运行轴轮5与桌面15凹槽相接壤来支撑保障轨道的运行，并且减少轨道之间的碰撞以及运行过程中的震动损耗，保障机器的使用寿命。

轨道内心6和轨道外心4铰接组合而成，在保障了运输过程可靠性、传动比准确平均传动比恒定没有横向滑动的情况下，还能适应不同的多尘、高温和潮湿的工作环境，并且保障了流水线长度过长且工作物料满载情况下能够保持足够的承载能力，能传输较大的拉力满足要求。

内围槽位上设置掉落机关基本板2和掉落机关板3，掉落机关板3关于掉落机关基本板2间隔设置，掉落机关基本板2与内围槽位固定连接，内围槽位与掉落机关板3一端固定连接，另一端活动连接，机关轮10固定连接在载物框架8靠近运动方向相反的一侧，并于掉落机关基本板2和掉落机关板3转动接壤。载物平台只有一侧通过载物连接杆与两侧轨道连接，机关轮10就设置在中间偏向无支撑的一侧，正常传动时机关轮10在掉落机关基本板2上滚动并支撑载物框架8，当此工作物料满足条件，则运动方向上的掉落机关板3则会向上抬起，让掉落机关轮10掉落，同时工作物料掉落，载物框架8组件呈现90度向上，机关轮10掉落后掉落机关板3则关闭，机关轮10随着凹槽坡度18和载物框架8随着掉落台17斜面在将要到达水平时，运行方向的掉落机关板3则会向后抬起让机关轮10回到水平面上。

当检测到有问题的甘薯时，通过执行黑箱16内检测的结果，当符合标准的工作物料到达时，掉落机关板3会向上抬起60度，而机关轮10运行到掉落机关板3抬起的位置就会带着载物组件一起掉落直至达到九十度或者碰撞到掉落凹槽坡度18上，在随着掉落组件以及机关轮10内部的槽斜面将载物组件向上带动，当载物装置将要回归水平线之前运行方向上另外一个掉落机关板3则会向反方向抬起60度，而此时机关轮10就从这里重新回到正常运行的轨道上，随之载物组件也到达了水平，随着轨道的运行继续往前。

载物组件适用于不同形状大小的甘薯形状，统一的载物可替换标准网格9与载物框架8通过顶端的魔术贴12相互粘合连接，网格设置方便配合黑箱16内部上下各设置一个摄像机透过网格直接360度对甘薯进行视频或者拍照检测尺寸、大小、长宽比、病变、虫害。载物框架8设置长圆形的凹槽，保障载物组件在实现掉落时90度的运动轨迹，机关轮10与载物组件中的载物框架8连接，载物框架8的一侧两端均设置连接框，连接框与载物连接轴11连接，载物连接轴11的两端均与轨道内心6和轨道外心4连接，载物连接轴11将载物框架8与轨道固定连接，但不施加旋转方向的束缚。

掉落缓冲组件包括掉落台17和凹槽坡度18，凹槽坡度18与机关轮10连接，凹槽坡度18设置在桌面15内侧和掉落台17之间，掉落台17下端与传送带组件连接。掉落台17组件用于接收掉落的甘薯，并通过出料口与传送带14组件连接，掉落台17设有缓冲结构，缓解掉落甘薯的冲击，防止甘薯在分拣过程中的损坏，表面放置厚报纸底下垫多层泡沫纸板，减缓了载物框架8掉落圆柱销行程槽内部受力过大，也减缓了载物框架8碰撞时的震动与磨损，并且斜面设计也有助于工作物料掉落不同落点都能随着出料口掉落至底部传送带14上，增加使用寿命的情况下，也减少了失误率。在载物组件通过执行一开始黑箱16内检测的结果需要实施分拣指令掉落时，除了保障工作物料能够通过出料口掉落至下方的传送带14表面，还能减弱载物组件掉落碰撞到运行方向的掉落缓冲组件时带来的碰撞损耗，并且运行方向上的胁迫也能辅助机关轮10让载物组件能够重新回到正常轨道上。

传送带14组件将甘薯运送至置物板13，最终由工人收集。传送带14组件包括传送带14和置物板13，置物板13与传送带14端部连接，传送带14的另一端与桌面15底部固定连接，套筒内部装有电机和传送带轴1，传送带轴1与桌面15底部槽固定连接，传送带14沿着出料口倾斜向下，传送带14和置物板13的端部均设置有围栏，防止物料堆积过多掉落。

黑箱组件包括黑箱16和高速工业相机，高速工业相机设置有两个，两个高速工业相机上下设置在黑箱16内部，实时对运行中的工作物料进行视频质量检测，因工作物料放置于细线条的网面上，所以高速相机能从底部也拍摄到工作物料的表面状况，从而在省去设计翻转机构来保障工作物料整体全面的检测，黑箱16与桌面15固定连接，黑箱16固定于流水线最始端。黑箱组件设置有视觉识别系统，内置有图像识别算法，检测甘薯的外观缺陷，根据预设标准判断触发掉落机制。

黑箱组件内部在剔除了外部光源污染的情况下内部上下分180度设立两台高速工业相机透过网格对工作物料进行360度的拍摄检测其表面特征，因多数基于视觉识别的无损检测对工作物料检测时需要额外设置一个翻转结构，让工作物料在高速相机下保持旋转移动，由此来全面的检测其表面特征，而此方案设计就可以免去这一部分的设计与损耗，低成本的情况下保证高效率。

具体工作过程，先根据工作环境以及工作场合调整流水线的运行速度和黑箱16内相机的位置角度和清晰度，然后将工作物料放置在流水线上，通过黑箱16两端的高速工业相机透过载物可替换标准网格9识别工作物料的表面基础特征，然后根据工作物料的长、宽、直径、长宽比以及表面破损病变程度进行程序内的标定，当符合条件的工作物料随着承载他的载物框架8运行到符合标准的出料口后，运动方向上的掉落机关板3会沿着运动方向相反的方向抬起，当机关轮10到达掉落机关板3时会向下掉落，而载物框架8也会因为没有机关轮10的支撑向下呈现九十度下落，工作物料随之掉落到掉落台17的斜面随之滚落至出料口下，掉落机关板3随之关闭，工作物料从出料口掉落至传送带14上，随着传送带轴1带动传送带14和上方的工作物料到达掉落台17。同时机关轮10随着桌面15内部凹槽斜面配合着载物框架8沿着掉落台17的斜面，让载物框架8不断归于水平，此时掉落机关板3开启，让机关轮10承载着载物框架8归于水平，在抵达水平位前由掉落机关板3承接并导引至水平工作台，紧接着掉落机关板3关闭归于水平，后续机关轮10正常行驶，从而实现循环。如此循环，不仅在控制一定成本的前提下提高了分拣效率，还因为特定的结构设计增加了工作样品检测的精准性、高率性、以及运行机器的工作效率，再降低了工人的劳动强度的同时，也因为掉落台17的设置，进一步远离了工作流水线的距离，保障了工作人员的安全，更是保障了工作样品的分类的高效性、创新性、精确性、减少了工作物料坏果率的减少。

因此，本发明采用上述一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，自动检测速率快、效率高、分拣精确精准、且分拣结果标准一致化按照甘薯的长宽比、虫咬、病变分拣处理的自动分拣装置；减少甘薯表皮的损伤程度和减少甘薯相互个体之间的碰撞摩擦；提供最后的待选区，即为不符合上述标准的未选择区方便对其余少部分甘薯做最后的人工调节；装置简单高效好用，减少多个气压推杆、电机等多个执行机构为了执行分拣这一步所带来的能量损耗以及配件损耗，且控制成本低的情况下提高产品性价比；减少机器在运行工作期间工作人员对于工作物料之间的接触；保障在减少人力成本的基础上增加工作人员操作时与运行中机器的距离，减少意外事故的发生；保证机器在静止闲置、运输安装过程中的损坏率，以及在运行期间机器之间的对撞情况；保证零部件损坏后能够及时的获取相关标准件进行替换，增加使用机器带来的便捷感以及安心程度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：包括桌面，所述桌面上设置有轨道组件、载物组件和机关组件，所述机关组件和所述轨道组件分别与设置在所述桌面上的内围槽位和外围槽位连接，所述外围槽位和所述内围槽位均设置在所述桌面的上部，所述桌面的内侧设置有掉落缓冲组件，所述掉落缓冲组件的下部设置有传送带组件。

2.根据权利要求1所述的一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：所述轨道组件包括轨道外心和轨道内心，所述轨道内心与所述轨道外心通过铰链连接，间隔一个所述铰链的所述轨道内心和所述轨道外心通过轨道连接运行轴轮连接，所述轨道连接运行轴轮与所述外围槽位连接，所述外围槽位设置在所述内围槽位的上部。

3.根据权利要求2所述的一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：所述内围槽位上设置掉落机关基本板和掉落机关板，所述掉落机关板关于所述掉落机关基本板间隔设置，所述掉落机关基本板与所述内围槽位固定连接，所述内围槽位与所述掉落机关板一端固定连接，另一端活动连接，所述掉落机关板和所述掉落机关基本板与机关轮滚动连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：所述机关轮与所述载物组件中的载物框架连接，所述载物框架与载物可替换标准网格通过魔术贴连接，所述载物框架的一侧两端均设置连接框，所述连接框与载物连接轴连接，所述载物连接轴的两端均与所述轨道内心和所述轨道外心连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：所述掉落缓冲组件包括掉落台和凹槽坡度，所述凹槽坡度与所述机关轮连接，所述凹槽坡度设置在所述桌面内侧和所述掉落台之间，所述掉落台下端与所述传送带组件连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：所述传送带组件包括传送带和置物板，所述置物板与所述传送带端部连接，所述传送带的另一端与所述桌面底部固定连接，沿着出料口倾斜向下，所述传送带和所述置物板的端部均设置有围栏。

7.根据权利要求6所述的一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：所述桌面上设置有黑箱组件，所述黑箱组件包括黑箱和高速工业相机，所述高速工业相机设置有两个，两个所述高速工业相机上下设置在所述黑箱内部，所述黑箱与所述桌面固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：所述掉落台上设置有缓冲结构，所述掉落台的下部设置有多重报纸和泡沫板。

9.根据权利要求6所述的一种基于特定模型的甘薯视觉自动分拣装置，其特征在于：所述黑箱组件设置有视觉识别系统，内置有图像识别算法，检测甘薯的外观缺陷，根据预设标准判断触发掉落机制。