CN201618694U - 水果分级检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水果分级检测装置，尤其是一种基于机器视觉的可辨别香梨的颜色、大小、果梗、表面缺陷的分级检测装置，包括机架台，机架台上设有水果输送部件、机器视觉检测部件、自动分级部件，所述机器视觉检测部件包括设于链式输送带上方的检测箱，所述检测箱包括上表面检测箱和负压检测箱，所述自动分级部件包括链式输送带，位于链式输送带上方设有多个分级负压吸盘，与分级负压吸盘连接设有空气泵，位于分级负压吸盘后方设有多个水果等级传送带。本实用新型能够实现香梨的快速无损检测、信息可靠、分级标准统一，可有效减轻劳动强度。

Description

水果分级检测装置

技术领域：

本实用新型涉及一种水果分级检测装置，尤其是一种基于机器视觉的可辨别水果颜色、大小、果梗、表面缺陷的水果分级检测装置。

背景技术：

现有技术中对苹果、梨等水果的品质分级一般进行人工分级，人工分级的缺点主要有：人工劳动量大，生产效率低，分级标准难以精确实现，而且分级精度不稳定。在水果分级标准中对果形、果面缺陷、颜色的度量，因仅凭人的视觉难以精确区分，且人长时间用眼，会造成视觉疲劳及情绪的不稳定，从而造成分级误差的波动。其次，水果内部品质缺乏检测手段，使水果的内外品质无法保证，尤其是在对库尔勒香梨的品质分级当中，这样的问题尤其突出。

库尔勒香梨属白梨系统，原产地为新疆南疆，以库尔勒地区种植面积最大、品质最好而著名。果形为纺锤形或卵圆形，纵径平均6.5厘米，横径平均5.7厘米。成熟时果面底色黄绿，阳面有红晕，在一般条件下储存后可变黄。库尔勒香梨果肉酥脆，汁多浓甜，香味浓郁。严格的果实分级标准是实现提升果品销售价值的重要途径之一。

目前库尔勒香梨主要以果实大小为检测分级标准，且分级方式主要采用人工分级。其次，水果内部品质缺乏检测手段，使水果的内外品质无法保证。因此，研究基于机器视觉的水果品质无损检测方法研究，进而开发水果自动实时分级系统，选出高质量的水果，在我国具有重要的经济价值和广阔的应用前景。因此，基于机器视觉的库尔勒香梨品质的无损检测方法的研究，进而根据这些理论方法可开发具有较高精度和生产率的库尔勒香梨品质检测和分级生产线，能提升库尔勒香梨品牌地位和增强其在国内外的竞争力，并且这些理论和方法还能推广到其它易损农产品的品质检测和分级，为实现机器视觉在农产品品质检测和自动化分级打下基础，促进机器视觉这一新技术在我国农业上的推广应用。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种针对香梨、苹果等水果的能够实现水果的快速无损检测、信息可靠、分级标准统一，可有效减轻劳动强度的水果检测分级装置。

本实用新型包括机架台1，在机架台1上设有水果输送部件、机器视觉检测部件、自动分级部件6，所述水果输送部件包括链式输送带2，所述链式输送带2上设有凹型托盘3，利用凹型托盘3可固定水果，防止水果摔伤，凹型托盘3固定在链式输送带2上，输送链轮11转动，凹型托盘3随链式输送带2一起向前运动。

所述机器视觉检测部件包括设于链式输送带2上方的检测箱，所述检测箱包括上表面检测箱4和负压检测箱5，上表面检测箱内设有摄像头15、穹顶光源14，靠近链式输送带2设有位置传感器13；负压检测箱5内设有空气泵19、与空气泵19相连的负压吸盘20、负压检测箱光源21、摄像头15，在负压检测箱5内顶部设有负压吸盘滑轨18，靠近链式输送带2设有位置传感器13。

所述的上表面检测箱内摄像头15与穹顶光源14固定安装于支杆17上，所述支杆17与上下调节导轨16活动连接，用以调节摄像头15与穹顶光源14相对于水果12的高度。

水果放在凹型托盘3中，随链式输送带2运动进入上表面检测箱4，当触发上表面检测箱位置传感器13时，摄像头获得由计算机而来的指令信号，对水果图像信息进行采集，上表面检测摄像头15安装在穹顶光源的中心，以保证待测水果表面光线均匀。采集后的图像信息储存在计算机内存中，由分级软件对目标水果进行上表面检测，随后水果运出上表面检测箱4，当安装在负压检测箱5内的位置传感器感应到水果信号时，报知计算机，计算机驱动负压吸盘20抓起水果，由安装在负压检测箱内的摄像头15对水果下表面图像进行采集，并将三个所得图像进行拟合，实现全表面检测；随后负压吸盘20向后沿负压吸盘滑轨18移动至自动分级部件6的链式输送带2上方，将检测过的水果放到所述链式输送带2上。

所述自动分级部件6位于机器视觉检测部件的负压吸盘后方，包括链式输送带2，位于链式输送带2上方设有多个分级负压吸盘25，与分级负压吸盘25连接设有空气泵19，靠近链式输送带2设有位置传感器13，位于分级负压吸盘25后方设有多个水果等级传送带，每个分级负压吸盘25与相应水果等级传送带相对应设置。

为避免同等级的水果重复出现，保证在高密度情况下水果也可以顺利输送到传送带上，避免出现等级错误或漏运。所述的每个水果等级传送带对应的分级负压吸盘25的个数可以设为1个或2个。

由负压检测箱5出来的水果，已由计算机确定等级，计算机将等级信号发送至自动分级部件6，计算机根据链式输送带2的速度，并由位置传感器13获取水果位置准确信息，驱动相应位置的分级负压吸盘25，当水果被分级负压吸盘25抓取时，随分级负压吸盘25沿负压吸盘滑轨18移动到等级传送带上，分级负压吸盘25将香梨放下，由等级传送带运送至采集箱，完成分级工作。

与传统的检测方法相比，本实用新型的最大优点是与被检测的对象无接触、分级标准统一，并且检测速度快。尤其是在新疆库尔勒香梨的检测应用方面显示了独有的优势，库尔勒香梨皮薄、多汁、易碰伤，通过系统内的气吸式输送系统，可以将的全表面信息输入到计算机中，完成香梨的即时在线检测，可快速提取并处理香梨梨体图像，对香梨的颜色、大小、果梗、表面缺陷进行有效检测，通过分级装置实现自动分级，具有很高的效率及一定的智能性，本实用新型推广应用后可以节省劳动力，减轻劳动强度，降低生产成本，提高香梨在国际上的竞争力。

附图说明：

图1为本实用新型实施例1的俯视结构示意图。

图2为图1中机器视觉检测部件的A向结构示意图。

图3为图1中链式输送带上所设凹型托盘的结构示意图。

图4为图3俯视结构示意图。

图5为图1中自动分级部件侧视的结构示意图。

图6为图5中自动分级部件B向的结构示意图。图中所示1为机架台，2为链式输送带，3为凹型托盘，4为上表面检测箱，5为负压检测箱，6为自动分级部件，7为特级果等级传送带，8为一等果等级传送带，9为二等果等级传送带，10为等外品等级传送带，11为输送链轮，12为水果，13为位置传感器，14为穹顶光源，15为摄像头，16为上下调节导轨，17为支杆，18为负压吸盘滑轨，19为空气泵，20为负压吸盘，21为负压检测箱光源，22为计算机，23为变频器，24为交流电动机，25为分级负压吸盘。图中所示箭头方向为传送方向。

具体实施方式：

实施例1：

参照附图1～图6，本实施例为包括机架台1，在机架台1上设有水果输送部件、机器视觉检测部件、自动分级部件6，所述水果输送部件包括链式输送带2，所述链式输送带2上设有凹型托盘3；所述机器视觉检测部件包括计算机及设于链式输送带2上方的检测箱，所述检测箱包括上表面检测箱4和负压检测箱5，上表面检测箱4内设有摄像头15、穹顶光源14，靠近链式输送带2设有位置传感器13；负压检测箱5内设有空气泵19、与空气泵19相连的负压吸盘20、负压检测箱光源21、摄像头15，在负压检测箱5内顶部设有负压吸盘滑轨18，靠近链式输送带2设有位置传感器13；所述自动分级部件6位于机器视觉检测部件的负压吸盘后方，包括链式输送带2，位于链式输送带2上方设有多个分级负压吸盘25，与分级负压吸盘25连接设有空气泵19，靠近链式输送带2设有位置传感器13，位于分级负压吸盘25后方设有多个水果等级传送带，每个分级负压吸盘25与相应水果等级传送带相对应设置。

所述的上表面检测箱内摄像头15与穹顶光源14固定安装于支杆17上，所述支杆17与上下调节导轨16活动连接，用以调节摄像头15与穹顶光源14相对于水果12的高度。

首先由人工将香梨放到链式输送带2的凹型托盘3上，凹型托盘3向上表面检测箱4方向运动，根据不同需要，可调节变频器23改变输送链轮11转动速度以控制检测速度。上表面检测箱4入口有位置传感器13，当探知待测香梨时将信号送至计算机，计算机控制摄像头15进行图像采集，随后香梨运出上表面检测箱，当安装在负压检测箱5内的位置传感器13感应到香梨信号时，报知计算机，计算机驱动负压吸盘20抓起水果，由负压检测箱5内的两个摄像头对香梨下表面信息进行采集，完成香梨的下表面检测，获得香梨的大小、颜色、果梗以及表面缺陷等信息，实现全表面检测，并将采集到的数据通过图像采集卡进行数模转换后，由图像处理软件进行处理，计算机通过软件对该数据进行判断分析，得出香梨的等级，由负检测箱出来的水果，已由计算机确定等级，计算机将等级信号发送至自动分级部件6，自动分级部件6根据链式输送带2速度，并由位置传感器13获取香梨位置的准确信息，驱动相应位置的分级负压吸盘25，当水果被分级负压吸盘25抓取后，当水果被分级负压吸盘25抓取时，随分级负压吸盘25沿负压吸盘滑轨18移动到特级果等级传送带7、一等果等级传送带8、二等果等级传送带9或者等外品等级传送带10上，分级负压吸盘25将香梨放下，由相应等级传送带运送至采集箱，完成分级工作，分级过程中，采用不同级别水果对应不同的等级传送带，避免传统方法中使用机械方式对香梨梨体造成损伤，极大的保证了香梨的品质，减少损失。

本装置可完成以下内容的检测要求：库尔勒香梨颜色的检测；库尔勒香梨的大小自动化检测；库尔勒香梨的果梗分级的快速自动化检测，即：果梗长度是否符合国家对库尔勒香梨评级的标准；表面表面缺陷的快速无损检测。

实施例2：

与实施例1相比，本实施例不同地方在于所述的每个水果等级传送带对应的分级负压吸盘25的个数为2个。为避免同等级的香梨重复出现，特将每个等级的吸盘设计为2个，保证在高密度情况下香梨也可以顺利输送到传送带上，避免出现等级错误或漏运。

Claims (3)

1.一种水果分级检测装置，包括机架台(1)，其特征在于机架台(1)上设有水果输送部件、机器视觉检测部件、自动分级部件(6)，所述水果输送部件包括链式输送带(2)，所述链式输送带(2)上设有凹型托盘(3)；所述机器视觉检测部件包括设于链式输送带(2)上方的检测箱，所述检测箱包括上表面检测箱(4)和负压检测箱(5)，上表面检测箱(4)内设有摄像头(15)、穹顶光源(14)，靠近链式输送带(2)设有位置传感器(13)；负压检测箱(5)内设有空气泵(19)、与空气泵(19)相连的负压吸盘(20)、负压检测箱光源(21)、摄像头(15)，在负压检测箱(5)内顶部设有负压吸盘滑轨(18)，靠近链式输送带(2)设有位置传感器(13)；所述自动分级部件(6)位于机器视觉检测部件的负压吸盘后方，包括链式输送带(2)，位于链式输送带(2)上方设有多个分级负压吸盘(25)，与分级负压吸盘(25)连接设有空气泵(19)，靠近链式输送带(2)设有位置传感器(13)，位于分级负压吸盘(25)后方设有多个水果等级传送带，每个分级负压吸盘(25)与相应水果等级传送带相对应设置。

2.如权利要求1所述的水果分级检测装置，其特征在于所述的上表面检测箱内摄像头(15)与穹顶光源(14)一起固定安装于支杆(17)上，所述支杆(17)与上下调节导轨(16)活动连接。

3.如权利要求1或2所述的水果分级检测装置，其特征在于所述的每个水果等级传送带对应的分级负压吸盘(25)的个数为1个或2个。

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