CN205183178U - 一种农产品物流分级筛选装置 - Google Patents

Abstract

一种农产品物流分级筛选装置，主要由上料模块、排序输送带、分选模块、摄像机和控制模块构成，分选模块包括环形导轨、循环传输链条、自动称重器、载物模块和分级卸料模块。排序输送带将待分级农产品单个输入到载物模块上，载物模块随循环传输链条运动，控制模块根据自动称重器和摄像机获得的信息对农产品进行等级确定并发出控制信号使得载物模块自动翻转将农产品倾入相应的分级卸料模块。本实用新型由自动称重器和摄像机检测农产品重量、外观及颜色，增强了筛选标准，自动化程度高、功能多样、分级灵活。

Description

一种农产品物流分级筛选装置

技术领域

本实用新型属于物流分拣领域，具体涉及一种农产品物流分级筛选装置，通过农产品如水果、蔬菜等的大小、外观形状和颜色来进行分级筛选。

背景技术

我国是农产品生产大国，农产品总产量稳居世界第一位，而且种类繁多，品种丰富。农产品进行分级处理能够使同类档次的产品规格一致，以统一的高品质外观进入市场，吸引消费者的注意，提升消费者的购买欲望，但很长时间里，分拣工作都是靠人工来完成，分拣效率和准确性低。为此，设计农产品的大小、外观形状和色度来自动分级筛选的装置，不仅提高了生产效率和分级筛选的准确性，而且降低了人工分拣成本，节省人力物力。

发明内容

本实用新型不仅通过自动称重器计量农产品重量，还利用摄像机拍摄农产品图像，由图像处理模块分析其外观形状和颜色，分级筛选农产品。本实用新型通过以下技术方案实现：

一种农产品物流分级筛选装置，主要由上料模块、排序输送带、分选模块、摄像机和控制模块构成，分选模块包括环形导轨、循环传输链条、自动称重器、载物模块和分级卸料模块；排序输送带将待分级农产品逐个隔开，载物模块随循环传输链条运动，控制模块根据自动称重器和摄像机获得的信息对农产品进行等级确定并发出控制信号使得载物模块自动翻转将农产品倾入相应的分级卸料模块。

所述的一种农产品物流分级筛选装置，所述的排序输送带由导轨和履带组成，导轨一侧安置有调节器，可根据不同农产品大小调节导轨宽度，使农产品排序更准确，履带中间是凹状，并为有规则的上下波浪状，材质柔软。

所述的一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，所述的控制模块含有图像处理模块、设定模块、农产品分选处理模块和报警模块，其上端安置有摄像机，控制模块安置在分选模块旁，其高度为摄像机最佳摄像高度，图像信息通过控制模块中的图像处理模块分析处理。

所述的一种农产品物流分级筛选装置，所述的自动称重器由承托板、称重传感器、称重履带和履带驱动模块组成，由承托板支撑的称重传感器安置在称重履带下方，履带驱动模块与载物模块的线速度同步。

所述的一种农产品物流分级筛选装置，所述的载物模块由农产品托盘、转轴、磁铁和支架组成，农产品托盘倾斜口靠近分级卸料模块一侧装有磁铁，转轴安置在农产品托盘重心处，也是农产品托盘的中心处，支架固定在循环传输链条上。

所述的一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，所述的分级卸料模块由电磁模块、出料履带和输出导轨组成，电磁模块与控制模块输出端电连接。

本实用新型的工作原理是：

一种农产品物流分级筛选装置，主要由上料模块、排序输送带、分选模块、摄像机和控制模块构成，分选模块由环形导轨、循环传输链条、自动称重器、载物模块和分级卸料模块组成。分选模块中的自动称重器、分级卸料模块和摄像机均与控制模块电连接。待分级农产品从上料模块上料后在排序输送带中被逐个隔开，再经自动称重器称重和摄像机拍摄后被传送到载物模块上，载物模块随循环传输链条运动，控制模块根据自动称重器和摄像机获得的信息对农产品进行等级确定，当该农产品随载物模块到达对应其等级的分级卸料模块时，控制模块发出控制信号使得载物模块自动翻转将农产品倾入分级卸料模块中由出料履带和输出导轨等组成的储物斗中并随后恢复载物模块平衡，实现农产品的分级筛选。

承载农产品托盘的支架直接安装在循环传输链条上，沿着导轨循环运动，农产品托盘通过转轴安装在支架上。输送农产品时，农产品及农产品托盘在支架的支撑下处于一种平衡状态，电磁模块安装在分级卸料模块中的出料履带上端，当已被控制模块确定等级信息的农产品到达相对应的卸料口时，控制模块就向电磁模块发出动作指令，使其与农产品托盘上的磁铁吸合，带动农产品托盘翻转一定角度，从而完成了农产品的卸料；此后，控制模块再控制电磁模块断电，农产品托盘在自身重力和支架上的回复弹簧作用下恢复平衡，以便再次承载农产品，依次循环往复，完成农产品的分级筛选。当与控制模块相连接的模块故障时，可通过其内部的报警模块发声警示。

控制模块通过摄像机获取清晰的农产品图像信息，其内部的农产品分选处理模块按照图像中的重点细节特征，如农产品的大小、色彩、形态，并根据设定模块的设定，分析确定农产品等级。农产品的大小特征一般可通过农产品的平均半径r₀描述其大小特征，先运算边缘轮廓的几何重心坐标在运算边缘上不同点(x_i,y_i)到中心距离的平均值，如果边缘上的总像素是n，则重心的运算公式为：

$\stackrel{\‾}{x}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i,\stackrel{\‾}{y}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i$

因此可获取平均半径：

$r_0=\frac{1}{n}\sqrt{{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2+{(y_i-\stackrel{\‾}{y})}^2};$

形状的规范大小能够反映农产品的外观品质，对某一定量的农产品样本先通过图像与处理后，进行离散指数计算，然后根据实验结果设置一个合理的阈值，然后对后续农产品按此阈值进行形状识别；颜色是评判农产品外在质量的关键因素，质量优的农产品颜色分布均衡，利用HSI模型的色调(H)图像当成农产品颜色特征参数，采用公式获取农产品色调：

$H=\left\{\begin{array}{cc}\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}-{\tan }^{-1}\left(\frac{2R-G-B}{\sqrt{3}(G-B)}\right)& G\&GreaterEqual;B\\ \frac{3\mathrm{\&pi;}}{2}-{\tan }^{-1}\left(\frac{2R-G-B}{\sqrt{3}(G-B)}\right)& G<B\end{array}\right.$

这些外观特征参数均通过控制模块中的图像处理部分按一定农产品样本计算出相应阈值，由此按照农产品重量和外观参数特征更精确、灵活地进行分级筛选。

本实用新型优点，

1、利用摄像机拍摄农产品图像信息，分析得到农产品外观形状和色度数据，改善了单一的由重量分拣的不完善、分类效果不足的问题。

2、本装置利用农产品重量、外观形状和颜色对农产品进行分级，提升了农产品分级的有效性，且分选效率、精度高。

附图说明

图1农产品物流分级筛选装置结构示意图

图2自动称重器结构示意图

图3载物模块的结构示意图

具体实施方案

如图1和图3所示，一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，主要由上料模块1、排序输送带2、分选模块3、摄像机4和控制模块5构成，分选模块3包括环形导轨6、循环传输链条7、自动称重器8、载物模块9和分级卸料模块10；排序输送带2将待分级农产品逐个隔开，载物模块9随循环传输链条7运动，控制模块5根据自动称重器8和摄像机4获得的信息对农产品进行等级确定并发出控制信号使得载物模块9自动翻转将农产品倾入相应的分级卸料模块10，实现农产品的分级。

摄像机4获取清晰的农产品图像信息，根据农产品大小、形状、颜色相关算法，通过控制模块5中的图像处理部分先进行图像预处理，取出图像中的噪声，再按一定农产品样本计算出相应阈值，由此通过外观参数特征更精确的进行分级筛选，比传统单一的特征分级方法更准确和有效。

图2为自动称重器结构示意图，自动称重器8由承托板21、称重传感器22、称重履带23和履带驱动模块24组成。结合图1和图2所示，称重履带23承接在排序输送带2输出端，由承托板21支撑的称重传感器22安置在称重履带23下方，承托板21与控制模块5固定连接，履带驱动模块24与分选模块3中的载物模块9的线速度同步，当农产品从排序输送带2输入到称重履带23，由称重传感器22检测到重力物体，测量其重量值，传送到控制模块5中，然后称重履带23继续带动农产品滑入载物模块9的农产品托盘14中。

图3中，承载农产品托盘14的支架17直接安装在循环传输链条7上，沿着环形导轨6循环运动，农产品托盘14通过转轴15安装在支架17上。输送农产品时，农产品及农产品托盘14在支架17的支撑下处于一种平衡状态，电磁模块18安装在分级卸料模块10中的出料履带19上端。当已被控制模块5确定等级信息的农产品到达相对应的卸料口时，控制模块5就向电磁模块18发出动作指令，使其与农产品托盘14上的磁铁16吸合，带动农产品托盘14翻转一定角度，从而完成了农产品的卸料；此后，控制模块5再控制电磁模块18断电，农产品托盘14在自身重力和支架17上的回复弹簧作用下恢复平衡，以便再次承载农产品，依次循环往复，完成农产品的分级筛选。当与控制模块5相连接的模块故障时，可通过其内部的报警模块发声警示。出料履带19和输出导轨20直接与农产品分拣系统的后续装置连接，例如包装装置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例。

Claims (6)

1.一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，主要由上料模块（1）、排序输送带（2）、分选模块（3）、摄像机（4）和控制模块（5）构成，分选模块（3）包括环形导轨（6）、循环传输链条（7）、自动称重器（8）、载物模块（9）和分级卸料模块（10）；排序输送带（2）将待分级农产品逐个隔开，载物模块（9）随循环传输链条（7）运动，控制模块（5）根据自动称重器（8）和摄像机（4）获得的信息对农产品进行等级确定并发出控制信号使得载物模块（9）自动翻转将农产品倾入相应的分级卸料模块（10）。

2.根据权利要求1所述的一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，所述的排序输送带（2）由导轨（11）和履带（12）组成，导轨（11）一侧安置有调节器（13），调节导轨宽度。

3.根据权利要求1所述的一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，所述的控制模块（5）含有图像处理模块、设定模块、农产品分选处理模块和报警模块。

4.根据权利要求1所述的一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，所述的自动称重器（8）由承托板（21）、称重传感器（22）、称重履带（23）和履带驱动模块（24）组成，由承托板（21）支撑的称重传感器（22）安置在称重履带（23）下方，履带驱动模块（24）与载物模块（9）的线速度同步。

5.根据权利要求1所述的一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，所述的载物模块（9）包括农产品托盘（14）、转轴（15）和支架（17），且在农产品托盘（14）底端靠近分级卸料模块（10）一侧装有磁铁（16），转轴（15）安置在农产品托盘（14）重心处，支架（17）固定在循环传输链条（7）上。

6.根据权利要求1所述的一种农产品物流分级筛选装置，其特征在于，所述的分级卸料模块（10）由电磁模块（18）、出料履带（19）和输出导轨（20）组成，电磁模块（18）与控制模块（5）的输出端电连接。