CN209821009U - 一种西瓜成熟度无损检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种西瓜成熟度无损检测装置，包括主机架、螺纹杆、电机、移动臂、抓手、压力测量模块、水槽和水位测量模块；所述螺纹杆通过主机架固定纵向竖立，并通过电机控制螺纹杆转动，所述移动臂穿过螺纹杆设置于主机架上，并通过螺纹杆转动实现纵向移动，所述抓手通过压力测量模块固定在移动臂外端部的下表面，所述水槽位于移动臂的下方，通过水位测量模块测量水位变化值。本装置通过测量西瓜体积和西瓜浸入水中时所受压力，间接计算西瓜的密度，根据密度判断西瓜是否成熟，能够达到西瓜无损检测，制作成本低，体积小，且易操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能控制领域，尤其是涉及一种西瓜成熟度无损检测装置。
背景技术
目前，近10年来我国西瓜年产量千万吨以上，西瓜产量的不断提高，但西瓜品质参差不齐。西瓜品质很大程度上取决于西瓜的成熟度，西瓜成熟度的检测显得尤为重要。目前市场上检测西瓜成熟度的方法有2种，一种是根据个人经验判断西瓜成熟度，效果不好；另一种是使用超声波，CT等仪器进行检测，该方法成本高，检测效果不理想且难以投入日常生活使用。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服背景技术的不足，本实用新型公开了一种西瓜成熟度无损检测装置，该装置通过测量西瓜体积和西瓜浸入水中时所受压力，间接计算西瓜的密度，根据密度判断西瓜是否成熟，达到西瓜无损检测，制作成本低，体积小，且易操作。
技术方案：本实用新型的西瓜成熟度无损检测装置，包括主机架、螺纹杆、电机、移动臂、抓手、压力测量模块、水槽和水位测量模块；所述螺纹杆通过主机架固定纵向竖立，并通过电机控制螺纹杆转动，所述移动臂穿过螺纹杆设置于主机架上，并通过螺纹杆转动实现纵向移动，所述抓手通过压力测量模块固定在移动臂外端部的下表面，所述水槽位于移动臂的下方，通过水位测量模块测量水位变化值。
使用时，将水槽里盛水，将西瓜放在水槽中，通过控制电机使移动臂往下压，抓手将西瓜慢慢往水中压，当西瓜完全没入水中，通过水位测量模块测量水位上升高度，得出西瓜体机V，通过压力测量模块测量此时西瓜所受压力N，计算得西瓜密度ρ0，以此判断西瓜得成熟度。
进一步的，还包括单片机设于主机架上，所述压力测量模块和水位测量模块均与单片机连接，可根据其所提供的压力值和水位上升值计算西瓜密度。
进一步的，所述压力测量模块为RFP薄膜压力感应器。
进一步的，所述水位测量模块为激光移位传感器HG-C1400，设于水槽内壁上沿。
进一步的，所述移动臂下表面还设有红外收发二极管并与电机连接，所述移动臂下降过程中，通过红外收发二极管识别与水槽水面的距离，以此控制电机在西瓜完全淹没后停止运转。
进一步的，所述主机架上还设有显示屏、扬声器、电子标签模块，均通过单片机连接运行。
进一步的，所述主机架上还设于蓝牙模块，单片机通过蓝牙模块将数据传输至移动端。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点为：本装置通过测量西瓜体积和西瓜浸入水中时所受压力，间接计算西瓜的密度，根据密度判断西瓜是否成熟，能够达到西瓜无损检测，制作成本低，体积小，且易操作。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是西瓜浸入水中静止时受力图；
图3是本实用新型的工作结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
如图1所示的西瓜成熟度无损检测装置，包括主机架1、螺纹杆2、电机3、移动臂4、抓手5、压力测量模块6、水槽7和水位测量模块8。
所述螺纹杆2通过主机架1固定纵向竖立，并通过电机3控制螺纹杆2转动；
所述移动臂4穿过螺纹杆2设置于主机架1上，并通过螺纹杆2转动实现纵向移动；
所述抓手5通过压力测量模块6固定在移动臂4外端部的下表面，所述压力测量模块6为RFP薄膜压力感应器，测量范围为0-0.5N；
所述水槽7位于移动臂4的下方，通过水位测量模块8测量水位变化值，水槽7的设计尺寸为长L＝500mm，宽W＝400mm，高H＝700mm，所述水位测量模块8为激光移位传感器HG-C1400，设于水槽7内壁上沿，测量高度范围为200mm-600mm，测量误差是10μm，精确度为0.01mm，假设感应器到水平面的初始距离为L0，西瓜放入后，测得的距离为L1，则西瓜体积V＝S*(L0-L1)。
还包括单片机9设于主机架1上，所述压力测量模块6和水位测量模块8均与单片机9连接，可根据其所提供的压力值和水位上升值计算西瓜密度。
将西瓜完全没入水中，当西瓜静止时测量其所受压力和西瓜体积，进而计算西瓜的密度。根据实验数据表明，西瓜密度ρ0与西瓜成熟度有关，当0.9＜ρ0＜0.95，西瓜成熟；当ρ0＜0.9时，西瓜过熟；当0.95＜ρ0＜1时，西瓜不熟。
如图2所示，当西瓜浸入水中静止时，其重力G，压力N和浮力F，三力平衡，如图1所示，可得：F＝G+N，已知水的密度ρ1，测得西瓜体积V和压力N，由F＝ρ1gV和G＝mg，得ρ0＝ρ1-N/gV，来判断西瓜成熟度。
所述移动臂4下表面还设有红外收发二极管10并与电机3连接，分为发射管和接收管，发射管发射红外信号经过水面反射被接收管接收，此红外信号的传输距离决定了水面与移动臂4的距离，所述移动臂4下降过程中，通过红外收发二极管10识别与水槽7水面的距离，当与水面距离达到预设值即西瓜完全淹没后，则控制电机3停止运转，调节红外发射二极管10的工作频率可以改变其识别水平面的距离。
在所述主机架1上还设有显示屏11、扬声器12、电子标签模块13，均通过单片机9连接运行。
所述主机架1上还设于蓝牙模块14，单片机9通过蓝牙模块14将数据传输至移动端。
如图3所示，使用时，首先在水槽7内，加入足量的水使其达到预先设置的水槽刻度，记录初始距离值L0，将贴有标签的西瓜通过电子标签模块13进行扫描，记录西瓜编号，再将其放入水中，调整支架位置，使其在西瓜正上方，启动电机3，螺纹杆2转动，移动臂4向下移动，抓手5将西瓜轻轻压入水中，待水面静止后通过测量模块测得L1，进而计算出西瓜体积，由压力传感器6获得压力数值N，根据公式ρ0＝ρ1-N/gV，计算出西瓜密度ρ0，将其与成熟西瓜密度值进行比较，判断西瓜成熟度。显示屏11显示西瓜的成熟度并由扬声器12进行语音播报；可通过蓝牙模块14和手机APP记录和统计西瓜成熟度情况；点击复位按钮，所有机构恢复初始位置，准备测试下一个。
Claims (7)
1.一种西瓜成熟度无损检测装置，其特征在于：包括主机架(1)、螺纹杆(2)、电机(3)、移动臂(4)、抓手(5)、压力测量模块(6)、水槽(7)和水位测量模块(8)；所述螺纹杆(2)通过主机架(1)固定纵向竖立，并通过电机(3)控制螺纹杆(2)转动，所述移动臂(4)穿过螺纹杆(2)设置于主机架(1)上，并通过螺纹杆(2)转动实现纵向移动，所述抓手(5)通过压力测量模块(6)固定在移动臂(4)外端部的下表面，所述水槽(7)位于移动臂(4)的下方，通过水位测量模块(8)测量水位变化值。
2.根据权利要求1所述的西瓜成熟度无损检测装置，其特征在于：还包括单片机(9)设于主机架(1)上，所述压力测量模块(6)和水位测量模块(8)均与单片机(9)连接，可根据其所提供的压力值和水位上升值计算西瓜密度。
3.根据权利要求1所述的西瓜成熟度无损检测装置，其特征在于：所述压力测量模块(6)为RFP薄膜压力感应器。
4.根据权利要求1所述的西瓜成熟度无损检测装置，其特征在于：所述水位测量模块(8)为激光移位传感器HG-C1400，设于水槽(7)内壁上沿。
5.根据权利要求1所述的西瓜成熟度无损检测装置，其特征在于：所述移动臂(4)下表面还设有红外收发二极管(10)并与电机(3)连接，所述移动臂(4)下降过程中，通过红外收发二极管(10)识别与水槽(7)水面的距离，以此控制电机(3)在西瓜完全淹没后停止运转。
6.根据权利要求2所述的西瓜成熟度无损检测装置，其特征在于：所述主机架(1)上还设有显示屏(11)、扬声器(12)、电子标签模块(13)，均通过单片机(9)连接运行。
7.根据权利要求2所述的西瓜成熟度无损检测装置，其特征在于：所述主机架(1)上还设于蓝牙模块(14)，单片机(9)通过蓝牙模块(14)将数据传输至移动端。
Priority Applications (1)
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| CN201920513460.2U CN209821009U (zh) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | 一种西瓜成熟度无损检测装置 |
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| CN201920513460.2U CN209821009U (zh) | 2019-04-16 | 2019-04-16 | 一种西瓜成熟度无损检测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112255374A (zh) * | 2020-09-10 | 2021-01-22 | 西北农林科技大学 | 一种无损准确判断采后桑葚成熟度的方法 |
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2019
- 2019-04-16 CN CN201920513460.2U patent/CN209821009U/zh not_active Expired - Fee Related
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