CN213161946U - 一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，属于果蔬分选技术领域，其包括机架、上料机构、分级机构以及检测机构；其中，检测机构包括第一导流板、传送装置、检测装置以及第二导流板；第一导流板用于将上料机构传送的果蔬进行排列，并输送至传送装置；传送装置用于驱动果蔬经过检测装置；检测装置用于检测果蔬表面是否存在受损情况，其包括支架、多个图像采集器以及控制器；第二导流板用于将通过检测的果蔬传送至分级机构，若果蔬表面存在受损情况，第二导流板中部的出料口自动开启，受损的果蔬落至第一出料传送带，从而被分选出来；本实用新型解决了现有小型自动分级装置使用时需要人工分选出受损果蔬的问题。

Description

一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备

技术领域

本实用新型涉及果蔬分选技术领域，特别涉及一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备。

背景技术

目前，果蔬自动分选装置在农业生产中应用广泛，其通常包括上料机构、多级分选机构以及收集机构；现有的自动分级装置能够基于机器人视觉技术对果蔬进行无损检测，能够检测出果蔬的外在品质(如形状、颜色、缺陷)和内在品质(如糖度、酸度、脂含量)；但是，这种自动分级装置成本比较高，只适合大型企业，而不适用于小型企业或者果蔬种植户；此外，小型企业或者果蔬种植户进行果蔬分选过程中，主要关注果蔬表面是否存在损伤，需要操作人员人工挑选出受损果蔬；但是，这种方式无疑增加了操作人员的工作量，且容易出现遗漏的情况。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，用于解决现有小型自动分级装置使用时需要人工分选出受损果蔬的问题。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，包括机架、设于机架上的上料机构和分级机构，所述上料机构和所述分级机构之间设置有检测机构；所述检测机构包括第一导流板、传送装置、检测装置以及第二导流板；

所述第一导流板设于机架上，并倾斜设置，所述第一导流板较高一侧位于上料机构的出料端，较低一侧位于传送装置的进料端；所述第一导流板上设置有多个第一导流通道，每一第一导流通道内均设置有两限位板，所述两限位板呈倒八字排列，其一端与所述第一导流通道的侧壁相连，另一端相互靠近，所述两限位板之间仅能通过单个果蔬；

所述传送装置为辊轴式传送装置，其设置在所述机架上，并位于所述第一导流板和所述第二导流板之间；

所述检测装置包括支架、多个图像采集器以及控制器；所述支架包括两支撑板、一顶板以及若干隔板；所述顶板横跨设置在所述传送装置的的正上方，并通过两支撑板与所述机架固定连接，所述两支撑板分别位于所述顶板的两端；所述若干隔板间隔设置在所述顶板的底面，并与所述传送装置的顶面间隔设置；所述若干隔板将所述传送装置的顶面分隔成多个传送通道，所述传送通道与所述第一导流通道一一对应；所述多个图像采集器均固定安装在所述顶板的底面，并分别设于多个传送通道的正上方，所述图像采集器的感应部位朝下设置；所述控制器设于所述机架上，并与所述多个图像采集器相连；

所述第二导流板设于机架上，并倾斜设置，所述第二导流板较高一侧位于所述传送装置的出料端，较低一侧位于所述分级机构的进料端；所述第二导流板上间隔设置有多个第二导流通道，所述第二导流通道与所述传送通道一一对应；所述第二导流板于所述第二导流通道的中部开设有出料口和用于开合所述出料口的活动板，所述活动板与驱动件相连，所述驱动件与所述控制器相连；所述出料口的正下方设置有第一出料传送带。

优选地，所述上料机构包括用于放置果蔬的料斗和用于将料斗内的果蔬传送至分级机构的上料传送带。

优选地，所述分级机构包括设于机架上部的分级装置和设于分级装置正下方的多个第二出料传送带；所述分级装置为滚筒式分级装置或者辊轴式分级装置。

优选地，所述第一导流通道的侧壁设置有连接块，所述连接块开设有螺纹孔，所述限位板的一端设置有配合环和将配合环锁紧于所述连接块上的螺栓，所述螺栓与所述螺纹孔螺纹连接。

优选地，所述限位板的外侧套设有硅胶套。

优选地，所述图像采集器为CCD摄像机。

优选地，所述顶板于每一图像采集器的一侧均设置有照明灯，所述照明灯的灯头朝下设置。

优选地，所述控制器包括上位机和下位机，所述上位机和所述下位机相连，所述图像采集器和所述驱动件均与所述下位机相连。

优选地，所述驱动件包括步进电机和电机驱动器，所述步进电机与所述电机驱动器相连，所述电机驱动器与所述下位机相连；所述步进电机为自锁型步进电机，所述第二导流板的底面于出料口的上部设置有铰接块，所述活动板的底面上部设置有连杆，所述连杆通过转轴与所述铰接块铰接；所述步进电机固定连接所述活动板，并与所述转轴相连。

优选地，所述上位机为工控机，所述下位机为单片机。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型设置有用于检测果蔬表面是否有伤口的检测装置，能够自动分选出受损的果蔬，避免需要操作人员耗费大量劳动力进行人工分选受损果蔬的问题；此外，本实用新型的成本相对较低，适用于小型企业甚至种植户使用，应用范围广泛，具有较好的实用性。

2.本实用新型的检测机构包括第一导流板、传送装置、检测装置以及第二导流板；其中，第一导流板用于将上料机构传送的果蔬进行排列，并输送至传送装置；传送装置用于驱动果蔬经过检测装置；检测装置用于检测果蔬表面是否存在受损情况，第二导流板用于将通过检测的果蔬传送至分级机构，若果蔬表面存在受损情况，第二导流板中部的出料口自动开启，受损的果蔬落至第一出料传送带，从而被分选出来；其中，第一导流板设置有多个第一导流通道，传送装置上方设置有多个传送通道，第二导流板设置有多个第二导流通道，传送通道与第一导流通道及第二导流通道一一对应，检测装置可以同时对多组样品进行检测，具有较高的工作效率。

3.本实用新型的第一导流板于第一导流通道内设置有两限位板，两限位板呈倒八字排列，用于收集沿第一导流板落下的果蔬，并对果蔬进行排列；其中，限位板通过螺栓锁紧在第一导流通道的侧壁，使得两限位板远离螺栓一端之间的距离可调，适用于不同的果蔬，不同的果蔬，其尺寸有所不同；此外，限位板的外侧套设有硅胶套，具有良好的缓冲作用，能够较好地保护果蔬。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的果蔬自动分级设备的俯视图；

图2是本实用新型实施例所提供的果蔬自动分级设备的正视图；

图3是本实用新型实施例所提供的第一导流板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所提供的图像采集器的安装示意图；

图5是本实用新型实施例所提供的第二导流板的安装示意图；

图中主要元件符号说明如下：

图中，1-机架、2-第一导流板、3-限位板、4-连接块、5-螺栓、6-传送装置、7-支架、8-顶板、9-隔板、10-图像采集器、11-控制器、12-照明灯、13-第二导流板、14-活动板、15-驱动件、16-铰接块、17-连杆、18-第一出料传送带、19-料斗、20-上料传送带、21-分级装置、22-第二出料传送带。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本实用新型的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构、部件及其说明可能省略是可以理解的，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是直接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参阅图1-5，一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，包括机架1、设于机架1上的上料机构和分级机构，上料机构和分级机构之间设置有检测机构。其中，上料机构包括用于放置果蔬的料斗19和用于将料斗19内的果蔬传送至分级机构的上料传送带20。

检测机构包括第一导流板2、传送装置6、检测装置以及第二导流板13。第一导流板2设于机架1上，并倾斜设置，第一导流板2较高一侧位于上料机构的出料端，较低一侧位于传送装置6的进料端。第一导流板2上设置有多个第一导流通道，每一第一导流通道内均设置有两限位板3，两限位板3呈倒八字排列，其一端与第一导流通道的侧壁相连，另一端相互靠近，两限位板3之间仅能通过单个果蔬。其中，第一导流通道的侧壁设置有连接块4，连接块4开设有螺纹孔，限位板3的一端设置有配合环和将配合环锁紧于连接块4上的螺栓5，螺栓5与螺纹孔螺纹连接。限位板3的外侧套设有硅胶套。两限位板3呈倒八字排列，用于收集沿第一导流板2落下的果蔬，并对果蔬进行排列；其中，限位板3通过螺栓5锁紧在第一导流通道的侧壁，使得两限位板3远离螺栓5一端之间的距离可调，适用于不同的果蔬，不同的果蔬，其尺寸有所不同；此外，限位板3的外侧套设有硅胶套，具有良好的缓冲作用，能够较好地保护果蔬。

传送装置6为辊轴式传送装置，其设置在机架1上，并位于第一导流板2和第二导流板13之间。果蔬在辊轴式传送装置上传送时，其自身也会在辊轴的作用下进行旋转，便于检测装置对其外表面进行检测。

检测装置包括支架7、多个图像采集器10以及控制器11。支架7包括两支撑板、一顶板8以及若干隔板9。顶板8横跨设置在传送装置6的的正上方，并通过两支撑板与机架1固定连接，两支撑板分别位于顶板8的两端。若干隔板9间隔设置在顶板8的底面，并与传送装置6的顶面间隔设置。若干隔板9将传送装置6的顶面分隔成多个传送通道，传送通道与第一导流通道一一对应。本实施例中，隔板9的数量为两块，传送通道和第一导流通道的数量均为三个，图像采集器的数量也为三个。三个图像采集器10均固定安装在顶板8的底面，并分别设于三个传送通道的正上方，图像采集器10的感应部位朝下设置。控制器11设于机架1上，并与三个图像采集器10相连。其中，图像采集器10为CCD摄像机。此外，顶板8于每一图像采集器10的一侧均设置有照明灯12，照明灯12的灯头朝下设置。

第二导流板13设于机架1上，并倾斜设置，第二导流板13较高一侧位于传送装置6的出料端，较低一侧位于分级机构的进料端。第二导流板13上间隔设置有多个第二导流通道，第二导流通道与传送通道一一对应。第二导流板13于第二导流通道的中部开设有出料口和用于开合出料口的活动板14，活动板14与驱动件15相连，驱动件15与控制器11相连。出料口的正下方设置有第一出料传送带18。其中，控制器11包括上位机和下位机，上位机和下位机相连，图像采集器10和驱动件15均与下位机相连。本实施例中，上位机为工控机，下位机为单片机，驱动件15包括步进电机和电机驱动器，步进电机与电机驱动器相连，电机驱动器与下位机相连；步进电机为自锁型步进电机，第二导流板13的底面于出料口的上部设置有铰接块16，活动板14的底面上部设置有连杆17，连杆17通过转轴与铰接块16铰接；步进电机固定连接活动板14，并与转轴相连。

其中，检测装置工作时对果蔬进行动态定位以及视觉检测，属于现有技术，说明书不作详细阐述；当第一导流板2将果蔬传送至传送装置6时，通过系统同步定时信号发生器实时检测果蔬的动态位置并生成系统同步定时信号；在图像采集段，由下位机负责监控图像采集器10的工作状态，并在同步定时信号的同步下生成图像采集器10的外触发信号。图像采集器10采集果蔬不同表面的图像，并通过下位机传送至上位机，再由上位机的图像处理系统判定果蔬表面是否受损。

当受损果蔬脱离传送装置6时，上位机生成控制指令发送至下位机，下位机通过电机驱动器控制步进电机旋转，驱动活动板14旋转，使得出料口开启，受损果蔬经出料口落入第一出料传送带18；当受损果蔬落下后，下位机通过电机驱动器控制步进电机旋转，驱动活动板14复位。出料口下方可设置感应器，例如红外感应器，当果蔬由出料口落下时，生产反馈信号发送至下位机，下位机再通过电机驱动器控制步进电机旋转，驱动活动板14复位。下位机也可通过时间延时的方式控制活动板14复位，即出料口开启后，经过过一个短暂延时后，在下位机和驱动件的作用下，活动板14复位将出料口关闭。该短暂延时，可由技术人员根据经验总结获得，属于常规技术手段。

分级机构包括设于机架1上部的分级装置21和设于分级装置21正下方的多个第二出料传送带22。本实施例中，第二出料传送带的数量为三个。分级装置21为滚筒式分级装置或者辊轴式分级装置，具有占地面积小，成本低以及使用方便的优点。本实施例中，分级装置21为辊轴式分级装置。

本实用新型的第一导流板2用于将上料机构传送的果蔬进行排列，并输送至传送装置6；传送装置6用于驱动果蔬经过检测装置；检测装置用于检测果蔬表面是否存在受损情况，第二导流板13用于将通过检测的果蔬传送至分级机构，若果蔬表面存在受损情况，第二导流板13中部的出料口自动开启，受损的果蔬落至第一出料传送带18，从而被分选出来。

本实用新型设置有用于检测果蔬表面是否有伤口的检测装置，能够自动分选出受损的果蔬，避免需要操作人员耗费大量劳动力进行人工分选受损果蔬的问题；此外，本实用新型的成本相对较低，适用于小型企业甚至种植户使用，应用范围广泛，具有较好的实用性。此外，第一导流板2设置有多个第一导流通道，传送装置6上方设置有多个传送通道，第二导流板13设置有多个第二导流通道，传送通道与第一导流通道及第二导流通道一一对应，检测装置可以同时对多组样品进行检测，具有较高的工作效率。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，包括机架、设于机架上的上料机构和分级机构，其特征在于：所述上料机构和所述分级机构之间设置有检测机构；所述检测机构包括第一导流板、传送装置、检测装置以及第二导流板；

所述第一导流板设于机架上，并倾斜设置，所述第一导流板较高一侧位于上料机构的出料端，较低一侧位于传送装置的进料端；所述第一导流板上设置有多个第一导流通道，每一第一导流通道内均设置有两限位板，所述两限位板呈倒八字排列，其一端与所述第一导流通道的侧壁相连，另一端相互靠近，所述两限位板之间仅能通过单个果蔬；

所述传送装置为辊轴式传送装置，其设置在所述机架上，并位于所述第一导流板和所述第二导流板之间；

所述检测装置包括支架、多个图像采集器以及控制器；所述支架包括两支撑板、一顶板以及若干隔板；所述顶板横跨设置在所述传送装置的正上方，并通过两支撑板与所述机架固定连接，所述两支撑板分别位于所述顶板的两端；所述若干隔板间隔设置在所述顶板的底面，并与所述传送装置的顶面间隔设置；所述若干隔板将所述传送装置的顶面分隔成多个传送通道，所述传送通道与所述第一导流通道一一对应；所述多个图像采集器均固定安装在所述顶板的底面，并分别设于多个传送通道的正上方，所述图像采集器的感应部位朝下设置；所述控制器设于所述机架上，并与所述多个图像采集器相连；

所述第二导流板设于机架上，并倾斜设置，所述第二导流板较高一侧位于所述传送装置的出料端，较低一侧位于所述分级机构的进料端；所述第二导流板上间隔设置有多个第二导流通道，所述第二导流通道与所述传送通道一一对应；所述第二导流板于所述第二导流通道的中部开设有出料口和用于开合所述出料口的活动板，所述活动板与驱动件相连，所述驱动件与所述控制器相连；所述出料口的正下方设置有第一出料传送带。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述上料机构包括用于放置果蔬的料斗和用于将料斗内的果蔬传送至分级机构的上料传送带。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述分级机构包括设于机架上部的分级装置和设于分级装置正下方的多个第二出料传送带；所述分级装置为滚筒式分级装置或者辊轴式分级装置。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述第一导流通道的侧壁设置有连接块，所述连接块开设有螺纹孔，所述限位板的一端设置有配合环和将配合环锁紧于所述连接块上的螺栓，所述螺栓与所述螺纹孔螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述限位板的外侧套设有硅胶套。

6.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述图像采集器为CCD摄像机。

7.根据权利要求6所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述顶板于每一图像采集器的一侧均设置有照明灯，所述照明灯的灯头朝下设置。

8.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述控制器包括上位机和下位机，所述上位机和所述下位机相连，所述图像采集器和所述驱动件均与所述下位机相连。

9.根据权利要求8所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述驱动件包括步进电机和电机驱动器，所述步进电机与所述电机驱动器相连，所述电机驱动器与所述下位机相连；所述步进电机为自锁型步进电机，所述第二导流板的底面于出料口的上部设置有铰接块，所述活动板的底面上部设置有连杆，所述连杆通过转轴与所述铰接块铰接；所述步进电机固定连接所述活动板，并与所述转轴相连。

10.根据权利要求9所述的一种基于视觉技术的果蔬自动分级设备，其特征在于：所述上位机为工控机，所述下位机为单片机。

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