CN219923765U - 一种基于机器视觉的比肩石分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于机器视觉的比肩石分离装置，包括机架、单粒粮食上料装置、机器视觉识别系统、自动分拣机构、自动出料装置、粮食粒收集盒和比肩石收集盒，机架上端设有上下贯穿其的落料口，单粒粮食上料装置设置于机架上端，其落料端甚至落料口的上方，机器视觉识别系统具有相机，相机安装于机架上端，并位于落料口的一侧上方，自动分拣机构设置于落料口下方，自动出料装置设置于机架的下端，粮食粒收集盒和比肩石收集盒放置于自动出料装置上端，并间隔分布在自动分拣机构的下方两侧。优点：结构设计合理，能够对粮食待检样品中混杂的比肩石进行分离，相比传统人工分离提高了劳动效率，降低了劳动强度。

Description

一种基于机器视觉的比肩石分离装置

技术领域

本实用新型涉及粮食检测技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的比肩石分离装置。

背景技术

在粮食样品检测时，待检样品中往往掺杂有和粮食颗粒大小相差无几的泥土、小石子等杂质，即比肩石。因为待检样品中比肩石的存在，从而致使样品在送入检测设备之前需要将待检样品进行除杂操作。

目前在粮食检测领域，暂无高效准确的样品比肩石分离设备，基本都为人工挑选除杂。因待检样品数量较多，品种各异，因而需要花费大量精力去完成样品检测前的比肩石杂质分离。

因此，为进一步提高劳动效率，降低劳动强度，需要研发一种自动分离比肩石的装置，以彻底解决人工分拣的难点，释放人工。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的比肩石分离装置，有效的克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于机器视觉的比肩石分离装置，包括机架、单粒粮食上料装置、机器视觉识别系统、自动分拣机构、自动出料装置、粮食粒收集盒和比肩石收集盒，上述机架上端设有上下贯穿其的落料口，上述单粒粮食上料装置设置于上述机架上端，其落料端甚至上述落料口的上方，上述机器视觉识别系统具有相机，上述相机安装于上述机架上端，并位于上述落料口的一侧上方，上述自动分拣机构设置于上述落料口下方，上述自动出料装置设置于上述机架的下端，上述粮食粒收集盒和比肩石收集盒放置于上述自动出料装置上端，并间隔分布在上述自动分拣机构的下方两侧，上述自动分拣机构用于将自上述落料口掉落的粮食粒或比肩石粒对应分拣至上述粮食粒收集盒或比肩石收集盒中，上述自动出料装置用于将上述粮食粒收集盒和比肩石收集盒移动输送至上述机架的侧方。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述相机为工业相机，其通过支架装配于上述机架的上端。

进一步，上述相机的镜头外围设有光源，上述光源装于上述支架上。

进一步，上述落料口的另一侧上方竖直设有与上述机架上端连接的背景板。

进一步，上述背景板的上端设有水平的安装板，上述安装板上设有与上述落料口上下对孔的通孔，上述安装板的上端对应上述通孔两侧的部位设有一对对射光纤传感器，上述对射光纤传感器与上述机器视觉识别系统连接。

进一步，上述落料口的下方设有与上述机架连接的落料通道，上述落料通道的下半部分设为扩口的落料段，上述落料段的横截面面积自上而下逐渐减小，且上述落料段的两侧侧壁分别设为对称分布的斜面，上述自动分拣机构装于上述落料段的一端侧壁上。

进一步，上述自动分拣机构包括电机和分拣挡板，上述电机装于上述落料段的一端侧壁外侧，其主轴水平穿过上述落料段的一端侧壁，上述电机的主轴落于上述落料口中心的下方，上述分拣挡板的一端与上述主轴连接固定，上述电机用于驱使上述分拣挡板朝向上述落料段的两侧旋转，并使上述分拣挡板分别旋转至与上述落料段的上端端口的两侧相连。

进一步，上述自动出料装置包括驱动装置和移动板，上述移动板水平设置，并滑动装于上述机架的下端，上述驱动装置水平安装于上述机架下端，并与上述移动板传动连接，上述驱动装置用于驱使上述移动板自上述机架的一侧水平移出，或反向移动至上述机架中。

进一步，上述驱动装置包括齿条、驱动电机和齿轮，上述齿条水平装于上述移动板上端一侧，并朝向上述机架的两侧延伸，上述驱动电机装于上述机架的下端，其主轴上装配上述齿轮，上述齿轮与上述齿条相啮合。

本实用新型的有益效果是：结构设计合理，能够对粮食待检样品中混杂的比肩石进行分离，相比传统人工分离提高了劳动效率，降低了劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型的基于机器视觉的比肩石分离装置的结构示意图；

图2为本实用新型的基于机器视觉的比肩石分离装置的使用状态图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、机架；2、单粒粮食上料装置；3、相机；5、自动出料装置；6、粮食粒收集盒；7、比肩石收集盒；8、光源；9、背景板；10、落料通道；11、落料口；41、电机；42、分拣挡板；51、驱动装置；52、移动板；91、安装板；92、对射光纤传感器；101、落料段；511、齿条；512、驱动电机；513、齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1和2所示，本实施例的基于机器视觉的比肩石分离装置包括机架1、单粒粮食上料装置2、机器视觉识别系统、自动分拣机构、自动出料装置5、粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7，上述机架1上端设有上下贯穿其的落料口11，上述单粒粮食上料装置2设置于上述机架1上端，其落料端甚至上述落料口11的上方，上述机器视觉识别系统具有相机3，上述相机3安装于上述机架1上端，并位于上述落料口11的一侧上方，上述自动分拣机构设置于上述落料口11下方，上述自动出料装置5设置于上述机架1的下端，上述粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7放置于上述自动出料装置5上端，并间隔分布在上述自动分拣机构的下方两侧，上述自动分拣机构用于将自上述落料口11掉落的粮食粒或比肩石粒对应分拣至上述粮食粒收集盒6或比肩石收集盒7中，上述自动出料装置5用于将上述粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7移动输送至上述机架1的侧方。

使用过程如下：

粮食粒预先投放进单粒粮食上料装置2，然后再由单粒粮食上料装置2呈单粒输送(包括粮食粒和比肩石粒均是单粒掉落)，粮食粒或是比肩石粒逐个向下掉落通过落料口11，再经过相机3时被拍照采集图像，并反馈至机器视觉识别系统的主机，经主机进行分析，判定经过其的颗粒物是粮食还是比肩石，若判定为粮食，则粮食粒经过下方的自动分拣机构时，被自动分拣机构分拣输送至粮食粒收集盒6，若判定为比肩石，则比肩石粒在经过下方的自动分拣机构时，被自动分拣机构分拣输送至比肩石收集盒7，按照上述步骤当一批次的粮食样品被分拣完毕后，经自动出料装置5输送至机架1的一侧外部，工作人员取出粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7进行分类收集存放即可。整个装置结构设计合理，能够对粮食待检样品中混杂的比肩石进行分离，相比传统人工分离提高了劳动效率，降低了劳动强度。

需要补充说明的是：本实施例中，涉及的机器视觉识别系统属于现有技术的产品，在此选用适配的型号使用即可，其具体结构及原理在此不做赘述。

需要特别强调的是：单粒粮食上料装置2属于现有技术的产品，如申请号为“2022220298047”的专利技术，又如申请号为“2020223120742”的专利技术，在此不做赘述。

本实施例中，上述相机3采用现有的工业相机，该工业相机通过支架装配于上述机架1的上端即可。使用过程中，相机3位于落料口11的上方一侧，粮食(或是比肩石)经单粒粮食上料装置2下落至落料口11这一过程中会经过相机3的镜头，被拍照采集画面

作为一种优选的实施方式，上述相机3的镜头外围设有光源8，上述光源8装于上述支架上。

上述实施方案中，光源8的设计能够补充环境光线，使得相机3对粮食(或是比肩石)的图像采集更清晰，易于机器视觉识别系统的精准识别判断。

作为一种优选的实施方式，上述落料口11的另一侧上方竖直设有与上述机架1上端连接的背景板9。

上述实施方案中，一般地，相机3的镜头与背景板9是垂直的关系，背景板9的设计使得相机3在拍照粮食(或是比肩石)图像时，其背景标准，非常容易主机在图像背景中识别到粮食(或是比肩石)，避免外界环境影响图像的问题，使得判定结果更准确。

作为一种优选的实施方式，上述背景板9的上端设有水平的安装板91，上述安装板91上设有与上述落料口11上下对孔的通孔，上述安装板91的上端对应上述通孔两侧的部位设有一对对射光纤传感器92，上述对射光纤传感器92与上述机器视觉识别系统连接。

上述实施方案中，在粮食(或是比肩石)落料时，先经过一对对射光纤传感器92之间，被感应到后，将信号传递给主机，然后主机立马给相机3发送指令，相机3再拍照采集，实现精准图像采集。

作为一种优选的实施方式，上述落料口11的下方设有与上述机架1连接的落料通道10，上述落料通道10的下半部分设为扩口的落料段101，上述落料段101的横截面面积自上而下逐渐减小，且上述落料段101的两侧侧壁分别设为对称分布的斜面，上述自动分拣机构装于上述落料段101的一端侧壁上。

上述实施方案中，自动分拣机构在落料通道10中进行粮食或比肩石的分拣，能够避免被分拣到外部的事故发生。

作为一种优选的实施方式，上述自动分拣机构包括电机41和分拣挡板42，上述电机41装于上述落料段101的一端侧壁外侧，其主轴水平穿过上述落料段101的一端侧壁，上述电机41的主轴落于上述落料口11中心的下方，上述分拣挡板42的一端与上述主轴连接固定，上述电机41用于驱使上述分拣挡板42朝向上述落料段101的两侧旋转，并使上述分拣挡板42分别旋转至与上述落料段101的上端端口的两侧相连。

上述实施方案中，当识别到落下的颗粒是粮食粒时，电机41驱使分拣挡板42朝向比肩石收集盒7所在的一侧上方摆转，摆转后，分拣挡板42上表面倾斜，粮食粒会沿着分拣挡板42上表面朝向粮食粒收集盒6所在一侧掉落，在掉落过程中可能存在与分拣挡板42发生碰撞的过程，因此，碰撞后，会由于落料段101对应侧的斜面限制，使得粮食粒能够向下顺利的掉落在下方的粮食粒收集盒6中，同时，当识别到落下的颗粒是比肩石粒时，电机41驱使分拣挡板42朝向粮食粒收集盒6所在的一侧上方摆转，分拣挡板42上表面依然是倾斜，不过倾斜方向相反，比肩石粒则会顺利的掉落在下方的比肩石收集盒7中，整体结构设计紧凑，能够完成比肩石和粮食粒的有效分拣。

需要补充说明的是：落料通道10一般包括上部的竖直段和下部的落料段101，竖直段横截面可以为正方形，落料段101的横截面为长方形，其朝向两侧的纵截面为锥台形。

作为一种优选的实施方式，上述自动出料装置5包括驱动装置51和移动板52，上述移动板52水平设置，并滑动装于上述机架1的下端，上述驱动装置51水平安装于上述机架1下端，并与上述移动板52传动连接，上述驱动装置51用于驱使上述移动板52自上述机架1的一侧水平移出，或反向移动至上述机架1中。

上述实施方案中，移动板52下端设有滑块，在机架1的下端设有朝向机架1两侧延伸的滑轨，移动板52通过下端的滑块滑动装于滑轨上，驱动装置51装于机架1下端，并与移动板52连接，驱使移动板52朝向机架1的一侧移出或退回，在一批次的粮食粒分拣结束后，粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7分别已经收集到足额数量的粮食粒和比肩石粒，再通过驱动装置51将粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7送出机架1的外侧即可，在机架1的外部完成粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7的取放，避免工作人员从机架1内“掏出”粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7的动作，操作更方便。

更具体的，上述驱动装置51包括齿条511、驱动电机512和齿轮513，上述齿条511水平装于上述移动板52上端一侧，并朝向上述机架1的两侧延伸，上述驱动电机512装于上述机架1的下端，其主轴上装配上述齿轮513，上述齿轮513与上述齿条511相啮合。该方案中，驱动电机512驱使齿轮513旋转，因齿轮513与齿条511啮合，即可使得齿条511带动移动板52平移，从而实现粮食粒收集盒6和比肩石收集盒7的移出操作。驱动装置51设计简单，运行平稳。

需要补充说明的是：由于本实施例的机器视觉识别系统设有主机(自带控制系统)，因此，本实施例中的基于机器视觉的比肩石分离装置中所有的电器元件(如电机41、驱动电机512等)均可接入该机器视觉识别系统的主机，实现整体化的智能控制运行。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：包括机架(1)、单粒粮食上料装置(2)、机器视觉识别系统、自动分拣机构、自动出料装置(5)、粮食粒收集盒(6)和比肩石收集盒(7)，所述机架(1)上端设有上下贯穿其的落料口(11)，所述单粒粮食上料装置(2)设置于所述机架(1)上端，其落料端甚至所述落料口(11)的上方，所述机器视觉识别系统具有相机(3)，所述相机(3)安装于所述机架(1)上端，并位于所述落料口(11)的一侧上方，所述自动分拣机构设置于所述落料口(11)下方，所述自动出料装置(5)设置于所述机架(1)的下端，所述粮食粒收集盒(6)和比肩石收集盒(7)放置于所述自动出料装置(5)上端，并间隔分布在所述自动分拣机构的下方两侧，所述自动分拣机构用于将自所述落料口(11)掉落的粮食粒或比肩石粒对应分拣至所述粮食粒收集盒(6)或比肩石收集盒(7)中，所述自动出料装置(5)用于将所述粮食粒收集盒(6)和比肩石收集盒(7)移动输送至所述机架(1)的侧方。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：所述相机(3)为工业相机，其通过支架装配于所述机架(1)的上端。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：所述相机(3)的镜头外围设有光源(8)，所述光源(8)装于所述支架上。

4.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：所述落料口(11)的另一侧上方竖直设有与所述机架(1)上端连接的背景板(9)。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：所述背景板(9)的上端设有水平的安装板(91)，所述安装板(91)上设有与所述落料口(11)上下对孔的通孔，所述安装板(91)的上端对应所述通孔两侧的部位设有一对对射光纤传感器(92)，所述对射光纤传感器(92)与所述机器视觉识别系统连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：所述落料口(11)的下方设有与所述机架(1)连接的落料通道(10)，所述落料通道(10)的下半部分设为扩口的落料段(101)，所述落料段(101)的横截面面积自上而下逐渐减小，且所述落料段(101)的两侧侧壁分别设为对称分布的斜面，所述自动分拣机构装于所述落料段(101)的一端侧壁上。

7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：所述自动分拣机构包括电机(41)和分拣挡板(42)，所述电机(41)装于所述落料段(101)的一端侧壁外侧，其主轴水平穿过所述落料段(101)的一端侧壁，所述电机(41)的主轴落于所述落料口(11)中心的下方，所述分拣挡板(42)的一端与所述主轴连接固定，所述电机(41)用于驱使所述分拣挡板(42)朝向所述落料段(101)的两侧旋转，并使所述分拣挡板(42)分别旋转至与所述落料段(101)的上端端口的两侧相连。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：所述自动出料装置(5)包括驱动装置(51)和移动板(52)，所述移动板(52)水平设置，并滑动装于所述机架(1)的下端，所述驱动装置(51)水平安装于所述机架(1)下端，并与所述移动板(52)传动连接，所述驱动装置(51)用于驱使所述移动板(52)自所述机架(1)的一侧水平移出，或反向移动至所述机架(1)中。

9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的比肩石分离装置，其特征在于：所述驱动装置(51)包括齿条(511)、驱动电机(512)和齿轮(513)，所述齿条(511)水平装于所述移动板(52)上端一侧，并朝向所述机架(1)的两侧延伸，所述驱动电机(512)装于所述机架(1)的下端，其主轴上装配所述齿轮(513)，所述齿轮(513)与所述齿条(511)相啮合。