ES2313857A1 - Metodo automatizado del corte de la flor del azafran para liberacion y separacion de sus estigmas. - Google Patents

Metodo automatizado del corte de la flor del azafran para liberacion y separacion de sus estigmas. Download PDF

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ES2313857A1 ES200802387A ES200802387A ES2313857A1 ES 2313857 A1 ES2313857 A1 ES 2313857A1 ES 200802387 A ES200802387 A ES 200802387A ES 200802387 A ES200802387 A ES 200802387A ES 2313857 A1 ES2313857 A1 ES 2313857A1
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Carlos Perez Vidal
Carlos Gracia Lopez
Jose Estanislao Guerrero Muñoz
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    • A01D45/00Harvesting of standing crops
    • A01D45/001Harvesting of standing crops with arrangements for transport of personnel
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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Abstract

Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, que evita el empleo del laborioso proceso manual existente, mediante la colocación de las flores (A) de modo ordenado e individualizado sobre un sistema de alimentación (1), en una zona de iluminación controlada (42), donde se realiza una detección (4), mediante la cámara (41), para la realización de un análisis de imagen (5); posteriormente las flores (A) se disponen sobre un sistema de corte (2), el cual es controlado y regulado mediante un programa de control (6), que en base al análisis de imagen (5) establece y controla la posición deseada de corte (62); junto al sistema de corte (2), se dispone de un sistema de separación (3), donde se separan los estigmas (B) de los pétalos (C) y estambres.

Description

Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas.
Objeto de la invención
La presente patente de invención está referida a un nuevo método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, y tiene por objetivo presentar un nuevo método automatizado, por el cual se consigue cortar y separar los estigmas de la flor del azafrán.
Este método automatizado tiene especial aplicación en el sector de la agricultura y alimentación, donde disponiendo de las flores del azafrán se quiera automatizar la etapa de corte y separación de sus estigmas.
Antecedentes de la invención
Hasta el momento las manipulaciones del azafrán son prácticamente manuales, con escasas aportaciones de mecanización.
A pesar de que el aprovechamiento del azafrán (Crocus sativus) date de tiempos remotos (2300 años a.c.), y de que aun a día de hoy continua siendo la especia más cara del mundo, los procesos de cultivo, cosecha y la manipulación de la misma han evolucionado poco.
También el corte de la flor para liberación de los estigmas es totalmente manual. A este proceso se le conoce también como "monda de la rosa", "desbrizne", o "desguince".
En la actualidad el proceso manual existente llamado "monda" se basa en coger la flor con la mano izquierda, y con la uña de su dedo pulgar se corta a la altura del estilo de la flor, es decir, por arriba del ovario y debajo del punto de inserción de los estigmas. En términos vulgares esa zona se reconoce como "tubo" o "rabillo" de la flor: Con la mano derecha se aíslan y retiran los estigmas, depositándolos en un recipiente al efecto. Esta operación supone para un operario bien adiestrado y en jornada de trabajo normal un rendimiento medio de 700 flores/hora.
En la Patente española ES2005088, denominada "cosechadora de azafrán"; se describe una propuesta para la "monda" mecanizada de la rosa, basando la separación en un movimiento de deslizamiento de una pinza, que resulta insuficiente e impreciso, ya que en ningún momento se determina la altura apropiada para actuar sobre cada flor. En la citada patente, se atribuye a dicha pinza la capacidad de coger la flor previamente extraída de modo masivo e indiferenciado por unos peines, sin determinar cómo hace esa función.
Con el método automatizado que se describe en la presente patente de invención, se resuelve de modo satisfactorio el mecanizado de la operación de monda, no existiendo con anterioridad ninguna solución semejante para este tipo de aplicación.
En ningún momento se refleja en el estado de la técnica un método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, como el descrito en la presente patente de invención.
Descripción de la invención
Para paliar o en su caso eliminar todos los problemas arriba mencionados, se presenta este nuevo método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, objeto de la presente patente de invención, el cual permite realizar el corte de la flor del azafrán justo en aquella zona en la que los tres largos estigmas se mantienen unidos por su extremo inferior, para ello, las flores son transportadas mecánicamente, asegurando un suministro regular y controlado, sin importar la altura a la que el elemento de sujeción actúa sobre la flor.
Se dispone de un transportador de cadena sinfín provisto de alojamientos de superficie troncocónica donde los operarios han situado las flores que se acomodan según su tamaño. Obviamente los pedúnculos asoman por la base o boca inferior del alojamiento. Cuando este transportador se superpone durante un breve trayecto con el transportador principal, se aprehenden las flores por el pedúnculo y con una suave tracción las desalojan de su anterior transporte llevándolas ahora hacía la zona de visión de la cámara.
Conforme son transportadas las flores, un sistema de visión artificial determina para cada flor el lugar exacto donde debe realizarse el corte, mediante el empleo de un programa que procesa la imagen captada de cada flor.
El software que procesa la imagen de la flor capturada permite el ajuste de varios parámetros (iluminación y contraste de la imagen, umbral de binarizado, valor de erosionado, valor del desplazamiento de la línea de corte, etc.) para adaptarse a las condiciones ambientales y de flor específicas de cada momento. Con él se obtiene la línea de corte deseada para cada flor analizada. Esa información es enviada a un posicionador, lineal o angular, vinculado al dispositivo de corte. De ese modo, se posiciona el dispositivo de corte a la altura requerida por cada flor.
El sistema de corte puede ser continuo, o intermitente.
En el caso de que el sistema de corte disponga de una cuchilla plana con movimiento lineal requerirá asimismo de un elemento de retención de la flor durante el corte.
En los casos en los que el sistema de corte sea de doble disco, tijera, chorro de agua, o rayo láser, no será necesario recurrir a embotadores o similares.
Si el sistema de corte es de trabajo intermitente, se sincronizará su trabajo con el paso de la flor mediante sensores de presencia. Si el dispositivo de corte es continuo, no serán necesarios dichos sensores.
Al ser cortados, y dado su diferente comportamiento aerodinámico, los pétalos y estambres se arrastrarán por una corriente de aire, mientras los estigmas se depositarán en las proximidades del lugar donde actúo la herramienta de corte, y recogidos en un depósito para tal efecto.
Una vez realizado el corte, la base de los pétalos, junto con el cáliz, ovario y pedúnculo seguirán unidos al mecanismo de transporte sinfín hasta ser abandonados por separación de las correas prensoras o abertura de la pinza de sujeción.
Con este procedimiento es factible alcanzar un rendimiento superior a 3500 flores/hora, con un solo operario encargado de la alimentación del sistema. Esto supone quintuplicar como mínimo el proceso manual que actualmente se viene utilizando.
La precisión del corte es muy superior al proceso manual, sin desgarros ni arrastres de ningún tipo.
El trabajo del operario es menos exigente y permite ser realizado en mejores condiciones ergonómicas.
Finalmente, la alimentación del transportador principal puede aumentarse con el trabajo de más operarios, que coloquen las flores sobre un cargador intermedio de entrega automática. De ese modo, la máquina podría alcanzar una productividad de 10000 flores/hora con tres operarios.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, una serie de figuras en las cuales, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- Figura 1: Diagrama funcional del método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas.
- Figura 2: Vista en alzado del método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, con los diferentes elementos quedo componen.
- Figura 3: Vista en planta del método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, con los diferentes dispositivos que lo componen:
- Figura 4: Vista de detalle del sistema de corte, del método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas.
- Figura 5: Vista de detalle del sistema de separación de estigmas y pétalos mediante corriente de aire, del método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas.
Realización preferente de la invención
Como es posible observar en las figuras adjuntas, el método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, objeto de la presente patente de invención, esta compuesto de un sistema de alimentación (1), que individualiza y posiciona las flores (A), en una zona de iluminación controlada (42), donde se realiza una detección (4), mediante la cámara (41), para la realización de un análisis de imagen (5); posteriormente las flores (A) se disponen sobre un sistema de corte (2), el cual es controlado y regulado en altura mediante un programa de control (6), que en base al análisis de imagen (5) establece y controla la posición deseada de corte (62); junto al sistema de corte (2), se dispone de un sistema de separación (3), donde se separan los estigmas (B) mediante corriente de aire generada por la turbina (31).
Los operarios depositan las flores (A) previamente sobre un transportador auxiliar (11), provisto este de alojamientos troncocónicos intercalados, que al pasar por las poleas (13) depositan las flores (A) sobre la cinta transportadora principal (12), que transportadas flores (A) una a una, por la parte del pedúnculo, de modo automático.
Al incorporar un análisis de imagen (5), en base a los resultados de la detección (4), realizada mediante la cámara (41), se binariza la imagen mediante el software (51) en base a un valor umbral, para posteriormente aplicarle un punto determinado de segmentación; la posición deseada de corte (62) se establece con un punto de desplazamiento respecto al punto más bajo obtenido.
El programa de control (6) actúa sobre el sistema de posicionamiento (7) del dispositivo de corte (21), mediante el motor (71), que mueve y sitúa un posicionador (72), lineal o angular, en el lugar deseado para realizar el corte; el programa de control (6) se ejecuta en un ordenador (61) el cual dispone de una tarjeta de adquisición de datos para enviar las referencias de tensión al motor (71), así como para adquirir los valores de posición leídos por la cámara (41).
El dispositivo de corte (21) puede funcionar de una forma continua o intermitente.
El dispositivo de corte (21) puede emplear elementos mecánicos como tijeras o discos, así como elementos no mecánicos como chorro de agua o rayo láser.
Mediante el sistema de separación (3), el cual mediante corriente de aire generada por la turbina (31), y dirigida mediante la tobera (32), separa los estigmas (B) de los pétalos (C) y estambres, a la salida de la tobera (32), los elementos menos aerodinámicos [pétalos (C)], son arrastrados por el aire a mayor distancia que los que ofrecen menos resistencia [estigmas (B)], por lo que los estigmas (B) son depositados por efecto de la gravedad en el depósito (33), mientras que los pétalos (C), con o sin estambres adheridos, alcanzan el depósito de subproducto (34).
Tanto la iluminación y contraste de la imagen de la flor (A), como el umbral de binarizado, así como el valor de erosionado y punto de desplazamiento de la línea de corte para la posición deseada de corte (62), son ajustables para poder adaptarse a las condiciones ambientales y de flor específicas de cada momento.
La cinta transportadora principal (12) consta de dos correas dentadas, guiadas y conducidas por cuatro poleas (13), dos engranajes (14) y un motor (15).
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como una forma de llevarla a la práctica, solamente queda por añadir que dicha invención puede sufrir ciertas variaciones en forma y materiales, siempre y cuando dichas alteraciones no varíen sustancialmente las características que se reivindican a continuación.

Claims (9)

1. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, caracterizado por estar compuesto de un sistema de alimentación (1), que individualiza y posiciona las flores (A), en una zona de iluminación controlada (42), donde se realiza una detección (4), mediante la cámara (41), para la realización de un análisis de imagen (5); posteriormente las flores (A) se disponen sabre un sistema de corte (2), el cual es controlado y regulado en altura mediante un programa de control (6), que en base al análisis de imagen (5) establece y controla la posición deseada de corte (62); junto al sistema de corte (2), se dispone de un sistema de separación (3), donde se separan los estigmas (B) mediante corriente de aire generada por la turbina (31).
2. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, según reivindicación primera, caracterizado porque, los operarios depositan las flores (A) previamente sobre un transportador auxiliar (11), provisto este de alojamientos troncocónicos intercalados, que al pasar por las poleas (13) depositan las flores (A) sobre la cinta transportadora principal (12), que transporta las flores (A) una a una, por la parte del pedúnculo, de modo automático.
3. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, según reivindicación primera, caracterizado porque incorpora un análisis de imagen (5), en el que en base a los resultados de la detección (4), realizada mediante la cámara (41), sé binariza la imagen mediante el software (51) en base a un valor umbral, para posteriormente aplicarle un punto determinado de segmentación; la posición deseada de corte (62) se establece con un punto de desplazamiento respecto al punto más bajo obtenido.
4. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, según reivindicación primera, caracterizado por incorporar un programa de control (6) actúa sobre el sistema de posicionamiento (7) del dispositivo de corte (21), mediante el motor (71), que mueve y sitúa un posicionador (72); lineal o angular, en el lugar deseado para realizar el corte; el programa de control (6) se ejecuta en un ordenador (61) el cual dispone de una tarjeta de adquisición de datos para enviar las referencias de tensión al motor (71), así como para adquirir los valores de posición leídos por la cámara (41).
5. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, según reivindicación primera, caracterizado porque el dispositivo de corte (21) puede funcionar de una forma continua o intermitente.
6. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, según reivindicación quinta, caracterizado porque el dispositivo de corte (21) puede emplear elementos mecánicos como tijeras o discos, así como elementos no mecánicos como chorro de agua o rayo láser.
7. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, según reivindicación primera, caracterizado por incorporar un sistema de separación (3), el cual mediante corriente de aire generada por la turbina (31), y dirigida mediante la tobera (32), separa los estigmas (B) de los pétalos (C) y estambres; a la salida de la tobera (32), los elementos menos aerodinámicos [pétalos (C)], son arrastrados por el aire a mayor distancia que los que ofrecen menos resistencia [estigmas (B)], por lo que los estigmas (B) son depositados por efecto de la gravedad en el depósito (33), mientras que los pétalos (C), con o sin estambres adheridos, alcanzan el depósito de subproducto (34).
8. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, según reivindicación tercera, caracterizado porque tanto la iluminación y contraste de la imagen de la flor (A), como el umbral de binarizado, así como el valor de erosionado y punto de desplazamiento de la linea de corte para la posición deseada de corte (62), son ajustables para poder adaptarse a las condiciones ambientales y de flor específicas de cada momento.
9. Método automatizado del corte de la flor del azafrán para liberación y separación de sus estigmas, según reivindicación segunda, caracterizado porque la cinta transportadora principal (12) consta de dos correas dentadas, guiadas y conducidas por cuatro poleas (13), dos engranajes (14) y un motor (15).
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