JP6681128B2

JP6681128B2 - 選別装置

Info

Publication number: JP6681128B2
Application number: JP2015210288A
Authority: JP
Inventors: 匡男嶋本
Original assignee: SHIMATEC CO.,LTD.
Current assignee: SHIMATEC CO.,LTD.
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: JP2017080661A

Description

本発明は選別装置に関するものであり、特に、枝豆などの農産物の不良品の選別等に好適な選別装置に関するものである。

従来、例えば収穫した枝豆などの農産物の良品と不良品を選別する選別装置が各種提案されている。下記の特許文献１には、枝豆を搬送部により枝豆選別部に搬送し、枝豆選別部において未成熟枝豆と成熟枝豆とを選別する枝豆選別機が開示されている。この枝豆選別機においては、搬送部の近傍に搬送部を横切る状態で基体に棒体を放射状に突設した回転体が設けられ、この棒体の先端と搬送部とは所定の間隔が介存するように設定され、更に、この棒体の先端は回転体の回転方向と反対方向に折曲されている。また、風を吹き付けて葉屑や土などの塵芥を除去する塵芥除去装置が付加されている。

特開２００１−２３９２１５号公報

上記した従来の選別装置においては、機械的な手段によって選別を行っているので、色による選別や、さやの内部の実の状態による選別ができないという問題点があった。

本発明は、上記した課題を解決し、形状を始め、色や内部の実の状態によって高精度で農産物等の選別をすることができる選別装置を提供することを目的とする。

本発明の選別装置は、移動経路の一部が水平であり、一定の速度で回転する透明で柔軟なシート状の無端ベルトと、前記水平部分の無端ベルト上に選別対象物を複数列で順次搬入する搬入装置と、前記無端ベルトの上方に配置され、前記複数列の各列の間で列を区切るガイド板と、前記搬入装置に装着され、選別対象物の進行方向と並行な方向に振動するバイブレーターと、前記搬入装置の下面に周期的に打撃を与えるエアシリンダーと、前記無端ベルトの表面および裏面の選別対象物が通過する範囲を撮影可能な位置にお互いの撮影範囲が重ならないようにそれぞれ配置された２つの画像撮影装置と、前記２つの画像撮影装置から得られた画像から不良品を選別する画像処理装置と、前記画像処理装置によって不良品と判定された選別対象物を排除する排除装置と、を備え、前記搬入装置が、振動可能に支持されている傾斜した樋状の部材であり、前部は底が平面であり、後部は前記ガイド板と対応して選別対象物の進行方向と並行に断面がＶ字状の前記複数列に対応する複数の溝が設けられており、前記バイブレーターの振動により、及び前記エアシリンダーが前記後部の下方から打撃を与えて選別対象物を飛び上がらせることにより、前記前部では選別対象物の面密度を均一化して重なりを減少させ、前記後部では選別対象物を均等に前記複数列に分けて前記列ごとに整列及び移動させる、ことを特徴とする。
また、前記した選別装置において、前記無端ベルトの移動速度は、前記搬入装置における選別対象物の移動速度よりも速い点にも特徴がある。

また、前記した選別装置において、前記画像撮影装置は、静止画を撮影するカメラ、レンズ、当該レンズと前記無端ベルトとの間に配置された反射光照明装置、および前記無端ベルトの反対側に配置された透過光照明装置を備え、反射光による画像と透過光による画像を別のタイミングで撮影する点にも特徴がある。

また、前記した選別装置において、前記排除装置は、前記画像処理装置によって不良品と判定された選別対象物が所定の位置に来た時に圧縮空気を噴射することにより、不良品と判定された選別対象物を排除する点にも特徴がある。

本発明の選別装置は上記したような特徴によって、以下のような効果がある。

（１）反射光や透過光を用いて撮影した画像を画像処理することにより、形状を始め、色や内部の実の状態によって農産物等の不良品の選別をすることができ、選別の精度が向上する。

（２）透明のベルトを使用することにより、選別対象物を回転させたりせずに上面の画像と下面の画像を取得できるので、両面の不良を確実に検出でき、不良品を確実に検出できる。

（３）複数列を同時処理できるので、列を増やすことにより容易に高速化が可能である。

図１は本発明の選別装置のの構成を示す平面図および正面図である。図２は本発明の選別装置の搬入装置の構成を示す平面図および正面図である。図３は本発明の選別装置の検査選別装置の構成を示す平面図および正面図である。

以下実施例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の選別装置の構成を示す平面図および正面図である。また、図２は本発明の選別装置の搬入装置１０の構成を示す平面図および正面図、図３は本発明の選別装置の検査選別装置２０の構成を示す平面図および正面図である。本発明の選別装置は、検査選別装置２０に整列された枝豆を供給する搬入装置１０および枝豆を１個づつ検査して不良品を除外する検査選別装置２０を含んでいる。

搬入装置１０は、選別対象物である枝豆６０をホッパー１２に供給するベルトコンベア１１を備えている。箱型のホッパー１２は底面に装着された複数のゴムなどの弾力性部材４３を介して台に振動可能に支持されている。ホッパー１２の一側面の底面側には枝豆６０を整列フィーダー１３に排出する供給口４６が開口しており、供給口４６には供給量を調整するためのシャッター４７が設けられている。また、ホッパー１２の側面にはホッパー１２および整列フィーダー１３を複数の方向に振動させる電磁式のホッパーバイブレーター４０が固着されている。

整列フィーダー１３は、ホッパー１２の供給口４６に連結して固着され、先端部（検査選別装置２０側）の下面は弾力性部材４３を介して台に振動可能に支持されている傾斜した樋状の装置である。整列フィーダー１３の前半（ホッパー１２側）は底面は平面であるが、後半（検査選別装置２０側）は、枝豆６０の進行方向と並行に断面がＶ字状の複数の溝４５が設けられている。

枝豆６０は前半の平面部分を移動する間に枝豆６０の面密度が均一化され、重なりも減少する。その後、後半の溝４５によって枝豆６０が均等に複数の列（図では４列）に分けられ、かつ個々の枝豆６０の長手方向が溝４５の方向、即ち進行方向と並行な向きに揃えられる。なお、図２においては上方の１つの溝のみ、枝豆６０が整列する様子を描いてあるが、実際には全ての溝４５に枝豆が整列して移動する。

整列フィーダー１３の裏面には枝豆６０の進行方向（検査選別装置２０の方向）と並行な方向に振動する電磁式の前後バイブレーター４１が装着されている。また、整列フィーダー１３の下方の検査選別装置２０近傍には上下打撃エアシリンダー４２が配置されている。この上下打撃エアシリンダー４２は図示しない空気圧縮機から図示しない電磁弁を介して供給される圧縮空気によって整列フィーダー１３の下面に周期的に打撃を与え、整列フィーダー１３上の枝豆６０を飛び上がらせる。

枝豆６０はこの打撃、整列フィーダー１３の傾斜、前後バイブレーター４１による前後の振動、ホッパーバイブレーター４０による複数の方向の振動よって徐々に面密度が均一化され、重なりも減少する。そして、均等に複数の列に分けられ、進行方向と並行な向きに揃えられて整列しながら前進し、各列１個づつ順に検査選別装置２０の無端ベルト２１の水平部分の端部近傍上に供給される。

検査選別装置２０は、枝豆６０を乗せて搬送する透明な無端ベルト２１を備え、無端ベルト２１上の枝豆６０を画像撮影装置２４、２５によって上方および下方の両方から撮影して画像処理によって不良品を検出し、排除する。

無端ベルト２１は、所定の幅を備えた柔軟性のある透明な樹脂製のシートの両端を接続したリング状の無端ベルトである。無端ベルト２１の材質は塩化ビニールやポリエチレンであってもよく、接合方法としては端面同士を、あるいは２枚を重ね合わせて接着剤あるいは熱溶融により接合する。無端ベルト２１は図示しないモーターによって駆動されるローラー２３によって一定の回転速度で駆動され、他のローラー２２などによって支持されると共に張力を与えられる。

無端ベルト２１の移動経路の一部は水平であり、無端ベルト２１の下方には隙間を空けずに水平に支持板５５が配置されており、無端ベルト２１はこの支持板５５の上を摺動する。また、２つの画像撮影装置２４、２５と対応する撮影範囲部分には支持板５５に開口部が設けられている。
無端ベルト２１の速度を整列フィーダー１３から供給される枝豆６０の供給速度よりも速くすることによって、無端ベルト２１上の枝豆６０が１個づつ間隔を空けて無端ベルト２１上に配置されるので、不良品の判定が容易となり、かつ不良品のみを排除し易くなる。

無端ベルト２１の上方にはわずかな隙間をあけて細長い板状のガイド板２６が配置され、検査選別装置２０の台から延びる図示しない支持部材に固着されている。ガイド板２６の間隔は整列フィーダー１３の溝４５の間隔と同じであり、鋸歯状の複数の溝４５の山の部分と対応して配置されている。以後、２つのガイド板２６に挟まれた領域をトラックと記す。従って、溝４５の谷の部分に乗って移動してきた枝豆６０は２つのガイド板２６の中間のトラック上に投入され、無端ベルト２１に乗って移動される。

このガイド板２６によって、枝豆６０が進行方向と直角な方向において無端ベルト２１上の所定の範囲内であるトラック内に乗り、不所望の位置に乗ることを防止することができる。従って、不良品が確実に排除できると共に、無端ベルト２１上の枝豆６０の向きがほぼ一定の方向に揃うので画像処理が容易となる。

２つの画像撮影装置２４、２５が無端ベルト２１の表面および裏面の枝豆６０が通過する範囲を撮影可能な位置に、お互いの撮影範囲が重ならないようにそれぞれ配置されている。画像撮影装置２４、２５はデジタルカメラ５０、レンズ５１、反射光照明装置５２、透過光照明装置５３からなる。

カメラ５０は、赤外線および可視光で所望の時間間隔の静止画あるいは動画の撮影が可能なカメラであり、全てのトラックを１台のカメラ５０によって撮影し、画像処理にて各トラックに切り分ける。反射光照明装置５２は例えば中央部に開口を有するドーナツ状のＬＥＤ照明装置であり、レンズ５１と無端ベルト２１の間に配置される。透過光照明装置５３は、例えば平面状にむらなく均一に発光する赤外線ＬＥＤ照明装置であり、カメラ５０に対して無端ベルト２１の反対側に配置される。

画像撮影装置２４は下方から無端ベルト２１を介して枝豆６０の下面を撮影する。従って、枝豆は、裏返したりすることなく、無端ベルト２１上に乗っているだけで上面および下面を確実に撮影することができるので、不良品の検出精度が向上する。

コントローラー５５は、例えば周知のマイクロコンピューター装置に本発明の機能を実現するプログラムを実装したものである。コントローラー５５は、２台のカメラ５０、反射光照明装置５２、透過光照明装置５３をそれぞれ制御し、上面および下面のそれぞれについて選別対象物である枝豆６０の反射光による可視光画像と透過光による赤外線画像を別のタイミングで順次撮影することを周期的に繰り返す。

コントローラー５５は、２つの画像撮影装置から得られた画像から、トラック毎に独立して個々の枝豆の形状、大きさ、色、内部の豆や虫食いの有無などの情報および位置情報を抽出し、その情報に基づいて不良品を選別する。本発明においては赤外線の透過光による画像から枝豆内部に実が入っているか否か、あるいは虫食いか否かの状態も判別可能である。
なお、無端ベルト２１の接合部は完全に透明ではないので、接合部が検査に影響を及ぼさないようにするために、透過照明を無端ベルト２１に乗っている枝豆６０の下あるいは上から照射し、上あるいは下からの反射照明と併用することによって接合面の影が写らないようにしている。

その後、コントローラー５５は、不良品と判定された枝豆６０が所定の位置、即ち無端ベルト２１の水平部分の端部から所定の距離だけ落下した位置に来た時に空気噴射装置２７の対応する電磁弁を制御して圧縮空気を噴射させることにより、不良品と判定された枝豆６１を不良品回収箱２９方向に吹き飛ばして排除する。なお、良品の枝豆６０は無端ベルト２１の端部から良品回収箱２８へそのまま落下する。

以上、実施例について説明したが、本発明においては以下のような変形例も考えられる。無端ベルトの表面の汚れやゴミを取る布状のクリーナーあるいは圧縮空気を吹き付けてゴミ等を吹き飛ばす装置を設けてもよい。

実施例においてはカメラで複数のトラックの画像を撮影する例を開示したが、トラック毎に画像撮影装置やコントローラーを備えてもよい。このようにすれば処理容量の拡張が容易である。

実施例におては上面の撮影と下面の撮影は異なる位置で行う例を開示したが、カメラの光軸上にハーフミラーを設け、このハーフミラーを介して透過光の照明装置を配置することにより上面の撮影と下面の撮影を同じ位置で行うことも可能である。

実施例においては本発明を枝豆の選別に適用した例を開示したが、本発明の選別装置は農産物、海産物を始め、任意の物品の選別に適用可能である。

１０…搬入装置
１１…ベルトコンベア
１２…ホッパー
１３…整列フィーダー
２０…検査選別装置
２１…無端ベルト
２２、２３…ローラー
２４、２５…画像撮影装置
２６…ガイド板
２７…空気噴射装置
２８…良品回収箱
２９…不良品回収箱

Claims

移動経路の一部が水平であり、一定の速度で回転する透明で柔軟なシート状の無端ベルトと、
前記水平部分の無端ベルト上に選別対象物を複数列で順次搬入する搬入装置と、
前記無端ベルトの上方に配置され、前記複数列の各列の間で列を区切るガイド板と、
前記搬入装置に装着され、選別対象物の進行方向と並行な方向に振動するバイブレーターと、
前記搬入装置の下面に周期的に打撃を与えるエアシリンダーと、
前記無端ベルトの表面および裏面の選別対象物が通過する範囲を撮影可能な位置にお互いの撮影範囲が重ならないようにそれぞれ配置された２つの画像撮影装置と、
前記２つの画像撮影装置から得られた画像から不良品を選別する画像処理装置と、
前記画像処理装置によって不良品と判定された選別対象物を排除する排除装置と、を備え、
前記搬入装置は、
振動可能に支持されている傾斜した樋状の部材であり、前部は底が平面であり、後部は前記ガイド板と対応して選別対象物の進行方向と並行に断面がＶ字状の前記複数列に対応する複数の溝が設けられており、
前記バイブレーターの振動により、及び前記エアシリンダーが前記後部の下方から打撃を与えて選別対象物を飛び上がらせることにより、前記前部では選別対象物の面密度を均一化して重なりを減少させ、前記後部では選別対象物を均等に前記複数列に分けて前記列ごとに整列及び移動させる、ことを特徴とする選別装置。
前記無端ベルトの移動速度は、前記搬入装置における選別対象物の移動速度よりも速い、ことを特徴とする請求項１に記載の選別装置。
前記画像撮影装置は、静止画を撮影するカメラ、レンズ、当該レンズと前記無端ベルトとの間に配置された反射光照明装置、および前記無端ベルトの反対側に配置された透過光照明装置を備え、反射光による画像と透過光による画像を別のタイミングで撮影する、ことを特徴とする請求項１に記載の選別装置。
前記排除装置は、前記画像処理装置によって不良品と判定された選別対象物が所定の位置に来た時に圧縮空気を噴射することにより、不良品と判定された選別対象物を排除する、ことを特徴とする請求項１に記載の選別装置。