RU2084109C1

RU2084109C1 - Tomato sorting method and system

Info

Publication number: RU2084109C1
Application number: RU94037203A
Authority: RU
Inventors: И.А. Долгов; В.Н. Герасименко
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Синтез" при Донском государственном техническом университете
Priority date: 1994-10-03
Filing date: 1994-10-03
Publication date: 1997-07-20
Also published as: RU94037203A

Abstract

FIELD: agricultural equipment. SUBSTANCE: method involves removing subsequent tomato moving behind previous tomato of the pair of tomatoes only in case one tomato of the pair may be referred to as "red" and other as "green" or vice versa. Space between tomatoes is such that main actuating mechanism does not manage to sort out such pair of tomatoes due to restricted quick action. System has metering device, feeding mechanism, controller, electronic device, main and auxiliary mechanisms. During operation of the system, each pair of tomatoes is checked to determine class that each tomato may be referred to; distance between tomatoes in each pair of tomatoes is determined and compared with reference distance. In case second tomato is determined as tomato of other class, it is removed by means of auxiliary actuating mechanism. First tomato in the pair of tomatoes is sorted out by main actuating mechanism in accordance with its quality. When both tomatoes are determined as belonging to one class, auxiliary actuating mechanism does not operate and main actuating mechanism is in the position it had been during sorting out of first tomato. EFFECT: increased precision of sorting, enhanced reliability in operation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и может быть использовано для сортировки томатов в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной доработки продукции. The invention relates to agricultural machinery and can be used for sorting tomatoes in harvesting machines and at the points of post-harvest product development.

Наиболее близким по технической сущности является способ сортировки корнеклубнеплодов, заключающийся в том, что корнеклубнеплоды поштучно подают в зону обзора, где летящие корнеклубнеплоды облучают и получают на выходе приемника излучения сигнал, обрабатывают его с помощью электронного устройства управления, получают сигнал о качестве корнеклубнеплода, сравнивают этот сигнал с эталонным и, по результатам сравнения управляют основным исполнительным механизмом [1]
Недостатком способа является недостаточная точность сортирования на фракции из-за наличия в потоке пар плодов, расстояние между которыми недостаточно для правильной работы исполнительного механизма, и последний не успевает рассортировать такую пару.The closest in technical essence is the method of sorting root crops, which consists in the fact that root crops are individually delivered to the viewing area, where flying root crops are irradiated and receive a signal at the output of the radiation receiver, processed by an electronic control device, a signal on the quality of the root crop is received, this a signal with a reference and, according to the results of comparison, control the main actuator [1]
The disadvantage of this method is the lack of accuracy of sorting into fractions due to the presence of pairs of fruits in the stream, the distance between which is insufficient for the correct operation of the actuator, and the latter does not have time to sort such a pair.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, содержащее дозирующее устройство, подающий механизм, контрольное устройство с источником и приемником излучения, содержащим два фотоприемника со светофильтрами, электронное устройство управления, основной исполнительный механизм, при этом, выход приемника излучения соединен с исполнительным механизмом через электронное устройство управления [1]
Однако известное устройство не обеспечивает необходимой точности сортирования.The closest in technical essence to the proposed device is a device containing a metering device, a feeding mechanism, a control device with a radiation source and receiver, containing two photodetectors with light filters, an electronic control device, the main actuator, while the output of the radiation receiver is connected to the actuator via electronic control device [1]
However, the known device does not provide the necessary sorting accuracy.

Сущность заявляемого способа состоит в том, что томаты поштучно подают в зону обзора, где летящие томаты облучают и получают на выходе приемника излучения сигналы, обрабатывают их с помощью электронного устройства управления, получают сигнал о качестве томата, сравнивают этот сигнал с эталонным, определяют время появления последующего за предыдущим томата, сравнивают это время с эталонным, получают сигнал о качестве последующего за предыдущим в паре томата, сравнивают этот сигнал с эталонным и по результатам сравнения управляют основным и дополнительными механизмами. The essence of the proposed method consists in the fact that the tomatoes are delivered individually to the viewing area, where flying tomatoes are irradiated and received signals at the output of the radiation receiver, processed by an electronic control device, a signal is received about the quality of the tomato, this signal is compared with the reference one, and the appearance time is determined subsequent to the previous tomato, compare this time with the reference, receive a signal about the quality of the subsequent subsequent to the previous one in a pair of tomato, compare this signal with the reference and control the main m and additional mechanisms.

В случае, если последующий за предыдущим томат в паре принадлежит тому же классу, то дополнительный исполнительный механизм не срабатывает, а основной остается в том положении, что и при сортировании предыдущего томата. In case the tomato following the previous one belongs to the same class, the additional actuator does not work, and the main one remains in the same position as when sorting the previous tomato.

Сущность заявляемого устройства состоит в том, что оно содержит дозирующее устройство, подающий механизм, контрольное устройство с источником и приемником излучения, электронное устройство управления, основной и дополнительный исполнительные механизмы, при этом, приемник излучения содержит два фотоприемника со светофильтрами, а электронное устройство управления состоит из двух усилителей постоянного тока, усилителя разности сигналов, интегратора, трех компараторов, элемента "ИЛИ", инвертора, одновибратора окончания анализа, трех элементов "И", линии задержки, двух одновибраторов, при этом выход первого фотоприемника соединен через первый усилитель с одним входом усилителя разности сигналов, выход которого подключен через последовательно соединенные интегратор и первый компаратор к одному входу первого элемента "И" и через инвертор к одному входу второго элемента "И", при этом выход первого элемента "И" соединен через линию задержки со входом основного исполнительного механизма и через первый одновибратор соединен с одним входом третьего элемента "И", выход которого подключен к дополнительному исполнительному механизму, при этом выход второго фотоприемника подключен через второй усилитель ко второму входу усилителя разности сигналов и через второй компаратор к одному входу элемента "ИЛИ", ко второму входу которого подключен через третий компаратор выход первого усилителя, причем выход элемента "ИЛИ" через одновибратор окончания анализа соединен с другими входами первого и второго элемента "И", при этом выход второго элемента "И" соединен через второй одновибратор с другим входом третьего элемента "И", при этом выход одновибратора окончания анализа подключен к другому входу первого элемента "И". The essence of the claimed device lies in the fact that it contains a metering device, a feeding mechanism, a control device with a radiation source and receiver, an electronic control device, the main and additional actuating mechanisms, while the radiation receiver contains two photodetectors with light filters, and the electronic control device consists of two DC amplifiers, a signal difference amplifier, an integrator, three comparators, an "OR" element, an inverter, a single-shot analysis end, three ele “I” entrances, a delay line, two one-shots, while the output of the first photodetector is connected through the first amplifier to one input of the signal difference amplifier, the output of which is connected through a series-connected integrator and the first comparator to one input of the first “And” element and through the inverter to one the input of the second element "And", while the output of the first element "And" is connected via a delay line to the input of the main actuator and through the first one-shot is connected to one input of the third element "And", the output of which connected to an additional actuator, while the output of the second photodetector is connected through the second amplifier to the second input of the signal difference amplifier and through the second comparator to one input of the OR element, to the second input of which the output of the first amplifier is connected through the third comparator, the output of the element is OR "through a single vibrator the end of the analysis is connected to other inputs of the first and second element" And ", while the output of the second element" And "is connected through a second one-vibrator to another input of the third element" And ", the output of the one-shot analysis end is connected to another input of the first element "AND".

Цепь, состоящая из соединения выходов первого и второго усилителя с обоими входами усилителя разности сигналов, соединенного последовательно с интегратором, первым компаратором, первым элементом "И", линией задержки и основным исполнительным механизмом, осуществляет сортирование томатов по качеству (степени зрелости). The circuit, consisting of connecting the outputs of the first and second amplifier with both inputs of the signal difference amplifier, connected in series with the integrator, the first comparator, the first "And" element, the delay line and the main actuator, sorts the tomatoes by quality (maturity).

Цепь, состоящая из соединения выходов первого и второго усилителя через второй и третий компараторы с обоими входами элемента "ИЛИ" и последовательно соединенных с его выходом второго одновибратора, второго элемента "И", третьего одновибратора, третьего элемента "И" и дополнительного исполнительного механизма, осуществляет удаление последующего за предыдущим в паре томата, если расстояние между ними меньше заданного и они принадлежат к разным классам по степени зрелости (красный-зеленый; зеленый-красный). A circuit consisting of connecting the outputs of the first and second amplifier through the second and third comparators with both inputs of the OR element and connected in series with its output of the second one-shot, the second “And”, the third one-shot, the third “And” and an additional actuator, removes the tomato that follows the previous one, if the distance between them is less than the specified one and they belong to different classes in terms of maturity (red-green; green-red).

На фиг. 1 схематически изображена система для реализации способа сортировки томатов, общий вид; на фиг. 2 структурная схема системы для сортирования томатов. In FIG. 1 schematically shows a system for implementing a method for sorting tomatoes, general view; in FIG. 2 is a block diagram of a system for sorting tomatoes.

Система для реализации способа сортировки томатов содержит дозирующее устройство 1, подающий механизм 2, который подает томаты в зону контрольного устройства 3. Электрические сигналы от последнего поступают на электронное устройство управления 4. The system for implementing the method of sorting tomatoes contains a metering device 1, a feeding mechanism 2, which feeds the tomatoes into the zone of the control device 3. Electrical signals from the latter are fed to the electronic control device 4.

Один выход электронного устройства управления 4 подключен ко входу дополнительного исполнительного механизма 5, а другой ко входу основного исполнительного механизма 6. Дополнительный исполнительный механизм отбивает томаты в бункер 7. One output of the electronic control device 4 is connected to the input of the additional actuator 5, and the other to the input of the main actuator 6. The additional actuator beats the tomatoes into the hopper 7.

Электронное устройство управления содержит два усилителя постоянного тока, усилитель разности сигналов, интегратор, элемент "ИЛИ", инвертор, три компаратора, одновибратор окончания анализа, три элемента "И", линию задержки, два одновибратора, при этом выход первого фотоприемника 8 соединен через первый усилитель 9 с одним входом усилителя разности сигналов 10, выход которого подключен через последовательно соединенные интегратор 11 и первый компаратор 12 к одному входу первого элемента "И" 13 и через инвертор 14 к одному входу второго элемента "И" 15, при этом выход первого элемента "И" 13 соединен через линию задержки 16 со входом основного исполнительного механизма 6, и через первый одновибратор 17 соединен с одним входом третьего элемента "И" 18, выход которого подключен к дополнительному исполнительному механизму 5, при этом выход второго фотоприемника 19 подключен через второй усилитель 20 ко второму входу усилителя разности сигналов 10, и через второй компаратор 21 к одному входу элемента "ИЛИ" 22, ко второму входу которого подключен через третий компаратор 23 выход первого усилителя 9, причем выход элемента "ИЛИ" 22 через одновибратор окончания анализа 24 соединен с другими входами первого и второго элементов "И" 13, 15, при этом выход второго элемента "И" 15 соединен через второй одновибратор с другим входом третьего элемента "И" 18, причем выход одновибратора окончания анализа 24 подключен к другому входу первого элемента "И" 13. The electronic control device contains two DC amplifiers, a signal difference amplifier, an integrator, an "OR" element, an inverter, three comparators, a single-shot analyzer, three "And" elements, a delay line, two single-shots, while the output of the first photodetector 8 is connected through the first amplifier 9 with one input of a signal difference amplifier 10, the output of which is connected through a series-connected integrator 11 and a first comparator 12 to one input of the first element "And" 13 and through an inverter 14 to one input of the second element " "15, while the output of the first element" And "13 is connected via a delay line 16 to the input of the main actuator 6, and through the first one-shot 17 is connected to one input of the third element" And "18, the output of which is connected to an additional actuator 5, the output of the second photodetector 19 is connected through the second amplifier 20 to the second input of the signal difference amplifier 10, and through the second comparator 21 to one input of the OR element 22, to the second input of which the output of the first amplifier 9 is connected through the third comparator 23, than the output of the element "OR" 22 through a single vibrator of the end of analysis 24 is connected to other inputs of the first and second elements "And" 13, 15, while the output of the second element "And" 15 is connected through a second one-shot to another input of the third element "And" 18, moreover, the output of the one-shot analysis end 24 is connected to another input of the first element "And" 13.

Способ сортировки состоит в том, что томаты поштучно подают в зону обзора, где летящие томаты облучают и получают на выходе приемников излучения электрические сигналы, обрабатывают их с помощью электронного устройства управления, получают сигнал о качестве (степени зрелости) первого томата в паре, сравнивают этот сигнал с эталонным, получают сигнал о расстоянии между первым и вторым томатом пары, сравнивают этот сигнал с эталонным, получают сигнал о качестве (степени зрелости) второго томата, сравнивают этот сигнал с эталонным и по результатам сравнения управляют основным и дополнительным исполнительными механизмами. The sorting method consists in the fact that the tomatoes are delivered individually to the viewing area, where the flying tomatoes are irradiated and receive electrical signals at the output of the radiation receivers, they are processed using an electronic control device, they receive a signal about the quality (degree of maturity) of the first tomato in a pair, compare this signal with a reference, receive a signal about the distance between the first and second tomato of a pair, compare this signal with a reference, receive a signal about the quality (degree of maturity) of the second tomato, compare this signal with a reference and, as a result athame comparison control basic and additional actuators.

В случае, если зону контроля устройства 3 проходит пара томатов, расстояние между которыми настолько мало, что основной исполнительный механизм 6 из-за ограниченного его быстродействия не успевает разделить томаты, и второй томат в паре принадлежит другому классу (зеленый-красный; красный-зеленый), то срабатывает дополнительный исполнительный механизм 5, расположенный выше основного, и второй томат в паре удаляется в бункер 7. Сортировка первого томата в паре осуществляется основным исполнительным механизмом 6 в зависимости от его степени зрелости. In the event that the control zone of device 3 passes a pair of tomatoes, the distance between which is so small that the main actuator 6 does not have time to separate the tomatoes due to its limited speed, and the second tomato in a pair belongs to another class (green-red; red-green ), then an additional actuator 5 is activated, located above the main one, and the second tomato in a pair is removed to the hopper 7. The first tomato in a pair is sorted by the main actuator 6, depending on its degree maturity.

В случае, если расстояние между первым и вторым томатом в паре также мало, но второй томат принадлежит тому же классу, что и первый (зеленый-зеленый; красный-красный), дополнительный исполнительный механизм 5 не срабатывает, а основной исполнительный механизм после сортирования первого томата в паре остается в прежнем положении, что обеспечивает правильную сортировку второго томата в паре. If the distance between the first and second tomatoes in a pair is also small, but the second tomato belongs to the same class as the first (green-green; red-red), the additional actuator 5 does not work, and the main actuator after sorting the first the tomato in the pair remains in the same position, which ensures the correct sorting of the second tomato in the pair.

В случае, если расстояние между томатами достаточно для того, чтобы основной исполнительный механизм рассортировал пару, дополнительный исполнительный механизм не срабатывает. If the distance between the tomatoes is enough for the main actuator to sort the pair, the additional actuator does not work.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Из дозирующего устройства 1 томаты поштучно поступают на подающий механизм 2, который подает их к зоне обзора контрольного устройства 3, томаты получают ускорение и по одному пролетают зону обзора. В контрольном устройстве 3 томаты освещаются источником света и анализируются приемным устройством. From the metering device 1, the tomatoes are delivered individually to the feeding mechanism 2, which feeds them to the field of view of the control device 3, the tomatoes receive acceleration and fly over the field of view one at a time. In the control device 3, the tomatoes are illuminated by a light source and analyzed by the receiving device.

Цвет томата определяется следующим образом. Световой сигнал поступает на первый и второй фотоприемники 8, 19 со светофильтрами, усиливается усилителями 9, 20. Компараторы 21, 23 дискретизируют сигналы с усилителей 9, 20 по уровню, логический элемент "ИЛИ" 22 суммирует дискретные сигналы, формируя сигнал на все время анализа томата. В момент ухода томата из поля зрения контрольного устройства одновибратор 24 генерирует импульс заданной длительности. Сигналы с усилителей 9, 20 поступают на усилитель разности сигналов 10, который вычитает сигнал от усилителя 20 из сигнала от усилителя 9, интегратор 11 накапливает разностный сигнал, и к моменту генерации одновибратором 24 импульса окончания анализа на выходе интегратора 11 присутствует уровень больше нуля, если в томате преобладал зеленый цвет. Компаратор 12 приводит результат интегрирования к уровню логических сигналов, таким образом, первый элемент "И" 13 вырабатывает импульс, равный по длительности импульсу одновибратора 24, в случае определения зеленого томата. В случае определения красного томата импульс вырабатывает второй элемент "И" 15. Импульсы логических элементов "И" 13, 15 запускают одновибраторы 17, 25, которые служат для получения равных по времени сигналов соответствующих допускаемому временному интервалу в разноцветных парах томатов. Линия задержки 16 служит для синхронизации срабатывания основного исполнительного механизма 6 на томат. В случае анализа зеленого вслед за красным (или наоборот) через время, меньшее установленного интервала, логический элемент 18 формирует импульс, включающий дополнительный исполнительный механизм, который отбивает последний томат пары. The color of a tomato is determined as follows. The light signal arrives at the first and second photodetectors 8, 19 with light filters, amplified by amplifiers 9, 20. Comparators 21, 23 sample the signals from amplifiers 9, 20, the logic element "OR" 22 summarizes the discrete signals, forming a signal for the entire analysis tomato. When the tomato leaves the field of view of the control device, the single-shot 24 generates a pulse of a given duration. The signals from the amplifiers 9, 20 are fed to the signal difference amplifier 10, which subtracts the signal from the amplifier 20 from the signal from the amplifier 9, the integrator 11 accumulates the difference signal, and by the time of the analysis by the single-shot 24 pulse, the analysis output at the integrator 11 output is greater than zero if green prevailed in tomato. The comparator 12 brings the result of integration to the level of logical signals, thus, the first element "And" 13 generates a pulse equal in duration to the pulse of the single-shot 24, in the case of determining a green tomato. In the case of determining a red tomato, the pulse generates a second element "I" 15. The pulses of the logical elements "And" 13, 15 trigger single-oscillators 17, 25, which serve to obtain equal time signals corresponding to the allowable time interval in multi-colored pairs of tomatoes. The delay line 16 serves to synchronize the operation of the main actuator 6 on the tomato. In the case of analyzing green after red (or vice versa) after a time shorter than the set interval, the logic element 18 generates a pulse that includes an additional actuator, which beats the last tomato of the pair.

Claims

1. A method of sorting tomatoes, including the piece feed into the viewing area, irradiating them, generating a signal at the output of the radiation receiver and processing it to obtain a signal about the quality of the tomato, comparing this signal with a reference one and controlling the main actuator by comparison, characterized in that they determine the time interval of successive tomatoes, compare this interval with the reference one, and if it exceeds the last one, they control the main and additional, located above the main one, use by complementary mechanisms, and with a large reference interval with equal quality of adjacent successive tomatoes, the second tomato pairs are rejected by an additional actuator, and then the main actuator is turned on.

2. A system for sorting tomatoes, containing a dosing device, a feeding mechanism, a control device with a radiation source containing two photodetectors with light filters, an electronic control device, a main actuator, while the output of the radiation receiver is connected to the input of the main actuator through an electronic control device, characterized in that it contains an additional actuator, and the electronic control device is made in the form of two amplifiers constantly of the current, a signal difference amplifier, an integrator, an OR element, an inverter, three comparators, a single vibrator of the end of the analysis, three AND elements, a delay line, two single vibrators, while the output of the first photodetector is connected through the first amplifier to one input of the signal difference amplifier, the output of which is connected through a series-connected integrator and a first comparator to one input of the first element And and through an inverter to one input of the second element And, while the output of the first element And is connected through the delay line to the input ohm of the main actuator and through the first one-shot is connected to one input of the third AND element, the output of which is connected to an additional actuator located above the main one, while the output of the second photodetector is connected through the second amplifier to the second input of the signal difference amplifier and through the second comparator to one input the OR element, to the second input of which the output of the first amplifier is connected through the third comparator, the output of the OR element through the one-shot end of the analysis connected with other inputs of said first and second AND gates, the output of the second AND gate is connected via a second monostable multivibrator with the other input of the third AND gate and the output of the monostable analysis closure is connected to another input of the first element I.