RU2776946C1 - Device for comprehensive evaluation of food grains and seeds - Google Patents
Device for comprehensive evaluation of food grains and seeds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776946C1 RU2776946C1 RU2021130675A RU2021130675A RU2776946C1 RU 2776946 C1 RU2776946 C1 RU 2776946C1 RU 2021130675 A RU2021130675 A RU 2021130675A RU 2021130675 A RU2021130675 A RU 2021130675A RU 2776946 C1 RU2776946 C1 RU 2776946C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis carriage
- grain
- fixed
- elongated
- grains
- Prior art date
Links
- 235000013305 food Nutrition 0.000 title claims description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 37
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 11
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 description 2
- 229920001276 Ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 241001181621 Eurygaster maura Species 0.000 description 1
- 206010061217 Infestation Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding Effects 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structures Anatomy 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory Effects 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 235000020985 whole grains Nutrition 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для оценки качества зерна, в частности посредством сканирования и визуальной оценки параметров с последующим их сопоставлением с заданными эталонами, и может быть использовано в сельском хозяйстве на предприятиях по хранению и переработке зерна, а также при оценке исходного семенного материала для целей селекции и семеноводства.The invention relates to devices for assessing the quality of grain, in particular by means of scanning and visual assessment of parameters, followed by their comparison with specified standards, and can be used in agriculture at enterprises for the storage and processing of grain, as well as in the evaluation of the original seed material for breeding purposes and seed farming.
Известно устройство для определения качества зерна, преимущественно пшеницы и риса, включающее интегратор и регистратор обшей стекловидности, интегратор полностью стекловидных зерен, счетчик полностью стекловидных зерен и счетчик зерен, поврежденных клопом-черепашкой, пороговые элементы и микроамперметр, интеграторы общей стекловидности и полностью стекловидных зерен и микроамперметр соединены между собой последовательно и размещены между электронно-оптическим преобразователем и высоковольтным блоком питания, интегратор общей стекловидности соединен с регистратором обшей стекловидности, интегратор полностью стекловидных зерен через пороговый элемент подключен к счетчику полностью стекловидных зерен, а микроамперметр посредством порогового элемента подсоединен к счетчику зерен, поврежденных клопом-черепашкой (Описание изобретения к авторскому свидетельству №573750, опубликовано 05.08.1978 г.).A device is known for determining the quality of grain, mainly wheat and rice, including an integrator and a total vitreousness recorder, an integrator of completely vitreous grains, a counter of completely vitreous grains and a counter of grains damaged by a bug-turtle, threshold elements and a microammeter, integrators of total vitreousness and completely vitreous grains and the microammeter is connected in series and placed between the electron-optical converter and the high-voltage power supply, the total vitreousness integrator is connected to the total vitreousness recorder, the fully vitreous grains integrator is connected through a threshold element to the counter of fully vitreous grains, and the microammeter is connected to the grain counter through the threshold element, damaged by a tortoise bug (Description of the invention to the author's certificate No. 573750, published on 08/05/1978).
Недостатком устройства является узконаправленность устройства, применяемое для оценки стекловидности зерновок пшеницы и риса и пораженности их вредителем клопом-черепашкой. Кроме этого для реализации оценки массива зерен применяется трубчатая прозрачная кассета, где зерновки располагаются друг под другом в один ряд с возможностью поступательного перемещение и вращение относительно продольной оси, что ограничивает количество одновременно оцениваемого материала ввиду значительного увеличения длины трубчатой кассеты.The disadvantage of the device is the narrow focus of the device used to assess the vitreous grains of wheat and rice and their infestation with the pest bug-turtle. In addition, a tubular transparent cassette is used to evaluate the array of grains, where the grains are located one under the other in one row with the possibility of translational movement and rotation relative to the longitudinal axis, which limits the amount of material simultaneously evaluated due to a significant increase in the length of the tubular cassette.
Известен анализатор качества очистки зерна и семян, состоящий из корпуса, в котором размещены наклонное решето с размером отверстий, равным размеру отверстий оценивающего решета, электропривод с кривошипно-шатунным механизмом, первичный и вторичный приемники схода, приемник прохода, направитель с наклонными стенами и тензодатчики, причем тензодатчики установлены под наклонным решетом, первичным приемником схода и приемником прохода и соединены посредством кабелей с компьютером, при этом штанги привода кривошипно-шатунного механизма прикреплены шарнирно к середине наклонного решета по его боковым ребрам жесткости (Патент РФ на изобретение №2372150, опубликовано 10.11.2009 г.).A well-known analyzer of the quality of cleaning grain and seeds, consisting of a housing in which an inclined sieve with a hole size equal to the size of the holes of the evaluating sieve, an electric drive with a crank mechanism, primary and secondary descent receivers, a passage receiver, a guide with inclined walls and strain gauges, moreover, the strain gauges are installed under the inclined sieve, the primary descent receiver and the passage receiver and are connected by means of cables to the computer, while the rods of the crank mechanism drive are pivotally attached to the middle of the inclined sieve along its side stiffeners (RF Patent for the invention No. 2372150, published on 10.11. 2009).
Недостатком устройства является узконаправленность использования, заключающееся в оценке качества очистки зерна посредством автоматизированного взвешивания сходовых и проходовых фракций, полученных в ходе механизированной классификации на решете с последующей обработкой полученных результатов масс на компьютере по предлагаемой формуле.The disadvantage of the device is the narrow focus of use, which consists in assessing the quality of grain cleaning by automated weighing of the running and passing fractions obtained during mechanized classification on a sieve, followed by processing the results of the masses on a computer according to the proposed formula.
За прототип принято серийное устройство для анализа изображения зерна, применяемое для объективной оценки качества цельного зерна, включающее корпус, систему управления, систему визуальной оценки, включающую 3D-лазер, 2D-датчики и камеру для получения данных, полученные данные обрабатываются с использованием серий калибровок для определения результативного качества, анализатор качества зерна может производить оценку 10000 ядер, или стандартную полулитровую пробу (АПП. Аналитпромприбор [Электронный ресурс]: Интернет-магазин. - режим доступа: https://analytprom.ru/analizator-kachestva-zerna-eyefoss/ (дата обращения: 29.08.2021)). Также, исходя из видеоматериалов описания работы устройства, опубликованных на официальном сайте, устройство содержит рабочую платформу для исследуемого материала, включающую механизм непрерывной подачи зерновок в камеру получения данных, реализованном перемещением качением и скольжения зерновок по наклонной пластине к движущемуся транспортеру с ячейками (EyeFoss. Официальный сайт FOSS [Электронный ресурс]: интернет-магазин. - Режим доступа: https://www.fossanalvtics.com/ru-ru/products/eyefoss (дата обращения: 29.08.2021)).The prototype is a serial grain image analysis device used to objectively assess the quality of whole grains, including a housing, a control system, a visual assessment system that includes a 3D laser, 2D sensors and a data acquisition camera, the data obtained is processed using a series of calibrations for determining the effective quality, the grain quality analyzer can evaluate 10,000 kernels, or a standard half-liter sample (APP. Analytprompribor [Electronic resource]: Online store. - access mode: https://analytprom.ru/analizator-kachestva-zerna-eyefoss/ (date of access: 29.08.2021)). Also, based on the video materials describing the operation of the device published on the official website, the device contains a working platform for the material under study, including a mechanism for continuous feeding of grains to the data acquisition chamber, implemented by moving grains by rolling and sliding along an inclined plate to a moving conveyor with cells (EyeFoss. Official FOSS website [Electronic resource]: online store - Access mode: https://www.fossanalvtics.com/ru-ru/products/eyefoss (date of access: 08/29/2021)).
Недостатком устройства является конструктивная особенность, заключающаяся в механизме подачи зерновок в камеру получения данных, реализованном перемещением качением и скольжением зерновок по наклонной пластиной к движущемуся транспортеру с ячейками. Так, при использовании такого способа подачи материала в совокупности с ячеистой структурой поверхности транспортера минимизируется возможность переворачивания зерновок, что усложняет оценку материала в различных пространственных положениях и снижает достоверность полученных результатов визуальной оценки.The disadvantage of the device is the design feature, which consists in the mechanism for feeding the grains into the data acquisition chamber, implemented by moving the grains by rolling and sliding along the inclined plate to the moving conveyor with cells. Thus, when using this method of supplying material in combination with the cellular structure of the conveyor surface, the possibility of turning over the grains is minimized, which complicates the assessment of the material in various spatial positions and reduces the reliability of the visual assessment results obtained.
Задача - расширение возможности применения устройства под различные параметры и требования оценки исследуемых материалов, повышение точности анализа и получение объективной оценки о качестве массива зерен.The task is to expand the possibility of using the device for various parameters and requirements for evaluating the materials under study, increasing the accuracy of the analysis and obtaining an objective assessment of the quality of an array of grains.
Технический результат - возможность осуществления визуальной оценки поверхности индивидуального зерна, а также всей поверхности зерен в общем массиве посредством технического зрения с непрерывным автоматизированным изменением положения исследуемых объектов.The technical result is the possibility of visual assessment of the surface of an individual grain, as well as the entire surface of grains in a common array by means of technical vision with a continuous automated change in the position of the objects under study.
Технический результат достигается устройством для комплексной оценки продовольственного зерна и семенного материала, содержащим корпус, систему управления, систему визуальной оценки, рабочую платформу для исследуемого материала, при этом система визуальной оценки дополнительно содержит механизм позиционирования, включающий каретку Х-оси, каретку Y-оси, перемещающиеся по направляющим опорными колесами, каретка Х-оси, каретка Y-оси закреплены к неподвижным гайкам, находящихся на подвижных винтах, подключенных к шаговым двигателям, на вертикальной стойке каретки Х-оси расположена видеокамера высокого разрешения с подсветкой, на рабочей платформе для исследуемого материала установлен вибростол с вибратором, на вибростоле зажимами закреплена емкость с ячейками вытянутой полусфероидной формы, при этом площадь поверхности ячейки вытянутой полусфероидной формы на 40% выше, чем половина площади поверхности максимального размера исследуемой единицы зерна.The technical result is achieved by a device for the integrated assessment of food grains and seed material, containing a housing, a control system, a visual assessment system, a working platform for the test material, while the visual assessment system additionally contains a positioning mechanism, including an X-axis carriage, a Y-axis carriage, moving along the guide support wheels, the X-axis carriage, the Y-axis carriage are fixed to fixed nuts located on movable screws connected to stepper motors, a high-resolution video camera with illumination is located on the vertical rack of the X-axis carriage, on the working platform for the test material a vibrating table with a vibrator is installed, a container with cells of an elongated hemispheroid shape is fixed on the vibrating table with clamps, while the surface area of the cell of an elongated hemispheroid shape is 40% higher than half the surface area of the maximum size of the studied unit of grain.
На фиг. 1 изображено устройство для комплексной оценки продовольственного зерна и семенного материала, общий вид; на фиг. 2 - вид справа; на фиг. 3 - вид снизу; на фиг. 4 - схема расположения зерна в ячейках вытянутой полусфероидной формы.In FIG. 1 shows a device for a comprehensive assessment of food grains and seed material, general view; in fig. 2 - right side view; in fig. 3 - bottom view; in fig. 4 - layout of the grain in the cells of an elongated hemispheroid shape.
Устройство содержит корпус 1, систему управления 2, систему визуальной оценки 3 с механизмом позиционирования 4 с кареткой Х-оси 5, каретку Y-оси 6, перемещающиеся по направляющим 7 опорными колесами 8, каретка Х-оси 5 и каретка Y-оси 6 закреплены к неподвижным гайкам 9, находящихся на подвижных винтах 10, подключенных к шаговым двигателям 11, на вертикальной стойке 12 расположена видеокамера высокого разрешения 13 с подсветкой 14, передающая изображения на ПЭВМ для дальнейшей обработки (на фигурах не показана), рабочую платформу 15 для исследуемого материала с вибростолом 16 и вибратором 17, на вибростоле 16 зажимами 18 закреплена емкость 19 с ячейками вытянутой полусфероидной формы 20.The device comprises a
Устройство работает следующим образом. Предварительно помещали исследуемое количество зерен в емкость 19 и равномерно распределяли их по одному в ячейки вытянутой полусфероидной формы 20. Далее емкость 19 закрепляли зажимами на вибростол 16 и запускали устройство, посредством системы управления 2 производилась координация колебательных движений вибростола 16 с емкостью 19 для автоматизированного переворачивания зерен в ячейках вытянутой полусфероидной формы 20 и позиционирование над емкостью 19 видеокамеры высокого разрешения 13 посредством перемещения каретки Х-оси 5 и каретки Y-оси 6 по заданному алгоритму. Полученные от видеокамеры высокого разрешения 13 визуальные данные передавались на ПЭВМ для дальнейшей обработки.The device works as follows. Previously, the studied number of grains was placed in
Использование вибрационных колебательных движений емкости посредством вибростола в совокупности с индивидуальным расположением зерна в ячейках вытянутой полусфероидной формы, размер которых на 40% выше, чем половина площади поверхности максимального размера исследуемой единицы зерна, позволяет производить оценку исследуемого материала в различных пространственных положениях, что повышает достоверность полученных результатов визуальной оценки.The use of vibratory oscillatory movements of the container by means of a vibrating table in combination with the individual location of the grain in the cells of an elongated hemispheroid shape, the size of which is 40% higher than half the surface area of the maximum size of the studied grain unit, makes it possible to evaluate the material under study in various spatial positions, which increases the reliability of the obtained results. visual evaluation results.
Применение визуальной оценки посредством видеокамеры высокого разрешения позволяет в широких пределах с использованием программного обеспечения визуальной обработки изображения на основе машинного обучения производить сбор, анализ и обработку данных по заданному алгоритму под различные задачи и объекты исследования, тем самым расширяя возможности применения устройства.The use of visual assessment by means of a high-resolution video camera allows, in a wide range, using visual image processing software based on machine learning, to collect, analyze and process data according to a given algorithm for various tasks and objects of study, thereby expanding the possibilities of using the device.
Таким образом, устройство для комплексной оценки продовольственного зерна и семенного материала, содержащее корпус, систему управления, систему визуальной оценки, рабочую платформу для исследуемого материала, система визуальной оценки дополнительно содержит механизм позиционирования, включающий каретку Х-оси, каретку Y-оси, перемещающиеся по направляющим опорными колесами, каретка X-оси, каретка Y-оси закреплены к неподвижным гайкам, находящихся на подвижных винтах, подключенных к шаговым двигателям, на вертикальной стойке каретки Х-оси расположена видеокамера высокого разрешения с подсветкой, на рабочей платформе для исследуемого материала установлен вибростол с вибратором, на вибростоле зажимами закреплена емкость с ячейками вытянутой полусфероидной формы, при этом площадь поверхности ячейки вытянутой полусфероидной формы на 40% выше, чем половина площади поверхности максимального размера исследуемой единицы зерна, обеспечивает технический результат - возможность осуществления визуальной оценки поверхности индивидуального зерна, а также всей поверхности зерен в общем массиве посредством технического зрения с непрерывным автоматизированным изменением положения исследуемых объектов.Thus, a device for a comprehensive evaluation of food grains and seed material, containing a housing, a control system, a visual evaluation system, a working platform for the material under study, a visual evaluation system additionally contains a positioning mechanism, including an X-axis carriage, a Y-axis carriage moving along guide support wheels, the X-axis carriage, the Y-axis carriage are fixed to the fixed nuts located on the movable screws connected to the stepper motors, a high-resolution video camera with illumination is located on the vertical rack of the X-axis carriage, a vibrating table is installed on the working platform for the test material with a vibrator, a container with cells of an elongated hemispheroid shape is fixed on the vibrating table with clamps, while the surface area of the cell of an elongated hemispheroid shape is 40% higher than half the surface area of the maximum size of the studied unit of grain, provides a technical result - the possibility of visualization a clear assessment of the surface of an individual grain, as well as the entire surface of grains in a common array using technical vision with a continuous automated change in the position of the objects under study.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2776946C1 true RU2776946C1 (en) | 2022-07-29 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU356144A1 (en) * | П. М. Заика, Г. Е. Мазнев, П. А. Миронов, В. В. Бабенко, | DEVICE FOR FRACTIONING OF LOOSE MIXTURES | ||
| US4594149A (en) * | 1982-05-21 | 1986-06-10 | Mag-Sep Corp. | Apparatus and method employing magnetic fluids for separating particles |
| SU1304925A1 (en) * | 1985-09-23 | 1987-04-23 | Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства | Method of separating granular mixtures |
| RU2372150C1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-11-10 | Лев Николаевич Бурков | Analyser of quality of grain and seeds cleaning |
| RU2513936C2 (en) * | 2010-12-29 | 2014-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) | Abrasive material grain classifier |
| RU2603320C2 (en) * | 2011-05-03 | 2016-11-27 | Бюлер Аг | Method and device for fractionating bulk material |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU356144A1 (en) * | П. М. Заика, Г. Е. Мазнев, П. А. Миронов, В. В. Бабенко, | DEVICE FOR FRACTIONING OF LOOSE MIXTURES | ||
| US4594149A (en) * | 1982-05-21 | 1986-06-10 | Mag-Sep Corp. | Apparatus and method employing magnetic fluids for separating particles |
| SU1304925A1 (en) * | 1985-09-23 | 1987-04-23 | Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства | Method of separating granular mixtures |
| RU2372150C1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-11-10 | Лев Николаевич Бурков | Analyser of quality of grain and seeds cleaning |
| RU2513936C2 (en) * | 2010-12-29 | 2014-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) | Abrasive material grain classifier |
| RU2603320C2 (en) * | 2011-05-03 | 2016-11-27 | Бюлер Аг | Method and device for fractionating bulk material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5414270A (en) | Method and apparatus for the automatic inspection of cigarette rods for spots and stains | |
| US11673166B2 (en) | Seed imaging | |
| CA2723452C (en) | Systems, methods and devices for use in assessing carcass grading | |
| US9091643B2 (en) | Device and method for analyzing kernel component | |
| CN105510362B (en) | Rice tillering character damage-free measuring apparatus and its measurement method based on minitype CT | |
| CN105766128B (en) | High-throughput full-automatic corn species test flow-line equipment | |
| CN1618013A (en) | Method for the non-invasive measurement of properties of meat | |
| CN105021617A (en) | Hyperspectral imaging-based measuring equipment of chlorophyll content of whole rice plant and method thereof | |
| Tian et al. | Firmness measurement of kiwifruit using a self-designed device based on acoustic vibration technology | |
| CN107991303A (en) | A kind of leaf of beating based on double spectral techniques goes stalk quality detection device and detection method | |
| CN111713440A (en) | Accurate grouper feeding and regulating method based on underwater imaging and hyperspectral technology | |
| RU2776946C1 (en) | Device for comprehensive evaluation of food grains and seeds | |
| CN108283009A (en) | Electronic component handling apparatus and electronic component inspection device | |
| JP6356430B2 (en) | Lipid content measuring device | |
| CN209821089U (en) | Potato automated inspection conveyor system | |
| Quilloy et al. | Single-line automated sorter using mechatronics and machine vision system for Philippine table eggs | |
| EP4018180A1 (en) | Devices, systems and methods for sorting and labelling food products | |
| CN109612964A (en) | Eliminate the spectral method of detection of the scattering of cultivation matrix particle surface and moisture influence | |
| CN109632558A (en) | A kind of software maggot material parameter acquiring method based on discrete element | |
| US20090274341A1 (en) | Systems, methods and devices for use in filter-based assessment of carcass grading | |
| CN212514106U (en) | Vibration type grain seed thousand-grain weight measuring device based on parallel crank connecting rods | |
| Soltani et al. | Design and development of a portable banana ripeness inspection system | |
| JP5716234B2 (en) | Harvest quality prediction system and harvest quality prediction method using cross-sectional images of rice to be harvested | |
| CN109636074A (en) | The near-infrared method for quick predicting of pig digestible energy and metabolic energy in a kind of sorghum | |
| US7184575B2 (en) | Seed tray for digital image analysis of grain and the like |