SU1029869A1 - Способ сортировки корнеклубнеплодов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

2. Устройство дл  осуществлени  способа сортировки корнеклубнеплодов, содержажащее дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, системой линз и фотоприемником, исполнительный механизм с электронным устройством управлени , отличающеес  тем, что контрольное устройство снабжено щелевой диафрагмой, а электронное устройство управлени  содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы со сбросом квадраторы, блоки делени , компаратор нул , стробируемые компараторы с регулируемыми порогами компарации, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ, при этом вход одного пикового детектора св зан с выходом фотоприемника и входом дифференциального усилител , а его выход - с другим входом дифференциального усилител , выход которого соединен с входом первого интегратора, компаратором нул  и другим пиковым детектором, выход которого подключен к первому квадратору, св занному с одним входом блока делени , другой вход которого подсоединен к выходу первого интегратора, а компаратор нул  св зан с входами второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса , выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, выход второго интегратора св зан через второй квадратор с входом второго блока делени , другой вход которого подключен к выходу первого интегратора , при этом выход мультивибратора сброса соединен с входами сброса одного и другого пиковых детекторов, первого и второго интеграторов, а выходы первого и второго блоков делени  и первого интегратора св заны с входами соответственно первого, второго и третьего компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ, к исполнительному механизму.

Изобретение относитс  к сельскохоз йственной технике и может быть использовано дл  сортировки корнеклубнеплодов, например моркови, в уборочных мащинах и на пунктах послеуборочной обработки продукции . Известен способ дл  автоматической сортировки корнеклубнеплодов по товарному качеству, в котором использован такой критерий как температурна  реакци  корнеклубнеплодов 1. Недостатком этого способа  вл етс  недостаточна  точность распознавани  и отделени  поврежденных корнеклубнеплодов. Известно устройство дл  автоматического контрол  и сортировки деталей по линейным размерам, содержащее датчики длины, щирины, высоть, схему измерени , схему анализа, сумматор, дещифратор размера, блок задани  адреса, и схему управлени  исполнительным механизмом 2. Недостатком устройства  вл етс  значительна  сложность конструкции, а также значительна  длительность цикла измерений и недостаточна  точность отделени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу  вл етс  способ сортировки корнеклубнеплодов, заключающийс  в том, что корнеклубнеплоды ориентируют и пощтучно подают в зону обзора , где лет щие корнеклубнеплоды освещают пучком света и получают с помощью фотоприемника электрический сигнал, который соответствует текущей толщине корнеклубнеплода и управл ет исполнительным механизмом 3. Недостатком известного способа  вл етс  недостаточна  точность распознавани  корнеклубнеплодов и невозможность отделени  поврежденных корнеклубнеплодов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству  вл етс  устройство дл  сортировки корнеклубнеплодов , содержащее дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизм, контрольное устройство с источником света, системой линз и фотоприемником, исполнительный механизм с электронным устройством управлени  3. Однако известное устройство не может отдел ть корнеплоды, поврежденные рабочими органами уборочных мащин, от целых корнеплодов, из-за того, что в известном устройстве форма корнеплода не  вл етс  критерием сортировки, и оно не имеет датчика формы или устройства распознавани  формы. Целью изобретени   вл етс  повыщение точности распознавани  корнеклубнеплодов путем отделени  поврежденных корнеклубнеплодов и примесей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу сортировки корнеклубнеплодов , заключающемус  в том, что определ ют длину, максимальную толщину и площадь проекции корнеклубнеплода, определ ют отнощение площади к квадрату длины и отнощение площади к квадрату максимальной толщины, сравнивают это отношение с эталонными значени ми и по результатам сравнени  вырабатывают сигнал управлени  исполнительным механизмом. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемом устройстве контрольное устройство снабжено щелевой диафрагмой, а электронное устройство управлени  содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы со сбросом, квадраторы, блоки делени , компаратор нул , стрбируемые компараторы с регулируемыми порогами,компарации, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ, при этом вход одного пикового детектора св зан с выходом фотоприемника и входом дифференциального усилител , а его выход с другим входом дифференциального усилител , выход которого соединен с входом первого интегратора, ко-мпаратором нул  и другим пиковым детектором, выход которого подключен к первому квадратору, св занному с одним входом блока делени , другой вход которого подсоединен к выходу первого интегратора, а компаратор нул  св зан с входами второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, выход второго интегратора св зан через второй квадратор с входом второго блока делени , другой вход которого подключен к выходу первого интегратора , при этом вьгход мультивибратора сброса соединен с входами сброса одного и другого пиковых детекторов, первого и второго интеграторов, а выходы первого и второго блоков делени  и первого интегратора св заны с входами соответственно первого, второго и третьего компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ к исполнительному механизму. На фиг. 1 схематически изображено устройство дл  сортировки корнеклубнеплодов, общий вид; на фиг. 2 - подающий и ориентирующий механизм; на фиг. 3 - контрольное устройство; на фиг. 4 - структурна  схема электронного устройства управлени ; на фиг. 5 - временные диаграммы по сн ющие способ сортировки корнеклубнеплодов и работу устройства сортировки ( слева показан случай пролета целого корнеплода , справа - поврежденного). Способ сортировки состоит в том, что корнеплоды, предварительно ориентируют и пощтучно подают в зону обзора, где они в свободном падении освещаютс  пучком света , причем ориентацию корнеплодов осуществл ют длиной вдоль направлени  па-, дени  и толщиной поперек направлени  пучка света. Далее с помощью щелевой диафрагмы и фотоприемника, установленного- на стороне , противоположной излучателю, по тени , отбрасываемой корнеплодом на приемник , получают электрический сигнал развертки формы корнеплода, соответствующий текущей толщине корнеплода. Сигнал развертки не зависит от отражательной способности корнеплода. По разности сигнала максимальной освещенности фотоприемника и сигнала развертки получают сигнал, пропорциональный текущей толщине корнеплода, а по времени пролета корнеплода получают сигнал, пропорцио- нальный длине корнеплода. Далее по этим сигналам определ ют квадрат длины, квадрат максимальной толщины и площадь проекции корнеплода, отнощение площади к квадрату длины и отнощение площади к квадрату максимальной толщины, сравнивают указанные отнощени  с эталонными и по результатам сравнени  вырабатывают сигнал управлени  исполнительным механизмом . Устройство сортировки корнеклубнеплодов содержит дозирующее устройство 1 с бункером и вибротранспортером, подающий и. ориентирующий механизм 2, который подает корнеплоды в зону обзора контрольного устройства 3. Электрический сигнал от контрольного устройства 3 поступает на вход электронного устройства 4 управлени , где вырабатываетс  сигнал, кбторый подаетс  на исполнительный механизм 5. Подающий и ориентирующий механизм 2 выполнен в виде попарно V-образно установленных ленточных транспортеров 6. Контрольное устройство 3 содержит источник 7 света, систему линз 8, щелевую диафрагму 9 и фотоприемник 10. Электронное устройство 4 управлени  содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальный усилитель, -интеграторы со сбросом, квадраторы, блоки делени , компаратор нул , стробируемые компараторы с регулируемыми порогами компарации, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ. При этом вход одного пикового детектора 11 св зан с выходом фотоприемника 10 и входом дифференциального усилител  12, а его выход - с другим входом дифференциального усилител  12, выход которого соединен с входом первого интегратора 13, компаратором 14 нул  и входом другого, пикового детектора 15, выход которого подключен к первому квадратору 16, св занному с одним входом блока 17 делени , при этом на вход первого интегратора 13 поступает сигнал с дифференциального усилител  12, величина которого пропорциональна текущей толщине корнеплода, а выходной сигнал интегратора по окончании пролета корнеплода пропорционален площади проекции корнеплода. Цепь, состо ща  из последовательно соединенных пикового детектора 15 и квадратора 16, вычис1 ет квадрат максимальной толщины корнеплода . Далее компаратор 14 нул  св зан с входами второго интегратора 18 и мультивибратора 19 стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов 20-22 и мультивибратору 23 сброса, выход второго интегратора 18 св зан через второй квадратор 24 с входом второго блока 25 делени , другой вход которого подключен к выходу первого интегратора 13. Цепь, состо ща  из последовательно соединенных компаратора 14 нул , интегратора 18 со сбросом и квадратора 24, осуществл ет вычисление квадрата длины корнеплода. Выход мультивибратора 23 сброса соединен с входами сброса одного 11 и другого 15 пиковых детекторов, первого 13 и второго 18 интеграторов, а выходы первого 17 и второго 25 блоков делени  и первого интегратора 13 св заны с входами соответственно первого 20, второго 21 и третьего 22 компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ 26 к исполнительному механизму 5. Причем первый 20 и второй 21 стробируемые компараторы выполнены двухпороговыми , а третий стробируемый компаратор 22 - однопороговым. На компараторы 20- 22подаютс  эталонные напр жени  Ui, U2, Ug, И4, Us, задающие пороги компарации. Мультивибратор 19 стробирующего импульса запускаетс  сигналом с выхода компаратора 14 нул , стробимпульс с выхода мультивибратора 19 поступает на компараторы 20-22 и на вход запуска мультивибратора 23сброса. Импульс сброса с выхода мультивибратора 23 подаетс  на пиковые детекторы 11 и 15 и на интеграторы 13 и 18. Работа устройства дл  сортировки корнеплодов осуществл етс  следующим образом . Из дозирующего устройства 1 корнеплоды подаютс  в предварительно ориентированном состо нии на подающий и ориентирующий механизм 2, который ориентирует корнеплоды в вертикальном положении и подает их к зоне обзора контрольного устройства 3.. В последнем корнеплоды освещаютс  параллельным пучком света источника 7 через систему линз 8 и рассматриваютс  через щелевую диафрагму 9 фотоприемником 10. При отсутствии корнеплода, перед щелью сигнал с фотоприемника 10 максимален, а при пролетаНИИ корнеплода через зону обзора фотоприемник 10 частично затен етс  корнеплодом, и его сигнал уменьщаетс  (фиг. 5а) на величину, пропорциональную текущей толщине корнеплода. Перед проле том корнеплода, т.е. перд началом очеред ного цикла анализа формы, исходное состо  ние пикового детектора 15 и интеграторов 13 и 18 нулевое, а на выходе пикового детектора И максимальное напр жение. Очередной корнеплод, попада  в зону обзора, просматриваетс  через и;ель фотоприемником 10. Дифференциальный усилитель 12 вычитает из максимального сигнала, запоминаемого пиковым детектором 11, сигнал фотоприемника и вырабатывает сигнал (фиг.-56), пропорциональный текущей толщине корнеплода. Этот сигнал обрабатываетс  интегратором 13, выходной сигнал которого по окончании пролета корнеплода пропорционален площади проекции корнеплода . Сигнал с выхода дифференциального усилител  12 подаетс  на компаратор 14 нул , на выходе которого по вл етс  пр моугольный сигнал (фиг. 5в), с длительностью , равной времени пролета корнеплода , т.е. пропорциональный длине корнеплода . Из этого сигнала с помощью интегратора 18, который выполн ет функцию преобразовател  врем  - амплитуда, получают сигнал (фиг. 5г), амплитуда которого по окончании пролета корнеплода пропорциональна длине корнеплода. Выходной сигнал усилител  12 поступает также на пиковый детектор 15, где запоминаетс  максимальна  толщина корнеплода. Сигнал, пропорциональный длине, возводитс  в квадрат квадратором 24 (фиг. 5(3), а сигнал, пропорциональный максимальной толщине, возводитс  в квадрат квадратором 16. Далее блоками 17 и 25 делени  берутс  отнощени  площади к квадрату максимальной толщины и площади к квадрату длины. Поскольку все эти отнощени  информативны только в конце цикла измерени , т.е. только после того как корнеплод полностью пройдет перед щелью и произойдет полна  развертка всей фигуры корнеплода, сравнивать эти отнощени  с эталонными можно только в конце цикла. Дл  этого компараторы 20-22 сравнени  стробируютс  импульсом (фиг. 5е) мультивибратора 19 стробирующего импульса. Мультивибратор 19 запускаетс  задним фронтом выходного пр моугольного импульса компаратора 14 нул , т.е. сразу же после того, как корнеплод полностью пройдет перед щелевой диафрагмой 9. В случае, если хот  бы одна из трех характеристик (площадь, отнощение площади к квадрату длины, отнощение площади к квадрату максимальной толщины) выйдет за установленные напр жени ми Ui, U2, Ug, U4, и Us эталонные допуски, на выходе элемента ИЛИ 26 по витс  сигнал (фиг. 5э/с), который поступит на исполнительный механизм 5. Устройство управлени  исполнительным механизмом включает электромагнит, лопатка перемещаетс  и поврежденный корнеплод измен ет траекторию своего движени , тем самым обеспечиваетс  сортировка. По окончании цикла измерени  и опознавани  корнеплода пиковые детекторы 11 и 15 и интеграторы 13 и 18 устанавливаютс  в исходное нулевое состо ние импульсом сброса (фиг. :з) мультивибратора 23 сброса, дл  этого мультивибратор 23 запускаетс  задним фронтом стробимпульса с выхода мультивибратора 19. После сброса и последующей обработки пиковым детектором 1,1 сигнала паузы с фотоприемника 10 устройство подготовлено к анализу очередного корнеплода . Дл  обеспечени  правильной работы устройства сортировки перед началом сортировки партии корнеплодов из этой партии отбирают некоторое количество хороших корнеплодов и пропускают их через сортировщик . При этом измер ютс  напр жени 

на входах интегратора 13, блоков 17 и 25 делени . По максимумам и минимумам этих напр жений выставл ют опорные напр жени  , на этом настройка устройства

сортировки заканчиваетс .

Использование предлагаемых способа и устройства сортировки корнеклубнеплодов, в частности моркови, позволит предотвратить порчу корнеплодов, не пригодных к длительному хранению, сократить ручной

труд по сортировке корнеплодов, а также отдел ть от корнеплодов посторонние предметы (камни, комь  земли), имеющие отличающиес  от корнеплодов формы.

(PU2.4Вы )1.

20

al

rr

fPaz.5

Claims (2)

1. (5J) Способ сортировки корнеклубнеплодов, заключающийся в том, что корнеклубнеплоды ориентируют и поштучно попадают в зону обзора, где летящие корнеклубнеплоды освещают пучком света и получают с помощью фотоприемника электрический сигнал, который соответствует текущей толщине корнеклубнеплода и управляет исполнительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности распознавания корнеклубнеплодов путем отделения поврежденных корнеклубнеплодов и примесей, определяют длину, максимальную толщину и площадь проекции корнеклубнеплода, определяют отношение площади к квадрату длины и отношение площади к квадрату максимальной толщины, сравнивают это отношение с эталонными значениями и по результатам сравнения вырабатывают сигнал управления исполнительным механизмом.

   го со QO 05 со

   Фиъ.1
2. 2. Устройство для осуществления способа сортировки корнеклубнеплодов, содержажащее дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, системой линз и фотоприемником, исполнительный механизм с электронным устройством управления, отличающееся тем, что контрольное устройство снабжено щелевой диафрагмой, а электронное устройство управления содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы со сбросом квадраторы, блоки деления, компаратор нуля, стробируемые компараторы с регулируемыми порогами компарации, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ, при этом вход одного пикового детектора связан с выходом фотоприемника и входом дифференциального усилителя, а его выход — с другим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом первого интегратора, компаратором ну ля и другим пиковым детектором, выход которого подключен к первому квадратору, связанному с одним входом блока деления, другой вход которого подсоединен к выходу первого интегратора, а компаратор нуля связан с входами второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, выход второго интегратора связан через второй квадратор с входом второго блока деления, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора, при этом выход мультивибратора сброса соединен с входами сброса одного и другого пиковых детекторов, первого и второго интеграторов, а выходы первого и второго блоков деления и первого интегратора связаны с входами соответственно первого, второго и третьего компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ, к исполнительному механизму.