SU1166706A1 - Устройство дл сортировки корнеклубнеплодов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ, содержащее дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, системой линз, щелевой диафрагмой и фотоприемником, исполнительный механизм с электронным устройством управлени , которое содержит пиковые детекторы с сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы с сбросом, блок делени , компаратор нул , стробируемые компараторы, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ, при этом в электронном устройстве управлени  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 другого пикового детектора, компаратором кул  и первым интегратором, выход которого подсоединен к одному входу блока делени , а компаратор нул  св зан со входами второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса , выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, при этом выход мультивибратора сброса соединен с входами сброса одного и другого пиковых детекторов , первого и второго интеграторов, а выходы блока делени  и первого интегратора св заны с входами соответственно первого и второго стробируемых компараторов , подключенных своими выходами через i схему ИЛИ к исполнительному механизму, отличающеес  тем, что, с целью повышени  (Л эффективности отделени  некондиционных корнеклубнеплодов путем ослаблени  зависимости процесса сортировки от селекционного сорта, ощибок ориентации, изменени  уровн  освещенности н изменени  скорости полета корнеклубнеплодов, электронное устройство управлени  снабжено блоком умножени , входы которого св заны с выходами второго интегратора и другого пикового детектора, а выход подключен к другому входу блока делени . Од Од

Description

Изобретение относитс  к сельскохоз йственной технике и может быть использовано дл  сортировки корнеклубнеплодов, например моркови, в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной обработки продукции . Известно устройство дл  сортировки клубней картофел , содержащее подающий транспортер, блок построчного сканировани  и преобразовани  значений отраженного от клубней светового потока в электрический сигнал, блоки определени  геометрических характеристик и вычислени  отношени  площади к квадрату периметра, блоки сравнени  и исполнительный механизм 1. Недостатком известного устройства  вл етс  недостаточна  точность распознавани  поврежденных корнеплодов моркови, а также сложна  техника формировани  и обработки видеосигнала. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее дозирующее устройство, подающий и ориентирующие механизмы , контрольное устройство с источником света, системой линз, щелевой диафрагмой и фотоприемником, исполнительный механизм с электронным устройством управлени , которое содержит пиковые детекторы с сбросом, дифференциальный усилитель , интеграторы с сбросом, блок делени , компаратор нул , стробируемые компараторы , мультивибратор стробирующего импульса , мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ, при этом в электронном устройстве управлени  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 другого пикового детектора , компаратором нул  и первым интегратором , выход которого подсоединен кодному входу блока делени , а компаратор нул  св зан с входами второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, при этом выход мультивибратора сброса соединен с входами сброса одного и другого пиковых детекторов, первого и второго интеграторов, а выходы блока делени  и первого интегратора св заны с входами соответственно первого и второго стробируемых компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ к исполнительному механизму 2. Однако данное устройство не обеспечивает достаточную эффективность отделени  некондиционных корнеплодов из-за вли ни  таких факторов, как ошибки ориентации оси корнеплода в плоскости ориентации, изменени  скорости его полета, изменени  уровн  освещенности, а также из-за необходимости предварительной настройки на определенный селекционный сорт перерабатываемых корнеклубнеплодов . Цель изобретени  - повышение эффективности отделени  некондиционных корнеклубнеплодов путем ослаблени  зависимости процесса сортировки от селекционного сорта, ощибок ориентации, изменени  уровн  освещенности и изменени  скорости пролета корнеклубнеплодов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  сортировки корнеклубнеплодов , содержащем дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, системой линз, щелевой диафрагмой и фотоприемником , исполнительный механизм с электронным устройством управлени , которое содержит пиковые детекторы с сбосом , дифференциальный усилитель, интеграторы с сбросом, блок делени , компаратор нул , стробируемые компараторы, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ, при этом в электронном устройстве управлени  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 другого пикового детектора, компаратором нул  и первым интегратором, выход которого подсоединен к одному входу блока делени , а компаратор нул  св зан с входами второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, при этом выход мультивибратора сброса соединен с входами одного и другого пиковых детекторов, первого и второго интеграторов, а выходы блока делени  и первого интегратора св заны с входами соответственно первого и второго стробируемых компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ к исполнительному механизму, электронное устройство управлени  снабжено блоком умножени , входы которого св заны с выходами второго интегратора и другого пикового детектора, а выход подключен к другому входу блока делени . На фиг. 1 изображено устройство дл  сортировки корнеклубнеплодов, общий вид; иа 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). Устройство дл  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, который 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 с сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы с сбросом, блок умножени , блок делени , компаратор нул , стробируемые компараторы , мультивибратор стробирующего импульса , мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ. При этом в электронном устройстве 4 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 другого пикового детектора 13, компаратором 14 нул , и первым интегратором 15, выход которого подсоединен к одному входу блока 16 делени , а компаратор 14 нул  св зан с входами второго интегратора 17 и мультивибратора 18 стробирующего импульса , выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов 19 и 20 и мультивибратору 21 сброса, при этом выход мультивибратора 21 сброса соединен с входами сброса одного 11 и другого 13 пиковых детекторов, первого 15 и второго 17 интеграторов, а выходы блока 16. делени  и первого интегратора 15 св заны с входами соответственно первого 19 и второго 20 стробируемых компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ 22 к исполнительному механизму 5.

Электронное устройство 4 управлени  также снабжено блоком 23 умножени , входы которого св заны с выходами второго интегратора 17 и другого пикового детектора 13, а выход подключен к другому входу блока 16 делени . При этом на вход первого интегратора 15 поступает сигнал с дифференциального усилител  12, величина которого пропорциональна текущей толщине корнеплода , а выходной сигнал интегратора 15 по окончании пролета корнеплода пропорционален площади проекции корнеплода. Цепь, состо ща  из. последовательно соединенных компаратора 14 нул  и второго интегратора 17, вычисл ет длину корнеплода.

Первый стробируемый компаратор 19 выполнен двухпороговым, а второй стробируемый компаратор 20 - однопороговым. На компараторы 19 и 20 подаютс  эталонные напр жени  Ui-13, задающие пороги компарации. Мультивибратор 18 стробирующего импульса запускаетс  сигналом с выхода компаратора 14 нул , строб-импульс с

выхода мультивибратора 18 поступает на компараторы 19 и 20 и на вход запуска мультивибратора 21 сброса. Импульс сброса с выхода мультивибратора 21 сброса подаетс  на пиковые детекторы 11 и 13 и 5 на интеграторы 15 и 17.

Устройство дл  сортировки корнеклубнеплодов работает следующим образом.

Из дозирующего устройства 1 корнеплоды пощтучно поступают на подающий и ори0 ентирующий механизм 2, который ориентирует корнеплоды в вертикальной плоскости 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 ет0 с  корнеплодом и его сигнал уменьщаетс  на величину, пропорциональную текущей толщине корнеплода (фиг. 5а). Перед пролетом корнеплода, т. е. перед началом очередного цикла анализа формы, исходное состо ние пикового детектора 13 и интеграторов 15 и 17 нулевое, а на выходе пикового детектора 11 максимальное напр жение. Очередной корнеплод, попада  в зону обзора, просматриваетс  через щель фотопрцемником 10. Дифференциальный усилитель 12 вычитает из максимального сигнала, запоминаемого пиковым детектором 11, сигнал фотоприемника 10 и вырабатывает сигнал, пропорциональный текущей толщине корнеплода (фиг. 56). Этот сигнал обрабатываетс  интегратором 15, выходной сигнал которого по

5 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 сигQ нал с длительностью, равной времени пролета корнеплода, т. е. пропорциональный длине корнеплода (фиг. 5в). Из этого сигнала с помощью интегратора 17, клторый выполн ет функцию преобразовател  врем  - амплитуда , получают сигнал, амплитуда которого

5 по окончании пролета корнеплода пропорциональна длине корнеплода (фиг. 5г). Выходной сигнал дифференциального усилител  12 поступает также на пиковый детектор 13, где запоминаетс  максимальна  толщина корнеплода. Далее блоками 16 и

0 23 беретс  отношение площади к произведению длины на максимальную толщину. Поскольку это отнощенне информативно только в конце цикла измерени , т. е. только после того, как корнеплод полностью пройдет перед щелью и произойдет полна  развертка всей фигуры корнеплода, то сравнивать это отношение с эталонными значени ми можно только в конце цикла. Дл 

этого компараторы 19 и 20 стробируютс  импульсом мультивибратора 18 стробирующего импульса (фиг. 5д). Мультивибратор 18 запускаетс  задним фроитом выходного пр моугольника 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 двух характеристик (площадь, отношение площади к произведению длины на максимальную толщину) выходит за установленные напр жени ми Uj-изэталонные допуски, на выходе элемента ИЛИ 22 по вл етс  сигнал, который поступает на исполнительный механизм 5 (фиг. 5е). Устройство управлени  исполнительным механизмом включает электромагнит, лопатка перемещаетс  и поврежденный корнеплод измен ет траекторию своего движени , обеспечива  тем самым сортировку. По окончании цикла измерени  .и опознавани  корнеплода пиковые детекторы 11 и 13 и интеграторы 15 и 17 устанавливаютс  в нулевое состо ние импульсом сброса мультивибратора 21 сброса. Дл  этого мультивибратор 21 запускаетс 

задним фронтом строб-импульса с выхода мультивибратора 18 (фиг. 5ж). После сброса и последующей обработки пиковым детектором 11 сигнала паузы с фотоприемника 10 устройство подготовлено к аналиЗУ очередного корнеплода.

Предлагаемые способ и устройство дл  сортировки корнеклубнеплодов, в частности моркови, повышают точность распознавани  некондиционных корнеплодов, избавл ют от необходимости настраивать устройство перед сортировкой на селекционный сорт перерабатываемых корнеплодов и упрощает его конструкцию.

Н

uz.f

(риг. 2

8

ч I

ч

(рцг.З

X

Л

t

Ю

S

Фиг.5

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ, содержащее дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, системой линз, щелевой диафрагмой и фотоприемником, исполнительный механизм с электронным устройством управления, которое содержит пиковые детекторы с сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы с сбросом, блок деления, компаратор нуля, стробируемые компараторы, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ, при этом в электронном устройстве управления 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 другого пикового детектора, компаратором нуля и первым интегратором, выход которого подсоединен к одному входу блока деления, а компаратор нуля связан со входами второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, при этом выход мультивибратора сброса соединен с входами сброса одного и другого пиковых детекторов, первого и второго интеграторов, а выходы блока деления и первого интегратора связаны с входами соответственно первого и второго стробируемых компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ к исполнительному механизму, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности отделения некондиционных корнеклубнеплодов путем ослабления зависимости процесса сортировки от селекционного сорта, ошибок ориентации, изменения уровня освещенности и изменения скорости полета корнеклубнеплодов, электронное устройство управления снабжено блоком умножения, входы которого связаны с выходами второго интегратора и другого пикового детектора, а выход подключен к другому входу блока деления.