TWI541757B - 農產品揀選系統 - Google Patents

Description

農產品揀選系統

本發明是有關於一種揀選系統，特別是指一種農產品揀選系統。

大蒜之底下鱗莖味道辣，有刺激性氣味，稱為「蒜頭」，可作調味料，亦可入藥。蒜葉稱為青蒜或蒜苗，花薹稱為蒜薹，均可作蔬菜食用。在蒜頭採收時大約會有1~3%之壞死的蒜頭一起被採收。

早期，蒜頭採收後的加工通常必須依靠人力進行清潔、脫膜、揀選，及分級等多道工序，在清潔脫模時順便將壞掉的蒜頭挑出丟棄，近期有許多自動清潔、自動脫膜，以及自動分級的機台紛紛被發明出來，但是還是必須以人力將壞掉的蒜頭挑出丟棄。

因為蒜頭是被一層薄膜包覆起來，在採收的時候並無法得知其蒜頭是否良好，必需在脫膜之後以肉眼分辨，良好的蒜頭外表呈現白色，而壞掉的蒜頭外表則呈現黑色，並將壞掉的蒜頭挑出丟棄。

參閱圖1，為中國專利授權公告號CN203061435一種大蒜自動分級處理器，其包括一電動機1、一滾筒2，及複數出料口3。該複數出料口的孔徑大小不一，並利用該滾筒2的滾動機制將蒜頭依照體積的不同來分類。

如何改善目前以人力進行揀選蒜頭的步驟，以配合機械自動化快速生產流程，使蒜頭加工廠能一次進行清潔、脫膜、揀選，及分級自動化加工流程，以加 快蒜頭處理速度，便成為相關技術人員亟需努力的方向。

有鑑於此，本發明之目的是在提供一種農產品揀選系統，包含一輸送單元、一盛裝單元、一取樣單元，及一揀選單元。

該輸送單元包括一具有一進料口及一出料口的輸送帶，可將複數農產品快速地自該進料口移動至該出料口。該盛裝單元包括一與該輸送帶之出料口間隔設置的第一區域，及一設置於該出料口與該第一區域之間的第二區域，該輸送帶藉由快速搬移的慣性力量將該複數農產品拋至該第一區域。該取樣單元包括一設置於該第二區域上方的影像擷取裝置，及一與該影像擷取裝置電連接之控制裝置，該影像擷取裝置可擷取該複數經過該第二區域農產品的影像資訊並傳輸至該控制裝置，該控制裝置可判斷該影像資訊中壞掉農產品的位置。該揀選單元包括一與該控制裝置電連接並設置於該影像擷取裝置與該第一區域之間的揀選裝置，該控制裝置控制該揀選裝置將到達該第二區域上方且壞掉的農產品推入該第二區域。

本發明的又一技術手段，是在於上述之揀選裝置具有一高壓氣體產生器、複數與該高壓氣體產生器連接的氣體噴頭，及複數分別設置於該複數氣體噴頭上並與該控制裝置電連接的電磁閥，該控制裝置可以分別控制該複數電磁閥，使高壓氣體自該氣體噴頭噴出，以高壓氣體將壞掉的農產品推入該第二區域。

本發明的再一技術手段，是在於上述之取樣單元更包括一設置於該影像擷取裝置上的照明裝置，該照明裝置提供該複數農產品的照明光線，以加強該控制裝置對該影像資訊的判斷。

本發明之另一技術手段，是在於上述之輸送 帶之進料口的高度高於該出料口。

本發明的又一技術手段，是在於上述之第一區域包括一防撞軟板，以阻擋該複數良好的農產品並順利掉落該第一區域。

本發明的再一技術手段，是在於上述之第二區域亦包括一防撞軟板，以阻擋該複數壞掉的農產品並順利掉落該第二區域。

本發明的另一技術手段，是在於上述之輸送單元更包括一設置於該輸送帶之進料口處的震動平台，以使該複數農產品可以分散地掉落於該輸送帶之進料口處。

本發明的又一技術手段，是在於上述之輸送單元更包括複數設置於該輸送帶上方並由複數隔板所區分的軌道，用以將該複數農產品的運送軌跡分別對準並經過該複數氣體噴頭的噴氣位置。

本發明的再一技術手段，是在於上述之控制裝置具有一設定介面，可以設定該複數農產品的判定參數，以判定該複數農產品的良好與否。

本發明之有益功效在於該震動平台可震動複數聚集在一起的農產品，使該複數農產品分散並逐一放置於該輸送帶之進料口，該輸送帶以飛快的速度將該複數農產品由該進料口輸送到該出料口，並利用快速移動的慣性作用力該複數農產品拋至該第一區域，而設置於該第二區域上方的取樣單元可以取得經過該第二區域上空農產品的影像資訊，並判斷位於該影像資訊中每一農產品的良好與否，並取得壞掉農產品的位置，該取樣單元控制該揀選單元將相對於壞掉農產品位置之氣體噴頭的電磁閥打開，以高壓氣體將壞掉的農產品推入該第二區域，以確保進入該第一區域的農產品為良好的農產品。

A‧‧‧蒜頭

3‧‧‧輸送單元

31‧‧‧輸送帶

311‧‧‧進料口

312‧‧‧出料口

32‧‧‧震動平台

33‧‧‧隔板

34‧‧‧軌道

4‧‧‧盛裝單元

41‧‧‧第一區域

411‧‧‧防撞軟板

42‧‧‧第二區域

421‧‧‧防撞軟板

5‧‧‧取樣單元

51‧‧‧影像擷取裝置

52‧‧‧控制裝置

521‧‧‧設定介面

53‧‧‧照明裝置

6‧‧‧揀選單元

61‧‧‧揀選裝置

611‧‧‧高壓氣體產生器

612‧‧‧氣體噴頭

613‧‧‧電磁閥

圖1是一裝置示意圖，說明習知中國專利授權公告號CN203061435一種大蒜自動分級處理器；圖2是一側視示意圖，說明本發明農產品揀選系統之一第一較佳實施例；及圖3是一上視示意圖，說明本發明農產品揀選系統之一第二較佳實施例。

有關於本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來作表示。且本發明之系統所揀選之農產品是以蒜頭為例來做說明。

參閱圖2，為本發明農產品揀選系統之第一較佳實施例，並包含一輸送單元3、一盛裝單元4、一取樣單元5，及一揀選單元6。

該輸送單元3包括一具有一進料口311及一出料口312的輸送帶31，及一設置於該輸送帶31之進料口311處的震動平台32。

該輸送帶31可將複數蒜頭A快速地自該進料口311移動至該出料口312。該震動平台32可持續震動，以使放置於該震動平台32之複數蒜頭A可以分散地掉落於該輸送帶31之進料口311處，該輸送帶31之進料口311的高度高於該出料口312，使該輸送帶31具有一個向下的斜度。

該第一較佳實施例之輸送帶31是一個以軟質塑膠材料所製作之快速轉動的輸送帶，當該複數已剝皮的蒜頭A由該震動平台32掉落於該輸送帶31上時，其傾 斜的角度有助於減少該複數蒜頭A與該輸送帶31的表面接觸摩擦，減少該複數蒜頭A的損傷。較佳地，傾斜的角度可以使用5~15度，及可有效防止該複數蒜頭A撞傷，並將該複數蒜頭A順利運送並拋出。

該盛裝單元4包括一與該輸送帶31之出料口312間隔設置的第一區域41，及一設置於該出料口312與該第一區域41之間的第二區域42，該輸送帶31藉由快速搬移的慣性力量將該複數蒜頭A拋至該第一區域41，該第一區域41包括一防撞軟板411，以阻擋該複數良好的蒜頭A並順利掉落於該第一區域41，該第二區域42亦包括一防撞軟板421，以阻擋該複數壞掉的蒜頭A並順利掉落該第二區域42。

較佳地，該第一區域41可以設置為另一個具有一個傾斜角度的輸送裝置，可以有效減少該複數蒜頭A的損傷，而該第一區域41之防撞軟板411則是由軟性塑膠材質所製成，用以將拋飛過高的蒜頭A擋下並掉落於該第一區域41，並將該複數蒜頭A運送至洗滌區進行清潔，實際實施時，也可採用其他收集蒜頭的方式，不應以此為限。

該取樣單元5包括一設置於該第二區域42上方的影像擷取裝置51、一與該影像擷取裝置51電連接之控制裝置52，及一設置於該影像擷取裝置51上的照明裝置53，該影像擷取裝置51可擷取該複數經過該第二區域42之蒜頭A的影像資訊並傳輸至該控制裝置52，該控制裝置52可判斷該影像資訊中壞掉蒜頭A的位置。

該控制裝置52具有一設定介面521，可以設定該複數蒜頭A的判定參數，以判定每一蒜頭A的良好與否。一般來說，良好的蒜頭A剝完外層表皮之後，蒜頭A表面呈現乳白色，而壞掉或是有蟲蛀的蒜頭A表面則呈現暗黑色，操作員可以設定蒜頭A之表面顏色具有5%以上 的暗黑色時，該蒜頭A就判定為壞掉的蒜頭，實際實施時，可以依照實際的影像資訊來做設定，不應以此為限。

此外，設置於該影像擷取裝置51上的照明裝置53可以提供該複數蒜頭A的照明光線，用以加強該控制裝置52對該影像資訊的判斷。經發明人測試，該照明裝置53使用藍光來照明經過該第二區域42上方空間時，所擷取的影像資訊可令該控制裝置52正確的判斷檢測結果，實際實施時，也可以使用其它的發光光線進行照明。

該第一較佳實施例之影像擷取裝置51是使用高速照相機，可於短時間取得多張照片，當該複數蒜頭A被該輸送帶31拋出時，每一顆蒜頭A都會在空中翻轉並移動位置，該影像擷取裝置51藉由翻轉的蒜頭A可以取得該蒜頭A每一個角度的照片，該控制裝置52可以針對該複數蒜頭A每一個角度的影像資訊來判斷該蒜頭A是否良好。

該揀選單元6包括一與該控制裝置52電連接並設置於該影像擷取裝置51與該第一區域41之間的揀選裝置61，該控制裝置52控制該揀選裝置61將到達該第二區域42上方且將壞掉的蒜頭A推入該第二區域42中。

較佳地，該揀選裝置61具有一高壓氣體產生器611、複數與該高壓氣體產生器611連接的氣體噴頭612，及複數分別設置於該複數氣體噴頭612上並與該控制裝置52電連接的電磁閥613，該控制裝置52可以分別控制該複數電磁閥613，使高壓氣體自該氣體噴頭612噴出，以高壓氣體將壞掉的蒜頭A推入該第二區域42。

較佳地，該複數氣體噴頭612以排列成一排的方式設置於該第二區域42的上方，並距離經過第二區域42的上方之複數蒜頭A約0.5~1.5公分，且該高壓氣體產生器611所產生的高壓氣體設定於8psi左右，當該控制裝置52得到該影像資訊並判斷出壞掉的蒜頭A位置時， 該控制裝置52可以控制相對於該壞掉蒜頭A之氣體噴頭612的電磁閥613，並於該壞掉的蒜頭A到達該氣體噴頭612的下方時開啟，該壞掉的蒜頭A就會被該氣體噴頭612所噴出的高壓氣體推入該第二區域42。

該第二區域42則可放置普通的收集箱，用來收集壞掉的蒜頭A，由於該輸送帶31將該複數蒜頭A拋出的力量較大，加上又經過高壓氣體的推送，使掉入該第二區域42的蒜頭A力量較大，為了防止壞掉的蒜頭A彈跳出該第二區域42，該第二區域42所設置之防撞軟板421則可擋住壞掉的蒜頭A，避免該複數蒜頭A發生彈跳，使壞掉的蒜頭A能順利進入該第二區域42。

參閱圖3，為本發明農產品揀選系統之第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施大致相同，相同處在此不再贅述，不同之處在於該輸送單元3更包括複數設置於該輸送帶31上方並由複數隔板33所區分的軌道34。

該複數軌道34的寬度是以蒜頭A的大小來設定，約比該複數蒜頭A寬度略大，較佳地，可以使用4~6公分來做使用，以將該複數蒜頭A的運送軌跡對準並經過該複數氣體噴頭612的噴氣位置，當該複數蒜頭A拋至該第二區域42上方空間時，每一顆蒜頭A都可以準確得經過該氣體噴頭612的噴氣口下方，當該控制裝置52判定通過該氣體噴頭612下方的蒜頭A為壞掉的蒜頭時，該控制裝置52控制連接該氣體噴頭612的電磁閥613，讓該氣體噴頭612噴出高壓氣體並將壞掉的蒜頭A推入該第二區域42，而使達第一區域41的蒜頭A為良好的蒜頭A。

值得一提的是，本發明之實施例是以農產品中的蒜頭為例來進行說明，但實際實施時，也可以使用在其它農產品上，不應以此為限。舉例來說，良好的花生、毛豆等剝殼後表面呈淺黃或淡白色，而發霉或蟲蛀的花生 之表面都會有產生其它顏色，就可以套用於本系統中，並於該設定介面521中輸入農產品的相關數據及判斷良劣的資訊，則可直接進行自動化揀選工作。

由上述說明可知，本發明農產品揀選系統確實具有以下優點：

一、節省人力成本

本發明為自動化農產品揀選系統，是使用馬達帶動之輸送帶31，再利用該影像擷取裝置51取得影像資訊並傳輸至該控制裝置52判斷，並控制該揀選單元6將壞掉的蒜頭A挑出，以使該第一區域41取得的蒜頭A為良好的蒜頭，機械自動化可以減少工廠人力成本的支出。

二、增加挑揀準確度

本發明使用照明裝置53提供該複數蒜頭A的照明光線，以加強該控制裝置52對該影像資訊的判斷，該影像擷取裝置51可快速取得多張影像資訊並藉由翻轉的蒜頭A可以取得該蒜頭A每一個角度的照片來判斷該複數蒜頭A是否良好，可增加挑揀之準確度。

三、減少汙染的機會

本發明農產品揀選系統能以機械自動化來快速挑出壞掉的蒜頭A，避免汙染到好的蒜頭A，此外，也可以減少因人體的接觸而產生汙染，加上揀選完成的蒜頭A可以進行洗滌作業，確保包裝的蒜頭A零汙染。

四、避免蒜頭損傷

本發明利用傾斜的輸送帶31減少該複數蒜頭A的接觸摩擦力，並利用該第一區域 41之的防撞軟板411來減緩撞擊力量並該複數蒜頭A導向該第一區域41，並可於該第一區域41設置具有傾斜的輸送裝置來確實減緩該複數蒜頭A的撞擊力量，以避免該複數蒜頭A撞擊損傷。

綜上所述，本發明農產品揀選系統利用可快速取得該複數農產品影像資訊的影像擷取裝置51，並使用具有影像辨識功能的控制裝置52來判斷該複數農產品的良好與否，並控制該揀選裝置61使用高壓氣體來將壞掉的農產品吹離原本拋送的軌道34進入該第二區域42，以使該第一區域41所取得的農產品為良好的食品，故確實能夠達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之二個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

A‧‧‧蒜頭

3‧‧‧輸送單元

31‧‧‧輸送帶

311‧‧‧進料口

312‧‧‧出料口

32‧‧‧震動平台

4‧‧‧第一區域

41‧‧‧防撞軟板

5‧‧‧第二區域

51‧‧‧防撞軟板

6‧‧‧取樣單元

61‧‧‧影像擷取裝置

62‧‧‧控制裝置

621‧‧‧設定介面

63‧‧‧照明裝置

7‧‧‧揀選單元

71‧‧‧揀選裝置

711‧‧‧高壓氣體產生器

712‧‧‧氣體噴頭

713‧‧‧電磁閥

Claims (9)

1. 一種農產品揀選系統，包含：一輸送單元，包括一具有一進料口及一出料口的輸送帶，可將複數農產品快速地自該進料口移動至該出料口；一盛裝單元，包括一與該輸送帶之出料口間隔設置的第一區域，及一設置於該出料口與該第一區域之間的第二區域，該輸送帶藉由快速搬移的慣性力量將該複數農產品拋至該第一區域；一取樣單元，包括一設置於該第二區域上方的影像擷取裝置，及一與該影像擷取裝置電連接之控制裝置，該影像擷取裝置可擷取該複數經過該第二區域農產品的影像資訊並傳輸至該控制裝置，該控制裝置可判斷該影像資訊中壞掉農產品的位置；及一揀選單元，包括一與該控制裝置電連接並設置於該影像擷取裝置與該第一區域之間的揀選裝置，該控制裝置控制該揀選裝置將到達該第二區域上方且壞掉的農產品推入該第二區域。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之農產品揀選系統，其中，該揀選裝置具有一高壓氣體產生器、複數與該高壓氣體產生器連接的氣體噴頭，及複數分別設置於該複數氣體噴頭上並與該控制裝置電連接的電磁閥，該控制裝置可以分別控制該複數電磁閥，使高壓氣體自該氣體噴頭噴出，以高壓氣體將壞掉的農產品推入該第二區域。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之農產品揀選系統，其中，該取樣單元更包括一設置於該影像擷取裝置上的照明裝置，該照明裝置提供該複數農產品的照明光線，以加強該控制裝置對該影像資訊的判斷。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之農產品揀選系統，其中，該輸送帶之進料口的高度高於該出料口。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之農產品揀選系統，其中，該第一區域包括一防撞軟板，以阻擋該複數良好的農產品並順利掉落該第一區域。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之農產品揀選系統，其中，該第二區域亦包括一防撞軟板，以阻擋該複數壞掉的農產品並順利掉落該第二區域。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之農產品揀選系統，其中，該輸送單元更包括一設置於該輸送帶之進料口處的震動平台，以使該複數農產品可以分散地掉落於該輸送帶之進料口處。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之農產品揀選系統，其中，該輸送單元更包括複數設置於該輸送帶上方並由複數隔板所區分的軌道，用以將該複數農產品的運送軌跡分別對準並經過該複數氣體噴頭的噴氣位置。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之農產品揀選系統，其中，該控制裝置具有一設定介面，可以設定該複數農產品的判定參數，以判定該複數農產品的良好與否。