TWM505656U - 農作物影像選別機 - Google Patents

Description

農作物影像選別機

本新型是有關於一種分類設備，特別是指一種農作物影像選別機。

農作物採收後，為了能獲得較高的利潤，通常會進行農作物品質的分級選別，並根據不同的農作物品質訂定合理售價。傳統的農作物的分級選別作業都採人工方式，容易因為每個人的選別能力差異，造成品質分級結果差異過大，且相當耗費人力與時間，此種情況在一些體積較小的農作物的分級選別更為明顯，例如蒜頭、花生、咖啡豆或花粉等。

有鑑於此，目前市面上有開發出所謂的自動選別機，主要是將待選別之農作物容裝在一個給料座，再由該給料座將農作物逐個或逐量輸出在一個輸送履帶上，由該輸送履帶將農作物輸送通過一個選別位置，並在農作物通過選別位置前，先透過影像分析方式對農作物進行品質分析，然後再於農作物移送至該選別位置時，透過一個剔除機構，將不合格的農作物剔除。但因為該輸送履帶表面大致呈平面狀，所以自給料座落入該輸送履帶的農作物經 常會成堆聚在一起，或者是不規則排列分佈，以致於經過影像選別後，後端剔除機構很難只剔除掉不合格農作物，通常會連同周遭大量合格農作物一併剔除，使用上不甚理想，而仍有改進的空間。

因此，本新型之目的，即在提供一種可提高農作物選別效率與準確率的農作物選別機。

於是，本新型農作物影像選別機，適用於選別農作物，包含一個震動給料機構、一個輸送機構、一個噴氣機構，及一個影像識別裝置。該震動給料機構可將承裝之農作物抖散而分別自其一個給料口抖出。該輸送機構包括一個可將該給料口抖出之農作物往前輸送通過一個選別位置之圓環狀輸送環模組，及一個用以驅轉該輸送環模組之驅動模組，該輸送環模組具有多個繞其軸心平行排列之柱體，該輸送環模組外周面具有多個徑向貫穿且分別介於兩相鄰柱體間，並可承接容裝自該給料口落下之農作物的承載空間。該噴氣機構包括一個位於該輸送環模組內周側之噴氣座，及一個安裝於該噴氣座之氣閥模組，該噴氣座具有多個沿位於該選別位置之每一個承載空間長向間隔分佈，且分別可將氣體噴向該承載空間以將農作物噴離之噴氣孔，該氣閥模組可被控制而將氣體分別灌注於該等噴氣孔。該影像識別裝置包括一個位於該輸送環模組之輸送路徑上並可擷取輸送通過之農作物影像的影像擷取模組、一個可分析該影像擷取模組擷取之農作物影像而對應輸出一個 選別訊號的影像分析模組，及一個可根據該選別訊號對應控制該氣閥模組的控制模組。

於是，本新型農作物影像選別機，適用於選別農作物，包含一個震動給料機構、一個輸送機構、一個噴氣機構，及一個影像識別裝置。該震動給料機構可將承裝之農作物抖散而自其一個給料口抖出。該輸送機構包括一個可將該給料口抖出之農作物往前輸送通過一個選別位置之輸送環模組，及一個用以驅轉該輸送環模組之驅動模組，該輸送環模組具有多個沿其周緣平行排列之滾輪，該輸送環模組外周面具有多個徑向貫穿且分別介於兩相鄰滾輪間，並可承接容裝自該給料口落下之農作物的承載空間。該噴氣機構包括一個位於該輸送環模組徑向內側之噴氣座，及一個安裝於該噴氣座之氣閥模組，該噴氣座具有多個沿位於該選別位置之一個承載空間長向間隔分佈，且分別可將氣體噴向該承載空間以將農作物噴離之噴氣孔，該氣閥模組可被控制而於該等噴氣孔分別灌注氣體。該影像識別裝置包括一個位於該輸送環模組之輸送路徑上並可擷取輸送通過之農作物影像的影像擷取模組、一個可分析該影像擷取模組擷取之農作物影像而對應輸出一個選別訊號的影像分析模組，及一個可根據該選別訊號對應控制該氣閥模組的控制模組。

本新型之功效：透過該震動給料機構可震動給料的設計，以及該輸送機構與該噴氣機構的結構設計，除了可對承載之農作物進行整料處理以方便進行影像識別外 ，還可在識別出不合格農作物後，準確地將不合格農作物剔除，而可更有效率地自動化快速分類農作物。

3‧‧‧機殼

31‧‧‧殼體

32‧‧‧料槽

320‧‧‧出料口

33‧‧‧分類槽

331‧‧‧第一分類空間

332‧‧‧第二分類空間

4‧‧‧震動給料機構

41‧‧‧震動器

42‧‧‧給料座

420‧‧‧給料口

5‧‧‧輸送機構

51‧‧‧驅動模組

511‧‧‧架板

512‧‧‧齒輪

513‧‧‧齒輪軸

514‧‧‧觸動件

515‧‧‧驅動器

516‧‧‧驅轉軸

52‧‧‧輸送環模組

521‧‧‧鏈條

522‧‧‧滾輪

523‧‧‧承載空間

524‧‧‧輸送路徑

525‧‧‧整料區間

526‧‧‧移送區間

527‧‧‧回繞區間

528‧‧‧盤體

529‧‧‧柱體

6‧‧‧噴氣機構

61‧‧‧噴氣座

610‧‧‧噴氣孔

611‧‧‧開口

62‧‧‧氣閥模組

7‧‧‧影像識別裝置

71‧‧‧影像擷取模組

72‧‧‧影像分析模組

73‧‧‧控制模組

74‧‧‧處理設備

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本新型農作物影像選別機之一個第一實施例的側剖視圖；圖2是該第一實施例之前剖視圖；圖3是該第一實施例之局部立體圖；圖4是圖1之局部放大圖；圖5是該第一實施例之一個噴氣座的立體圖；圖6是該第一實施例的功能方塊圖；圖7本新型農作物影像選別機之一個第二實施例的側剖視圖；及圖8是該第二實施例的一個輸送環模組的立體圖。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

如圖1、3所示，本新型農作物影像選別機的第一實施例，可用以將品質不合格的農作物(圖未示)剔除，所述農作物為顆粒狀農作物，例如蒜仁、咖啡豆、花生、黃豆或是芝麻等，但不以上述種類為限。

該農作物影像選別機包含一個機殼3，及分別安 裝於該機殼3的一個震動給料機構4、一個輸送機構5、一個噴氣機構6與一個影像識別裝置7。

該機殼3包括一個殼體31、一個設置於該殼體31後上方並可容裝待選別之農作物的料槽32，及一個設置於該殼體31前方下半部的分類槽33。該料槽32具有一個用以往下排出農作物的出料口320。該分類槽33具有前後間隔且上下貫穿的一個第一分類空間331與一個第二分類空間332。

該震動給料機構4包括一個安裝於該殼體31的震動器41，及一個安裝連結於該震動器41且位於該出料口320下方的給料座42。該震動器41可被啟動而帶動該給料座42相對該料槽32抖動，該給料座42前端開設有一個位於該輸送機構5上方的給料口420，可被該震動器41驅動震動，而往該給料口420方向抖移農作物，可將農作物抖散而均勻分佈地自該給料口420抖出，並掉落至該輸送機構5。此外，該震動給料機構4還在該輸送機構5定義出一個位於該給料口420處的給料位置。

如圖1、2、3所示，該輸送機構5包括一個安裝於該殼體31之驅動模組51，及一個安裝連結於該驅動模組51且介於該給料座42與該分類槽33間之輸送環模組52。該驅動模組51具有兩個左右間隔之直立架板511、四個左右對稱且前後間隔等高地分別安裝樞設於該等架板511的齒輪512，及一支左右延伸樞設於該等架板511間的齒輪軸513、一個安裝於其中一個架板511且介於該等架板511 相向側間的觸動件514，及一個傳動連結於該齒輪軸513之驅動器515。該齒輪軸513是位於前後兩對齒輪512相向側下方，該驅動器515是與該齒輪軸513傳動連結。該觸動件514為一塊前後水平延伸之板片，且是自該給料位置往前延伸一特定長度，而可供該輸送環模組52靠抵於其頂面。

如圖1、3、4所示，該輸送環模組52是環套安裝於該等齒輪512與該齒輪軸513間，可承接自該給料口420落下的農作物，並可被該驅動模組51傳動樞轉，而將承接之農作物自該給料位置往前輸送通過一個靠近該分類槽33後上方的選別位置，而掉落入該分類槽33之第一分類空間331。

該輸送環模組52包括兩個左右間隔且環套嚙合於該等齒輪512與該齒輪軸513間的鏈條521，及多個左右延伸且沿該等鏈條521周緣間隔平行排列地樞設於該等鏈條521間的圓柱狀滾輪522，該等鏈條521可被該齒輪軸513同步驅轉，而帶動該等滾輪522同步位移。該輸送環模組52還具有多個徑向貫穿設置於其外周面且分別介於兩相鄰滾輪522間的承載空間523。該等承載空間523是分別沿各別之滾輪522長向左右延伸，且因為是介於兩圓柱狀滾輪522間，所以其前後向口徑是呈徑向往內逐漸窄縮狀，且其最小口徑會大於農作物粒徑，而可用以承接容裝自該給料口420落下之農作物，並將農作物限位於其中。

輸送環模組52被驅動樞轉時，該等滾輪522可 被該等鏈條521帶動沿一個輸送路徑524位移，該輸送路徑524具有一個自該給料位置往前延伸一段距離的整料區間525、一個自該整料區間525往前接續延伸至該選別位置的移送區間526，及一個自該選別位置往下彎折並往後延伸回繞至該給料位置的回繞區間527之間環繞位移。

當該等滾輪522於該整料區間525移動時，該等滾輪522底緣會觸抵於該觸動件514頂面，而被該觸動件514驅動樞轉，進而帶動各別之承載空間523中的農作物轉動/滾動以進行整料，可有效驅使該承載空間523內的農作物轉動至特定擺放角度或方向，且可有效驅使同一承載空間523內的多個農作物沿該承載空間523長向排列，例如可驅使農作物轉動至與該承載空間523大致同軸向並逐個排列。

當該等滾輪522位移離開該整料區間525後，就會脫離該觸動件514之觸抵而不再轉動，因此在通過該移送區間526期間，該等滾輪522僅會被該等鏈條521帶動往前平移移送農作物。

當該等滾輪522移動通過該選別位置後，該等承載空間523便會逐漸往前並往下傾斜，最後變成承載空間523開口朝下狀，直至再次位移至該整料區間525而再次變成承載空間523開口朝上狀，使得承裝之農作物在通過該選別位置後就會往下掉落該第一分類空間331。

如圖1、2、5所示，該噴氣機構6包括一個左右延伸地安裝於該輸送環模組52之徑向內側的噴氣座61 ，及一個安裝連結於該噴氣座61的氣閥模組62。該噴氣座61是位於該選別位置徑向內側，且穿設有多個噴氣孔610，該等噴氣孔610的開口611是呈左右延伸之長條狀，分別斜前往上45°面向位於該選別位置之承載空間523。該氣閥模組62是連通安裝於該等噴氣孔610，並訊號連接於該影像識別裝置7，且會連通組接於一個具有壓力的空氣源(圖未示)，可被該影像識別裝置7控制以開啟或關閉該等噴氣孔610，可將壓力氣體分別灌注於被開啟之每一個噴氣孔610中，而自該等噴氣孔610之開口611往上噴向該承載空間523，可將位於該等開口611之噴氣方向的農作物往前噴離，而落入該第二分類空間332，藉以達到選別之目的。

如圖1、4、6所示，該影像識別裝置7包括一個安裝於該輸送環模組52上方的影像擷取模組71、一個訊號連接於該影像擷取模組71之影像分析模組72，及一個訊號連接於該影像分析模組72的控制模組73。在本實施例中，該影像分析模組72與該控制模組73是彙整成一個處理設備74。該影像擷取模組71是位於該移送區間526上方，且相對位於該選別位置後方，會往下擷取移送通過之每一個承載空間523的農作物影像，而對應輸出一個待分析影像資料。

該影像分析模組72可接收分析該待分析影像資料，藉以識別該待分析影像資料中的哪些農作物品質不合格，以及品質不合格的該等農作物是對應位於哪些噴氣孔610的開口611上方，並對應輸出一個選別訊號。在本實施 例中，該影像分析模組72是自該待分析影像資料中分析擷取出該等農作物之影像，並進一步分析該等農作物影像的色彩及/或形狀，並與其內建之標準影像資料進行分析比對，例如與代表品質不合格之標準影像資料進行比對，或者是與代表品質合格之標準影像資料進行比對，藉以找出不合格者，並確認不合格者之位置。但實施時，透過影像分析以判斷農作物品質的方式不以此為限。

該控制模組73是訊號連接於該震動器41與該驅動器515，可控制該震動器41與該驅動器515之運作，例如用以調整該震動器41之震動力道與頻率等，以及用以調整該驅動器515之驅轉速度等。此外，該控制模組73還訊號連接於該氣閥模組62，可被該選別訊號觸動，而對應控制該氣閥模組62將氣體灌注入特定噴氣孔610中，藉以經由該等噴氣孔610的開口611將高壓氣體噴向上方承載空間523的特定位置，分別將位於其噴氣方向的農作物往前噴離該承載空間523，也就是將品質不合格者往前噴離飛落至該第二分類空間332中。

如圖1、4、5所示，本新型農作物影像選別機用以選別農作物時，當農作物已倒入該料槽32後，便可啟動電源，使該震動器41驅使給料座42震動，將該料槽32落下的農作物均勻抖散，並往前抖落至位於該給料位置的一個承載空間523中。在該承載空間523通過該給料位置而移入該整料區間525的期間，該等滾輪522會被該觸動件514觸動樞轉，進而帶動該承載空間523內的農作物滾 轉，藉以將農作物分散並整料至一個適合的擺放角度。當該承載空間523進入該移送區間526後，該等滾輪522停止轉動，該承載空間523內的農作物會被平穩地往前移送該選別位置。

於通過該影像擷取模組71之取像位置時，該影像識別裝置7會擷取識別農作物影像，並分析判斷出該承載空間523的哪些位置的農作物品質不合給，一旦該承載空間523位移至該選別位置時，該影像識別裝置7便會控制該氣閥模組62將高壓氣體注入對應的噴氣孔610，藉此將該等不合格的農作物往前噴離該承載空間523，而往前飛落該第二分類空間332，留在該承載空間523內的其餘農作物則會在該承載空間523通過該選別位置而往下翻傾的過程中，直接往下掉落該第一分類空間331以進行收集。透過上述設計，便可自動化快速進行農作物的選別與分類集中。

在本實施例中，該噴氣座61之該等噴氣孔610的開口611是設計成左右延伸細長狀，但實施時，也可設計成圓孔狀或其它形狀。

在本實施例中，該影像擷取模組71是設置於該移送區間526上方，但是實施時，如果農作物係屬於適合轉動/滾動特性者，為方便該影像擷取模組71擷取農作物整個外周面影像，以利提升影像識別精準度，可將該觸動件514之長度往前延伸至該影像擷取模組71之取像區域內，也就是相對往前延長該整料區間525長度，使該影像擷取 模組71位於該整料區間525上方，可在農作物被該等滾輪522驅動滾轉通過的過程中同步擷取影像。此外，實施時，該觸動件514亦可設計成可供調整是否觸動該等滾輪522的調整式結構，方便根據農作物特性適時調整，以擴大適用廣度。

如圖5、7、8所示，本新型農作物影像選別機之第二實施例與第一實施例差異處在於：該輸送機構5之結構設計。為方便說明，以下僅就本實施例與第一實施例差異處進行描述。

在本實施例中，該輸送機構5包括一個圓環狀輸送環模組52，及一個用以驅轉該輸送環模組52的驅動模組51。該輸送環模組52是介於該給料座42與該分類槽33之間，具有兩個左右同軸之圓形盤體528，及多個左右跨接固定於該等盤體528間並繞該等盤體528軸心間隔分佈的柱體529，該輸送環模組52還具有多個徑向貫穿設置於其外周面且分別介於兩相鄰柱體529間的承載空間523，該等承載空間523分別可承接自該給料座42落下的農作物，並將農作物自該給料位置往前輸送通過該選別位置而掉落至該第一分類空間331。該驅動模組51是經由一支驅轉軸516同軸固定於其中一個盤體528，可經由該驅轉軸516驅使該盤體528帶動該等柱體529樞轉位移以移送農作物。

該噴氣座61是設置於該輸送環模組52之徑向內側，該等噴氣孔610同樣可朝該選別位置噴氣，該影像擷取模組71是設置於該輸送環模組52上方，且相對介於 該給料位置與該選別位置間，可擷取移送通過之每一個承載空間523的農作物影像。

藉此設計，同樣可透過驅轉該輸送環模組52來輸送待分類之農作物，並藉由該影像識別裝置7自動化且快速地識別該等承載空間523所承載之農作物的品質是否合格，並透過驅動該噴氣機構6朝位於該選別位置的該承載空間523噴氣的方式，將不合格的農作物噴飛落入該第二分類空間332，而達到自動化快速進行農作物選別的目的。

綜上所述，透過該震動給料機構4可震動給料的設計，可將該料槽32落下的農作物震動抖散，而左右均勻分佈地掉落至各個承載空間523，可有效避免農作物成團聚集於該等承載空間523，而造成後端影像分析結果不準確，且無法準確地剔除不合格農作物的情況。再進一步配合該輸送機構5與該噴氣機構6的結構設計，除了可對各個承載空間523承載之農作物進行整料處理以方便進行影像識別外，還可在該影像識別裝置7識別出不合格農作物後，準確地將不合格農作物噴飛落入該第二分類空間332，而可更有效率地自動化快速分類農作物，相當方便實用。因此，確實可達到本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧機殼

31‧‧‧殼體

32‧‧‧料槽

320‧‧‧出料口

33‧‧‧分類槽

331‧‧‧第一分類空間

332‧‧‧第二分類空間

4‧‧‧震動給料機構

41‧‧‧震動器

42‧‧‧給料座

420‧‧‧給料口

5‧‧‧輸送機構

51‧‧‧驅動模組

511‧‧‧架板

512‧‧‧齒輪

513‧‧‧齒輪軸

514‧‧‧觸動件

515‧‧‧驅動器

52‧‧‧輸送環模組

522‧‧‧滾輪

524‧‧‧輸送路徑

525‧‧‧整料區間

526‧‧‧移送區間

527‧‧‧回繞區間

6‧‧‧噴氣機構

61‧‧‧噴氣座

62‧‧‧氣閥模組

7‧‧‧影像識別裝置

71‧‧‧影像擷取模組

74‧‧‧處理設備

Claims (14)

1. 一種農作物影像選別機，適用於選別農作物，包含：一個震動給料機構，可將承裝之農作物抖散而自其一個給料口抖出；一個輸送機構，包括一個可將該給料口抖出之農作物往前輸送通過一個選別位置之環狀輸送環模組，及一個用以驅轉該輸送環模組之驅動模組，該輸送環模組具有多個沿其周緣平行排列之滾輪，該輸送環模組外周面具有多個徑向貫穿且分別介於兩相鄰滾輪間，並可承接容裝自該給料口落下之農作物的承載空間；一個噴氣機構，包括一個位於該輸送環模組徑向內側且之噴氣座，及一個安裝於該噴氣座之氣閥模組，該噴氣座具有多個沿位於該選別位置之一個承載空間長向間隔分佈，且分別可將氣體噴向該承載空間以將農作物噴離之噴氣孔，該氣閥模組可被控制而於該等噴氣孔分別灌注氣體；及一個影像識別裝置，包括一個位於該輸送環模組之輸送路徑上並可擷取輸送通過之農作物影像的影像擷取模組、一個可分析該影像擷取模組擷取之農作物影像而對應輸出一個選別訊號的影像分析模組，及一個可根據該選別訊號對應控制該氣閥模組的控制模組。
2. 如請求項1所述的農作物影像選別機，其中，該驅動模組包括兩個左右間隔之架板、多個分別樞設於該等架板之齒輪、一個左右延伸樞設於該等架板間之齒輪軸，及 一個傳動連結於該齒輪軸的驅動器，該輸送環模組還包括兩條左右間隔地環套嚙合於該等齒輪與該齒輪軸之鏈條，該等滾輪是左右延伸跨接樞設於該等鏈條間。
3. 如請求項2所述的農作物影像選別機，其中，該輸送環模組之該等滾輪可在一個自該給料口往前延伸一段距離的整料區間、一個自該整料區間往前延伸至該選別位置的移送區間，及一個自該選別位置往下彎折並往後延伸回繞至該整料區間的回繞區間間環繞位移，該驅動模組還包括一個設置於該輸送環模組徑向內側，並可使位移通過該整料區間之每一個滾輪觸抵而轉動的觸動件。
4. 如請求項3所述的農作物影像選別機，其中，該影像擷取模組是設置於該整料區間上方。
5. 如請求項3所述的農作物影像選別機，其中，該影像擷取模組是設置於該移送區間上方。
6. 如請求項3所述的農作物影像選別機，其中，該觸動件是可調整脫離滾輪地設置於該輸送環模組內周側。
7. 如請求項1所述的農作物影像選別機，其中，該等噴氣孔分別具有一個沿該承載空間長向延伸成條狀的開口。
8. 如請求項1或7所述的農作物影像選別機，其中，該等噴氣孔之該開口是往上朝45°角方向噴向位於該選別位置的該承載空間。
9. 如請求項1所述的農作物影像選別機，其中，該震動給料機構包括一個震動器，及一個可被驅動抖動地安裝連結於該震動器並用以承裝農作物的給料座，且該給料座 設置有該出料口。
10. 一種農作物影像選別機，適用於選別農作物，包含：一個震動給料機構，可將承裝之農作物抖散而分別自其一個給料口抖出；一個輸送機構，包括一個可將該給料口抖出之農作物往前輸送通過一個選別位置之圓環狀的輸送環模組，及一個用以驅轉該輸送環模組之驅動模組，該輸送環模組具有多個繞其軸心平行排列之柱體，該輸送環模組外周面具有多個徑向貫穿且分別介於兩相鄰柱體間，並可承接容裝自該給料口落下之農作物的承載空間；一個噴氣機構，包括一個位於該輸送環模組內周側之噴氣座，及一個安裝於該噴氣座之氣閥模組，該噴氣座具有多個沿位於該選別位置之每一個承載空間長向間隔分佈，且分別可將氣體噴向該承載空間以將農作物噴離之噴氣孔，該氣閥模組可被控制而將氣體分別灌注於該等噴氣孔；及一個影像識別裝置，包括一個位於該輸送環模組之輸送路徑上並可擷取輸送通過之農作物影像的影像擷取模組、一個可分析該影像擷取模組擷取之農作物影像而對應輸出一個選別訊號的影像分析模組，及一個可根據該選別訊號對應控制該氣閥模組的控制模組。
11. 如請求項10所述的農作物影像選別機，其中，該輸送環模組還具有兩個左右間隔平行之盤體，該等柱體是左右延伸跨接固定於該等直立盤體間，該驅動模組是傳動 連結於其中一個直立盤體。
12. 如請求項10所述的農作物影像選別機，其中，該等噴氣孔分別具有一個沿該承載空間長向延伸成條狀的開口。
13. 如請求項10或12所述的農作物影像選別機，其中，該等噴氣孔之該開口是往上朝45°角方向噴向位於該選別位置的該承載空間。
14. 如請求項10所述的農作物影像選別機，其中，該震動給料機構包括一個震動器，及一個可被驅動抖動地安裝連結於該震動器並用以承裝農作物的給料座，且該給料座設置有該出料口。