WO2021020219A1 - 籾判別機 - Google Patents

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秀昭 松島
裕樹 石突
和也 内山
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株式会社サタケ
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Definitions

  • the present invention relates to a paddy discriminator capable of discriminating paddy or brown rice from a mixed grain composed of paddy and brown rice.
  • a roll-type paddy shaving machine should be 100% stripped by passing the paddy between a pair of stripping rolls once.
  • roll speed per minute, peripheral speed, peripheral speed difference rate, peripheral speed difference length, pressure between rubber rolls, etc., 85 to The removal rate may be about 95%.
  • various types of sorting parts are attached to the roll-type paddy sliding part, and devised so that 100% depleted brown rice is discharged outside the machine (that is, the paddy is not discharged outside the machine).
  • a swing sorting section for sorting brown rice, paddy, and mixed grains of rice that has passed through the paddy section is attached to the paddy section composed of a pair of de-rolls, and the rice is extracted by the swing sorting section.
  • a paddy sorter see, for example, Patent Document 1 that can re-pull off paddy and discharge only high-quality brown rice from the machine.
  • a paddy sorting section by color sorting is attached to the paddy sliding section composed of a pair of de-rolling rolls, and the paddy extracted by the paddy sorting section can be re-pulled and only high-quality brown rice can be discharged from the machine.
  • a sliding sorter see, for example, Patent Document 2 is known.
  • Patent Document 1 describes the action / effect that by installing the suspension tank at a low position of the machine body, the overall height of the machine can be lowered and stable and reliable paddying work can be performed. Further, in Patent Document 2, instead of the swing sorting section as in Patent Document 1, a paddy sorting section by color sorting is provided, so that complicated assembly and angle adjustment work as in the swing sorting section is unnecessary. It is stated that the problem of vibration and noise can be eliminated. Furthermore, there is a description of actions and effects such as making the entire device as small as possible and automating it.
  • the mechanism of the color sorting unit is a light source, a light receiving element, an injection nozzle, and a change signal of the amount of light detected by the light receiving element. It is provided with a control circuit for operating the injection nozzle based on the above. Then, since the brown rice and the paddy are discriminated by the signal by the monochrome sensor (the difference in the shade of a single color such as white and black) such as the change in the amount of light, the brown rice and the paddy may be confused.
  • a strobe light emitter and a color imaging means are arranged on a chute through which mixed particles flow, and the removal is performed in synchronization with the intermittent light emission of the strobe light emitter. It is a rate sensor.
  • the image information captured by the color imaging means is separated into three color signals, a red signal (R), a green signal (G), and a blue signal (B), and the ratio of these color components is calculated. Further, the removal rate is calculated by a predetermined calculation from the calculated ratio of the color components. As a result, the amount of information can be increased, and accurate discrimination can be performed by using the discrimination of the ratio of the three color components.
  • the removal rate sensor described in Patent Document 3 is blinked by a strobe light source as a light source, only the amount of information at the time of blinking can be acquired, and the amount of information is small. .. Therefore, the discrimination and sorting accuracy may be inferior. Further, since the reflected light when the mixed particles are irradiated with the light from the strobe light emitter is acquired by the color imaging means, only the reflected component of the light can be acquired, and depending on the flow state of the raw material, the paddy Or it was sometimes difficult to distinguish brown rice.
  • the present invention technically provides a paddy discriminator capable of accurately discriminating between paddy and brown rice by acquiring the reflection component and the transmission component of the light received by the light receiving means. Make it an issue.
  • the invention according to claim 1 of the present application is from a flow-down trough in which mixed grains composed of paddy and brown rice are aligned and flow down, a light-emitting source that irradiates the mixed grains discharged from the flow-down trough with light, and a light-emitting source. It has a light receiving means capable of receiving reflected light and transmitted light from the mixed grain irradiated with light, and the light emitting source is provided on the light receiving means side of the mixed grain and the mixed grain.
  • the mixed grains to be discharged are brown rice.
  • the mixed particles to be discharged are paddy.
  • the light emitting source is further provided at a position on an extension line connecting the light receiving means and the mixed grain, and the background of the mixed grain can be irradiated with light of a blue component.
  • the blue component When the amount of light received by the blue component is out of a predetermined range as a result of the light received by the light receiving means, the one discharged from the downspout is a foreign substance that is not the mixed particles.
  • the paddy discriminator according to claim 1 or 2.
  • the flow gutter extends at least to the observation region of the light receiving means for irradiating the mixed particles with light, and can transmit light from the light emitting source.
  • the paddy discriminator according to any one of 3.
  • the invention according to claim 5 of the present application is mounted on a paddy sorting machine and gives a notification prompting adjustment of the removal machine according to a removal rate calculated based on the light reception result of the light receiving means.
  • the paddy discriminator according to any one of 4 to 4.
  • a first lighting means capable of irradiating a mixed grain of paddy and brown rice with light of a red component and a second lighting means capable of irradiating light of a green component are installed to receive the reflected light and transmitted light, respectively.
  • the mixed particles to be discharged are brown rice, and the light received by the green component is received.
  • the amount is lower than the above-mentioned predetermined green component threshold value and the amount of light received by the red component is higher than the predetermined red component threshold value, it is determined that the mixed particles discharged from the downflow trough are paddy. It is possible to quickly determine the type of mixed grains without performing a complicated discrimination process.
  • the blue component is provided by providing a third lighting means capable of irradiating the background with the light of the blue component at a position on the extension line connecting the light receiving means and the mixed particles.
  • the downspout gutter when the downspout gutter is extended to the observation area of the light receiving means and formed of a transparent material such as glass, the mixed particles are discharged from the lower end of the downspout gutter as in the conventional case.
  • air resistance is less likely to occur in the grains of the mixed grains, and the posture of the grains is stable, so that it is possible to improve the discrimination accuracy of the mixed grains.
  • the deprivation machine is adjusted according to the depletion rate based on the discriminating result of the mixed particles by the light receiving means. It is possible to appropriately give a notification to the administrator or the operator of the device.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a paddy sorting machine to which the paddy sorting machine of the present invention is applied.
  • the rice husk sorter 1 is a mixture of rice husks 2 that separate rice husks (rice husks) from rice husks to make brown rice, and paddy and brown rice that are attached to the rice husks 2 and are generated in the rice husks 2.
  • the main part is composed of a rice husk sorting unit 3 (rice arranging machine 3) capable of sorting and removing only rice husks from grains.
  • the paddy section 2 is a selection of a supply section 5 composed of a raw material hopper 4, a roll section 8 composed of a pair of depleting rolls 6 and a roll gap device 7 arranged below the supply section 5, and a lower portion of the roll section 8.
  • the paddy sorting unit 3 includes a vibration supply mechanism including a mixed grain hopper 12, a vibration device 13, and a vibration trough 14 on the upper part of the machine body, and a flow supply mechanism composed of a slanted flow down gutter 15. Further, the paddy sorting unit 3 is an optical inspection unit 16 (“paddy” of the present invention, which is arranged in the lower part of the machine body so as to face the falling locus of the mixed particles (broken line r in FIG. 1) at the lower end of the downspout. It corresponds to the "discriminator”) and includes an ejector unit 17 that discriminates between brown rice and paddy from the mixed grains based on the inspection result of the optical inspection unit 16 and excludes only the paddy from the mixed grains.
  • an optical inspection unit 16 (“paddy” of the present invention, which is arranged in the lower part of the machine body so as to face the falling locus of the mixed particles (broken line r in FIG. 1) at the lower end of the downspout. It corresponds to
  • a brown rice collecting hopper 18 that collects brown rice below the falling locus of the mixed grains and a paddy collecting hopper 19 that collects the paddy excluded from the falling locus of the mixed grains are formed. It is provided. Further, the brown rice collecting hopper 18 is provided with a brown rice discharging unit 20 having a transport mechanism for discharging brown rice in addition to the paddy sorting machine 1, and the paddy collecting hopper 19 is for re-pulling the paddy.
  • a paddy discharge unit 21 provided with a transport mechanism for transporting paddy is provided on the rice. The paddy discharge section 21 may be provided with a grain raising machine 22 capable of returning the paddy to the de-roll type paddy slide section 2.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic view of the internal structure of the paddy sorting unit 3, particularly the optical inspection unit 16 and the ejector unit 17.
  • the structure of the paddy sorting unit 3 which is the main part of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the paddy sorting unit 3 is mainly composed of an optical inspection unit 16 arranged below the downspout gutter 15 and an ejector unit 17 below the optical inspection unit 16 as described above.
  • the optical inspection unit 16 is provided with a full-color camera 30 (light receiving means) on one side (front side) facing the flow locus r of the mixed grains composed of paddy and brown rice on the downstream side of the flow gutter 15. There is. Further, a background 31 is provided at a position sandwiching the flow locus r of the optical axis k of the full-color camera 30.
  • the first lighting means 32a and 32b for irradiating the mixed grain with light On the full-color camera 30 side of the flow locus r of the mixed grain, the first lighting means 32a and 32b for irradiating the mixed grain with light, and on the side away from the full-color camera 30 of the flow locus r of the mixed grain, the mixed grain is formed.
  • the optical inspection unit 16 is provided with second lighting means 33a and 33b for irradiating light and a third lighting means 34 for irradiating the back surface of the background 31 with light.
  • the intersection of the flow locus r and the optical axis k is the observation area o of the full-color camera 30.
  • the first illuminating means 32a, 32b, the second illuminating means 33a, 33b, and the third illuminating means 34, respectively, have a monochromatic light source, and as the most preferable example in the present embodiment,
  • the first lighting means 32a and 32b employ a light source composed of a red LED element
  • the second lighting means 33a and 33b employ a light source composed of a green LED element
  • the third lighting means 34 comprises a blue LED element.
  • the LED element used it is possible to use an RGB LED element as well as a monochromatic LED element.
  • the mixed grains which are the objects to be sorted are irradiated with the light of the red component from the first lighting means 32a and 32b
  • the reflected light is received by the light receiving element of the red component of the full-color camera 30.
  • the transmitted light is received by the light receiving element of the green component of the full-color camera 30. ..
  • the background 31 is irradiated with light of a blue component from the third lighting means 34, whether or not the object to be sorted has passed through the observation area o, and foreign substances other than the mixed grains which are the objects to be sorted have passed. It is configured so that whether or not it is checked is determined by the amount of light received by the blue component of the full-color camera 30.
  • FIG. 3A shows a graph showing the relationship between the wavelength and reflectance of light in brown rice and paddy
  • FIG. 3B shows the relationship between the wavelength of light and the transmittance in a graph. As shown, there is no big difference in the light transmittance between brown rice and paddy, which are the objects to be sorted, between green and red.
  • a light source composed of a red LED element is adopted for the first lighting means 32a and 32b for the purpose of receiving the reflected light by the full-color camera 30. Is preferable, and it becomes possible to more accurately determine the type of mixed grains that are the objects to be sorted.
  • a white light source such as a fluorescent lamp is used for each of the first lighting means 32a and 32b, the second lighting means 33a and 33b and the third lighting means 34, reflected light and transmitted light will be generated. Since the information obtained by combining both components is taken into the full-color camera 30, it may be difficult to detect the characteristic light receiving amount and the discrimination accuracy may be lowered.
  • the first lighting means 32a and 32b are set to be red
  • the second lighting means 33a and 33b are set to be green
  • the third lighting means 34 is set to be blue. It is also possible to use the combinations shown in Table 1 below.
  • brown rice when brown rice passes through the observation region o, as shown in FIGS. 3A and 3B, brown rice has better optical transparency and lower reflectivity than paddy, so that the red component of the full-color camera 30 ( The light receiving amount of the light receiving element of the reflection component) is low, and the light receiving amount of the green component (transmissive component) of the full-color camera 30 is high.
  • the paddy passes through the observation area o, the paddy has poorer optical transparency and higher reflectivity than brown rice, so that the amount of light received by the light receiving element of the red component (reflection component) of the full-color camera 30 is increased.
  • the amount of light received by the light receiving element of the green component (transmissive component) of the full-color camera 30 is low.
  • the amount of light received by the blue component of the full-color camera 30 is a substantially constant value because there is no large difference in size between brown rice and paddy. This is shown in Table 2.
  • FIG. 4 is a flow for executing the above-mentioned discrimination method.
  • step 1 it is determined whether or not the mixed particles have passed through the observation region o based on the amount of light received by the blue component in the full-color camera 30.
  • step 2 it is confirmed whether the amount of light received by the green component in the full-color camera 30 is higher or lower than the predetermined green component threshold value, and whether this allows highly transparent brown rice to pass through, or whether other paddy or foreign matter has passed through. Is determined.
  • step 3 it is confirmed whether the amount of light received by the red component in the full-color camera 30 is higher or lower than the predetermined red component threshold value, and thereby it is determined whether the paddy has passed or other foreign matter has passed. Will be done.
  • the ratio of the received amount of the red component, which is the reflective component, to the received amount of the green component, which is the transmitted component (for example, the value of the “reflected component / transmitted component”) is calculated. If this value is larger than a predetermined threshold value, it may be determined as paddy, and if it is smaller than the predetermined threshold value, it may be determined as brown rice.
  • the full-color camera 30 provided with light-receiving elements of each color is used as the light-receiving means, but the present invention is not necessarily limited to such a device, and single-color light receiving corresponding to each of red, green, and blue is used. It is possible to use a sensor. It is also possible to use a photographing camera as a light receiving means. In that case, the photographed image may be analyzed to extract the color components of each of the red component, the green component, and the blue component.
  • the mode in which the paddy discriminator of the present invention is applied to the paddy sorter 3 and further to the paddy sorter 1 has been described, but it can also be applied to a mixed grain inspection device.
  • FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the paddy sorter of the present invention, in which the downspout gutter 15 is formed in a long shape, and a transparent material 40 such as glass is formed on a part of the bottom surface near the observation area o. It is provided.
  • a transparent material 40 such as glass is formed on a part of the bottom surface near the observation area o. It is provided.
  • air resistance is less likely to occur in the particles of the mixed particles and the posture of the particles is stabilized, as compared with the conventional one in which the mixed particles are discharged from the lower end of the flow-down gutter 15 and flowed down in the free fall state.
  • a slit-shaped space may be provided, and further, the downspout gutter 15 may be configured by a belt conveyor.
  • FIG. 6 is a schematic view showing another embodiment of the paddy sorting machine 1 to which the paddy sorting machine 3 of the present invention is applied.
  • a centrifugal (impeller type) stripping machine can be adopted as the paddy section 2 instead of the roll type stripping machine.
  • the paddy sorter 3 can adopt a belt type instead of the chute type (a type using the downspout gutter 15 of the present embodiment).
  • the roll-type remover When the roll-type remover is adopted, if the removal rate obtained from the discrimination result of the full-color camera 30 of the paddy sorter 3 is 85% or less, (1) the roll gap of the roll-type remover. The adjusting device is controlled so as to approach the reference removal rate of 85 to 95%. If the roll gap control is performed and the removal rate, which is the standard, is not reached even after a certain period of time has passed, then (2) the flow rate of the paddy sorter 3 may be excessive, so control to reduce the flow rate is performed. Do. If the removal rate, which is the standard, is not met even after passing through (1) and (2), it is advisable to determine an abnormality and notify the administrator or operator of the device of a warning.
  • the removal rate obtained from the discrimination result of the full-color camera 30 of the paddy sorter 3 is 90% or less when the centrifugal (impeller type) removal machine is adopted, (1) Centrifugal removal The rotation speed of the machine is controlled so as to approach the standard removal rate of 90 to 95%. If the above-mentioned removal rate, which is the standard, is not met even after a certain period of time has passed after the rotation speed control is performed, (2) the flow rate of the paddy sorter 3 may be excessive, so control to reduce the flow rate is performed. Do. If the removal rate, which is the standard, is not met even after passing through (1) and (2), it is advisable to determine an abnormality and notify the administrator or operator of the device of a warning.
  • Paddy sorter 3 Paddy sorter (paddy sorter) 15 Flowing gutter 16 Optical inspection section (paddy discriminator) 17 Ejector section 30 Full-color camera (light receiving means) 31 Background 32a, 32b First lighting means 33a, 33b Second lighting means 34 Third lighting means

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Abstract

籾と玄米とからなる混合粒を整列させて流下させる流下樋と、前記流下樋から吐出される前記混合粒に光を照射する発光源と、前記発光源から光を照射された前記混合粒から、反射光及び透過光を受光することが可能な受光手段と、を有し、前記発光源は、前記混合粒の前記受光手段側に設けられて該混合粒に赤色成分の光を照射可能な第１の照明手段と、前記混合粒の前記受光手段から離れる側に設けられて該混合粒に緑色成分の光を照射可能な第２の照明手段と、を備えたことを特徴とする。

Description

籾判別機
　本発明は、籾と玄米とからなる混合粒から籾や玄米を判別することのできる籾判別機に関する。
　従来、一対のゴムロールを、周速度を互いに異にして反対方向に回転させ、ゴムロールの間隙に籾を供給して、ロール間の周速度差により、籾殻をせん断破壊して籾摺りを行うロール式籾摺機が知られている。このロール式籾摺機は、衝撃式籾摺機(遠心脱ぷ機)よりも脱ぷ率は劣るが、衝撃式籾摺機よりも毎時摺出玄米量（籾摺り能力）が高いため実用性が高く、市場シェアも大きい。
　ロール式籾摺機は、籾を一対の脱ぷロール間へ１回通すだけで１００％脱ぷされるのが理想的である。しかし、ロール直径、幅、ロールの同径異径の組み合わせ、ロールの毎分回転数、周速度、周速度差率、周速度差長、ゴムロール間圧力などの度量的要素の関係で、８５～９５％程度の脱ぷ率となることがある。
　そこで、ロール式籾摺部に、様々な方式の選別部を付設し、１００％脱ぷした玄米を機外排出する（すなわち、籾は機外排出させない）よう工夫がなされている。例えば、一対の脱ぷロールからなる籾摺部に、籾摺部を通過した摺米を、玄米と籾と混合粒とに選り分ける揺動選別部を付設し、該揺動選別部により抽出した籾を再脱ぷして良質の玄米のみを機外排出することができる籾摺選別機（例えば、特許文献１参照）が知られている。さらに、一対の脱ぷロールからなる籾摺部に、色彩選別による籾選別部を付設し、該籾選別部により抽出した籾を再脱ぷして良質の玄米のみを機外排出することができる籾摺選別機（例えば、特許文献２参照）が知られている。
　特許文献１には、吊りタンクを機体の低い位置に設置することで、機械の全高を低くして安定した確実な籾摺作業が実行できるといった作用・効果の記載がある。また、特許文献２には、特許文献１のような揺動選別部の代わりに、色彩選別による籾選別部を付設することで、揺動選別部のような複雑な組立や角度調節作業が不要となり、振動及び騒音の問題を排除できることが記載されている。さらに、装置全体を可及的に小型にし、かつ、自動化できるといった作用・効果の記載がある。
特開昭５９－１８６６７９号公報 特開昭６０－１９０２４３号公報 特開平２－２１９７４７号公報
　しかしながら、特許文献１のような揺動選別部を備えた籾摺選別機は、矩形状の選別板に多数の凹部を形成して、この選別板を傾斜させて揺動させ、形状選別と比重選別とにより籾よりも長さが短い玄米を凹部に入り込ませて玄米を選別板の上方に移送させている。一方、凹部に入り込まなかった籾は選別板の下方に移送させて偏析させることで選別を行うものである。したがって、仮に、玄米と同じ長さの籾が凹部に入り込んでしまった場合、玄米と籾とを選別することができない可能性がある。
　一方、特許文献２のような色彩選別による籾選別部を備えた籾摺選別機は、色彩選別部の機構が、光源と、受光素子と、噴射ノズルと、受光素子によって検出した光量の変化信号に基づいて噴射ノズルを作動させる制御回路とを備えたものである。そして、光量の変化といったモノクロセンサ（白・黒といった単色の濃淡の違い）による信号により玄米と籾との判別を行っているので、玄米と籾とを混同することがあった。
　なお、カラー撮像手段を利用して、脱ぷされた後の玄米と籾との混合粒中の玄米の比率（「脱ぷ率」という）を検出する装置（「脱ぷ率センサ」という）も周知である。
　特許文献３に記載された脱ぷ率センサは、混合粒が流下するシュートに、ストロボ発光器とカラー撮像手段とを配設し、ストロボ発光器の断続的な発光に同期させて撮像する脱ぷ率センサである。カラー撮像手段にて撮影された画像情報から赤色信号（Ｒ）と緑色信号（Ｇ）と青色信号（Ｂ）の３つの色信号に分離し、これらの色成分の比率を演算する。さらに、演算された色成分の比率から所定の演算にて脱ぷ率を算出する。これにより、情報量を多くするとともに、３色の色成分に比率の判別を利用して正確な判別を行うことができるものである。
　しかし、特許文献３に記載された脱ぷ率センサは、光源としてストロボ発光器で点滅させているために、点滅したときの情報量しか取得することができず、情報量が少ないものであった。このため、判別及び選別精度が劣ることがある。また、ストロボ発光器からの光を混合粒に照射したときの反射光をカラー撮像手段により取得するものであるから、光の反射成分しか取得することができず、原料の流下状態によっては、籾又は玄米の見分けがつきにくいことがあった。
　本発明は上記問題点にかんがみ、受光手段において受光した光の反射成分と透過成分とを取得して、籾と玄米との判別を正確に行うことのできる籾判別機を提供することを技術的課題とする。
　本願請求項１に係る発明は、籾と玄米とからなる混合粒を整列させて流下させる流下樋と、前記流下樋から吐出される前記混合粒に光を照射する発光源と、前記発光源から光を照射された前記混合粒から、反射光及び透過光を受光することが可能な受光手段と、を有し、前記発光源は、前記混合粒の前記受光手段側に設けられて該混合粒に赤色成分の光を照射可能な第１の照明手段と、前記混合粒の前記受光手段から離れる側に設けられて該混合粒に緑色成分の光を照射可能な第２の照明手段と、を備えたことを特徴とする籾判別機である。
　本願請求項２に係る発明は、前記受光手段の受光結果として、前記緑色成分の光の受光量が所定の緑色成分閾値よりも高い場合は吐出される前記混合粒が玄米であると判別され、前記緑色成分の光の受光量が前記所定の緑色成分閾値よりも低く、且つ、赤色成分の光の受光量が所定の赤色成分閾値よりも高い場合は吐出される前記混合粒が籾であると判別される請求項１に記載の籾判別機である。
　本願請求項３に係る発明は、前記発光源は、さらに、前記受光手段と前記混合粒とを結ぶ延長線上の位置に設けられて該混合粒のバックグラウンドに青色成分の光を照射可能な第３の照明手段を備え、前記受光手段の前記受光結果として、前記青色成分の光の受光量が所定の範囲を外れた場合は前記流下樋から吐出されたものが前記混合粒ではない異物であると判別される請求項１又は２に記載の籾判別機である。
　本願請求項４に係る発明は、前記流下樋は、少なくとも前記混合粒に光を照射される前記受光手段の観察領域まで延設され、前記発光源からの光を透過可能である請求項１～３のいずれかに記載の籾判別機である。
　本願請求項５に係る発明は、籾摺選別機に搭載され、前記受光手段の前記受光結果に基づいて算出される脱ぷ率に応じて、脱ぷ機の調整を促す報知を行う請求項１～４のいずれかに記載の籾判別機である。
　請求項１に係る発明によれば、本発明の検証実験において得られた、籾は玄米に比べて緑色成分の光の透過性が悪く、赤色成分の光の反射性が高いという知見に基づいて、籾及び玄米の混合粒に赤色成分の光を照射可能な第１の照明手段と、緑色成分の光を照射可能な第２の照明手段とを設置し、それぞれの反射光及び透過光を受光手段で受光することで、従来に比べて大幅に籾及び玄米の判別精度を向上させることが可能となっている。
　請求項２に係る発明によれば、受光手段における緑色成分の光の受光量が所定の緑色成分閾値よりも高い場合は吐出される混合粒が玄米であると判別され、緑色成分の光の受光量が上記所定の緑色成分閾値よりも低く、且つ、赤色成分の光の受光量が所定の赤色成分閾値よりも高い場合は流下樋から吐出された混合粒が籾であると判別されるため、複雑な判別処理を行うことなく、速やかに混合粒の種類を判別することが可能である。
　請求項３に係る発明によれば、受光手段と混合粒とを結ぶ延長線上の位置に、バックグラウンドに対して青色成分の光を照射可能な第３の照明手段を備えたことにより、青色成分の光の受光量が所定の範囲を外れた場合には、混合粒以外の異物が流下樋から吐出されたことを速やかに判別することが可能となる。
　請求項４に係る発明によれば、流下樋を受光手段の観察領域まで延設するとともに、ガラス等の透明な素材で形成することにより、従来のような流下樋下端から混合粒を吐出させる場合に比べて、混合粒の粒に空気抵抗が生じにくく、粒の姿勢が安定するので、混合粒の判別精度を向上させることが可能となる。
　請求項５に係る発明によれば、本発明の籾判別機が籾摺選別機に搭載されることにより、受光手段による混合粒の判別結果に基づく脱ぷ率に応じて、脱ぷ機の調整を促す報知を、装置の管理者や操作者に対し適切に行うことが可能となる。
本発明の籾選別機を適用した籾摺選別機の一実施形態を示す概略断面図である。 本発明の籾選別機の一実施形態を示す模式図である。 本発明の籾選別機において籾及び玄米の光の反射率と光の波長との関係を示すグラフである。 本発明の籾選別機において籾及び玄米の光の透過率と光の波長との関係を示すグラフである。 本発明の籾選別機において籾と玄米とを判別する判別方法の一実施形態を説明するフローである。 本発明の籾選別機における流下樋の別の実施形態を示す模式図である。 本発明の籾選別機を適用した籾摺選別機の別の実施形態を示す概略図である。
　図１は、本発明の籾選別機を適用した籾摺選別機の概略断面図である。籾摺選別機１は、籾から籾殻（もみがら）を脱離して玄米にする籾摺部２と、該籾摺部２に付設し、籾摺部２で生じた籾と玄米とからなる混合粒から籾のみを選別・除去することのできる籾選別部３（籾選別機３）とから主要部が構成される。
　上記籾摺部２は、原料ホッパ４からなる供給部５と、供給部５の下部に配置した一対の脱ぷロール６及びロール間隙装置７からなるロール部８と、該ロール部８下部の選別風路９を配置して風選を行う風選部１０と、該風選部１０で風選された籾と玄米との混合粒を籾選別部３に移送する混合粒揚穀部１１とを備えている。
　上記籾選別部３は、機体上部にある混合粒ホッパ１２、振動装置１３、振動トラフ１４からなる振動供給機構と、傾斜状の流下樋１５から構成される流下供給機構を備えている。また、上記籾選別部３は、機体下部に、上記流下樋１５下端の混合粒の落下軌跡（図１中の破線部ｒ）に対向して配置された光学検査部１６（本発明の「籾判別機」に対応する。）と、該光学検査部１６の検査結果に基づいて、混合粒に対して玄米と籾を判別し、籾のみを混合粒から排除するエジェクタ部１７を備えている。
　そして、上記エジェクタ部１７の下方には、混合粒の落下軌跡の下方で玄米を集穀する玄米集穀ホッパ１８と、混合粒の落下軌跡から排除された籾を回収する籾回収ホッパ１９とが設けられている。さらに、上記玄米集穀ホッパ１８には、籾摺選別機１の外に玄米を排出する搬送機構を備えた玄米排出部２０が設けられ、籾回収ホッパ１９には、籾を再脱ぷするために籾を移送する搬送機構を備えた籾排出部２１が設けられている。籾排出部２１としては、脱ぷロール式の籾摺部２へ籾を返還することのできる揚穀機２２を設けてもよい。
　図２は、籾選別部３の内部構造、特に、光学検査部１６とエジェクタ部１７とを拡大した模式図である。以下、図２を参照して本発明の要部となる籾選別部３の構造を説明する。
　籾選別部３は、前述したように流下樋１５の下方に配置した光学検査部１６と、該光学検査部１６の下方のエジェクタ部１７とから主に構成されている。そして、光学検査部１６には、流下樋１５の下流側における籾と玄米とからなる混合粒の流下軌跡ｒに対向する一方側（前方側）に、フルカラーカメラ３０（受光手段）が設けられている。さらに、当該フルカラーカメラ３０の光軸ｋの流下軌跡ｒを挟んだ先には、バックグラウンド３１が設けられている。
　混合粒の流下軌跡ｒよりもフルカラーカメラ３０側には、混合粒に光を照射する第１の照明手段３２ａ、３２ｂと、混合粒の流下軌跡ｒよりもフルカラーカメラ３０から離れる側において混合粒に光を照射する第２の照明手段３３ａ、３３ｂ及び上記バックグラウンド３１の背面に光を照射する第３の照明手段３４が光学検査部１６に設けられている。なお、流下軌跡ｒと光軸ｋとの交点はフルカラーカメラ３０による観察領域ｏとなっている。
　上記した第１の照明手段３２ａ、３２ｂ、第２の照明手段３３ａ、３３ｂ及び第３の照明手段３４は、それぞれに単色の発光源を有しており、本実施形態では最も好適な例として、第１の照明手段３２ａ、３２ｂに赤色ＬＥＤ素子からなる光源を採用し、第２の照明手段３３ａ、３３ｂに緑色ＬＥＤ素子からなる光源を採用し、第３の照明手段３４に青色ＬＥＤ素子からなる光源を採用している。なお、使用されるＬＥＤ素子は単色のＬＥＤ素子のほか、ＲＧＢＬＥＤ素子を使用することも可能である。
　より詳細に説明すると、第１の照明手段３２ａ、３２ｂから被選別物である混合粒に対して赤色成分の光を照射すると、その反射光がフルカラーカメラ３０の赤色成分の受光素子で受光されるように構成されている。第２の照明手段３３ａ、３３ｂから被選別物である混合粒に対して緑色成分の光を照射すると、その透過光がフルカラーカメラ３０の緑色成分の受光素子で受光されるように構成されている。さらに、第３の照明手段３４からバックグラウンド３１に対して青色成分の光を照射すると、その観察領域ｏに被選別物が通ったか否か、また被選別物である混合粒以外の異物が通ったか否かがフルカラーカメラ３０の青色成分の受光量によって判別されるように構成されている。
　なお、上記した好適な実施形態は次のような理由に裏付けられたものである。すなわち、本発明の検証実験の結果に基づいて、図３Ａには玄米と籾における光の波長と反射率の関係がグラフで示され、図３Ｂには光の波長と透過率の関係がグラフで示されているが、被選別物の対象である玄米、籾ともに、その光の透過率は緑色も赤色も大きな差はない。
　一方、光の反射率を見ると、緑色よりも赤色の方が玄米と籾における反射率の差が大きいことが判る。したがって、上記のような光学的な特性に基づいて、反射光をフルカラーカメラ３０に受光させることを目的とした前記第１の照明手段３２ａ、３２ｂには、赤色ＬＥＤ素子からなる光源を採用することが好ましく、より正確に被選別物である混合粒の種類を判別することが可能となる。
　また仮に、上記第１の照明手段３２ａ、３２ｂ、第２の照明手段３３ａ、３３ｂ及び第３の照明手段３４のそれぞれに、蛍光灯のような白色の光源を用いると、反射光と透過光との両成分が合わさった情報がフルカラーカメラ３０に取り込まれてしまうため、特徴的な受光量が検出されにくくなって判別精度が低下する可能性がある。
　なお、本実施形態では好適な例として、第１の照明手段３２ａ、３２ｂを赤色、第２の照明手段３３ａ、３３ｂを緑色、第３の照明手段３４を青色という設定を行ったが、必ずしもこれに限定するものではなく、以下の表１の組み合わせとすることも可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、上記した籾選別部３における籾と玄米の判別方法について説明する。前述したように、第１の照明手段３２ａ、３２ｂ、第２の照明手段３３ａ、３３ｂ及び第３の照明手段３４として、それぞれに単色の光源を用いることで、籾と玄米の判別をより正確に行うことが可能となり、さらに、籾と玄米以外の異物の判別も可能となる。
　すなわち、観察領域ｏに玄米が通過した場合、図３Ａ、図３Ｂに示されるように玄米は籾に比べて光学的に透過性が良く、反射性が低いために、フルカラーカメラ３０の赤色成分（反射成分）の受光素子の受光量は低く、フルカラーカメラ３０の緑色成分（透過成分）の受光素子の受光量は高くなる。
　一方、観察領域ｏに籾が通過した場合、籾は玄米に比べて光学的に透過性が悪く、反射性が高いために、フルカラーカメラ３０の赤色成分（反射成分）の受光素子の受光量は高く、フルカラーカメラ３０の緑色成分（透過成分）の受光素子の受光量は低くなる。なお、フルカラーカメラ３０の青色成分の受光量は、玄米、籾ともに大きさに大きな差がないため、略一定値となる。これを表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図４は前述の判別方法を実行するためのフローである。ステップ１では、フルカラーカメラ３０における青色成分の受光量により、混合粒が観察領域ｏを通過したか否かの判別が行われる。ステップ２では、フルカラーカメラ３０における緑色成分の受光量が所定の緑色成分閾値より高いか又は低いかが確認され、これにより透過性の高い玄米が通過したのか、それ以外の籾や異物が通過したのかが判別される。続いて、ステップ３では、フルカラーカメラ３０における赤色成分の受光量が所定の赤色成分閾値より高いか又は低いかが確認され、これにより、籾が通過したのか、それ以外の異物が通過したのかが判別される。
　なお、上記ステップ２及びステップ３では、反射成分である赤色成分の受光量と、透過成分である緑色成分の受光量との割合（例えば、「反射成分／透過成分」の値）を算出し、この値が所定の閾値より大きいものを籾と判別し、当該所定の閾値より小さいものを玄米と判別するように構成してもよい。
（その他の実施形態）
　以上、本発明の籾判別機の一実施形態について説明したが、種々の変形が可能である。
例えば、前述の実施形態では、受光手段として各色の受光素子を備えたフルカラーカメラ３０を使用したが、必ずしもこのような装置に限られるものではなく、赤、緑、青それぞれに対応した単色の受光センサを使用しることが可能である。また、受光手段として撮影カメラを使用することも可能であり、その場合は撮影した画像の解析処理を行って、赤色成分、緑色成分、青色成分それぞれの色成分を抽出すればよい。
　上記実施形態では、本発明の籾判別機を籾選別機３さらには籾摺選別機１に適用した態様について説明したが、混合粒の検査装置に適用することも可能である。
　図５は、本発明の籾選別機の別の実施形態を示す模式図であり、流下樋１５を長尺状に形成し、観察領域ｏ付近の底面の一部にガラス等の透明材４０を設けたものである。これにより、従来のような流下樋１５の下端から混合粒を吐出させ、自由落下状態で流下されるものと比べて、混合粒の粒に空気抵抗が生じにくく、粒の姿勢が安定するために、混合粒の判別精度を向上させることが可能となる。なお、上記した透明材４０を設ける代わりに、スリット状の空間を設けるようにしてもよく、さらには、流下樋１５をベルトコンベアで構成するようにしてもよい。
　図６は、本発明の籾選別機３を適用した籾摺選別機１の別の実施形態を示す概略図である。図６に示す籾摺選別機１は、籾摺部２として、ロール式脱ぷ機の代わりに遠心式（インペラ式）脱ぷ機を採用することができる。また、籾選別機３はシュート式（本実施形態の流下樋１５を使用した形式）の代わりにベルト式を採用することができる。
　ロール式脱ぷ機を採用したときに、籾選別機３のフルカラーカメラ３０の判別結果から求められた脱ぷ率が８５％以下であった場合は、（１）ロール式脱ぷ機のロール間隙調節装置を制御して、基準となる脱ぷ率８５～９５％に近づくように制御する。ロール間隙制御を実施して一定時間経過しても基準となる上記脱ぷ率に満たない場合、今度は、（２）籾選別機３の流量が過多のおそれがあるので、流量を絞る制御を行う。（１）、（２）を経ても、基準となる上記脱ぷ率に満たない場合は、異常判定とし、警告を装置の管理者や操作者に対して報知するようにするとよい。
　遠心式（インペラ式）脱ぷ機を採用したときに、籾選別機３のフルカラーカメラ３０の判別結果から求められた脱ぷ率が９０％以下であった場合は、（１）遠心式脱ぷ機の回転数を制御して、基準となる脱ぷ率９０～９５％に近づくように制御する。回転数制御を実施して一定時間経過しても基準となる上記脱ぷ率に満たない場合、今度は、（２）籾選別機３の流量が過多のおそれがあるので、流量を絞る制御を行う。（１）、（２）を経ても、基準となる上記脱ぷ率に満たない場合、異常判定とし、警告を装置の管理者や操作者に対して報知するようにするとよい。
　以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、または、省略が可能である。
１　籾摺選別機
３　籾選別部（籾選別機）
１５　流下樋
１６　光学検査部（籾判別機）
１７　エジェクタ部
３０　フルカラーカメラ（受光手段）
３１　バックグラウンド
３２ａ、３２ｂ　第１の照明手段
３３ａ、３３ｂ　第２の照明手段
３４　第３の照明手段

Claims (5)

  1. 　籾と玄米とからなる混合粒を整列させて流下させる流下樋と、
    　前記流下樋から吐出される前記混合粒に光を照射する発光源と、
    　前記発光源から光を照射された前記混合粒から、反射光及び透過光を受光することが可能な受光手段と、を有し、
    　前記発光源は、
    　前記混合粒の前記受光手段側に設けられて該混合粒に赤色成分の光を照射可能な第１の照明手段と、
    　前記混合粒の前記受光手段から離れる側に設けられて該混合粒に緑色成分の光を照射可能な第２の照明手段と、を備えた
    　ことを特徴とする籾判別機。
  2. 　前記受光手段の受光結果として、
    　前記緑色成分の光の受光量が所定の緑色成分閾値よりも高い場合は吐出される前記混合粒が玄米であると判別され、
    　前記緑色成分の光の受光量が前記所定の緑色成分閾値よりも低く、且つ、赤色成分の光の受光量が所定の赤色成分閾値よりも高い場合は吐出される前記混合粒が籾であると判別される
    　請求項１に記載の籾判別機。
  3. 　前記発光源は、さらに、前記受光手段と前記混合粒とを結ぶ延長線上の位置に設けられて該混合粒のバックグラウンドに青色成分の光を照射可能な第３の照明手段を備え、
    　前記受光手段の前記受光結果として、前記青色成分の光の受光量が所定の範囲を外れた場合は前記流下樋から吐出されたものが前記混合粒ではない異物であると判別される
    　請求項１又は２に記載の籾判別機。
  4. 　前記流下樋は、少なくとも前記混合粒に光を照射される前記受光手段の観察領域まで延設され、前記発光源からの光を透過可能である
    　請求項１～３のいずれかに記載の籾判別機。
  5. 　籾摺選別機に搭載され、
    　前記受光手段の前記受光結果に基づいて算出される脱ぷ率に応じて、脱ぷ機の調整を促す報知を行う
    　請求項１～４のいずれかに記載の籾判別機。
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