粒状物体分拣装置的制作方法

专利名称：粒状物体分拣装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于拣出特殊粒状物体的粒状物体分拣装置，其中装置接收要被分拣的原材料粒状物体的散射光，根据所接收的散射光确定每个物体可接收或不能接收。更准确地说，本发明涉及这种分拣装置中使用的喷出装置。
日本专利申请Kokai-Publication平9-113454公开了一种用于谷物分拣装置的喷出装置，该喷出装置由以下部件构成在CCD摄象机对谷物进行摄象处的下游位置设置的片簧装置，该片簧装置相对于谷物落点沿横向方向分成多个板状部件；多个电磁线圈装置，用以使片簧装置的对应板状部分产生变形；以及电磁线圈控制装置，用以选择性地向电磁线圈装置提供驱动动力。片簧装置相应板状部分的移动和对这些被分离板状部分中谷物的直接击打改变了谷物落点，从而实现了将谷物的不可接受部分从可接受部分中分拣出来。
与设置了喷出喷射空气的喷射嘴的传统喷出装置相比，上述喷出装置由于不需要气源而在成本方面具有很大优点。此外，由于上述喷出装置不需要通常与电线线路交叉的气路，因此其主要由电线线路构成的内部结构非常简单。此外，由于仅需要对电线线路进行维护，因此可以说整个装置所需的维护减少到一半。
然而，由于电磁线圈具有这样的结构往复轴的任一回缩或伸出操作取决于例如卷簧的弹性部件，因此在往复轴的缩回和伸出操作的响应性能上存在局限。基于该原因，在将这种电磁线圈用作喷出装置的情况下，在分拣性能上存在不可避免的局限。
就此而论，本申请的申请人申请了用于粒状物体分拣装置的专利申请(专利申请号为平11-365740)，其中电磁线圈对回缩或伸出操作的响应性能比传统电磁线圈更好，将该电磁线圈用作分拣装置。这种电磁线圈是这样构成的往复轴设有永久磁铁以及另外的环绕往复轴的永久磁铁，以便支承处于非移动状态或浮动态的往复轴，通过由往复轴上的永久磁铁和环绕往复轴的电磁线圈构成的往复装置的开/关作用，引起往复轴回缩或伸出操作。这样，由于往复轴处于非移动状态，因此与通常可得的电磁线圈相比，其改进了往复轴回缩和伸出操作的响应性能。电磁线圈往复轴的端部可拣出或喷出不能接受的粒状物体。
然而，在要被给定电磁线圈(喷出装置)喷出的粒状物体连续流动的情况下，就应注意到，这些粒状物体不会仅因对往复轴回缩和伸出操作响应性能的改进而被喷出。问题在于粒状物体连续流动的空间。在连续的粒状物体之间应存在通过对电磁线圈往复轴的响应喷出两个粒状物体的空间，还存在通过对往复轴的响应不喷出的空间。在后一种情况下，即使第一粒状物体已喷出，由于往复轴的伸出操作不能及时作出而不能使第二粒状物体喷出，由此，这些不能接受的第二粒状物体随可接受的粒状物体一起流动。
因此，本发明的一个目的是提供一种粒状物体分拣装置，其中即使当要被给定喷出装置喷出的粒状物体连续流动时，这些粒状物体也能被适当地喷出，由此与传统装置相比改进并增强了分拣精度。
为解决上述问题，本发明提供了一种粒状物体分拣装置，其中沿从输送被分拣物体的输送装置中释放粒状物体的落点位置处设置有照射装置，用以向粒状物体发射辐射光；光接收装置，用以接收来自己收到照射装置辐射光的粒状物体的光；喷出装置，用以喷出要被喷出的粒状物体；以及其中设置确定装置，用以根据光接收装置的接收光信号确定要喷出的粒状物体；以及驱动电路，用以根据确定装置的喷出信号向喷出装置输出驱动信号。
所述喷出装置设有往复轴，该往复轴处于非移动状态并能在轴向方向线形地伸出或回缩；以及往复装置，用以通过驱动电路的驱动信号使往复轴回缩或伸出，在往复轴端部设置倾斜面，该倾斜面从落点的上游端向往复轴的伸出方向倾斜，并在往复轴的伸出操作过程中使倾斜面击打落点处的粒状物体；并作出以下安排驱动电路向往复装置输出驱动信号，由此当确定要被给定喷出装置喷出的粒状物体为连续时，相应地以这种方式引起往复轴的回缩或伸出操作根据第一(领头的)要喷出的粒状物体伸出往复轴，并在所有第二或随后要被喷出的粒状物体被喷出后进行回缩操作。
喷出装置通过往复轴影响下落粒状物体的喷出，该喷出装置可这样构成往复轴处于非移动状态，这样在往复轴的回缩或伸出操作过程中就不会使往复轴受到由于往复轴移动摩擦引起的任何负载。此外，由于要喷出的粒状物体直接由往复轴排出，因此喷出装置仅具有能喷出粒状物体的压动力就足够了。因此，与传统喷出装置相比，就可以使本发明的喷出装置更加紧凑，该喷出装置需要很小的驱动力。更进一步来说，由于往复装置控制往复轴伸出或回缩，其任何一个伸出和回缩操作都不取决于圈簧，并且往复轴处于非移动或浮动方式，因此该装置可达到与传统空气型喷出器一样好的响应性能，由此能够获得与以前装置相同的生产率，并由于省去了所有气源，所以能提供节省能量的粒状物体分拣装置。此外，在往复轴的最前端部分设置倾斜面，该倾斜面从落点的上游端向往复轴的伸出方向倾斜，在往复轴的伸出操作过程中，倾斜面击打落点处的粒状物体，设置驱动电路，使其向往复装置输出驱动信号，当要被给定喷出装置喷出的粒状物体被确定为连续时，响应要被喷出的第一粒状物体引起往复轴伸出操作，往复轴在喷出随后的粒状物体或要被喷出的物体后进行回缩操作。因此，往复轴倾斜面响应第一粒状物体伸出，这样喷出第一粒状物体，维持伸出状态的往复轴倾斜面通过击打喷出跟在第一粒状物体后面的第二有疵点粒状物体。往复轴在喷出第二粒状物体后执行回缩操作。因此，即使当要被给定喷出装置喷出的有疵点粒状物体连续流动时，也能喷出这些粒状物体，由此提高并增强了谷物分拣精度。此外，与传统往复轴相比由于该往复轴所需的伸出和回缩操作的频率或数量减少，因此其喷出装置的磨损很小。
此外，可这样设置喷出装置在往复轴上设置永久磁铁，并在往复轴周围设置永久磁铁，往复轴处于非移动状态，并通过往复轴上的永久磁铁和位于往复轴周围的电磁感应线圈构成的往复装置的开/关操作，可以影响往复轴的回缩或伸出操作。这样，通过利用往复轴上永久磁铁与环绕往复轴的电磁感应圈之间的排斥作用，可使往复轴的轴承处于非移动状态，通过利用往复轴上的永久磁铁及其周围电磁感应圈的排斥作用/吸引作用，可使往复轴进行回缩和伸出操作。这样，喷出装置自己就能独立地控制回缩和伸出操作。此外，由于回缩和伸出操作处于非移动状态，因此就可在2ms范围内驱动往复轴，该速度相当于传统喷气式喷出装置的响应速度。
通常，将喷出装置设置在粒状物体流动的横向方向使用，该横向方向上设置了多个喷出装置。多个喷出装置优选以之字方式安置。也就是，在以之字方式设置往复轴的地方，即使当一个往复装置占据的区域大于一个粒状物体，也能在横向方向上无缝隙地设置往复轴。这是因为本发明的喷出装置独立地提供了喷出功能，其并不需要例如为片簧的分离部件，由此可以任何希望的方式设置多个喷出装置。
参照附图由下面本发明所述优选实施例的说明中可以清楚本发明的上述和其它的目的、特征和优点，其中

图1是根据本发明粒状物体分拣装置的示意性剖面图；图2是喷出装置的放大的剖面图；图3是表示斜槽与传感元件间关系的示图；图4是表示以之字或交错方式设置喷出装置的示图；图5是以之字或交错方式安置的喷出装置的后视图；图6是表示在粒状物体分拣装置的控制装置中处理CCD传感器的信号的方框图；图7是表示CCD传感器收到的信号及其二进制信号的示图；图8是表示在粒状物体分拣装置控制装置中处理InGaAs传感器的信号的方框图；图9是表示通过图象处理检测到的有色部分图象的示图；图10是表示通过图象处理检测到的米粒轮廓图象的示图；图11是图象处理的流程图；图12是驱动电路示图；图13是驱动电路中局部脉冲信号的时间图；以及图14是表示位于往复轴最前端部分的替换倾斜面示图。
参照图1和2描述根据本发明的粒状物体分拣装置的轮廓图。在此所述的分拣装置是分拣粒状物体中谷物、特别是作为要被分拣原材料的米粒的装置，它能分拣或喷出具有有色部分的米粒或混在米粒中的异物。图1是用图解法表示粒状物体分拣装置1的主要部件及其内部结构设置的剖面图。该装置上部配备米粒供应部分4，并配有斜槽5，米粒供应部分4由振动送料装置2和储槽部件3构成，斜槽5为倾斜板状结构，它将振动送料器装置2供应的米粒输送到预定落点处。然后该斜槽5输送的米粒被释放到下面的光学检测部分6。
光学检测部分6由前面光学检测部分6a和后侧光学检测部分6b构成，这两部分基本上对称于从斜槽5释放的米粒的落点R设置，其以落点R作为中心。前面和后侧检测部分6a和6b分别具有框架部件600a和600b，只有其落点R侧的部分分别由透明板60c和60d构成。在相对于米粒落点处设置的观察点O前方和后方，前面和后侧光学检测部件60a和60b每个都设置可见光接收部件7a、7b和近红外光接收部件8a、8b，可见光接收部件7a、7b配备了作为成像元件的CCD传感器，例如硅(Si)传感器，近红外光接收部件8a、8b配备了由InGaAs元件构成的模拟传感器。可见光接收部件7a、7b和近红外光接收部件8a、8b对应于斜槽5的宽度方向设置。对应于各自的光接收部件也设置了照射荧光灯9a、9b和10a、10b、照射卤素灯11a、11b、以及背景片12a、12b。在背景片12a、12b中设置开口13a、13b，以便不会打断光接收部分8a、8b和观察点O之间的视线。可见光接收部件7和近红外光接收部件8可方便地分别由配备了众所周知的聚光镜的广角摄象机构成。
在光学检测部件6下部沿米粒落下的方向设置分拣部件15，在斜槽5的宽度方向设置多个喷出装置16，每个喷出装置都具有对应于米粒落点R能回缩和伸出的往复轴。每个喷出装置16设有能引起往复轴16a回缩和伸出的电磁感应线圈17a和17b(往复装置的一部分)和安装在往复轴16a上的永久磁铁60a和60b(往复装置的一部分)。电磁感应线圈17a和17b连接到驱动电路18上，驱动电路18控制电磁感应线圈17a和17b。
光接收部件7和8通过后面将说明的控制单元20连接到驱动电路18上，由控制部件20处理通过光接收部件7、8接收的米粒或外异物的信号。当检测到具有有色部分的有疵点米粒或异物时，这些检测结果传送到驱动电路或装置18。驱动电路18输出驱动信号(伸出信号或回缩信号)，以便通过改变向相应喷出装置16的任何一个电磁感应线圈17a和17b的电力供应使往复轴伸出或回缩。随着驱动电路18的运行，由往复轴16a的伸出操作弹出的有疵点米粒或异物从谷物落点R处喷出，并通过不能接受物体的出口22被排到装置外面。另一方面，可接受的谷物、即未被弹出的谷物沿米粒落点从可接收物体出口23被排到外面。
下面参照图2描述喷出装置16。图2(a)为配置装置16的纵向剖面图16。在轴16a上安装了两块永久磁铁60a(N极)和60b(S极)，这两块永久磁铁之间具有预定空间，它们是以其外磁极极性彼此不同的方式设置的。以这种方式设置两块分别环绕永久磁铁60a和60b的永久磁铁61a(N极)和61b(S极)在永久磁铁61a和60a之间以及61b和60b之间分别产生排斥力。这样，往复轴16a以悬浮方式受到支承。在永久磁铁61a和61b之间设置了围绕轴16a的电磁感应线圈17a和17b。电磁感应线圈17a和17b以这种方式与电源相接当对其进行供电时，这两个电磁感应线圈中的电流流动方向彼此相反。通过改变对电磁感应线圈17a和17b的供电电流方向，并通过使相应电磁感应线圈17a和17b周围产生的磁极作用到永久磁铁60a和60b上，轴16a基于电磁感应线圈17a、17b磁极与永久磁铁60a和60b的磁极之间的吸引和排斥力在轴向方向上执行回缩和伸出操作。在此，附图标记62、63、64、65、66和67表示隔板。
在往复轴16a的最前端设置从谷物落点R的方向看为方形的喷出板68。该喷出板68相对于谷物落点R倾斜预定角度α。更准确地说，相对于落点R的喷出板68上游部分(即图2中喷出板68的上部)朝喷出装置16的主体侧设置，而相应于落点R的喷出板68下游部分(即图2中喷出板的下部)朝往复轴16a伸出的前端设置。喷出板68接触面(倾斜面)68a的表面积范围为要被分拣的粒状物体的60％到80％。这样，因为喷出板68仅可能击打或弹出要被喷出的有疵点粒状物体，因此避免了喷出在这些有疵点物体周围的可接受粒状物体。喷出板68的材质可以是橡胶或例如聚氨酯泡沫材料的泡沫材料，这些泡沫材料能吸收粒状物体的冲击力。然而，有必要使喷出板68对下落的粒状物体施加压力，该压力应使下落粒状物体基于往复轴16a的回缩和伸出操作能被有效地喷出。也可由喷出板68构成倾斜面68a，该喷出板68设置在往复轴16a的最前端。此外，可通过简单地构成倾斜形状的往复轴16a最前端(见图14)来构成倾斜面68a。
下面，参照附图2(b)、图2(c)和图12描述驱动喷出装置16的驱动电路18结构和喷出装置16的操作，其中驱动电路设置在控制装置20(后面描述)内。如图12所示，按以下方式构造驱动电路18。单触发电路(单稳态多谐振荡器)70和延迟电路71连接到或门72的输入端，或门72的输出端连接到异、-或门73的一个输入端、转换器(inverter)74、与门75的一个输入端和转换器(inverter)76。转换器74通过延迟电路77与异—或门73的另一个输入端相接。该EX-OR门73的输出端通过转换器78(inverter)和与门75的另一个输入端和与门79的一个输入端相接。转换器76与AND门79的另一个输入端相接。与门75与延迟电路80相接，以及与门79与延迟电路81相接。此外，延迟电路80与喷出装置16的电子开关(FET场效应晶体管)82相接，而延迟电路81与喷出装置16的电子开关(FET场效应晶体管)83相接。电子开关82和83分别与电磁感应线圈17a和17b相接。
当将喷出信号从输入和输出电路33(后面描述)输出到上述结构的驱动电路18时，喷出信号输入到单触发电路70和延迟电路71。单触发电路70和延迟电路71的输出信号分别输入或门72，或门72输出如图13(a)所示的高平信号。该高电平信号向前到异—或门73、转换器74、与门75和转换器76。
高电平信号在转换成低电平信号后向前通过延迟电路77到达异—或门73。异一或门73在其输入端接到由延迟电路77输出的低平信号和或门72的高电平信号，然后它输出如图13(b)所示的两个低电平信号。这两个低电平信号通过转换器78转换成高电平信号，转换后的高电平信号向前到达与门75和与门79。与门75在输入端接到从或门72输出的信号，转换器78输出如图13(d)所示的高电平信号(伸出信号)。转换器76转换或门72输出的信号，并将转换后的信号(如图13(e)所示)向前输出到与门79。与门79在其输入端接到由转换器78和转换器76输出的信号，并输出如图13(f)所示的高电平信号(回缩信号)。
从与门75输出的高电平信号(伸出信号)向前到达延迟电路80。在延迟电路80中，考虑到光接收部件与往复轴16a之间的距离和其它条件要提前设定预定延迟时间，以便在往复轴16a伸出时喷出板68能击打有疵点粒状物体的中心。检测有疵点物体中心的方法在后面描述。在上述延迟时间过后，延迟电路80向电子开关82输出高电平信号(伸出信号)。高电平信号(伸出信号)打开电子开关82，由此电流流入电磁感应线圈17a。该电流使电磁感应线圈17a产生磁极，其极性如图2(b)所示。根据电磁线圈17a与往复轴16a上的永久磁铁60a、60b磁极之间的吸引和排斥作用，往复轴16a伸出。
如图13(f)所示，从与门79输出的高电平信号(回缩信号)与从与门75输出的高电平信号(伸出信号)存在一定延迟时间，该高电平信号(回缩信号)向前到达延迟电路81，在与已设定到延迟电路80的延迟时间相同的延迟时间过后，该延迟电路81将高电平信号向前输出到电子开关83。响应该高电平信号(回缩信号)，电子开关81打开(导通状态)，由此电流流入电磁感应线圈17b中。基于该电流，在电磁感应线圈17b中产生如图2(c)所示的磁极，由此通过上述磁极与往复轴16a上的永久磁铁60a、60b之间的吸引/排斥作用，往复轴16a回缩。这样基于伸出和回缩信号根据相应电磁感应线圈17a和17b的开/关控制，往复轴16a能伸出和回缩。
下面描述处于要被给定喷出装置喷出的粒状物体连续流动状态下的驱动信号(伸出和回缩信号)。当单触发电路70输出一个与一个有疵点谷粒对应的脉冲信号时，如果有下一个喷出信号进入该单触发电路70，则该单触发电路70从该时刻起继续输出与一个谷粒对应的脉冲。由此，从或门72输出的信号成为与两个谷粒对应的较长持续信号，以便在对应于第二个有疵点谷粒的末端时刻输出回缩信号。这样，对于两个连续流动的有疵点粒状物体，往复轴16a伸出遇到第一粒状物体，由往复轴16a的倾斜面68a喷出第一粒状物体，而跟在该第一粒状物体后面的第二粒状物体由于处在伸出状态中的往复轴16a的倾斜面68a的击打也被喷出。往复轴16a在喷出第二粒状物体后回缩。即使在需要喷出三个或四个粒状物体时，通过往复轴的一套伸出和回缩动作也能类似地喷出这些粒状物体。
由于往复轴16a处于非移动状态，因此喷出装置16不会受到往复轴回缩和伸出过程中与任何其它部件的摩擦，由此保证了极好的响应性能。根据测试结果，往复轴16a的操作时间在0.6ms和0.9ms之间，这等于或稍好于空气式喷出机的操作时间。因此，即使省略了气源，也可以获得具有较好响应性能的喷出机。
图3是从斜槽5正面观察的放大图解示图，它表示谷物在斜槽5上流动的宽度方向上设置的斜槽5、光接收部件7、往复轴16a和喷出板68。为简化说明，将斜槽5表示为在给定宽度上分成多个部分，将往复轴16a分配给斜槽5的每个部分。这也可以利用普通公知的技术使用平板而不是划分组来配置。在物体是米粒的情况下，如果谷粒长度假定为5mm，则喷出板68的长度L1优选为4mm的等级。喷出板68的横向长度L2优选为3mm的量级。在说明性实施例中，一块光接收部件7由六(6)个光接收传感元件组成，而一(1)个往复轴16a分配有四(4)个这样的块。也就是，所示例子涉及设置24元件，这24个元件能接收来往在斜槽5一个部分上流动的米粒的光线。换句话说，对于每个往复轴16a，在横向方向上有二十四(24)个成象元件。对米粒进行摄像时，在垂直于米粒流动方向的方向上对米粒进行扫描。
在此，参照图4和5对基于图1所示设置的喷出装置16作一些附加说明。优选的是可这样设置位于往复轴16a最前端部分的喷出板68喷出板连续设置，使其在米粒流动的宽度方向上不留缝隙。类似图1中的上下排列设置，如图4(a)所示，能以之字或交错排列方式按希望的那样设置喷出装置16(取决于它们的尺寸(外径))。图4(a)表示从与观察图3时相同的方向观察视图时的相同视图。如图4(b)所示，这样就能理想地设置喷出板而不会留下缝隙。
象参照图3所作的附加说明那样对其作进一步说明。当谷粒落到标记V的位置时，引起标记Z处的往复轴操作。当谷粒落到标记W的位置时，引起标记X和Y处的两个往复轴操作。由将在后面描述的控制单元20作出判断。
如图5所示，从图1中所示的一侧观察这些设置时，上排和下排的单个喷出装置16在竖直方向上彼此交差(deviate)。可这样设置从驱动电路18输出的驱动信号向上排喷出装置16输出伸出/回缩信号的时刻与向下排喷出装置16输出伸出/回缩信号的时刻彼此不同。即，考虑到上排喷出装置和下排喷出装置的位置偏差，在每个延迟电路80、81中设定延迟时间。这样，该时刻与谷粒从上面落下的时刻相符，同时通过往复轴16a的伸出/回缩操作喷出有疵点/外来的谷粒，而对于可接受的谷粒，往复轴16a对这些谷粒不起作用而使其通过。在该情况下，正如已描述的，由于喷出板68相对于落点R倾斜预定角度α，因此即使在有疵点/外来谷粒以不同于任何在先或随后的有疵点/外来谷粒的方向取向时，被喷出板68击打的任何有疵点/外来谷粒也能以倾斜向下的方向从落点R(如图5中的箭头A所示)处稳定弹出。
下面参照图6和7描述控制单元20，该控制单元处理从光接收部件7、8输出的信号。控制单元20配有比较器25，该比较器具有与轮廓电平(contourlevel)对应的阈值；比较器26，具有与相对亮或淡颜色对应的阈值(第一电平)；比较器27，具有与相对暗或深色对应的阈值(第二电平)；图象处理板28，它能对每个比较器的信号进行图象处理；以及已经提到的驱动电路18，它接收根据图象处理板28的输出信号输出的分拣信号(有疵点物体信号)。对于其它部件，例如图象存储器30和存储处理程序的存储器电路31，它们都属于通用设计内容，在此就不再描述其详细内容。此外，由于能以多种方式设计作为运算和控制单元的CPU32和用于该CPU的输入/输出(I/O)电路33，例如对于单独控制处理步骤或利用一个CPU以批处理方式控制这些步骤，因此在此只详细描述一个示例而不说明其详细内容。
控制单元20接到多个从光接收部件7的CCD传感器输出的图象信号。图象信号输入比较器25、26、27，并通过各自的阈值进行二值化。在二进制信号中，比较器26、27的信号受到图象处理板28中有疵点(defective)检测电路40的有疵点检测处理，以便确定存在或不存在任何有疵点物体信号。当检测到存在有疵点物体信号时，在中心检测电路41中进行中心检测处理。省略了中间细节的说明，图7(a)表示对应于一个米粒的从CCD传感器输出的数字信号。该示例表示这样一种情况在一个米粒中存在大尺寸的相对亮色部分和小尺寸的相对深色部分。图7(a)表示一起示出了三个不同比较器阈值电平的示例。当如图7(a)中所示信号输入到每个比较器25、26、、27中后，从比较器25、26、27输出的信号分别成为图7(b)、7(c)、7(d)中举例说明的二进制信号。这些二进制信号连续存储在图象处理板28的图象存储器30中。尽管将比较器25、26、27表示为分离电路，但也可以编排程序以便在图象处理板28上执行类似的处理。
当输出是通用InGaAs传感器中的模拟信号时，如果设置了如图8所示的模拟/数字转换电路50，则在使用控制单元20时就能进行信号处理。然而，在该情况下，所用比较器51为将分拣异物的阈值设定为第四值(即玻璃、树脂和小石子)的比较器。此外，为检测外物的轮廓电平，使用为该目的而提前设定了阈值的比较器52，与上面方式类似，将二进制信号用作确定物体轮廓的信号。
在下文中，参照图9到图11描述图象处理过程。至于从CCD传感器7输出的数据(例如，平行输出的12位)，将它门重新排列成串行数据并转换成8位。由比较器26、27中提前设定的有色部分阈值(第一电平和第二电平)和轮廓阈值(步骤201，202，301)对CCD传感器7的这样转换后的数据进行二值化。图9(a)表示通过多次扫描和第一电平二值化后获得的部分数据的示例。类似地可获得第二电平二值化的数据。
下面，描述在图象处理板28上进行的信号处理过程。由提前在图象处理板28的存储器电路31中存储的程序执行该处理。将确定米粒有疵点的条件设定为下文中被具有第一电平的比较器26二值化的数据的图象处理中的初始设定。即，将扫描方向上(水平方向)的连续图象元素数目设定为3，将流动方向(竖直方向)上的连续图象元素数目设定为2。当用于图9(a)中的谷粒时，在第m次扫描时连续图象元素数目为4，在(m＋1)次扫描时为7，在第(m＋2)次扫描时为5，这样，在这三次扫描中任一个的图象元素数目都超过了初始设定时在水平方向上设定的连续图象元素数目3，这表示有疵点谷粒。此外，其也超过了初始设定时在竖直方向上设定的连续图象元素数目2，这样将检测到的集合图象元素判定为表示有疵点谷粒(步骤203)。此外，在示例图9(b)中，水平方向上n次扫描时连续图象元素的数目为3，这没有超过水平方向上初始设定的连续图象元素为3的数量。在该情况下，在竖直方向没有出现连续的图象元素，因此就没有将该图象元素的集合体判定为有疵点谷粒的图象元素，并取消这些图象元素。由于比较器27的阈值不同于第一电平阈值以及图象元素为更深颜色，因此迅速并直接地将从第二电平比较器27二值化的数据中检测到的有疵点谷粒图象元素判定为有疵点。
如图10(a)和图10(b)所示，在处理有色部分二进制数据的同时执行米粒的轮廓电平处理。图10(a)表示通过设定了轮廓电平的比较器25获得的信号。即，该信号是在米粒轮廓信号基础上执行的简单二进制处理信号(步骤301)。随后执行轮廓的缩小处理。如图10(b)所示，对于缩小处理，是在竖直方向上一个图象元素接一个图象元素地均匀删除周围或外围的图象元素(步骤302)。接着，如图10(c)所示，在水平方向上三个图象元素接三个图象元素地均匀删除周围或外围的图象元素(步骤303)。可任意设定删除图象元素的数目，不需要利用此处所用的值。通过该处理，就可能通过将一个米粒图象从其它米粒图象中分离出来，从而使该米粒轮廓清楚起来。
如图10(d)所示，将根据步骤201、203中有色部分检测到的图象元素(图9(a))与根据步骤303中获得的米粒轮廓图象元素(图10(c))进行叠加，使整个有色谷粒的轮廓更加清楚(步骤304)。
接着类似于图3所示，其中，沿往复轴16a的横向宽度将光接收部件7的多个传感元件以这种方式分配将六(6)个传感器元件作成一区块(1)，然后将四(4)个区块作成一个(1)组，在图象处理过程中，将六(6)个图象元素与往复轴16a一起作成一个(1)区块，这样将整个结构转换成区块装置。然后，即使在一个(1)区块中六(6)个图象元素内存在一个有疵点谷粒，也可利用放大处理将整个所涉及的区块处理成有疵点谷粒区块(步骤305，图10(e))。
下面描述对物体中心位置的检测。根据图10(e)的数据，通过导通每个具有上下排区块数据的区块数据的或操作以放大数据、并通过对经放大数据的模式匹配，在水平方向上进行中心位置检测。当水平方向上存在偶数个数据时，将位于中心的两(2)个区块作为中心，而当具有奇数个数据时，将位于中心的一(1)个区块作为中心(步骤306，图10(f))。根据图10(e)的数据，通过导通每个具有左右区块数据的区块数据的或操作以放大数据、并通过对经放大数据的模式匹配，在竖直方向上进行中心位置检测。当竖直方向上存在偶数个数据时，将位于中心的两(2)个区块作为中心，而当具有奇数个数据时，将位于中心的一(1)个区块作为中心(步骤307，图10(g))。对水平方向和竖直方向上获得的中心位置进行与操作，并获得图10(g)中所示的位于中心的四(4)个区块(网格图形区块)(步骤308)。一旦获得了中心位置区块，就能确定包含这些区块的组(图10(h))，并确定了与该组相对应的喷出装置16。喷出信号输出到与喷出装置16相连的驱动电路18(步骤309)。
以这种方式输出信号如图10(g)所示，与存在上面所得中心区块的组相对应的往复轴16a回缩并伸出，由此当一个组中出现中心区块时，就确定了该组。然而，当中心区块在水平方向上跨接两(2)个组时，与该两(2)个组相对应的两(2)个往复轴16a都回缩并伸出。
上面已经主要描述了对光接收部件7所接收的CCD传感器的信号处理。如果传感器是能获得适当分辨率的传感器，则可类似地对光接收部件8所接收的InGaAs的信号进行处理。对于异物检测，可通过设定了第四轮廓电平的比较器51的二值化操作来确定异物的存在，并通过设定了轮廓电平的比较器52确定轮廓。此外，可根据异物种类将第四电平比较器51作出的二进制数据作为轮廓数据。这是考虑到不象CCD传感器检测到的有色部分中那样，该有色部分中没有多个亮度和深度级。
如上所述，传感器的分辨率已经提高，这样能够检测各种尺寸的有色部分，并能通过确定图象元素的数目确定有色部分的尺寸。由此，通过提高分辨率不仅可以增强对浅色有疵点部分的检测精度，而且也能通过计算图象元素来确定尺寸。由此通过提高分辨率可产生有益效果。
通过检测粒状物体的轮廓、并通过将有疵点部分的图象元素叠加成成为粒状物体轮廓的图象元素集合体，可将存在有疵点图象元素的粒状物体识别为有疵点粒状物体，并可确定中心位置处的图象元素而不管有疵点粒状物体图象元素的集合中有疵点部分的图象元素位置。这样，不同于传统分拣过程中分拣操作要取决于有疵点部分的图象元素，其输出与所确定的有疵点粒状物体的中心位置相对应的、作用在有疵点粒状物体中心位置上的分拣信号，对有疵点粒状物体的中心位置实施分拣操作而不管有疵点部分的位置，这样能保证仅喷出一个有疵点粒状物体，而不管粒状物体中存在有疵点粒状物体的有疵点部分。
喷出装置通过往复轴影响下落粒状物体的喷出，该喷出装置可这样构造往复轴处在非移动状态，这样在往复轴的回缩或伸出操作中就不可能使往复轴受到由往复轴的移动摩擦力引起的任何负载。该装置能够达到与传统喷气型喷出机一样好的响应性能，由此能得到与以前机器相同的生产率，并由于省去了所有气源而能提供节能的粒状物体分拣装置。此外，在往复轴的最前端部分设置了从落点上游侧向往复轴的伸出方向倾斜的倾斜面，在往复轴的伸出操作过程中倾斜面击打落点处的粒状物体，并安排驱动电路向往复装置输出驱动信号，这样当确定了要被给定喷出装置喷出的粒状物体为连续时，响应要被喷出的第一粒状物体引起往复轴的回缩或伸出操作，在喷出了要被喷出的随后粒状物体后往复轴回缩。这样，往复轴响应第一粒状物体而伸出，其倾斜面喷出第一粒状物体，跟随第一粒状物体后面的第二粒状物体受到处于伸出状态的往复轴的倾斜面的击打而被喷出。往复轴在喷出第二粒状物体后执行回缩操作。因此，即使当要被给定喷出装置喷出的粒状物体连续流动时，这些粒状物体也能被喷出，由此提高并增强了谷物分拣精度。
虽然通过优选实施例描述了本发明，但可以理解的是此处所用的文字仅是说明性的而不是限制性的文字，在所附的权利要求书的范围内可进行变换而不会脱离权利要求书所限定的本发明的实际范围。
权利要求
1.一种粒状物体分拣装置(1)包括输送装置(5)，用以输送被分拣的粒状物体；照射装置(9a、9b、10a、10b、11a、11b)，用以向所述输送装置(5)中释放出来的所述粒状物体辐射光；光接收装置(7a、7b、8a、8b)，用以接收来自己接收到所述照射装置的辐射光的粒状物体的光，所述输送装置、所述照明装置以及所述光接收装置设置在沿所述输送装置(5)释放粒状物体的落点(R)的位置；确定装置(20)，用以根据从所述光接收装置接收的光信号确定每个粒状物体是否要被喷出，并输出要被喷出物体的喷出信号；驱动电路(18)，用以根据从所述确定装置输出的所述喷出信号输出驱动信号；以及喷出装置(16)，用以喷出要被喷出的粒状物体，所述喷出装置包括往复轴(16a)和往复装置(60a、60b、17a、17b)，往复轴处于非移动状态，并且能在轴向方向上线性地伸出或回缩，往复装置通过所述驱动电路(18)的所述驱动信号引起往复轴(16a)回缩或伸出，所述往复轴(16a)在最前端部分具有从落点上游侧向往复轴的伸出方向倾斜的倾斜面(68a)，所述倾斜面(68a)适合于在往复轴的伸出操作过程中击打落点处的粒状物体，所述驱动电路设置成能向往复装置(17a、17b)输出驱动信号，这样当要被给定喷出装置喷出的粒状物体被确定为连续时，响应要被喷出的第一粒状物体引起往复轴(16a)伸出操作，在喷出随后的粒状物体或要被喷出的物体后发生回缩操作。
2.根据权利要求1所述的分拣装置，其中所述喷出装置(16)可这样构造通过所述往复轴(16a)上设置的永久磁铁(60a、60b)和围绕所述往复轴的永久磁铁(61a、61b)使所述往复轴(16a)处于非移动状态，通过由所述往复轴上设置的永久磁铁(60a、60b)和围绕所述往复轴的电磁感应线圈(17a、17b)构成的往复装置的开/关转换使所述往复轴(16a)伸出或回缩。
3.根据权利要求1所述的分拣装置，其中在粒状物体流动的宽度方向上以之字或交错排列方式设置多个所述喷出装置(16)。
4.根据权利要求1所述的分拣装置，其中喷出装置(16)的所述倾斜面(68a)的表面积为一个被分拣粒状物体的60％和80％之间范围。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述倾斜面(68a)的形状从正面看为方形。
全文摘要
通过往复轴(16a)上的永久磁铁(60a、60b)和围绕往复轴的永久磁铁(61a、61b)使喷出装置(16)的往复轴(16a)处于非移动状态。往复轴(16a)通过往复部件(17a、17b、60a、60b)而线性地伸出和回缩,往复部件(17a、17b、60a、60b)利用驱动电路(18)的驱动信号引起往复轴(16a)往复。在往复轴(16a)的最前端部分设置倾斜面(68a)。当要被喷出的粒状物体连续流动时,响应要被喷出的第一粒状物体发生伸出动作,在喷出了要被喷出的后面粒状物体后进行回缩动作。
文档编号B07C5/36GK1332040SQ01124918
公开日2002年1月23日 申请日期2001年6月16日 优先权日2000年6月16日
发明者佐竹觉, 福森武 申请人:株式会社佐竹制作所