专利名称：一种智能化的果蔬自动分选机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种智能化的果蔬自动分选机，尤其涉及一种基于机器视觉的对果蔬进行分级设备。
背景技术：
通过对果蔬等级处理，使得高品质的果蔬进入消费市场，提高果蔬商品价值。而传统分级机器的对果蔬性能检测指标具有局限性，大多停留在对果蔬体积重量大小的检测， 并且检测精度和分选速度低，检测方式易损果蔬，适应性差，而造成外伤。
发明内容本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能化的果蔬自动分选机， 对果蔬进行多项指标的检测，实现多等级的分选，并且以免造成果伤，提高分选效率和分选精度。本实用新型的技术方案如下一种智能化的果蔬自动分选机，其特征在于它包括传动动力机构，分级出料机构，视觉机构，图像处理系统和设备控制系统；传动动力机构的动力由3个后端大链轮、2个前端链轮、1个后端小链轮、链条、减速电机提供；橡胶轮、翻板固定在链条上；分级出料机构是独立拆卸货或组装的模块化装置，分级出料结构可由上下两个机架连接板、导轨连接板、导向槽连接板相互连接；光电传感器安装在分级出料机构上，通过检测橡胶轮一方面给设备控制系统提供脉冲触发工业相机采集图像，另一方面给设备控制系统提供脉冲，根据脉冲计次按等级触发电磁铁工作，使翻板抬起将果蔬进入出料斗中；视觉机构内的工业相机采集的图像，通过图像采集卡提供给图像处理系统，经过图像处理，把不同等级果蔬的信息，通过串口线传递给设备控制系统。1)传动动力机构包括后端大链轮，链条，橡胶轮，翻板，支架，后端小链轮，轮轴，减速电机，前端大链轮；轮轴连接双通道的橡胶轮，橡胶轮和翻板由支架连接，并且通过支架与链条固定；后端大链轮，链条后端小链轮和减速电机，前端大链轮带动橡胶轮和翻板按照同一方向共同运动。2)分级出料机构属于可拆卸模块化的装置，包括机架连接板，导轨连接板，导向槽连接板，导轨， 导向槽，出料斗，电磁铁，滑道，跳板，固定底板，光电传感器；根据设备分级需要可由若干个分级出料机构通过机架连接板，导轨连接板，导向槽连接板将每部分分级出料机构相连接； 导向槽为橡胶轮和链条提供支撑滑动轨道；电磁铁固定在滑道上，当设备分级时，设备控制系统将电磁铁吸合，跳板和滑道接触，跳板把翻板引入滑道上，此时翻板抬起，将果蔬送入出料斗；最后等级出料机构的跳板和滑道连接在一起，最后等级水果传送过来后，直接由翻板送入果蔬出料斗中。3)视觉机构包括工业相机，相机调节板，遮光罩，灯座侧板，灯座调节板，荧光灯管，遮光板；调节相机调节板来改变工业相机的视场；调节灯座调节板来调节光源的明亮；遮光板可以遮住光源，工业相机利用遮光罩提供的光源给水果拍照；荧光灯管均勻的分布在灯座侧板上；光电传感器检测橡胶轮的通过，给设备控制系统提供脉冲触发工业相机采集图像。4)图像处理系统包括工控机，图像采集卡，图像处理软件；工控机通过
4图像采集卡获得图像，再由图像处理软件对图像进行处理，将通过工控机将等级信息传递给设备控制系统执行分级命令。安装在工控机上的图像处理软件能对果蔬图像进行分析处理，并且根据处理结果实时传输信号给设备控制系统，使水果能够按照大小、形状、颜色、纹理、缺陷等外部特征进行自动分级。
本实用新型的有益效果是能按照果蔬大小、外部形状、表皮颜色、表面纹理、外部缺陷等外部特征，利用设备控制系统实现高效率自动分级，机械结构简单实用，实现每小时12000个检测效果，并且果蔬无损伤。
图1是本实用新型的结构原理图；图2是传动动力机构示意图；图3是分级出料机构示意图；图4是视觉机构示意图；图5是苹果图像处理和分级过程示意具体实施方式
如图1所示包括传动动力机构(1)，分级出料机构(2)，视觉机构(3)，图像处理系统(4)和设备控制系统(5)；传动动力机构(1)提供为设备提供传动输送，通过机架连接板 (2.1)，导轨连接板(2. 2)，导向槽连接板(2. 3)，导向槽(2. 5)实现自我连接并与分级出料机构(2)连接；电磁铁(2. 7)和光电传感器(2. 11)固定在分级出料机构上，并通过电缆与设备控制系统(5)连接；视觉机构(3)安装在传动动力机构(1)第一等级前端的正上方， 工业相机(3. 1)通过电缆与图像采集卡(4. 2)和设备控制系统(5)连接；图像处理系统(4) 通过串口线与设备控制系统(5)连接，图像采集卡(4. 2)安装在工控机上(4. 1)，图像处理系统(5)内部置有图像处理软件(4. 3)。安装在图像处理系统(5)上的图像处理软件(4. 3)果蔬图像进行分级处理，并且根据处理结果实时传输信号给设备控制系统，使水果能够按照大小、形状、颜色、纹理、缺陷等外部特征进行自动分级。
权利要求1.一种智能化的果蔬自动分选机，其特征在于它包括传动动力机构(1)，分级出料机构(2)，视觉机构(3)，图像处理系统(4)和设备控制系统(5) ；1)传动动力机构(1)的动力由3个后端大链轮(1. 1)、2个前端链轮(1. 11)、1个后端小链轮(1.6)、链条(1.2)、减速电机(1. 8 )提供；橡胶轮(1. 3 )、翻板(1. 4 )固定在链条(1. 2 )上；2 )分级出料机构(2 )是独立拆卸货或组装的模块化装置，分级出料机构(2)可由上下两个机架连接板(2. 1)、导轨连接板(2. 2)、导向槽连接板(2. 3)相互连接；光电传感器(2. 11)安装在分级出料机构(2)上，通过检测橡胶轮(1. 3) 一方面给设备控制系统(5)提供脉冲触发工业相机(3. 1)采集图像， 另一方面给设备控制系统(5)提供脉冲，根据脉冲计次按等级触发电磁铁(2. 7)工作，使翻板(1.4)抬起将果蔬进入出料斗(2. 6)中；3)视觉机构(3)内的工业相机采集的图像，通过图像采集卡提供给图像处理系统(4)，经过图像处理，把不同等级果蔬的信息，通过串口线传递给设备控制系统(5)。
2.根据权利要求1所述的一种智能化的果蔬自动分选机，其特征在于所述的传动动力机构(1)包括后端大链轮(1. 1)，链条(1.2)，橡胶轮(1.3)，翻板(1.4)，支架(1.5)，后端小链轮(1.6)，轮轴(1.7)，减速电机(1.8)，前端大链轮(1.9)；轮轴(1.7)连接双通道的橡胶轮(1.3)，橡胶轮(1.3)和翻板(1.4)由支架(1.5)连接，并且通过支架(1.5)与链条 (1.2)固定；后端大链轮(1. 1)，链条(1.2)后端小链轮(1.6)和减速电机(1.8)，前端大链轮(1. 9)带动橡胶轮(1. 3)和翻板(1. 4)按照同一方向共同运动。
3.根据权利要求1所述的一种智能化的果蔬自动分选机，其特征在于所述的分级出料机构(2)属于可拆卸模块化的装置，包括机架连接板(2. 1)，导轨连接板(2. 2)，导向槽连接板(2. 3)，导轨(2. 4)，导向槽(2. 5)，出料斗(2. 6)，电磁铁(2. 7)，滑道(2. 8)，跳板 (2. 9)，固定底板(2. 10)，光电传感器(2. 11)；根据设备分级需要可由若干个分级出料机构 (2)通过机架连接板(2. 1)，导轨连接板(2. 2)，导向槽连接板(2. 3)将每部分分级出料机构 (2)相连接；导向槽(2. 5)为橡胶轮(1. 3)和链条(1. 2)提供支撑滑动轨道；电磁铁(2. 7) 固定在滑道(2. 8)上，当设备分级时，设备控制系统(5)将电磁铁(2. 7)吸合，跳板(2. 9)和滑道(2. 8)接触，跳板(2. 9)把翻板(1.4)引入滑道(2. 8)上，此时翻板(1.4)抬起，将果蔬送入出料斗(2. 6)；最后分级出料机构(2)的跳板(2. 9)和滑道(2. 8)连接在一起，最后等级水果传送过来后，直接由翻板(1.4)送入果蔬出料斗(2. 6)中。
4.根据权利要求1所述的一种智能化的果蔬自动分选机，其特征在于所述的视觉机构(3)包括工业相机(3. 1 )，相机调节板(3. 2)，遮光罩(3. 3)，灯座侧板(3.4),灯座调节板 (3. 5)，荧光灯管(3. 6)，遮光板(3. 7)；调节相机调节板(3. 2)来改变工业相机(3. 1)的视场；调节灯座调节板(3. 5)来调节光源的明亮；遮光板(3. 7)可以遮住光源，工业相机(3. 1) 利用遮光罩(3. 3)提供的光源给水果拍照；荧光灯管(3. 6)均勻的分布在灯座侧板(3. 4) 上；光电传感器(2. 11)检测橡胶轮(1. 3)的通过，给设备控制系统(5)提供脉冲触发工业相机(3. 1)采集图像。
5.根据权利要求1所述的一种智能化的果蔬自动分选机，其特征在于所述的图像处理系统(4)包括工控机(4. 1)，图像采集卡(4. 2)，图像处理软件(4. 3);工控机(4. 1)通过图像采集卡(4. 2)获得图像，再由图像处理软件(4. 3)对图像进行处理，将通过工控机(4. 1)将等级信息传递给设备控制系统(5)执行分级命令。
专利摘要本实用新型公开了一种基于机器视觉的智能果蔬分级设备，由传动动力机构、分级出料机构、视觉机构、图像处理系统和设备控制系统五部分组成。传动动力机构的链轮、链条、减速机为系统提供传动动力，带动翻板和橡胶轮同步运动；分级出料机构是独立模块，可以根据分选等级需要增加或者减少；视觉机构在传动动力机机构前端的正上方，由设备控制系统触发工业相机工作，图像处理系统通过图像采集卡获取图像，并对图像进行处理；经过图像处理系统的软件分析，将识别出的等级信号通过串口线传递给设备控制系统，由设备控制系统实现果蔬的分级出料。本实用新型能够实现双通道高速在线图像检测以识别果蔬级别，具有精度高、适应强、效率高、设备结构简单实用的特点。
文档编号B07C5/342GK202015697SQ20102052108
公开日2011年10月26日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者任永新, 单忠德, 张静, 战丽, 杨鲁义 申请人:机械科学研究总院先进制造技术研究中心