一种类球形农产品输送分级装置及其控制方法与流程

本发明涉及农产品品质无损检测技术领域，尤其涉及一种类球形农产品输送分级装置及其控制方法。

背景技术：

农产品品质是影响其消费价格的一个重要因素，在农产品收获后对其品质进行无损检测是确保良好质量的农产品能够流入市场的重要步骤。不同品质的农产品混合销售，降低了整体质量，甚至将其视为低品质农产品影响销售，从而造成经济损失，因此对农产品品质高低进行分拣有着必然的需求。

在农产品收获分拣过程中利用自动分级设备对进行农产品品质进行鉴别分类可以节省人力物力以提高效率，利于后期的销售或加工使用，从而提高农产品生产销售从业者的利润。目前，我国的农产品品质分级无损检测技术和水平仍比较落后，更缺乏相应的商品化处理设备。因此，发展农产品品质分级装备的研发，对于满足市场需求，提高农产品销售以及种植者收入有着很大的意义。

随着技术的进步，农产品分级技术越来越先进，逐渐向智能化发展。农产品品质在线输送与分级设备主要包括输送装置和分级执行机构装置。如何在实现农产品的输送的同时高效实现农产品品质分级是在线输送与分级设备的设计难点。机器视觉是一种重要的无损检测方法，它可以克服通过人的感官进行评价时缺乏客观性和准确性的弊端，现有研究表明该技术可以实现农产品内部品质无损检测，可应用于农产品品质分级。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种类球形农产品输送分级装置及其控制方法，实现自动无损检测和分级，提高工作效率。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种类球形农产品输送分级装置，包括一机架、设置于机架上用于横向传输类球形农产品的输送机构、设置于输送机构上用于驱动类球形农产品自动翻转的滚动机构和设置于输送机构旁侧且位于滚动机构后方的分级机构；所述输送机构的始端上方还设有一用于对类球形农产品进行计数的红外光电传感器，所述滚动机构上方设有一用于采集类球形农产品外部信息的图像采集机构。

进一步的，所述输送机构包括一分别转动设置于机架左右两端的从动轴和主动轴，所述主动轴经一V带与电机连接；所述从动轴和主动轴分别套设有从动链轮和主动链轮，所述从动链轮和主动链轮上绕设有一链条，所述链条上等间隔固定有若干链接板，每个链接板分别设有一用于放置农产品的滚子托盘。

进一步的，所述滚子托盘由一转动杆和转动套设于转动杆上的凹形滚筒组成，所述转动杆固定于所述链接板上。

进一步的，所述滚动机构包括设置于链接板与滚子托盘之间的摩擦带，所述摩擦带固定于所述链接板上，并且与所述滚子托盘底部相贴合，所述图像采集机构包括一设置于滚子托盘上方的采集支架、设置于采集支架上的图像采集模块，所述采集支架与所述机架固定连接。

进一步的，所述分级机构包括若干个分别设置于两相邻滚子托盘之间的拨杆，若干个用于分别支撑每个拨杆的拨杆支架，以及一个以上按照等级分类结果间隔设置于链条旁侧用于驱动拨杆翻转的挡杆；所述拨杆支架呈L型，由水平部和垂直部组成，所述水平部固定于链接板上，所述拨杆的顶端经一销轴转动设置于垂直部的顶端，并且所述拨杆的顶端向外水平延伸设有一横杆。

进一步的，每个挡杆经一连杆与一步进电机的输出轴连接，步进电机的输出轴与连杆的一端固定连接，连杆的另一端固定连接所述挡杆，所述挡杆呈L型且横向倾斜设置于连杆端部。进一步的，每个挡杆的一端延伸至对应拨杆的横杆处，另一端分别经一连杆与一步进电机的输出轴相连。

进一步的，所述步进电机、红外光电传感器、图像采集模块和步进电机均与一主控制模块电连。

本发明还提供一种如上述所述的类球形农产品输送分级装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：将类球形农产品分别放置于位于输送机构始端的滚子托盘上，此时拨杆在自身重力作用下自然下垂紧靠在拨杆支架上，所述拨杆位于类球形农产品的下方；

步骤S2：通过电机驱动链条开始输送类球形农产品，同时红外光电传感器进行对类球形农产品进行计数，根据链条的传输速度进行定位；

步骤S3：类球形农产品在链条的带动下输送，当经过滚动机构的摩擦带时，滚子托盘在摩擦力的作用下进行转动，带动类球形农产品自转，此时通过图像采集模块采集当前类球形农产品的图像信息，检测该类球形农产品的品质是否合格，若不合格，则进行记录，转入步骤S4；否则将合格的类球形农产品进行等级分类，转入步骤S5；

步骤S4：不合格的类球形农产品输送至输送机构末端后自动下料，剔除不合格的类球形农产品；

步骤S5：合格的类球形农产品在链条的带动下输送至输送机构的末端，经过分级机构，根据合格的类球形农产品的等级分类结果，将合格的类球形农产品输送至分级机构中对应的挡杆处，通过挡杆进行分级回收。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：通过滚子托盘放置农产品进行输送，在输送过程中经转动机构的摩擦带进行自转，使得位于滚子托盘上的农产品进行翻转，此时图像采集模块进行全面采集类球形农产品的外部信息，并且通过外部终端或者主控制模块自带的图像处理模块对采集的图像进行分析处理，判断该农产品的品质是否合格，若是合格，对合格的类球形农产品进行等级分类，继续传送至分级机构处，按照等级分类结构将合格的类球形农产品输送至分级机构上对应的拨杆处，通过拨杆进行分级回收；而不合格的类球形农产品则输送至机构末端后自动下料，进行剔除。本发明通过无损检测即通过图像采集后，进行图像处理分析，判断农产品的品质，不会对农产品造成破坏，可以在分级机构旁侧设置不同品质等级通道，适用于鸡蛋、苹果、柿、梨、桃、柑橘等类球形农产品的无损检测和分级。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为本发明实施例的输送分级装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的输送分级装置的侧视图。

图3为本发明实施例的滚子托盘的结构示意图。

图4为本发明实施例的分级机构的结构示意图。

图中：1-机架；2-输送机构；20-电机；21-V带；22-主动轴；23-主动链轮；24-从动轴；25-从动链轮；26-链条；27-滚子托盘；270-转动轴；271-凹形滚筒；28-链接板；3-滚动机构；30-摩擦带；4-分级机构；40-拨杆；41-拨杆支架；42-挡杆；43-连杆；44-步进电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～4所示，本实施例的一种类球形农产品输送分级装置，包括一机架1、设置于机架1上用于横向传输类球形农产品的输送机构2、设置于输送机构上用于驱动类球形农产品自动翻转的滚动机构3和设置于输送机构2旁侧且位于滚动机构3后方的分级机构4；所述输送机构2的始端上方还设有一用于对类球形农产品进行计数的红外光电传感器，所述滚动机构3上方设有一用于采集类球形农产品外部信息的图像采集机构。

从上述可知，本发明的有益效果在于：本发明通过无损检测即通过图像采集后，进行图像处理分析，判断农产品的品质，不会对农产品造成破坏，若是类球形农产品品质合格，则继续传送至输送机构末端后进行收集，否则经过分级机构后进行剔除，可以在分级机构4旁侧设置不同品质等级通道，适用于鸡蛋、苹果、柿、梨、桃、柑橘等类球形农产品的无损检测和分级，所述滚动机构3和分级机构4沿输送机构2的输送方向依次设置，分级机构4设置于滚动机构3的后方，先经滚动机构3进行图像采集后分级。

在本实施例中，所述输送机构2包括一分别转动设置于机架1左右两端的从动轴24和主动轴22，所述主动轴22经一V带21与电机20连接；所述从动轴24和主动轴22分别套设有从动链轮25和主动链轮23，所述从动链轮25和主动链轮23上绕设有一链条26，所述链条26上等间隔固定有若干链接板28，每个链接板28分别设有一用于放置农产品的滚子托盘27。

通过电机20驱动主动轴22，主动轴22带动主动链轮23驱动链条26运动，从而带动从动轴24、从动链轮25转动，实现农产品的输送，所述电机20还连接有一减速器，保证农产品的传输速度，不对农产品造成破坏。

在本实施例中，所述滚子托盘27由一转动杆270和转动套设于转动杆270上的凹形滚筒271组成，所述转动杆270固定于所述链接板28上。所述凹形滚筒271中间凹，呈弧形凹槽状，便于放置类球形的农产品，凹形滚筒271转动设置于转动杆270上，通过摩擦带30是进行自转，从而放置于凹形滚筒271上的农产品进行滚动，便于图像采集模块进行采集。

在本实施例中，所述滚动机构3包括设置于链接板28与滚子托盘27之间的摩擦带30，所述摩擦带30固定于所述链接板28上，并且与所述滚子托盘27底部相贴合，所述图像采集机构包括一设置于滚子托盘27上方的采集支架、设置于采集支架上的图像采集模块，所述采集支架与所述机架1固定连接。所述图像采集模块为一工业相机，通过工业相机进行拍摄农产品的图像信息，进行主控制模块连接外部的图像处理模块进行处理分析，得出农产品的品质是否合格。

在本实施例中，所述分级机构4包括若干个分别设置于两相邻滚子托盘27之间的拨杆40、若干个用于分别支撑每个拨杆的拨杆支架41，以及一个以上按照等级分类结果间隔设置于链条26旁侧用于驱动拨杆40翻转的挡杆42；所述拨杆支架41呈L型，由水平部和垂直部组成，所述水平部固定于链接板28上，所述拨杆40的顶端经一销轴转动设置于垂直部的顶端，并且所述拨杆40的顶端向外水平延伸设有一横杆。如图4所述，步进电机44的输出轴与连杆43的一端固定连接，连杆43的另一端固定连接所述挡杆42，所述挡杆42呈L型且横向设置于连杆43端部，步进电机的输出轴转动过程中，带动挡杆42自下而上转动与放置有待分级回收的合格的类球形农产品的滚子托盘27两端拨杆40的横杆接触，驱动拨杆40转动，从而带动滚子托盘27向后翻转，位于滚子托盘27上的类球形农产品落至对应的回收槽内，所述回收槽为弹性材质；完成该类球形农产品的回收后，驱动步进电机反向转动，拨杆带动滚子托盘27恢复至初始位置。不合格的类球形农产品之间经输送机构输送至输送机构末端自动下料，从而剔除不合格的类球形农产品。拨杆40的初始状态是在自身重力作用下自然下垂紧靠在拨杆支架41上，通过凸部刚好将类球形农产品限制于滚子托盘内，并且拨杆位于类球形农产品的下方。

在本实施例中，所述拨杆支架41的垂直部内侧面还设有一向外凸起用于支撑拨杆40的凸部。通过凸部托起拨杆40呈一定角度，将类球形农产品限制于滚子托盘内，并且不影响类球形农产品的输送。

在本实施例中，每个挡杆42经一连杆43与一步进电机44的输出轴连接，步进电机44的输出轴与连杆43的一端固定连接，连杆43的另一端固定连接所述挡杆42，所述挡杆42呈L型且横向倾斜设置于连杆13端部。拨杆的个数与等级分类结果的个数相对应，待合格的类球形农产品输送至对应的拨杆处后，驱动步进电机44经连杆43带动挡杆42转动，使得挡杆42与滚子托盘27两端的横杆进行接触，实现挡杆带动滚子托盘上的类球形农产品翻转，进行回收。

在本实施例中，所述电机20、红外光电传感器、图像采集模块和步进电机44均与一主控制模块电连。通过红外光电传感器进行对农产品进行计数，通过根据链条26的传输速度进行定位；通过图像采集模块进行农产品的图像采集，通过外部图像处理分析模块判断该类球形农产品的品质是否合格，若是合格，则对每个合格的类球形农产品进行等级分类，可以设置不同的等级，等级的个数与拨杆的个数相对应。

本发明还提供一种如上述所述的类球形农产品输送分级装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：将类球形农产品分别放置于位于输送机构2始端的滚子托盘27上，此时拨杆40在自身重力作用下自然下垂紧靠在拨杆支架41上；

步骤S2：通过电机20驱动链条26开始传输类球形农产品，同时红外光电传感器进行对类球形农产品进行计数，根据链条26的传输速度进行定位；

步骤S3：类球形农产品在链条26的带动下进行输送，当经过滚动机构3的摩擦带30时，滚子托盘27在摩擦力的作用下进行转动，同时带动类球形农产品进行自转，此时通过图像采集模块采集当前农产品的图像信息，检测该农产品的品质是否合格，若不合格，则进行记录，转入步骤S4；否则将合格的类球形农产品进行等级分类，转入步骤S5；

步骤S4：不合格的类球形农产品输送至输送机构2末端后自动下料，剔除不合格的类球形农产品；

步骤S5：合格的类球形农产品在链条26的带动下输送至分级机构4处，经过分级机构4，根据合格的类球形农产品的等级分类结果，将合格的类球形农产品输送至分级机构4中对应的挡杆42处，通过挡杆42进行分级回收。

综上所述，本发明提供的一种类球形农产品输送分级装置及其控制方法，结构简单，操作方便，通过无损检测，不会对农产品造成破坏，适用于鸡蛋、苹果、柿、梨、桃、柑橘等类球形农产品的无损检测和分级。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。