槟榔原籽分选系统的制作方法

本发明涉及槟榔原籽分选系统，属于农产品分拣技术领域。

背景技术：

槟榔是我国湖南、海南、台湾及东南亚国家产的热带作物，槟榔的果实，又称为原籽，是一种近似纺锤形的不规则形状，表面纹路粗糙度大小不一，一般情况下都是采用人工分料，人工分料的工作效率低，而且凭肉眼进行分料的话，标准不一，容易造成分料后的同一规格果实质量差异较大的情况。

公开号为cn104760724a的中国专利2015年7月8日公开了一种槟榔分料数粒装置，该装置是通过光感应检测的计数装置对槟榔进行计数，通过调整分料轮和第一凹槽的数量来实现不同颗粒也就是不同大小槟榔的分料。该装置无法对表面纹路粗糙度大小不一的槟榔原籽进行分选，也就是无法区分不同质量的槟榔，只能区分大小不一的槟榔。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够根据表面纹路粗糙度大小不一、区分不同质量槟榔的槟榔原籽分选系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种槟榔原籽分选系统，包括依次连接的提升机构、刮料机构、分拣踢料机构、回流通道，分拣踢料机构上方设置有视觉判断系统，提升机构包括电机连接的第一链轮，第一链轮通过第一链条连接第二链轮，第一链条上设置有提料勺，刮料机构包括第三链轮，第三链轮通过第二链条连接第四链轮，第二链条上设置有刮板，所述分拣踢料机构包括第五链轮，第五链轮通过第三链条连接第六链轮，第三链条上设置有承料块，第三链条和承料块的一侧设置有至少两条下料通道，分拣踢料机构的第六链轮一侧设置有料箱，回流通道设置在料箱和提升机构的下端之间。

提升机构的第一链轮处设置有料斗。

回流通道设置在料箱和料斗之间。

视觉判断系统包括工业相机、激光照射装置、光源和控制装置。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明采用提升机构进行提料，通过刮料机构将槟榔原籽刮送至分拣踢料机构，通过视觉判断系统对需要分拣的槟榔原籽根据其表面纹路的粗糙度进行分拣，将不同粗糙度的槟榔原籽分送至不同的下料口，如果没有分拣出的槟榔原籽会落入料箱，通过回流通道再次流入料斗，然后被提升机构再次提料，重复上述工作。本发明可以根据表面纹路粗糙度大小不一、区分不同质量槟榔原籽，提高了槟榔的分拣效率和分拣质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是图1中视觉判断系统的结构示意图；

图3是槟榔表面激光照射装置照射后的示意图；

图4是槟榔横截面外形示意图；

图5是图4中i处的局部放大示意图。

其中：1—料斗、2—第一链轮、3—提料勺、4—第二链轮、5—涨紧轮、6—第三链轮、7—刮板、8—第四链轮、9—链轮、10—第五链轮、11—承料块、12—下料口、13—第六链轮、14—料箱、15—回流通道、16—视觉判断系统、16-1—工业相机、16-2—激光照射装置、16-3—槟榔、16-4—光源。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种槟榔原籽分选系统，包括依次连接的提升机构、刮料机构、分拣踢料机构、回流通道，分拣踢料机构上方设置有视觉判断系统16，提升机构包括电机连接的第一链轮2，第一链轮通过第一链条连接第二链轮4和链轮9，第一链条上设置有提料勺3，第一链条上还设置有涨紧轮5，刮料机构包括第三链轮6，第三链轮6通过第二链条连接第四链轮8，第二链条上设置有刮板7，分拣踢料机构包括第五链轮10，第五链轮10通过第三链条连接第六链轮13，第三链条上设置有承料块11，第三链条和承料块11的一侧设置有至少两条下料通道12，分拣踢料机构的第六链轮13一侧设置有料箱14，回流通道15设置在料箱14和提升机构的下端之间。

提升机构的第一链轮2处设置有料斗1。

回流通道1设置在料箱14和料斗1之间。

视觉判断系统16包括工业相机16-1、激光照射装置16-2、光源16-4和控制装置。

该分料系统的工作步骤：

1.槟榔原籽经过提升机构时候，由连接在第一链条上的提料勺3将槟榔从料斗1中提升上来，同时被分成单个槟榔；

2.槟榔原籽被提升后进入刮料机构，刮料机构上的刮板7将槟榔原籽整形并输送到分拣踢料机构；

3.槟榔原籽进入分拣踢料机构后，首先要经过视觉判断系统16判断，视觉判断系统16包括工业相机和激光照射装置，槟榔原籽一旦到达激光照射位置后，会触发工业相机拍照并且会把拍到的图像信息及数据传送到工业计算机中，计算机一旦收到数据就会交由软件处理，在处理分析图片后得到的结果会发送给分拣踢料机构，把槟榔原籽踢到视觉判断系统所判断的下料通道12中。

视觉判断系统包括工业相机、激光照射装置、光源、控制装置。

工业相机相比于传统的民用相机而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力，本发明采用基于ccd（chargecoupleddevice）的工业相机，ccd是目前机器视觉最为常用的图像传感器，它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件，ccd的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。典型的ccd相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成，ccd作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。

本发明激光照射装置16-2采用红色线阵激光，光源选取白色背光源。

视觉判断系统的结构如图2所示。工业相机16-1垂直安装于光源16-4的上方，槟榔16-3就设在工业相机16-1的正下方，光源16-4的上方。激光照射装置16-2采用激光三角测量法斜置在工业相机16-1的一边，角度以光线打在槟榔16-3上的效果为准，在15-75度之间。

视觉判断系统判断原理为判断处理图片像素。判断方法分为4个步骤：1.标定尺寸、2.槟榔选取处理实际尺寸、3.处理激光像素计算表面粗糙度、4.数据对比判断。

一、标定尺寸。

首先，放入标定板手动采集图像，标定板在图上长度所占像素为x，标定板实际长度为l，那么就得出了图上一个像素所代表的实际距离之间的x/l比例pn。将这个值输入到控制装置中。

二、槟榔选取。

拍照后获得槟榔的图像，根据图像灰度（对比度）不同将槟榔形体抠出，确定槟榔面域，然后根据图像上槟榔长度，宽度所占的像素点数，再加上之前所得出的标定比例pn，计算出槟榔的实际长度l、宽度d，再计算出长宽比。

三.处理激光像素计算表面粗糙度。

物体的表面实际是粗糙不平的，放大以后呈现出波浪形的走向，而波峰波谷的差值d就是判断粗糙度的依据，槟榔表面的粗糙度是根据槟榔表面的纹路以及波峰波谷之间的差值来确定的。

槟榔原籽的表面是粗糙不平的，利用激光三角测量法来测量槟榔像素坐标（图2所示），从而判断其面粗糙度。激光三角法位移测量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面，然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像，物体表面激光照射点的位置高度不同，所接受散射或反射光线的角度也不同，光斑像的位置也会不同，用相机测出光斑像的位置，就可以计算出主光线的角度，从而计算出物体表面激光照射点的位置高度，就可以计算出物体表面的粗糙度。

用激光三角测量法将槟榔表面的波峰波谷的差值转化为激光照射在槟榔上的平面曲线的峰谷差值，计算结果以像素尺寸为单位，利用平均值最后取所有峰谷差值的均值定义为粗糙度，平均像素尺寸在7-23之间，平均差值定义为s，我们将其分为6个等级，7<=s<9为等级1，9<=s<11为等级2，11<=s<15为等级3，15<=s<19为等级4，19<=s<21为等级5，21<=s<23为等级6。

四、数据对比判断。

每个下料通道12都有一个小的数据库，当设置通道的参数后，这些参数会存放到对应通道的数据库中，每一次拍照都会将图片信息中所得到的参数与数据库的数据做比较，数据吻合的话就会发出对应的值给执行机构，槟榔到达指定位置后就会被踢进料口。

下料通道12按照从左到右的顺序分别为通道一、通道二、通道三、通道四、通道五、通道六。有的槟榔原籽因为姿态不好或者其他原因与六个通道的参数都不符合没有被判入六个通道口中，那么就会经过流到后面的料箱14并且经过回流通道1回到前面的料斗1，重新进行判断。

实施例

1.标定尺寸。

首先采用1280*900分辨率的相机，将长70、宽35的标定板放在槟榔位置拍照，长度所占像素点为595，则设置标定比例pn为595/70=8.5，将下料通道12的通道一的参数设为长30-40，宽20-40，长宽比为1-3，粗糙度为5；将通道二的参数设置为长41-50，宽20-45，长宽比为1.5-3，粗糙度为6，这些数据被存到控制装置中。

2.槟榔原籽选取。

工业相机16-1拍照后获得槟榔原籽的图像，根据图像灰度（对比度）不同将槟榔形体抠出，确定槟榔面域，然后根据图像上槟榔长度，宽度所占的像素点数，再加上之前所得出的标定比例，计算出槟榔的实际长度、宽度，计算出长宽比。

测得槟榔一长度为297.5像素点，则实际长度尺寸为35，宽度为170像素点，则实际宽度尺寸为20，长宽比为1.75。

测得槟榔二长度为340像素点，则实际长度尺寸为40，宽度为170像素点，则实际宽度尺寸为20，长宽比为2。

测得槟榔三长度为297.5像素点，则实际尺长度寸为35，宽度为170像素点，则实际宽度尺寸为20，长宽比为1.75。

3.处理激光像素计算表面粗糙度。

激光照射在槟榔一上的曲线峰谷高低不同，取其峰谷差值的均值s=20，粗糙度为等级5。

激光照射在槟榔二上的曲线峰谷高低不同，取其峰谷差值的均值s=22，粗糙度为等级6。

激光照射在槟榔三上的曲线峰谷高低不同，取其峰谷差值的均值s=13，粗糙度为等级3。

4、数据对比判断。

将图片信息中所得到的参数与数据库的数据做比较，数据吻合那么就会发出对应的值，槟榔到达指定位置后就会被踢进料口。

因为根据测得槟榔原籽一的像素，计算得到实际长度尺寸为35，实际宽度尺寸为20，长宽比为1.75，粗糙度为等级5，所以槟榔一会被踢到通道一；

因为根据测得槟榔原籽二的像素，计算得到实际长度尺寸为40，实际宽度尺寸为20，长宽比为2，糙度为等级6，所以槟榔一会被踢到通道二；

因为根据测得槟榔原籽三长的像素，计算得到实际尺长度寸为35，实际宽度尺寸为20，长宽比为1.75，糙度为等级6，则槟榔没有被踢入到任何通道，经过流到后面的料箱14并且经过回流通道1回到前面的料斗1，重新进行判断。