一种流动式柑橘品质现场检测分级方法与流程

本发明涉及农业技术领域，具体是一种流动式柑橘品质现场检测分级方法。

背景技术：

柑橘采摘后检测分级是商品化处理的第一道工序，其直接影响后续包装、运输、贮藏和销售，但目前在市场上销售的柑橘绝大部分都未进行分级，或仅采用人工进行简单的分级，无法提高商品附加值。目前我国只有极少数的柑橘产地会进行机器分级，但分级设备大多是进口的，其价格较高且设备规模较大，只能固定在车间某处，不能移动，生产者需要在采摘现场进行装箱，运输到车间后再开箱检测，分级后再包装和装箱，增加了柑橘的生产成本，也造成柑橘的损耗，容易造成柑橘表皮碰伤，等级下降。

如果能在柑橘种植园直接对现场采摘的柑橘鲜果进行检测分级，能大大降低柑橘采后处理成本，提升高品质柑橘的经济效益，但是我国柑橘主产区地形都比较复杂，多是山地丘陵，柑橘种植规模都不大，而且检测分级装备价格较高，使用时间有限且较为集中，最适合的是开发移动式的检测车，由柑橘种植园租用，则可以降低成本，提高设备使用率。但是要将几十米长的大型设备缩小到能集成安装于移动式载具中，会面临很多技术细节问题，如上料系统不够长会导致卡果，上料系统与传送系统速度不匹配会导致果实堆积挤压，光照系统和分级系统之间位置设置不合理会导致水果分级错误，还要考虑如何在车厢狭小的空间内完成上料、排列、检测、分级这一系列过程，同时车厢里还要留出可供人员进出搬运果箱的空间。

现有的柑橘自动检测分级方法里，由于分级设备安装在固定位置，周围的种植户都把柑橘送来分级，会造成短时间内大量柑橘积压，因此对工作效率要求较高，不仅分级通道多，而且现有的通过相机拍摄图像对柑橘果实进行分级的方法，对柑橘的大小、颜色、形状指标，有时就只设定一个指标，以提高分级效率，这种单指标分级方法，虽然可以达到每条通道每秒十个果实的分级效率，但是也存在分级指标不完善，分级会发生错误的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种流动式柑橘品质现场检测分级方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：

一种流动式柑橘品质现场检测分级方法，通过流动式柑橘品质现场检测分级装备对柑橘园采摘的柑橘进行现场检测分级，所述流动式柑橘品质现场检测分级装备由载具1、传送系统、分级系统、控制系统、电源系统组成，其中所述载具1为一辆卡车，所述传送系统、分级系统、控制系统、电源系统都置于卡车厢体内；所述传送系统包括挡板式上料传送带13、毛辊16、挡板17、单果化传送通道2和输送通道19，所述挡板式上料传送带13与卡车厢体短边相平行，所述单果化传送通道2为循环式皮带单果通道，所述单果化传送通道2与卡车厢体长边相平行，所述毛辊16安装在所述挡板式上料传送带13上，所述挡板式上料传送带13末端与所述单果化传送通道2前端垂直相连，所述挡板17安装在所述单果化传送通道2的顶部和左右两侧，所述输送通道19为循环式果杯单果通道，所述输送通道19与单果化传送通道2相连；所述分级系统由光照箱5、落果收集料斗3、电磁阀7、分级收集料斗6、果杯18组成，所述光照箱5设置于输送通道19前半段，输送通道19从光照箱5中通过；所述落果收集料斗3设置于光照箱5前方、输送通道19两侧下方；所述光照箱5的内表面为黑色，顶部安装有相机，镜头正射向下，底部安装有led光源；所述电磁阀7为多个，依次安装于输送通道后半段两侧与所述分级收集料斗6相对应的位置，所述分级收集料斗6设置于所述输送通道19两侧下方与电磁阀7对应的位置，所述果杯18安装于所述分级输送通道19之上；所述控制系统由计算机11和电控柜10组成，所述计算机11与所述电控柜10通过数据线相连；所述电源系统由发电机14、控制箱15和电瓶8组成，所述发电机14、控制箱15和电瓶8通过电线相连；所述传送系统、分级系统、控制系统都通过电线与电瓶8或发电机14相连；所述计算机11上安装柑橘品质检测分级控制系统；

所述流动式柑橘品质现场检测分级方法的工作步骤为：

(a)所述流动式柑橘品质现场检测分级装备通过载具1驶入到相应柑橘果园，于相对水平的地面停放好，依次启动电源系统、传送系统、分级系统和控制系统；

(b)采摘后的柑橘通过挡板式上料传送带13经毛辊16清理后传送至单果化传送通道2的皮带上，经整理传送后形成单果化排列落入输送通道19的果杯18上，再进入光照箱5，通过安装在光照箱5内的工业相机对柑橘采集果实图像并传送回计算机11；

(c)计算机11上安装柑橘品质检测分级控制系统对工业相机拍摄的图像进行处理，对柑橘的大小、颜色、形状等进行检测，与预定义的分级标准进行比对，将其划入对应的等级，再将信息反馈给电控柜10；

(d)由电控柜10控制电磁阀7动作，碰击相应果杯18使柑橘落入相应等级的分级传送通道，然后卸入分级收集料斗6中，最后按等级装箱；

(e)进入光照箱5前未能准确落入输送通道19上的果杯18的柑橘落入落果收集料斗3中，然后收集再次放入挡板式上料传送带13处理；

(f)检测分级速率设定为每秒5-6个果实。

进一步，所述卡车厢体长7.6m，宽2.5m，所述挡板式上料传送带13长1.7m，宽1.3m，所述输送通道19和单果传送通道2一共长6.8m，宽0.7m，所述光照箱5与第一个电磁阀的距离大于50cm。

进一步，所述光照箱5内的相机为毫秒级工业相机。

进一步，所述光照箱5内相机一次拍摄3-7个果杯。

进一步，所述发电机14置于发电机箱中，所述发电机箱和控制箱15固定安装在卡车箱体外侧下方。

进一步，所述相机与所述计算机11通过数据线相连。

进一步，所述单果化传送通道2及输送通道19通过三相异步发动机带动。

进一步，所述挡板式上料传送带13坡度为25度。

进一步，在所述卡车厢体与所述挡板式上料传送带13对应的位置设置卷帘门和可伸缩上料梯12。

进一步，在所述卡车厢体两侧设置卷帘门和可伸缩车梯4和9。

本发明的有益效果是：

1、采摘现场即可检测分级：随着现代农业的发展，为了适合我国具体的小规模，分片区的种植现状，提出了流动式农产品品质现场检测分级的要求，本发明中使用的流动式柑橘品质现场检测分级装备，可以直接驶入果园，在采摘现场进行鲜果自动检测分级。

2、自动上料，自动分级，降低劳动强度：本发明采用带式上料传送机构，可实现自动上料，大大降低了果农的劳动强度；通过计算机安装柑橘品质检测分级控制系统，根据光照箱内的工业相机拍摄的图像自动判别柑橘的等级，并将处理后的信息反馈给电控柜，由电控柜控制输送传送带上的电磁阀活动，触碰相应等级的果杯，使相应等级的柑橘自动落入分级收集箱，可以保证分级精度的同时提高生产率，并降低劳动强度。

3、检测车厢布置合理，空间充足，方便人工操作：本发明中使用的流动式柑橘品质现场检测分级装备，将挡板式上料传送带与皮带式单果化传送通道垂直相连，通过挡板的作用，使挡板式上料传送带一起传送上来的多个柑橘同时排成单列，再运送并落入传送通道的果杯上，再以单果果杯通道的形式进入光照箱，使柑橘品质现场检测分级装备的结构更加紧凑。由于计算机程序需要一定的时间来处理数据，因此需要对光照箱与第一个电磁阀之间的间距做一个合理的设置，如果光照箱内的工业相机一次拍摄3-7个工位的柑橘，则光照箱和第一个电磁阀之间的间距需要大于50cm。在这个基础上，本发明对车厢内的装备进行了优化，将发电机和控制箱都置于车厢外，使车厢内留出足够工人操作的空间。本发明同时提出在卡车厢体与所述挡板式上料传送带13对应的位置设置卷帘门，使用时打开后拉开上料梯，方便工人把柑橘卸载到挡板式上料传送带上，车厢两侧都有卷帘门，打开后拉开车梯，装满的果箱可以及时搬运出车厢。整个系统仅需2-3人即可顺利运作，大幅减少劳动力。

4、检测指标全面，检测分级效率高：本发明由于检测分级装备都集成到卡车上，卡车可直接驶入果园，没有短时间内大量柑橘积压待检测的压力，因此可以从容地将检测指标设定为柑橘的大小、颜色、形状等指标都进行检测，由于结构紧凑，设计合理，本套检测分级装备的运行效率可以达到每秒5-6个果实的检测分级，检测分级效率高，优化了柑橘采摘后的工作程序，减少了工作强度。

附图说明

图1为一种流动式柑橘品质现场检测分级装备俯视结构示意图

图2为一种流动式柑橘品质现场检测分级装备侧视结构示意图

图中标号如下：

1、载具；2、单果化传送通道；3、落果收集料斗；4、可伸缩车梯；5、光照箱；6、分级收集料斗；7、电磁阀；8、电瓶；9、可伸缩车梯；10、电控柜；11、计算机；12、可伸缩上料梯；13、挡板式上料传送带；14、发电机；15、控制箱；16、毛辊；17、挡板；18、果杯；19、输送通道

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

通过流动式柑橘品质现场检测分级装备对柑橘园采摘的柑橘进行现场检测分级，所述流动式柑橘品质现场检测分级装备由载具1、传送系统、分级系统、控制系统、电源系统组成，其中所述载具1为一辆卡车，所述传送系统、分级系统、控制系统、电源系统都置于卡车厢体内；所述传送系统包括挡板式上料传送带13、毛辊16、挡板17、单果化传送通道2和输送通道19，所述挡板式上料传送带13与卡车厢体短边相平行，所述单果化传送通道2为循环式皮带单果通道，所述单果化传送通道2与卡车厢体长边相平行，所述毛辊16安装在所述挡板式上料传送带13上，所述挡板式上料传送带13末端与所述单果化传送通道2前端垂直相连，所述挡板17安装在所述单果化传送通道2的顶部和左右两侧，所述输送通道19为循环式果杯单果通道，所述输送通道19与单果化传送通道2相连；所述分级系统由光照箱5、落果收集料斗3、电磁阀7、分级收集料斗6、果杯18组成，所述光照箱5设置于输送通道19前半段，输送通道19从光照箱5中通过；所述落果收集料斗3设置于光照箱5前方、输送通道19两侧下方；所述光照箱5的内表面为黑色，顶部安装有相机，镜头正射向下，底部安装有led光源；所述电磁阀7为多个，依次安装于输送通道后半段两侧与所述分级收集料斗6相对应的位置，所述分级收集料斗6设置于所述输送通道19两侧下方与电磁阀7对应的位置，所述果杯18安装于所述分级输送通道19之上；所述控制系统由计算机11和电控柜10组成，所述计算机11与所述电控柜10通过数据线相连；所述电源系统由发电机14、控制箱15和电瓶8组成，所述发电机14、控制箱15和电瓶8通过电线相连；所述传送系统、分级系统、控制系统都通过电线与电瓶8或发电机14相连；所述计算机11上安装柑橘品质检测分级控制系统；

所述流动式柑橘品质现场检测分级方法的工作步骤为：

(a)所述流动式柑橘品质现场检测分级装备通过载具1驶入到相应柑橘果园，于相对水平的地面停放好，依次启动电源系统、传送系统、分级系统和控制系统；

(b)采摘后的柑橘通过挡板式上料传送带13经毛辊16清理后传送至单果化传送通道2的皮带上，经整理传送后形成单果化排列落入输送通道19的果杯18上，再进入光照箱5，通过安装在光照箱5内的工业相机对柑橘采集果实图像并传送回计算机11；

(c)计算机11上安装柑橘品质检测分级控制系统对工业相机拍摄的图像进行处理，对柑橘的大小、颜色、形状等进行检测，与预定义的分级标准进行比对，将其划入对应的等级，再将信息反馈给电控柜10；

(d)由电控柜10控制电磁阀7动作，碰击相应果杯18使柑橘落入相应等级的分级传送通道，最后卸入分级收集料斗6中，然后按等级装箱；

(e)进入光照箱5前未能准确落入输送通道19上的果杯18的柑橘落入落果收集料斗3中，然后收集再次放入挡板式上料传送带13处理。

(f)检测分级速率设定为每秒5-6个果实。

所述卡车厢体长7.6m，宽2.5m，所述挡板式上料传送带13长1.7m，宽1.3m，所述输送通道19和单果传送通道2一共长6.8m，宽0.7m，所述光照箱5与第一个电磁阀的距离为80cm。

所述光照箱5内的相机为毫秒级工业相机，相机一次拍摄3个果杯。

所述发电机14置于发电机箱中，所述发电机箱和控制箱15固定安装在卡车箱体外侧下方。将发电机和控制箱移出车厢外，可为车厢内空出更多空间。

所述相机与所述计算机11通过数据线相连，在目前技术条件下，将相机与计算机11通过数据线相连，可以保证相机数据及时传送到计算机。

所述单果化传送通道2及输送通道19通过三相异步发动机带动，与发电机功率相配合，也可以直接使用220v的市电。

所述挡板式上料传送带13坡度为25度，在这个长度的流动式柑橘品质现场检测分级装备上，挡板式上料传送带使用25度的坡度可以有效的提升传输果实并防止卡果。

在所述卡车厢体与所述挡板式上料传送带13对应的位置设置卷帘门和可伸缩上料梯12。使用时打开卷帘门，根据情况拉开可伸缩上料梯12，不用时将可伸缩上料梯12收缩塞入车厢里，关上卷帘门。

在所述卡车厢体两侧设置卷帘门和可伸缩车梯4和9，使用时打开卷帘门，根据情况拉开可伸缩车梯4和9，不用时将可伸缩车梯4和9收缩塞入车厢里，关上卷帘门。

现场使用时，具体操作为：

首先，所述流动式柑橘品质现场检测分级装备通过载具1开到相应柑橘果园，于相对水平的地面停放好，依次启动电源系统，启动传送系统、分级系统和控制系统；工人将采摘的柑橘卸载在挡板式上料传送带13上，通过挡板式上料传送带13经毛辊16清理后传送至单果化传送通道2，单果化传送通道2前端的顶部和两侧都有挡板17，可以将挡板式上料传送带传送上来的柑橘在皮带上按单个顺序排列好，再落入输送通道19上的果杯18上，经过光照箱5，进入光照箱5之前会有部分柑橘未能准确落入果杯中，因此在光照箱5前的输送通道19下方，设置落果收集料斗3，未进入果杯18的果实会顺着落果收集料斗3的斜边滚入料斗中，可经整理后再次检测分级。其他的柑橘排列在果杯18上，经输送通道19进入光照箱，通过安装在光照箱5内的相机对柑橘采集果实图像并传送回计算机11，一次拍摄3个柑橘；计算机11上安装柑橘品质检测分级控制系统对相机拍摄的图像进行处理，对柑橘的大小、颜色、形状等进行检测，与预定义的分级标准进行比对，将其划入对应的等级，再将信息反馈给电控柜10；由电控柜10控制电磁阀7动作，碰击相应果杯使柑橘顺着相应等级的分级收集料斗6的斜边卸入料斗，再按相应等级装入不同等级的果箱中即可，不在预定义级别的柑橘全部进入左右两侧最后的分级收集料斗中。

采用本流动式柑橘品质现场检测分级装备，每秒可完成5-6个柑橘的检测分级工作，工人只需盯着装箱并把满了的果箱运出车厢即可，工作效率大大提高，只需2-3个工人即可完成柑橘现场检测分级工作。

一个区域内的柑橘现场检测分级完成后，伸缩上料梯、伸缩车梯等放置回车厢，关上卷帘门，然后将卡车开到下一个目标果园，再打开该套装备进行柑橘现场检测分级。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。