一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置，由输送装置主动链轮组合、凹形圆柱物料托辊、传动链条组合、机器视觉与图像信号采集箱、输送装置从动链轮组合、变频调速电机等组成，通过凹形圆柱物料托辊与传动链条组合的带动，实现被检马铃薯的水平输送；通过凹形圆柱物料托辊与条形同步摩擦轨道的啮合，实现被检马铃薯的匀速翻转；马铃薯在水平运动中并匀速翻转，可动态采集马铃薯外部品质的完整图像，为马铃薯品质的动态检测提供技术支撑；该装置可实现马铃薯品质检测过程中加速、减速、暂停和往复等设置要求，能广泛用于农产品外部品质的实时在线检测，对于促进我国马铃薯产业的发展具有重要的现实意义和良好的应用前景。
【专利说明】一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种农产品外部品质无损检测的图像采集装置，特别是一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置，属于农产品无损检测领域。
【背景技术】
[0002]我国马铃薯产业十分发达，其种植面积和总产量已经跃居世界首位，马铃薯产品消费也成为世界上增长最快的国家之一。2009年，我国马铃薯种植面积和总产量分别达到508.33万hm2和7328万t，成为全球最大的马铃薯生产国，联合国粮农组织以1999-2001年的价格为基数测算，我国2009年马铃薯产值为528.16亿元，平均产值达到11452.95元/hm2，分别是水稻、玉米、小麦的1.08、1.09和2.32倍，马铃薯产业已成为我国农村经济发展的一个重要支柱产业。虽然我国是马铃薯的生产和消费大国，但马铃薯的自动化加工技术和其他发达国家相比还是比较落后的，尤其在马铃薯无损检测与分级方面，无法满足日益增长的市场需求。
[0003]马铃薯的外部品质主要包括单薯重量、薯形、发芽、机械损伤、绿皮、孔洞和干腐等，由于马铃薯外部品质检测方法等条件的限制，国内马铃薯的检测和分级多数采用人工方式，其劳动强度大，效率低。将机器视觉技术和图像处理技术运用到马铃薯外部品质检测分级，是有效地解决马铃薯外部品质检测分级的途径之一，既能有效节省时间和劳动力，也同时提高检测和分级的速度与精度，可以提高涉及马铃薯品质检测的自动化加工技术。
[0004]现有的图像采集装置无法连续快速检测马铃薯表面缺陷和损伤等，不能适应马铃薯外部品质无损检测的需求，因此，发明一种能动态采集马铃薯表面完整图像的图像采集装置，对促进马铃薯外部品质检测和分级、促进马铃自动化加工具有深远的意义。利用凹形圆柱物料托辊组合与条形同步摩擦轨道啮合的方式，既可防止凹形圆柱物料托辊组合在摩擦力作用下翻转时打滑，又可保障马铃薯在水平匀速输送下同步匀速、平稳的翻转；由于凹形圆柱物料托辊组合呈凹槽型，可以有效防止马铃薯在输送的过程中向两边侧滑，保证检测过程中的定位准确。结合机器视觉和图像信号采集，实现了马铃薯外部品质图像的动态采集，为马铃薯自动化加工技术提供支撑。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是设计一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置，可以实现马铃薯外部品质无损检测中，在水平输送中匀速平稳翻转，且可保障马铃薯检测过程的中心定位，实现马铃薯外部品质图像的动态采集。该装置可以广泛应用于农产品外部品质无损检测的图像动态采集，特别是马铃薯等其他椭球形农产品的表面完整图像的信号采集。通过机器视觉技术和图像处理技术相结合，可以实现马铃薯单薯重量、薯形、发芽霉变、机械损伤、绿皮、孔洞和干腐等外部品质特征的动态检测和分析，一次获得马铃薯多个品质指标的综合检测结果并完成分级，提高马铃薯外部品质检测的准确率和检测分级效率。[0006]本实用新型的目的是这样实现的:一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置，由机架、轴承座、主动轴、输送装置驱动链轮、输送装置主动链轮组合、凹形圆柱物料托辊、传动链条组合、机器视觉与图像信号采集箱、条形同步摩擦轨道、物料托辊滑板、物料托辊滑板高度调节装置、物料托辊滑板位置调节块、输送装置从动链轮组合、从动轴、地脚水平调节座、变频控制器、变频调速电机、电动机链轮、驱动链条等组成；输送装置主动链轮组合通过轴承座安装在主动轴上，输送装置从动链轮组合通过轴承座安装在从动轴上，输送装置主动链轮组合和输送装置从动链轮组合分别通过轴承座安装在机架的顶部，变频控制器和变频调速电机安装在机架的中部；条形同步摩擦轨道设置在物料托辊滑板上，物料托辊滑板安装在物料托辊滑板高度调节装置上，物料托辊滑板高度调节装置通过物料托辊滑板位置调节块固定在机架顶部的中间位置，机器视觉与图像信号采集箱设置在物料托辊滑板上；数个凹形圆柱物料托辊链接在传动链条组合上，传动链条组合环绕在输送装置主动链轮组合和输送装置从动链轮组合上；电动机链轮通过驱动链条连接输送装置驱动链轮。
[0007]机器视觉与图像信号采集箱由图像采集箱箱体、CCD图像传感器、顶置环形光源、侧壁光源、物料输送通道等组成，CCD图像传感器设置在图像采集箱箱体的顶部，顶置环形光源水平设置在图像采集箱箱体内上部的中间，4个侧壁光源分别垂直设置在图像采集箱箱体内壁的四角上。
[0008]凹形圆柱物料托辊组合由凹形圆柱物料托辊、传动链条组合、物料托辊链接块等组成，凹形圆柱物料托辊通过物料托辊链接块链接在传动链条组合上。
[0009]凹形圆柱物料托辊组合与条形同步摩擦轨道啮合由凹形圆柱物料托辊、传动链条组合、条形同步摩擦轨道、物料托辊滑板等组成，条形同步摩擦轨道设置在物料托辊滑板上，凹形圆柱物料托辊通过传动链条组合带动，凹形圆柱物料托辊在条形同步摩擦轨道滚动翻转。
[0010]一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置工作时，通过变频控制器调节变频调速电机的输出速度，变频调速电机的电动机链轮通过驱动链条带动输送装置主动链轮组合回转，输送装置主动链轮组合通过传动链条组合带动输送装置从动链轮组合回转，凹形圆柱物料托辊在传动链条组合的带动下，与物料托辊滑板上的条形同步摩擦轨道啮合实现自转，实现被捡马铃薯个体在水平匀速运动的状态下并连续翻转。被检马铃薯在通过机器视觉与图像信号采集箱的物料输送通道时，CXD图像传感器对马铃薯外部环周连续采集信号，完成动态采集马铃薯表面完整图像，实现马铃薯外部品质的动态检测。
[0011]一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置通过变频控制器控制变频调速电机，可实现加速、减速、暂停和往复运动，来满足不同检测分级方式和速度的要求。通过物料托辊滑板位置调节块和物料托辊滑板高度调节装置的调整，可以保障凹形圆柱物料托辊的平稳行走和翻转。
[0012]本实用新型的一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置的优点是:通过凹形圆柱物料托辊与传动链条组合的带动，实现被检马铃薯的水平输送；通过凹形圆柱物料托辊与条形同步摩擦轨道的啮合，实现被检马铃薯的匀速翻转；实现马铃薯在水平输送中匀速翻转，可以动态采集马铃薯外部品质的完整图像，为马铃薯品质的动态检测提供技术支撑。该装置可实现检测过程中加速、减速、暂停和往复等运动设置，来满足不同检测分级过程和检测速度等要求，能广泛用于农产品外部品质的实时在线检测，对于促进我国马铃薯产业的发展具有重要的现实意义和良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]本使用新型的具体结构由以下实施例及附图给出。
[0014]图1是本实用新型的一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置的结构示意图。
[0015]图2是本实用新型的机器视觉与图像信号采集箱的结构示意图。
[0016]图3是本实用新型的凹形圆柱物料托辊组合的结构示意图。
[0017]图4是本实用新型的凹形圆柱物料托辊组合与条形同步摩擦轨道啮合示意图。
[0018]下面结合图1、图2、图3和图4对本实用新型做详细的说明。
[0019]图中:1、机架，2、轴承座，3、主动轴，4、输送装置驱动链轮，5、输送装置主动链轮组合，6、凹形圆柱物料托辊，7、传动链条组合，8、机器视觉与图像信号采集箱，9、条形同步摩擦轨道，10、物料托辊滑板，11、物料托辊滑板高度调节装置，12、物料托辊滑板位置调节块，13、输送装置从动链轮组合，14、从动轴，15、地脚水平调节座，16、变频控制器，17、变频调速电机，18、电动机链轮，19、驱动链条，20、图像采集箱箱体，21、(XD图像传感器，22、顶置环形光源，23、侧壁光源，24、物料输送通道，25、物料托辊链接块
【具体实施方式】
[0020]如图1所示:输送装置主动链轮组合5通过轴承座2安装在主动轴3上，输送装置从动链轮组合13通过轴承座2安装在从动轴14上，输送装置主动链轮组合5和输送装置从动链轮组合13分别通过轴承座2安装在机架I的顶部，变频控制器16和变频调速电机17安装在机架I的中部；条形同步摩擦轨道9设置在物料托辊滑板10上，物料托辊滑板10安装在物料托辊滑板高度调节装置11上，物料托辊滑板高度调节装置11通过物料托辊滑板位置调节块12固定在机架I顶部的中间位置，机器视觉与图像信号采集箱8设置在物料托辊滑板10上；数个凹形圆柱物料托辊6链接在传动链条组合7上，传动链条组合7环绕在输送装置主动链轮组合5和输送装置从动链轮组合13上；电动机链轮18通过驱动链条19连接输送装置驱动链轮4。
[0021]如图2所示:(XD图像传感器21设置在图像采集箱箱体20的顶部，顶置环形光源22水平设置在图像采集箱箱体20内上部的中间，4个侧壁光源23分别垂直设置在图像采集箱箱体20内壁的四角上。
[0022]凹形圆柱物料托辊6、传动链条组合7、物料托辊链接块25
[0023]如图3所示:凹形圆柱物料托辊6通过物料托辊链接块25链接在传动链条组合7上。
[0024]如图4所示:条形同步摩擦轨道9设置在物料托辊滑板10上，凹形圆柱物料托辊6通过传动链条组合7带动，凹形圆柱物料托辊6在条形同步摩擦轨道9滚动翻转。
【权利要求】
1.一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置，由机架、轴承座、主动轴、输送装置驱动链轮、输送装置主动链轮组合、凹形圆柱物料托辊、传动链条组合、机器视觉与图像信号采集箱、条形同步摩擦轨道、物料托辊滑板、物料托辊滑板高度调节装置、物料托辊滑板位置调节块、输送装置从动链轮组合、从动轴、地脚水平调节座、变频控制器、变频调速电机、电动机链轮、驱动链条组成；输送装置主动链轮组合通过轴承座安装在主动轴上，输送装置从动链轮组合通过轴承座安装在从动轴上，输送装置主动链轮组合和输送装置从动链轮组合分别通过轴承座安装在机架的顶部，变频控制器和变频调速电机安装在机架的中部；条形同步摩擦轨道设置在物料托辊滑板上，物料托辊滑板安装在物料托辊滑板高度调节装置上，物料托辊滑板高度调节装置通过物料托辊滑板位置调节块固定在机架顶部的中间位置，机器视觉与图像信号采集箱设置在物料托辊滑板上；数个凹形圆柱物料托辊链接在传动链条组合上，传动链条组合环绕在输送装置主动链轮组合和输送装置从动链轮组合上；电动机链轮通过驱动链条连接输送装置驱动链轮。
2.如权利要求1所说的一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置，其特征在于:机器视觉与图像信号采集箱由图像采集箱箱体、CCD图像传感器、顶置环形光源、侧壁光源、物料输送通道组成，CCD图像传感器设置在图像采集箱箱体的顶部，顶置环形光源水平设置在图像采集箱箱体内上部的中间，4个侧壁光源分别垂直设置在图像采集箱箱体内壁的四角上。
3.如权利要求1所说的一种用于马铃薯品质图像采集的水平输送和匀速翻转装置，其特征在于:凹形圆柱物料托辊组合由凹形圆柱物料托辊、传动链条组合、物料托辊链接块等组成，凹形圆柱物料托辊通过物料托辊链接块链接在传动链条组合上。
【文档编号】G01N21/89GK203732461SQ201420109685
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月8日 优先权日:2014年3月8日
【发明者】武振中, 李小昱, 彭毅, 王为, 陶海龙, 黄涛, 钟雄斌, 王音, 库静, 金瑞, 严伊云, 徐森淼 申请人:华中农业大学