器均固定在机架8上，且麦克风、第一电机14、第二电机74、电机、激光多普勒 测振仪4、扬声器3、蓝牙模块分别与控制器相连。
[0022]如图2和3所示，所述第一水平输送系统还包括第一传动轴12、第二传动轴11和第 一传送带13;第一传动轴12、第二传动轴11均安装在机架8上，第一电机14的输出轴通过第 一传送带13与第一传动轴12相连。所述第二水平输送系统还包括第三传动轴72、第四传动 轴71和第二传送带73;第三传动轴72、第四传动轴71均安装在机架8上，第二电机74的输出 轴通过第二传送带73与第三传动轴72相连。
[0023] 上述装置检测水果品质的方法包括以下步骤：
[0024] (1)调整风车2的位置，使得其中两扇叶与第一水平传送带1、第二水平传送带7平 行，然后将被测水果置于第一水平传送带1上，被测水果被输送到风车2的扇叶中，压力传感 器采集被测水果的质量，并通过蓝牙模块将质量信号发送到控制器；
[0025] (2)控制器接收到重量信号后，通过电机控制风车2逆时针旋转60度，使被测水果 位于扬声器3和激光多普勒测振仪4之间，并控制扬声器3和激光多普勒测振仪4工作，扬声 器3发出声波信号，激励被测水果振动；同时，麦克风米集由扬声器发出的激励信号;激光多 普勒测振仪4投射激光到振动的水果表面，采集被测水果的振动速度，并将测得的振动速度 信息通过数据采集卡传输到控制器中。
[0026] (3)控制器根据激光多普勒测振仪4采集的振动速度信息以及麦克风采集的激励 信号，分析出该水果的第二共振频率，结合压力传感器采集的质量信号，计算出其杨氏模量 以巳=/卩/^，5为第二共振频率，111为被测水果质量：），分析出水果坚实度情况，并判断该被 测水果的成熟情况：成熟度情况的判断为本领域的公知常识，可根据国外文献 Nondestructive acoustic impulse response method for measuring internal quality of apples and watermelonsc^i^n苹果红富士，El = 19kgw/cm2，E2 = 44kgw/cm2; 西瓜，El = 5kgw/cm2，E2= 15kgw/cm2，若杨氏模量E1〈E〈E2，则视为适熟;若小于El，则视为过 熟;若大于E2，则视为未熟。
[0027] (4)控制器通过电机控制风车2逆时针旋转60度，使被测水果在惯性作用下进入第 二水平传送带7。
[0028] 为合理对不同品质水果进行分级，本发明还可以包括气缸5、滑道6和三位二通电 磁阀；气缸5和滑道6分别安装在机架8上，且位于第二水平传送带7的两侧，气缸5和滑道6相 对;三位二通电磁阀固定在机架上，一端与控制器相连，另一端与气缸5相连。若被测水果测 得为过熟或者未熟，则在风车叶片2转动60度后，经过L/v时间第二水平传送带与风车接触 的一端到气缸距离L，第二水平传送带7的传送速度V，通过三位二通电磁阀控制气缸5的活 塞向前推动，以剔除过熟或者未熟的水果。
【主权项】
1. 一种水果坚实度信息在线采集系统，其特征在于，包括控制器、第一水平输送系统、 第二水平输送系统、风车系统、扬声器(3)、激光多普勒测振仪(4)、机架(8)和麦克风;所述 风车系统包括风车(2)、电机和蓝牙模块，风车(2)的中心轴与电机的输出轴相连;所述风车 (2)包括6片扇叶，相邻的两片扇叶之间的夹角为60度，且每片扇叶上具有压力传感器，压力 传感器与蓝牙模块相连;所述第一水平输送系统包括第一电机(14)和第一水平传送带（1)， 第二水平输送系统包括第二电机(74)和第二水平传送带(7);所述第一水平传送带（1)、风 车(2)、第二水平传送带(7)依次安装在机架(8)上，且第一水平传送带（1)、风车(2)的中心 轴、第二水平传送带(7)位于同一水平面上;所述激光多普勒测振仪(4)和扬声器(3)分别安 装在机架(8)上，且位于风车(2)的两侧，激光多普勒测振仪(4)和扬声器(3)相对;所述麦克 风固定安装在扬声器(3)上;所述第一电机(14)、第二电机(74)、电机、蓝牙模块和控制器均 固定在机架(8)上，且麦克风、第一电机（14)、第二电机(74)、电机、激光多普勒测振仪(4)、 扬声器(3)、蓝牙模块分别与控制器相连。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一水平输送系统还包括第一传动轴 (12 )、第二传动轴（11)和第一传送带（13);第一传动轴（12 )、第二传动轴（11)均安装在机架 (8)上，第一水平传送带（1)的两端分别与第一传动轴（12)、第二传动轴（11)相连;第一电机 (14)的输出轴通过第一传送带（13)与第一传动轴(12)相连。3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二水平输送系统还包括第三传动轴 (72)、第四传动轴(71)和第二传送带(73);第三传动轴(72)、第四传动轴(71)均安装在机架 (8)上，第二水平传送带(7)的两端分别与第三传动轴(72 )、第四传动轴(71)相连;第二电机 (74)的输出轴通过第二传送带(73)与第三传动轴(72)相连。4. 根据权利要求（1)所述的系统，其特征在于，所属系统还包括气缸(5)、滑道(6)和三 位二通电磁阀；气缸(5)和滑道(6)分别安装在机架(8)上，且位于第二水平传送带（7)的两 侦L气缸(5)和滑道(6)相对;三位二通电磁阀固定在机架上，一端与控制器相连，另一端与 气缸(5)相连。5. -种权利要求1所述系统的采集方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 调整风车（2)的位置，使得其中两扇叶与第一水平传送带（1)、第二水平传送带(7) 平行，然后将被测水果置于第一水平传送带（1)上，被测水果被输送到风车(2)的扇叶中，压 力传感器采集被测水果的质量，并通过蓝牙模块将质量信号发送到控制器； (2) 控制器接收到重量信号后，通过电机控制风车（2)旋转60度，使被测水果位于扬声 器(3)和激光多普勒测振仪(4)之间；然后控制扬声器(3)、麦克风和激光多普勒测振仪(4) 工作，扬声器(3)发出声波信号，激励被测水果振动；同时，麦克风米集由扬声器(3)发出的 激励信号;激光多普勒测振仪(4)投射激光到振动的水果表面，采集被测水果的振动速度， 并将测得的振动速度信息通过数据采集卡传输到控制器中。 (3) 控制器根据激光多普勒测振仪(4)采集的振动速度信息以及麦克风采集的激励信 号，分析出该水果的第二共振频率，结合压力传感器采集的质量信号，计算出其杨氏模量E( 「2为第二共振频率，m为被测水果质量），分析出水果坚实度情况，并判断该被测 水果的成熟情况。 (4) 控制器通过电机控制风车(2)旋转60度，被测水果由于离心力作用，离开扇叶，进入 第二水平传送带(7)。
【专利摘要】本发明公开一种水果坚实度信息在线采集系统和方法，将被测水果放置传输带上，当其进入风车扇叶后，风车转动一定角度，使水果进入检测状态，扬声器发出声波信号，激励被测水果振动，激光多普勒测振仪投射激光到振动的水果表面，采集被测水果的振动速度，并将采集到的振动速度信息通过数据采集卡传输到控制器中，通过软件分析出西瓜坚实度情况。风车再次转动，水果离开扇叶，进入另一条输送带，气缸接收信号，决定是否将被测水果推入滑道。从而实现水果坚实度在线无损检测及品质分级。
【IPC分类】B07C5/02, G01N29/04, B07C5/34
【公开号】CN105675720
【申请号】CN201610230631
【发明人】崔笛, 吴华林, 应义斌, 张文, 任梦佳, 高宗梅
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月13日