专利名称：水果分级检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水果分级检测装置，尤其是一种基于机器视觉的可辨别水果 颜色、大小、果梗、表面缺陷的水果分级检测装置。
技术背景现有技术中对苹果、梨等水果的品质分级一般进行人工分级，人工分级的缺点主 要有人工劳动量大，生产效率低，分级标准难以精确实现，而且分级精度不稳定。在水果分 级标准中对果形、果面缺陷、颜色的度量，因仅凭人的视觉难以精确区分，且人长时间用眼， 会造成视觉疲劳及情绪的不稳定，从而造成分级误差的波动。其次，水果内部品质缺乏检测 手段，使水果的内外品质无法保证，尤其是在对库尔勒香梨的品质分级当中，这样的问题尤 其突出。库尔勒香梨属白梨系统，原产地为新疆南疆，以库尔勒地区种植面积最大、品质最 好而著名。果形为纺锤形或卵圆形，纵径平均6. 5厘米，横径平均5. 7厘米。成熟时果面底 色黄绿，阳面有红晕，在一般条件下储存后可变黄。库尔勒香梨果肉酥脆，汁多浓甜，香味浓 郁。严格的果实分级标准是实现提升果品销售价值的重要途径之一。目前库尔勒香梨主要以果实大小为检测分级标准，且分级方式主要采用人工分 级。其次，水果内部品质缺乏检测手段，使水果的内外品质无法保证。因此，研究基于机器 视觉的水果品质无损检测方法研究，进而开发水果自动实时分级系统，选出高质量的水果， 在我国具有重要的经济价值和广阔的应用前景。因此，基于机器视觉的库尔勒香梨品质的 无损检测方法的研究，进而根据这些理论方法可开发具有较高精度和生产率的库尔勒香梨 品质检测和分级生产线，能提升库尔勒香梨品牌地位和增强其在国内外的竞争力，并且这 些理论和方法还能推广到其它易损农产品的品质检测和分级，为实现机器视觉在农产品品 质检测和自动化分级打下基础，促进机器视觉这一新技术在我国农业上的推广应用。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种针对香梨、苹果等水果的能够实现 水果的快速无损检测、信息可靠、分级标准统一，可有效减轻劳动强度的水果检测分级装置。本实用新型包括机架台1，在机架台1上设有水果输送部件、机器视觉检测部件、 自动分级部件6，所述水果输送部件包括链式输送带2，所述链式输送带2上设有凹型托盘 3，利用凹型托盘3可固定水果，防止水果摔伤，凹型托盘3固定在链式输送带2上，输送链 轮11转动，凹型托盘3随链式输送带2 —起向前运动。所述机器视觉检测部件包括设于链式输送带2上方的检测箱，所述检测箱包括上 表面检测箱4和负压检测箱5，上表面检测箱内设有摄像头15、穹顶光源14，靠近链式输送 带2设有位置传感器13 ；负压检测箱5内设有空气泵19、与空气泵19相连的负压吸盘20、 负压检测箱光源21、摄像头15，在负压检测箱5内顶部设有负压吸盘滑轨18，靠近链式输送带2设有位置传感器13。所述的上表面检测箱内摄像头15与穹顶光源14固定安装于支杆17上，所述支杆 17与上下调节导轨16活动连接，用以调节摄像头15与穹顶光源14相对于水果12的高度。水果放在凹型托盘3中，随链式输送带2运动进入上表面检测箱4，当触发上表 面检测箱位置传感器13时，摄像头获得由计算机而来的指令信号，对水果图像信息进行采 集，上表面检测摄像头15安装在穹顶光源的中心，以保证待测水果表面光线均勻。采集后 的图像信息储存在计算机内存中，由分级软件对目标水果进行上表面检测，随后水果运出 上表面检测箱4，当安装在负压检测箱5内的位置传感器感应到水果信号时，报知计算机， 计算机驱动负压吸盘20抓起水果，由安装在负压检测箱内的摄像头15对水果下表面图像 进行采集，并将三个所得图像进行拟合，实现全表面检测；随后负压吸盘20向后沿负压吸 盘滑轨18移动至自动分级部件6的链式输送带2上方，将检测过的水果放到所述链式输送 带2上。所述自动分级部件6位于机器视觉检测部件的负压吸盘后方，包括链式输送带2， 位于链式输送带2上方设有多个分级负压吸盘25，与分级负压吸盘25连接设有空气泵19， 靠近链式输送带2设有位置传感器13，位于分级负压吸盘25后方设有多个水果等级传送 带，每个分级负压吸盘25与相应水果等级传送带相对应设置。为避免同等级的水果重复出现，保证在高密度情况下水果也可以顺利输送到传送 带上，避免出现等级错误或漏运。所述的每个水果等级传送带对应的分级负压吸盘25的个 数可以设为1个或2个。由负压检测箱5出来的水果，已由计算机确定等级，计算机将等级信号发送至自 动分级部件6，计算机根据链式输送带2的速度，并由位置传感器13获取水果位置准确信 息，驱动相应位置的分级负压吸盘25，当水果被分级负压吸盘25抓取时，随分级负压吸盘 25沿负压吸盘滑轨18移动到等级传送带上，分级负压吸盘25将香梨放下，由等级传送带运 送至采集箱，完成分级工作。与传统的检测方法相比，本实用新型的最大优点是与被检测的对象无接触、分级 标准统一，并且检测速度快。尤其是在新疆库尔勒香梨的检测应用方面显示了独有的优势， 库尔勒香梨皮薄、多汁、易碰伤，通过系统内的气吸式输送系统，可以将的全表面信息输入 到计算机中，完成香梨的即时在线检测，可快速提取并处理香梨梨体图像，对香梨的颜色、 大小、果梗、表面缺陷进行有效检测，通过分级装置实现自动分级，具有很高的效率及一定 的智能性，本实用新型推广应用后可以节省劳动力，减轻劳动强度，降低生产成本，提高香 梨在国际上的竞争力。
图1为本实用新型实施例1的俯视结构示意图。图2为图1中机器视觉检测部件的A向结构示意图。图3为图1中链式输送带上所设凹型托盘的结构示意图。图4为图3俯视结构示意图。图5为图1中自动分级部件侧视的结构示意图。图6为图5中自动分级部件B向的结构示意图。图中所示1为机架台，2为链式输送带，3为凹型托盘，4为上表面检测箱，5为负压检测箱，6为自动分级部件，7为特级果等级 传送带，8为一等果等级传送带，9为二等果等级传送带，10为等外品等级传送带，11为输送 链轮，12为水果，13为位置传感器，14为穹顶光源，15为摄像头，16为上下调节导轨，17为 支杆，18为负压吸盘滑轨，19为空气泵，20为负压吸盘，21为负压检测箱光源，22为计算机， 23为变频器，24为交流电动机，25为分级负压吸盘。图中所示箭头方向为传送方向。
具体实施方式
实施例1 参照附图1 图6，本实施例为包括机架台1，在机架台1上设有水果输送部件、机 器视觉检测部件、自动分级部件6，所述水果输送部件包括链式输送带2，所述链式输送带2 上设有凹型托盘3 ；所述机器视觉检测部件包括计算机及设于链式输送带2上方的检测箱， 所述检测箱包括上表面检测箱4和负压检测箱5，上表面检测箱4内设有摄像头15、穹顶光 源14，靠近链式输送带2设有位置传感器13 ；负压检测箱5内设有空气泵19、与空气泵19 相连的负压吸盘20、负压检测箱光源21、摄像头15，在负压检测箱5内顶部设有负压吸盘滑 轨18，靠近链式输送带2设有位置传感器13 ；所述自动分级部件6位于机器视觉检测部件 的负压吸盘后方，包括链式输送带2，位于链式输送带2上方设有多个分级负压吸盘25，与 分级负压吸盘25连接设有空气泵19，靠近链式输送带2设有位置传感器13，位于分级负压 吸盘25后方设有多个水果等级传送带，每个分级负压吸盘25与相应水果等级传送带相对 应设置。所述的上表面检测箱内摄像头15与穹顶光源14固定安装于支杆17上，所述支杆 17与上下调节导轨16活动连接，用以调节摄像头15与穹顶光源14相对于水果12的高度。首先由人工将香梨放到链式输送带2的凹型托盘3上，凹型托盘3向上表面检测 箱4方向运动，根据不同需要，可调节变频器23改变输送链轮11转动速度以控制检测速 度。上表面检测箱4入口有位置传感器13，当探知待测香梨时将信号送至计算机，计算机 控制摄像头15进行图像采集，随后香梨运出上表面检测箱，当安装在负压检测箱5内的位 置传感器13感应到香梨信号时，报知计算机，计算机驱动负压吸盘20抓起水果，由负压检 测箱5内的两个摄像头对香梨下表面信息进行采集，完成香梨的下表面检测，获得香梨的 大小、颜色、果梗以及表面缺陷等信息，实现全表面检测，并将采集到的数据通过图像采集 卡进行数模转换后，由图像处理软件进行处理，计算机通过软件对该数据进行判断分析，得 出香梨的等级，由负检测箱出来的水果，已由计算机确定等级，计算机将等级信号发送至自 动分级部件6，自动分级部件6根据链式输送带2速度，并由位置传感器13获取香梨位置 的准确信息，驱动相应位置的分级负压吸盘25，当水果被分级负压吸盘25抓取后，当水果 被分级负压吸盘25抓取时，随分级负压吸盘25沿负压吸盘滑轨18移动到特级果等级传送 带7、一等果等级传送带8、二等果等级传送带9或者等外品等级传送带10上，分级负压吸 盘25将香梨放下，由相应等级传送带运送至采集箱，完成分级工作，分级过程中，采用不同 级别水果对应不同的等级传送带，避免传统方法中使用机械方式对香梨梨体造成损伤，极 大的保证了香梨的品质，减少损失。本装置可完成以下内容的检测要求库尔勒香梨颜色的检测；库尔勒香梨的大小 自动化检测；库尔勒香梨的果梗分级的快速自动化检测，即果梗长度是否符合国家对库尔勒香梨评级的标准；表面表面缺陷的快速无损检测。实施例2 与实施例1相比，本实施例不同地方在于所述的每个水果等级传送带对应的分级 负压吸盘25的个数为2个。为避免同等级的香梨重复出现，特将每个等级的吸盘设计为2 个，保证在高密度情况下香梨也可以顺利输送到传送带上，避免出现等级错误或漏运。
权利要求一种水果分级检测装置，包括机架台(1)，其特征在于机架台(1)上设有水果输送部件、机器视觉检测部件、自动分级部件(6)，所述水果输送部件包括链式输送带(2)，所述链式输送带(2)上设有凹型托盘(3)；所述机器视觉检测部件包括设于链式输送带(2)上方的检测箱，所述检测箱包括上表面检测箱(4)和负压检测箱(5)，上表面检测箱(4)内设有摄像头(15)、穹顶光源(14)，靠近链式输送带(2)设有位置传感器(13)；负压检测箱(5)内设有空气泵(19)、与空气泵(19)相连的负压吸盘(20)、负压检测箱光源(21)、摄像头(15)，在负压检测箱(5)内顶部设有负压吸盘滑轨(18)，靠近链式输送带(2)设有位置传感器(13)；所述自动分级部件(6)位于机器视觉检测部件的负压吸盘后方，包括链式输送带(2)，位于链式输送带(2)上方设有多个分级负压吸盘(25)，与分级负压吸盘(25)连接设有空气泵(19)，靠近链式输送带(2)设有位置传感器(13)，位于分级负压吸盘(25)后方设有多个水果等级传送带，每个分级负压吸盘(25)与相应水果等级传送带相对应设置。
2.如权利要求1所述的水果分级检测装置，其特征在于所述的上表面检测箱内摄像头 (15)与穹顶光源(14) 一起固定安装于支杆(17)上，所述支杆(17)与上下调节导轨(16) 活动连接。
3.如权利要求1或2所述的水果分级检测装置，其特征在于所述的每个水果等级传送 带对应的分级负压吸盘(25)的个数为1个或2个。
专利摘要本实用新型涉及一种水果分级检测装置，尤其是一种基于机器视觉的可辨别香梨的颜色、大小、果梗、表面缺陷的分级检测装置，包括机架台，机架台上设有水果输送部件、机器视觉检测部件、自动分级部件，所述机器视觉检测部件包括设于链式输送带上方的检测箱，所述检测箱包括上表面检测箱和负压检测箱，所述自动分级部件包括链式输送带，位于链式输送带上方设有多个分级负压吸盘，与分级负压吸盘连接设有空气泵，位于分级负压吸盘后方设有多个水果等级传送带。本实用新型能够实现香梨的快速无损检测、信息可靠、分级标准统一，可有效减轻劳动强度。
文档编号B07C5/00GK201618694SQ20092027733
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者屈年巍, 王维新, 马本学 申请人:石河子大学