一种活体蟹类智能分选系统及方法与流程

本发明涉及自动设备领域，特别涉及活体蟹类智能分选系统及方法。

背景技术：

分选是水产品流通中的一个关键环节，需要按照重量对水产品进行归类，根据市场要求分成不同的等次。对活体水产品的分选要求很高，目前大多数以人工方式进行，效率低。市场上的分选设备，在精准度、效率、损伤等指标方面，难以满足活体分选的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种活体蟹类智能分选系统及方法，该分选方法可以提高分选效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种活体蟹类智能分选系统，包括传送装置、称重装置、控制系统，所述的传送装置上设置多个称重装置，所述的称重装置用于称量蟹类重量并送入控制系统中，所述的控制系统获得重量值，根据预设的重量区间将蟹类按照重量分类并通过显示器显示。

所述的称重装置包括盒式称重托盘、称重传感器，所述的称重传感器用于检测盒式称重托盘中蟹类的重量信号。

所述的传送装置包括传动链、主动轮、翻板组件、从动轮、步进电机，所述的步进电机带动主动轮转动，所述的主动轮通过驱动链带动从动轮转动，所述的从动轮带动传动链转动，所述的传动链上设置多个翻板组件，每个翻板组件上设置称重装置。

所述的显示器设置在称重装置上。

所述的控制系统包括ad转换模块、dsp处理器、单片机，称重装置称量的蟹类数据经ad转换模块后送入到dsp处理器中，dsp处理器采用动态重量检测算法对传来的重量采样信号进行处理，以获取准确的重量值，根据预设的重量区间对蟹类进行分类，并发出信号至单片机，所述的单片机连接设置在称重装置上的显示器，通过显示器显示称重装置内的蟹类的分类信息及分类信息。。

所述的dsp处理器与上位机连接，用于上传称重结果、分类结果等数据。该系统还包括执行装置、收集装置，所述的执行装置、收集装置分别对称分布在传送装置两侧。

所述的执行装置为设置在机架上的电动缸，所述的收集装置包括收集框、滑道、设置在滑道顶端的光电传感器，所述的步进电机上设置电机编码器，所述的电机编码器、光电传感器均与单片机连接，所述的单片机根据电机编码器和光电传感器检测的数据判断收集装置的滑道对准称重托盘时，控制步进电机停止转动，并根据此时蟹类重量判断蟹类是否应该放入该收集装置中，单片机通过电动缸推动称重托盘向收集装置一侧翻转，称重托盘底部通过旋转关节与传动链连接同时称重托盘底部通过回位弹簧与传动链连接，在电动缸推动翻转后，蟹类通过滑道进入收集框，电动缸收缩后，称重托盘在回位弹簧作用下回位。

一种活体蟹类智能分选系统的分选方法，将称重传感器检测的盒式称重托盘中的蟹类的重量信号送入到dsp处理器中；

dsp处理器对重量数据进行处理确定重量数据；

对蟹类的确定的重量数据根据预设的分组范围分组，将重量数据送入到单片机中；

dsp处理器采用动态重量检测算法对传来的重量采样信号进行处理获取蟹类准确的重量值，并根据预设的重量区间分类，将重量值及分类信息送入到单片机中；

单片机控制将数据显示在相应的称重托盘显示器上，显示的数据包括重量值以及分类信息。

所述的单片机获取位置信息，当对应的蟹类托盘与收集装置对齐后，判断托盘中蟹类重量与收集框对应的分组是否一致，若一致，单片机控制电动缸推动翻转托盘，将蟹类倒入对应的收集装置中。

采用动态重量检测算法包括：

获取采样检测信号；采用改进emd算法分解，得到n个本征模函数imf，s1(t)、s2(t)…sn(t)，频率从高频到低频，幅值由小到大排列，sn(t)是一个相对缓变的量，作为残余量，把前n-1个本征模函数送人自适应卡尔曼滤波系统进行处理，对每一个本征模函数进行相应的自适应权值调整，获得新的残余量，判断是否满足误差要求，若不满足，则重新获取本征模函数，直到误差满足要求，得到一个较为准确的重量稳态值。

本发明的优点在于：采用传输带的方式将蟹类沿着传输带传输，并在传输带上设置称重装置和显示器，通过显示器显示蟹类的分类以及重量，方便快速的在传输带两侧人工收入分类箱中，提高了分类效率；通过dsp控制器对重量信号进行处理，能获得准确的重量值及分类信息，消除噪声干扰，提高分选精度；称重装置上显示器能实时显示蟹类的信息，同时将数据上传至上位机，便于数据的存储和分析。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明控制系统结构原理图；

图2为本发明称重装置结构原理图；

图3为本发明传送装置侧视图；

图4为本发明传送装置立体图；

图5为本发明动态重量检测算法原理图；

图6为本发明收集装置原理图；

图7为本发明执行装置原理图。

上述图中的标记均为：1、盒式称重托盘；2、重量传感器；3、平行轨道；4、传动链；5、翻板组件；6、步进电机；7、驱动链；8、主动轮；9、从动轮

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种活体蟹类智能分选系统，包括传送装置、称重装置、控制系统，传送装置上设置多个称重装置，称重装置用于称量蟹类重量并送入控制系统中，控制系统根据预设的重量分类区间将蟹类的重量分别并通过显示器显示。称重装置包括盒式称重托盘、称重传感器，称重传感器用于检测盒式托盘中的蟹类的重量，盒式称重托盘设置在称重装置上。当蟹类放置在托盘上后，称重传感器会将称得数据送入到控制系统中。显示器设置在盒式称重托盘上，用于显示该托盘中蟹类的重量值及对应的分类信息。控制系统可以采用动态重量检测算法获得准确的重量值，根据预设的重量区间将蟹类按照重量分类并通过显示器显示。

传送装置包括平行轨道和支撑架，两侧平行轨道中间设置有传动链。传送装置还包括传动链、主动轮、翻板组件、从动轮、步进电机，步进电机带动主动轮转动，主动轮通过驱动链带动从动轮转动，从动轮与传动链之间啮合转动，从动轮带动传动链转动，传动链上设置多个翻板组件，每个翻板组件上设置称重装置。

控制系统包括ad转换模块、dsp处理器、单片机，称重装置称量的蟹类数据经ad转换模块后送入到dsp处理器中，dsp处理器根据预设的重量分别区间对蟹类进行分类，并发出信号至单片机，单片机连接设置在称重装置上的显示器，通过显示器显示称重装置内的蟹类的分类信息。dsp处理器与上位机连接，用于上传称重结果、分类结果等数据。dsp处理器采用动态重量检测算法对传来的重量采样信号进行处理获取蟹类准确的重量值。

在工作时，将蟹类放置在托盘上，托盘沿着传输链传输，不同的托盘对应的重量传感器将重量数据送入到至dsp处理器中，dsp处理器中预设根据重量范围分类得重量区间，根据传来的数据落在得不同区间分成不同得重量类别，然后送入到单片机中，单片机控制设置在称重托盘上得显示器显示相对应的该托盘内得蟹类得重量值和分类信息。dsp处理器与上位机连接，用于上传称重结果、分类结果等数据。

在工作时，将蟹类放置在称重托盘上，托盘沿着传动链传输，不同的托盘对应的称重传感器将称量数据送入dsp处理器中，dsp处理器根据传来的数据落在的重量区间分成相应的重量类别，然后送入到单片机中，单片机控制设置在称重托盘上的显示器显示相应托盘内蟹类的重量值和分类信息。这里可以在发送时由dsp根据不同的称重传感器的通信设置标识码，防止在反馈控制显示器显示时出现错乱，或在串口通信时，不同的光电传感器与单片机串口一一对应，从而保证传输准确性。在传动链上传输的盒式称重托盘上的显示器显示重量值以及分类信息，这样在整个传送装置两侧的人员可以根据显示的信息快速地将蟹类收入相应收集箱中。

优选的一个实施例采用自动的分选方式，分选采用执行装置和收集装置，执行装置分别对称分布在传送装置两侧，执行装置为设置在机架上的电动缸，收集装置包括收集框、滑道、设置在滑道顶端的光电传感器，步进电机上设置电机编码器，电机编码器、光电传感器均与单片机连接，所述的单片机根据电机编码器和光电传感器检测的数据判断收集装置的滑道对准称重托盘时，控制步进电机停止转动，并根据此时蟹类重量判断蟹类是否应该放入该收集装置中，单片机通过电动缸推杆推动称重托盘向收集装置一侧翻转，称重托盘底部通过旋转关节与传输链连接同时称重托盘底部通过回位弹簧与传动链连接，在电动缸推动翻转后，蟹类通过滑道进入收集框，电动缸收缩后，称重托盘在回位弹簧作用下回位。

首先，每一个收集框对应不同的分类，每一个分类对应一个重量区间，单片机通过步进电机的编码器获取电机转动的距离同时通过光电传感器检测滑道正对的传输链上是否存在称重托盘，若存在则收集框与称重托盘正对，同时由于沿传输链对称设置在另一侧的电动缸也可以推动托盘，在设置时，等间距在传输链上设置托盘，同时在传输装置两侧以相同间距设置电动缸和收集装置，这样只要其中一个托盘对齐，其它托盘也相应的对应，由于每个托盘的重量在单片机中唯一对应，而位置信息由编码器确定，从而单片机可以确定托盘中蟹类重量以及改托盘对应的收集装置的分类重量范围，当该托盘中蟹类重量在对应收集装置的区间内时，则单片机控制该位置的电动缸推杆伸出推动托盘翻转，并在蟹类落入收集装置后在回位弹簧作用下回位，其它位置上托盘中蟹类的处理方式一样，仅需为相应的位置以及对应的电动缸、收集装置重量区间在单片机中预先设置即可。当判断完成后，步进电机转动使得托盘移动的距离和托盘间的距离一致，这样，在其中一个托盘判断不属于该重量区间时，该托盘移动到下一个重量区间对应的位置继续进行判断，从而完成每一个蟹类的分选入框。

一种活体蟹类智能分选系统的分选方法，将称重传感器检测的盒式称重托盘中的蟹类的重量数据送入到dsp处理器中；

dsp处理器采用动态重量检测算法对传来的重量采样信号进行处理以获取蟹类准确的重量值。并根据预设的重量区间分类，将重量值及分类信息送入到单片机中；

单片机控制将数据显示在相应的称重托盘显示器上，显示的数据包括重量值以及分类信息。

dsp处理器采用动态重量检测算法对传来的数据进行处理以获取蟹类准确的重量值。

单片机获取位置信息，当对应的蟹类称重托盘处于相应的分选位置后，翻转托盘，将蟹类倒入对应的收集装置中。

采用动态重量检测算法包括：

获取采样检测信号；采用改进emd算法分解，得到n个本征模函数imf，s1(t)、s2(t)…sn(t)，频率从高频到低频，幅值由小到大排列，sn(t)是一个相对缓变的量，作为残余量，把前n-1个本征模函数送人自适应卡尔曼滤波系统进行处理，对每一个本征模函数进行相应的自适应权值调整，获得新的残余量，判断是否满足误差要求，若不满足，则重新获取本征模函数，直到得误差满足要求到一个较为准确的重量稳态值。

控制系统包括dsp、单片机、上位机和外围电路，dsp(tms320vc33芯片)完成数据处理，具体如下：1、对动态称重机构送来的重量采样信号进行预处理，滤除噪声；2、采用改进的经验模态分解(emd)算法，对采样信号进行分解，采用自适应卡尔曼滤波算法剔除动态信号分量的干扰，消除蟹类无规律运动对称量结果的影响，获得准确的重量值；3、将重量值与预先设置的重量区间进行匹配，重量值及匹配分类结果送到单片机。4、dsp与上位机之间用rs-232连接，进行串行通信，dsp将重量值及分类结果送到上位机，实现数据传输和控制。单片机控制相应的显示器显示重量和分类数据。dsp将数据送到上位机，上位机对数据进行存储、显示和分析等。

称重装置主要由盒式称重托盘和称重传感器组成。称重传感器采用电磁力式重力传感器，其准确度较高。盒式称重托盘采用上大下小圆形结构设计，且材料光滑。

传送装置采用链条输送线：设有两条平行轨道，两平行轨道中间设有链条，传动链通过步进电机驱动，以设定速度持续旋转。在传动链上加装有翻板组件。设有多个翻板组件，翻板组件之间留有一定距离，每个翻板组件设有旋转关节。

收集装置

每个分选位置设有一个特殊材料缓冲垫，以避免活体蟹类滑落时损伤。缓冲垫下方设有倾斜放置的滑道，蟹类沿着滑道滑下。每个滑道底端的下方均设有收集框，相同重量区间的蟹类会落入同一个收集装置。缓冲垫、滑道以及收集框的位置由翻板长度、翻转角度等决定，实际应用中需经精确分析和计算得到。

在每个分选位置的另一侧放置一个电动缸，电动缸设置在机架上。智能控制系统根据重量检测结果，将控制电信号送给电动缸。当称重装置移动到分选位置时，电动缸通电，通过推杆使称重托盘1翻转一定角度，活体蟹类落入收集装置中。

整个设备由智能控制系统控制协调，称重装置(盒式称重托盘和称重传感器)输出重量信号至智能控制系统，智能控制系统输出控制信号至执行装置。

例：某活体蟹类经称重装置，输出重量采样信号至智能控制系统的dsp，dsp对信号进行数据预处理，并借助动态重量检测算法获得准确的动态称量结果，与预先设置的重量区间进行匹配，若重量在(w1，w2]区间内，智能控制系统中的单片机将匹配分类结果转换为控制电信号，第3个端口输出高电平，将控制信号送到第3个分选位置的执行装置，当称重装置通过传送装置移动到分选位置3时，此处电动缸通电，通过推杆推动使称重托盘1翻转一定角度，活体蟹类沿着滑道落入收集框中。另外，智能控制系统将称量结果送到上位机进行数据存储、显示和分析等。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。