水果的分级检测设备以及水果分级系统的制作方法

本实用新型涉及农产品领域，具体而言，涉及一种水果的分级检测设备以及水果分级系统。

背景技术：

随着经济的发展和生活水平的提高，世界各国对包括水果在内的农产品的质量要求也越来越高。因此对采后的水果进行分级也非常的重要。

已知的对水果进行分级，都是采摘后进行人工的挑选分级，但是人眼是难以发现一些霉变或者斑点的水果，并且这些霉变的水果会随着时间的增加，继续霉变腐烂，当人们在一开始分级的时候，没有发现这写霉变的水果，霉变的水果被当做品质良好的水果与品质良好的其他水果一起包装运输，在此过程中，就会对其他的原本是良好的水果进行感染，进而使得整箱或者整袋的水果都变坏。

另有的一些破损残缺或者有果锈的水果，人眼在分级的时候，也会因为没有看到或者看花眼导致将其归于良好的水果一起，这些残缺的水果很容易被外界进行感染，从而进一步恶化，从而感染其他的良好的水果。

另有的一些水果本身发育的不是很好，比如个头较小，色泽差、肉质不够饱满或者有畸形，这类水果在分级的时候自然是品质较低的水果，但是人眼在分级时，也容易出现误差，或者看错。并且这些繁杂的分级工作，使得人们很容易出现疲劳，这样就更容易出现分级错误，因此提供一种可靠的、自动化的水果分级设备显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种水果的分级检测设备，其能够实现快速、可靠、准确地检测水果的品质并对其进行分级。

本实用新型的目的在于提供一种水果分级方法，其能够提高水果分级的效率以及可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

一种水果的分级检测设备，包括：用于输送水果的输送台；用于采集水果的图像并输出的相机，其中，相机靠近输送台设置；用于采集水果对应的光电信号并输出传感器以及计算机。其中，计算机与相机电连接，计算机用于接收相机输出的水果的图像并根据图像输出水果的分级的信息。抓取装置，用于接受所述计算机的命令，并执行与所述分级信号对应的抓取动作，抓取装置靠近所述输送台设置，抓取装置电连接于所述计算机。光照装置，用于相机拍照时进行补光，光照装置电连接于计算机，光照装置包括第一光照装置、第二光照装置以及第三光照装置，第一光照装置设置于输送台的下方且输送台的材料为透明材料，第二光照装置和第三光照装置沿输送台的输送方向分别设置于输送台的相对的两端。

在本实用新型较佳的实施例中，输送台包括多根支撑柱和输送台面，输送台面上设置有多根连接杆，相机包括多个相机；且分别设置于多根连接杆上。

在本实用新型较佳的实施例中，连接杆为可升降的连接杆。

在本实用新型较佳的实施例中，连接杆包括多根竖杆和至少一根横杆，多根竖杆均连接于输送台面上，横杆连接于每两根述竖杆之间；竖杆为可升降的竖杆。

在本实用新型较佳的实施例中，竖杆包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的直径大于第二连杆的直径，第二连杆套设于第一连杆中，且第二连杆可沿第一连杆的轴向滑动。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一光照装置和所述第二光照装置均连接于所述连接杆上。

在本实用新型较佳的实施例中，水果分级检测设备还包括抓取装置，抓取装置靠近输送台设置，抓取装置电连接于计算机。

在本实用新型较佳的实施例中，抓取装置通过可以自由移动的机械臂连接于输送台。

在本实用新型较佳的实施例中，水果的分级检测设备还包括传感器，用于检测输送带上是否有待检测的水果，传感器电连接于计算机。

在本实用新型较佳的实施例中，水果分级检测设备还包括报警装置，报警装置与计算机电连接，用于当水果分级检测设备出现故障时，进行报警。

一种水果分级系统，包括上述的水果分级检测设备，以及筛分装置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的水果的分级检测设备，包括输送台、相机、计算机、抓取装置以及光照装置。在输送台、相机、计算机、抓取装置以及光照装置的协同工作下，相机采集输送带传递的水果的图像，光照装置根据不同的检测步骤进行不同方向的补光，相机将水果图像传输至计算机，计算机接收图像信号，并根据水果的色彩、形状、果径、伤痕、霉变斑点以及果锈等综合因素，对水果进行分级。输出水果的分级信号，抓取装置将相应级别的水果抓取到相应的区域。实现了快速、可靠地对水果分级。该水果分级系统，通过设置上述的水果的分级检测设备，提高了水果分级的效率以及可靠性。

本实用新型提供的水果分级系统，通过设置上述的水果的分级检测设备以及筛分装置，提高了水果分级的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的水果分级系统的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的水果分级系统的工作流程图；

图3为本实用新型第一实施例提供的水果分级系统检测有无水果输送至输送台上的工作流程图；

图4为本实用新型第二实施例提供的水果分级系统的结构示意图。

图标：100-水果的分级检测设备；110-输送台；112-输送台面；113-支撑柱；120-相机；121-竖杆；122-连接杆；123-横杆；124-第一连杆；125-第二连杆；130-传感器；150-抓取装置；151-机械臂；200-水果的分级检测设备；141-第一光照装置；142-第二光照装置；143-第三光照装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种水果的分级检测设备100，其包括输送台110、相机120、计算机(图未示)传感器130、抓取装置150以及光照装置。

其中输送台110用于输送水果，相机120用于采集水果的图像并输出至计算机。传感器130，用于采集水果对应的光电信号并输出至计算机。计算机与相机120和传感器130电连接，计算机用于接收水果的图像并根据图像输出所述水果的分级的信号。

输送台110是整个水果的分级检测设备100的支撑以及运输结构。输送台110包括输送台面112和多个支撑柱113，输送台面112连接于支撑柱113之上，从而支撑住整个输送台面112，进而使得整个输送台110能够稳固的支撑住放置于输送台面112上面的待分级的水果，并且对其进行传输，实现对水果快速、可靠、准确地进行分级。具体地，待分级的水果放置于输送台110的输送台面112上，经过相机120、传感器130以及计算机的相互配合对水果进行分级，分级完毕的水果按照分好的级别通过输送台110输送至相对应的级别的物料收集框中。整个过程实现了智能化控制，有效地避免了人工分级带来的不确定性以及不稳定性，提高了水果分级的效率以及可靠性。

进一步地，输送台面112上设置有多根连接杆122，相机120包括多个；且分别设置于多根连接杆122上。从而能够全方位地对传输于输送台110上的水果进行拍照。

连接杆122包括多根竖杆121和至少一根横杆123，多根竖杆121均连接于输送台面112上，横杆123连接于每两根述竖杆121之间；竖杆121为可升降的竖杆121。上述的每一根竖杆121优选地设置于输送台面112的上方并且对应于输送台面112下方的每一根支撑柱113的上方。进一步地，上述的每一根竖杆121可以是与相对应的每一根支撑柱113一体成型，即升高的支撑柱113形成的竖杆121；也可以是在输送台面112上再重新设置的竖杆121。

进一步地，上述的连接杆122均是可以可升降的连接杆122。具体的，竖杆121包括第一连杆124和第二连杆125，第一连杆124的直径大于第二连杆125的直径，第二连杆125套设于第一连杆124中，且第二连杆125可沿第一连杆124的轴向滑动。当需要将连接杆122升高到一定的高度时，只需向上滑动第二连杆125，从而增长了整个竖杆121的长度，进而使得整个连接杆122相对于输送台面112的高度增高。同样的，当需要降低连接杆122的高度时，只需将较细的连杆压回收缩于较粗的连杆的内径里。

上述的竖杆121可以设置为2根，设置于输送台面112相对的两端，横杆123设置于两根竖杆121之间，并且设置于竖杆121的远离输送台面112的一端。上述的竖杆121也可以设置为3根，此时，在输送台面112的一端设置两根竖杆121，另一端设置两根竖杆121，横杆123依旧沿着输送台面112输送的方向设置，选择有两根竖杆121的输送台面112的一端的任意一根竖杆121和相对的输送台面112的另一端的竖杆121连接。上述的竖杆121也可以选择设置为4根，此时选择设置3根横杆123，在输送台面112的两端分别设置两根竖杆121，在两根竖杆121之间设置第一根横杆123，在输送台面112相对的一端设置第二根横杆123，在这两根横杆123的中点处设置第三根横杆123，从而将第一根横杆123与第二根横杆123连接起来。

进一步地，在连接杆122上均设置有相机120。相机120即可以设置在竖杆121上，也可以设置在横杆123上。优选地，相机120设置在横杆123上。从而能够实现多方位对通过输送台面112的水果进行拍照。

优选地，在本实施例中，上述的竖杆121选择4根，横杆123设置3根，输送台面112两端的横杆123上分别设置有一个相机120，即设置2个相机120。从而不仅能够实现全方位地对通过输送台面112的水果进行拍照，而且不会因为设置的连接柱过多而造成设备成本的增加，具有良好的经济效益。上述的相机120的类型是不限定的。在本实施例中，优选地，相机120选择CCD相机或CMOS相机。

进一步地，通过在横杆123上设置相机120，而竖杆121是可升降的，带动横杆123升降，从而使得相机120也能够随着一起升降，进而使得相机120能够在不同的高度对通过输送台面112的水果进行拍照，进而不仅能够更加全面地对待检测分级的水果进行拍照，也能够更好地适应于不同的水果类型，进而扩大了整个水果的分级检测设备100的使用范围。

进一步地，水果的分级检测设备100还包括光照装置，光照装置是用于当相机120对经过输送台110的水果拍照时进行补光的。光照装置包括第一光照装置141、第二光照装置142以及第三光照装置143。第一光照装置141设置于输送台面112的下方且输送台面112的材料为透明材料，第二光照装置142和第三光照装置143沿输送台面112的输送方向分别设置于输送台面112的相对的两端。

进一步优选地，第一光照装置141和第二光照装置142均连接于竖杆121上，能够保证第一光照装置141和第二光照装置142向输送台面112上的水果补充斜光，进而保证了得到更加立体的水果图像，为后续检测分析水果表面的残缺伤痕、霉变凹斑以及果锈等信息提供有利的保障。保证了水果的分级检测设备100的分级的准确性。

光照装置电连接于计算机，从而能够根据计算中所进行的检测步骤的需要及时的控制光照装置打开或者关闭。具体地，当对水果的色彩、形状、大小进行检测时，计算机发出命令同时打开第二光照装置142和第三光照装置143，从而对输送台面112上的水果从两侧照射斜光，达到补光的效果，进而得到清晰明亮的照片，使得对水果的色彩以及形状大小得到更加清晰的辨别。当对水果的表面的残缺伤痕、霉变的凹斑以及凸起的果锈等进行检测时，计算机再次根据需求发出命令，首先打开第一光照装置141，对输送台面112上的水果进行补光，得到边缘轮廓清晰的照片，对水果的表面的情况进行检测分析，然后关闭第一光照装置141，打开第二光照装置142，从一侧对运输台上的水果进行补光，得到水果的第一张立体图像；再次关闭第二光照装置142，打开第三光照装置143，从另一侧对运输台上的水果进行补光，得到水果的第二张立体图像。将第一张的轮廓图像和第一张立体图像以及第二张立体图像结合，从而能够全方位地表现水果的表面的残缺伤痕、霉变凹斑以及果锈等信息，进而能够有效地实现对水果分级的准确性。

上述的光照装置的类型也是不限定的。在本实施例中，优选地，上述的光照装置选择LED光照装置。

应理解，上述的透明材料的输送台面112的材质也是不限定的。输送台面112的材质可以选择透明的金属材料，无机非金属材料或者高分子材料。优选地，在本实施例中，上述的输送台110的输送台面112的材质选择钢化玻璃，从而更加地容易加工，并且成本较低，经济效益高。

进一步地，上述的输送台110的输送台面112的形状是不限定的。输送台面112的形状可以设置为长方形、圆形、椭圆形或者根据实际的需要加工成其他的不规则的形状。优选地，在本实施例中，上述的输送台110的输送台面112的形状选择长方形，从而更加有利于加工与传输。

进一步地，水果的分级检测设备100还包括抓取装置150，抓取装置150靠近输送台110设置，并且抓取装置150电连接于计算机。抓取装置150用于接受计算机的命令，并执行与分级信号对应的抓取动作。

具体的，当前述的相机120对经过输送台110的水果进行检查分级之后，将信息传递至计算机，计算机进行判别之后，判别出上述的待检测的水果应该属于哪一种级别，并将信息反馈至抓取装置150，从而抓取装置150将上述的水果抓取并放置于所对应的水果级别的区域。

进一步地，抓取装置150通过可以自由移动的机械臂151连接于输送台110。优选地，机械臂151设置于横杆123上，从而更加地方便机械臂151带动抓取装置150移动，并抓取输送台110上的水果，并将水果移动至所对应的级别的区域。

进一步地，上述的水果的分级检测设备100还包括用于检测输送带上是否有待检测的水果的传感器130，传感器130电连接于所述计算机。从而能够防止传送带空传输，节约能耗。

进一步地，在本实施例中，水果的分级检测设备100还包括报警装置(图未示)，报警装置与计算机电连接，用于当水果的分级检测设备100出现故障时，进行报警。从而能够有效地避免水果的分级检测设备100在故障的情况下，继续运行，能够有效地保证水果的分级检测设备100的安全运行，进而能够保证水果的分级检测设备100快速、可靠地对水果进行分级。

本实施例提供的水果的分级检测设备100是这样工作地，具体地，请参照图2。启动水果的分级检测设备100，预先在水果的分级检测设备100的计算机内部存储标准水果级别的信息，然后相机120采集传送到输送台110上的水果的图像，并将水果图像传输至计算机；计算机对水果图像进行识别，根据水果的果径大小、色彩是否鲜艳；水果表面是否有凹凸不平的物理性伤痕；水果表面是否存在霉变的斑点、果锈；以及水果的形状是否发生畸变等对水果的类型级别进行分级。具体地，先根据水果图像的尺寸、色彩、形状与标准的水果果径大小、色彩、形状进行对比，从而将水果进行分级。然后再对水果图像的像素平均亮度识别，判断出水果类型，伤痕、霉变或者果锈；水果类型识别完成后，计算机对水果图像进行单孔区域剪切、二值化及过滤，确定水果的表面的伤痕、霉变斑点或者果锈的位置信息和尺寸大小信息，并根据伤痕、霉变斑点或者果锈位置信息和尺寸大小信息将水果图像与标准级别水果模板图像进行匹配分级。最后根据色彩、形状、果径、伤痕、霉变斑点以及果锈综合因素，对水果进行分级。

水果分级识别完成后，计算机将水果的图像与标准级别图像进行对比作出结果后，将水果的分级信号做出分级命令并反馈给抓取装置150，抓取装置150抓取水果并将其放置于相应的级别的区域。进一步地，请参照图3，在相机120对传递到输送台110上的水果进行检验之前，传感器130检测输送台110上是否已经输送有水果。从而能够更进一步地保护整个水果的分级检测设备100，防止空运行，同时也进一步提高了水果的分级检测设备100的检验的可靠性以及检验的效率。

第二实施例

图4示出了本实用新型第二实施例所提供的水果的分级检测设备200的结构示意图，其包括待输送台110、相机120、传感器130以及计算机。本实施例提供的水果的分级检测设备200，除了竖杆121的升降方式不相同以外，其它结构均与本实用新型第一实施例提供的水果的分级检测设备100相同。具体地，在本实施例中，竖杆121包括第一连杆124和第二连杆125，第一连杆124的直径也是大于第二连杆125的直径，第二连杆125套设于第一连杆124中，所不同的是，第二连杆125设置为多段的，并且沿着第一连杆124的轴向远离输送台面112的方向，多段第二连杆125每一段的直径逐渐减小，从而使得当需要升高相机120的高度时，即可以将第二连杆125拉出并且向上延长第一连杆124的长度，从而增高相机120的高度。同样地，当需要降低相机120的高度时，只需要将第二连杆125向第一连杆124内收缩，就可以实现降低相机120的高度。

通过这种升降方式的设置，能够更加方便相机120的升降，从而实现多方位的拍照，能够提供较多的水果的的表面特征信息，从而使相机120拍摄的水果图像具有更多的特征信息，进而提高水果的分级检测设备100的分级的可靠性。

第三实施例

本实施例还提供一种水果分级系统，包括第一实施例中的水果的分级检测设备100或者第二实施例中的水果的分级检测设备200，以及筛分装置。在对水果，进行分级之前，先使用筛分装置剔除掉果径太小的不合格产品。从而能够进一步地提高水果分级系统的分级效率。

综上所述，本实用新型的实施例提供的水果的分级检测设备以及水果分级系统。在输送台、相机、计算机、抓取装置以及光照装置的协同工作下，相机采集输送带传递的水果的图像，光照装置根据不同的检测步骤进行不同方向的补光，相机将水果图像传输至计算机，计算机接收图像信号，并根据水果的色彩、形状、果径、伤痕、霉变斑点以及果锈等综合因素，对水果进行分级。输出水果的分级信号，抓取装置将相应级别的水果抓取到相应的区域。实现了快速、可靠地对水果分级。该水果分级系统，通过设置上述的水果的分级检测设备以及筛分装置，提高了水果分级的效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。