一种烟叶智能分拣定级系统的制作方法

1.本实用新型涉及物流自动化技术领域，具体涉及一种烟叶智能分拣定级系统。


背景技术：

2.目前，烟草是一种重要的经济作物，在我国的农作物中占有很重要的经济地位，是提高农民收入的重要农产品，烟草行业的税收和盈利总计达10000亿元，烟草相关产业生产总值约占国内gdp的2.8％，为我国的经济发展做出了重要的贡献。
3.我国烟叶的收购实行“以级论价”的基本政策，目前烟叶的级别仍以人工判断为主，然而分拣定级过程会受到个人的经验、主观感知、环境因素、个人情感等因素影响，导致人工检验结果与分级标准存在差异，评级定价难以做到公平、公正、优质优价。此外，每年烟叶收购、工商交接、复烤打叶等环节还要进行多次分拣定级，分拣定级成本过高、效率低下，信息化水平低、信息资源不能共享，造成资源浪费、信息阻隔。
4.物流信息指烟叶等级、重量信息、用户身份信息及烟叶交售信息等，未能形成物流信息一体化管理，分拣定级信息管理难度大，工商物流脱节以及对物流信息的统一配置和宏观调控能力不强，工商之间尚未实现行业统一的标准化、规范化的作业和相应的程序化管理。
5.其次，现有技术一般是在分拣输送带下设置收集筐，烟叶由分拣输送带下落到收集筐时由于烟叶质量轻、下落距离长，落入收集筐内凌乱，后期需要人工整理。再者，出料、称重、标识三道工序均由人工完成，耗时、效率低。
6.由此可见，传统的人工烟叶分拣定级方式，不仅造成了人力、物力、时间和财力的巨大消耗浪费，也为后续的工业卷烟工艺配方的质量稳定造成了巨大麻烦，不利于企业综合实力的增强，长远看甚至会阻碍烟草行业的整体发展。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型提供了一种烟叶智能分拣定级系统，使得分拣定级自动化、物流信息一体化，提高了分拣定级效率。
8.本实用新型采取的技术方案如下：
9.一种烟叶智能分拣定级系统，所述智能定级分拣系统包括身份认证装置、输送装置、识别装置、分拣装置、收集装置、称重装置、标识装置、控制器及系统服务器；
10.所述身份认证装置与控制器相连，用于将认证得到的用户身份信息及烟叶交售信息传送至控制器验证、存储；
11.所述系统服务器内存储有烟叶模型数据库，并将烟叶模型发送给控制器；
12.所述识别装置位于输送装置起始位置上方，用于提取烟叶特征传送给控制器识别，并得到所述烟叶的等级信息；所述分拣装置与输送装置相连，识别后的烟叶经输送装置输送给分拣装置，分拣装置根据烟叶的等级信息进行分拣并送入指定的收集装置；各收集装置内的烟叶达到设定数量后，控制器控制收集装置打开并由输送装置将烟叶输送到称重
装置进行称重；所述标识装置设置在称重装置一侧，用于生成包含烟叶等级、重量信息、用户身份信息及烟叶交售信息的标识放入烟叶内，转入后续物流仓储环节。
13.进一步地，所述分拣装置采用多段分拣输送带装置，所述收集装置根据烟叶不同的等级信息对应固连在不同分拣输送带装置下方，且分拣输送带装置上的烟叶送入收集装置时，烟叶触碰到收集装置前侧内壁后下落，以烟叶输送的前进方向为前。
14.进一步地，所述输送装置包括输送带ⅰ、输送带ⅱ，所述输送带ⅰ设置在分拣装置起始位置处，所述输送带ⅱ设置在收集装置下方，所述输送带ⅱ末段向上倾斜一定角度，用于将烟叶送入称重装置的转运框内。
15.进一步地，所述多段分拣输送带装置包括分拣输送带、转轴、安装架、机架及伸缩机构；
16.所述分拣输送带绕一对转轴传动，所述转轴安装在安装架上，同时分拣输送带一端通过转轴转动连接在机架上，机架沿烟叶输送的方向架设，分拣输送带另一端为倾斜开口端，同时中部通过伸缩机构与机架固定连接。
17.进一步地，所述多段分拣输送带装置的皮带运动最大线速度不超过1.2m/s，采用网面结构；
18.收集装置距分拣输送带底面150
‑
200mm，收集装置前壁与对应分拣输送带转动连接端转轴水平距离为300
‑
320mm，分拣输送带倾斜开口端下沿与收集装置宽度一致；分拣输送带上的烟叶送入收集装置时，两个相邻倾斜分拣输送带皮带面之间垂直距离为75
‑
90mm。
19.进一步地，所述多段分拣输送带装置还包括液压缓冲器，液压缓冲器一端与分拣输送带倾斜开口端固定连接，另一端与机架固定连接。
20.进一步地，所述伸缩机构采用伸缩气缸。
21.进一步地，所述收集装置为顶端开放、底板由气缸控制开合的立方壳体结构；底板为两块，分别由安装在两侧面的气缸控制转动开合；立方壳体结构内设有计数传感器，用于将下落的烟叶数量传递给控制器。
22.有益效果：
23.1、本实用新型利用机器视觉、物流控制进行分拣定级以及输送收集，并增加烟叶收集装置、输送装置、标识装置，将出料、称重、标识三道工序集成到一条自动化生产线上，实现了分拣定级过程中分拣、收集、称重、标记工序的全自动化，将原来的三个人工降为一个人工，是传统人工效率6
‑
8倍，避免了农户、烟站、复烤等环节多次重复分拣定级，减少重复劳动和资源的浪费，解决了烟叶交售环节中人为分拣成本高、效率低的问题，而且消除人为主观因素，做到烟叶评级定价公平、公正、优质优价；
24.其次，将烟叶等级、重量信息、用户身份信息及烟叶交售信息集成为标识，使得分拣定级收集物流信息一体化，能够进行信息程序化管理，也解决了分拣定级自动化信息化程度低，分拣信息阻隔，资源不能共享的问题，实现了分拣定级信息在仓储管理、物流运输、工商交接的有效传递和标准化、规范化管理。
25.2、本实用新型考虑了烟叶的特性，结合烟叶下落的运动轨迹设置收集装置的位置，能够使烟叶以较为规整的姿态准确落入收集装置内。
26.3、本实用新型分拣装置与收集装置对接，在分拣装置下方设置收集装置，缩短了烟叶下放距离，烟叶落入烟叶收集装置后排列整齐；收集装置下方设置输送装置，收集装置
收集到一定量后底板打开，收集好的烟叶落在输送装置上，由输送装置送入称重平台的蓝筐内，提高了效率。
27.4、由于输送带ⅱ位于收集装置下方，设置位置较低，为实现烟叶输送过程中的全自动化，本实用新型输送带ⅱ末段向上倾斜一定角度，提升烟叶传递高度，便于将烟叶送入称重装置内。
附图说明
28.图1为本实用新型系统结构示意图；
29.图2为烟叶流动示意图；
30.图3为分拣定级信息传递示意图；
31.图4为输送带ⅱ结构示意图；
32.图5为分拣收集系统结构示意图(包括分拣装置和收集装置)；
33.图6为分拣收集系统的局部结构示意图(包含三段分拣输送带装置)；
34.图7为收集装置的结构示意图；
35.其中，1
‑
身份认证装置、2
‑
识别装置、3
‑
控制器、4
‑
输送装置、5
‑
分拣装置、6
‑
收集装置、7
‑
称重装置、8
‑
标识装置、9
‑
机架，10
‑
多段分拣输送带装置，11
‑
调节脚杯，12
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安装架，13
‑
转轴，14
‑
伸缩气缸，15
‑
液压缓冲器，16
‑
底板，17
‑
收集料仓，18
‑
执行气缸，19
‑
连接板，20
‑
连接铰链。
具体实施方式
36.下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
37.本实施例提供了一种烟叶智能分拣定级系统，如图1所示，包括身份认证装置1、输送装置4、识别装置2、分拣装置5、收集装置6、称重装置7、标识装置8、控制器3及系统服务器。
38.身份认证装置1通过接口与控制器3相连，将认证得到的用户身份信息及烟叶交售信息传送至控制器3验证、存储。身份认证装置1可采用智能读卡器。
39.系统服务器内存储有烟叶模型数据库，并将烟叶模型发送给控制器3。
40.输送装置4包括输送带ⅰ、输送带ⅱ。识别装置2位于输送带ⅰ起始位置上方，利用图像采集技术提取烟叶特征包括形状、大小、颜色等，传送给控制器3识别，与烟叶模型进行比对得到该烟叶的等级信息。烟叶特征识别并根据特征分类为现有技术。
41.输送带ⅰ设置在分拣装置5起始位置处，分拣装置5与输送带ⅰ相连，识别后的烟叶经输送带ⅰ输送给分拣装置5，分拣装置5根据烟叶的等级信息进行分拣并送入指定的收集装置6。如图6所示，分拣装置5采用多段分拣输送带装置10，分拣输送带装置的数量与烟叶分拣的类别数量对应。分拣输送带装置包括分拣输送带、安装架12、机架9、伸缩气缸14及液压缓冲器15。机架9沿烟叶输送的方向架设，机架9底部通过调节脚杯11与地面固连，可以通过调节脚杯11调整多段分拣输送带装置10及收集装置6距离地面的安装高度。分拣输送带绕一对转轴传动，转轴安装在安装架12上，同时分拣输送带一端通过转轴13转动连接在机架9上，分拣输送带另一端为倾斜开口端，同时安装架12中部通过伸缩气缸14与机架9固定连接，安装架12在伸缩气缸14带动下绕转动连接端转轴13向下倾斜及恢复水平。液压缓冲
器15一端与分拣输送带倾斜开口端固定连接，另一端与机架9固定连接。
42.一个分拣输送带与一种烟叶分拣类别对应。当待分拣烟叶到达与其匹配的分拣输送带时，伸缩气缸14带动安装架12绕转轴13向下倾斜，从而使其上的烟叶下落，实现分拣。分拣后，伸缩气缸14带动安装架12恢复水平。
43.如图5所示，收集装置6安装在机架9上，且收集装置6根据烟叶不同的等级信息对应固连在不同分拣输送带装置下方，且分拣输送带装置上的烟叶送入收集装置6时，烟叶触碰到收集装置6前侧内壁后下落，以烟叶输送的前进方向为前。
44.如图7所示，收集装置6为顶端开放、底板16由执行气缸18控制开合的立方壳体结构，其中，底板16为两块，分别由安装在收集料仓17两侧面的执行气缸18控制转动开合，执行气缸18通过连接板19与底板16连接，连接板19固定在底板16上同时底板16与收集料仓17通过连接铰链20转动连接。收集料仓17内设计数传感器，将下落的烟叶数量传递给控制器3，达到设定数量后，控制器3控制收集装置6执行底板16开、关动作。
45.要使烟叶准确落入收集装置6内，分拣输送带运动的最大线速度不超过1.2m/s，采用网面结构的输送带，增加烟叶与皮带表面摩擦力。分拣输送带上的烟叶送入收集装置6时，两个相邻倾斜分拣输送带皮带面之间垂直距离为75
‑
90mm，收集装置6距分拣输送带底面150
‑
200mm，收集装置6前壁与对应分拣输送带转动连接端转轴13水平距离为300
‑
320mm，分拣输送带开口下沿与收集装置6宽度一致。
46.如图4所示，输送带ⅱ设置在收集装置6下方，收集装置6打开后烟叶下落至输送带ⅱ上输送到称重装置7处。输送带ⅱ末段向上倾斜一定角度，用于将烟叶送入称重装置7的转运框内。
47.称重装置7包括称重平台和放置其上的转运框，称重平台对该批次烟叶进行称重并将重量信息传递至控制器3。
48.标识装置8设置在称重装置7前方，用于生成包含烟叶等级、重量信息、用户身份信息及烟叶交售信息的标识放入烟叶内，转入后续物流仓储环节。每一个转运框内同等级的烟叶生成一个标识，还可以再打印成表单放入烟叶内，最终本批次烟叶分拣完成后，汇总信息后打印表单，该表单由用户确认签字后作为结算汇款凭证。标识装置8可采用便携式打印机。该标识可以为二维码或条形码。
49.如图3所示，控制器3包括检测识别模块、分拣控制模块及物流控制模块，检测识别模块接收识别装置2传递的烟叶特征信息进行烟叶特征分析并与模型比对给出相应等级信息；
50.接收烟叶在输送装置4中的位置信息并与该烟叶的等级信息绑定，分拣控制模块控制该烟叶在输送过程中落入指定的烟叶收集装置6内，最终将完成分拣定级；
51.接收和判定收集装置6内的烟叶数量信息，物流控制模块控制收集装置6的开合和输送带ⅱ运动，将该收集装置6的烟叶输送至称重装置7；
52.接收和判定称重装置7上烟叶的重量和等级信息，并进行汇总处理，控制标识装置8打印相关的重量、等级信息后将该批烟叶输送至仓库。
53.烟叶流动示意如图2所示，烟叶智能分拣定级方法具体操作如下：
54.用户将本批次待分拣烟叶运输至烟叶堆放区域，用户身份信息和交售信息绑定在身份信息卡内，通过智能读卡器上扫描读取得到用户身份信息和烟叶交售信息。烟叶交售
信息包括所交烟叶的产地、品种、部位等；将用户身份信息及烟叶交售信息传送至控制器3进行验证、存储、备用。需要确认烟叶交售信息与待分拣烟叶是否一致。认证无误后进行下一步操作。也可以根据用户需要上传至系统服务器。
55.系统服务器将烟叶模型数据库内的烟叶模型发送给控制器3。
56.用户将单片烟叶由人工或自动上料机构放入输送带ⅰ起始位置，烟叶经过识别装置2进行烟叶特征的提取，并将特征信息传送至控制器3与烟叶模型进行比对，得出该片烟叶的等级信息，烟叶在输送过程中等待控制器3对该片烟叶分拣等级信息进行绑定，将绑定信息传递至控制器3内的分拣控制模块，烟叶经过分拣装置5后落入指定收集系统。
57.各收集系统烟叶数量达到预设定数量后反馈至控制器3，控制器3控制收集装置6的打开，并启动底部输送带ⅱ将烟叶输送到称重装置7进行称重并将等级及重量信息反馈至控制器3，控制器3将该批次烟叶的产地、品种、等级、重量等信息生成二维码标识并传递到便携式打印机，在该批次烟叶上生成二维码标识，转入物流仓储环节。
58.同时相关的烟叶分拣定级的视频、烟叶定级的等级、重量等信息可根据用户需要有选择地上传至系统服务器汇总存储并传递至用户端实时进行显示。也可以全部上传。
59.本批次烟叶分拣完成后，所有烟叶等级、重量信息以及用户身份信息、烟叶交售信息汇总传送至便携打印机后生成表单，由用户确认签字后作为结算汇款凭证。
60.综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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。