一种番茄收获机用色选仪的制作方法

本发明涉及一种用于农业生产番茄收获机在采收过程对采收的番茄进行色选作业。

背景技术：

1、番茄是新疆重要的经济作物，制作的番茄酱出口量很大，中国番茄酱占世界产量的三成，新疆的番茄酱占到全国产量的80％。新疆地域广阔，农业生产机械化程度高，番茄单产据国内首位。新疆番茄采收实现了机械化作业，但是所用番茄采收获机全是从意大利进口的，其中采收机上应用的重要部件--色选仪也是意大利产品。色选仪的作用是将收获到的番茄加以筛选，将不能用于番茄酱加工的绿番茄剔除，保留红色的番茄。一旦色选仪出现故障，必须应用国外技术和配件，价格高昂，时间延长，如果损坏只能用进口色选仪更换，番茄采收机用色选仪在国内是个空白。十多年前就有院校研发番茄采收机用色选仪，但是没有取得成功。因此番茄采收机用色选仪一直价格高昂。

2、为此，我们对番茄色选机进行了为期三年的研发，并取得成功，完成了样机的制作和上番茄采收机作业实验。

技术实现思路

1、本发明设计包括两部分：

2、1.摄像头部分这部分由透镜、镜头筒、光电管、放大电路组成。镜头筒是塑料注塑制作，前部安装有聚光凸镜片，镜头前的光线透过聚光凸镜片进入镜头。在镜头筒的底端部凸镜焦点位置安装有一片状光电管，经凸镜聚光进入镜头的光线照射在光电管上，光电管根据照射光线的不同产生不同的电流。在安装光电管pcb板的背面有电流放大---电压转换电路，摄像头的输出是照射光线产生的输出电压。

3、2.识别控制部分这部分以单片机为核心组成了识别控制电路。这部分有两大功能：一是识别功能，摄像头在受到不同颜色光线照射后，将光信号转换成不同的电压信号输出，这个电压信号被输送到识别控制部分，识别电路即对接收到的模拟电压信号转换成数字信号、检验测量，检测到的数值，并与存储在单片机存储器内的不同颜色的数值对比，如果接受的信号与某一颜色的数值相同或接近，该颜色既为接收到的信号的颜色，完成了颜色的判定。二是控制功能，在完成颜色识别判定后，如果识别判定的颜色即为剔出的绿色，控制电路中的单片机启动输出驱动电信号，驱动气动电磁阀打开，向对应气缸通气产生推动力，带动弹指动作将对应的果实弹出，完成色选过程。

4、因为番茄收获机是在露天工作，由于采收季节短而采收量大，因此都是24小时连续工作。在工作过程中经历了黑夜、正午、晴朗、阴天，光照强度变化很大，从8月初开始采收，一直延续到10月上旬，早晚温差又比较大，因此在识别控制电路中设计有光照补偿电路和温度补偿电路，保证电路正常工作及所设工作点的稳定。

5、摄像头部分和识别控制部分安装在有一玻璃窗的外壳内，光线透过玻璃窗进入摄像头。在摄像头旁安装有照明灯，在任何情况下都保证玻璃窗前的光亮，使得从玻璃窗前掠过的物体的反光都可以透过玻璃进入摄像头，并确保光电管能够产生足够的电压信号经放大后供识别电路检测识别。

6、将识别选中的绿番茄剔除由弹指机构执行，弹指机构有气动电磁阀、单作用气缸、弹指构成。识别控制部分在识别到绿番茄后由控制电路输出启动电磁阀开启的驱动电压，电磁阀打开，高压气体推动气缸活向前塞运动，活塞杆推动与之连接的弹指动作，将检测到的绿番茄弹出(剔除)。

7、说明书附图说明

8、图1是色选仪整体外观图。

9、图2是摄像头光学原理图。

10、图3是色选仪工作场景图。

11、图4是摄像头的放大电路原理图。

12、图5是识别控制电路原理图。

13、图6是弹指部分结构图。

技术特征：

1.一种番茄采收机用色选仪，其包括：

2.其特征在于：

3.按照权利要求1所述的摄像头放大电路，其特征在于：01框图部分由1/2运算放大器c272构成第一级放大单元；02框图部分由另外1/2运算放大器c272构成第二级放大单元；两个放大单元用电容c3连接，放大电路只对由下落物体（15）引起的突变电压进行放大。

4.按照权利要求1所述的识别控制电路，其特征在于：04框图部分由单片机u1构成电路的核心部分，05框图部分由单片机u2和场效应管nmos构成控制驱动单元。06框图部分是1/2运算放大器c272和光电二极管d2构成的光照补偿电路，07框图部分是另外1/2运算放大器c272和热敏电阻r6构成的温度补偿电路。

技术总结
本发明公布了一种番茄收获机用色选仪，包括外壳（1），用于探测物体（15）的摄像头（3），摄像头（3）固定在一块PCB板（11）上，PCB板（11）上布置安装有电子元件，构成用于识别物体颜色、控制执行结构动作的电路，在摄像头（3）两侧对称安装有照明灯（13、14），在机壳前方安装有玻璃（2），照明灯（13、14）发出的灯光透过玻璃（2）照射在色选仪前方，如果有物体（15）在色选仪前方落下，该物体（15）反射光透过玻璃（2）进入摄像头（3）内，摄像头（3）前端有凸镜，反射光被凸镜聚焦在摄像头底部的光电管上（7），光电管两端电压发生跃变，经放大电路将跃变电压放大后输入识别控制电路，控制执行动作，将绿色番茄剔除。

技术研发人员：魏然,魏春生
受保护的技术使用者：新疆绿洲红海农机科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21