一种西瓜成熟度无损检测装置的制作方法

本实用新型涉及智能控制领域，尤其是涉及一种西瓜成熟度无损检测装置。

背景技术：

目前，近10年来我国西瓜年产量千万吨以上，西瓜产量的不断提高，但西瓜品质参差不齐。西瓜品质很大程度上取决于西瓜的成熟度，西瓜成熟度的检测显得尤为重要。目前市场上检测西瓜成熟度的方法有2种，一种是根据个人经验判断西瓜成熟度，效果不好；另一种是使用超声波，ct等仪器进行检测，该方法成本高，检测效果不理想且难以投入日常生活使用。

技术实现要素：

实用新型目的：为了克服背景技术的不足，本实用新型公开了一种西瓜成熟度无损检测装置，该装置通过测量西瓜体积和西瓜浸入水中时所受压力，间接计算西瓜的密度，根据密度判断西瓜是否成熟，达到西瓜无损检测，制作成本低，体积小，且易操作。

技术方案：本实用新型的西瓜成熟度无损检测装置，包括主机架、螺纹杆、电机、移动臂、抓手、压力测量模块、水槽和水位测量模块；所述螺纹杆通过主机架固定纵向竖立，并通过电机控制螺纹杆转动，所述移动臂穿过螺纹杆设置于主机架上，并通过螺纹杆转动实现纵向移动，所述抓手通过压力测量模块固定在移动臂外端部的下表面，所述水槽位于移动臂的下方，通过水位测量模块测量水位变化值。

使用时，将水槽里盛水，将西瓜放在水槽中，通过控制电机使移动臂往下压，抓手将西瓜慢慢往水中压，当西瓜完全没入水中，通过水位测量模块测量水位上升高度，得出西瓜体机v，通过压力测量模块测量此时西瓜所受压力n，计算得西瓜密度ρ0，以此判断西瓜得成熟度。

进一步的，还包括单片机设于主机架上，所述压力测量模块和水位测量模块均与单片机连接，可根据其所提供的压力值和水位上升值计算西瓜密度。

进一步的，所述压力测量模块为rfp薄膜压力感应器。

进一步的，所述水位测量模块为激光移位传感器hg-c1400，设于水槽内壁上沿。

进一步的，所述移动臂下表面还设有红外收发二极管并与电机连接，所述移动臂下降过程中，通过红外收发二极管识别与水槽水面的距离，以此控制电机在西瓜完全淹没后停止运转。

进一步的，所述主机架上还设有显示屏、扬声器、电子标签模块，均通过单片机连接运行。

进一步的，所述主机架上还设于蓝牙模块，单片机通过蓝牙模块将数据传输至移动端。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点为：本装置通过测量西瓜体积和西瓜浸入水中时所受压力，间接计算西瓜的密度，根据密度判断西瓜是否成熟，能够达到西瓜无损检测，制作成本低，体积小，且易操作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是西瓜浸入水中静止时受力图；

图3是本实用新型的工作结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

如图1所示的西瓜成熟度无损检测装置，包括主机架1、螺纹杆2、电机3、移动臂4、抓手5、压力测量模块6、水槽7和水位测量模块8。

所述螺纹杆2通过主机架1固定纵向竖立，并通过电机3控制螺纹杆2转动；

所述移动臂4穿过螺纹杆2设置于主机架1上，并通过螺纹杆2转动实现纵向移动；

所述抓手5通过压力测量模块6固定在移动臂4外端部的下表面，所述压力测量模块6为rfp薄膜压力感应器，测量范围为0-0.5n；

所述水槽7位于移动臂4的下方，通过水位测量模块8测量水位变化值，水槽7的设计尺寸为长l＝500mm，宽w＝400mm，高h＝700mm，所述水位测量模块8为激光移位传感器hg-c1400，设于水槽7内壁上沿，测量高度范围为200mm-600mm，测量误差是10μm，精确度为0.01mm，假设感应器到水平面的初始距离为l0，西瓜放入后，测得的距离为l1，则西瓜体积v＝s*(l0-l1)。

还包括单片机9设于主机架1上，所述压力测量模块6和水位测量模块8均与单片机9连接，可根据其所提供的压力值和水位上升值计算西瓜密度。

将西瓜完全没入水中，当西瓜静止时测量其所受压力和西瓜体积，进而计算西瓜的密度。根据实验数据表明，西瓜密度ρ0与西瓜成熟度有关，当0.9＜ρ0＜0.95，西瓜成熟；当ρ0＜0.9时，西瓜过熟；当0.95＜ρ0＜1时，西瓜不熟。

如图2所示，当西瓜浸入水中静止时，其重力g，压力n和浮力f，三力平衡，如图1所示，可得：f＝g+n，已知水的密度ρ1，测得西瓜体积v和压力n，由f＝ρ1gv和g＝mg，得ρ0＝ρ1-n/gv，来判断西瓜成熟度。

所述移动臂4下表面还设有红外收发二极管10并与电机3连接，分为发射管和接收管，发射管发射红外信号经过水面反射被接收管接收，此红外信号的传输距离决定了水面与移动臂4的距离，所述移动臂4下降过程中，通过红外收发二极管10识别与水槽7水面的距离，当与水面距离达到预设值即西瓜完全淹没后，则控制电机3停止运转，调节红外发射二极管10的工作频率可以改变其识别水平面的距离。

在所述主机架1上还设有显示屏11、扬声器12、电子标签模块13，均通过单片机9连接运行。

所述主机架1上还设于蓝牙模块14，单片机9通过蓝牙模块14将数据传输至移动端。

如图3所示，使用时，首先在水槽7内，加入足量的水使其达到预先设置的水槽刻度，记录初始距离值l0，将贴有标签的西瓜通过电子标签模块13进行扫描，记录西瓜编号，再将其放入水中，调整支架位置，使其在西瓜正上方，启动电机3，螺纹杆2转动，移动臂4向下移动，抓手5将西瓜轻轻压入水中，待水面静止后通过测量模块测得l1，进而计算出西瓜体积，由压力传感器6获得压力数值n，根据公式ρ0＝ρ1-n/gv，计算出西瓜密度ρ0，将其与成熟西瓜密度值进行比较，判断西瓜成熟度。显示屏11显示西瓜的成熟度并由扬声器12进行语音播报；可通过蓝牙模块14和手机app记录和统计西瓜成熟度情况；点击复位按钮，所有机构恢复初始位置，准备测试下一个。