一种粮食智能扦样检验方法与流程

1.本发明涉及粮食扦样质检技术领域，具体为一种粮食智能扦样检验方法。


背景技术：

2.我国是粮食生产和消费大国，也是粮食储备大国。粮食的收购品质直接影响到粮食储藏期间的质量安全，准确的确定粮食等级等质量信息对粮食保管轮换至关重要。在实际收储工作中，粮食收储单位根据粮食品质确定其等级，不同等级实行不同的收购价格。
3.目前，现有的粮食扦插检测通过设备扦样和质检时，多是单体设备，仅能实现某一种或两种的功能，单体设备可以实现样品的自动扦插取样，目前类似设备仅可以完成样品采集，无后续相应的检验设备，无法实现采样与检验的联动；粮食的各项检验设备，目前多为手动操作或半自动操作，无法脱离人工干预。设备检验应用范围单一，仅能检测一种或几种粮食的一种或几种指标，无法一次性将常见粮食的多种指标全部检出。
4.针对上述问题，本技术提出一种应用于在粮食收购环节，要求对粮食的质量指标进行快速检测的方法，特别是在收购旺季，收购任务重，检测量大，因此，对质量指标检验快速检测很有必要，同时现在检验对人依赖性大，检测不够标准化和规范，本方法还可杜绝人为作弊。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于为了解决的现有的粮食扦样检验设备无法实现采样与检验的联动、无法脱离人工干预以及应用范围单一的问题，而提出一种粮食智能扦样检验方法，应用于收购环节中对粮食质量进行指标检验；其中粮食为主要粮种，包括稻谷、小麦、玉米、大豆等。
6.本发明解决上述技术问题采用的技术方案：一种粮食智能扦样检验方法，包括：司机将装有粮食的运输车辆行驶到智能扦样区；再通过自助终端识别司机身份信息，并进行车辆登记，当司机完成车辆信息登记后；还包括：识别车牌信息和扫描运输车辆并根据扦样规则生成扦样坐标点，对扦样坐标点进行取样，以得到扦插样品；将扦插样品通过输送管路输送至暂存料斗内进行暂存；对扦插样品进行按照比例缩分得到初步样品，将其余弃样的粮食送至回粮管路，通过风机正压将其余弃样的粮食经回粮管路送回到装粮车厢中；将初步样品送至工作站组内进行样品检验以得到检验指标数据并将检验指标数据上传至上位机。
7.进一步的，所述智能扦样区上设置有称重模块和车辆信息识别模块；所述称重模块用于对装有粮食的运输车辆进行称重；车辆信息识别模块包括激光雷达单元和车辆识别单元，激光雷达单元用于扫描运
输车辆的图像并对图像进行处理，判别车辆位置和扦样区域，建立扦样坐标系，并根据扦样规则生成扦样坐标点并将扦样坐标点的坐标信息发送给上位机，车辆识别单元用于识别装有粮食的运输车辆的车牌信息和确认粮食种类，并生成批次号。
8.进一步的，所述工作站组包括：第一检测工作站，用于对初步样品进行暂存和处理以得到留样样品和第一样品；第二检测工作站，用于对第一样品进行筛选除杂和称重处理以得到剩余样品和第二样品，对第二样品进行检测以得到检测结果数据一并将其上传至上位机；第三检测工作站，用于对剩余样品进行水分检测和称重以得到检测结果数据二并将其上传至上位机；第四检测工作站，用于对第二样品进行处理以得到检验废料和第三样品，对第三样品检测以得到检测结果数据三并将其上传至上位机；第五检测工作站，用于对第三样品进行处理以得到第四样品，对第四样品进行检测以得到检测结果数据四并将其上传至上位机。
9.进一步的，所述第一检测工作站为样品暂存及前处理工作站，具体处理过程为：将初步样品送至样品暂存及前处理工作站，通过样品暂存及前处理工作站进行按照比例缩分处理，将初步样品分为留样样品和第一样品；将留样样品进行打包、喷码和暂存处理；将第一样品通过多轴机器人送至第二检测工作站。
10.进一步的，所述第二检测工作站为杂质、谷外糙米、矿物质检测工作站，具体工作过程为：通过杂质、谷外糙米、矿物质检测工作站对第一样品进行筛选并除去杂质后称重，将称重后的检验样品按照比例缩分得到剩余样品和第二样品，将剩余样品和第二样品称重后，将剩余样品送至第三检测工作站，对第二样品，鉴于不同的粮食种类，通过快速检定仪进行杂质、谷外糙米、矿物质检测，若是稻谷判定小样杂质和谷外糙米，若是小麦判定小样杂质和矿物质，若是玉米判定小样杂质，将检测到的杂质、谷外糙米、矿物质数据上传至上位机，通过多轴机器人将第二样品送至第四检测工作站。
11.进一步的，所述第三检测工作站为水分、容重检测和称重工作站，具体工作过程为：通过水分、容重检测和称重工作站内的水分快速检测仪进行称重、水分和容重检测，并检测到的重量数据、水分数据和容重数据发送至上位机，并将检测后的剩余样品送至弃料收集罐内进行收集。
12.进一步的，所述第四检测工作站为出糙率、不完善粒、完整粒、损伤粒检测工作站，具体工作过程为：通过本工作站对第二样品按照比例进行缩分以得到检验废料和第三样品，将检验废料送至弃料收集罐内，识别粮食种类后，若粮食种类为稻谷，则对第三样品进行称重并去除谷壳操作，将去除的谷壳送至弃料收集罐内；再将去除谷壳后的第三样品进行称重后，将其倒入不完善粒快速检定仪内进行不完善粒检测并将检测到的不完善粒数据上传至上位机，若是稻谷可判定糙米不完善粒，若是小麦则可判定不完善粒，若是玉米则判定不完善粒和霉变粒，若是大豆则判定完整粒、损伤粒和热损粒，将检测后的第三样品通过多轴机器人送至第五检测工作站。
13.进一步的，所述第五检测工作站为整精米和黄粒米检测工作站，具体工作过程为：通过整精米和黄粒米检测工作站对第三样品进行研磨并去除糠和粉末得到第四样品，将研磨后得到的糠和粉末送至弃料收集罐内；将第四样品倒入整精米和黄粒米快速检测仪内进
行识别整精米和黄粒米，将整精米和黄粒米数据上传至上位机；将检测后的第四样品送至弃料收集罐内。
14.进一步的，所述扦样规则包括随机算法。
15.进一步的，随机算法生成的扦样点位包括中心点、至少两个角点和至少两个边点。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明与现有单体设备相比，本发明实现了扦样、检验的全流程控制，适用粮食范围广、检测指标多，可扩展性强，常见指标均可实现检测；对某些特殊检测指标，可以通过增加特殊检测工作站实现检测；2、本发明全过程自动化处理，扦样、检验过程杜绝了人为干扰，自动化程度高，降低了扦样、检验过程中对操作人员经验、技术的要求，有效避免操作失误、作弊等现象的发生；3、本发明节约人力成本，扦样环节可完全替代人工，检测环节每个工作站可替代1-2人的工作，检测过程无人为干预；4、本发明设备效率比传统检测有较大提高，各检测工作站可并行作业，检测量大的工作站可增加1台或多台设备，提高并行作业效率，整体效率远高于人工操作或单体设备操作；5、本发明系统信息化程度高：样品编码唯一，样品全过程可追溯，从扦样开始，该样品在上位机中具备唯一的编码，通过该编码可以跟踪样品在整个系统中各个工作站的处理时间、检验结果。
附图说明
17.图1为本发明的方法流程图；图2为本发明的工作站工作流程图。
具体实施方式
18.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1所示，一种粮食智能扦样检验方法，应用于收购环节中对粮食质量进行指标检验；其中粮食为主要粮种，包括稻谷、小麦、玉米、大豆等；该方法包括：司机将装有粮食的运输车辆行驶到智能扦样区；智能扦样区上设置有称重模块和车辆信息识别模块；称重模块用于对装有粮食的运输车辆进行称重；车辆信息识别模块包括激光雷达单元和车辆识别单元，激光雷达单元用于扫描运输车辆的图像识别并对图像进行处理，判别车辆位置和扦样区域，建立扦样坐标系，并发送给上位机；车辆识别单元用于识别装有粮食的运输车辆的车牌信息和确认粮食种类，并生成批次号；其中，车辆识别单元利用摄像头、图像识别软件，用于确定车厢位置和车牌信息；所述上位机根据扦样规则生成扦样坐标点；所述扦样规则包括随机算法，具体的，在随机算法生成扦样坐标点时，兼顾容易产生作弊的边点及角点，确保扦样点位包括中心点、至少两个角点和至少两个边点，以确
保取样数据具有广泛的代表性，同时所述扦样规则也支持定制，可根据用户要求规则定制，只需满足区域数据固有广泛的代表性即可；再通过自助终端识别司机身份信息，并进行车辆登记，司机自助登记，采用可以识别身份信息唯一编码的卡片进行车辆信息登记与查询；通过户外显示器进行查询，也可以显示扦样进度和扦样信息；当司机完成车辆信息登记后，点击开始扦样按钮，完成一键扦样，即上位机通过主控器控制扦样机器人对扦样坐标点进行取样，以得到扦插样品；其中，扦样机器人在轨道平台上移动，根据上位机给定的坐标信息进行扦样，完成自动取样；将扦插样品通过输送管路输送至暂存料斗内进行暂存，扦插样品采用压缩空气作为输送介质；对扦插样品进行按照比例缩分得到初步样品，将其余弃样的粮食送至回粮管路，通过风机正压将其余弃样的粮食送回到装粮车厢中；将初步样品送至多个检测工作站进行检测。
20.请参阅图2所示，多个检测工作站包括样品缓存及前处理工作站、杂质、谷外糙米、矿物质检测工作站、出糙率、不完善粒、完整粒、损伤粒检测工作站、工作站为水分、容重检测和称重工作站和整精米率和黄粒米检测工作站；其中各检测工作站之间由机械手、多轴机器人、机械线体等进行物料的传输；工作站可根据机械手、多轴机器人、机械线体的工作范围，采用环形、矩形、长条形等多种形式布置；将初步样品送至样品暂存及前处理工作站，通过样品暂存及前处理工作站进行按照比例缩分处理，将初步样品分为留样样品和第一样品；将留样样品进行打包、喷码和暂存处理；将第一样品通过多轴机器人送至杂质、谷外糙米、矿物质检测工作站；其中，样品缓存及前处理工作站：由2个或多个样品暂存罐，通过缩分后，一部分样品打包喷码（喷码具有唯一性，可追溯），另一部分进入下一个检测工作站；通过杂质、谷外糙米、矿物质检测工作站对第一样品进行筛选并除去杂质后称重，将称重后的检验样品按照比例缩分得到剩余样品和第二样品，将剩余样品和第二样品称重后，将剩余样品送至工作站为水分、容重检测和称重工作站，通过工作站为水分、容重检测和称重工作站内的水分快速检测仪对剩余样品进行称重和水分检测，并将检测到的重量数据和水分数据发送至上位机，并将检测后的剩余样品送至弃料收集罐内进行收集；对第二样品通过快速检定仪进行杂质、谷外糙米检测，将检测到的杂质、谷外糙米数据上传至上位机，通过多轴机器人将第二样品送至出糙率、不完善粒、完整粒、损伤粒检测工作站；其中，杂质、谷外糙米、矿物质检测工作站由自动筛分装置、缩分装置、物料暂存装置、视觉快速检定装置等构成，用于完成样品杂质检测（筛上物，筛下物均为杂质，筛网可根据检测要求更换）和小样杂质和谷外糙米含量，具备样品筛分处理功能，为水分检测、出糙率检测准备样品。
21.通过出糙率、不完善粒、完整粒、损伤粒检测工作站对第二样品按照比例进行缩分以得到检验废料和第三样品，将检验废料送至弃料收集罐内，对第三样品进行称重并去除谷壳操作，将去除的谷壳送至弃料收集罐内；再将去除谷壳后的第三样品进行称重后，将其倒入不完善粒快速检定仪内进行不完善粒检测并将检测到的不完善粒数据上传至上位机，将检测后的第三样品通过多轴机器人送至整精米率和黄粒米检测工作站；其中，糙率检测
工作站由缩分装置、砻谷装置、不完善粒检测装置、称重装置等构成。可自动完成出糙率的检测，并为整精米率和黄粒米检测准备样品；通过整精米率和黄粒米检测工作站对第三样品进行研磨并去除糠和粉末得到第四样品，将研磨后得到的糠和粉末送至弃料收集罐内；将第四样品倒入整精米和黄粒米快速检测仪内进行识别整精米和黄粒米，将整精米和黄粒米数据上传至上位机；将检测后的第四样品送至弃料收集罐内。
22.根据检测项目的需求，上述工作站可依次增加，例如检测脂肪酸值的工作站，重金属元素检测工作站、真菌毒素检测工作站等；上述各工作站检测后废弃物料均送入检验弃料收集站。由机械手、多轴机器人、机械线体或气动传输完成；各工作站内各项工作可自动完成，并具备信息通讯、交互功能；样品从扦样到各项指标检测完成，具有唯一的编码，各项检测开始结束时间、检测结果均传至上位机。
23.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。