[发明专利]使不同大小水果按相同角速度翻转的滚子式水果输送机构

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种用于水果机器视觉自动分选机的滚子式水果输送机构，尤其是一种能输送大小相差近一倍的准球形水果，并使不同大小的水果在输送的同时都按相同的角速度在滚子上翻转的滚子式水果输送机构。

背景技术

近年来，为提高水果的商品价值，适应消费者日益升高的消费需求，水果生产和经销企业纷纷采用各种手段对水果进行分级处理。其中，利用计算机视觉技术，根据水果的大小、颜色、果形和表面缺陷等外观品质进行分级的水果机器视觉自动分选机得到了广泛研究，已逐步进入市场，并表现出良好的应用前景。而水果输送机构是水果机器视觉自动分选机的核心基础部件，为确保视觉系统能采集到被检水果所有表面的图像，输送机构必须保证在高速输送水果的同时将水果的整个表面都呈现给摄像机。为满足此要求，国内外学者都做了大量的研究工作，并先后研制出滚子式(应义斌等，“能实现准球形水果自动成单列输送并均匀翻转的装置”，中国发明专利，申请号：02136379.X；籍保平等，“双行蜂腰形滚子式水果输送装置”，中国发明专利，申请号：200310117253.9)、无底果杯式和自动定位式等几种不同形式的水果输送机构，其中以滚子式水果输送机构最成熟、实际应用最广泛。滚子呈双锥凹形，并在相邻的两个滚子之间形成一个容纳水果的空间，水果就支承在两个相邻的滚子上，当滚子依靠设置在其下面的摩擦板或摩擦带的摩擦作用而滚动时，水果就一边随滚子向前输送，一边在滚子的带动下翻转滚动，从而将水果的所有表面都先后呈现在摄像机镜头前。

但现有的滚子式水果输送机构，在输送大小不同的水果时，不同大小的水果随滚子翻转滚动的角速度不一样，直径大的水果滚动速度慢，而直径小的水果滚动速度快，致使在图像采集系统连续采集两幅图像的时间间隔内，不同大小的水果旋转过的转角不一样，从而导致某些水果表面被重复采集或漏采集，并进而对分级精度，尤其是对水果表面缺陷的分级精度造成很大影响。徐惠荣等在“双锥式滚子水果输送翻转机构的研究”(《农业机械学报》第34卷第6期，2004年)中分析了在图像采集系统连续采集两幅图像的时间间隔内，水果的转角与水果尺寸、图像采集频率以及某些滚子设计参数之间的关系，证明水果转角取决于滚子的形状和水果的尺寸，且转角误差随图像采集频率的增加而减小。但该结论对实际应用的指导意义不大，实际应用中待分选水果的尺寸往往都是在一个较大的范围内变动，但由于图像处理速度的限制和分选机分选速度的要求，对每个水果不可能采集太多的图像，由转角误差带来的分级误差难以克服。

发明内容

为克服现有滚子式水果输送机构的不足，本发明提供了一种滚身母线形状经过了特殊设计的整体式滚子，并在此基础上设计了一种能输送大小相差近一倍的水果，并使不同大小的水果在输送的同时都按相同的角速度翻转的滚子式水果输送机构，从根本上解决了因水果大小不同而带来的转角误差问题，可以简化后续图像处理的难度，提高水果的分选精度。

本发明的技术方案如下：

本发明所述的滚子式水果输送机构由输送链带动，垂直于输送链横向伸出的若干根水平滚子轴按一定间距相互平行地并列地安装在输送链链条上，滚子则安装在滚子轴上并可绕滚子轴自由转动。在图像采集区域，滚子下面还设置有摩擦板或摩擦带等摩擦表面，它与滚子之间良好接触并有较大的摩擦系数。当驱动机构通过主动链轮带动输送链转动时，滚子就随着滚子轴和输送链一起向前运动，处于摩擦表面上的滚子则由于受到摩擦表面的摩擦作用而在摩擦表面上绕滚子轴向前旋转滚动。水果就支承在两个相邻的滚子之间，当滚子在摩擦表面上滚动时，水果就一边随滚子向前输送，一边在滚子的带动下绕自身的水平轴线翻转滚动，从而将所有表面都先后呈现在摄像机镜头前。