[发明专利]一种基于机器视觉技术的红枣实时检测与分级装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种农产品分级装置，特别是涉及一种基于机器视觉技术的红枣实时检测与分级装置。

背景技术

红枣是一种具有极高营养价值的水果，对其质量进行检测并实施分级可以显著提高其经济价值与食用价值。传统红枣分级方法主要有人工分级和机械化分级，人工分级费时费力，且易受操作者经验和主观因素影响，分级结果差异性大；机械化分级主要分为滚筒式和杠杆式，这种滚筒式和杠杆式机械化分级机只能根据红枣的大小进行分级，不能综合红枣的表面形态、颜色和纹理等特征对红枣进行更为细致全面地分析，此外，用机械化红枣分级机对红枣分级时往往会发生串级、卡果的现象，其分级后的红枣已无法满足现阶段人们对红枣质量的需求。相对于人工分级和机械化分级，利用机器视觉技术对果品进行无损检测分级具有实时、精确、无损、智能、单次多指标检测等优点。随着机器视觉技术的成熟，国外很多研究机构和企业已经把机器视觉技术应用到了各种水果的检测与分级，国内一些高校和企业近几年开始研制一些基于机器视觉技术的红枣分级机。

红枣是国内特有的一种的水果，国外几乎没有红枣种植的产区，所以没有相关红枣检测分级装置。 

经大量文献检索，申请号为CN103212544B和CN103240228A的专利文献均采用锥形辊子形成的仿形支座固定红枣，锥形辊子受底部摩擦板的摩擦作用发生转动时带动仿形支座上的红枣转动，从而使机器视觉完成红枣的检测。上述方法一个重要问题是在输送红枣进行分级时会发生红枣从仿形支座中脱落的现象，特别是当输送的速度增大时，链带动的锥形辊子的上下震动会增强，仿形支座上的红枣脱落概率会进一步加大，从而限制了此种红枣分级机的工作效率。

发明内容

针对现有的滚筒式、滚杠式红枣分级机无法综合红枣的全表面信息进行红枣分级及分级过程中会造成红枣的损伤和锥形辊子式红枣分级机在输送红枣时会发生红枣脱落、工作效率低的问题，本发明提出一种基于机器视觉技术的红枣实时检测与分级装置，结构简单、检测速度快、自动化程度高。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括依次安装连接的上料单列机构、机器视觉检测机构、输送与分级机构；用于运输红枣并且仅能让单个红枣依次通过的第一倾斜导向轨、第二倾斜导向轨和水平导向轨依次衔接，并分别安装在上料单列机构、机器视觉检测机构和输送与分级机构上；所有红枣倒入上料单列机构整理，单颗红枣沿第一倾斜导向轨依次传送到机器视觉检测机构的第二倾斜导向轨上进行视觉检测，再进入输送与分级机构的水平导向轨进行分级。

所述的上料单列机构：包括上料箱、滚筒、减速齿轮、可调速电机、上料单列机构支架、毛刷、第一倾斜导向轨、直线振动送料器、V型托板和光滑倾斜曲面；上料箱安装在上料单列机构支架上，上料箱的一侧面设有圆形开口，滚筒安装在圆形开口处，滚筒周面设有滚筒外齿轮，上料箱的另一侧面上设有矩形开口，滚筒内圆周设有凸缘结构的环形板，环形板中心为圆孔，环形板内侧面沿圆周间隔均布有V型托板；上料箱底面为从远离圆孔侧面到靠近圆孔侧面倾斜向下的光滑倾斜曲面，靠近圆孔一侧的光滑倾斜曲面底端连接滚筒底端，可调速电机通过电机固定架安装在上料单列机构支架上，减速齿轮同轴固定套在可调速电机的输出轴上，滚筒外齿轮与减速齿轮相啮合，从而使可调速电机带动滚筒转动；第一倾斜导向轨倾斜布置，第一倾斜导向轨一端通过圆环安装在滚筒的圆孔内，第一倾斜导向轨另一端穿过上料箱的矩形开口，第一倾斜导向轨连接圆环的一端高于另一端，穿过矩形开口的第一倾斜导向轨另一端下方安装有直线振动送料器，直线振动送料器与第一倾斜导向轨下表面接触；第一倾斜导向轨正上方的上料箱上安装有毛刷，毛刷通过旋转轴铰接在上料箱两侧的开孔上，毛刷转动方向垂直于第一倾斜导向轨方向。

所述的机器视觉检测机构：包括机器视觉检测箱、第二倾斜导向轨、机器视觉检测箱支架、第一光电传感器和CCD相机；机器视觉检测箱安装在机器视觉检测箱支架上，第二倾斜导向轨穿过机器视觉检测箱，第二倾斜导向轨的倾角大于第一倾斜导向轨的倾角，机器视觉检测箱内第二倾斜导向轨中部的上方和下方均安装有用于拍摄红枣表面的CCD相机，两个CCD相机之间的连线垂直于第二倾斜导向轨，第二倾斜导向轨由透明材料制成，机器视觉检测箱内第二倾斜导向轨靠近入口端的侧面安装有用于检测红枣位置并触发CCD相机的第一光电传感器。