[发明专利]一种基于机器视觉的板栗切口机

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的板栗切口机，包括机架，机架上设置有给料装置、输送装置、整形装置、切割装置、集料装置、图像采集器及图像识别处理系统；所述给料装置将板栗传送到下方对应的输送装置，输送装置上方设有图像采集器，板栗经图像采集器进行图像轮廓信息采集，并将图像传送给图像识别处理系统，经图像识别处理系统处理后，把动作指令传送给整形装置进行板栗整形，整形好的板栗经切割装置切割，集料装置用于收集切割好的板栗。其基于图像识别技术，经设备整形后对板栗的切口方向精准切割，替代传统人工作业，提供了加工效率，减少了工人的劳动强度，实现标准化作业，稳定性高。

技术领域

本发明涉及板栗生产加工技术，尤其涉及一种基于机器视觉的板栗切口机。

背景技术

板栗，俗称栗子，属壳斗科栗属乔木经济植物，主要生长于海拔370-2800m的地区，多见于山地，现在已由人工广泛栽培。据资料显示，近年来中国板栗生产规模迅速扩张，种植面积和产量均居世界第一，2020年板栗收获面积达到34.61万公顷，年产板栗195万吨，年均增长率达10.81％，占世界板栗面积的84.11％，产量占世界板栗年总产量的82.71％。我国板栗种植分布较广，北方辽宁、山东、河北，南方甘肃、贵州、内蒙古等地均有较大规模种植，其中以河北地区出品的“京东板栗”最负盛名，是我国具有较大发展潜力的经济作物之一。

板栗营养丰富，口感芳香甜糯，含有多种矿物质元素、不饱和脂肪酸及酮类物质，素有“木本粮”干果之王的美称。但是相较其他果品产业，板栗产业存在果品价格低、单位面积产值低，产品加工比例低等问题。板栗的产业化深加工中存在的一定难题，首当其冲的就是其脱壳问题，板栗外壳主要有两部分组成：

1、刺壳：板栗成果后外包一层刺状外壳，比较坚硬和锋利，以往多依靠晾晒、人力手工脱壳，工人劳动难度大，易受伤，近年来多刺壳的脱除设备有农业学者做出较多研究，取得了一定的成果。

2、红衣：刺壳内部果仁外部包裹一层光滑的内壳，俗称“红衣”，具有一定的韧性，且紧贴栗仁。传统加工中主要依靠工人手持刀具，在果壳表面切出横口，之后采用炒制、烤制、微波加工、气体射流等手段进行脱壳，如果不切出横口，果仁无法顺利脱出，且加热后内部气体膨胀，造成“炸果”现象。切口过程工人劳动强度大，效率低，且容易损伤果仁，造成较高的损坏率，严重限制了企业生产规模，因此，针对切口环节，开发自动化装备尤显迫切。

现有的手工切割设备主要是依靠固定刀具，由劳动者手持物料切割，不具有连续性、切割深度无法控制，不能应用于企业生产。针对上述过程中，难以对板栗的切口方向进行确定，但板栗仁想要顺利脱出红衣，需要在最大直径处，垂直纤维方向切断，所以传统手段难以实现。基于以上的研究以及计算机视觉技术的快速发展，本文提出一种基于机器视觉的板栗激光切割设备开发。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的板栗切口机，其基于图像识别技术，经设备整形后对板栗的切口方向精准切割，替代传统人工作业，提供了加工效率，减少了工人的劳动强度，实现标准化作业，稳定性高。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于机器视觉的板栗切口机，包括机架，机架上设置有给料装置、输送装置、整形装置、切割装置、集料装置、图像采集器及图像识别处理系统；所述给料装置将板栗传送到下方对应的输送装置，输送装置上方设有图像采集器，板栗经图像采集器进行图像轮廓信息采集，并将图像传送给图像识别处理系统，经图像识别处理系统处理后，把动作指令传送给整形装置进行板栗整形，整形好的板栗经切割装置切割，集料装置用于收集切割好的板栗；

所述给料装置包括料斗、给料轮、第一电机和同步带轮，所述给料轮设置在料斗的正下方，所述第一电机通过同步带轮驱动给料轮转动；

所述输送装置包括链板带、板带主动轮、板带从动轮、侧边稳定轮、底部托轮和第二电机，所述第二电机驱动所述板带主动轮，所述板带主动轮通过链板带带动板带从动轮转动，所述侧边稳定轮和所述底部托轮分别设置在链板带的两侧和底部用于稳定链板带；