[发明专利]马铃薯多级联合智能缺陷检测系统及检测方法

摘要

本发明公开了一种马铃薯多级联合智能缺陷检测系统，包括动态称重预选机构、检测线和电控装置；检测线设有三条，各检测线均包括上层滑道、光敏阵列形状检测机构、下层滑道和全表面缺陷检测机构；上层滑道和下层滑道均向下倾斜设置；本发明还公开了使用上述马铃薯多级联合智能缺陷检测系统的检测方法。本发明参照国家标准，根据马铃薯的形状、重量及外观特征，通过多级联合智能检测，实现马铃薯重量、形状和表面缺陷的分级检测，在不翻动马铃薯的情况下，无须拍照即可对马铃薯进行上、下表面微焦大幅面近距离全景视觉检测，提高检测的准确度。

主权项

1.马铃薯多级联合智能缺陷检测系统，其特征在于：包括动态称重预选机构、检测线和电控装置；检测线设有三条，各检测线均包括上层滑道、光敏阵列形状检测机构、下层滑道和全表面缺陷检测机构；上层滑道和下层滑道均向下倾斜设置；动态称重预选机构包括第一皮带输送装置、电子称重装置、助力装置、第二皮带输送装置、上层分选通道、第一分离器、第二分离器和第三分离器，上层分选通道向下倾斜设置；所述电子称重装置位于第一皮带输送装置的下料端和第二皮带输送装置的上料端之间，第二皮带输送装置的下料端与所述上层分选通道的进口相连接；助力装置设置在电子称重装置的正上方，助力装置包括第一步进电机和与第一步进电机相连并由第一步进电机驱动的助力推杆，助力推杆的下端的轨迹圆位于电子称重装置上方并与电子称重装置相邻；上层分选通道的进口部设有所述第一分离器，以马铃薯的运动方向为前向，第一分离器前方的上层分选通道分为小差通道和中大通道，第一分离器选择连通小差通道或中大通道；小差通道的进口部设有所述第二分离器，第二分离器前方的小差通道分为大小不合格通道和小品通道，第二分离器选择连通大小不合格通道或小品通道；中大通道的进口部设有所述第三分离器，第三分离器前方的中大通道分为中品通道和大品通道，第三分离器选择连通中品通道或大品通道；小品通道、中品通道和大品通道与三条所述检测线一一对应，小品通道、中品通道和大品通道分别连接一条检测线的上层滑道；光敏阵列形状检测机构包括截面呈口字型的上层透明通道、光敏矩阵检测模块、第一红外对射装置、中层分选通道和第四分离器；相应检测线中的上层滑道的出口连接上层透明通道的进口；上层透明通道的顶面和底面上安装有第一组光敏矩阵检测模块，上层透明通道的左侧面和右侧面上安装有第二组光敏矩阵检测模块，第一组光敏矩阵检测模块和第二组光敏矩阵检测模块相互垂直布置；第一红外对射装置包括发射端和接收端，发射端和接收端分别设置在上层透明通道的相对两侧，且第一红外对射装置位于第一组光敏矩阵检测模块和第二组光敏矩阵检测模块的后方；第一组光敏矩阵检测模块和第二组光敏矩阵检测模块结构相同，包括凹面镜、球形光源、矩阵导光板、矩阵聚光板和光敏元件；球形光源位于所述凹面镜的焦点位置，矩阵导光板和矩阵聚光板均由不透明材料制成，矩阵导光板上设有若干透光孔，透光孔的孔壁呈黑色，各透光孔排列为矩阵形状；矩阵聚光板上设有若干聚光孔，各聚光孔排列为矩阵形状，聚光孔与透光孔一一对应设置；各聚光孔背离上层透明通道一侧均设有光敏元件；凹面镜的镜面呈旋转抛物面，且其主轴方向垂直于矩阵导光板和矩阵聚光板；矩阵导光板设置于上层透明通道的一侧，矩阵聚光板设置于上层透明通道相对矩阵导光板的另一侧，且矩阵导光板与矩阵聚光板正对设置，矩阵导光板的各透光孔与矩阵聚光板上的光敏元件一一对应；上层透明通道的出口连接所述中层分选通道的进口；所述第四分离器前方的中层分选通道分为正常通道和畸形通道，第四分离器选择连通正常通道或畸形通道；正常通道连接第三皮带输送装置的上料端，第三皮带输送装置的下料端连接下层滑道的进口；所述全表面缺陷检测机构包括下层透明通道和下层分选通道，下层分选通道向下倾斜设置；下层透明通道的进料端连接所述下层滑道的出口，下层透明通道的出料端连接下层分选通道的进口；下层分选通道的进口部设有第五分离器，第五分离器前方的下层分选通道分为表面合格通道和表面不合格通道，第五分离器选择连通表面合格通道或表面不合格通道；下层滑道的出口段连接有高压气体导管，高压气体导管后方的下层滑道内设有常开阀门；高压气体导管连接有高压气源，高压气体导管上设有电磁阀；下层透明通道的上方和下方分别设有光学扫描模块，两个光学扫描模块一前一后设置；下层透明通道的下方和上方分别设有背景板，背景板与光学扫描模块一一对应；背景板连接有用于驱动背景板的驱动装置；背景板具有位于下层透明通道处的工作位置和离开下层透明通道处的等待位置；下层透明通道上方的背景板位于该处光学扫描模块的下方，下层透明通道下方的背景板位于该处光学扫描模块的上方；两个光学扫描模块前方的下层透明通道上设有第二红外对射装置；第二红外对射装置与第一红外对射装置结构相同，第二红外对射装置的发射端和接收端分别设置在下层透明通道的相对两侧，且第二红外对射装置位于下层透明通道的出料端后方1－3厘米；下层透明通道的出料端前方设有第二步进电机，第二步进电机位于下层分选通道的上方；第二步进电机连接有弹性杆，弹性杆向下伸出下层分选通道且其底端固定连接有用于阻挡马铃薯的弹性球头，弹性球头具有遮挡位置和离开位置，弹性球头的遮挡位置位于下层透明通道的正前方并与下层透明通道的出料端相邻；弹性球头的离开位置位于下层透明通道的前侧上方；所述电控装置连接所述电磁阀、所述第一皮带输送装置、电子称重装置、第二皮带输送装置、第一组光敏矩阵检测模块、第二组光敏矩阵检测模块、驱动装置、光学扫描模块、第一步进电机、第二步进电机、第一红外对射装置、第二红外对射装置以及第一至第五分离器。