一种全自动萝卜空心检测分拣系统及其检测分拣方法

本发明涉及萝卜自动加工领域，具体涉及一种全自动萝卜空心检测分拣系统及其检测分拣方法。

背景技术：

萝卜为一、二年生草本植物，其根肉质，长圆形、球形或圆锥形，根皮绿色、白色、粉红色或紫色。茎直立，粗壮，圆柱形，中空，自基部分枝。基生叶及茎下部叶有长柄，通常大头羽状分裂，被粗毛，侧裂片1～3对，边缘有锯齿或缺刻；茎中、上部叶长圆形至披针形，向上渐变小，不裂或稍分裂，不抱茎；而在萝卜生长过程中，根部系统比较发达，入土较深及地下的果实根部膨大速度是比较快的，要高于茎叶生长速度，其口感相对来说是比较疏松。若是地下根部系统果实成熟的速度高于地表上茎叶生长速度，那么就极容易造成萝卜空心的情况，或者过早播种的话，天气高温干旱，夜里温差较小、温度较高，那么这种环境就有可能造成萝卜生长的延迟，甚至停止养分累积被过多的消耗，导致根部系统无法正常膨大营养不均衡，这样也会造成空心萝卜的情况；而现有技术中一般通过观察或敲击听声音来判断萝卜是否空心，但这种检测空心的方式易受人为因素影响较大，检测准确性不高，并且不利于大规模加工过程中使用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种全自动萝卜空心检测分拣系统及其检测分拣方法，能够检测并分拣空心萝卜，准确性高，效率高，适用于大规模加工生产。

本发明的一种全自动萝卜空心检测分拣系统，包括用于依次输送单个待测萝卜的输送机构、用于检测萝卜密度的检测机构和根据检测结果分拣萝卜的分拣机构，所述检测机构包括设置于输送机构末端用于承接并测量萝卜体积的水桶组件和用于测量萝卜质量的称重装置。

进一步，所述分拣机构包括多个竖向推杆电机和分布安装于多个竖向推杆电机顶部并位于水桶组件上方的分拣网，多个竖向推杆电机用于通过自身整体或分组伸缩实现分拣网整体升降或倾斜。

进一步，多个竖向推杆电机呈矩形分布且包括分布于水桶组件四周的左前竖向推杆电机、左后竖向推杆电机、右前竖向推杆电机和右后竖向推杆电机。

进一步，所述分拣机构还包括放置于称重装置上的底板、以沿左右方向单自由度滑动的方式设置于底板的左滑板及右滑板，所述左滑板和右滑板分别位于水桶组件左右两侧，所述左前竖向推杆电机和左后竖向推杆电机固定于左滑板，所述右前竖向推杆电机和右后竖向推杆电机固定于右滑板；所述分拣机构还包括用于驱动左滑板滑动的左侧水平推杆电机和用于驱动右滑板滑动的右侧水平推杆电机。

进一步，所述水桶组件的右侧设置有第一传送带，所述第一传送带用于承接并运输从分拣网右侧掉出的萝卜，所述水桶组件的后侧设置有第二传送带，所述第二传送带用于承接并运输从分拣网后侧掉出的萝卜；所述第一传送带和第二传送带均设置有分别用于对对应掉出萝卜导向的导向斜板。

进一步，所述水桶组件包括横向断面为矩形的水桶本体和设置有水桶本体内底部液体压强的压强传感器，检测机构还包括用于计算密度的处理模块，所述压强传感器的输出端与处理模块的输入端电连接，处理模块的输出端与分拣机构的输入端连接。

进一步，还包括吹干装置，所述吹干装置位于水桶组件的前侧并用于对出水后的萝卜表面进行吹干；所述吹干装置包括支撑柱、固定于支撑柱顶部的旋转电机和垂直固定于旋转电机转轴上的摆臂管，所述摆臂管的底部沿摆臂管长度方向依次间隔开设有多个吹起孔，所述摆臂管的内腔与一高压氮气罐出气口连通，所述高压氮气罐出气口设置有电磁阀。

进一步，所述输送机构包括支架和安装于支架上的输送带，所述输送带表面沿长度方向依次间隔固定设置有隔板，所述隔板沿输送带的宽度方向固定并将相邻待测萝卜隔开。

本发明还公开了一种使用上述的全自动萝卜空心检测分拣系统的检测分拣方法，包括下列步骤：

步骤一，通过输送机构将单个待测萝卜输送至分拣网上，称重装置称量萝卜重量；

步骤二，控制分拣网下降，使萝卜浸入水桶本体内，通过测量底部压强变化计算液体上升高度，结合水桶本体的底面积，算出萝卜的体积；

步骤三，根据步骤一中的萝卜重量和步骤二中的萝卜体积，算出萝卜密度并与标准密度作对比，作出是否为空心判断；

步骤四，控制分拣网上升，根据空心判断结果，通过控制对应竖向推杆电机进一步上升，使分拣网向右倾斜或向后倾斜并倒出萝卜，实现分拣。

进一步，在步骤四中，分拣网上升后，控制吹干装置的摆臂管旋转至萝卜正上方并向下喷高压气体，控制左侧的竖向推杆电机和右侧的竖向推杆电机依次往复周期性升降，使萝卜左右往复滚动，达到设定周期后，控制竖向推杆电机进行分拣操作。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种全自动萝卜空心检测分拣系统及其检测分拣方法，通过设置水桶组件和称重装置，对萝卜进行体积和重量的测试，进一步得到萝卜的密度并与标准密度值做比较，判断出萝卜是否为空心，并通过分拣机构进行分拣，实现检测并分拣空心萝卜，准确性高，效率高，适用于大规模加工生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的另一状态结构示意图；

图3为本发明中分拣机构的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的另一状态结构示意图；图3为本发明中分拣机构的结构示意图(未挂分拣网)；如图所示，本实施例中的一种全自动萝卜空心检测分拣系统，包括用于依次输送单个待测萝卜的输送机构1、用于检测萝卜密度的检测机构和根据检测结果分拣萝卜的分拣机构，所述检测机构包括设置于输送机构末端用于承接并测量萝卜体积的水桶组件和用于测量萝卜质量的称重装置；检测机构通过测量掉入水桶组件的萝卜体积和掉入萝卜的重量，利用现有计算公式可计算出密度，然后和实心萝卜的密度一比较就可将检测结输送至分拣机构进分拣，所述分拣机构可为现有的自动机械爪进行抓取分拣，当然，检测机构还包括处理模块用于计算密度，处理模块为现有的51单片机，51单片机可为德州仪器texasinstruments的tms320f28系列单片机或atmel公司的型号为at89s52的51单片机；通过设置水桶组件和称重装置，对萝卜进行体积和重量的测试，进一步得到萝卜的密度并与标准密度值做比较，判断出萝卜是否为空心，并通过分拣机构进行分拣，实现检测并分拣空心萝卜，准确性高，效率高，适用于大规模加工生产。

本实施例中，分拣机构包括控制模块、水平推杆电机、竖向推杆电机和分拣网3，所述竖向推杆电机包括分布于水桶组件四周的左前竖向推杆电机4、左后竖向推杆电机5、右前竖向推杆电机6和右后竖向推杆电机7，还包括放置于称重装置2上的底板8，所述底板8上以沿左右方向单自由度滑动的方式设置有左滑板9和右滑板10，所述左滑板9和右滑板10分别位于水桶组件左右两侧，所述左前竖向推杆电机4和左后竖向推杆电机5以沿前后并列的方式固定于左滑板9，所述右前竖向推杆电机6和右后竖向推杆电机7以沿前后并列的方式固定于右滑板10，所述水平推杆电机包括用于驱动左滑板9滑动的左侧水平推杆电机11和用于驱动右滑板10滑动的右侧水平推杆电机12，所述分拣网3为矩形网且该矩形网的四个角分别固定于四个竖向推杆电机的推杆顶部，所述控制模块的输入端与处理模块的输出端电连接，控制模块的输出端与水平推杆电机的控制输入端和竖向推杆电机的控制输入端连接，控制模块用于通过控制水平推杆电机和竖向推杆电机实现待测萝卜的承接、浸水、出水和根据处理模块的输入值实现分拣；所述分拣网3位于输送机构1末端下方，承接萝卜时，控制模块控制竖向推杆上升，左侧的竖向推杆电机与右侧的推杆电机靠拢，当萝卜掉在分拣网3上时，称重装置2测量重量差，进而测得萝卜重量，然后控制模块控制四个竖向推杆电机的推杆下降，使得萝卜浸入水中，水桶组件通过检测液位差求得萝卜体积，处理模块根据体积和质量算出密度并判断是否为空心萝卜，控制模块控制竖向推杆电机的推杆上升并通过控制水平推杆电机使左侧的竖向推杆电机和右侧的竖向推杆电机分离，使得分拣网3拉平，然后控制模块根据空心判断控制对应竖向推杆电机进行分拣，当判断为空心萝卜时，控制左前竖向推杆电机4和右前竖向推杆电机6的推杆进一步上升，使分拣网3向后倾倒萝卜，当判断不为空心萝卜时，控制左前竖向推杆电机4和左后竖向推杆电机5的推杆进一步上升，使分拣网3向右倾倒萝卜；所述控制模块可为现有的51单片机，比如atmel公司的型号为at89s52的51单片机，所述底板8上沿左右方向设置有导向轨，所述左、右滑板10底部设置有与导向轨配合的导向槽，所述导向轨的断面可为燕尾形，所述导向槽为燕尾槽；左右方向为图1中的左右方向，向前表示图1中指向纸内的方向，反之向后。

本实施例中，所述水桶组件的右侧设置有第一传送带13，所述第一传送带13用于承接并运输从分拣网3右侧掉出的萝卜，所述水桶组件的后侧设置有第二传送带14，所述第二传送带14用于承接并运输从分拣网3后侧掉出的萝卜；所述第一传送带13和第二传送带14均设置有分别用于对对应掉出萝卜导向的导向斜板；所述第一传送带13和第二传送带14的两侧均可设置限位板，当然，第一传送带13和第二传送均为电动传送带，该传送带为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，所述水桶组件包括横向断面为矩形的水桶本体15和设置有水桶本体15内底部液体压强的压强传感器，所述压强传感器的输出端与处理模块的输入端电连接；当萝卜浸入水中时，液面上升，底部压强升高，根据公式p＝ρgh，p为底部液体压强，ρ为液体密度，g为重力加速度，h为液位高度，算出液位变化查，结合已知的水桶本体15底面积，可得出萝卜的浸入体积，分拣网3的体积可以忽略不计。

本实施例中，还包括吹干装置，所述吹干装置位于水桶组件的前侧并用于对出水后的萝卜表面进行吹干；所述吹干装置包括支撑柱16、固定于支撑柱16顶部的旋转电机17和垂直固定于旋转电机17转轴上的摆臂管18，所述摆臂管18的底部沿摆臂管18长度方向依次间隔开设有多个吹起孔，所述摆臂管18的内腔与一高压氮气罐出气口连通，所述高压氮气罐出气口设置有电磁阀，所述控制模块的输出端与旋转电机17的控制输入端和电磁阀的控制输入端电连接；当输送机构1下掉萝卜时，旋转电机17转动，使得摆臂管18摆动，避免阻挡萝卜掉入分拣网3上，通过吹干装置利于将萝卜表面和分拣网3表面附着的液体吹回水桶本体15中。

本实施例中，在吹干装置工作时，所述控制模块控制竖向推杆电机周期性升降，使萝卜在分拣网3上左右往复滚动；吹干时，先控制左侧的竖向推杆电机推杆上升，右侧的竖向推杆电机推杆下降，再控制左侧的竖向推杆电机推杆下降，右侧的竖向推杆电机推杆上升，使分拣网3往复左右摇摆，利于中间的萝卜左右滚动，减速吹干，大大的提高工作效率。

本实施例中，所述输送机构1包括支架和安装于支架上的输送带，所述输送带表面沿长度方向依次间隔固定设置有隔板，所述隔板19沿输送带的宽度方向固定并将相邻待测萝卜隔开；所述输送带配设有步进电机，一次转动设定角度，实现输送机构1输送单个萝卜。

本发明还公开了一种使用上述的全自动萝卜空心检测分拣系统的检测分拣方法，包括下列步骤：

步骤一，通过输送机构1将单个待测萝卜输送至分拣网3上，称重装置2称量萝卜重量；

步骤二，控制分拣网3下降，使萝卜浸入水桶本体15内，通过测量底部压强变化计算液体上升高度，结合水桶本体15的底面积，算出萝卜的体积；

步骤三，根据步骤一中的萝卜重量和步骤二中的萝卜体积，算出萝卜密度并与标准密度作对比，作出是否为空心判断；

步骤四，控制分拣网3上升，根据空心判断结果，通过控制对应竖向推杆电机本实施例中上升，使分拣网3向右倾斜或向后倾斜并倒出萝卜，实现分拣。

本实施例中，在步骤四中，分拣网3上升后，控制吹干装置的摆臂管18旋转至萝卜正上方并向下喷高压气体，控制左侧的竖向推杆电机和右侧的竖向推杆电机依次往复周期性升降，使萝卜左右往复滚动，达到设定周期后，控制竖向推杆电机进行分拣操作。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。