专利名称：水果自动分级装置的制作方法
技术领域：
本发明属于水果品质检测设备，尤其涉及一种水果分级装置。
背景技术：
水果在采摘或运输过程中，因外力的作用使其表皮受到机械损伤或损伤处表皮未破损但受伤表面有轻微凹陷、色泽稍变暗，肉眼难于觉察。碰伤、擦伤是水果分级的主要指标之一，随着时间的延长，损伤部分会逐渐褐变，最终导致整个果实腐烂并影响其他好的果实，严重影响经济效益。在水果分级标准中，果形、果面缺陷、颜色、成熟度等指标的度量，仅凭人的视觉难以准确区分，且人长时间用眼，会造成视觉疲劳及情绪的不稳定，造成分级误差大，可靠性低，因此传统的人工分级受到了很大的局限；其次，传统的水果内部品质检测都是有损检测，因而不能对全部水果进行检验，只能采用抽样的方法。随着农业自动化程度以及温室大棚技术的发展，我国水果的产量有着显著的提高，传统的人工计数不仅劳动量大、生产率低，已经难以满足要求了。
发明内容
为了克服现有的水果分级技术的人工统计、劳动量大、生产效率低、可靠性差的不足，本发明提供一种降低劳动量、提高生产效率、提高可靠性的水果自动分级装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种水果自动分级装置，所述分级装置包括箱体，所述箱体上部安装用以输送待分级的水果的输入传送带，所述输入传送带的出口位于用以缓冲水果的透明缓冲篮框的上方，所述透明缓冲篮筐呈上大下小的喇叭状，所述透明缓冲篮筐的下部设有弹性出口，所述弹性出口的内径比所述待分级的水果外径小；所述透明缓冲篮框的下方设置三角形转向器，所述三角形转向器的左侧边位于第一输出传送带上，所述三角形转向器的右侧边位于第二输出传送带上，所述三角形转向器的底部带有齿条，所述齿条与动力齿轮啮合，所述动力齿轮的转轴可转动地安装在箱体上；所述透明缓冲篮框的侧边安装光谱摄像仪，所述光谱摄像仪与用以根据光谱图像判断是否为合格品的智能分级判别模块连接，所述智能分级判别模块与可正反转的控制电机连接，所述控制电机安装在箱体上，所述控制电机的输出轴与所述动力齿轮的转轴连接。进一步，所述箱体上设有用以放置输入传送带的上滑槽、用以放置第一输出传送带的第一下滑槽和用以放置第二输出传送带的第二下滑槽。再进一步，所述箱体上安装显示器，所述智能分级判别模块与用以统计合格水果数量和不合格水果数量的统计模块连接，所述统计模块与所述显示器连接。本发明的技术构思为高光谱摄像仪组件包括成像光谱仪、镜头和图像采集卡，能够同时测得水果的图片信息和光谱信息，其中图片信息可以反映出水果的外部品质特征， 而光谱信息可以反映出水果的内部品质特征，并将采集到的模拟信号通过图像采集卡转换成数字信号。
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通过设置合格的水果的光谱信息阈值范围，当采集到当前的待分级的水果属于该阈值范围内，则判定属于合格水果；当采集到当前的待分级的水果不属于该阈值范围内，则判定属于不合格水果；并通过控制执行机构(转向器)，使得水果通过不同输出通道输送出去，实现分级。本发明的有益效果主要表现在降低劳动量、提高生产效率、提高可靠性。
图1是水果自动分级装置的结构图；图2是未使用状态的水果自动分级装置的示意图；图3是水果自动分级装置的工作状态示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1 图3，一种水果自动分级装置，所述分级装置包括箱体1，所述箱体1上部安装用以输送待分级的水果的输入传送带2，所述输入传送带2的出口位于用以缓冲水果的透明缓冲篮框3的上方，所述透明缓冲篮筐3呈上大下小的喇叭状，所述透明缓冲篮筐的下部设有弹性出口，所述弹性出口的内径比所述待分级的水果外径小；所述透明缓冲篮框3的下方设置三角形转向器4，所述三角形转向器4的左侧边位于第一输出传送带5上， 所述三角形转向器4的右侧边位于第二输出传送带6上，所述三角形转向器4的底部带有齿条，所述齿条与动力齿轮7啮合，所述动力齿轮7的转轴可转动地安装在箱体1上；所述透明缓冲篮框3的侧边安装光谱摄像仪8，所述光谱摄像仪8与用以根据光谱图像判断是否为合格品的智能分级判别模块连接，所述智能分级判别模块与可正反转的控制电机连接， 所述控制电机安装在箱体1上，所述控制电机的输出轴与所述动力齿轮7的转轴连接。所述箱体1上设有用以放置输入传送带的上滑槽、用以放置第一输出传送带的第一下滑槽和用以放置第二输出传送带的第二下滑槽。所述箱体1上安装显示器9，所述智能分级判别模块与用以统计合格水果数量和不合格水果数量的统计模块连接，所述统计模块与所述显示器9连接。本实施例中，可正反转的控制电机优选为伺服电机，当然，也可以采用其他类型的控制电机。把需要分级的水果分开一定距离放置在输入传送带1上，由输入传送带电机驱动输入传送带1，使水果按图示从左往右运动，掉入透明缓冲篮筐3中，透明缓冲篮筐3下部由透明有弹性的塑料膜组成。当水果在透明缓冲篮筐3中的一刹那，光谱摄像仪对水果拍摄高光谱图像，并由程序判断该水果是否合格。转向器动力齿轮7由电机驱动，能驱动转向器4左右移动，引导被分级的水果落入不同的传送带中。第一输出传送带电机驱动第一输出传送带5使合格水果从右往左运动，第二输出传送带电机驱动第二输出传送带6使不合格水果从左往右运动。在分级过程中，程序分析并记录不合格水果与合格水果的数量，并分别显示在IXD显示器9上。在图1中，输入传送带1、第二输出传送带7和第一输出传送带8必须是符合食品生产安全标准的产品，可保证经过本发明分级的水果不含有害物质，输入传送带滑槽、第一输出传送带滑槽和第二输出传送带滑槽由外箱体开孔而成，传送带转轴安装在滑槽内， 使传送带可以沿滑槽运动，实现展开和收缩的功能，电机转轴与传送带转轴垂直安装，中间由齿轮连接，以达到结构紧凑的目的，输入传送带电机、第二输出传送带电机和第一输出传送带电机分别控制各个传送带的运行，光谱摄像仪8的组件由成像光谱仪、镜头和图像采集卡构成，其中成像光谱仪的型号为V10E-QE，在特定光谱域以高光谱分辨率同时获得连续的水果光谱图像，其最根本的功能就是将光信号转变成为有序的电信号，镜头的型号为 0LE-23，实现变焦功能使得采集的图像数据更加清晰，图像采集卡为加拿大Matrox公司研制生产的Matrox Meteor I I/Standard图像采集卡，它是对成像光谱仪采集到的模拟信号进行数字化处理并将其传入计算机的接口卡，透明缓冲篮筐3下部缓冲带由透明且有弹性的塑料膜组成，方便高光谱对水果进行数据采集，并且有减缓水果下落的目的，避免水果在下落过程中造成损伤，影响分级计数效果，转向器动力齿轮7由伺服电机控制，可以实现一定角度内的正反转动，控制转向器左右移动合适的距离，三角形转向器4与转向器动力齿轮7构成一个齿轮齿条结构，转向器在转向器动力齿轮的带动下左右移动，当转向器的三角形塔尖右移至缓冲篮筐下部出口边缘右侧时，掉落的水果将运动到第一输出传送带上， 当转向器的三角形塔尖左移至缓冲篮筐下部出口边缘左侧时，掉落的水果将运动到第二输出传送带上，LCD显示器9分别显示不合格和合格的水果数量，当一个水果进入缓冲篮筐经高光谱数据采集后，经程序分析为合格水果时计数器将自动加一并显示在左边的LCD显示器上，经程序分析为不合格水果时相应的计数器将自动加一并显示在右LCD中。在图2中，当不使用该水果分级计数装置时，可以通过上滑槽、第一下滑槽、第二下滑槽将输入传送带1、第一输出传送带8、第二输出传送带7收缩至如图所示位置，方便用户存放。在图3中，整体工作效果如图所示。
权利要求
1.一种水果自动分级装置，其特征在于所述分级装置包括箱体，所述箱体上部安装用以输送待分级的水果的输入传送带，所述输入传送带的出口位于用以缓冲水果的透明缓冲篮框的上方，所述透明缓冲篮筐呈上大下小的喇叭状，所述透明缓冲篮筐的下部设有弹性出口，所述弹性出口的内径比所述待分级的水果外径小；所述透明缓冲篮框的下方设置三角形转向器，所述三角形转向器的左侧边位于第一输出传送带上，所述三角形转向器的右侧边位于第二输出传送带上，所述三角形转向器的底部带有齿条，所述齿条与动力齿轮啮合，所述动力齿轮的转轴可转动地安装在箱体上；所述透明缓冲篮框的侧边安装光谱摄像仪，所述光谱摄像仪与用以根据光谱图像判断是否为合格品的智能分级判别模块连接， 所述智能分级判别模块与可正反转的控制电机连接，所述控制电机安装在箱体上，所述控制电机的输出轴与所述动力齿轮的转轴连接。
2.如权利要求1所述的水果自动分级装置，其特征在于所述箱体上设有用以放置输入传送带的上滑槽、用以放置第一输出传送带的第一下滑槽和用以放置第二输出传送带的第二下滑槽。
3.如权利要求1或2所述的水果自动分级装置，其特征在于所述箱体上安装显示器， 所述智能分级判别模块与用以统计合格水果数量和不合格水果数量的统计模块连接，所述统计模块与所述显示器连接。
全文摘要
一种水果自动分级装置，分级装置包括箱体，箱体上部安装输入传送带，输入传送带的出口位于透明缓冲篮框的上方，透明缓冲篮筐呈上大下小的喇叭状，其下部的弹性出口的内径比待分级的水果外径小，其下方设置三角形转向器，三角形转向器的左侧边位于第一输出传送带上，三角形转向器的右侧边位于第二输出传送带上，三角形转向器的底部带有齿条，齿条与动力齿轮啮合，动力齿轮的转轴可转动地安装在箱体上；透明缓冲篮框的侧边安装光谱摄像仪，光谱摄像仪与智能分级判别模块连接，智能分级判别模块与可正反转的控制电机连接，所述控制电机安装在箱体上，控制电机的输出轴与动力齿轮的转轴连接。本发明能降低劳动量、提高生产效率、提高可靠性。
文档编号G01B11/00GK102247952SQ20111009245
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者何勇, 冯雷, 陈双双 申请人:浙江大学