收购环节籽棉杂质快速评估方法和装置与流程

本发明所涉及一种籽棉收购环节杂质快速评估方法和装置，用于解决收购过程中含杂率检测速度慢的技术问题，属于农业机械装备领域。

背景技术：

棉花是重要的生产物资，对国民经济和社会发展有重要影响。在棉花生产销售中，棉花的销售价格会随着杂质含量的增加而降低，同时含杂率的大小也影响棉花的加工流程,甚至直接影响棉花轧花和纺纱效果，最终影响机织产品质量。

我国现行的棉花杂质检测技术相对落后，现在棉花收购过程中主要是人工取样后使用棉花杂质分析机对籽棉样品进行杂质分离试验检测含杂率，每个环节都需要人工参与，劳动强度大，效率低、工序繁杂，不利于籽棉的快速检测分级，严重影响籽棉收购期间的生产销售效率。在早期的棉花杂质检测标准中，棉花杂质的检测方式为锡莱分析机，国内对于棉花杂质检测的方法主要有人工分拣、原棉杂质分析机和大容量棉花纤维测试仪，人工分拣成本高、效率低，原棉杂质分析机工序繁杂，大容量棉花纤维测试仪效率高、精度高，但是价格昂贵且检测对象是皮棉，不适用于籽棉收购环节。cn201720052812.x公开了一种原棉杂质分析机，包括控制装置、称重装置、和给棉装置，降低了人工劳动强度，提高了自动化水平和检测效率。cn201721351825.3公开了一种基于反射和透射高光谱成像的棉花杂质检测装置，包括传感器光学模块、光源模块、采样模块，不同光源发射不同波长的光子到载物台上的棉花，光子经反射、吸收或投射后形成杂质的高光谱图像，检测精度高，对杂质分类识别效果明显，但是速度较慢不适合籽棉收购环节使用。综上所述，需要设计出一套适用于收购环节的籽棉杂质在线检测装置和快速评估方法，实现收购过程中对籽棉杂质的快速评估，提高自动化程度，降低检测装置制造成本，降低劳动强度，提高检测效率。

技术实现要素：

为了解决籽棉收购环节现有技术中的不足，本申请提供了一种收购环节籽棉杂质快速评估方法和装置，具有集输棉、压棉、封盖、检测于一体功能，效率高，检测效果好，省去了人工操作的麻烦，其技术方案如下：

本发明其特征在于：一种收购环节中籽棉杂质的快速评估装置，其特征在于：所述快速评估装置包括气力输棉装置、籽棉大杂清理装置、推送装置、封盖装置、输送装置、在线成像检测装置和机架；机架上设置有推送装置、封盖装置、在线成像检测装置；其中气力输棉装置设置在籽棉大杂清理装置上方，封盖装置设置在输送装置的前端，在线成像检测装置设置在输送装置的上方；

所述气力输棉装置由进棉口(1)、输棉管道(2)、小型籽棉卸料器(7)、鼓风机(24)构成，所述小型籽棉卸料器和鼓风机固定在籽棉大杂清理装置(8)上方；

所述推送装置由玻璃盒堆放装置(10)、第一电动推杆(1)、第二电动推杆(12)第一挡板(11)构成，所述第一电动推杆和第二电动推杆通过支架和螺栓螺母固定在机架上；

所述封盖装置由玻璃盖堆放装置(14)、第三电动推杆(6)、第四电动推杆(16)、压棉板(13)构成；

所述在线成像检测装置通过横跨输送装置的机架(5)安装在输送装置上方；所述在线成像检测装置由第一相机(4)、第二相机(18)、相机支架(28)、第一光源(14)、第二光源(17)、遮光罩构成，所述第一相机(4)、第一光源(14)与第二相机(18)、第二光源(17)均通过支架和螺栓螺母固定在机架(5)上，使得第一相机(4)、第一光源(14)和第二相机(18)、第二光源(17)的位置通过机架(11)分别固定于输送装置的上方和下方；所述在线成像检测装置下方的输送装置上安装有检测传感器(19)。

进一步：在鼓风机(24)的作用下，籽棉样品在输棉管道(2)的负压作用下直接被吸入管道，到达小型籽棉卸料器(7)中，最后将籽棉输送至籽棉大杂清理装置(8)中，所述籽棉大杂清理装置是提前将籽棉中的棉杆、棉铃壳等大杂去除。

进一步：去除大杂后的籽棉样品通过出棉口(9)落入推送装置上的高透光玻璃盒(27)中，所述推送装置由第一电动推杆(1)推送玻璃盒堆放装置(10)中的高透光玻璃盒(27)到出棉口(9)，等去除大杂后的籽棉完全落入高透光玻璃盒后，由第二电动推杆(12)把装有籽棉的高透光玻璃盒推送至封盖装置处，同时封盖装置中的第四电动推杆(16)动作，将玻璃盖堆放装置(14)中存放的玻璃盖推出，落入高透光玻璃盒(27)中，此时第三电动推杆(6)动作，将玻璃盖压至固定位置，保证籽棉表面在一个平面上，完成封盖后，第二电动推杆(12)继续将高透光玻璃盒推送至皮带输送装置(21)上，在推送装置的两侧安装有第一挡板(11)，保证高透光玻璃盒顺利进入皮带输送装置(21)，所述皮带输送装置(21)由电动机(15)提供动力。

进一步：完成封盖后，装有籽棉的高透光玻璃盒(27)在皮带输送装置(21)上向前输送，检测传感器(19)感应到高透光玻璃盒(27)后，通过控制器控制皮带输送装置(21)停止运动，第一相机(4)和第二相机(18)实时采集籽棉图像信息，经图像处理软件处理后，通过预测模型预测含杂率，并储存信息，采集图像完成后，装有籽棉的高透光玻璃盒(27)继续由皮带输送装置(21)向前输送，由转弯机(22)输送到滚筒输送装置(23)上，达到一定数量后由人工完成后续处理。

一种基于一种收购环节中籽棉杂质快速评估装置的快速评估方法，具体步骤如下：

步骤一：抽样籽棉重量为500g的样品喂入籽棉大杂清理装置，籽棉大杂清理装置去除籽棉样品里面的大杂，并对去除大杂后的籽棉进行称重，记为m1；

步骤二：取质量为250g去除大杂的籽棉样品通过收购环节籽棉杂质快速评估装置，相机实时采集籽棉样本上下两个面的图像，经图像处理软件进行处理，主要包括图像的预处理、图像分割、图像特征提取，通过杂质质量预测模型预测杂质质量为m3，计算含杂率并储存信息；

步骤三：计算总的籽棉含杂率，

本发明的有益效果：解决了籽棉收购环节杂质检测工序繁杂，速度较慢等现有技术中的不足，集输棉、压棉、封盖、检测于一体功能，很快得出籽棉的含杂率，对籽棉的快速分级提供了有利的支撑，省去了人工操作的麻烦，提高工作效率，设备传送采用小功率电机，节约能源消耗，提高了收购环节籽棉杂质检测效率和经济效益。

附图说明

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3位本发明的轴测图；

图示中：1—进棉口，2—输棉管，3—第一光源，4—第一相机，5—机架，6—第三电动推杆，7—小型籽棉卸料器，8—籽棉大杂清理装置，9—出棉口，10—玻璃盒堆放装置，11—第一挡板，12—第二电动推杆，13—压棉板，14—玻璃盖堆放装置,15—电动机，16—第四电动推杆，17—第二光源,18—第二相机，19—传感器，20—第二挡板，21—皮带输送装置，22—转弯机，23—滚筒输送装置，24—鼓风机，25—第一电动推杆，26—电动推杆支架，27—高透光玻璃盒，28—相机支架

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2、图3所示，收购环节籽棉杂质快速评估方法和装置，包括气力输棉装置，工作时利用鼓风机(24)吹出正压气流，籽棉样品在输棉管道(2)的负压作用下直接被吸入管道，到达小型籽棉卸料器(7)中，最后将籽棉输送至籽棉大杂清理装置(8)中，所述籽棉大杂清理装置是提前将籽棉中的棉杆、棉铃壳等大杂去除，去除大杂后的籽棉样品通过出棉口(9)落入推送装置上的高透光玻璃盒(27)中，所述推送装置由第一电动推杆(1)推送玻璃盒堆放装置(10)中的高透光玻璃盒(27)到出棉口(9)，等去除大杂后的籽棉完全落入高透光玻璃盒后，由第二电动推杆(12)把装有籽棉的高透光玻璃盒推送至封盖装置处，同时封盖装置中的第四电动推杆(16)动作，将玻璃盖堆放装置(14)中存放的玻璃盖推出，落入高透光玻璃盒(27)中，此时第三电动推杆(6)动作，将玻璃盖压至固定位置，保证籽棉表面在一个平面上，完成封盖后，第二电动推杆(12)继续将高透光玻璃盒推送至皮带输送装置(21)上，在推送装置的两侧安装有第一挡板(11)，保证高透光玻璃盒顺利进入皮带输送装置(21)，所述皮带输送装置(21)由电动机(15)提供动力。完成封盖后，装有籽棉的高透光玻璃盒(27)在皮带输送装置(21)上向前输送，检测传感器(19)感应到高透光玻璃盒(27)后，通过控制器控制皮带输送装置(21)停止运动，第一相机(4)和第二相机(18)实时采集籽棉图像信息，经图像处理软件处理后，通过预测模型预测含杂率，并储存信息，采集图像完成后，装有籽棉的高透光玻璃盒(27)继续由皮带输送装置(21)向前输送，由转弯机(22)输送到滚筒输送装置(23)上，达到一定数量后由人工完成后续处理。

其中，所述气力输棉装置由进棉口(1)、输棉管道(2)、小型籽棉卸料器(7)、鼓风机(24)构成，所述小型籽棉卸料器(7)和鼓风机(24)固定在籽棉大杂清理装置(8)上方，工作时利用鼓风机(24)吹出正压气流，籽棉样品在输棉管(2)的负压作用下直接被吸入管道，到达小型籽棉卸料器(7)中，最后将籽棉输送至籽棉大杂清理装置(8)中。

其中，所述推送装置由玻璃盒堆放装置(10)、第一电动推杆(1)、第二电动推杆(12)、第一挡板(11)构成，所述第一电动推杆和第二电动推杆通过支架和螺栓螺母固定在机架上，所述推送装置由第一电动推杆(1)推送玻璃盒堆放装置(10)中的高透光玻璃盒(27)到出棉口(9)，等去除大杂后的籽棉完全落入高透光玻璃盒后，由第二电动推杆(12)把装有籽棉的高透光玻璃盒推送至封盖装置处，封盖完成后，继续由第二电动推杆推送至皮带输送装置(21)上，在推送装置的两侧安装有第一挡板(11)。

其中，所述封盖装置由玻璃盖堆放装置(14)、第三电动推杆(6)、第四电动推杆(16)、压棉板(13)构成，所述第三电动推杆通过电动推杆支架(26)和螺栓螺母固定在机架上，高透光玻璃盒推送至封盖装置处时，封盖装置中的第四电动推杆(16)动作，将玻璃盖堆放装置(14)中存放的玻璃盖推出，落进高透光玻璃盒(27)中，此时第三电动推杆(6)动作，将玻璃盖压至固定位置，保证籽棉表面在一个平面上，完成封盖。

其中，所述输送装置由皮带输送装置(21)、转弯机(22)和滚筒输送装置(23)构成，电动机(5)提供动力，皮带输送装置(21)两侧安装有第二挡板(20)。检测传感器(19)感应到高透光玻璃盒(3)后，通过控制器控制皮带输送装置(21)停止运动，等拍照完成后再由控制器控制皮带输送装置(21)运动。采集图像完成后，装有籽棉的高透光玻璃盒(27)继续由皮带输送装置(21)向前输送，由转弯机(22)输送到滚筒输送装置(23)上，达到一定数量后由人工完成后续处理。

其中，所述在线成像检测装置组件包括横跨传送装置的机架(5)、第一相机(4)、第二相机(18)、相机支架(28)、第一光源(14)、第二光源(17)、遮光罩构成，所述第一相机(4)、第一光源(14)与第二相机(18)、第二光源(17)均通过支架和螺栓螺母固定在机架(5)上，使得第一相机(4)、第一光源(14)和第二相机(18)、第二光源(17)的位置通过机架(11)分别固定于输送装置的上方和下方，达到双面成像的效果；所述在线成像检测装置下方的输送装置上安装有检测传感器(19)。检测时，在线成像检测装置被遮光罩遮住，光源进行打光，检测传感器(19)检测到高透光玻璃盒从下方经过检测装置时，控制器控制皮带输送装置(21)停止动作。第一相机(4)和第二相机(18)实时采集籽棉图像信息，经图像处理软件处理后，通过预测模型预测含杂率，并储存信息。

收购环节籽棉杂质快速评估方法，具体步骤如下：

步骤一：抽样籽棉重量为500g的样品喂入籽棉大杂清理装置，籽棉大杂清理装置去除籽棉样品里面的大杂，并对去除大杂后的籽棉进行称重，记为m1；

步骤二：取质量为250g去除大杂的籽棉样品通过收购环节籽棉杂质快速评估装置，相机实时采集籽棉样本上下两个面的图像，经图像处理软件进行处理，主要包括图像的预处理、图像分割、图像特征提取，通过杂质质量预测模型预测杂质质量为m3，计算含杂率并储存信息；

步骤三：计算总的籽棉含杂率，

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。