一種蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，包括安裝架和控制系統(tǒng)，所述安裝架中部設(shè)有能夠?qū)μO果外觀和重量進行檢測的果實信息采集箱；該果實信息采集箱的一側(cè)設(shè)有初選裝置及第一等外管道，其另一側(cè)設(shè)有第二等外管道和多根等內(nèi)管道；所述安裝架內(nèi)設(shè)有直線模組，并在該直線模組上安裝翻轉(zhuǎn)機構(gòu)；該翻轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠沿所述直線模組移動，并經(jīng)過或停留于等外管道入口、果實信息采集箱或等內(nèi)管道入口。本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，能夠快速而高效的在采摘現(xiàn)場對蘋果進行分級操作，極大的提高了生產(chǎn)效率，并可降低蘋果外表的損傷率，提升蘋果品質(zhì)。而且，還可方便的與采摘機器人相對接，適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。
【專利說明】
一種蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝置，尤其是一種適用于蘋果過程中實現(xiàn)分級的操作系統(tǒng)，具體的說是一種蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了提高蘋果的價值，普遍在蘋果采摘后對其先進行分級后在進行售賣。常見的蘋果分級的方式基本都是離線分級，即在蘋果采摘后先裝運至另一處，再進行分級。這樣不僅大大增加蘋果的儲存時間，不利于蘋果新鮮度的保持，而且對裝箱水果的二次操作增加了水果受損傷的幾率，影響其在市場的銷售。而目前已開發(fā)并使用的蘋果采摘機器人，由于缺乏能夠與之配套的現(xiàn)場分級裝置而難以發(fā)揮其作用。因此，急需設(shè)計一種能夠適應(yīng)現(xiàn)場運行的蘋果分級的操作系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，能夠快速而高效的在采摘過程中對蘋果進行分級操作，極大的提高了生產(chǎn)效率，并可降低蘋果外表的損傷率，提升蘋果品質(zhì)。而且，還可方便的與采摘機器人相對接，適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]—種蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，包括安裝架和控制系統(tǒng)，所述安裝架中部設(shè)有能夠?qū)μO果外表進行檢測的果實信息采集箱;該果實信息采集箱的一側(cè)設(shè)有初選裝置及第一等外管道，其另一側(cè)設(shè)有第二等外管道和多根等內(nèi)管道;所述安裝架內(nèi)設(shè)有直線模組，并在該直線模組上安裝能夠承載或卸載蘋果、以及對蘋果稱重的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)；該翻轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠沿所述直線模組移動，并經(jīng)過或停留于等外管道入口、果實信息采集箱或等內(nèi)管道入口處；所述控制系統(tǒng)包括工控機，能夠通過CAN總線與所述直線模組、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和果實信息采集箱進行數(shù)據(jù)信號交互。
[0006]進一步的，所述初選裝置包括斜置的滑道;該滑道的橫截面為U形，其上設(shè)有正對位于其下方第一等外管道開口的通孔;該通孔為橢圓形，其短軸沿所述滑道的縱向；所述滑道的側(cè)面設(shè)有安裝用的腰型孔，能夠調(diào)整該滑道的傾角。
[0007]進一步的，所述直線模組包括輸送電機和與其相連接的絲桿，并在該絲桿兩側(cè)分別安裝一根導(dǎo)軌;所述絲桿和導(dǎo)軌相互平行，其上設(shè)有與所述絲桿螺紋連接的安裝塊，能夠在輸送電機的帶動下沿導(dǎo)軌移動。
[0008]進一步的，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括安裝座，其上安裝翻轉(zhuǎn)電機和軸承座;該安裝座的底面與所述安裝塊連接;所述翻轉(zhuǎn)電機通過聯(lián)軸器與穿裝在軸承座上的安裝軸連接;該安裝軸的端部與位于其上方的果盤相連接;所述果盤和安裝軸之間設(shè)有力傳感器。
[0009]進一步的，所述果實信息采集箱包括矩形的型材骨架，其縱向的中部設(shè)有供所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)通過的通道;該通道兩側(cè)分別設(shè)有一個相機室;每個相機室內(nèi)設(shè)有一部CCD相機和兩根條形光源;該條形光源對稱的分列于所述相機的前部;所述每個相機室的一個側(cè)面為封閉;所述通道上方也設(shè)有一部CCD相機;每部CCD相機的鏡頭均對準(zhǔn)通道。
[0010]本實用新型的有益效果:
[0011 ]本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，能夠快速而高效的在采摘過程中對蘋果進行分級操作，極大的提高了生產(chǎn)效率，并可降低蘋果外表的損傷率，提升蘋果品質(zhì)。而且，還可方便的與采摘機器人相對接，適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的示意圖。
[0014]圖3是本實用新型的直線模組的示意圖。
[0015]圖4是本實用新型的果實信息采集箱的示意圖。
[0016]圖5是本實用新型的滑道的示意圖。
[0017]圖6是本實用新型系統(tǒng)工作流程圖。
[0018]其中:1_安裝架;2-等外管道;2-1第二等外管道;3-滑道;4-等內(nèi)管道;5-果實信息采集箱;6-翻轉(zhuǎn)機構(gòu);7-直線模組;8-果盤;9-聯(lián)軸器；10-翻轉(zhuǎn)電機；11-力傳感器；12-安裝軸；13-軸承座；14-安裝座；15-輸送電機；16-安裝塊；17-導(dǎo)軌；18-絲桿；19-條形光源；20-型材骨架;21-通孔;22-CCD相機;23-通道。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0020]如圖1所示，是一種根據(jù)上述分級方法而設(shè)計的蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，包括安裝架I和控制系統(tǒng)。所述安裝架I中部設(shè)有能夠?qū)μO果外表進行檢測的果實信息采集箱5。該果實信息采集箱5的一側(cè)設(shè)有初選裝置及第一等外管道2，用于檢測蘋果的大小，并將不合格的蘋果放入等外管道。該果實信息采集箱5的另一側(cè)設(shè)有多根等內(nèi)管道4和一根第二等外管道2-1。其中的第二等外管道用于接收重量不合格的蘋果。所述安裝架I內(nèi)設(shè)有直線模組7，并在該直線模組7上安裝能夠承載或卸載蘋果、以及對蘋果稱重的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)6。該翻轉(zhuǎn)機構(gòu)6能夠沿所述直線模組7移動，并經(jīng)過或停留于等外管道2入口、果實信息采集箱5或等內(nèi)管道4入口處;所述控制系統(tǒng)包括工控機，能夠通過CAN總線與所述直線模組7、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)6和果實信息采集箱5進行數(shù)據(jù)信號交互，實現(xiàn)對所述各機構(gòu)的控制。
[0021 ]所述初選裝置包括斜置的滑道3 ο如圖5所示，該滑道3的橫截面為U形，其上設(shè)有正對位于其下方的第一等外管道2開口的通孔21。該通孔21為橢圓形，其短軸沿所述滑道3的縱向，使不符合等級要求的蘋果可以從該通孔21中漏出，又可以使符合等級要求的蘋果從該通孔21上滾過。所述滑道3側(cè)面設(shè)有腰型孔，可使用螺栓穿過該腰形孔后將所述滑道3固定到所述果實信息采集箱5和其他對應(yīng)的支架上。當(dāng)改變螺栓與所述腰形孔內(nèi)的相對位置時，可相應(yīng)的改變所述滑道3的傾角，進而調(diào)節(jié)果實沿所述滑道3下滑的速度。
[0022]如圖3所示，所述直線模組7包括輸送電機15和與其相連接的絲桿18。同時，在該絲桿18的兩側(cè)分別安裝一根導(dǎo)軌17。所述絲桿18和導(dǎo)軌17相互平行，其上設(shè)有與所述絲桿螺紋連接的安裝塊16。當(dāng)所述輸送電機轉(zhuǎn)動時，能夠通過絲桿帶動所述安裝塊沿所述導(dǎo)軌17移動。
[0023]如圖2所示，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)6包括安裝座14，其上安裝翻轉(zhuǎn)電機10和軸承座13。該安裝座14的底面與所述安裝塊16連接，使所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠沿直線模組移動。所述翻轉(zhuǎn)電機10通過聯(lián)軸器9與穿裝在軸承座13上的安裝軸12連接，并在該安裝軸12端部的上方安裝果盤8，使該果盤8的平面與所述安裝軸相平行。從而，可使該果盤8隨翻轉(zhuǎn)電機10的不同轉(zhuǎn)向而向不同方向翻轉(zhuǎn)，將其承接的蘋果投向不同的管道。所述果盤8和安裝軸12之間設(shè)有力傳感器11，使果盤8在承接蘋果時，即可對蘋果進行稱重，并將稱重信息傳輸給控制系統(tǒng)。優(yōu)選的，在所述果盤8的周邊還設(shè)有圓弧形的擋板，可擋住從滑道3上滾過來的蘋果。同時，在該擋板上還安裝軟質(zhì)護套，以減少對蘋果外表的損傷。
[0024]如圖4所示，所述果實信息采集箱5包括矩形的型材骨架20。該型材骨架的縱向中部設(shè)有供所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)6通過的通道23。該通道23兩側(cè)分別設(shè)有一個相機室，并在每個相機室內(nèi)設(shè)有一部CCD相機22和兩根條形光源19。該條形光源19對稱的分列于所述相機的前部，以對所述通道處進行照射。所述每個相機室的一個側(cè)面為封閉，可以用鍍鋅鐵皮將型材骨架的部分封堵，減少外部光線對所述CCD相機的干擾。所述通道23的上方也設(shè)有一部CCD相機22，使獲取的圖像信息更加全面。安裝時，每部CCD相機22的鏡頭均對準(zhǔn)所述通道23，尤其是當(dāng)翻轉(zhuǎn)機構(gòu)6移動到該通道23中時，其上待檢測蘋果可能停留的位置，使每部CCD相機22能夠迅速而準(zhǔn)確的對目標(biāo)進行拍照。
[0025]本發(fā)明的工作流程如圖6所示，其具體過程為:首先將翻轉(zhuǎn)機構(gòu)位于滑道的下端處。當(dāng)蘋果采摘機器人的機械臂將采下的蘋果放置在滑道的上端時，蘋果受重力作用沿著滑道下滑。對于直徑不符合要求的等外蘋果，可由滑道的橢圓形通孔漏出，并經(jīng)等外管道滾動至等外果箱中。而直徑符合要求的蘋果則沿著滑道滾落至翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的果盤上，并被擋板擋住，不至掉落。此時，果盤下方的力傳感器檢測到蘋果滾落到果盤后，開始測量蘋果的重量，并將測量結(jié)果發(fā)送至工控機。工控機對蘋果的重量是否達標(biāo)進行判斷，如果不達標(biāo)，則不經(jīng)過拍照程序，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)載著蘋果沿直線模組移動，直接將蘋果運送至管道區(qū)，并翻轉(zhuǎn)到相應(yīng)的管道中。如果重量達標(biāo)，則翻轉(zhuǎn)機構(gòu)沿著直線模組運動至果實信息采集箱的通道中。果實信息采集箱中的4個對稱分布的條形光源提供照明，3個CCD相機同時獲取蘋果三個方向的圖像，并將圖像信息傳送給工控機。工控機利用稱重傳感器的數(shù)據(jù)和圖像處理的結(jié)果對蘋果品質(zhì)做出綜合的判定，并將相應(yīng)的動作指令傳送給輸送電機和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。隨后，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)在輸送電機的驅(qū)動下，運動至等內(nèi)管道區(qū)域的相應(yīng)位置。然后，翻轉(zhuǎn)電機動作，使果盤傾斜，將蘋果落入相應(yīng)等級的管道中，最終到達目標(biāo)果箱。至此，一個分級過程完成。優(yōu)選的，在圖像處理的間隙，輸送電機可進行預(yù)運動，先將蘋果輸送至等內(nèi)管道區(qū)域等待，以提高整機運行效率。
[0026]本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，包括安裝架和控制系統(tǒng)，其特征是所述安裝架中部設(shè)有能夠?qū)μO果外表進行檢測的果實信息采集箱;該果實信息采集箱的一側(cè)設(shè)有初選裝置及第一等外管道，其另一側(cè)設(shè)有第二等外管道和多根等內(nèi)管道;所述安裝架內(nèi)設(shè)有直線模組，并在該直線模組上安裝能夠承載或卸載蘋果、以及對蘋果稱重的翻轉(zhuǎn)機構(gòu);該翻轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠沿所述直線模組移動，并經(jīng)過或停留于等外管道入口、果實信息采集箱或等內(nèi)管道入口處;所述控制系統(tǒng)包括工控機，能夠通過CAN總線與所述直線模組、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和果實信息采集箱進行數(shù)據(jù)信號交互。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，其特征是所述初選裝置包括斜置的滑道;該滑道的橫截面為U形，其上設(shè)有正對位于其下方第一等外管道開口的通孔;該通孔為橢圓形，其短軸沿所述滑道的縱向；所述滑道的側(cè)面設(shè)有安裝用的腰型孔，能夠調(diào)整該滑道的傾角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，其特征是所述直線模組包括輸送電機和與其相連接的絲桿，并在該絲桿兩側(cè)分別安裝一根導(dǎo)軌;所述絲桿和導(dǎo)軌相互平行，其上設(shè)有與所述絲桿螺紋連接的安裝塊，能夠在輸送電機的帶動下沿導(dǎo)軌移動。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，其特征是所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括安裝座，其上安裝翻轉(zhuǎn)電機和軸承座;該安裝座的底面與所述安裝塊連接;所述翻轉(zhuǎn)電機通過聯(lián)軸器與穿裝在軸承座上的安裝軸連接;該安裝軸的端部與位于其上方的果盤相連接;所述果盤和安裝軸之間設(shè)有力傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果采摘過程中的分級系統(tǒng)，其特征是所述果實信息采集箱包括矩形的型材骨架，其縱向的中部設(shè)有供所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)通過的通道;該通道兩側(cè)分別設(shè)有一個相機室;每個相機室內(nèi)設(shè)有一部CCD相機和兩根條形光源;該條形光源對稱的分列于所述相機的前部;所述每個相機室的一個側(cè)面為封閉；所述通道上方也設(shè)有一部CCD相機；每部CCD相機的鏡頭均對準(zhǔn)通道。
【文檔編號】B07C5/342GK205518654SQ201620277081
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】張慶怡, 顧寶興, 方會敏, 田光兆, 董芒
【申請人】南京農(nóng)業(yè)大學(xué)