一種基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度檢測切分裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度檢測切分裝置。包括分道裝置、切割裝置、樣品輸送裝置、專用計算機、高光譜圖像采集裝置、光電傳感器、步進(jìn)電機等。高光譜圖像采集系統(tǒng)的采集箱固定在樣品輸送裝置上，采集箱內(nèi)有呈V型安裝的兩個線光源。工作時，步進(jìn)電機驅(qū)動樣品輸送裝置移動，當(dāng)光電傳感器檢測到竹筍進(jìn)入采集箱時，觸發(fā)高光譜圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)傳輸給專用計算機，進(jìn)行分析計算后，將結(jié)果傳輸給切割裝置，切割裝置控制機械手抓取并固定被測樣，并控制圓盤刀移動將被測樣切割成3段，并傳遞給分道裝置。該檢測裝置能快速檢測竹筍硬度并進(jìn)行精確分切，大大縮短了時間，降低了成本，對竹筍的自動化切割方法研究具有重要的科學(xué)意義和廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度檢測切分裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該實用新型涉及到竹筍檢測領(lǐng)域，尤其涉及到一種基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度檢測切分裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]竹筍營養(yǎng)豐富，是一種低糖、低脂、高蛋白、高纖維的綠色保健食品。竹筍的一種重要吃法是將竹筍制作成竹筍罐頭，加工時需將竹筍切割成塊。竹筍的硬度是影響竹筍罐頭口感的重要指標(biāo)之一。現(xiàn)有的竹筍切分方法主要憑經(jīng)驗，導(dǎo)致竹筍罐頭品質(zhì)良莠不齊。傳統(tǒng)竹筍硬度的檢測方法通常是采用硬度儀進(jìn)行穿孔檢測，該方法為有損檢測，且檢測速度慢，無法滿足竹筍切割加工過程中大樣本群體的快速檢測需要。因此，研究無損、快速、準(zhǔn)確檢測竹筍硬度的方法并進(jìn)行精確切分對于竹筍深加工具有重要的意義。
[0003]近紅外光譜分析作為一種快速無損的檢測技術(shù)，非常適合農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)檢測。但光譜法的檢測區(qū)域一般僅是待測農(nóng)產(chǎn)品表面的某點或較小區(qū)域，樣本的不均勻性會影響檢測結(jié)果。雖然通過重復(fù)測量可以降低誤差，但光譜法不能獲得樣品的空間分布信息，將其用于竹筍的硬度分切，會導(dǎo)致切割不準(zhǔn)確。
[0004]高光譜成像技術(shù)是光譜技術(shù)和圖像技術(shù)的完美結(jié)合，它在獲得樣品空間信息的同時，還為圖像上每個像素點提供數(shù)百個波段的光譜信息，這樣任何一個波長的光譜數(shù)據(jù)都能生成一幅圖像，從而實現(xiàn)“圖譜合一”。對獲取的高光譜圖像中的光譜、圖像進(jìn)行分析，可用于檢測樣品的成分含量、物理結(jié)構(gòu)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是設(shè)計一種基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度檢測切分裝置，該裝置可以依據(jù)竹筍硬度的分布切割竹筍，具有切割快速、準(zhǔn)確的特點。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度檢測切分裝置，由分道裝置、切割裝置、樣品輸送裝置、專用計算機、高光譜圖像采集裝置、光電傳感器、步進(jìn)電機組成。步進(jìn)電機、高光譜圖像采集系統(tǒng)、分道裝置、切割裝置以及光電傳感器均與專用計算機相連。切割裝置包括機械手和圓盤刀等部件。其中，機械手用于從樣品輸送裝置抓取樣品并固定。圓盤刀可由相應(yīng)步進(jìn)電機帶動，在專用計算器信號控制下移動，使刀具移動到準(zhǔn)確對準(zhǔn)竹筍切割部位。樣品輸送裝置由帶輪、圓形傳送帶、張緊輪，肋板，柔肋線構(gòu)成。每通道的兩根圓形輸送帶之間安裝有柔肋線，用于固定樣品，防止掉落。兩通道輸送帶之間用肋板連接，用于保持兩通道同步。兩通道輸送帶的外側(cè)均安裝有光地傳感器，用于被測樣品的到位檢測。高光譜圖像采集系統(tǒng)包括成像光譜儀、狹縫、鏡頭，線光源、采集箱。采集箱固定在樣品輸送裝置上，沿著樣品輸送裝置的采集箱的2個側(cè)面均開矩形孔，使被測樣品能順利出入采集箱。成像光譜儀嵌入到采集箱頂部中心，與狹縫、鏡頭相連，采集箱內(nèi)有呈V型安裝的兩個線光源。
[0007]將被測竹筍試樣放置在圓形傳送帶上，當(dāng)光電傳感器檢測到試樣進(jìn)入采集箱合適位置時，觸發(fā)高光譜圖像采集系統(tǒng)工作，進(jìn)行竹筍高光譜圖像數(shù)據(jù)采集。當(dāng)采集完成時，數(shù)據(jù)通過USB總線傳輸?shù)綄Ｓ糜嬎銠C，結(jié)合計算機已有的模型對被測樣的硬度分布進(jìn)行預(yù)測劃分，專用計算機一方面將被測樣的硬度分布進(jìn)行顯示，另一方面還將結(jié)果傳輸給切割裝置，由切割裝置控制每通道的兩把圓盤刀移動到合適的切分位置，然后控制機械手從傳送帶上抓取被測樣并固定，由圓盤刀將被測樣切割成3段，并傳遞給分道裝置，由專用計算機控制進(jìn)行下一步的處理。
[0008]一種基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度檢測切分裝置還可以作為竹筍其它品質(zhì)的檢測裝置，如更改專用計算機的竹筍品質(zhì)檢測模型，本裝置可對竹筍的其他品質(zhì)指標(biāo)如可溶性固形物、大小等進(jìn)行檢測。
[0009]本實用新型通過高光譜成像技術(shù)獲取竹筍的硬度分布信息，并快速完成切割，大大縮短了檢測時間，降低了檢測成本，為竹筍的深加工提供了裝置與技術(shù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及附圖給出。
[0011]圖1為基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度快速切分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為圖1所示系統(tǒng)中輸送裝置示意圖。
[0013]圖3為圖1所示系統(tǒng)中高光譜圖像采集裝置側(cè)視圖。
[0014]下面結(jié)合圖1、圖2和圖3對本實用新型詳細(xì)說明。
[0015]圖中:1、分道裝置，2、切割裝置，2-1、圓盤刀，2-2、機械手3、樣品輸送裝置，3-1、柔肋線，3-2、肋板，3-3、張緊輪，3-4、圓形傳送帶，3-5、從動輪，3-6、主動輪，4、專用計算機，
5、高光譜圖像采集裝置，5-1、線光源，5-2、成像光譜儀，5-3、狹縫，5-4、鏡頭，5_5、采集箱，
6、光電傳感器，7、步進(jìn)電機。
【具體實施方式】
[0016]如圖1、2所示:一種快速檢測竹筍硬度的系統(tǒng)，包括:分道裝置1、切割裝置2、樣品輸送裝置3、專用計算機4、高光譜圖像采集裝置5、光電傳感器6、步進(jìn)電機7。分道裝置1、切割裝置2、高光譜圖像采集系統(tǒng)5、光電傳感器6以及步進(jìn)電機7均與專用計算機4相連。步進(jìn)電機7通過皮帶輪與樣品輸送裝置3—側(cè)的主動輪3-6相連。切割裝置2包括圓盤刀2-1和機械手2-2等部件。其中，機械手2-2用于從樣品輸送裝置3抓取樣品并固定。圓盤刀2-1可由相應(yīng)步進(jìn)電機帶動，在專用計算器4信號控制下移動，使刀具移動到精確對準(zhǔn)被測樣切割部位。樣品輸送裝置3是一個兩通道的輸送線，由柔肋線3-1、肋板3-2、張緊輪3-3、圓形傳送帶3-4、從動輪3-5和主動輪3-6組成。每通道的兩根圓形輸送帶3_4之間安裝有柔肋線3-1，用于樣品固定并防止掉落。兩通道之間用肋板3-2連接，用于保持兩通道同步。兩通道傳送帶3-4的外側(cè)均安裝有光電傳感器6，用于被測樣品的到位檢測。
[0017]如圖3所示:高光譜圖像采集系統(tǒng)5包括線光源5-1、成像光譜儀5-2、狹縫5_3、鏡頭5-4和采集箱5-5。采集箱5-5固定在樣品輸送裝置3上，沿著樣品輸送裝置3的采集箱的2個側(cè)面底部均開2個矩形孔，使兩通道的被測樣品能順利出入采集箱5-5。成像光譜儀5-2嵌入到采集箱5-5頂部中心，與狹縫5-3、鏡頭5-4相連，采集箱5_5內(nèi)有呈V型安裝的兩個線光源5-1，使被測物光照均勻。[0018]上述裝置檢測竹筍硬度并進(jìn)行切割的方法如下。
[0019]將竹筍放置在樣品輸送裝置3上，步進(jìn)電機7驅(qū)動主動輪3-6轉(zhuǎn)動，帶動樣品輸送裝置3向左移動，當(dāng)光電傳感器7檢測到竹筍進(jìn)入采集箱5-5的合適位置時，觸發(fā)高光譜圖像采集系統(tǒng)5工作，進(jìn)行竹筍高光譜圖像采集。當(dāng)采集完成時，數(shù)據(jù)通過USB總線傳輸?shù)綄Ｓ糜嬎銠C4，專用計算機4結(jié)合已有的模型對被測竹筍的硬度分布進(jìn)行預(yù)測劃分，專用計算機4 一方面將被測竹筍的硬度分布進(jìn)行顯示，另一方面還將結(jié)果傳輸給切割裝置2，由切割裝置2控制每通道的兩把圓盤刀2-1移動到合適位置，然后機械手2-2從樣品輸送裝置3上抓取被測竹筍并固定，由圓盤刀2-1根據(jù)被測竹筍硬度分布切割成3段，并傳遞給分道裝置1，進(jìn)行下一步的處理。
【權(quán)利要求】
1.一種基于高光譜成像技術(shù)的竹筍硬度檢測切分裝置，由分道裝置、切割裝置、樣品輸送裝置、專用計算機、高光譜圖像采集裝置、光電傳感器、步進(jìn)電機組成，其特征在于，步進(jìn)電機、高光譜圖像采集系統(tǒng)、分道裝置、切割裝置以及光電傳感器均與專用計算機相連；切割裝置包括機械手和圓盤刀等部件，其中，機械手用于從樣品輸送裝置抓取樣品并固定，圓盤刀可由相應(yīng)步進(jìn)電機帶動，在專用計算器信號控制下移動，使刀具移動到準(zhǔn)確對準(zhǔn)竹筍切割部位；樣品輸送裝置為兩通道輸送線，由帶輪、圓形傳送帶、張緊輪，肋板，柔肋線構(gòu)成，每通道的兩根圓形輸送帶之間安裝有柔肋線，用于固定樣品，防止掉落，兩通道輸送帶之間用肋板連接，用于保持兩通道同步；兩通道輸送帶的外側(cè)均安裝有光地傳感器，用于被測樣品的到位檢測；高光譜圖像采集系統(tǒng)包括成像光譜儀、狹縫、鏡頭，線光源、采集箱，采集箱固定在樣品輸送裝置上，沿著樣品輸送裝置的采集箱的2個側(cè)面均開矩形孔，使被測樣品能順利出入采集箱；成像光譜儀嵌入到采集箱頂部中心，與狹縫、鏡頭相連，采集箱內(nèi)有呈V型安裝的兩個線光源。
【文檔編號】G01N21/25GK203396697SQ201320530849
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】周竹, 鄭劍, 周素茵, 李婷, 曾松偉 申請人:浙江農(nóng)林大學(xué)