一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置，包括输送机、滑落口、第一钢圈、钢条、铁圈、齿轮、支架、第二钢圈、滑槽、纸箱、第一步进电机、分选机、PLC控制器、伺服电机、支撑架，采用漫反射和漫透射结合对水果进行检测，更全面的识别出水果的光谱信息，并将水果吸光谱导入已建立好的水果糖、酸度预测模型中，得出水果糖、酸度含量，再根据图像识别检测水果的大小对水果进行分级划分，相对于传统只采用漫反射或漫透射或水果大小来分选水果，本实用新型专利技术对水果的检测更加全面和完善。

【技术实现步骤摘要】
一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置
本技术涉及水果分选领域，尤其涉及一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置。
技术介绍
随着社会的发展，人们在选购水果时不再单一地注重外观形状、大小、颜色等外部品质，而且将水果的内部品质也作为参考标准,如糖度、酸度、维生素含量等指标。水果在上市前，可先对水果的品质进行检测，识别出水果的大小、是否腐烂等。目前，国外一些发达国家，将水果采摘后依据内部品质和外部品质即时进行分选，近红外光谱技术相对于传统化学破坏检测法的成本高、操作过程复杂、消耗时间长、可产生二次污染等缺点，以其安全高效、快速准确、成本造价低、应用范围广等优点而获得广发认可，也符合发展绿色农业的理念。近红外光谱无损检测技术作为既能检测水果内部品质，又不破坏水果的新技术,已经投入到农产品产后处理和加工过程中,并相关装置一直处在研发和功能升级中。现有技术中，主要采用的近红外光谱无损检测技术要么单独基于漫反射原理进行检测，要么单独基于漫透射进行检测，这两种方法均只能够获得大半个果的光谱信息，并不能采集到水果的全部光谱信息，导致识别到的信息不够全面。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置，采用漫反射和漫透射结合对水果进行检测，更全面的识别出水果的光谱信息，并将水果吸光谱导入已建立好的水果糖、酸度预测模型中，得出水果糖、酸度含量，再根据水果的大小对水果进行分级划分。为了实现上述目的，本技术提供的一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置是这样实现的：一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置，包括输送机、滑落口、第一钢圈、钢条、铁圈、齿轮、支架、第二钢圈、滑槽、纸箱、第一步进电机、分选机、PLC控制器、伺服电机、支撑架，输送机右端设有滑落口，输送机将待检测的水果运输到滑落口处，从滑落口进入第一钢圈内，伺服电机安装在铁圈下方，支撑架安装在铁圈中，且支撑架的中心与伺服电机的转动轴连接在一起，PLC控制器安装在伺服电机旁边，由PLC控制器控制伺服电机转动，使得伺服电机带动支撑架转动，进而带动铁圈转动，采用多根钢条等间距安装在铁圈边上，每根钢条上安装有一个第一钢圈，用于转移滑落口处的水果，铁圈右边安装分选机，分选机右边安装第一步进电机和滑槽，第一步进电机的转动轴上安装有齿轮，支架连接在第二钢圈与齿轮之间，由PLC控制器控制第一步进电机转动，第一步进电机带动齿轮转动，齿轮带动支架转动，进而带动第二钢圈转动，每个滑槽斜下方放置一个纸箱，由伺服电机带动铁圈转动，将第一钢圈移动至滑落口下方，滑落口将输送机传输过来的水果滑到第一钢圈上，随着伺服电机转动将待测水果转送到分选机中，经分选机分级后，由第一步进电机带动第二钢圈转到分选机中第一钢圈下方，接收第一钢圈中检测好的水果，接着继续转动，将水果转送到滑槽上方，并根据滑槽的分级种类将水果放置到对应滑槽上，在滑槽上滑到纸箱中。本技术的滑落口包括第一金属铝板、金属框、合页、活动架、第一伸缩电机、第一红外接收器，采用两块相同的第一金属铝板安装金属框中，第一金属铝板与金属框之间采用合页连接，两块第一金属铝板上设有活动架，且活动架的公共端连接在第一伸缩电机的伸缩杆上，由PLC控制器控制控制第一伸缩电机拉伸或者压缩活动架来实现对第一金属铝板的开合，进而控制苹果从滑落口滑到第一钢圈中，第一红外接收器安装在金属框边上，用于检测第一钢圈是否到达滑落口下方。本技术的活动架包括金属铝条、螺栓，由四根金属铝条组合成“V”型结构，两根金属铝条之间采用螺栓连接，其中两根金属铝条的一端与第一金属铝板连接，另外两根金属铝条连接处与第一伸缩电机的伸缩杆连接。本技术的第一钢圈包括第一舵机、第一半齿轮、第一红外发射器、钢筋、第二半齿轮，第一舵机安装在钢条上，第一半齿轮安装在第一舵机的转动轴上，第二半齿轮安装在第一半齿轮旁边，且第一半齿轮与第二半齿轮齿合，第一半齿轮和第二半齿轮上设有两根相同的钢筋，钢筋设置为凹型，第一红外发射器安装在钢筋上，由PLC控制器控制第一舵机转动，进而带动第一半齿轮转动，第一半齿轮为第二半齿轮传动，第一舵机正转，将两根钢筋往中间移动，使两根钢筋成为一个圆形的圈，当第一钢圈转动到滑落口下方时，第一红外发射器发出的红外光被第一红外接收器接收到，PLC控制器便控制第一伸缩电机打开第一金属铝板，将待测水果滑到第一钢圈上，当第一钢圈带动水果进入到分选机中被检测完毕时，PLC控制器控制第一舵机反转，使两根钢筋分开，将水果从两根钢筋中掉落到第二钢圈中。本技术的分选机包括激光发射器、凸透镜、第一凹面镜、第一光纤探头、反光镜、光纤、光纤光谱仪、高清摄像头、第二凹面镜、第二光纤探头、分光镜、平凸透镜，第一光纤探头、第二光纤探头与光纤光谱仪之间通过光纤连接，凸透镜安装在激光发射器与平凸透镜之间，分光镜安装在平凸透镜下方，分光镜水平方向上安装有反光镜，第一凹面镜和第二凹面镜对面安装，第一光纤探头安装在第一凹面镜下方，第二光纤探头安装在第二凹面镜下方，高清摄像头安装在反光镜斜下方，高清摄像头用于检测水果的尺寸大小，当伺服电机将第一钢圈上的水果转动到分选机中时，激光发射器发出的激光束经过凸透镜进行扩束，再通过平凸透镜进行准直，经分光镜将激光束分为两路光线，其中一路光线经过分光镜后直接照射到待测水果上，另一路光线经反光镜反射到水果上，照射到水果上的两路激光在水果中进行漫反射和漫透射，经漫反射后的光线反射到第一凹面镜中，在第一凹面镜中汇集到第一光纤探头中，第一光纤探头将接收到的光经过光纤传输给光纤光谱仪中进行分析，经漫透射后的光线反射到第二凹面镜中，在第二凹面镜中汇集到第二光纤探头中，第二光纤探头将接收到的光经过光纤传输给光纤光谱仪中进行分析，光纤光谱仪将分析后的结果传输到PC机端，在PC机端将水果吸光谱导入已建立好的水果糖、酸度预测模型中，得出水果糖、酸度含量，再将高清摄像头采集到水果的图像发送给PLC控制器，再传输到PC机端进行图像识别，识别出水果的尺寸大小，PC机端根据水果的大小、糖、酸度分段划分水果等级，PC机端将分级好的信息反馈给PLC控制器，PLC控制器控制第一步进电机带动第二钢圈将分选好的水果放入到相应的滑槽中。本技术的支架包括第一金属铝条、第二舵机、第二金属铝条、第二钢圈、第二红外接收器，第一金属铝条安装在第二舵机和齿轮之间，第二金属铝条安装在第二舵机的转动轴与第二钢圈之间，第二红外接收器安装在第二金属铝条下方，当PLC控制器控制第一步进电机将支架转动到对应分级滑槽上方时，PLC控制器控制第二舵机正转，使第二金属铝条斜向下转动，将第二钢圈中的水果转送到分级滑槽中，在滑槽中滑到纸箱中进行装箱。本技术的滑槽的个数根据用户需要分级的等级数来定，每个等级设定一个滑槽，且每个滑槽斜上方设有第二红发射器，第二红外发射器与PLC控制器连接，当PC机端将水果分级好后，将信息反馈给PLC控制器，PLC控制器控制对应分级滑槽上的第二红发射器发射红外光，其他分级滑槽上的第二红发射器不发射红外光，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置，其特征在于：包括输送机、滑落口、第一钢圈、钢条、铁圈、齿轮、支架、第二钢圈、滑槽、纸箱、第一步进电机、分选机、PLC控制器、伺服电机、支撑架，输送机右端设有滑落口，输送机将待检测的水果运输到滑落口处，从滑落口进入第一钢圈内，伺服电机安装在铁圈下方，支撑架安装在铁圈中，且支撑架的中心与伺服电机的转动轴连接在一起，PLC控制器安装在伺服电机旁边，由PLC控制器控制伺服电机转动，使得伺服电机带动支撑架转动，进而带动铁圈转动，采用多根钢条等间距安装在铁圈边上，每根钢条上安装有一个第一钢圈，用于转移滑落口处的水果，铁圈右边安装分选机，分选机右边安装第一步进电机和滑槽，第一步进电机的转动轴上安装有齿轮，支架连接在第二钢圈与齿轮之间，所述分选机包括激光发射器、凸透镜、第一凹面镜、第一光纤探头、反光镜、光纤、光纤光谱仪、高清摄像头、第二凹面镜、第二光纤探头、分光镜、平凸透镜，第一光纤探头、第二光纤探头与光纤光谱仪之间通过光纤连接，凸透镜安装在激光发射器与平凸透镜之间，分光镜安装在平凸透镜下方，分光镜水平方向上安装有反光镜，第一凹面镜和第二凹面镜对面安装，第一光纤探头安装在第一凹面镜下方，第二光纤探头安装在第二凹面镜下方，高清摄像头安装在反光镜斜下方，高清摄像头用于检测水果的尺寸大小，当伺服电机将第一钢圈上的水果转动到分选机中时，激光发射器发出的激光束经过凸透镜进行扩束，再通过平凸透镜进行准直，经分光镜将激光束分为两路光线，其中一路光线经过分光镜后直接照射到待测水果上，另一路光线经反光镜反射到水果上，照射到水果上的两路激光在水果中进行漫反射和漫透射，经漫反射后的光线反射到第一凹面镜中，在第一凹面镜中汇集到第一光纤探头中，第一光纤探头将接收到的光经过光纤传输给光纤光谱仪中进行分析，经漫透射后的光线反射到第二凹面镜中，在第二凹面镜中汇集到第二光纤探头中，第二光纤探头将接收到的光经过光纤传输给光纤光谱仪中进行分析，光纤光谱仪将分析后的结果传输到PC机端，在PC机端将水果吸光谱导入已建立好的水果糖、酸度预测模型中，得出水果糖、酸度含量，再将高清摄像头采集到水果的图像发送给PLC控制器，再传输到PC机端进行图像识别，识别出水果的尺寸大小，PC机端根据水果的大小、糖、酸度分段划分水果等级，PC机端将分级好的信息反馈给PLC控制器，PLC控制器控制第一步进电机带动第二钢圈将分选好的水果放入到相应的滑槽中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置，其特征在于：包括输送机、滑落口、第一钢圈、钢条、铁圈、齿轮、支架、第二钢圈、滑槽、纸箱、第一步进电机、分选机、PLC控制器、伺服电机、支撑架，输送机右端设有滑落口，输送机将待检测的水果运输到滑落口处，从滑落口进入第一钢圈内，伺服电机安装在铁圈下方，支撑架安装在铁圈中，且支撑架的中心与伺服电机的转动轴连接在一起，PLC控制器安装在伺服电机旁边，由PLC控制器控制伺服电机转动，使得伺服电机带动支撑架转动，进而带动铁圈转动，采用多根钢条等间距安装在铁圈边上，每根钢条上安装有一个第一钢圈，用于转移滑落口处的水果，铁圈右边安装分选机，分选机右边安装第一步进电机和滑槽，第一步进电机的转动轴上安装有齿轮，支架连接在第二钢圈与齿轮之间，所述分选机包括激光发射器、凸透镜、第一凹面镜、第一光纤探头、反光镜、光纤、光纤光谱仪、高清摄像头、第二凹面镜、第二光纤探头、分光镜、平凸透镜，第一光纤探头、第二光纤探头与光纤光谱仪之间通过光纤连接，凸透镜安装在激光发射器与平凸透镜之间，分光镜安装在平凸透镜下方，分光镜水平方向上安装有反光镜，第一凹面镜和第二凹面镜对面安装，第一光纤探头安装在第一凹面镜下方，第二光纤探头安装在第二凹面镜下方，高清摄像头安装在反光镜斜下方，高清摄像头用于检测水果的尺寸大小，当伺服电机将第一钢圈上的水果转动到分选机中时，激光发射器发出的激光束经过凸透镜进行扩束，再通过平凸透镜进行准直，经分光镜将激光束分为两路光线，其中一路光线经过分光镜后直接照射到待测水果上，另一路光线经反光镜反射到水果上，照射到水果上的两路激光在水果中进行漫反射和漫透射，经漫反射后的光线反射到第一凹面镜中，在第一凹面镜中汇集到第一光纤探头中，第一光纤探头将接收到的光经过光纤传输给光纤光谱仪中进行分析，经漫透射后的光线反射到第二凹面镜中，在第二凹面镜中汇集到第二光纤探头中，第二光纤探头将接收到的光经过光纤传输给光纤光谱仪中进行分析，光纤光谱仪将分析后的结果传输到PC机端，在PC机端将水果吸光谱导入已建立好的水果糖、酸度预测模型中，得出水果糖、酸度含量，再将高清摄像头采集到水果的图像发送给PLC控制器，再传输到PC机端进行图像识别，识别出水果的尺寸大小，PC机端根据水果的大小、糖、酸度分段划分水果等级，PC机端将分级好的信息反馈给PLC控制器，PLC控制器控制第一步进电机带动第二钢圈将分选好的水果放入到相应的滑槽中。


2.根据权利要求1所述的一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置，其特征在于：由PLC控制器控制第一步进电机转动，第一步进电机带动齿轮转动，齿轮带动支架转动，进而带动第二钢圈转动，每个滑槽斜下方放置一个纸箱，由伺服电机带动铁圈转动，将第一钢圈移动至滑落口下方，滑落口将输送机传输过来的水果滑到第一钢圈上，随着伺服电机转动将待测水果转送到分选机中，经分选机分级后，由第一步进电机带动第二钢圈转到分选机中第一钢圈下方，接收第一钢圈中检测好的水果，接着继续转动，将水果转送到滑槽上方，并根据滑槽的分级种类将水果放置到对应滑槽上，在滑槽上滑到纸箱中。


3.根据权利要求2所述的一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置，其特征在于：所述滑落口包括第一金属铝板、金属框、合页、活动架、第一伸缩电机、第一红外接收器，采用两块相同的第一金属铝板安装金属框中，第一金属铝板与金属框之间采用合页连接，两块第一金属铝板上设有活动架，且活动架的公共端连接在第一伸缩电机的伸缩杆上，由PLC控制器控制控制第一伸缩电机拉伸或者压缩活动架来实现对第一金属铝板的开合，进而控制苹果从滑落口滑到第一钢圈中，第一红外接收器安装在金属框边上，用于检测第一钢圈是否到达滑落口下方。


4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，刘燕德，欧阳爱国，孙旭东，徐佳，徐振，李茂鹏，贾军昊，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：新型
国别省市：江西;36