一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置专利检索-伺服控制器控制系统专利检索查询-专利查询网

一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置

阅读：476发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明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，本发明对水果的检测更加全面和完善。，下面是一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置专利的具体信息内容。

权利要求

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所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，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所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，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所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，其特征在于：所述活动架包括金属铝、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，再配套相应的螺帽即可将两根金属铝条连接在一起，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。
5.根据权利要求4所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，其特征在于：所述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。
6.根据权利要求5所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，其特征在于：所述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。
7.根据权利要求6所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，其特征在于：所述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，当第二红外接收器接收到红外光时，表明水果应放置到该处的滑槽中。
8.根据权利要求1所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，其特征在于：所述输送机旁边还设有上料机，用于将水果抓取放到输送机的传送带上，上料机包括第一支撑板、滑动板、第二伸缩电机、吸气机、第二步进电机、直齿轮、第二支撑板、第二金属铝板、金属铝管、橡胶环，第一支撑板和第二支撑板安装在输送机上，滑动板安装在第一支撑板和第二支撑板的顶端，吸气机和第二步进电机安装在滑动板上方，直齿轮安装在第二步进电机的转动轴上，由PLC控制器控制第二步进电机转动，第二步进电机带动直齿轮转动，直齿轮的转动推动着滑动板在第一支撑板和第二支撑板上滑动，第二伸缩电机的底部安装在滑动板下方，第二金属铝板安装在伸缩电机的伸缩杆上，金属铝管安装在第二金属铝板下方，每根金属铝管下方设有一个橡胶环。
9.根据权利要求8所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，其特征在于：所述第二支撑板顶端设有齿条，直齿轮穿过滑动板与齿条齿合，由第二步进电机带动着直齿轮转动，直齿轮在齿条上滚动，进而实现滑动板在第二支撑板上方移动。
10.根据权利要求9所述的基于漫反射与漫透射的水果分选装置，其特征在于：所述滑动板一端设有凹槽，凹槽两边设有小滚轮，滑动板的另一端设有通孔，便于直齿轮穿过滑动板与齿条齿合。

说明书全文

一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置

技术领域

[0001] 本发明涉及水果分选领域，尤其涉及一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 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。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明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。

[0005] 为了实现上述目的，本发明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：

[0006] 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。

[0007] 本发明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。

[0008] 本发明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。

[0009] 本发明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。

[0010] 本发明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。

[0011] 本发明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。

[0012] 本发明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，当第二红外接收器接收到红外光时，表明水果应放置到该处的滑槽中。

[0013] 本发明的输送机旁边还设有上料机，用于将水果抓取放到输送机的传送带上，其中上料机包括第一支撑板、滑动板、第二伸缩电机、吸气机、第二步进电机、直齿轮、第二支撑板、第二金属铝板、金属铝管、橡胶环，第一支撑板和第二支撑板安装在输送机上，滑动板安装在第一支撑板和第二支撑板的顶端，吸气机和第二步进电机安装在滑动板上方，直齿轮安装在第二步进电机的转动轴上，由PLC控制器控制第二步进电机转动，第二步进电机带动直齿轮转动，直齿轮的转动推动着滑动板在第一支撑板和第二支撑板上滑动，第二伸缩电机的底部安装在滑动板下方，第二金属铝板安装在伸缩电机的伸缩杆上，金属铝管安装在第二金属铝板下方，每根金属铝管下方设有一个橡胶环，防止水果被吸起时被损坏，需要将水果抓取放置到输送机上时，由PLC控制器控制控制第二步进电机正转，将滑动板移动到输送机外侧的水果堆放处，接着PLC控制器控制第二伸缩电机伸出伸缩杆，推动着第二金属铝板下移，使得橡胶环紧贴水果，接着PLC控制器控制吸气机吸气，在压强的作用下将水果吸在橡胶环上，接着PLC控制器控制第二伸缩电机收缩伸缩杆，将水果提起，再由PLC控制器控制第二步进电机反转，将滑动板移动到输送机上方，由PLC控制器控制第二伸缩电机伸出伸缩杆，将说过伸到输送机上，PLC控制器控制吸气机关闭，使得吸气机放气，让水果从橡胶环上掉落到输送机上，即完成对水果的抓取。

[0014] 本发明的第二支撑板顶端设有齿条，直齿轮穿过滑动板与齿条齿合，由第二步进电机带动着直齿轮转动，直齿轮在齿条上滚动，进而实现滑动板在第二支撑板上方移动。

[0015] 本发明的第一支撑板顶端设有滑轨，便于滑动板在第一支撑板上方移动。

[0016] 本发明的滑动板一端设有凹槽，凹槽两边设有小滚轮，凹槽恰在第一支撑板上时，在小滚轮的辅助下能够使滑动板移动更顺畅，滑动板的另一端设有通孔，便于直齿轮能够穿过滑动板与齿条齿合。

[0017] 本发明的吸气机与金属铝管之间采用塑料管连接，且形成并联形式，便于吸气机能够通过塑料管吸收金属铝管中的空气，进而将水果吸起。

[0018] 由于本发明采用输送机将待测水果运输至滑落口滑到第一钢圈中，随着铁圈转动到分选机中进行分级分选，最后在第二钢圈的转运下放置到对应分级好的滑槽中，在滑槽中进入纸箱内进行装箱的结构，从而可以得到以下有益效果：

[0019] 本发明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，本发明对水果的检测更加全面和完善。附图说明

[0020] 图1为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的整体结构示意图；

[0021] 图2为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的滑落口的结构示意图；

[0022] 图3为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的活动架的结构示意图；

[0023] 图4为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的第一钢圈的结构示意图；

[0024] 图5为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的分选机的结构示意图；

[0025] 图6为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的支架的结构示意图；

[0026] 图7为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的第二红发射器的安装结构示意图；

[0027] 图8为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的工作原理图；

[0028] 图9为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的上料机的结构示意图；

[0029] 图10为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的齿条安装示意图；

[0030] 图11为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的滑轨的结构示意图；

[0031] 图12为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的滑动板的结构示意图；

[0032] 图13为本发明一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置的塑料管的安装示意图。

[0033] 主要元件符号说明。

[0034]

[0035]

具体实施方式

[0036] 下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

[0037] 请参阅图1至图8所示为本发明中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1、滑落口2、第一钢圈3、钢条4、铁圈5、齿轮6、支架7、第二钢圈8、滑槽9、纸箱10、第一步进电机11、分选机12、PLC控制器13、伺服电机14、支撑架15。

[0038] 如图1所示，所述的输送机1右端设有滑落口2，输送机1将待检测的水果运输到滑落口2处，从滑落口2进入第一钢圈3内，伺服电机14安装在铁圈5下方，支撑架15安装在铁圈5中，且支撑架15的中心与伺服电机14的转动轴连接在一起，PLC控制器13安装在伺服电机
14旁边，由PLC控制器13控制伺服电机14转动，使得伺服电机14带动支撑架15转动，进而带动铁圈5转动，采用多根钢条4等间距安装在铁圈5边上，每根钢条4上安装有一个第一钢圈
3，用于转移滑落口2处的水果，铁圈5右边安装分选机12，分选机12右边安装第一步进电机
11和滑槽9，第一步进电机11的转动轴上安装有齿轮6，支架7连接在第二钢圈8与齿轮6之间，由PLC控制器13控制第一步进电机11转动，第一步进电机11带动齿轮6转动，齿轮6带动支架7转动，进而带动第二钢圈8转动，每个滑槽9斜下方放置一个纸箱10，由伺服电机14带动铁圈5转动，将第一钢圈3移动至滑落口2下方，滑落口2将输送机1传输过来的水果滑到第一钢圈3上，随着伺服电机14转动将待测水果转送到分选机12中，经分选机12分级后，由第一步进电机11带动第二钢圈8转到分选机12中第一钢圈3下方，接收第一钢圈3中检测好的水果，接着继续转动，将水果转送到滑槽9上方，并根据滑槽9的分级种类将水果放置到对应滑槽9上，在滑槽9上滑到纸箱10中。PLC控制器13分别与高清摄像头36、输送机1、伺服电机
14、第一步进电机11、第一伸缩电机20、第一舵机24、第二舵机42、PC机连接，支撑架15采用“十”字结构连接在铁圈5内，且中间下凹，便于伺服电机14带动支撑架15转动，进而带动铁圈5转动。

[0039] 所述的输送机1采用的是传送带传输方式，即传输机1上方安装的是传送带对水果进行传输。

[0040] 如图2所示，所述的滑落口2包括第一金属铝板16、金属框17、合页18、活动架19、第一伸缩电机20、第一红外接收器21，第一伸缩电机20与PLC控制器13连接，第一红外接收器21与PLC控制器13连接，采用两块相同的第一金属铝板16安装金属框17中，第一金属铝板16与金属框17之间采用合页18连接，两块第一金属铝板16上设有活动架19，且活动架19的公共端连接在第一伸缩电机20的伸缩杆上，由PLC控制器13控制控制第一伸缩电机20拉伸或者压缩活动架19来实现对第一金属铝板16的开合，进而控制苹果从滑落口2滑到第一钢圈3中，第一红外接收器21安装在金属框17边上，用于检测第一钢圈3是否到达滑落口2下方，当第一红外接收器21接收到第一钢圈3上的第一红外发射器26发出来的红外光时，表明第一钢圈3到达了滑落口2下方，此时PLC控制器13控制第一伸缩电机20推动活动架19，将第一金属铝板16打开，是水果滑到第一钢圈3上。

[0041] 如图3所示，所述的活动架19包括金属铝条22、螺栓23，由四根金属铝条22组合成“V”型结构，两根金属铝条22之间采用螺栓23连接，再配套相应的螺帽即可将两根金属铝条22连接在一起，其中两根金属铝条22的一端与第一金属铝板16连接，另外两根金属铝条22连接处与第一伸缩电机20的伸缩杆连接。

[0042] 如图4所示，所述的第一钢圈3包括第一舵机24、第一半齿轮25、第一红外发射器26、钢筋27、第二半齿轮28，第一舵机24安装在钢条4上，第一半齿轮25安装在第一舵机24的转动轴上，第二半齿轮28安装在第一半齿轮25旁边，且第一半齿轮25与第二半齿轮28齿合，第一半齿轮25和第二半齿轮28上设有两根相同的钢筋27，钢筋27设置为凹型，第一红外发射器26安装在钢筋27上，PLC控制器13与第一舵机24连接，由PLC控制器13控制第一舵机24转动，进而带动第一半齿轮25转动，第一半齿轮25为第二半齿轮28传动，第一舵机24正转，将两根钢筋27往中间移动，使两根钢筋27成为一个圆形的圈，当第一钢圈3转动到滑落口2下方时，第一红外发射器26发出的红外光被第一红外接收器21接收到，PLC控制器13便控制第一伸缩电机20打开第一金属铝板16，将待测水果滑到第一钢圈3上，当第一钢圈3带动水果进入到分选机12中被检测完毕时，PLC控制器13控制第一舵机24反转，使两根钢筋27分开，将水果从两根钢筋27中掉落到第二钢圈8中，第二钢圈8随着第一步进电机11将检测好的水果放置到对应额分级滑槽9中，再进行装箱。

[0043] 如图5所示，所述的分选机12包括激光发射器29、凸透镜30、第一凹面镜31、第一光纤探头32、反光镜33、光纤34、光纤光谱仪35、高清摄像头36、第二凹面镜37、第二光纤探头38、分光镜39、平凸透镜40，第一光纤探头32、第二光纤探头38与光纤光谱仪35之间通过光纤34连接，凸透镜30安装在激光发射器29与平凸透镜40之间，分光镜39安装在平凸透镜40下方，分光镜39水平方向上安装有反光镜33，第一凹面镜31和第二凹面镜37对面安装，第一光纤探头32安装在第一凹面镜31下方，第二光纤探头38安装在第二凹面镜37下方，高清摄像头36安装在反光镜33斜下方，高清摄像头36与PLC控制器13连接，高清摄像头36用于检测水果的尺寸大小，当伺服电机14将第一钢圈3上的水果转动到分选机12中时，激光发射器29发出的激光束经过凸透镜30进行扩束，再通过平凸透镜40进行准直，经分光镜39将激光束分为两路光线，其中一路光线经过分光镜39后直接照射到待测水果上，另一路光线经反光镜33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31中，在第一凹面镜31中汇集到第一光纤探头32中，第一光纤探头32将接收到的光经过光纤34传输给光纤光谱仪35中进行分析，经漫透射后的光线反射到第二凹面镜37中，在第二凹面镜37中汇集到第二光纤探头38中，第二光纤探头38将接收到的光经过光纤34传输给光纤光谱仪35中进行分析，光纤光谱仪35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36采集到水果的图像发送给PLC控制器13，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13，PLC控制器13控制第一步进电机11带动第二钢圈8将分选好的水果放入到相应的滑槽9中。激光发射器29发出激光束的波长范围为350～1
150nm，经分光镜39将激光发射器29发出的激光束分为两束激光束，使得两束激光能够保证同一频率，便于光纤光谱仪35对接收到的光谱进行分析。

[0044] 如图6所示，所述的支架7包括第一金属铝条41、第二舵机42、第二金属铝条43、第二红外接收器44，第二舵机42与PLC控制器13连接，第一金属铝条41安装在第二舵机42和齿轮6之间，第二金属铝条43安装在第二舵机42的转动轴与第二钢圈8之间，第二红外接收器44安装在第二金属铝条43下方，当PLC控制器13控制第一步进电机11将支架7转动到对应分级滑槽9上方时，PLC控制器13控制第二舵机42正转，使第二金属铝条43斜向下转动，将第二钢圈8中的水果转送到分级滑槽9中，在滑槽9中滑到纸箱10中进行装箱，第二钢圈8转动到对应分级滑槽9上方时，第二红外接收器44接收对应滑槽9上红外发射器发出的红外光，此时PLC控制器13便控制第二舵机42正转将第二钢圈8分级好的水果放入到滑槽9中，接着PLC控制器13控制第二舵机42反转，将第二钢圈8收回到先前的水平位置，等待着下一次水果的转运，第二钢圈8采用钢筋27焊接成圆形，便于转运检测后的水果。

[0045] 如图7所示，所述的滑槽9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9，且每个滑槽9斜上方设有第二红发射器45，第二红外发射器与PLC控制器13连接，当PC机端将水果分级好后，将信息反馈给PLC控制器13，PLC控制器13控制对应分级滑槽9上的第二红发射器45发射红外光，其他分级滑槽9上的第二红发射器45不发射红外光，当第二红外接收器44接收到红外光时，表明水果应放置到该处的滑槽9中。

[0046] 所述的第一钢圈3和第二钢圈8的内圈上安装海绵或者橡胶环，用于对下落的水果做缓冲，防止水果在滑落口2滑到第一钢圈3中的水果损伤，以及防止第一钢圈3放置到第二钢圈8中的水果损伤。

[0047] 如图9所示，所述的输送机旁边还设有上料机，用于将水果抓取放到输送机的传送带上，其中上料机包括第一支撑板46、滑动板47、第二伸缩电机48、吸气机49、第二步进电机50、直齿轮51、第二支撑板52、第二金属铝板53、金属铝管54、橡胶环55，第一支撑板46和第二支撑板52安装在输送机上，滑动板47安装在第一支撑板46和第二支撑板52的顶端，吸气机49和第二步进电机50安装在滑动板47上方，直齿轮51安装在第二步进电机50的转动轴上，由PLC控制器13控制第二步进电机50转动，第二步进电机50带动直齿轮51转动，直齿轮
51的转动推动着滑动板47在第一支撑板46和第二支撑板52上滑动，第二伸缩电机48的底部安装在滑动板47下方，第二金属铝板53安装在伸缩电机的伸缩杆上，金属铝管54安装在第二金属铝板53下方，每根金属铝管54下方设有一个橡胶环55，防止水果被吸起时被损坏，需要将水果抓取放置到输送机上时，由PLC控制器13控制控制第二步进电机50正转，将滑动板
47移动到输送机外侧的水果堆放处，接着PLC控制器13控制第二伸缩电机48伸出伸缩杆，推动着第二金属铝板53下移，使得橡胶环55紧贴水果，接着PLC控制器13控制吸气机49吸气，在压强的作用下将水果吸在橡胶环55上，接着PLC控制器13控制第二伸缩电机48收缩伸缩杆，将水果提起，再由PLC控制器13控制第二步进电机50反转，将滑动板47移动到输送机上方，由PLC控制器13控制第二伸缩电机48伸出伸缩杆，将说过伸到输送机上，PLC控制器13控制吸气机49关闭，使得吸气机49放气，让水果从橡胶环55上掉落到输送机上，即完成对水果的抓取。

[0048] 如图10所示，所述的第二支撑板52顶端设有齿条56，直齿轮51穿过滑动板47与齿条56齿合，由第二步进电机50带动着直齿轮51转动，直齿轮51在齿条56上滚动，进而实现滑动板47在第二支撑板52上方移动。

[0049] 如图11所示，所述的第一支撑板46顶端设有滑轨57，便于滑动板47在第一支撑板46上方移动。

[0050] 如图12所示，所述的滑动板47一端设有凹槽58，凹槽58两边设有小滚轮59，凹槽58恰在第一支撑板46上时，在小滚轮59的辅助下能够使滑动板47移动更顺畅，滑动板47的另一端设有通孔60，便于直齿轮51能够穿过滑动板47与齿条56齿合。

[0051] 如图13所示，所述的吸气机49与金属铝管54之间采用塑料管61连接，且形成并联形式，便于吸气机49能够通过塑料管61吸收金属铝管54中的空气，进而将水果吸起。

[0052] 本发明的工作原理与工作过程如下：

[0053] 如图8所示，由PLC控制器13控制控制第二步进电机50正转，将滑动板47移动到输送机外侧的水果堆放处，接着PLC控制器13控制第二伸缩电机48伸出伸缩杆，推动着第二金属铝板53下移，使得橡胶环55紧贴水果，接着PLC控制器13控制吸气机49吸气，在压强的作用下将水果吸在橡胶环55上，接着PLC控制器13控制第二伸缩电机48收缩伸缩杆，将水果提起，再由PLC控制器13控制第二步进电机50反转，将滑动板47移动到输送机上方，由PLC控制器13控制第二伸缩电机48伸出伸缩杆，将说过伸到输送机上，PLC控制器13控制吸气机49关闭，使得吸气机49放气，让水果从橡胶环55上掉落到输送机上，由PLC控制器13控制输送机1将待测水果传输至滑落口2，再控制伺服电机14转动，将第一钢圈3转动到滑落口2下方，当第一红外接收器21接收到第一钢圈3上的第一红外发射器26发出的红外光时，将采集到的信息传输给PLC控制器13，表明第一钢圈3到达了滑落口2下方，此时PLC控制器13控制第一伸缩电机20推动活动架19，将第一金属铝板16打开，使水果滑到第一钢圈3上，PLC控制器13控制伺服电机14继续转动，将第一钢圈3上的待测水果转送到分选机12中，激光发射器29发出的激光束经过凸透镜30进行扩束，再通过平凸透镜40进行准直，经分光镜39将激光束分为两路光线，其中一路光线经过分光镜39后直接照射到待测水果上，另一路光线经反光镜33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31中，在第一凹面镜31中汇集到第一光纤探头32中，第一光纤探头
32将接收到的光经过光纤34传输给光纤光谱仪35中进行分析，经漫透射后的光线反射到第二凹面镜37中，在第二凹面镜37中汇集到第二光纤探头38中，第二光纤探头38将接收到的光经过光纤34传输给光纤光谱仪35中进行分析，光纤光谱仪35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36采集到水果的图像发送给PLC控制器13，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13，PLC控制器13控制第一步进电机11带动第二钢圈8转动到第一钢圈3下方，PLC控制器13控制第一舵机24反转，使两根钢筋27分开，将水果从两根钢筋27中掉落到第二钢圈8中，第二钢圈8转动到对应分级滑槽9上方时，第二红外接收器44接收对应滑槽9上红外发射器发出的红外光，此时PLC控制器13便控制第二舵机42正转将第二钢圈8分级好的水果放入到滑槽9中，接着PLC控制器13控制第二舵机42反转，将第二钢圈8收回到先前的水平位置，等待着下一次水果的转运，第二钢圈8采用钢筋27焊接成圆形，便于转运检测后的水果。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种基于PLC的变速器同步器测试系统	2020-05-11	625
两自由度控制系统、控制方法、控制设备及存储介质	2020-05-08	263
一种固体燃料发动机用伺服电机	2020-05-11	917
一种双周期结构制备系统及方法	2020-05-08	805
冷库节能系统及其控制方法	2020-05-08	369
一种方便检修的网络安全监测装置	2020-05-08	514
钢筋剥肋套丝机数字化转换装置	2020-05-08	382
一种耐火砖成型机清扫装置	2020-05-08	5
自动点胶机	2020-05-08	228
一种党建工作信息展示架	2020-05-08	323

一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置

一种基于漫反射与漫透射的水果自动分选装置

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：