一種基於視覺技術的棗片篩選裝置的製作方法

2023-08-01 16:56:02 2

本實用新型屬於果品加工機械技術領域，特別是涉及一種基於視覺技術的棗片篩選裝置。

背景技術：

棗片是由紅棗去核後經過切片及烘乾等進一步的深加工工藝製成，為一種香甜可口的保健食品，同時棗片還可以泡水喝，深受人們的喜愛。在棗片的製作過程中，由於紅棗的品質和個體形狀的不同，紅棗經切片後棗片往往大小不均，並且有些紅棗經衝核加工時會被衝爛，被衝爛的紅棗經切片後棗片很不理想，這些不合格的棗片將給後續加工帶不便，降低了棗片的質量和整體的美觀程度，進而影響銷售。所以在紅棗切片後必須在後續深加工工藝之前將不合格的棗片篩選出來，目前主要是靠人工完成，人工將不合格的棗片挑揀出來的工作效率非常低，而且需要多名員工同時挑揀才能完成，否則紅棗切片機切下的棗片會堆積，挑揀更加困難。

技術實現要素：

本實用新型針對上述現有技術中人工挑揀棗片的效率較低、人工成本較高的問題而提出了一種基於視覺技術的棗片篩選裝置。

本實用新型為解決上述問題所採取的技術方案是：一種基於視覺技術的棗片篩選裝置，包括機架，在機架上固定有減速電機，在機架的左上部分設有入料區，在機架的右下部分設有收料區，在入料區內設有從動輥筒，在收料區左端上方設有主動輥筒，所述從動輥筒上邊緣和主動輥筒上邊緣位於同一水平面上，所述從動輥筒和主動輥筒之間連接有棗片傳輸帶，所述減速電機通過槽輪機構與主動輥筒連接，主動輥筒作間歇轉動；在入料區和收料區之間固定有兩軸機械手，所述兩軸機械手的機械手臂在平行於棗片傳輸帶的平面內移動，所述機械手臂位於棗片傳輸帶上方，在機械手臂上固定有棗片拾取裝置；所述棗片拾取裝置包括吹吸兩用氣泵和氣壓缸，所述吹吸兩用氣泵固定在機架上，所述氣壓缸固定在機械手臂上且氣壓缸的活塞杆豎直向下設置，在活塞杆的底端部通過連接件固定有沿豎直方向設置的吸氣管，在吸氣管的管口處設有網格狀阻擋層，所述吸氣管通過軟通氣管與吹吸兩用氣泵連接；在棗片傳輸帶正上方的機架上固定有攝像頭和圖像處理系統，所述攝像頭與圖像處理系統電連接，所述兩軸機械手的控制系統、吹吸兩用氣泵的控制系統和氣壓缸的控制系統均與圖像處理系統電連接。

優選的，所述網格狀阻擋層為向吸氣管內側凹陷的弧形面且在網格狀阻擋層的中間設有弧形阻擋片。

優選的，在收料區左端固定有豎直設置的立板，在立板的頂端和收料區之間設有斜板，所述斜板的上端與棗片傳輸帶滑動接觸，斜板的下端位於收料區內。

優選的，所述兩軸機械手為小型二維機械手；在機架上設有用於棗片傳輸帶張緊的張緊輥筒。

本實用新型的工作原理為：

圖像獲取：減速電機在槽輪機構的作用下帶動棗片傳輸帶作間歇式運動，在棗片傳輸帶間歇靜止時，攝像頭對分布在棗片傳輸帶上的棗片連續掃描，同時將棗片圖像信號輸送給圖像處理系統，在圖像處理系統中預設有合格棗片形狀的識別範圍，然後圖像處理系統將不合格棗片的位置坐標信號傳輸給兩軸機械手的控制系統、吹吸兩用氣泵的控制系統和氣壓缸的控制系統；

不合格棗片拾取：根據不合格棗片的位置坐標信號，機械手臂進行移動使得吸氣管位於不合格棗片的正上方，此時氣壓缸的活塞杆帶動吸氣管豎直向下運動當接近不合格棗片時吹吸兩用氣泵開始吸氣，網格狀阻擋層中間位置依據棗片中間孔的大小及形狀設置了弧形阻擋片，拾取棗片時弧形阻擋片將遮蓋住棗片中間孔，吸氣管將利用阻擋層中間弧形阻擋片周邊的網狀結構將不合格棗片吸附在網格狀阻擋層上，解決了由於棗核孔或爛棗片的存在而降低吸氣管對不合格棗片吸附能力的問題。

不合格棗片收集：保持吹吸兩用氣泵的持續吸氣狀態，氣壓缸的活塞杆帶動吸氣管豎直向上運動，同時機械手臂進行移動將不合格棗片帶到不合格棗片收集區的上方，吹吸兩用氣泵開始吹氣，不合格棗片落入不合格棗片收集區內。

由於機械手臂運動較快，在棗片傳輸帶運動之前，已將本次圖像內所有不合格棗片拾取完畢，下次間歇靜止時重複上述動作，棗片傳輸帶完成一次間歇運動的運動距離等於攝像頭在棗片傳輸帶視場範圍的距離。

本實用新型所具有的有益效果為：由於在棗片傳輸帶上方設置有兩軸機械手，以及在兩軸機械手的機械手臂上固定有棗片拾取裝置，在攝像頭的配合作用下實現了不合格棗片的自動化篩選，同時在棗片拾取裝置上設置的網格狀阻擋層進一步增加了吸附棗片的成功率，從而實現了一種篩選效率高、全自動化的基於視覺技術的棗片篩選裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為網格狀阻擋層的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步描述。

如圖1所示，本實用新型包括機架18，在機架18上減速電機（圖中沒有畫出），在機架18的左上部分設有入料區1，在機架18的右下部分設有收料區14，在入料區1內設有從動輥筒，在收料區14左端上方設有主動輥筒12，所述從動輥筒上邊緣和主動輥筒12上邊緣位於同一水平面上，所述從動輥筒和主動輥筒12之間連接有棗片傳輸帶17，所述減速電機通過槽輪機構16與主動輥筒12連接，主動輥筒12作間歇轉動，為了使得位於從動輥筒和主動輥筒12之間的棗片傳輸帶17位於水平位置而更好地傳輸棗片，在機架18上設有用於棗片傳輸帶17張緊的張緊輥筒（在機架內部）；在入料區1和收料區14之間固定有兩軸機械手7，所述兩軸機械手7為小型二維機械手，兩軸機械手7的X軸滑道8與棗片傳輸帶17運動方向平行，兩軸機械手7的Y軸滑道9與棗片傳輸帶17運動方向垂直，所述兩軸機械手7的機械手臂10在平行於棗片傳輸帶17的平面內移動，所述機械手臂10位於棗片傳輸帶17上方，在機械手臂10上固定有棗片拾取裝置；所述棗片拾取裝置包括吹吸兩用氣泵（圖中沒有畫出）和氣壓缸4，所述吹吸兩用氣泵固定在機架18或兩軸機械手7上，所述氣壓缸4固定在機械手臂10上且氣壓缸4的活塞杆11豎直向下設置，在活塞杆11的底端部通過連接件3固定有沿豎直方向設置的吸氣管2，如圖2所示，在吸氣管2的管口處設有網格狀阻擋層19，由於棗核的原因棗片中間一般為空心的所以為了增加對棗片的吸附準確率，將網格狀阻擋層19設置為向吸氣管2內側凹陷的弧形面且在網格狀阻擋層19的中間設有弧形阻擋片20，所述吸氣管2通過軟通氣管與吹吸兩用氣泵連接；在棗片傳輸帶17正上方的機架18或兩軸機械手7上固定有攝像頭5和圖像處理系統6，所述攝像頭5與圖像處理系統6電連接，所述兩軸機械手7的控制系統、吹吸兩用氣泵的控制系統和氣壓缸4的控制系統均與圖像處理系統6電連接。

為了進一步增加經過篩選後棗片的收集在收料區14左端固定有豎直設置的立板15，在立板15的頂端和收料區14之間設有斜板13，所述斜板13的上端與棗片傳輸帶17滑動接觸，斜板13的下端位於收料區14內，這樣在斜板13的作用下棗片便全部落入收料區14內。

紅棗經過切片後的棗片首先進入收料區1內隨機分布在棗片傳輸帶17上，在棗片傳輸帶17的間歇式運動情況下，其中不合格的棗片被棗片拾取裝置篩選，最後將剩餘合格的棗片輸送到收料區14以進行下一步烘乾等工序。本實施例中，圖像處理系統6接收攝像頭5傳輸的圖像信號後對合格棗片形狀的識別屬於現有技術是能夠實現的，如對車牌號、人臉的圖像識別技術；圖像處理系統6給兩軸機械手7的控制系統、吹吸兩用氣泵的控制系統和氣壓缸4的控制系統發出信號以對其進行控制屬於現有技術也是能夠實現的，例如對吹吸兩用氣泵的控制系統中的電磁閥進行控制即可達到本實用新型目的。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，但這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。