一种基于机器视觉的三七主根检测分级分拣装置的制作方法

1.本实用新型属于农产品加工设备技术领域，具体地说，涉及一种基于机器视觉的三七主根检测分级分拣装置。


背景技术：

2.三七作为一种名贵的中药材，具有止血化瘀、活血定痛的功能。市场上以“头数”（每500g三七的个数）来评判其经济价值，头数越小（个体越大），其药用价值和经济价值均较高。目前，三七主根的分级方式有人工分级和机械分选两种，人工分级，劳动强度大、分级效率低，还容易造成错分、漏分；已有机械分选设备只是通过称重的方式对三七的头数进行分选，上料环节还是依靠人工作业，效率不够高且没有解决三七分级中的渣土、须根等影响三七视觉检测的因子。因此，需要设计一种基于机器视觉检测的三七主根分级分拣装置，以实现三七主根等间隔自动上料、除渣、除须根，机器视觉识别、检测、分级的功能。


技术实现要素：

3.本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提出了一种基于机器视觉的三七主根检测分级分拣装置，解决了三七的上料、除尘、除须根的问题，通过视觉检测分级机构配合传送分拣机构工作实现不同头数三七的分级及分拣，有效降低了人工劳动强度，提高工作效率，满足了三七产业发展的要求。
4.为解决其技术问题本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.一种基于机器视觉的三七主根检测分级分拣装置包括除渣上料输送机构1、视觉检测分级机构2、传送分拣机构4、控制系统5，所述的除渣上料输送机构1与视觉检测分级机构2连接，视觉检测分级机构2的后侧安装有与视觉检测分级机构2匹配工作的传送分拣机构4，视觉检测分级机构2与控制系统5连接，控制系统5与传送分拣机构4连接。
6.进一步，所述的视觉检测分级机构2包括检测箱25、ccd相机26、led光源27、遮光帘28、安装架29、传送带ⅰ30、支架ⅰ31、对射光电传感器32、水平导向轨ⅰ33，所述的传送带ⅰ30安装在支架ⅰ31上，传送带ⅰ30两侧的支架ⅰ31上分别安装有一块水平导向轨ⅰ33，底部开口的检测箱25通过安装架29安装在两块水平导向轨ⅰ33上，且位于传送带ⅰ30的上方，检测箱25的内腔顶部安装有一个正对传送带ⅰ30的ccd相机26，ccd相机26上安装有led光源27，检测箱25的进口与出口上分别设置有遮光帘28，检测箱25的进口前侧水平导向轨ⅰ33上安装有对射光电传感器32，对射光电传感器32与控制系统5连接，控制系统5与ccd相机26、led光源27连接。
7.进一步，所述的传送分拣机构4包括支架ⅱ34、传送带ⅱ35、水平导向轨ⅱ36、步进电机37、拨料杆38、三七主根收纳箱39、漏料存放箱40，所述的传送带ⅱ35安装在支架ⅱ34上，传送带ⅱ35与传送带ⅰ30对接联通，传送带ⅱ35前段两侧支架ⅱ34上分别安装有水平导向轨ⅱ36，传送带ⅱ35后段两侧支架ⅱ34上分别安装有1
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3个步进电机37，每个步进电机37的转轴上安装有拨料杆38，支架ⅱ34上安装有与每根拨料杆38对应的三七主根收纳箱39，
传送带ⅱ35的出料口端支架ⅱ34上安装有漏料存放箱40，步进电机37通过继电器与控制系统5连接。
8.进一步，所述的除渣上料输送机构1包括挡料板6、传送带传料机构7、送料电机8、安装座9、料箱10、振动器11、渣土颗粒筛网12、渣土颗粒收集箱13，所述的传送带传料机构7通过转轴安装在两块挡料板6上，传送带传料机构7的转轴与送料电机8连接，料箱10通过安装座9安装在两块挡料板6上，且位于传送带传料机构7的进料端，料箱10上安装有振动器11，料箱10的底部设置有渣土颗粒筛网12，渣土颗粒筛网12的下方设置有渣土颗粒收集箱13，传送带传料机构7的出料端与传送装置3连接。
9.进一步，所述的传送带传料机构7包括传送带ⅲ17，以及排列安装在传送带ⅲ17上的盛料槽18。
10.进一步，两块挡料板6上安装有能够将盛料槽18内重叠三七分开的的挡料栅16。
11.进一步，所述的传送带传料机构7一侧的挡料板6上安装有风机14，传送带传料机构7另一侧的挡料板6的中部设置有一个内腔，挡料板6的内壁上开设有一个与内腔连通的废料进口15。
12.进一步，控制系统5包括触摸屏19、工控机20、plc控制器21，所述的对射光电传感器32与plc控制器21连接，ccd相机26、触摸屏19与工控机20连接，工控机20与plc控制器21连接，plc控制器21通过继电器与传送分拣机构4的步进电机37连接。
13.本实用新型的有益效果：
14.本实用新型解决了三七的上料、除尘、除须根的问题，通过视觉检测分级机构配合传送分拣机构工作实现不同头数三七的分级及分拣，有效降低了人工劳动强度，提高工作效率，满足了三七产业发展的要求。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为本实用新型视觉检测分级机构的结构示意图；
17.图3为本实用新型传送分拣机构的结构示意图；
18.图4为本实用新型除渣上料输送机构的结构示意图；
19.图5为本实用新型除渣上料输送机构的结构示意图；
20.图6为本实用新型传送带传料机构的结构示意图；
21.图7为本实用新型的控制电路示意图。
具体实施方式
22.下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
23.如图1
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7所示，一种基于机器视觉的三七主根检测分级分拣装置包括除渣上料输送机构1、视觉检测分级机构2、传送分拣机构4、控制系统5。
24.所述的除渣上料输送机构1包括挡料板6、传送带传料机构7、送料电机8、安装座9、料箱10、振动器11、渣土颗粒筛网12、渣土颗粒收集箱13，所述的传送带传料机构7通过转轴安装在两块挡料板6上，传送带传料机构7的转轴与送料电机8连接，料箱10通过安装座9安
装在两块挡料板6上，且位于传送带传料机构7的进料端，料箱10上安装有振动器11，料箱10的底部设置有渣土颗粒筛网12，渣土颗粒筛网12的下方设置有渣土颗粒收集箱13，传送带传料机构7的出料端与传送装置3连接。将三七盛放到料箱10中，振动器11带动料箱10振动进料，由于料箱10的底部设置有渣土颗粒筛网12，料箱10在振动送料的过程中，能够将附着在三七上泥土、须根等抖落，而泥土、须根等废料则通过渣土颗粒筛网12掉落到下方的渣土颗粒收集箱13中。抖落泥土的三七从料箱10出料进入到传送带传料机构7中。所述的传送带传料机构7包括传送带ⅲ17，以及排列安装在传送带ⅲ17上的盛料槽18；料箱10中的三七落入到传送带ⅲ17上的盛料槽18中，送料电机8驱动传送带ⅲ17传动，将盛料槽18中三七提升传送至视觉检测分级机构2。
25.两块挡料板6上安装有能够将盛料槽18内重叠的三七分开的挡料栅16；挡料栅16能够将堆叠在一起的三七刮落，避免三七堆叠在一起，影响到后续三七的识别分拣。
26.所述的传送带传料机构7一侧的挡料板6上安装有风机14，传送带传料机构7另一侧的挡料板6的中部设置有一个内腔，挡料板6的内壁上开设有一个与内腔连通的废料进口15。三七在传送带传料机构7的传送过程中，通过风机14对向前传送的三七横向吹风，将三七上附着的须根从废料进口15吹入到挡料板6的中部设置的内腔中进行收集，从而保证了三七主根的干净。
27.所述的除渣上料输送机构1与视觉检测分级机构2连接。所述的视觉检测分级机构2包括检测箱25、ccd相机26、led光源27、遮光帘28、安装架29、传送带ⅰ30、支架ⅰ31、对射光电传感器32、水平导向轨ⅰ33，所述的传送带ⅰ30安装在支架ⅰ31上，传送带ⅰ30两侧的支架ⅰ31上分别安装有一块水平导向轨ⅰ33，底部开口的检测箱25通过安装架29安装在两块水平导向轨ⅰ33上，且位于传送带ⅰ30的上方，检测箱25的内腔顶部安装有一个正对传送带ⅰ30的ccd相机26，ccd相机26上安装有led光源27，检测箱25的进口与出口上分别设置有遮光帘28，检测箱25的进口前侧水平导向轨ⅰ33上安装有对射光电传感器32，对射光电传感器32与控制系统5连接，控制系统5与ccd相机26、led光源27连接。控制系统5包括触摸屏19、工控机20、plc控制器21，所述的对射光电传感器32与plc控制器21连接，ccd相机26、触摸屏19与工控机20连接，工控机20与plc控制器21连接，传送带ⅰ30将三七向前输送，当三七到达对射光电传感器32位置处时，对射光电传感器32检测到三七，并将信号传递给plc控制器21，由plc控制器21控制ccd相机26、led光源27工作，同时传送带ⅰ30继续将三七向前传送，当传送带ⅰ30上的三七到达检测箱25内后，ccd相机26对三七进行拍照，工控机20通过rs485总线与plc控制器21、ccd相机26、触摸屏19进行相互通讯，接收ccd相机26传回来的图像信息后分析识别三七头数（头数越小（个体越大）），以便于后续传送分拣机构4对三七进行分拣；在拍照过程中，ccd相机26像素较高，实现了超分辨率的高画质拍摄，能够精确重现微小细节。同时工作人员可通过触摸屏19上的人机交互界面实时查看和控制各项设备。检测箱25的外壳采用亚克力板，设计成长方体，检测箱25的进出口位置安装的检测箱25可以保持检测箱25内部光线的亮度及稳定性。
28.视觉检测分级机构2的后侧安装有与视觉检测分级机构2匹配工作的传送分拣机构4，视觉检测分级机构2与控制系统5连接，控制系统5与传送分拣机构4连接。所述的传送分拣机构4包括支架ⅱ34、传送带ⅱ35、水平导向轨ⅱ36、步进电机37、拨料杆38、三七主根收纳箱39、漏料存放箱40，所述的传送带ⅱ35安装在支架ⅱ34上，传送带ⅱ35与传送带ⅰ30
对接联通，传送带ⅱ35前段两侧支架ⅱ34上分别安装有水平导向轨ⅱ36，传送带ⅱ35后段两侧支架ⅱ34上分别安装有1
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3个步进电机37，plc控制器21通过继电器与传送分拣机构4的步进电机37连接；每个步进电机37的转轴上安装有拨料杆38，支架ⅱ34上安装有与每根拨料杆38对应的三七主根收纳箱39，传送带ⅱ35的出料口端支架ⅱ34上安装有漏料存放箱40，步进电机37通过继电器与控制系统5连接。视觉检测分级机构2检测分级后的不同头数的三七，被传送带ⅰ30传送到传送带ⅱ35上，当三七传送相应的拨料杆38位置处时，plc控制器21控制相应的步进电机37带动拨料杆38转动，拨料杆38将三七拨入到与其对应的三七主根收纳箱39中。由于传送带ⅱ35后段两侧支架ⅱ34上分别安装有1
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3个步进电机37，每个步进电机37的转轴上安装有拨料杆38，这样通过视觉检测分级机构2检测的不同头数的三七，则可以通过不同的步进电机37带动安装在转轴上的拨料杆38拨入到相应的三七主根收纳箱39中，从而实现不同头数三七的分拣。而出现遗漏的三七，则在传送带ⅱ35的传送作用下，传送到漏料存放箱40中进行收集。
29.本实用新型的工作过程：
30.将三七主根通过除渣上料输送机构1除渣，除渣后的单个三七主根将在上料输送机构1的作用下依次传送到视觉检测分级机构2中，视觉检测分级机构2对三七进行拍照，由控制系统5对照片上的三七进行形状、大小分级后，再进入传送分拣机构4中，由传送分拣机构4对不同大小的三七主根进行分拣。
31.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。