本发明专利技术旨在提供一种基于机器视觉与电磁选别的大豆种子整列分选机，该系统由机械平台、动力装置、输送带式自旋转装置、视觉判别装置、智能化电磁分选装置和智能控制系统构成。通过步进电机提供动力，带动输送带实现大豆种子的整列与传送，在此基础上采集大豆种子图像信息，利用机器视觉进行分析判别；通过电磁分选装置对合格种子与不合格种子进行分离，可获得高品质、规格统一的大豆种子，实现对大豆种子的精选；该分选机能够实现对大豆种子的全方位旋转检测，具有整体结构紧凑、分选精度高、种子损伤率低、省时省力的特点。
An omni-directional detection and electromagnetic selection of soybean seed sorting machine based on machine vision
【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉全方位检测与电磁选别的大豆种子整列分选机
本专利技术属于农业工程
，是一种基于机器视觉全方位检测与电磁选别的大豆种子整列分选机。
技术介绍
大豆因营养物质丰富在人们的饮食中占有重要的地位，使得世界各国对大豆的需求日益增加。众所周知种子的质量直接影响着大豆产量，大豆种子的分选与提纯对大豆的增产意义重大，是提高大豆产量的关键。上世纪中期由于我国的科技水平并不发达，种子分选只能是人工分拣，不仅效率低，而且人为因素对种子质量的影响很大，导致种子规格不一、粒径整齐度低、精度不高、质量不好，直接影响了大豆生产的质量与产量。自二十世纪末我国陆续研制出带式摩擦分选机、螺旋分选机和基于机器视觉的色选机。带式摩擦分选机虽然在一定程度上解决了选种问题，但是只能做到饱满大豆与霉变大豆的分选，对于有虫眼、粒径大小不同的大豆并不能做到有效的分选，分选效果不理想并且效率很低；螺旋分选机在我国已经较为普遍，虽然分选效果也比带式分选机效果好，但是其清选效果往往达不到净度要求，并且存在粒径大小不均的问题；基于视觉的色选机虽然提高清选质量，解决粒径大小不均的问题，但是其检测方法存在一定问题，只能对大豆进行单面或者双面检测，不能对大豆表面进行全方位检测，容易造成错误判断，大大影响了大豆种子提纯的精度与质量，导致分选质量的下降，因此无法获得高品质、规格统一的大豆种子。本专利技术针对存在的问题，利用创新机器视觉分级全方位旋转检测技术与电磁选别技术研制了一种可实现大豆种子批量整列与智能分选的装备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简单可靠、快速准确的智能化全方位旋转检测大豆种子分选装置，能够实现大豆种子准确有效地批量分选，有效解决了现有分选机漏检误检的不足。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：一种基于机器视觉全方位检测与电磁选别的大豆种子整列分选机，其特征在于，包括有连接支撑的机架、旋转分离装置、带式输送装置、视觉判别装置、电磁分选装置、动力及传动装置构成。所述的机架由轻质铝制板材搭建而成，用以支撑和连接各部分机构；底座(2)位于强电箱(3)的前端，两者均位于底板(1)的下部，底板(1)与水平面成15°～18°；强电箱(3)由铝板搭建而成，内部是控制系统的交流高压模块；底板(1)由机床切割、钻削而成，从前向后依次安装二级轴承座垫块(4)、步进电机垫块(6)、一级轨道垫块(42)、一级轴承座垫块(7)、弱电箱(8)；弱电箱(8)由铝板搭建而成，内部是控制系统的低压控制模块。旋转分离装置的排种杯(17)安装在弱电箱(8)之上，喂料种箱(12)之下；外槽轮(20)安装在排种杯(17)内，固定在枢轴(13)上；外槽轮(20)的圆周上均布14条排种槽，在直径方向，这些排种槽横截面的尺寸和形状相同，并且分布在同一圆周上。左侧由左挡圈(14)固定于排种杯(17)上，右侧安装有阻塞轮(19)由右挡圈(18)固定于排种杯(17)上；阻塞轮(19)的尺寸和形状与外槽轮(20)相匹配，可随其同步垂直转动。排种杯(17)的下方设置有排种管(21)，其上部具有开口，以便种子通过，进入一级轨道(28)。带式输送装置由一级分选输送和二级分选输送组成。一级分选输送由6组输送组组成，每组输送组由一级轨道(28)、挡板传送带(29)、一级从动轮(30)、一级主动轮(31)组成。一级主动轮(31)同心固装于一级主动轴(23)上，带动挡板传送带(29)运动；挡板传送带(29)的挡板宽3.5mm，高15mm，厚度2mm；一级从动轮(30)同心固装于一级从动轴(22)上，用于张紧挡板传送带(29)；一级轨道(28)通过螺栓固装于一级轨道垫块(42)上，位于排种管(21)尾部，一级分选基体(34)前端；一级轨道(28)尾部姿态调节轨道呈v字形，夹角20°，长45mm，头部检测轨道呈v字形，夹角40°，长90mm，中间为平滑过度轨道，长20mm，整条v字形轨道高18mm，轨道底部面到一级主动轮(31)轴心的距离是25mm，一级轨道总高60mm，总宽25mm。电磁分选装置由一级分选和二级分选组成。一级分选由6组分选组组成，每组分选组由推拉式电磁铁(32)、分选器(33)、一级分选基体(34)组成。一级分选基体(34)前端通道呈L型用于大豆种子的稳定导向，分选处轨道呈T型，尾部设有有弧形阻挡轨道；通过分选器(33)改变大豆的传送方向，分选器(33)与推拉式电磁铁(32)相连，可随电磁铁导杆上下运动，实现大豆的导向；分线器(33)上方直通轨道是与一级分选基体(34)轨道宽度相同，允许大豆种子水平通过，下方阻挡分选轨道宽度与一级分选基体(34)轨道宽度相同，不同点是下方阻挡分选轨道只允许大豆种子由水平运动改为竖直向下运动，通过底板(1)上的孔洞落入次种箱(26)；推拉式电磁铁(32)固装于一级分选基体(34)上；一级分选基体(34)通过螺栓固装于底板(1)上，位于一级轨道(28)前端，二级分选输送之前。带式输送装置的二级分选输送也由6组输送组组成，每组输送组由二级从动带轮(35)、分选皮带(36)、二级轨道(37)、二级主动带轮(38)组成。二级主动带轮(38)同心固装于二级主动轴(25)上，带动分选皮带(36)运动；分选皮带(36)上的分选孔长11mm，宽11mm，深5mm，两两间隔4mm；二级从动带轮(30)同心固装于二级从动轴(25)上，用于张紧分选皮带(36)；二级轨道(37)通过螺栓固装于二级轴承座垫块(4)上，位于一级分选基体(34)尾部，二级分选基体(39)前端；二级轨道(28)上的大豆轨道位于二级轨道(28)基体顶面的中间位置，其截面半径7.5mm深度为2mm长83mm，轨道顶平面到二级主动带轮(31)轴心的距离是20mm，二级轨道总高36mm，总宽25mm。电磁分选装置的二级分选由6组分选组组成，每组分选组由推拉式电磁铁(32)、分选器(33)、二级分选基体(39)组成。二级分选基体(39)前端通道呈L型用于大豆种子的稳定导向，分选处轨道呈T型，通过分选器(33)改变大豆的传送方向，分选器(33)与推拉式电磁铁(32)相连，可随电磁铁导杆上下运动，实现大豆的导向；分线器(33)上方直通轨道是与二级分选基体(39)轨道宽度相同，允许大豆种子水平通过；下方阻挡分选轨道宽度与二级分选基体(39)轨道宽度相同，不同点是下方阻挡分选轨道只允许大豆种子由水平运动改为竖直向下运动，通过底板(1)上的孔洞落入次种箱(26)；推拉式电磁铁(32)固装于二级分选基体(39)上；二级分选基体(39)通过螺栓固装于底板(1)上，承接二级轨道(37)后端，优种箱(27)之前。视觉判别装置由一级暗箱(16)、二级暗箱(15)、照明灯带(40)、工业相机(41)组成。一级暗箱(16)位于一级轨道(28)的检测轨道的正上方，通过螺栓与底板(1)固定连接，一级暗箱(16)上表面设有工业相机(41)安装座，暗箱内部安装有两条照明灯带(40)。二级暗箱(15)位于二级轨道(37)的正上方，通过螺栓与二级轴承座垫块(4)固定连接，二级暗箱(15)上表面设有工业相机(41)安装座，暗箱内部安装有两条照明灯带(40)。动力及传动装置由步进电机(9)、梅花联轴器(10)、动本文档来自技高网...
【技术保护点】
该装备由有连接支撑的机架、旋转分离装置、带式输送装置、视觉判别装置、电磁分选装置、动力及传动装置构成；所述的机架由轻质铝制板材搭建而成，用以支撑和连接各部分机构；底座(2)位于强电箱(3)的前端，两者均位于底板(1)的下部，底板(1)与水平面成15°～18°；强电箱(3)由铝板搭建而成，内部是控制系统的交流高压模块；底板(1)由机床切割、钻削而成，从前向后依次安装二级轴承座垫块(4)、步进电机垫块(6)、一级轨道垫块(42)、一级轴承座垫块(7)、弱电箱(8)；弱电箱(8)由铝板搭建而成，内部是控制系统的低压控制模块；旋转分离装置的排种杯(17)安装在弱电箱(8)之上，喂料种箱(12)之下；外槽轮(20)安装在排种杯(17)内，固定在枢轴(13)上；外槽轮(20)的圆周上均布14条排种槽，在直径方向，这些排种槽横截面的尺寸和形状相同，并且分布在同一圆周上；左侧由左挡圈(14)固定于排种杯(17)上，右侧安装有阻塞轮(19)由右挡圈(18)固定于排种杯(17)上；阻塞轮(19)的尺寸和形状与外槽轮(20)相匹配，可随其同步垂直转动；排种杯(17)的下方设置有排种管(21)，其上部具有开口，以便种子通过，进入一级轨道(28)；带式输送装置由一级分选输送和二级分选输送组成；一级分选输送由6组输送组组成，每组输送组由一级轨道(28)、挡板传送带(29)、一级从动轮(30)、一级主动轮(31)组成；一级主动轮(31)同心固装于一级主动轴(23)上，带动挡板传送带(29)运动；挡板传送带(29)的挡板宽3.5mm，高15mm，厚度2mm；一级从动轮(30)同心固装于一级从动轴(22)上，用于张紧挡板传送带(29)；一级轨道(28)通过螺栓固装于一级轨道垫块(42)上，位于排种管(21)尾部，一级分选基体(34)前端；一级轨道(28)尾部姿态调节轨道呈v字形，夹角20°，长45mm，头部检测轨道呈v字形，夹角40°，长90mm，中间为平滑过度轨道，长20mm，整条v字形轨道高18mm，轨道底部面到一级主动轮(31)轴心的距离是25mm，一级轨道总高60mm，总宽25mm；电磁分选装置由一级分选和二级分选组成；一级分选由6组分选组组成，每组分选组由推拉式电磁铁(32)、分选器(33)、一级分选基体(34)组成；一级分选基体(34)前端通道呈L型用于大豆种子的稳定导向，分选处轨道呈T型，尾部设有有弧形阻挡轨道；通过分选器(33)改变大豆的传送方向，分选器(33)与推拉式电磁铁(32)相连，可随电磁铁导杆上下运动，实现大豆的导向；分线器(33)上方直通轨道是与一级分选基体(34)轨道宽度相同，允许大豆种子水平通过，下方阻挡分选轨道宽度与一级分选基体(34)轨道宽度相同，不同点是下方阻挡分选轨道只允许大豆种子由水平运动改为竖直向下运动，通过底板(1)上的孔洞落入次种箱(26)；推拉式电磁铁(32)固装于一级分选基体(34)上；一级分选基体(34)通过螺栓固装于底板(1)上，位于一级轨道(28)前端，二级分选输送之前；带式输送装置的二级分选输送也由6组输送组组成，每组输送组由二级从动带轮(35)、分选皮带(36)、二级轨道(37)、二级主动带轮(38)组成；二级主动带轮(38)同心固装于二级主动轴(25)上，带动分选皮带(36)运动；分选皮带(36)上的分选孔长11mm，宽11mm，深5mm，两两间隔4mm；二级从动带轮(30)同心固装于二级从动轴(25)上，用于张紧分选皮带(36)；二级轨道(37)通过螺栓固装于二级轴承座垫块(4)上，位于一级分选基体(34)尾部，二级分选基体(39)前端；二级轨道(28)上的大豆轨道位于二级轨道(28)基体顶面的中间位置，其截面半径7.5mm深度为2mm长83mm，轨道顶平面到二级主动带轮(31)轴心的距离是20mm，二级轨道总高36mm，总宽25mm；电磁分选装置的二级分选由6组分选组组成，每组分选组由推拉式电磁铁(32)、分选器(33)、二级分选基体(39)组成；二级分选基体(39)前端通道呈L型用于大豆种子的稳定导向，分选处轨道呈T型；通过分选器(33)改变大豆的传送方向，分选器(33)与推拉式电磁铁(32)相连，可随电磁铁导杆上下运动，实现大豆的导向；分线器(33)上方直通轨道是与二级分选基体(39)轨道宽度相同，允许大豆种子水平运动；下方阻挡分选轨道宽度与二级分选基体(39)轨道宽度相同，不同点是下方阻挡分选轨道只允许大豆种子由水平运动改为竖直向下运动，通过底板(1)上的孔洞落入次种箱(26)；推拉式电磁铁(32)固装于二级分选基体(39)上；二级分选基体(39)通过螺栓固装于底板(1)上，承接二级轨道(37)后端，优种箱(27)之前；视觉判别装置由一级暗箱(16)、二级暗箱(15)、照明灯带(40)、...
【技术特征摘要】
1.该装备由有连接支撑的机架、旋转分离装置、带式输送装置、视觉判别装置、电磁分选装置、动力及传动装置构成；所述的机架由轻质铝制板材搭建而成，用以支撑和连接各部分机构；底座(2)位于强电箱(3)的前端，两者均位于底板(1)的下部，底板(1)与水平面成15°～18°；强电箱(3)由铝板搭建而成，内部是控制系统的交流高压模块；底板(1)由机床切割、钻削而成，从前向后依次安装二级轴承座垫块(4)、步进电机垫块(6)、一级轨道垫块(42)、一级轴承座垫块(7)、弱电箱(8)；弱电箱(8)由铝板搭建而成，内部是控制系统的低压控制模块；旋转分离装置的排种杯(17)安装在弱电箱(8)之上，喂料种箱(12)之下；外槽轮(20)安装在排种杯(17)内，固定在枢轴(13)上；外槽轮(20)的圆周上均布14条排种槽，在直径方向，这些排种槽横截面的尺寸和形状相同，并且分布在同一圆周上；左侧由左挡圈(14)固定于排种杯(17)上，右侧安装有阻塞轮(19)由右挡圈(18)固定于排种杯(17)上；阻塞轮(19)的尺寸和形状与外槽轮(20)相匹配，可随其同步垂直转动；排种杯(17)的下方设置有排种管(21)，其上部具有开口，以便种子通过，进入一级轨道(28)；带式输送装置由一级分选输送和二级分选输送组成；一级分选输送由6组输送组组成，每组输送组由一级轨道(28)、挡板传送带(29)、一级从动轮(30)、一级主动轮(31)组成；一级主动轮(31)同心固装于一级主动轴(23)上，带动挡板传送带(29)运动；挡板传送带(29)的挡板宽3.5mm，高15mm，厚度2mm；一级从动轮(30)同心固装于一级从动轴(22)上，用于张紧挡板传送带(29)；一级轨道(28)通过螺栓固装于一级轨道垫块(42)上，位于排种管(21)尾部，一级分选基体(34)前端；一级轨道(28)尾部姿态调节轨道呈v字形，夹角20°，长45mm，头部检测轨道呈v字形，夹角40°，长90mm，中间为平滑过度轨道，长20mm，整条v字形轨道高18mm，轨道底部面到一级主动轮(31)轴心的距离是25mm，一级轨道总高60mm，总宽25mm；电磁分选装置由一级分选和二级分选组成；一级分选由6组分选组组成，每组分选组由推拉式电磁铁(32)、分选器(33)、一级分选基体(34)组成；一级分选基体(34)前端通道呈L型用于大豆种子的稳定导向，分选处轨道呈T型，尾部设有有弧形阻挡轨道；通过分选器(33)改变大豆的传送方向，分选器(33)与推拉式电磁铁(32)相连，可随电磁铁导杆上下运动，实现大豆的导向；分线器(33)上方直通轨道是与一级分选基体(34)轨道宽度相同，允许大豆种子水平通过，下方阻挡分选轨道宽度与一级分选基体(34)轨道宽度相同，不同点是下方阻挡分选轨道只允许大豆种子由水平运动改为竖直向下运动，通过底板(1)上的孔洞落入次种箱(26)；推拉式电磁铁(32)固装于一级分选基体(34)上；一级分选基体(34)通过螺栓固装于底板(1)上，位于一级轨道(28)前端，二级分选输送之前；带式输送装置的二级分选输送也由6组输送组组成，每组输送组由二级从动带轮(35)、分选皮带(36)、二级轨道(37)、二级主动带轮(38)组成；二级主动带轮(38)同心固装于二级主动轴(25)上，带动分选皮带(36)运动；分选皮带(36)上的分选孔长11mm，宽11mm，深5mm，两两间隔4mm；二级从动带轮(30)同心固装于二级从动轴(25)上，用于张紧分选皮带(36)；二级轨道(37)通过螺栓固装于二级轴承座垫块(4)上，位于一级分选基体(34)尾部，二级分选基体(39)前端；二级轨道(28)上的大豆轨道位于二级轨道(28)基体顶面的中间位置，其截面半径7.5mm深度为2mm长83mm，轨道顶平面到二级主动带轮(31)轴心的距离是20mm，二级轨道总高36mm，总宽25mm；电磁分选装置的二级分选由6组分选组组成，每组分选组由推拉式电磁铁(32)、分选器(33)、二级分选基体(39)组成；二级分...
【专利技术属性】
技术研发人员：权龙哲，王建宇，冯槐区，奚德君，肖云瀚，郦亚军，王旗，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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