一种谷物内外品质在线检测分选机及分析方法技术

本发明专利技术公开了一种谷物内外品质在线检测分选机，入料机构、传送皮带、内部品质检测室、外观品质检测机构、剔除机构、出料室由前至后的顺序固定于机架上，入料机构由上到下包括入料斗、振动电机和四通道滑槽；输送装置位于四通道滑槽末端；内部品质检测室架于传送皮带上部，利用近红外光谱检测技术完成谷物的内部品质检测；外观品质检测机构由对射式机器视觉系统构成；剔除机构固定于皮带末端的桁架上，由动力组件、传动组件、执行组件和拨杆选择组件组成，拨指改变有品质损伤谷物的路径使之进入损伤谷物出料口，两个出料口位于剔除机构下方。本发明专利技术利用近红外光谱检测技术实现了谷物内部毒素检测，使用机器视觉技术实现谷物外观品质检测。品质检测。品质检测。

【技术实现步骤摘要】
一种谷物内外品质在线检测分选机及分析方法


[0001]本专利技术属于分选
，具体涉及一种谷物内外品质在线检测 分选机及分析方法。
技术背景
[0002]我国是人口大国，对于粮食的产量和进口需求是重中之重，各种 谷物的好坏直接影响到民众的生活。但是，有些谷物存在内部品质或 外部品质问题，比如谷物霉变、染毒、虫害以及破损残缺等。对于谷 物内部品质检测分选，我国多以人工方法进行识别和检测，但该方法 效率低且浪费人力资源。对于谷物外部品质检测分选，目前多采用根 据谷物光学特性的差异，利用光电探测技术将颗粒物料中的异色颗粒 分拣出来，但该方法检测分选单一，无法将破损残缺的谷物一并剔除。 目前分选机采用的剔除装置多以气吹或者以普通的电磁结构为驱动， 对于气吹式剔除机构，需要配备空气压缩机作为高压空气的来源，空 气压缩机常出现气缸积水，为了防止喷气阀因含水而出现堵塞的现象， 需要经常对气缸进行排水，同时喷气阀出口处面积狭小，很容易被异 物堵塞。以普通电磁结构为驱动的剔除装置，由于其处于长期工作的 状态，会导致电磁机构发热而出现过热烧毁的现象，普通电磁机构的 响应频率不能满足高通量分选机的要求。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出了一种谷物内外品质在线检测分选机 及分选方法，采用近红外光谱检测技术与机器视觉技术分别进行谷物 内外品质的检测，设计一种新型拨指剔除机构实现谷物的在线分选， 分选精度高，速度快。
[0004]一方面，本专利技术提出了一种谷物内外品质在线检测分选机，包括： 机架、入料机构、输送装置、内部品质检测室、外观品质检测机构、 定位系统、剔除机构和出料室；其中，所述入料机构、输送装置、 内部品质检测室、外观品质检测机构、剔除机构、出料室按照从前至 后的顺序固定于所述机架上，所述入料机构由上到下包括入料斗、振 动电机和四通道滑槽；输送装置位于所述四通道滑槽末端正下方；所 述内部品质检测室架于输送装置上部，其包括触发采集器、光源系统、 光谱采集模块，利用近红外光谱检测技术完成谷物的内部品质检测； 所述外观品质检测机构由对射式机器视觉系统构成；所述剔除机构固 定于输送装置末端集成箱的桁架上，由动力组件、传动组件、执行组 件和拨指选择组件组成，所述执行机构改变有品质损伤谷物的路径使 之进入损伤谷物出料口。
[0005]进一步，所述入料斗焊接于所述机架上，下方支撑板固定所述振 动电机，所述振动电机上方固定簸箕状料斗输送斗；所述四通道滑槽 位于所述料斗输送斗前端，由弯板和螺栓固定于下方支撑板。
[0006]优选地，所述四通道滑槽的槽道仿制漏斗状，上大下小，上端口 宽60mm，下端口宽10mm，下端相邻槽道间距离80mm。
[0007]进一步，所述输送装置与所述四通道滑槽相距3
‑
5mm，包括固定 支架、传送皮带、
第一皮带轮、第二皮带轮、步进电机、步进电机固 定架、同步带和同步带轮；两固定支架焊接于所述机架上，间距440mm； 所述第一皮带轮和第二皮带轮由螺栓固定于所述两固定支架内侧，分 置于所述固定支架两端，所述第二皮带轮一侧与第二同步带轮连接； 传送皮带套装在两端的皮带轮上；所述步进电机由步进电机固定架通 过螺栓固定于传送皮带尾部上方的机架上，步进电机输出轴固定第一 同步带轮，与第二皮带轮上的第二同步带轮外侧面位于同一平面，由 同步带连接。
[0008]进一步，所述内部品质检测室包括黑色暗箱、安装立柱、安装桁 架、卤素灯安装横板、卤素灯光源，所述暗箱由安装弯板固定于传送 皮带支架上，两侧开有用于散热四排小孔；安装立柱由滑块卡扣于内 部品质检测室安装弯板上的卡槽内，所述安装立柱包括两个光纤镜头 安装立柱和两个光电开关安装立柱，前后分置，光电开关安装立柱在 前，所述两个光纤镜头安装立柱之间固定安装有一安装桁架，所述两 个光电开关安装立柱之间固定安装有另一安装桁架；四个光电开关分 别固定于所述两个光电开关安装立柱之间的安装桁架上卡片内，四个 光纤镜头分别固定于所述两个光纤镜头安装立柱之间的安装桁架上 的卡扣内，四个光电开关与四个光纤镜头一一对应，对应于谷物的四 通道；卤素灯安装横板固定于光纤镜头上部，四个卤素灯光源固定在 安装横板上，分别位于四个光纤镜头正上方；四个光纤镜头连接四台 光谱仪，每两台分置于固定支架两侧的机架上。
[0009]进一步，所述外观品质检测机构由对射式机器视觉系统构成，包 括光电箱、两台CCD相机、四个灯条组件，两个背景板和有机玻璃挡 板，两台CCD相机通过相机安装架分别固定在光电箱上下两端；两个 灯条组件形成第一灯条组件组，另外两个灯条组件形成第二灯条组件 组，灯条组件为外部品质检测图像采集过程提供稳定的光源，背景板 为白色且为相机提供基准信号，灯条组件和背景板通过螺栓固定在安 装支架上，安装支架焊接于光电箱上，光电箱上方的第二CCD相机视 角中心线与光电箱下方第一背景板对应，光电箱下方的第一CCD相机 视角中心线与光电箱上方第二背景板对应，每个相机后面连接一个相 机驱动板；光电箱后方上下两层固定板以及内壁上分别固定有开关电 源、线路板；CCD相机的接口顺序与驱动板、开关电源、线路板和控 制面板以及剔除机构相连。
[0010]进一步，所述剔除机构的动力组件所述包括音圈电机、音圈电机 支架、主动轴、主动齿轮组，弹簧卡扣和键，转动杆一端套接在主动 轴上，由锁紧螺钉锁紧，转动杆另一端套接在音圈电机支架上，音圈 电机的动力通过转动杆带动主动轴顺逆时针转动，主动轴与主动齿轮 组分别开有键槽，主动齿轮通过键固定于主动轴上，弹簧卡扣压紧主 动齿轮，防止其轴向运动；剔除机构的传动组件包括从动齿轮组，从 动轴，从动齿轮组由一对齿轮连接在一起，两侧延周向四等份开四个 凸台，从动齿轮组内径与从动轴直径一致，齿轮内圈等份开六个凹槽， 同时从动轴上也同等份开六个大小一致的凸槽，从动齿轮组通过凹槽 与从动轴配合；剔除机构的执行机构包括两套拨指臂和拨指，拨指臂 尾端通过过盈配合套接于从动轴两端，并延周向开设与从动齿轮组同 样四等份大小形状一致的凹槽，使之可与从动齿轮配合，拨指臂首段 和拨指尾端开环形槽，通过螺栓连接；拨指选择组件包括拨叉、往复 丝杠、舵机、联轴器，往复丝杠上开设波浪形往复导槽，拨叉首部为 半球状，契在往复导槽内，拨叉尾部为圆叉形，与从动齿轮组中间连 接部分过渡配合，舵机(1201)通过联轴器与往复丝杠连接，在舵机 的带动下，拨叉沿导槽滑动，从而拨动从动齿轮组沿着从动轴向左或 右移动并与拨指臂配合，完成拨指选择。
[0011]进一步，所述出料室由损伤谷物出料口和完好谷物出料口组成， 置于剔除机构下方；出料室尾部开设维修门，下方由合页与完好出料 室相连接，上方通过紧定螺栓固定。
[0012]进一步，所述出料室焊接于光电箱后下部，光电箱焊接于机架尾 部；光电箱下方前端开设可拆卸的第一光电箱门，四角由四个旋转门 锁固定，便于保养和维修前端机器视觉系统；光电箱上方尾部开设旋 转的第二光电箱门，由合页与光电箱连接，第二光电箱门由上到下设 置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谷物内外品质在线检测分选机，包括：机架(1)、入料机构、输送装置(6)、内部品质检测室(7)、外观品质检测机构、定位系统、剔除机构(12)和出料室；其中，所述入料机构、输送装置(6)、内部品质检测室(7)、外观品质检测机构、剔除机构(12)、出料室按照从前至后的顺序固定于所述机架(1)上，所述入料机构由上到下包括入料斗(5)、振动电机(3)和四通道滑槽(2)；所述输送装置(6)位于所述四通道滑槽(2)末端正下方；所述内部品质检测室(7)架于所述输送装置上部，其包括触发采集器、光源系统、光谱采集模块，其利用近红外光谱检测技术完成谷物的内部品质检测；所述外观品质检测机构由对射式机器视觉系统构成；所述剔除机构(12)固定于所述输送装置(6)的末端集成箱的桁架上，由动力组件、传动组件、执行组件和拨指选择组件组成，所述执行机构改变有品质损伤谷物的路径使之进入所述出料室的损伤谷物出料口(14)。2.如权利要求1所述的一种谷物内外品质在线检测分选机，其特征在于：所述入料斗(5)焊接于所述机架(1)上，下方支撑板固定所述振动电机(3)，所述振动电机(3)上方固定簸箕状料斗输送斗(4)；所述四通道滑槽(2)位于所述料斗输送斗(4)前端，由弯板和螺栓固定于所述下方支撑板。3.如权利要求1所述的一种谷物内外品质在线检测分选机，其特征在于：所述四通道滑槽(2)的槽道仿制漏斗状，上大下小，上端口宽60mm，下端口宽10mm，下端口相邻槽道的间距为80mm。4.如权利要求1所述的一种谷物内外品质在线检测分选机，其特征在于：所述输送装置(6)与所述四通道滑槽(2)相距3
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5mm，所述输送装置(6)包括固定支架(601)、传送皮带(603)、第一皮带轮(602)、第二皮带轮(604)、步进电机(9)、步进电机固定架、同步带(10)和第二同步带轮(605)；两固定支架(601)焊接于所述机架(1)上，间距440mm；所述第一皮带轮(602)和第二皮带轮(604)由螺栓固定于所述两固定支架(601)内侧，分置于所述固定支架(601)两端，所述第二皮带轮(604)一侧与第二同步带轮(605)连接；传送皮带(603)套装在所述第一皮带轮(602)和第二皮带轮(604)皮带轮上；所述步进电机(9)由所述步进电机固定架通过螺栓固定于所述传送皮带(603)尾部上方的所述机架(1)上，所述步进电机(9)输出轴固定第一同步带轮，与所述第二皮带轮(604)上的第二同步带轮(605)外侧面位于同一平面，由所述同步带(10)连接。5.如权利要求4所述的一种谷物内外品质在线检测分选机，其特征在于：所述内部品质检测室包括黑色暗箱(710)、安装立柱(702、703)、安装桁架(705)、卤素灯安装横板(708)、卤素灯光源(707)，所述暗箱(710)由安装弯板(701)固定于所述固定支架(601)上，两侧开有用于散热四排小孔；所述安装立柱(702、703)由滑块卡扣于所述安装弯板(701)上的卡槽内；所述安装立柱包括两个光纤镜头安装立柱(702)和两个光电开关安装立柱(703)，前后分置，光电开关安装立柱(703)在前，所述两个光纤镜头安装立柱(702)之间固定安装有一安装桁架(705)，所述两个光电开关安装立柱(703)之间固定安装有另一安装桁架(705)；四个光电开关(704)分别固定于所述两个光电开关安装立柱(703)之间的安装桁架上卡片内，四个光纤镜头(706)分别固定于所述两个光纤镜头安装立柱(702)之间的安装桁架上的卡扣内，所述四个光电开关(704)与所述四个光纤镜头(706)一一对应，且对应于谷物的四通道；卤素灯安装横板(708)固定于光纤镜头(706)上部，四个卤素灯光源(707)固定在所述卤素灯安装横板(708)上，分别位于所述四个光纤镜头(706)正上方；所述四个光纤镜头(706)
连接四台光谱仪(8)，每两台光谱仪(8)分置于所述固定支架(601)两侧的机架(1)上。6.如权利要求1所述的一种谷物内外品质在线检测分选机，其特征在于：所述外观品质检测机构由对射式机器视觉系统构成，包括光电箱、两台CCD相机(1303、1312)、四个灯条组件，背景板(1304、1308)和有机玻璃挡板，两台CCD相机(1303、1312)通过CCD相机安装架(1302、1311)分别固定在所述光电箱上下两端；两个灯条组件形成第一灯条组件组(1305)，另外两个灯条组件形成第二灯条组件组(1307)，灯条组件为外部品质检测图像采集过程提供稳定的光源；所述背景板(1304、1308)为白色且为相机提供基准信号，所述灯条组件和背景板(1304、1308)通过螺栓固定在安装支架上，所述安装支架焊接于所述光电箱上，所述光电箱上方的第二CCD相机(1312)视角中心线与光电箱下方第一背景板(1304)对应，光电箱下方的第一CCD相机(1303)视角中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，王伟，郭树丹，杨敏莉，杨英杰，赵泽群，鹿瑶，郭笑欢，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：