一种基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置，属于农产品加工自动化技术领域；所述机架对应设置有用于输送甘蔗的上料机构，机架上安装有连接驱动机构的夹持机构，机架侧面安装有对应被夹持甘蔗的图像识别机构，机架沿图像识别机构侧面安装有切割机构，上料机构、图像识别机构、夹持机构、驱动机构、切割机构均连接工控机进行控制;本发明专利技术通过自动化机构对甘蔗运转至图像识别机构位置进行实时识别检测甘蔗种芽，并同时处理图像信息，全方位检测甘蔗种芽，解决漏检、错检等问题，之后联合工控机使甘蔗种芽精准移动到切割位置，使得切出的甘蔗种芽段大小相同，便于储存、生产与运输，能更高效且精准地完成甘蔗的取芽。能更高效且精准地完成甘蔗的取芽。能更高效且精准地完成甘蔗的取芽。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置


[0001]本专利技术涉及一种基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置，属于农产品加工自动化


技术介绍

[0002]甘蔗是全球第一大糖料作物和第二大生物能源作物。目前，中国是世界第三大甘蔗生产国，甘蔗糖产量占国内食糖总产量的90%左右，但国内的食糖产量只能满足70%的需求，仍有30%依赖于进口。保证国内食糖生产自给自足一直是我国甘蔗生产的主要目标。中国作为世界上最大的食糖生产和消费国之一，面临着较大的供需压力，但国内制糖产业的机械化程度较低，大多依靠半人工半自动化的生产方法。
[0003]甘蔗的传统种植方法是将整根甘蔗切若干段，将包含3到4个甘蔗种芽节的整段甘蔗全部种入土中。这种种植方法对种子需求量大，种植区域挖掘所需的工作量大，同时因为将整段甘蔗作为种子，其中连带了大量不需要的甘蔗杆茎部分，造成了浪费；甘蔗中甘蔗芽的重量约占1/4，甘蔗杆茎则约占3/4，传统种植方式大量增加了甘蔗种芽的运输成本，从而增加了整体的种植成本；将甘蔗种芽子与甘蔗茎分离后，可将甘蔗种芽单独运输用于耕种，而甘蔗茎部分则用于榨糖，大大减少了运输成本与种植农户的工作量，提高了甘蔗的经济效益；同时传统的取芽方法效率低、人工成本高、工作量大、取芽精度低且操作危险性高，因此研究甘蔗种芽与甘蔗茎的自动切割与分取技术具有重要的意义。
[0004]目前甘蔗取芽过程通常需要工人手持甘蔗，人为的将甘蔗种芽部分放入刀口，切刀进给切取种芽，再手动将第二个甘蔗种芽部分放入刀口位置，如此往复；这种取芽方式精度低、效率低、人工成本高、劳动强度大、易发生危险；因其基本靠人工的方法完成取芽作业，难以形成流水线与产业链，导致甘蔗种植与加工难以形成完整的产业链。

技术实现思路

[0005]为了克服
技术介绍
中存在的问题，本专利技术通过自动化机构对甘蔗运转至图像识别机构位置进行实时识别检测甘蔗种芽，并同时处理图像信息，全方位检测甘蔗种芽，解决漏检、错检等问题，之后联合工控机使甘蔗种芽精准移动到切割位置，使得切出的甘蔗种芽段大小相同，便于储存、生产与运输，能更高效且精准地完成甘蔗的取芽。
[0006]所述基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置包括上料机构、图像识别机构、夹持机构、驱动机构、切割机构、机架，所述机架对应设置有用于输送甘蔗的上料机构，机架上安装有连接驱动机构的夹持机构，夹持机构用于将甘蔗输送至指定位置后对其进行抓取，并通过驱动机构带动夹持机构夹持甘蔗进行移动，机架侧面安装有对应被夹持甘蔗的图像识别机构，通过将甘蔗对应图像识别机构识别检测甘蔗种芽，驱动机构驱动夹持机构带动甘蔗的不同部位对应图像识别机构以便进行识别检测，机架沿图像识别机构侧面安装有切割机构，切割机构用于在图像识别机构识别检测甘蔗种芽后，对甘蔗进行切割分离，上料机构、图像识别机构、夹持机构、驱动机构、切割机构均连接工控机进行控制。
[0007]优选地，所述上料机构包括传送带输送机、光电传感器、隔板，所述传送带输送机对应夹持机构设置于机架前侧，传送带输送机的传送带上沿一定间距横向均布隔板，隔板在传送过程中对甘蔗进行限位，传送带输送机的机架上还安装有用于检测甘蔗到位的光电传感器。
[0008]优选地，所述驱动机构包括滑轨、带传送机构、输送电机，滑座，所述滑轨水平安装于机架，滑轨上滑动连接有用于安装夹持机构的滑座，滑轨内部安装连接输送电机的带传送机构，且带传送机构的传动带与滑座固定连接，通过传动带移动带动滑座沿滑轨水平运动。
[0009]优选地，所述夹持机构为夹爪气缸。
[0010]优选地，所述图像识别机构包括相机机架、CCD相机、环型光源，所述相机机架安装于机架上，相机机架内侧设置有环型光源，相机机架上至少安装有一组用于对甘蔗进行拍照识别的CCD相机。
[0011]优选地，所述切割机构包括气缸、切刀、槽刀，所述机架上安装有气缸，气缸上连接有用于分切甘蔗的切刀，机架上沿切刀相对位置安装有槽刀。
[0012]优选地，所述切刀和刀座均为附带两个分切位的U形结构，可沿甘蔗种芽左右两侧位置进行分切，切取甘蔗种芽部分。
[0013]优选地，所述刀座沿内侧对称设置有用于将甘蔗抵靠至分切点的挡料杆，两挡料杆之间形成有避免接触到甘蔗芽的间隙。
[0014]优选地，所述刀座底部设置有用于收集甘蔗种芽部分的种芽储料箱，种芽储料箱沿分切对应位置设置有用于收集甘蔗茎秆的茎秆储料箱，和接收甘蔗余料的余料储存箱。
[0015]优选地，所述刀座底部还设置有对接至种芽储料箱的导轨，导轨用于承接经分切后的甘蔗种芽滚入种芽储料箱。
[0016]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过自动化机构对甘蔗运转至图像识别机构位置进行实时识别检测甘蔗种芽，并同时处理图像信息，全方位检测甘蔗种芽，解决漏检、错检等问题，之后联合工控机使甘蔗种芽精准移动到切割位置，使得切出的甘蔗种芽段大小相同，便于储存、生产与运输，能更高效且精准地完成甘蔗的取芽。
附图说明
[0017]图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术上料结构示意图；图3为本专利技术图像识别机构结构示意图；图4为本专利技术夹持机构结构与传输机构示意图；图5为本专利技术切割机构示意图；图6为本专利技术导轨位置结构示意图。
[0018]附图中标号为：1
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上料机构、101
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传送带、102
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隔板、103
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光电传感器、104
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传送带电机轴、105
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传送带机架、2
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图像识别机构、201
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相机机架、202
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固定连接件、203
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CCD相机、204
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环型光源、3
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夹持机构、301
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滑座、302
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下夹爪、303
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上夹爪、4
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驱动机构、401
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滑轨、402
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传动带、403
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输送电机、5
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切割机构、501
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气缸、502
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气缸导杆、503
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切刀连接件、504
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切刀、505
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挡料杆、506
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槽刀、507
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槽刀连接件、508
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刀座、6
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种芽储料箱、7
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茎秆储料箱、8
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机架、9
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余料储存箱、10
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气压机、11
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工控机、12
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导轨。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
[0020]如图1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置，其特征在于：所述基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置包括上料机构（1）、图像识别机构（2）、夹持机构（3）、驱动机构（4）、切割机构（5）、机架（8），所述机架（8）对应设置有用于输送甘蔗的上料机构（1），机架（8）上安装有连接驱动机构（4）的夹持机构（3），夹持机构（3）用于将甘蔗输送至指定位置后对其进行抓取，并通过驱动机构（4）带动夹持机构（3）夹持甘蔗进行移动，机架（8）侧面安装有对应被夹持甘蔗的图像识别机构（2），通过将甘蔗对应图像识别机构（2）识别检测甘蔗种芽，驱动机构（4）驱动夹持机构（3）带动甘蔗的不同部位对应图像识别机构（2）以便进行识别检测，机架（8）沿图像识别机构（2）侧面安装有切割机构（5），切割机构（5）用于在图像识别机构（2）识别检测甘蔗种芽后，对甘蔗进行切割分离，上料机构（1）、图像识别机构（2）、夹持机构（3）、驱动机构（4）、切割机构（5）均连接工控机（11）进行控制。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置，其特征在于：所述上料机构（1）包括传送带输送机（101）、光电传感器、隔板（102），所述传送带输送机（101）对应夹持机构（3）设置于机架（8）前侧，传送带输送机（101）的传送带上沿一定间距横向均布隔板（102），隔板（102）在传送过程中对甘蔗进行限位，传送带输送机（101）的机架（8）上还安装有用于检测甘蔗到位的光电传感器。3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的甘蔗全方位检测取芽装置，其特征在于：所述驱动机构（4）包括滑轨（401）、带传送机构、输送电机（403），滑座（301），所述滑轨（401）水平安装于机架（8），滑轨（401）上滑动连接有用于安装夹持机构（3）的滑座（301），滑轨（401）内部安装连接输送电机（403）的带传送机构，且带传送机构的传动带（402）与滑座（301）固定连接，通过传动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张付杰，贾小毅，李小青，张虹，樊仙，张顺生，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：