一种基于深度学习网络鲜杏自动定向切分去核装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于深度学习网络鲜杏自动定向切分去核装置，属于去核设备领域，包括机架、驱动机构、自动上料机构、输送机构、自动定向机构、冲核切分机构、机罩和自动定向控制系统；其中自动定向机构包括CCD工业相机、LED光源、控制单元、步进电机、直齿轮和校位轮；CCD工业相机拍摄输送单元托盘里的鲜杏，通过控制单元上自动定向控制系统中轻量级鲜杏和果梗识别模型，识别鲜杏

【技术实现步骤摘要】
一种基于深度学习网络鲜杏自动定向切分去核装置


[0001]本专利技术涉及去核设备
，特别是涉及一种基于深度学习网络鲜杏自动定向切分去核装置。

技术介绍

[0002]鲜杏在新疆产量大、但成熟期短，属于呼吸跃变性果实，大量的鲜杏集中上市后不易贮存，所以鲜杏除鲜食外，多在产区去核加工成果干、果脯和罐头等产品流通于市场。目前对鲜杏去核，通常采用鲜杏去核切分机进行去核，如专利号为“202011083174.0”，专利名称为“一种全自动水果去核切分方法及设备”的专利技术专利又提出了一种连续式去核切分机包括机架、传送机构、送料机构、冲核切分机构、动力机构和出料装置。传送机构安装在机架上，由PLC控制步进电机（PLC控制脉冲信号来控制电机步距角）来带动去核切分托盘组成的传送带行进，物料由去核切分托盘承载传送至送料机构定位，冲核切分机构中冲杆及刀头在气缸的带动下往复运动，与传送带相互配合，实现对鲜杏的连续去核并切分。但上述专利在实际应用时发现，冲核切分机构的气缸与传送带的配合十分困难，往往出现刀具已经下来，而托盘却仍没有未到位的情况，导致杏难以准确切分，大批量的杏需要返工重切，费时费工。
[0003]为此专利号为“202220408797.9”，专利名称为“一种连续式水果去核切分装置”的专利技术专利又提出了一种连续式去核切分机包括机架、、输送机构、冲核切分机构和驱动机构；输送机构包括输送带、驱动轮，输送带包括若干并排设置的输送单元；冲核切分机构包括导向竖杆、滑动在导向竖杆上的刀具底座，刀具底座上设有冲核刀具；驱动机构包括间歇式凸轮分割器、曲柄连杆结构和驱动装置，间歇式凸轮分割器入力轴的输入端与驱动装置连接，输出端通过曲柄连杆结构与刀具底座连接，间歇式凸轮分割器的出力轴与驱动轮连接；间歇式凸轮分割器可将原动力转化成一个间歇式动力和一个持续性动力，持续性动力使曲柄连杆结构带动冲核刀具持上下往复运动，间歇式动力驱使输送带间歇式运动，以实现输送与去核精准配合。但上述专利在实际应用时发现，为了减少杏肉损失率，需要人工辅助把杏子姿态摆正，使果萼或果梗向上摆放，增加人工劳动力和加工成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种基于深度学习网络鲜杏自动定向切分去核装置，建立轻量级鲜杏和果梗识别网络。获取大量拍摄不同高度和角度下的鲜杏和果梗图像样本数据，根据YOLO v8网络要求制作数据集，以训练深度学习网络。通过目标识别模型得到鲜杏和果梗在图像中像素坐标；建立相关向量算法输出执行机构步进电机旋转角度，实现鲜杏果萼统一向上排列。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种基于深度学习网络鲜杏自动定向切分去核装置，包括机架、驱动机构、自动上料机构、输送机构、自动定向机构、冲核切分机构、机罩和自动定向控制系统八个部分，用于鲜杏的识别定向、姿态调整、切分
去核，其特征在于：输送机构与机架通过立式座轴承固接，自动定向机构与机架通过校位轮支架固接，冲核切分机构与机架通过导杆夹具固接，驱动机构、自动上料机构均与机架固接。
[0006]驱动机构包括异步电机、蜗轮减速器、间歇式凸轮分割器、曲柄连杆结构、直齿轮和斜齿轮，间歇式凸轮分割器入力轴的输入端与蜗轮减速器连接，输出端通过曲柄连杆结构与刀具底座连接，间歇式凸轮分割器的出力轴通过直齿轮和斜齿轮与驱动链轮连接；间歇式凸轮分割器可将原动力转化成一个间歇式动力和一个持续性动力，持续性动力使曲柄连杆结构带动冲核刀具持上下往复运动，间歇式动力驱使输送带间歇式运动，以实现输送与去核精准配合。
[0007]自动上料机构包括入料口、限料刷、杏肉出料口、收集装置和杏核出料传送带；以上装置均与机架固接，限料刷位于入料口区域内倾斜输送带上方，扰动托盘中多余鲜杏回到入料口；杏肉出料口与垂直输送带夹角35
°
并与其邻近，收集鲜杏冲核切分后的杏肉；杏核出料传送带位于冲核切分机构的下方，收集鲜杏杏核。
[0008]输送机构包括倾斜输送带、水平输送带、垂直输送带、驱动链轮、从动链轮、链条，立式座轴承、输送带包括若干并排设置的输送单元托盘；驱动链轮通过立式座轴承与机架固接，从动链轮通过链条与驱动链轮连接，一排4个输送单元托盘与链条固接；倾斜输送带与水平面夹角28
°
位于入料口区域，水平输送带位于校位轮上方，冲核刀具下方。
[0009]自动定向机构包括三个CCD工业相机、LED光源、控制单元、定向机罩和4组执行装置；其中执行装置包括：步进电机、直齿轮、校位轮支架和校位轮；其中步进电机、直齿轮和校位轮均与校位轮支架固接，校位轮支架通过直齿轮与步进电机连接，执行装置通过校位轮支架与机架固接；4组执行装置位于水平输送带第2、3、5、6排托盘下方（倾斜输送带相邻一排托盘设为第1排，每排有4个托盘），其中执行装置a和执行装置d排校位轮旋转方向平行与水平输送带行进方向，执行装置b和执行装置c校位轮旋转方向垂直与水平输送带行进方向；三个CCD工业相机位于水平输送带第1、4、7排托盘上方，三个CCD工业相机和LED光源与机罩顶端固接。
[0010]冲核切分机构包括冲核防护罩、两组导向竖杆、两组导杆夹具、滑动在导向竖杆上的刀具底座，刀具底座上设有4组冲核刀具；其中两组导向竖杆通过两组导杆夹具与机架固接，刀具底座通过曲柄连杆结构与间歇式凸轮分割器连接，4组冲核刀具位于水平输送带第12排托盘上方。
[0011]控制单元主要由边缘设备和单片机构成；自动定向控制系统部署在控制单元中，主要包括：读取模块、识别模块、计算模块和输出模块。其中读取模块根据水平输送带间歇式运动停滞时间给CCD工业相机发送拍照指令，并把照片经过低光照图像增强处理后传输到识别模块；识别模块主要由轻量级鲜杏和果梗识别模型，准确识别图像中鲜杏和果梗，并把图像中的目标框精准贴合每一个识别目标，并提取目标框的标签和坐标信息传输到计算模块；计算模块通过目标框的坐标信息计算鲜杏和果梗的质心坐标并求得其鲜杏
‑
果梗轴向量坐标，通过傅里叶变换计算出相应转动步数并传输给输出模块；输出模块向控制单元中单片机发送串口信号，并且当光电红外传感器检测到下一个托盘移动停滞的间隙时，单片机向步进电机发送脉冲信号，步进电机转动，带动鲜杏姿态调整。
[0012]第一个CCD工业相机a拍摄位于水平输送带第1排托盘里的4个鲜杏，通过控制单元
上自动定向控制系统的轻量级鲜杏和果梗识别模型，识别4个鲜杏
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果梗轴向量坐标，计算相应转动步数并输出电信号给位于执行装置a和执行装置b的步进电机，步进电机通过直齿轮与校位轮连接，在水平输送带间歇式运动停滞期间，校位轮带动鲜杏在输送单元托盘中旋转相应角度，以实现鲜杏个体姿态调整，果梗统一向上排列。第二个CCD工业相机b拍摄位于水平输送带第4排托盘里的4个鲜杏，通过控制单元中自动定向控制系统上轻量级鲜杏和果梗识别模型，识别4个鲜杏
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果梗轴向量坐标，判断果梗是否统一向上排列并做记录，若否定则继续计算相应转动步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于深度学习网络鲜杏自动定向切分去核装置，包括机架（1）、驱动机构（2）、自动上料机构（3）、输送机构（4）、自动定向机构（5）、冲核切分机构（6）、机罩（7）和自动定向控制系统（8）八个部分，用于鲜杏的识别定向、姿态调整、切分去核，其特征在于：输送机构（4）与机架（1）通过立式座轴承（405）固接，自动定向机构（5）与机架（1）通过校位轮支架（506）固接，冲核切分机构（6）与机架（1）通过导杆夹具（604）固接，驱动机构（2）、自动上料机构（3）均与机架（1）固接；驱动机构（2）包括异步电机（201）、蜗轮减速器（202）、间歇式凸轮分割器（203）、曲柄连杆结构（204）、联轴器（209）、直齿轮（205）和斜齿轮（206）；曲柄连杆结构（204）包括曲柄（207）和连杆（208）；间歇式凸轮分割器（203）入力轴的输入端与蜗轮减速器（202）连接，输出端通过曲柄连杆结构（204）与刀具底座（602）连接，间歇式凸轮分割器（203）的出力轴通过直齿轮（205）和斜齿轮（206）与驱动链轮（402）连接；间歇式凸轮分割器（203）可将原动力转化成一个间歇式动力和一个持续性动力，持续性动力使曲柄连杆结构（204）带动冲核刀具（603）持上下往复运动，间歇式动力驱使输送带（401）间歇式运动，以实现输送与去核精准配合；自动上料机构（3）包括入料口（301）、限料刷（302）、杏肉出料口（303）、收集装置（304）和杏核出料传送带（305）；以上装置均与机架（1）固接，限料刷（302）位于入料口（301）区域内倾斜输送带（401）上方，扰动未在托盘（406）中多余鲜杏回到入料口；杏肉出料口（303）与垂直输送带（408）夹角35
°
并与其邻近，收集鲜杏冲核切分后的杏肉；杏核出料传送带（305）位于冲核切分机构（6）的下方，收集鲜杏杏核；输送机构（4）包括倾斜输送带（401）、水平输送带（407）、垂直输送带（408）、驱动链轮（402）、从动链轮（403）、链条（404），立式座轴承（405）、输送带包括若干并排设置的输送单元托盘（406）；驱动链轮（402）通过立式座轴承（405）与机架（1）固接，从动链轮（403）通过链条（404）与驱动链轮（402）连接，一排4个输送单元托盘（406）与链条（404）固接；倾斜输送带（401）与水平面夹角28
°
位于入料口区域，水平输送带（407）位于校位轮（507）上方，冲核刀具（603）下方；自动定向机构（5）包括三个CCD工业相机（501）、LED光源（502）、控制单元（503）、定向机罩（509）和4组执行装置（508）；其中执行装置（508）包括：步进电机（504）、直齿轮（505）、校位轮支架（506）和校位轮（507）；其中步进电机（504）、直齿轮（505）和校位轮（507）均与校位轮支架（506）固接，校位轮支架（506）通过直齿轮（505）与步进电机（504）连接，执行装置（508）通过校位轮支架（506）与机架（1）固接；倾斜输送带（401）相邻一排托盘（406）设为第1排，每排有4个托盘（406），4组执行装置（508）位于水平输送带（407）第2、3、5、6排托盘（406）下方，其中执行装置（508a）和执行装置（508d）校位轮（507...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛吾兰，傅隆生，杨莉玲，李瑞，祝兆帅，高常青，买合木江，
申请(专利权)人：新疆农业科学院农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：