馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型是馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺，由檢測臺架、被動托輥、帶孔輸送帶、輸送帶托板、機器視覺透射圖像采集箱、透射光源箱、主動托輥、從動同步帶輪、同步帶、主動同步帶輪、步進電機、變頻器、控制開關、輸送帶張緊裝置、檢測臺架水平調(diào)節(jié)裝置等組成，通過透射機器視覺技術對馬鈴薯外部品質(zhì)和內(nèi)部品質(zhì)特征指標同時進行在線檢測與實時分析，采用帶孔輸送帶輸送馬鈴薯檢測樣品，可以準確、連續(xù)、在線的進行檢測，具有檢測樣品到位準確、檢測速度可調(diào)等特點，可以一次性獲得馬鈴薯內(nèi)外部特征指標的綜合檢測結(jié)果并完成品質(zhì)的分級，提高馬鈴薯品質(zhì)的檢測與分選效率，對促進我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義與良好應用前景。
【專利說明】馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于一種球形農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)無損檢測的圖像采集裝置，特別是一種馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺。
【背景技術】
[0002]中國是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國，但是馬鈴薯的深加工相對發(fā)達國家而言較為落后，產(chǎn)品附加值較低。造成該現(xiàn)象的主要原因是馬鈴薯的品質(zhì)檢測以及分級技術落后，現(xiàn)有的馬鈴薯品質(zhì)檢測絕大部分采用人工方式，無法保證檢測的準確性和連續(xù)性，而且檢測效率低、質(zhì)量差、勞動強度大，嚴重的制約了我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。將機器視覺技術和數(shù)字圖像處理技術引入到馬鈴薯的品質(zhì)檢測與分級中，可提高馬鈴薯品質(zhì)的檢測效率和檢測精度，排除人為主觀因素造成的誤差。而現(xiàn)有通過機器視覺技術來檢測馬鈴薯品質(zhì)的裝置中，主要采用反射機器視覺技術對馬鈴薯表面缺陷、形狀、大小等外部品質(zhì)特征指標進行在線檢測與實時分析，由于反射機器視覺技術只能采集馬鈴薯表面的品質(zhì)信息，不能有效的反映馬鈴薯內(nèi)部品質(zhì)信息，因此反射機器視覺技術對馬鈴薯內(nèi)外部品質(zhì)進行全面檢測時存在缺陷。透射機器視覺圖像由于光線透過了馬鈴薯的內(nèi)部，因此不僅能夠反映馬鈴薯內(nèi)部品質(zhì)信息，同時也能夠?qū)︸R鈴薯外部信息進行完整的反映。因此，發(fā)明一種馬鈴薯透射機器視覺圖像的實時在線采集裝置，對促進馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義與實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是設計一種馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺，可廣泛應用于一些球形農(nóng)產(chǎn)品透射圖像信息的在線采集，特別是馬鈴薯透射圖像的在線檢測與品質(zhì)分級。通過透射機器視覺圖像技術獲取馬鈴薯的內(nèi)外部視覺圖像，可以同步對馬鈴薯外部品質(zhì)、內(nèi)部品質(zhì)等特征指標進行在線檢測與實時分析，從而提高馬鈴薯內(nèi)外部品質(zhì)同時檢測的準確性與全面性。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺由檢測臺架、輸送帶張緊裝置、被動托輥、軸承座、軸承、被動軸、帶孔輸送帶、托板支架、托板、采集箱固定架、機器視覺透射圖像采集箱、透射光源箱、透射光源箱高度調(diào)節(jié)裝置、主動托棍、同步傳動帶、主動軸、從動同步帶輪、控制開關、電纜線、變頻器、檢測臺架水平調(diào)節(jié)裝置、主動同步帶輪、步進電機支座、步進電動機等組成。被動托棍安裝在被動軸上，被動軸的兩端安裝有軸承，軸承裝配在軸承座內(nèi)，軸承座固定在檢測臺架頂部的左端，輸送帶張緊裝置安裝在被動軸的左側(cè)；主動托輥安裝在主動軸上，主動軸的兩端安裝有軸承，軸承安裝在軸承座內(nèi)，軸承座固定在檢測臺架頂部的右端；機器視覺與圖像信號采集箱安裝在采集箱固定架上，采集箱固定架設置在檢測臺架頂部的中間；透射光源箱安裝在機器視覺與圖像信號采集箱的正下方，通過光源箱固定裝置安裝在檢測臺架上；帶孔輸送帶環(huán)繞在主動托輥和被動托輥上，帶孔輸送帶由機器視覺與圖像信號采集箱的下部穿過；托板通過托板支架安裝在檢測臺架上，用來支撐帶孔輸送帶保持水平傳動，且保證帶孔輸送帶載物的一面從機器視覺與圖像信號采集箱與透射光源箱中間通過；步進電動機和變頻器安裝在檢測臺架的下部，控制開關安裝在檢測臺架上部右邊位置，控制開關通過電纜線與變頻器和步進電動機相連；步進電動機安裝有主動同步帶輪，主動軸上安裝有從動同步帶輪，主動同步帶輪通過同步傳動帶與從動同步帶輪連接；檢測臺架水平調(diào)節(jié)裝置分別設置在檢測臺架四個立柱的底部。
[0005]透射光源箱由光源箱透光孔、光源箱箱體、齒鎢燈、齒鎢燈燈架等組成。光源箱透光孔在光源箱箱體的頂部中間位置，鹵鎢燈燈架安裝在光源箱箱體的內(nèi)部；6個鹵鎢燈均勻的環(huán)形分布在鹵鎢燈燈架周圍，I個鹵鎢燈安裝在鹵鎢燈燈架的中間位置。
[0006]機器視覺透射圖像采集箱由圖像傳感器、采集箱箱體、輸送帶通道、遮光布簾、位置傳感器、輸送帶通過窗口等組成。圖像傳感器安裝在采集箱箱體的頂部中間位置，采集箱箱體的兩側(cè)設置有輸送帶通過窗口，在輸送帶通過窗口上設置有遮光布簾，采集箱箱體底部中間設置有輸送帶通道，位置傳感器設置在采集箱箱體的底部輸送帶通道右邊。
[0007]帶孔輸送帶由黑色阻光輸送帶、輸送帶透光孔等組成，輸送帶透光孔均勻的環(huán)周分布在黑色阻光輸送帶的中間位置。
[0008]馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺工作時，變頻器在控制開關的調(diào)節(jié)下控制步進電動機轉(zhuǎn)動，步進電動機帶動主動同步帶輪轉(zhuǎn)動，主動同步帶輪通過同步帶帶動從動同步帶輪轉(zhuǎn)動，從動同步帶輪通過主動軸帶動主動托棍轉(zhuǎn)動，從而帶動環(huán)繞在主動托輥與從動托輥上的帶孔輸送帶轉(zhuǎn)動，放置在輸送帶透光孔上的馬鈴薯逐個通過機器視覺透射圖像采集箱。
[0009]被檢測的馬鈴薯從機器視覺透射圖像采集箱的輸送帶通過窗口進入遮光布簾，當馬鈴薯到達透射光源箱的光源箱透光孔上方時，透射光源箱中的齒鎢燈發(fā)出的光線透過光源箱透光孔照亮馬鈴薯，位置傳感器接受馬鈴薯到達的信息觸發(fā)圖像傳感器采集馬鈴薯透射圖像。
[0010]馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺采用步進電機來帶動，可以實現(xiàn)檢測速度可調(diào)和檢測節(jié)拍可調(diào)；采集樣品通過位置傳感器精確定位，通過透射光源箱直接照射馬鈴薯，實現(xiàn)馬鈴薯品質(zhì)的連續(xù)檢測；從而實現(xiàn)用一個圖像傳感器來同步完成對馬鈴薯內(nèi)部品質(zhì)特征和外部品質(zhì)特征信息實時在線的圖像采集。
[0011]本實用新型的馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺的優(yōu)點是:通過透射機器視覺技術與圖像處理技術，對馬鈴薯外部品質(zhì)和內(nèi)部品質(zhì)特征指標同時進行在線檢測與實時分析，可以一次性獲得馬鈴薯內(nèi)外部特征指標的綜合檢測結(jié)果并完成馬鈴薯品質(zhì)的分級，提高馬鈴薯品質(zhì)的檢測質(zhì)量與分選效率。透射光源箱內(nèi)的鹵鎢燈的布置有利于不同角度光線從光源箱透光孔中射出，可以穿透馬鈴薯以利于透射機器視覺圖像的采集。采用帶孔輸送帶輸送馬鈴薯檢測樣品，可以準確、連續(xù)、在線的進行檢測，具有檢測樣品到位準確、檢測速度可調(diào)等特點；且?guī)Э纵斔蛶Р捎煤谏韫獠牧显O計，可以保證透射光源箱從透光孔中發(fā)的光只能從輸送帶透光孔中透過。該裝置具有檢測精度高、速度快的特點，能廣泛應用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的實時在線檢測，對促進我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義與良好應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及附圖給出。
[0013]圖1是本實用新型的馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實用新型的透射光源箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本實用新型的機器視覺透射圖像采集箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本實用新型的帶孔輸送帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]下面結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4對本實用新型詳細說明。
[0018]圖中1、檢測臺架，2、輸送帶張緊裝置，3、被動托輥，4、軸承座，5、軸承，6、被動軸，
7、帶孔輸送帶，8、托板支架，9、托板，10、采集箱固定架，11、機器視覺透射圖像采集箱，12、透射光源箱，13、透射光源箱高度調(diào)節(jié)裝置，14、主動托輥，15、同步傳動帶，16、主動軸，17、從動同步帶輪，18、控制開關，19、電纜線，20、變頻器，21、檢測臺架水平調(diào)節(jié)裝置，22、主動同步帶輪，23、步進電機支座，24、步進電動機，25、光源箱透光孔，26、光源箱箱體，27、鹵鎢燈，28、鹵鎢燈燈架，29、圖像傳感器，30、采集箱箱體，31、輸送帶通道，32、遮光布簾，33、位置傳感器，34、輸送帶通過窗口，35、黑色阻光輸送帶，36、輸送帶透光孔。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示:被動托輥3安裝在被動軸6上，被動軸6的兩端安裝有軸承5，軸承5裝配在軸承座4內(nèi)，軸承座4固定在檢測臺架I頂部的左端，輸送帶張緊裝置2安裝在被動軸6的左側(cè)；主動托輥14安裝在主動軸16上，主動軸16的兩端安裝有軸承5，軸承5安裝在軸承座4內(nèi)，軸承座4固定在檢測臺架頂部的右端；機器視覺與圖像信號采集箱11安裝在采集箱固定架10上，采集箱固定架10設置在檢測臺架I頂部的中間；透射光源箱12安裝在機器視覺與圖像信號采集箱11的正下方，通過光源箱固定裝置10安裝在檢測臺架I上；帶孔輸送帶7環(huán)繞在主動托輥14和被動托輥3上，帶孔輸送帶7由機器視覺與圖像信號采集箱11的下部穿過；托板9通過托板支架8安裝在檢測臺架I上，用來支撐帶孔輸送帶7保持水平傳動，且保證帶孔輸送帶7載物的一面從機器視覺與圖像信號采集箱11與透射光源箱12中間通過；步進電動機24和變頻器20安裝在檢測臺架I的下部，控制開關18安裝在檢測臺架I上部右邊位置，控制開關18通過電纜線19與變頻器20和步進電動機24相連；步進電動機24安裝有主動同步帶輪22，主動軸16上安裝有從動同步帶輪17，主動同步帶輪22通過同步傳動帶15與從動同步帶輪17連接；檢測臺架水平調(diào)節(jié)裝置21分別設置在檢測臺架I四個立柱的底部。
[0020]如圖2所示:光源箱透光孔25在光源箱箱體26的頂部中間位置，鹵鎢燈燈架28安裝在光源箱箱體26的內(nèi)部6個鹵鎢燈27均勻的環(huán)形分布在鹵鎢燈燈架28周圍，I個鹵鎢燈27安裝在鹵鎢燈燈架28的中間位置。
[0021 ] 如圖3所示:圖像傳感器29安裝在采集箱箱體30的頂部中間位置，采集箱箱體30的兩側(cè)設置有輸送帶通過窗口 34，在輸送帶通過窗口 34上設置有遮光布簾32，采集箱箱體30底部中間設置有輸送帶通道31，位置傳感器33設置在采集箱箱體30的底部輸送帶通道31右邊。
[0022]如圖4所示:輸送帶透光孔36均勻的環(huán)周分布在黑色阻光輸送帶35的中間位置。
【權利要求】
1.馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺由檢測臺架、輸送帶張緊裝置、被動托輥、軸承座、軸承、被動軸、帶孔輸送帶、托板支架、托板、采集箱固定架、機器視覺透射圖像采集箱、透射光源箱、透射光源箱高度調(diào)節(jié)裝置、主動托輥、同步傳動帶、主動軸、從動同步帶輪、控制開關、電纜線、變頻器、檢測臺架水平調(diào)節(jié)裝置、主動同步帶輪、步進電機支座、步進電動機組成，被動托輥安裝在被動軸上，被動軸的兩端安裝有軸承，軸承裝配在軸承座內(nèi)，軸承座固定在檢測臺架頂部的左端，輸送帶張緊裝置安裝在被動軸的左側(cè)；主動托輥安裝在主動軸上，主動軸的兩端安裝有軸承，軸承安裝在軸承座內(nèi)，軸承座固定在檢測臺架頂部的右端；機器視覺與圖像信號采集箱安裝在采集箱固定架上，采集箱固定架設置在檢測臺架頂部的中間；透射光源箱安裝在機器視覺與圖像信號采集箱的正下方，通過光源箱固定裝置安裝在檢測臺架上；帶孔輸送帶環(huán)繞在主動托輥和被動托輥上，帶孔輸送帶由機器視覺與圖像信號采集箱的下部穿過；托板通過托板支架安裝在檢測臺架上，用來支撐帶孔輸送帶保持水平傳動，且保證帶孔輸送帶載物的一面從機器視覺與圖像信號采集箱與透射光源箱中間通過；步進電動機和變頻器安裝在檢測臺架的下部，控制開關安裝在檢測臺架上部右邊位置，控制開關通過電纜線與變頻器和步進電動機相連；步進電動機安裝有主動同步帶輪，主動軸上安裝有從動同步帶輪，主動同步帶輪通過同步傳動帶與從動同步帶輪連接；檢測臺架水平調(diào)節(jié)裝置分別設置在檢測臺架四個立柱的底部。
2.如權利要求1所說的馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺，其特征在于:透射光源箱由光源箱透光孔、光源箱箱體、齒鎢燈、齒鎢燈燈架組成，光源箱透光孔在光源箱箱體的頂部中間位置，鹵鎢燈燈架安裝在光源箱箱體的內(nèi)部；6個鹵鎢燈均勻的環(huán)形分布在鹵鎢燈燈架周圍，I個鹵鎢燈安裝在鹵鎢燈燈架的中間位置。
3.如權利要求1所說的馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺，其特征在于:機器視覺透射圖像采集箱由圖像傳感器、采集箱箱體、輸送帶通道、遮光布簾、位置傳感器、輸送帶通過窗口組成，圖像傳感器安裝在采集箱箱體的頂部中間位置，采集箱箱體的兩側(cè)設置有輸送帶通過窗口，在輸送帶通過窗口上設置有遮光布簾，采集箱箱體底部中間設置有輸送帶通道，位置傳感器設置在采集箱箱體的底部輸送帶通道右邊。
【文檔編號】G01N21/84GK203551473SQ201320694192
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】孔德國, 李小昱, 陶海龍, 王為, 黃濤, 孫金風 申請人:華中農(nóng)業(yè)大學