基于機(jī)器視覺的種子千粒重儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及種子自動計(jì)數(shù)、稱重技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種基于機(jī)器視覺的種子千粒重儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究和工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對少量的糧食、蔬菜、藥材等農(nóng)作物種子、顆粒物料的樣品進(jìn)行計(jì)數(shù)和考種工作，而精確的計(jì)數(shù)、稱重已及準(zhǔn)確的記錄種子信息是考種的關(guān)鍵。
[0003]千粒重是1000粒種子的重量，是農(nóng)業(yè)上考種的重要依據(jù)指標(biāo)，根據(jù)GB/T5519-2008谷物與豆類千粒重的測定要求，千粒重=(1000 x m0) /N, m。是試樣質(zhì)量，N是試樣的粒數(shù)。
[0004]目前，國內(nèi)外千粒重儀器設(shè)備種類較多，但其大多是基于光電計(jì)數(shù)原理，對種子的上料、下料要求很高，這也導(dǎo)致其計(jì)數(shù)的效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于機(jī)器視覺的種子千粒重儀。
[0006]本發(fā)明包括底板、送料機(jī)構(gòu)、無影光源機(jī)構(gòu)、(XD相機(jī)機(jī)構(gòu)、振動散料機(jī)構(gòu)、條碼打印機(jī)和無線發(fā)射模塊。
[0007]所述的送料機(jī)構(gòu)、無影光源機(jī)構(gòu)、CCD相機(jī)機(jī)構(gòu)、振動散料機(jī)構(gòu)、條碼打印機(jī)和無線發(fā)射模塊依次與所述的底板固連，所述的CCD相機(jī)機(jī)構(gòu)位于所述的無影光源機(jī)構(gòu)正上方，所述的無影光源機(jī)構(gòu)位于所述的振動散料機(jī)構(gòu)正上方，所述的送料機(jī)構(gòu)位于所述的振動散料機(jī)構(gòu)的側(cè)方。
[0008]所述的送料機(jī)構(gòu)由儲料漏斗、手動擋料板、連接塊、絲杠電機(jī)、軌道、滑軌座和下料槽組成。
[0009]所述的儲料漏斗上設(shè)置有槽，所述的儲料漏斗通過槽與所述的手動擋料板相配合，所述的儲料漏斗與所述的連接塊相連接，所述的連接塊與所述絲杠電機(jī)的絲杠和所述的軌道相連接，所述的滑軌座上對稱設(shè)置有滑塊，所述的軌道與所述的滑軌座上對稱設(shè)置的滑塊配合使用，所述的滑軌座上設(shè)置有U型通槽，所述的絲杠電機(jī)與所述滑軌座上設(shè)置的U型通槽相固連，所述的下料槽與所述儲料漏斗下端相連接。
[0010]所述的絲杠電機(jī)轉(zhuǎn)動，在絲杠的帶動下，所述的儲料漏斗將沿著所述的軌道前后直線運(yùn)動，用以運(yùn)送所述儲料漏斗中的物料，所述的手動擋料板用以控制下料物料的量。
[0011]所述的振動散料機(jī)構(gòu)由支撐桿、下料漏斗、支撐彈簧、擋板、盒體、鋸齒形底板、L型支撐板、圓柱形電磁鐵、圓柱形磁鐵座、振動電機(jī)、電機(jī)座、彈簧、電吸盤、連接桿、線性電機(jī)模塊和橫板組成。
[0012]所述的支撐桿通過螺栓與所述的底板相固連，所述的支撐桿上端設(shè)置有圓柱，所述的支撐彈簧下端與所述支撐桿上端設(shè)置的圓柱相配合，所述的L型支撐板通過螺栓與底板相連接，所述的圓柱形磁鐵座與L型支撐板固連，所述的圓柱形電磁鐵與所述的圓柱形磁鐵座相連接，所述的橫板上對稱設(shè)置有兩個(gè)圓柱，所述支撐彈簧下端與所述橫板上設(shè)置的圓柱相配合，所述的線性電機(jī)模塊與所述的底板相固連，所述的線性電機(jī)模塊上端與所述的橫板相固連，所述的橫板和擋板材料為鐵質(zhì)，所述的鋸齒形底座下端面對稱設(shè)置有四個(gè)圓柱，所述的支撐彈簧上端與所述的鋸齒形底座下端面對稱設(shè)置的圓柱相配合，所述的盒體與所述的鋸齒形底板上端面相固連。
[0013]所述的擋板兩端對稱設(shè)置有小圓柱，所述的盒體上設(shè)置有小圓孔，所述擋板的小圓柱與所述盒體上的小圓孔間隙配合，所述彈簧一端與所述擋板相固連，另一端與所述盒體下端面相固連，所述的電吸盤與所述盒體下端面相固連，所述的連接桿與所述的支撐桿相連接，所述的下料漏斗通過螺栓與所述的連接桿相固連。
[0014]所述的送料機(jī)構(gòu)將種子沿著下料槽投放到鋸齒形底板上，在所述振動電機(jī)的振動下，種子將沿著鋸齒形底板一列列排開，在振動電機(jī)振動散料的過程中圓柱形電磁鐵保持通電狀態(tài)吸附所述的橫板，電吸盤保持通電狀態(tài)吸附所述的擋板，振動散料和后續(xù)圖像采集結(jié)束后，圓柱形電磁鐵和電吸盤將斷電，擋板在彈簧的作用下打開，線性電機(jī)模塊帶動橫板豎直方向上移動，進(jìn)而使鋸齒形底板產(chǎn)生一個(gè)傾角，同時(shí)振動電機(jī)將輕微振動排料，使種子沿著下料漏斗下落到精密電子秤上的收集袋內(nèi)。
[0015]所述的無影光源機(jī)構(gòu)包括無影光源、光源固定架、緊固旋鈕、連接塊和高度調(diào)節(jié)旋鈕。
[0016]所述光源固定架的連桿上設(shè)置有通槽，所述的緊固旋鈕穿過所述光源固定架的連桿上的通槽與所述的無影光源相連接，所述的光源固定架與所述的連接塊固連，所述的連接塊上設(shè)置有通孔和螺紋孔，所述的連接塊上的通孔與滑桿間隙配合，所述的高度調(diào)節(jié)旋鈕與所述連接塊上設(shè)置的螺紋孔相配合。
[0017]所述的緊固旋鈕通過所述光源固定架連桿上的通槽調(diào)節(jié)所述無影光源水平方向上的位置，所述的高度調(diào)節(jié)旋鈕通過所述的連接塊進(jìn)而調(diào)節(jié)所述無影光源豎直方向上的位置。
[0018]所述的(XD相機(jī)機(jī)構(gòu)包括相機(jī)固定架、工業(yè)(XD相機(jī)、相機(jī)固定板、雙頭螺柱、滑桿、高度微調(diào)旋鈕、連接塊、空心圓柱和直齒條。
[0019]所述的工業(yè)CCD相機(jī)通過螺釘固定在所述的相機(jī)固定板上，所述的相機(jī)固定板與所述雙頭螺柱相連接，所述相機(jī)固定架的兩連桿上設(shè)置有通槽，所述的雙頭螺柱通過所述相機(jī)固定架連桿上設(shè)置的通槽與螺母相配合，所述的相機(jī)固定架與所述的直齒條固連，所述的連接塊上設(shè)置有通孔、燕尾槽和螺紋孔，所述的連接塊通過燕尾槽與所述的直齒條相配合，所述的空心圓柱與所述的底板相固連，所述的空心圓柱內(nèi)孔中設(shè)置有螺紋，所述的滑桿低端設(shè)置有螺紋，所述的空心圓柱與所述的滑桿通過螺紋相配合，所述的連接塊通過通孔與滑桿軸孔間隙配合，所述連接塊通過螺紋孔與高度調(diào)節(jié)旋鈕相配合，所述的高度微調(diào)旋鈕為雙旋鈕，所述的高度微調(diào)旋鈕的雙旋鈕間設(shè)置有連接柱，所述高度微調(diào)旋鈕間的連接柱上設(shè)置有齒，所述高度微調(diào)旋鈕通過齒與所述的直齒條相配合。
[0020]所述的相機(jī)固定板能夠通過所述的雙頭螺柱在所述相機(jī)固定架上通槽中移動，調(diào)節(jié)所述工業(yè)CCD相機(jī)所處的水平位置，所述的高度調(diào)節(jié)旋鈕對所述工業(yè)CCD相機(jī)的高度進(jìn)行粗略調(diào)整，所述的高度微調(diào)旋鈕通過連接柱上設(shè)置的齒對所述直齒條豎直方向進(jìn)行微小移動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對所述工業(yè)CCD相機(jī)高度的精確調(diào)整。
[0021]種子在鋸齒形底板一列列排開，工業(yè)(XD相機(jī)采集圖像，并經(jīng)過Matlab軟件調(diào)用圖像處理函數(shù)，得到種子的粒數(shù)N，在此過程中無影光源起補(bǔ)光作用。
[0022]所述的條碼打印機(jī)、無線發(fā)射模塊和精密電子秤與所述的底板1相固連；
種子從振動散料機(jī)構(gòu)下落到精密電子秤上的收集袋內(nèi)，精密電子秤稱出種子的質(zhì)量N
g，精密電子秤稱出種子質(zhì)量的信號經(jīng)單片機(jī)控制處理，調(diào)用公式千粒重=(1000 X m0)/N，在條碼打印機(jī)上打印出相應(yīng)的種子粒數(shù)、總質(zhì)量和千粒重，且將種子的粒數(shù)、質(zhì)量信息通過無線發(fā)射模塊發(fā)送到與PC機(jī)連接的接收端。
[0023]裝置開始工作后，絲杠電機(jī)帶動儲料漏斗移動，圓柱形電磁鐵通電吸附橫板，電吸盤通電吸附所述的擋板，儲料漏斗運(yùn)動到振動散料機(jī)構(gòu)上方后，打開手動擋料板使種子沿著下料槽落到鋸齒形底板上，保持一段時(shí)間后，絲杠電機(jī)帶動儲料漏斗回到原來位置，振動電機(jī)帶動鋸齒形底板振動散料，使得種子在鋸齒形底板一列列排開，振動電機(jī)停止振動；無影光源補(bǔ)光，工業(yè)CCD相機(jī)開始取像；圓柱形電磁鐵和電吸盤斷電，擋板在彈簧的作用下打開；線性電機(jī)模塊帶動橫板豎直方向上移動，進(jìn)而使得鋸齒形底板產(chǎn)生傾角，振動電機(jī)輕微振動幫助快速排料，種子沿著下料漏斗落入精密電子秤上的收集袋內(nèi)，精密電子秤的信號經(jīng)單片機(jī)控制處理，在條