一种果类分筛装置及方法

技术领域

本发明涉及一种果类分筛装置及方法，属于自动化加工生产领域。

背景技术

目前不少企业对果类的原料，譬如果球形的坚果类型、红枣等进行烘焙等深加工，然后包装进行销售。在进行深加工加工之前需要进行分筛不同质量状态的果体。

目前的分筛装置都是只能对果体的一个特征进行筛选，譬如，以开心果为原料果为例，开心果在质量上需要选出开口果或闭口果时，还要选出异形果、皮果、黄果等。再以夏威夷果为例，就需要选出裂果、虫果等。目前市场上的设备无法单一设备可以对多个特征就行筛选。

如果用人工的手段对果类进行筛选，一般都是把利用输送带缓慢输送原料，人工进行挑选。但是果子可能是某一个面出现问题，如果这个面朝下或者不方便观察，会影响挑选。另外需要对原料进行多种分类，如果人工选择，比较难对对应质量状态挑选出来的果子进行处理。

发明内容

本发明提供一种果类分筛装置及方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明的技术方案为一种果类分筛装置，其包括：振动机构，所述振动机构包括进料端、设置在所述进料端下方的网格振盘组件及设置在所述网格振盘组件相邻的第一输送带，所述第一输送带的末端设有多个并列设置的分料道，选果机构，所述选果机构包括多条并列设置的滚轮输送组件及设置在所述滚轮输送组件下方的第二输送带，所述滚轮输送组件包括安装框及多个滚轮，所述安装框至少一侧安装有多个相邻设置的用于带动果体翻转或承托果体的滚轮，所述安装框内设有传动组件通过电机驱动滚轮，以允许各个滚轮在安装框侧的侧部绕自转，所述第二输送带的侧部还设有多个分别对应所述安装框下方的成品出料通道，视觉筛选机构，所述视觉筛选机构包括控制模块、图像拍摄部件及多个吹气部件，所述控制模块分别与图像拍摄部件及多个吹气部件电性连接，其中，所述分料道的出口与安装框的输入端滚轮对应设置，所述第二输送带的输出端与进料端对应设置，并且其中，所述图像拍摄部件设置在安装框对应的上方，以允许拍摄部件获取多个滚轮上的果体图像信息，多个所述吹起部件对应设置在滚轮的上方，以允许吹起部件吹落滚轮上的果体到对应的所述成品出料通道上。

进一步，所述网格振盘组件包括第一网格振盘及对应所述第一网格振盘下方设置的第二网格振盘，所述第一网格振盘的网格孔径大于第二网格振盘的网格孔径，所述第一输送带倾斜向上设置在第二网格振盘及分料道的入口之间，所述第一输送带的输入端及输出端分别与第二网格振盘的末端及分料道的入口对应设置，所述第一输送带的表面间隔设置多个挡板，所述振动机构还包括第一暂存仓，所述第一暂存仓位于第二网格振盘的下方。

进一步，所述滚轮输送组件还包括凸出部，所述凸出部位于滚轮的上方，所述凸出部的一端到另一端从安装框的侧部逐渐伸出，所述凸出部的外缘不超过滚轮的表面尺寸的一半，以允许果体在通过凸出部后，单一果体停留在相邻的滚轮之间。

进一步，多条并列的所述第二输送带与多条并列的滚轮输送组件互相垂直设置，还包括第三输送带，所述第三输送带设置在振动机构及选果机构的侧部，其中，所述第二输送带的输出端位于第三输送带的下方，所述第三输送带的末端下方设有第二暂存仓，所述第三暂存仓上方设有第四输送带连接进料端。

进一步，所述滚轮输送组件还包括导向板及限位块，其中，所述导向板的倾斜设置在分料道的下方及安装框的输入端部分的滚轮上方，所述安装框的输入端部分的滚轮上方两侧布设一对限位块，使从分料道下落的果体通过导向板或限位块的导向到安装框侧部的滚轮上。

进一步，所述滚轮的中部的外径尺寸到边缘逐渐变大，所述滚轮的表面为粗糙面，使果体暂存在相邻的滚轮中部的凹槽上。

进一步，所述视觉筛选机构位于所述选果机构的后部分的上方，每个所述安装框的上方对应设置图像拍摄部件及一对吹气部件，所述吹气部件的吹气口倾斜朝向对应的滚轮上方，使果体从相邻的滚轮中部的凹槽脱离，跌落到对应的出料通道上。

一种果类分筛方法，所述方法的实施如所述的果类分筛装置，其特征在于,包括以下步骤，

S100、将要进行筛选作业的原料果体放置在进料端，果体通过网格振盘组件筛选出出合格尺寸的果体落到第一输送带上，所述第一输送带末端的果体通过分料道再下落到安装框两侧的滚轮上；

S200、一个或多个的果体在滚轮输送组件始端的自转的滚轮带动果体翻转，使一个或多个果体暂存在每个相邻的滚轮中部的凹槽上，当同一凹槽的多个果体到达限位块时，一个果体被滚轮翻转经过限位块，剩下的果体被限位块导向下落到第二输送带,所述限位块后的相邻滚轮之间不超过一个果体；

S300、控制模块内构建好分成N类果体品质的多张果体样例图像的参照图像数据库，然后根据分成的N类果体品质对应得到分配筛选分类后的果体下落的N条出料通道，位于限位块后上方的图像拍摄部件获取滚轮之间每个果体的翻转多个面的多张实时图像，同时标记该果体的位置标签，所述实时图像传送到控制模块，然后与参照图像数据库的果体样例图像对比，定义实时图像所属的果体品质类型，得到每个果体的品质筛选标签；

S400、每个出料通道标记给出输出果体的位置标签，结合控制模块根据已经标记的位置标签，得到品质筛选标签的果体在滚轮上到达对应输出的出料通道上方的位置标签，控制模块输送控制信息给吹气部件，吹起部件吹落滚轮上的果体到对应的成品出料通道上，完成果类的分筛。

进一步，所述步骤S100还包括：将原料果体通过第一网格振盘的网格后，通过振动把灰尘类的杂质去除，果体再穿过第一网格振盘后落到第二网格振盘，其中，果体中的尺寸小于第二网格振盘的网格尺寸，果体下落到第一暂存仓除去。

进一步，所述步骤S300还包括：根据分成的N类果体品质进行优先级排序，当实时图像的果体品质符合一种以上的品质类型时，根据果体品质的优先级被优先划分在优先级较高的果体品质中。

本发明的有益效果为：

1、上述的振动机构配合选果机构，首先初步筛选果体，使大量的果体能够通过滚轮输送组件，单一铺在滚轮之间，然后再通过视觉筛选机构对果体进行质量分类，然后吹落不同质量的果体到对应的出料通道上，完成果类的分筛，上述的装置进一步提高果体质量筛选的自动化程度。

2、上述的果类分筛装置能够针对多种类果体进行分筛作业，不同类型、不同尺寸的果体能够在滚轮之间被翻滚铺开进行图像取样，还可以通过更换不同尺寸的滚轮适应对同尺寸的果体进行翻滚作业，完成果类分筛的作业。

3、上述的果类分筛方法，能够针对多种类的果体进行图像分筛作业，该方法有效提高分筛作业的效率。

附图说明

图1是根据本发明实施例的果类分筛装置的总体示意图。

图2是根据本发明实施例的果类分筛装置的细节示意图。

图3是根据本发明实施例的第一网格振盘的细节示意图。

图4是根据本发明实施例的第二网格振盘的细节示意图。

图5是根据本发明实施例的选果机构的俯视图。

图6是根据本发明实施例的果体平铺在滚轮上的示意图。

图7是根据本发明实施例的各个输送带及成品出料通道分布位置装配的示意图。

图8是根据本发明实施例的安装框内部传动的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、顶、底等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。

参照图1至,8，在一些实施例中，本发明公开了一种果类分筛装置，包括：

参照图1至2的振动机构100。具体地，参照图2，所述振动机构100包括进料端110、设置在所述进料端110下方的网格振盘组件120及设置在所述网格振盘组件120相邻的第一输送带130。参照图2结合图5，所述第一输送带130的末端设有多个并列设置的分料道140。操作人员把要删选作业的原料果譬如类球形的坚果倾倒在进料端110，坚果经过网格振盘组件120的初步删选后，把坚果的一些灰尘或者一些大型的杂物留在网格振盘上，然后第一输送带130把坚果输送到分料道140。

参照图2结合图5的选果机构200。所述选果机构200包括多条并列设置的滚轮输送组件210及设置在所述滚轮输送组件210下方的第二输送带220。参照图2结合图5至6的所述滚轮输送组件210，包括安装框211及多个滚轮212。所述安装框211至少一侧安装有多个相邻设置的用于带动果体翻转或承托果体的滚轮212，图5至图6所示，安装框211的两侧安装有多个相邻设置的滚轮，使相邻的滚轮之间对坚果的翻滚作业更加高效。所述安装框211内设有传动组件通过电机驱动滚轮212，以允许各个滚轮212在安装框211侧的侧部绕自转。具体的实施例，参照图8，滚轮212的中部连接的中轴440插入安装框安装，安装框211内的中轴440安装有多个传动链轮410，传动链条420作为传动组件，传动链条420分别与多个传动链轮410啮合连接，再通过末端的电机430进行带动，这个方案是其中一种可以驱动同一列的滚轮212进行自转的方案。所述第二输送带220的侧部还设有多个分别对应所述安装框211下方的成品出料通道230。

参照图1，所述分料道140的出口与安装框211的输入端滚轮212对应设置，所述第二输送带220的输出端与进料端110对应设置。上述的坚果通过分料道140分别下落到滚轮输送组件210始端的滚轮212上，随着各个滚轮212的自转，带动坚果翻滚，使坚果遍布在同一列滚轮212之间，然后在视觉筛选机构下待进行实时图像取样。

参照图1结合图2的视觉筛选机构300，所述视觉筛选机构300包括控制模块310、图像拍摄部件320及多个吹气部件330。所述控制模块310分别与图像拍摄部件320及多个吹气部件330电性连接。所述图像拍摄部件320设置在安装框211对应的上方，以允许拍摄部件获取多个滚轮212上的果体图像信息。图像拍摄部件320对其下方的滚轮212之间的坚果进行实时图像取样，由于坚果还不断在滚轮212上进行翻滚，图像拍摄部件320可以对多个面的坚果进行实时图像取样。

参照图2，多个所述吹起部件对应设置在滚轮212的上方，以允许吹起部件吹落滚轮212上的果体到对应的所述成品出料通道230上。实时图像传送到控制模块310，然后与参照图像数据库的果体样例图像对比，定义实时图像所属的果体品质类型，得到每个果体的品质筛选标签，得到品质筛选标签的果体在滚轮212上到达对应输出的出料通道上方的位置标签，控制模块310输送控制信息给吹气部件330，吹起部件吹落滚轮212上的果体到对应的成品出料通道230上，完成果类的分筛。

上述的振动机构配合选果机构，首先初步筛选果体，使大量的果体能够通过滚轮输送组件，单一铺在滚轮之间，然后再通过视觉筛选机构对果体进行质量分类，然后吹落不同质量的果体到对应的出料通道上，完成果类的分筛，上述的装置进一步提高果体质量筛选的自动化程度。

此外，上述的果类分筛装置能够针对多种类果体进行分筛作业，不同类型、不同尺寸的果体能够在滚轮之间被翻滚铺开进行图像取样，还可以通过更换不同尺寸的滚轮适应对同尺寸的果体进行翻滚作业，完成果类分筛的作业。

参照图3，所述网格振盘组件120包括第一网格振盘121及对应所述第一网格振盘121下方设置的第二网格振盘122，所述第一网格振盘121的网格孔径大于第二网格振盘122的网格孔径。该处的第一网格振盘及第二网格振盘分别可以在分筛装置中进行更换，适应不用尺寸的坚果等果体的分筛作业。

参照图2，所述第一输送带130倾斜向上设置在第二网格振盘122及分料道140的入口之间，所述第一输送带130的输入端及输出端分别与第二网格振盘122的末端及分料道140的入口对应设置。所述第一输送带130的表面间隔设置多个挡板131。果体通过第一输送带130的挡板131抬升到高处时，再通过出料通道230通过一定的时间差和高度差下落到滚轮输送组件的始端，使始端的果体能够分散部分果体进行翻滚作业，分料道及下面的落差使果体可以逐一散落到滚轮输送组件上。

参照图2，所述振动机构100还包括第一暂存仓150，所述第一暂存仓150位于第二网格振盘122的下方，果体尺寸小于第二网格振盘122网格的果体被筛落到第一暂存仓150上，筛选掉体型过小的果体。

参照图2结合图5，所述滚轮输送组件210还包括凸出部213。所述凸出部213位于滚轮212的上方，所述凸出部213的一端到另一端从安装框211的侧部逐渐伸出，所述凸出部213的外缘不超过滚轮212的表面尺寸的一半，以允许果体在通过凸出部213后，单一果体停留在相邻的滚轮212之间。参照图6，凸出部213配合不断自转的多个滚轮212，使多个果体1000经过凸出部213后不多余一个果体停留在相邻的滚轮212之间.

参照图2结合图7，多条并列的所述第二输送带220与多条并列的滚轮输送组件210互相垂直设置。还包括第三输送带240，所述第三输送带240设置在振动机构100及选果机构200的侧部。第二输送带220收集经过凸出部213后跌下来的多余果体，或果体在滚轮滚动时跌下第二输送带220被收集。所述第二输送带220的输出端位于第三输送带240的下方，所述第三输送带240的末端下方设有第二暂存仓250，所述第三暂存仓250上方设有第四输送带260连接进料端110。被收集的果体通过第二输送带240送回到第二暂存仓250，再通过第四输送带260再送到进料端110再次开始分筛作业。

参照图2结合图5所示，所述滚轮输送组件210还包括导向板214及限位块215。

所述导向板214的倾斜设置在分料道140的下方及安装框211的输入端部分的滚轮212上方，所述安装框211的输入端部分的滚轮212上方两侧布设一对限位块215，使从分料道140下落的果体通过导向板214或限位块215的导向到安装框211侧部的滚轮212上。使果体通过导向板214及限位块215的配合顺利下落到滚轮上。

参照图6，所述滚轮212的中部的外径尺寸到边缘逐渐变大，所述滚轮212的表面为粗糙面，使果体暂存在相邻的滚轮212中部的凹槽上。这样的形状的滚轮使果体能够适应滚轮之间的形状而暂存在凹槽上，同时粗糙的表面能够使滚轮被更大的摩擦力带动翻滚，便于多个面被收集拍摄图像。

参照图2，所述视觉筛选机构300位于所述选果机构200的后部分的上方，每个所述安装框211的上方对应设置图像拍摄部件320及一对吹气部件330，所述吹气部件330的吹气口倾斜朝向对应的滚轮212上方，使果体从相邻的滚轮212中部的凹槽脱离，跌落到对应的出料通道上。在不同的位置设置多台图像拍摄部件320，使每条滚轮线上对应有图像取样，更加高效进行图像取样。

参照图1至图8，本发明还公开了一种果类分筛方法，所述方法的实施如上述的果类分筛装置，包括以下步骤，

S100、将要进行筛选作业的原料果体放置在进料端110，果体通过网格振盘组件120筛选出出合格尺寸的果体落到第一输送带130上，所述第一输送带130末端的果体通过分料道140再下落到安装框211两侧的滚轮212上。

S200、一个或多个的果体在滚轮输送组件210始端的自转的滚轮212带动果体翻转，使一个或多个果体暂存在每个相邻的滚轮212中部的凹槽上，当同一凹槽的多个果体到达限位块215时，一个果体被滚轮212翻转经过限位块215，剩下的果体被限位块215导向下落到第二输送带220,所述限位块215后的相邻滚轮212之间不超过一个果体。

S300、控制模块310内构建好分成N类果体品质的多张果体样例图像的参照图像数据库，然后根据分成的N类果体品质对应得到分配筛选分类后的果体下落的N条出料通道，位于限位块215后上方的图像拍摄部件320获取滚轮212之间每个果体的翻转多个面的多张实时图像，同时标记该果体的位置标签，所述实时图像传送到控制模块310，然后与参照图像数据库的果体样例图像对比，定义实时图像所属的果体品质类型，得到每个果体的品质筛选标签。该处以分筛开心果为例，控制模块首先建好开心果八个果体品质的类别，分别是皮果、黄果、异形果、开口不合格的果、空壳果、肉果、闭口果及合格果。参照图像数据库中已经存放上面八类品质开心果的图片，具体还可以是多个面对应品质的参照图像数据。

S400、每个出料通道标记给出输出果体的位置标签，结合控制模块310根据已经标记的位置标签，得到品质筛选标签的果体在滚轮212上到达对应输出的出料通道上方的位置标签，控制模块310输送控制信息给吹气部件330，吹起部件吹落滚轮212上的果体到对应的成品出料通道230上，完成果类的分筛。

对应上述的开心果参照图像数据库而言，录入2000张质量特征图，筛选的准确率达到98％。如果是4000张，准确率可以达到99.7％。因为录入特征图越多，需要对比的次数就越多，就需要调慢选果线的进行速度。在实施例中，最终选择了采用2000张特征图进行对比，在满足生产需要的同时，提高效率。

所述步骤S100还包括：将原料果体通过第一网格振盘的网格后，通过振动把灰尘类的杂质去除，果体再穿过第一网格振盘后落到第二网格振盘，其中，果体中的尺寸小于第二网格振盘的网格尺寸，果体下落到第一暂存仓150除去。

所述步骤S300还包括：根据分成的N类果体品质进行优先级排序，当实时图像的果体品质符合一种以上的品质类型时，根据果体品质的优先级被优先划分在优先级较高的果体品质中。以上述的开心果为例，如果果体的实现图像经过参照图像数据，对比同时符合皮果、黄果、异形果的果体品质时，根据操作人员设定的优先级分类时，优先级如下分级：皮果＞黄果＞异形果，则该果体被筛选吹落到皮果品质对应的出料通道230上，完成果类的分筛。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。