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小型智能猕猴桃分拣机系统的设计

发布时间:2020-02-17 18:17所属平台:学报论文发表浏览:

摘要:随着生活水平的不断提高,人们对果蔬需求也在不断提高,尤其是在果蔬的新鲜程度上。以猕猴桃为例,如不能对果子的成熟度进行分类,就不利于果子的保存和运输。而现有的普通分拣设备只能对果子的大小进行分类。所以本文利用自动控制技术及传感器技术,设

  摘要:随着生活水平的不断提高,人们对果蔬需求也在不断提高,尤其是在果蔬的新鲜程度上。以猕猴桃为例,如不能对果子的成熟度进行分类,就不利于果子的保存和运输。而现有的普通分拣设备只能对果子的大小进行分类。所以本文利用自动控制技术及传感器技术,设计了一种小型智能猕猴桃分拣机系统,能对猕猴桃的大小和成熟度进行分类。方便储存和运输,有一定的推广价值。

  关键词:智能;分拣;PLC;传感器

农业机械学报

  1研究背景

  目前,果蔬类分拣设备普及度并不高,目前大部分果园和蔬菜园还是个人承包,管理都为家庭式,分拣工作大多由人工完成。[1]市场上也有分拣设备,但普遍体积较大、整机费用高,还只能按照重量进行分拣。传统果蔬分拣领域主要有两种分拣方法:其一是纯手工分拣,这种方法存在手工操作疲劳、效率低等缺点,随着时间的推移,人工成本会越来越高。其二是机器与人工配合分拣,这种方法是通过机器来代替一部分人工操作,在一定程度上提高了工作效率。[2]这两种方式仅仅能对果子的大小进行分类。以猕猴桃为例,如不能对果子的成熟度进行分类,就不利于果子的保存和运输。所以我们考虑设计了一种能进行成熟度判断的小型智能猕猴桃分拣机系统。

  2设计原理

  2.1系统总体设计

  按照农户的需要,本系统具备能判断果蔬的大小重量、成熟度,外形平滑度等功能。果蔬从进料斗进入,然后一个一个地落在与出料管连接的传送带上。出料管位于料斗的另一侧。出料板的顶部与转轴垂直连接,转轴可以自由旋转,以便于将果蔬运输到每个旋转车辆。整条输送带有多种检测仪器,从右到左分别是红外传感器,重力传感器,分别测试外观和重量,传送带两侧是红外传感器,重力传感器设置于传送带的下方。

  2.2平滑度判定

  红外线传输采用不扩散原理,因为红外线穿过其他材料时折射率很小,所以长时间会考虑红外线测距仪,而红外线传输则需要时间,当红外线遇到反射物时,从测距仪反射回来被接受,然后根据发出的红外线接受到的时间和红外线传输速度可以计算出距离。几个检测值比较可以得到猕猴桃表面的平滑程度。

  2.3成熟度和水分含量检测

  果蔬是否成熟是果蔬检测中的最重要的一个环节,所以成熟度的检测对果蔬来说至关重要。本来打算是用水分测试仪来测试果蔬的水分含量,但是由于资金问题没有购到相应的仪器,所以先利用重力传感器测出待测果蔬的重量G,再利用红外传感器测出来的果蔬的直径d,通过球体计算公式可以计算出果蔬的体积V。再利用密度公式,求出果子的密度,生的猕猴桃和熟的密度存在差异,利用这点从而判断果子成熟度和水分含量。

  3总结

  本文只是对设计的小型智能猕猴桃分拣机系统的基本介绍,现在正处于实验室阶段,与实际运用还有一定差距。下一步,我们考虑提高系统的应急能力,应对特殊情况时系统可能会无法及时做出判断;进一步进行优化通过调整参数可以让系统识别多种类的水果;希望通过进一步改进,能使该设备真正地被农户运用。

  参考文献:

  [1]张凯良,杨丽,张铁中.草莓收获机器人采摘执行机构设计与试验[J].农业机械学报,2011(09).

  [2]廖敬恩.自动分拣控制系统的设计及研究[D].华南理工大学,2011.

  [3]张洁,李艳文.果蔬采摘机器人的研究现状、问题及对策[J].机械设计,2010(06).

  农业机械论文投稿刊物:农业机械学报主要刊登农业机械与农业工程、拖拉机、农用动力和能源、农产品及食品加工技术、农业机械化以及有关边缘的基础理论、设计制造、材料工艺、测试仪器与手段的研究成果及发展动向。

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