[發明專利]基于圖像處理技術的自動大蒜切臍機

無效

• 申請號: 201210518344.2
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103027368A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 趙麗清
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: A23N15/08
• 分類號: A23N15/08
• 代理公司: 青島聯信知識產權代理事務所 37227
• 代理人: 段秀瑛;王中云

技術領域

本發明涉及一種農產品加工設備，尤其是一種基于圖像處理的自動大蒜切臍機。

背景技術

大蒜是出口創匯的暢銷商品，其加工過程往往包括切臍、脫皮、再切片和脫水加工等多個步驟。其中，脫皮、切片和脫水等工藝已全部實行機械操作，唯獨大蒜切臍的自動化程度仍然有待提高。而新鮮大蒜經風吹日曬，大蒜臍部的粗纖維逐步木質化，如果木質部分不能切除干凈，將大大降低蒜干的質量。目前，大蒜切臍的手段主要有以下幾種：（1）手工切臍：這種加工工藝不但生產率低、勞動力成本高，而且由于采用普通菜刀平切，大蒜利用率也低，最高僅為80％；（2）半自動化切臍機：工作時，掀起手把，刀桿通過導套將上模提起，把蒜頭放在下模口上，然后按下手把，刀桿壓彈簧，彈簧壓上模，從而將蒜頭彈性地壓緊。繼續按手把，刀桿沿導套繼續下行，柱形刀頭沿著夾模上同弧度的滑道將模中大蒜的蒜臍切掉；這種半自動化切臍機一定程度上提高了生產效率，但仍然自動化程度不夠。

專利200820237608.6公開了一種“自動切臍機”，該自動切臍機包括作為輸送裝置的鏈板、位于鏈板下方的切削機構以及位于鏈板上方、用于固定大蒜的彈性壓爪。該專利實現了大蒜或洋蔥臍部的自動切除，然而，仍然存在如下幾個方面的缺陷：（1）大蒜通過設置在鏈板上的窩眼將臍部露出，然后采用切削機構切除；然而作為自然生長的農作物，大蒜的個頭和直徑必然有所區別，從而導致不同的大蒜從窩眼處露出的臍部大小不一致，難以保證切除的一致性和精確性；（2）鏈板的運動依靠槽輪機構的轉動，切削機構則通過另一個獨立的電機控制。二者之間毫無聯動，且沒有保護機制，因此在切削過程中發生誤操作時會導致大量大蒜的誤切，造成不必要的損失。

發明內容

為了解決現有大蒜切臍機所存在的問題，本發明提供了一種基于圖像處理技術的自動大蒜切臍機，所述自動大蒜切臍機大大提高了切割精度，減少了大蒜的損失；并具有實時通信、人機交互、數據顯示存儲和多重保護的功能，實現了大蒜切臍的自動化控制。

本發明的技術方案是：基于圖像處理技術的自動大蒜切臍機，包括底座、機架以及安裝在機架上的控制箱1、物料輸送機構和切削機構，所述控制箱分別與物料輸送機構、切削機構相連，所述物料輸送機構包括設于底座上的驅動電機I和物料盤，所述物料盤上設有多個位于同一圓圈上的料杯；所述切削結構包括驅動電機II、滑軌、滾珠絲杠和設置在切削座上的切削刀；所述切削座上還設有切削電機和位點檢測裝置，所述切削座與滾珠絲杠固定連接，所述切削刀與滑軌為滑動連接；還包括與控制箱相連的圖像采集機構，所述圖像采集機構包括支架和安裝在支架上的鏡頭，所述鏡頭設置在料杯所在圓圈的正上方。

優選的是，所述切削座通過滑塊與滑軌滑動相連，所述滑塊為套在滑軌上的環狀結構。

優選的是，所述切削刀通過連接軸安裝在切削座的下方，所述切削電機安裝在切削座的上方。

優選的是，所述物料盤的下方設有減速機，所述物料盤通過減速機與驅動電機I相連。

優選的是，所述物料盤的上方設有定位樁，所述料杯通過定位樁固定位置；所述料杯均勻分布在靠近物料盤邊緣的圓圈上。

優選的是，所述滾珠絲杠上還設有編碼紅外傳感器和行程限位機構，所述編碼紅外傳感器用于檢測滾珠絲杠的轉速，所述行程限位機構用于限定滾珠絲杠的行程。

優選的是，所述控制箱包括電源、控制電路板、驅動電路板、設備保護模塊和顯示模塊；所述控制電路板通過驅動電路板控制驅動電機I、驅動電機II和切削電機的開關；所述設備保護模塊包括電源保護模塊和電機保護模塊。

優選的是，所述控制電路板包括單片機和數字模擬電路。

本發明的工作原理：①將待切臍的大蒜放入到料杯中，打開控制箱中的電源開關；在確定設備正常下，按下鍵盤的“開始”鍵，物料盤在減速機的帶動下自動旋轉，使大蒜轉動到圖像處理結構的鏡頭下；②鏡頭將其采集的數據發送給控制箱中的單片機，單片機處理后得到切割數據，并將其發送給切削機構和物料盤；物料盤繼續旋轉，將大蒜轉動到切削刀正下方；③切削座上的位點檢測裝置檢測到定位樁后，將數據傳輸給控制箱，控制箱通過控制驅動電機I停轉使物料盤停止運動，滾珠絲杠在驅動電機II的驅動下精確移動，并帶動切削座上的切削刀沿滑軌結構向下運動，切削大蒜的根部和臍部；④人工的不斷輔助把大蒜放置到8料杯中，大蒜切臍機自動循環切割大蒜；在設備工作過程中，發生誤操作、系統故障和人為操控等情況，大蒜切臍機會停止工作，并發出報警聲和紅燈閃爍，起到警示作用。

本發明的有益效果：