一种老黄秋葵识别装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种老黄秋葵识别装置及方法，包括机架、气缸、推力传感器、刀架、刀片、切割台和微控制器，所述机架上端铰接固定有气缸，所述气缸下端连接有推力传感器，所述气缸和所述推力传感器均与微控制器相连，所述推力传感器下端铰接连接有刀架，所述刀架另一端铰接连接在机架上，所述刀架下部固定有刀片。本发明通过气缸带动刀片运动，完成切割黄秋葵的蒂把，切割过程中推力传感器测量最大推力，传递到微控制器，微电脑控制对比存储的数据后，判断是否为优质老黄秋葵，省时省力，识别效率和正确率高。
【专利说明】
一种老黄秋葵识别装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及食品加工设备技术领域，具体是一种老黄秋葵识别装置。
【背景技术】
[0002] 秋葵中富含的锌和硒等微量元素，对增强人体防癌抗癌能力很有帮助。主要有利 咽、通淋、下乳、调经等功效。还可治疗咽喉肿痛、小便淋涩、预防糖尿病、预防癌症、保护胃 黏膜。
[0003] 黄秋葵在深加工过程中，需要挑选优良品质的老黄秋葵，现有挑选方法是:从基地 采收回来黄秋葵都带有蒂把，挑选时，人工拿刀具切割黄秋葵的蒂把。优质老黄秋葵由于木 质化后纤维较粗，切割时用力大，所以通过人工切割力大小判断是否为优质老黄秋葵。
[0004] 但是这种方法费时费力，识别效率低，完全凭感觉操作，判断准确率也低。所以需 要一种自动识别优质老黄秋葵的装置。
[0005] 鉴于上述缺陷，本发明作者经过长时间的研究和实践终于获得本创造。
【发明内容】
[0006] 本发明所要提供的是一种老黄秋葵识别装置及方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案:包括机架、气缸、推力传感器、刀 架、刀片和微控制器，所述机架上端铰接固定有气缸，所述气缸下端连接有推力传感器；
[0008] 所述气缸和所述推力传感器均与微控制器相连，所述推力传感器下端铰接连接有 刀架，所述刀架另一端铰接连接在机架上，所述刀架下部固定有刀片；
[0009]在所述的刀片下方设置有传送带，所述的传送带传输老黄秋葵，老黄秋葵被传送 至传动带的上表层，并且，在上表层上设置有至少三个凹口，老黄秋葵从储藏柜的开口直接 流向传动带的上表层，老黄秋葵落在凹口内；
[0010]所述的传送带通过电机驱动；
[0011]所述的凹口下侧的传动带空间内设置有压力传感器，将采集的数据通过无线传输 的方式传送至微控制器中；
[0012] 还包括储藏柜，其通过设置在其内的负压风机将老黄秋葵传送至传动带上；
[0013] 在所述的微控制器内设置存储单元，在所述的存储单元内设置有两组力的信息与 老黄秋葵的鲜嫩程度的存储数据;推力传感器检测的推力信息Π 与老黄秋葵的老嫩程度T 之间设置关系式;设定老嫩程度T为鲜嫩、较嫩、老，三个划分区间，设置老嫩程度T的临界值 TUT2；
[0014] 当检测的老嫩程度T < Tl时，则认定老嫩程度为鲜嫩；
[0015] 当检测的老嫩程度Tl < T < T2时，则认定老嫩程度为较嫩；
[0016] 当检测的老嫩程度T>T2时，则认定老嫩程度为老；
[0017] 设定推力信息Π 与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(1)，
[0018]
(I)
[0019] 式中，Π 表示推力传感器3检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单 个老黄秋葵的重量，其值在〇. 2-0.5kg之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算 结果。
[0020] 所述的推力传感器检测的推力信息Π 经过上述公式（1)进行计算，确定老嫩程度 To
[0021]进一步地，所述的微控制器获取压力传感器的压力信息f2,确认上述确定的老嫩 程度T是否准确；
[0022]设定压力信息f2与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(2)，
[0023]
(2)
[0024]式中，f2表示压力传感器31检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单 个老黄秋葵的重量，其值在〇. 2-0.5kg之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算 结果，a为修正系数，压力检测与推力检测之间的修正关系通过修正系数克服，在本实施例 中，其为0.8-1.0之间；
[0025] 在所述的微控制器7根据推力传感器3检测的信息获取老黄秋葵的老嫩程度T后， 所述的微控制器7根据压力传感器31的检测的信息再次获取老黄秋葵的老嫩程度To,两次 获取的值进行比较后，根据标准的阈值范围进行比较，在三个区间内的同一区间内，则认为 检测准确，老嫩程度能够判定；
[0026] 若两次检测的老嫩程度值不在同一区间内，则将该老黄秋葵重新进行检测；若第 二次检测结果仍不相同，则采用老嫩程度值较大的区间内的老嫩程度，作为最终结果。 [0027]进一步地，所述的储藏柜一次传输三个老黄秋葵，所述的刀片每次切割一个老黄 秋葵，切割最右侧老黄秋葵，切割完成一次后，电机驱动传送带转动，中间凹口的老黄秋葵 运动至最右侧位置，同时，气缸带动刀片完成一次往返动过，在老黄秋葵运动至右侧位置 时，刀片恰好切割，直至三个老黄秋葵分别完成切割。
[0028] 进一步地，所述的传送带的上下两个表层分别设置一组凹口，每组凹口为三个。
[0029] 进一步地，所述的传送带通过滚轮驱动，滚轮的输出轴连接有减速器;电机通过连 接轴与减速机接。
[0030] 进一步地，所述的刀片通过螺丝可拆卸固定在刀架上。
[0031] 进一步地，所述的微控制器固定设置在机架上。
[0032]进一步地，所述的气缸为步进气缸。
[0033] 本发明还提供一种老黄秋葵识别的识别方法，该过程为：
[0034] 步骤a，储藏柜通过设置在其内的负压风机将老黄秋葵传送至传动带上；
[0035] 步骤b，微控制器控制气缸往复运动，控制连接在其上的刀片将设置在传送带上的 老黄秋葵切割；
[0036]步骤c，设置在气缸上的推力传感器检测切割过程中的推力信息，并将其传输至微 控制器中，同时，设置在传送带内的压力传感器将测得的压力信息传输至微控制器中； [0037]步骤d，所述的微控制器根据下述公式（1)判定出的老黄秋葵鲜嫩程度;推力信息 π与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(I)，
[0038] (1)
[0039] AT，ti衣不刀传感器3检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单 个老黄秋葵的重量，其值在〇. 2-0.5kg之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算 结果；
[0040]步骤d，所述的微控制器根据下述公式(2)判定出的老黄秋葵鲜嫩程度;压力信息 f2与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(2)，
[0041 ]
(2)
[0042]式中，f 2表不压力传感器31检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单 个老黄秋葵的重量，其值在〇. 2-0.5kg之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算 结果，a为修正系数，压力检测与推力检测之间的修正关系通过修正系数克服，在本实施例 中，其为0.8-1.0之间；
[0043]步骤e，所述的微控制器将两次的判定结果进行比较，确定老黄秋葵的老嫩程度。 本发明与现有技术相比具有的有益效果是:通过气缸带动刀片运动，完成切割黄秋葵的蒂 把，切割过程中推力传感器测量最大推力，传递到微控制器，微电脑控制对比存储的数据 后，判断是否为优质老黄秋葵，省时省力，识别效率和正确率高。
[0044]在本发明中，通过建立推力与老嫩程度，拉力与老嫩程度的函数关系，间接测量力 的信息，进而确定老黄秋葵的老嫩程度;通过测量力的方式，测量简便，能够准确获取力的 信息，并能够实现大批量、连续的测量，实现自动检测。
[0045]本发明中，采用推力与老嫩程度，拉力与老嫩程度的双重检测模式，对在先检测的 结果做二次确认，测量结果准确。
[0046]本发明实施例的凹口的设置，以及老黄秋葵的切割周期的设置，保证电机驱动传 送带以及气缸的运动能够同步，在每个切割周期内的气缸的往复运动时间与两个凹口之间 的老黄秋葵的传送时间相同，不但节约传送时间，而且能够实现流水化检测，提高检测效 率。
【附图说明】
[0047] 图1为本发明的老黄秋葵识别装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0048] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0049] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0050]请参阅图1所示，本发明实施例的老黄秋葵识别装置，包括机架I、气缸2、推力传感 器3、刀架4、刀片5和微控制器7，所述机架1上端铰接固定有气缸2，所述气缸2为步进气缸， 所述气缸2下端连接有推力传感器3，所述气缸2和所述推力传感器3均与微控制器7相连，所 述微控制器7固定设置在机架1上。
[005?]所述推力传感器3下端铰接连接有刀架4,所述刀架4另一端铰接连接在机架1上， 所述刀架4下部通过螺丝可拆卸固定有刀片5。
[0052]在本发明实施例中，通过气栗15向气缸2供气，并在所述的微控制器7的控制下按 照指定的动作供气，控制气缸2的往复运动。
[0053]在所述的刀片5下方设置有传送带8,传送带8的上表层6作为切割台使用，所述的 传送带8传输老黄秋葵10,老黄秋葵10被传送至传动带的上表层6,并且，在上表层6上设置 有至少三个凹口 61，老黄秋葵10从储藏柜14的开口直接流向传动带8的上表层，并由于凹口 61的作用，老黄秋葵10落在凹口61内，防止刀片5切割时，老黄秋葵10滑动，造成切割数据采 集不准确。
[0054]所述的传送带8通过滚轮9驱动，滚轮的输出轴连接有减速器12;电机13通过连接 轴11与减速机12连接，在电机的带动下，传送带按照指定时序传送或停止。
[0055] 在本发明实施例中，所述的凹口61下侧的传动带空间内设置有压力传感器31，其 为无线传输传感器，将采集的数据通过无线传输的方式传送至微控制器7中。
[0056] 在本发明实施例中，通过储藏柜14将老黄秋葵传输至传送带上的凹口61中，并通 过微控制器7控制气缸及其连接的刀片切割最右端的老黄秋葵，推力传感器7和压力传感器 31分别测量该过程中的推力和压力信息，并传输至微控制器7中，所述的微控制器7与其内 存储单元的数据进行比较，判定老黄秋葵10的鲜嫩程度。
[0057] 在本发明实施例中，所述的储藏柜14通过设置在其内的负压风机（图中未画出）将 老黄秋葵10传送至传动带上，在本实施例中，一次传输三个老黄秋葵10,所述的刀片5每次 切割一个老黄秋葵10，在本实施例红，切割最右侧老黄秋葵10，切割完成一次后，电机13驱 动传送带转动，中间凹口的老黄秋葵10运动至最右侧位置，同时，气缸带动刀片完成一次往 返动过，在老黄秋葵10运动至右侧位置时，刀片恰好切割，直至三个老黄秋葵10分别完成切 割。
[0058]在本发明实施例中，所述的传送带8的上下两个表层分别设置一组凹口，每组凹口 为三个，在一个周期内，完成对三个老黄秋葵10的切割及检测判定。
[0059] 本发明实施例的凹口的设置，以及老黄秋葵的切割周期的设置，保证电机驱动传 送带以及气缸的运动能够同步，在每个切割周期内的气缸的往复运动时间与两个凹口之间 的老黄秋葵的传送时间相同，不但节约传送时间，而且能够实现流水化检测，提高检测效 率。
[0060] 在所述的存储单元内设置有两组力的信息与老黄秋葵的鲜嫩程度的存储数据，老 黄秋葵越鲜嫩，则刀片用力越小，两组检测传感器检测的力越小;在本实施例中，推力传感 器3检测的推力信息Π 与老黄秋葵的老嫩程度T之间设置第一关系式，在本发明实施例中， 设定老嫩程度T为鲜嫩、较嫩、老，三个划分区间，设置老嫩程度T的临界值T1、T2。
[0061 ]当检测的老嫩程度T < Tl时，则认定老嫩程度为鲜嫩；
[0062 ]当检测的老嫩程度Tl < T < T2时，则认定老嫩程度为较嫩；
[0063] 当检测的老嫩程度T>T2时，则认定老嫩程度为老。
[0064] 在本发明实施例中，设定推力信息Π 与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(1)，
[0065](1)
[0066]式中，
Π 表不推力传感器3检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单 个老黄秋葵的重量，其值在〇. 2-0.5kg之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算 结果。
[0067]所述的推力传感器3检测的推力信息Π 经过上述公式（1)进行计算，确定老嫩程度 To
[0068] 所述的微控制器7获取压力传感器31的压力信息f2,进一步确认上述确定的老嫩 程度T是否准确。
[0069] 在本发明实施例中，设定压力信息f2与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(2)，
[0070]
(2)
[0071]式中，f2表示压力传感器31检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单 个老黄秋葵的重量，其值在〇. 2-0.5kg之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算 结果;a为修正系数，压力检测与推力检测之间的修正关系通过修正系数克服，在本实施例 中，其为0.8-1.0之间。
[0072] 在所述的微控制器7根据推力传感器3检测的信息获取老黄秋葵的老嫩程度T后， 所述的微控制器7根据压力传感器31的检测的信息再次获取老黄秋葵的老嫩程度To,两次 获取的值进行比较后，根据标准的阈值范围进行比较，在三个区间内的同一区间内，则认为 检测准确，老嫩程度能够判定；
[0073] 若两次检测的老嫩程度值不在同一区间内，则将该老黄秋葵重新进行检测；若第 二次检测结果仍不相同，则采用老嫩程度值较大的区间内的老嫩程度，作为最终结果。 [0074]在本发明中，通过建立推力与老嫩程度，拉力与老嫩程度的函数关系，间接测量力 的信息，进而确定老黄秋葵的老嫩程度;通过测量力的方式，测量简便，能够准确获取力的 信息，并能够实现大批量、连续的测量，实现自动检测。
[0075]本发明中，采用推力与老嫩程度，拉力与老嫩程度的双重检测模式，对在先检测的 结果做二次确认，测量结果准确。
[0076] -种老黄秋葵识别的识别方法，该过程为：
[0077] 步骤a，储藏柜通过设置在其内的负压风机将老黄秋葵传送至传动带上；
[0078] 步骤b，微控制器控制气缸往复运动，控制连接在其上的刀片将设置在传送带上的 老黄秋葵切割；
[0079]步骤c，设置在气缸上的推力传感器检测切割过程中的推力信息，并将其传输至微 控制器中，同时，设置在传送带内的压力传感器将测得的压力信息传输至微控制器中； [0080]步骤d，所述的微控制器根据下述公式（1)判定出的老黄秋葵鲜嫩程度;推力信息 Π 与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(1)，
[0081 ]
(I)
[0082] 式中，Π 表示推力传感器3检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单 个老黄秋葵的重量，其值在〇. 2-0.5kg之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算 结果；
[0083] 步骤d，所述的微控制器根据下述公式(2)判定出的老黄秋葵鲜嫩程度;压力信息 f2与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(2)，
[0084]
(2)
[0085]式中，f2表示压力传感器31检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单 个老黄秋葵的重量，其值在〇. 2-0.5kg之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算 结果，a为修正系数，压力检测与推力检测之间的修正关系通过修正系数克服，在本实施例 中，其为0.8-1.0之间；
[0086] 步骤e，所述的微控制器将两次的判定结果进行比较，确定老黄秋葵的老嫩程度。
[0087] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种老黄秋葵识别装置，其特征在于:包括机架、气缸、推力传感器、刀架、刀片和微 控制器，所述机架上端较接固定有气缸，所述气缸下端连接有推力传感器； 所述气缸和所述推力传感器均与微控制器相连，所述推力传感器下端较接连接有刀 架，所述刀架另一端较接连接在机架上，所述刀架下部固定有刀片； 在所述的刀片下方设置有传送带，所述的传送带传输老黄秋葵，老黄秋葵被传送至传 动带的上表层，并且，在上表层上设置有至少Ξ个凹口，老黄秋葵从储藏柜的开口直接流向 传动带的上表层，老黄秋葵落在凹口内； 所述的传送带通过电机驱动； 所述的凹口下侧的传动带空间内设置有压力传感器，将采集的数据通过无线传输的方 式传送至微控制器中； 还包括储藏柜，其通过设置在其内的负压风机将老黄秋葵传送至传动带上； 在所述的微控制器内设置存储单元，在所述的存储单元内设置有两组力的信息与老黄 秋葵的鲜嫩程度的存储数据;推力传感器检测的推力信息η与老黄秋葵的老嫩程度T之间 设置关系式;设定老嫩程度Τ为鲜嫩、较嫩、老，Ξ个划分区间，设置老嫩程度Τ的临界值Τ1、 Τ2； 当检测的老嫩程度Τ<Τ1时，则认定老嫩程度为鲜嫩； 当检测的老嫩程度Τ1<Τ<Τ2时，则认定老嫩程度为较嫩； 当检测的老嫩程度Τ>Τ2时，则认定老嫩程度为老； 设定推力信息η与老黄秋葵的老嫩程度Τ满足下述公式(1)，(1) 式中，Π 表示推力传感器3检测的推力信息，Τ表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单个老 黄秋葵的重量，其值在0.2-0.化g之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算结 果。 所述的推力传感器检测的推力信息η经过上述公式(1)进行计算，确定老嫩程度T。2. 根据权利要求1所述的老黄秋葵识别装置，其特征在于:所述的微控制器获取压力传 感器的压力信息f 2，确认上述确定的老嫩程度Τ是否准确； 设定压力信息f2与老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(2)，(2) 式中，f2表示压力传感器31检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单个老 黄秋葵的重量，其值在0.2-0.化g之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算结 果，a为修正系数，压力检测与推力检测之间的修正关系通过修正系数克服，在本实施例中， 其为0.8-1.0之间； 在所述的微控制器7根据推力传感器3检测的信息获取老黄秋葵的老嫩程度T后，所述 的微控制器7根据压力传感器31的检测的信息再次获取老黄秋葵的老嫩程度To,两次获取 的值进行比较后，根据标准的阔值范围进行比较，在Ξ个区间内的同一区间内，则认为检测 准确，老嫩程度能够判定； 若两次检测的老嫩程度值不在同一区间内，则将该老黄秋葵重新进行检测；若第二次 检测结果仍不相同，则采用老嫩程度值较大的区间内的老嫩程度，作为最终结果。3. 根据权利要求2所述的老黄秋葵识别装置，其特征在于:所述的储藏柜一次传输Ξ个 老黄秋葵，所述的刀片每次切割一个老黄秋葵，切割最右侧老黄秋葵，切割完成一次后，电 机驱动传送带转动，中间凹口的老黄秋葵运动至最右侧位置，同时，气缸带动刀片完成一次 往返动过，在老黄秋葵运动至右侧位置时，刀片恰好切割，直至Ξ个老黄秋葵分别完成切 割。4. 根据权利要求3所述的老黄秋葵识别装置，其特征在于:所述的传送带的上下两个表 层分别设置一组凹口，每组凹口为Ξ个。5. 根据权利要求3所述的老黄秋葵识别装置，其特征在于：所述的传送带通过滚轮驱 动，滚轮的输出轴连接有减速器;电机通过连接轴与减速机接。6. 根据权利要求3所述的老黄秋葵识别装置，其特征在于:所述的刀片通过螺丝可拆卸 固定在刀架上。7. 根据权利要求3所述的老黄秋葵识别装置，其特征在于:所述的微控制器固定设置在 机架上。8. 根据权利要求3所述的老黄秋葵识别装置，其特征在于:所述的气缸为步进气缸。9. 一种老黄秋葵识别的识别方法，其特征在于，该过程为： 步骤a，储藏柜通过设置在其内的负压风机将老黄秋葵传送至传动带上； 步骤b，微控制器控制气缸往复运动，控制连接在其上的刀片将设置在传送带上的老黄 秋葵切割； 步骤C，设置在气缸上的推力传感器检测切割过程中的推力信息，并将其传输至微控制 器中，同时，设置在传送带内的压力传感器将测得的压力信息传输至微控制器中； 步骤d，所述的微控制器根据下述公式（1)判定出的老黄秋葵鲜嫩程度;推力信息η与 老黄秋葵的老嫩程度Τ满足下述公式(1)，(1) 式中，Π 表示推力传感器3检测的推力信息，Τ表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单个老 黄秋葵的重量，其值在0.2-0.化g之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算结 果； 步骤d，所述的微控制器根据下述公式(2)判定出的老黄秋葵鲜嫩程度;压力信息f2与 老黄秋葵的老嫩程度T满足下述公式(2)，(2) 式中，f2表示压力传感器31检测的推力信息，T表示老黄秋葵的老嫩程度;m表示单个老 黄秋葵的重量，其值在0.2-0.化g之间，k为常量，数值在0.98-1.02之间，作为浮动计算结 果，a为修正系数，压力检测与推力检测之间的修正关系通过修正系数克服，在本实施例中， 其为0.8-1.0之间； 步骤e，所述的微控制器将两次的判定结果进行比较，确定老黄秋葵的老嫩程度。
【文档编号】G01N19/00GK105842150SQ201610136649
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】吕忠华, 李贵宝, 卢永刚, 孔德峰, 刘伟杰, 梁志伟
【申请人】吕忠华