1.一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械,其特征在于,主要包括苹果传输单元(1)、品质检测单元(2)、分类卸果单元(3)和系统控制单元(4);
所述苹果传输单元(1)包括单层直线皮带传输机(10)和限位槽(11),所述限位槽(11)等间距位于所述单层直线皮带传输机(10)上,限位槽(11)上有待检测的苹果(12);
所述品质检测单元(2)包括环形果盘(20)、电磁阀门Ⅰ(21)、伞形传动杆(22)、驱动机构(23)和检测装置(24),所述环形果盘(20)设有八等分格(25),单层直线皮带传输机(10)与所述八等分格(25)之一相接,所述电磁阀门Ⅰ(21)共六个,并连续位于八等分格(25)内,所述伞形传动杆(22)的上端固定连接在靠近内环的环形果盘(20)底部,伞形传动杆(22)的下端与所述驱动机构(23)相连,所述检测装置(24)包括线缆盘(241)、伸缩机械臂(242)、检测球腔(243)和微型机械手(244),所述线缆盘(241)位于环形果盘(20)的正上方,所述伸缩机械臂(242)连接在线缆盘(241)的下方并与电磁阀门Ⅰ(21)一一对应,所述检测球腔(243)连接在伸缩机械臂(242)的下方,所述微型机械手(244)连接在检测球腔(243)内顶部,检测球腔(243)内设有环形灯(245)和360度视觉检测头(246),微型机械手(244)内设有嗅觉检测传感器(247);
所述分类卸果单元(3)包括卸果直管道(30)、双层弧形带式输送机(31)和卸果斜弯管道(32),所述卸果直管道(30)连接在环形果盘(20)的正下方,并与电磁阀门Ⅰ(21)一一对应,所述双层弧形带式输送机(31)位于卸果直管道(30)的外侧,卸果直管道(30)中段壁上设有电磁阀门Ⅱ(33),所述电磁阀门Ⅱ(33)与所述双层弧形带式输送机(31)的上层传输带(311)相连,卸果直管道(30)的底端与双层带式输送机(31)的下层传输带(312)相连,所述卸果斜弯管道(32)与八等分格(25)之一相接,接口与单层直线皮带传输机(10)呈270度夹角,卸果斜弯管道(32)上设有电磁阀门Ⅲ(321)、电磁阀门Ⅳ(322)和电磁阀门Ⅴ(323);
所述系统控制单元(4)分别与苹果传输单元(1)、品质检测单元(2)和分类卸果单元(3)相连,系统控制单元(4)包括PC处理器(40)和PLC控制器(41),所述PC处理器(40)包括MCU微处理模块(401)、图像采集处理模块(402)、传感器阵列模块(403)、信号放大模块(404)、数模转换模块(405)和电源模块一(406),所述图像采集处理模块(402)将从所述360度视觉检测头采集的图像进行处理后传输至所述MCU微处理模块(401),所述信号放大模块(404)将从所述压力传感器(211)和嗅觉检测传感器(247)采集的信号进行放大处理,再依次经过所述所述传感器阵列模块(403)和数模转换模块(405)传送至MCU微处理模块(401),所述电源模块一(406)与MCU微处理模块(401)相连;
所述PLC控制器(41)包括CPU处理模块(411),及与所述CPU处理模块(411)相连的I/O模块(412)、存储模块(413)、通讯模块(414)、位控模块(415)、计数模块(416)、多路模拟开关模块(417)和电源模块二(418),所述CPU处理模块(411)通过I/O模块(412)与MCU微处理模块(401)电平连接,或通过所述通讯模块(414)与MCU微处理模块(401)无线连接,所述计数模块(416)连有所述光电计数装置(310),所述多路模拟开关模块(417)分别与所述电磁阀门Ⅰ(21)、电磁阀门Ⅱ(33)、电磁阀门Ⅲ(321)、电磁阀门Ⅳ(322)、电磁阀门Ⅴ(323)、驱动机构(23)、线缆盘(241)、单层直线皮带传输机(10)和双层弧形带式输送机(31)相连。
2.如权利要求1所述的一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械,其特征在于,所述分类卸果单元(3)还包括腐败果收集筐(34)、残次果收集筐(35)、70号果收集筐(36)、
80号果收集筐(37)、85号果收集筐(38)和90号果收集筐(39),所述腐败果收集筐(34)连接在所述上层传输带(311)的末端,所述残次果收集筐(35)连接在所述下层传输带(312)的末端,所述70号果收集筐(36)、80号果收集筐(37)、85号果收集筐(38)和90号果收集筐(39)分别连接在所述电磁阀门Ⅲ(321)、电磁阀门Ⅳ(322)、电磁阀门Ⅴ(323)和卸果斜弯管道(32)的末端。
3.如权利要求1所述的一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械,其特征在于,所述腐败果收集筐(34)、残次果收集筐(35)、70号果收集筐(36)、80号果收集筐(37)、85号果收集筐(38)和90号果收集筐(39)上分别设有光电计数装置(310)。
4.如权利要求1所述的一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械,其特征在于,所述检测球腔(243)为左右半球结构,检测球腔(243)不采用透明材质,检测球腔(243)的内表面为反光材料层,检测球腔(243)的外表面隔热隔光涂料层。
5.如权利要求1所述的一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械,其特征在于,所述电磁阀门Ⅰ(21)上设有浅口槽(210),所述浅口槽内(210)设有压力传感器(211)。
6.如权利要求1或5所述的一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械,其特征在于,所述电磁阀门Ⅰ(21)以逆时针分别编为1-6号,且6号电磁阀门Ⅰ(21)与1号电磁阀门Ⅰ(21)之间不相邻。
7.如权利要求1所述的一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械,其特征在于,所述微型机械手(244)共有三个末端,所述三个末端的内侧设有圆形夹盘(248),所述圆形夹盘(248)为透明硅胶材质,圆形夹盘(248)内侧设有所述嗅觉检测传感器(247)。
8.如权利要求1所述的一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械,其特征在于,所述卸果直管道(30)的上端铰链连接有挡板(301),所述挡板(301)的左右两端与所述环形果盘(20)滑动连接。
9.如权利要求1-8任意一项所述的一种用于苹果品质智能化检测及分类的农业机械的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将待检测的所述苹果(12)放置到所述单层直线皮带传输机(10)上的所述限位槽(11)内,所述环形果盘(20)逆时针转动,待1-6号所述电磁阀门Ⅰ(21)上均负载有苹果(12)后,单层直线皮带传输机(10)和环形果盘(20)暂停转动,等待检测;
S2:与电磁阀门Ⅰ(21)对应的所述伸缩机械臂(242)向下运动,同时所述检测球腔(243)向左右两边打开,露出所述微型机械手(244),通过微型机械手(244)将苹果(12)加持并提起,之后,检测球腔(243)闭合,通过所述360度视觉检测头(246)对苹果(12)进行全面扫描,并将图像信息传送至所述图像采集处理模块(402),甄别检测苹果是否有外伤及颜色是否达到阈值要求,同时,利用所述嗅觉检测传感器(247)检测是否有腐败霉菌气息,S3:若只有外伤或颜色不达标,而未有腐败则打开对应位置的所述电磁阀门Ⅰ(21)和电磁阀门Ⅱ(33),将苹果送到所述上层传输带(311)最终运至所述残次果收集筐(35);若检测到外伤或颜色不达标且有腐败,则打开对应的电磁阀门Ⅰ(21)并关闭电磁阀门Ⅱ(33),将苹果送到所述下层传输带(312)最终运至所述腐败果收集筐(34),S4:若未检测到外伤或颜色不达标则视为合格,通过求取水果图像总像素数的办法获取合格苹果大小,将所述合格苹果分为70、80、85和90号等四个等级大小,并通过所述位控模块(415)和存储模块(413),将电磁阀门Ⅰ(21)与苹果大小信息进行对应记录,再通过所述多路模拟开关模块(417)确定电磁阀门Ⅲ(321)、电磁阀门Ⅳ(322)或电磁阀门Ⅴ(323)的打开状态,环形果盘(20)恢复逆时针转动,空载的电磁阀门Ⅰ(21)可通过所述挡板(301),装载有合格苹果的电磁阀门Ⅰ(21)转动时会被挡板(301)挡入所述卸果斜弯管道(32),通过对比信息选择对应的电磁阀门打开,将合格苹果分级装入所述70号果收集筐(36)、80号果收集筐(37)、85号果收集筐(38)和90号果收集筐(39);
S5:一批检测完后,环形果盘(20)回归原位,同时单层直线皮带传输机(10)恢复转动,重复上述步骤直至检测完毕。