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专利号: 2018113746051
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于图像识别的草莓果梗分离装置,其特征在于:包括主支撑架模块(100)、电机驱动模块(200)、输送链模块(300)、识别模块(400)、果梗分离模块(500),主支撑架模块(100)为框架结构,输送链模块(300)位于主支撑架模块(100)的框架结构内,电机驱动模块(200)、识别模块(400)、果梗分离模块(500)均安装在主支撑架模块(100)上;

所述主支撑架模块(100)为一对相互平行的横向铝型材(101)、一根纵向铝型材(102)以及铁质导轨(106)构成的框架,其中一根横向铝型材(101)外侧安装有两个采摘辊固定板(105),内侧安装有输送辊支撑横板(112),另一根横向铝型材(101)的两端分别设置有一个立式轴承(108),两个立式轴承(108)之间贯穿有连接棒料(113);

所述电机驱动模块(200)包括安装于采摘辊固定板(105)上方的电机支架(202)和编码器支撑架(206),电机支架(202)和编码器支撑架(206)固定在横向铝型材(101)上,电机支架(202)上设置有联轴器(203),联轴器(203)一侧具有直流电动机(201),编码器支撑架(206)上具有编码器(208),联轴器(203)与编码器(208)之间设有水平皮带(205),联轴器(203)上还设置有竖直皮带(204),竖直皮带(204)的另一侧为第一同步带轮(207),第一同步带轮(207)位于输送链模块(300)上;

所述输送链模块(300)包括相对设置的内侧卡板(306)和外侧卡板(309),内侧卡板(306)和外侧卡板(309)上均具槽口,内侧卡板(306)和外侧卡板(309)之间设有两根平行的传动辊(304),传动辊(304)置于槽口内,第一同步带轮(207)安装在传动辊(304)的一端,另一端安装有第二同步带轮(302),靠近第一同步带轮(207)和第二同步带轮(302)处分别设有链轮(303),两根传动辊(304)之间对应的链轮(303)上绕有链条(301),链条(301)内侧安装有卡板外链节(308),两根链条(301)的卡板外链节(308)之间设置有转动输送辊(307);

所述识别模块(400)包括支撑架(401)和摄像头(403),摄像头(403)安装在支撑架(401)上,支撑架(401)为拱形结构,支撑架(401)一端安装于纵向铝型材(102)上,另一端安装于铁质导轨(106)上,摄像头(403)与支撑架(401)之间具有摄像头架(402),摄像头(403)朝向输送链模块(300);

所述果梗分离模块(500)包括安装横向铝型材(101)上的固定块(502),固定块(502)位于连接棒料(113)和横向铝型材(101)之间,固定块(502)上开设有菱形通孔,固定块(502)内侧具有小型驱动电机(501),外侧设有短杆(503)、长杆(504)、剪刀刀片(506),小型驱动电机(501)的动力输出端穿过固定块(502)固定于短杆(503)一端,短杆(503)另一端通过连接轴(505)与长杆(504)一端铰接,长杆(504)另一端通过卡块(508)与剪刀刀片(506)的一个把手铰接,短杆(503)、长杆(504)、剪刀刀片(506)组成曲柄摇杆机构,卡块(508)限位于菱形通孔内活动。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的草莓果梗分离装置,其特征在于:所述采摘辊固定板(105)一侧的横向铝型材(101)上安装有两个轴承固定块(103),每个轴承固定块(103)上安装立式轴承(104),一个采摘辊固定板(105)对应一个轴承固定块(103),采摘辊固定板(105)上孔与立式轴承(104)上的轴承孔贯通,该横向铝型材(101)与铁质导轨(106)之间安装有用于固定的T型板(107);该横向铝型材(101)的内侧安装有输送辊支撑竖板(110),输送辊支撑竖板(110)上具有角码连接块(111),输送辊支撑横板(112)固定安装于角码连接块(111)上;立式轴承(108)一侧设置有轴承固定块(109),连接棒料(113)也贯穿轴承固定块(109)。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的草莓果梗分离装置,其特征在于:所述电机支架(202)和编码器支撑架(206)均为折叠架,电机支架(202)和编码器支撑架(206)上具有通孔,联轴器(203)设置在电机支架(202)的通孔处,编码器(208)设置在编码器支撑架(206)的通孔处。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的草莓果梗分离装置,其特征在于:所述传动辊(304)的两端分别贯穿内侧卡板(306)和外侧卡板(309)的槽口,第一同步带轮(207)位于内侧卡板(306)外侧,第二同步带轮(302)位于外侧卡板(309)外侧;传动辊(304)上还设置有轴套(305),轴套(305)位于内侧卡板(306)内侧。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的草莓果梗分离装置,其特征在于:所述剪刀刀片(506)外侧具有与其平行的直角板,直角板的纵面与固定块(502)之间设置有剪刀固定块(509),剪刀固定块(509)侧边具有供卡块(508)斜向滑动的斜坡面,直角板的平面具有通孔,剪刀固定块(509)的底部贯穿该通孔,剪刀刀片(506)的另一个把手固定于剪刀固定块(509)内,剪刀固定块(509)底部具有用于将其固定于固定块(502)上的卡位块(510);固定块(502)上还设置有监测剪刀刀片(506)活动量的微动开关(507)。

6.基于权利要求1-5所述的一种基于图像识别的草莓果梗分离装置的工作流程,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:草莓进入到输送链模块(300)上,电机驱动模块(200)提供动力,直流电动机(201)通过竖直皮带(204)将扭矩传递至输送链模块(300)中的传动辊(304),并由传动辊(304)带动与之固联的两个链轮(303)以作为主动链轮带动转动输送辊(307)进行传输;

步骤二:同时电机驱动模块(200)的直流电动机(201)通过水平皮带(205)与编码器(208)连接,使控制系统能够准确获得直流电动机(201)的转速,通过控制直流电动机(201)的转速保持与整体装置前进速度协调;

步骤三:当草莓被转动输送辊(307)送至摄像头(403)的识别范围后,摄像头(403)通过编程实现在获取的图像中对草莓进行动态追踪,并通过图像中草莓的颜色来检测草莓的成熟程度,未成熟的草莓会自动被略过,离开转动输送辊(307)后回到田垄上;

步骤四:成熟的草莓及其果梗进入果梗分离模块(500)后,小型电机(501)会驱动曲柄摇杆机构使剪刀(506)剪断果梗,采摘的草莓经由其他装置运送至存储位置。