Устройство для автоматической сортировки плодов

Полезная модель относится к устройствам для автоматической сортировки плодов и предназначено для автоматизированной сортировки замороженной плодово-ягодной продукции, а также твердых гранулированных материалов, продуктов питания (бобы, орехи) и т.д., имеющих геометрические размеры от 3 до 20 мм в диаметре. Устройство для автоматической сортировки плодов содержит подающий транспортер и устройство проверки плодов. Устройство снабжено сборным транспортером и линейками пневматических эжекторов. Устройство проверки плодов выполнено в виде видеокамеры, при этом основу видеокамеры составляет двумерная ПЗС матрица. Сборный транспортер установлен ниже приемного и расположен перпендикулярно по отношению к приемному транспортеру. Сборный транспортер в продольном направлении разделен на три зоны, каждая из которых предназначена для сбора плодов определенного сорта. Линейки пневматических эжекторов представляют из себя ряд пневматических сопел, расположенных в одной плоскости с двух сторон от летящего потока продукции, при этом линейки эжекторов расположены под углом по отношению к потоку сортируемой продукции. Шаг расположения пневматических сопел установлен в зависимости от размера сортируемых объектов. Ширина линейки эжекторов соответствует ширине потока сортируемого продукта. 3 илл.

Полезная модель относится к устройствам для автоматической сортировки плодов и предназначена для автоматизированной сортировки замороженной плодово-ягодной продукции, а также твердых гранулированных материалов, продуктов питания (бобы, орехи) и т.д., имеющих геометрические размеры от 3 до 20 мм в диаметре.

Известно устройство для сортировки фруктов, описанное в патенте США №4726898, в котором наверху конвейера размещена одна камера. Продукт подводится с поворотом относительно самого себя с превышающей скоростью. Оптическое поле камеры приспособлено так, что камера наблюдает за четырьмя или пятью фруктами.

Одно из преимуществ этого устройства заключается в том, что одна камера имеет возможность проверять фрукты, перемещаемые по двум параллельным конвейерным линиям. Однако такое расположение обязывает отдалить конвейерные линии относительно камеры и приводит к тому, что на практике становится невозможным обнаружить очень маленькие точки, такие как "рассеянная диффузия".

Другое устройство описано в патенте США №5156278 и состоит в использовании четырех проверочных пунктов, расположенных поочередно на расстоянии один за другим по длине конвейера. Каждый из этих пунктов содержит линзу, расположенную вертикально к упомянутому конвейеру и связанную в систему линза/фильтры/фотодиоды посредством оптического кабеля. Фрукты переносятся конвейером, снабженным роликами, смонтированными с возможностью свободного вращения относительно поперечной оси, и заставляют указанные ролики поворачиваться относительно их осей вращения между пунктами таким образом, что, проходя два пункта, каждый фрукт повергается вращению

примерно на 90°, в то время как у вертикали каждого пункта фрукт останавливается во вращении.

Недостатком этого устройства является ошибка, возникающая вследствие разницы в размерах проверяемых фруктов. Вращение, которому подвергается фрукт одного диаметра, отлично от вращения фрукта другого диаметра, поэтому фрукты большего размера не просматриваются полностью, в то время как зоны покрытия фруктов меньшего размера просматриваются, что приводит к ошибочной проверке поверхности фруктов.

Известно устройство для сортировки плодов, описанное в патенте FR 2869889. Устройство имеет ряд насадок (сопел) для того, чтобы формировать потоки сжатого воздуха, которые удаляют отсортированный плод из общего потока. Недостатком этого устройства является то, что с помощью него нельзя произвести сортировку плодов одновременно на несколько сортов.

Наиболее близким по конструкции и достигаемому эффекту является устройство оптического анализа плодов, таких как фрукты, в устройствах оценки двухстороннего вида, описанное в патенте FR 2874424. Устройство содержит одну конвейерную линию для плодов, приводимую в непрерывное перемещение в продольном направлении, множество пунктов оптического анализа наружной поверхности плодов, причем пункты анализа расположены один за другим на расстоянии друг от друга в продольном направлении, и каждый содержит устройство оценки внешних видов, жестко установленное на опоре с оптической осью, направленной к конвейерной линии таким образом, чтобы выполнить изображения плодов, перемещаемых напротив несомых этой конвейерной линией, устройство вовлечения во вращение каждого продукта, несомого конвейерной линией во время его перемещения напротив разных последовательных пунктов анализа таким образом, что разные поверхности каждого продукта являются видимыми разными

последовательно установленными устройствами оценки внешних видов. Каждое устройство оценки внешних видов расположено выше конвейерной линии, к которой оно направлено, и смещено вбок по отношению к вертикальной продольной плоскости, имеющей продольное направление. Различные устройства оценки внешних видов различных пунктов анализа расположены двумя боковыми рядами: первый боковой ряд расположен на стороне вертикальной продольной плоскости и содержит N1 устройств оценки внешних видов, принадлежащих Р1 отдельным пунктам анализа, и второй боковой ряд расположен с другой стороны вертикальной продольной плоскости и содержит N2 устройств оценки внешних видов (, принадлежащих отдельным Р2 пунктам анализа, где N1, N2, Р1 и Р2 целые числа, не равные нулям.

К недостаткам этого устройства относится то, что с помощью него нельзя произвести сортировку плодов одновременно на несколько сортов.

Целью полезной модели является создание устройства, позволяющего производить одновременную сортировку плодов на несколько сортов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической сортировки плодов содержит подающий транспортер и устройство проверки плодов. Устройство снабжено сборным транспортером и линейками пневматических эжекторов. Устройство проверки плодов выполнено в виде видеокамеры, при этом основу видеокамеры составляет двумерная ПЗС матрица. Камера на основе двумерной матрицы за один кадр позволяет получать при сканировании двумерный образ объекта съемки, который в дальнейшем обрабатывает программное обеспечение и определяет продукты разных сортов в общем летящем потоке. Количество установленных видеокамер определено таким, чтобы зоны охвата ПЗС матриц перекрывали всю ширину подающего транспортера. Это позволяет производить сканирование и определять сортность продукта по всей ширине подающего транспортера.

Сборный транспортер установлен ниже приемного и расположен перпендикулярно по отношению к приемному транспортеру. Сборный транспортер в продольном направлении разделен на три зоны, каждая из которых предназначена для сбора плодов определенного сорта. Это позволяет не смешиваться сортам плодов на сборном транспортере. Линейки пневматических эжекторов представляют из себя ряд пневматических сопел, расположенных в одной плоскости с двух сторон от летящего потока продукции, при этом линейки эжекторов расположены под углом по отношению к потоку сортируемой продукции. Это позволяет производить с двух сторон наклонные воздушные струи для отстрела продукта в нужную зону, не пересекающиеся между собой. Шаг расположения пневматических сопел установлен в зависимости от размера сортируемых объектов. Такое расположение позволяет проводить в нужный момент отстрел продукта струей воздуха в необходимую зону сборного транспортера в зависимости от сорта продукта, который определен после сканирования. Ширина линейки эжекторов соответствует ширине потока сортируемого продукта. Это позволяет обработать весь поток сортируемого продукта.

На фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 изображено устройство для автоматической сортировки плодов, вид спереди, на фиг.3 изображено устройство для автоматической сортировки плодов, вид сверху.

Устройство состоит из ленточного подающего транспортера 1, устройства проверки плодов в виде видеокамеры 2, сборного транспортера 3, двух линеек пневматических эжекторов 4. Основу видеокамеры 2 составляет двумерная ПЗС матрица. Количество установленных видеокамер определено таким, чтобы зоны охвата ПЗС матриц перекрывали всю ширину подающего транспортера.

Эжекторы представляют из себя линейку пневматических сопел 5, расположенных с шагом, определяемом при проектировании машины и

зависящем от размера сортируемых объектов. Видеокамера расположена выше подающего транспортера. Количество видеокамер зависит от ширины подающего транспортера и ширины зоны охвата ПЗС матрицы. Количество видеокамер определено таким, чтобы зоны охвата ПЗС матриц перекрывали всю ширину подающего транспортера. Транспортер 3 расположен ниже транспортера 1 и перпендикулярно по отношению к транспортеру 1. Транспортер 3 в продольном направлении разделен на три зоны 6, каждая из которых предназначена для сбора плодов определенного сорта. Устройство проверки плодов расположено в зоне падения плодов с транспортера 1 на транспортер 3, представляющей из себя зону сканирования плодов. Две линейки пневматических эжекторов расположены ниже зоны сканирования в плоскости, перпендикулярной направлению движения потока сортируемой продукции. Эжекторы 4 отстрела плодов располагаются в одной плоскости с двух сторон от летящего потока продукции. Линейки эжекторов расположены под углом по отношению к потоку сортируемой продукции. Этот угол является одним из параметров настройки машины.

Устройство работает следующим образом.

Плоды, находящиеся на ленточном транспортере 1, при помощи этого транспортера перемещают к его краю, после чего они падают на транспортер 3. При этом плоды попадают в зону сканирования. Плоды сканируют при помощи видеокамеры 2, основу которой составляет двумерная ПЗС матрица. В зависимости от скорости движения плодов на подающем транспортере, камера динамически изменяет скорость съемки (количество кадров в секунду). Камера на основе двумерной матрицы за один кадр получает при сканировании двумерный образ объекта съемки, который в дальнейшем обрабатывает программное обеспечение. На основе заданного алгоритма и параметров плодов, заданным оператором комплекса, определяют, в какой поток должен попасть сканируемый плод.

Далее производят сортировку. Распознанный продукт отстреливают воздухом в нужный поток транспортера при помощи двух линеек пневматических эжекторов. Линейки эжекторов 4 расположены в одной плоскости с двух сторон от летящего потока продукции и позволяют сортировать поток на три составляющих. Подачу воздуха к соплам осуществляют быстродействующие клапанные распределители с электромагнитным приводом. Это позволяет при отстреле получить короткий воздушный импульс, который сортирует продукцию. Угол наклона линейки эжекторов к потоку летящего сортируемого продукта определяют экспериментально. Этот угол является одним из параметров настройки машины. Ширина линейки эжекторов соответствует ширине потока сортируемого продукта.

Управление электромагнитными распределителями линеек эжекторов производят на основании данных сканирования, скорости движения объекта и, следовательно, задержки срабатывания определенного эжектора, необходимого для пролета расстояния от зоны сканирования до точки отстрела.

Заявляемая полезная модель позволяет проводить сортировку плодов одновременно на несколько сортов и сразу же разделять отсортированные фракции на несколько потоков.

Устройство может быть изготовлено имеющимися техническими средствами на имеющемся оборудовании.

1. Устройство для автоматической сортировки плодов, содержащее подающий транспортер и устройство проверки плодов, отличающееся тем, что оно снабжено сборным транспортером и линейками пневматических эжекторов, устройство проверки плодов выполнено в виде видеокамеры, при этом основу видеокамеры составляет двумерная ПЗС матрица, сборный транспортер установлен ниже приемного и расположен перпендикулярно по отношению к приемному транспортеру, сборный транспортер в продольном направлении разделен на три зоны, каждая из которых предназначена для сбора плодов определенного сорта, линейки пневматических эжекторов представляют из себя ряд пневматических сопел, расположенных в одной плоскости с двух сторон от летящего потока продукции, при этом линейки эжекторов расположены под углом по отношению к потоку сортируемой продукции.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шаг расположения пневматических сопел установлен в зависимости от размера сортируемых объектов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ширина линейки эжекторов соответствует ширине потока сортируемого продукта.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество установленных видеокамер определено таким, чтобы зоны охвата ПЗС матриц перекрывали всю ширину подающего транспортера.