[发明专利]一种用于开心果裂壳加工的智能机械装备及其控制方法

说明书

本发明公开一种用于开心果裂壳加工的智能机械装备及其控制方法，装置包括进料机构、振动盘、V型槽结构的传送导轨、移位气缸、工业相机、球积分光源、旋转机构、开壳器、成像定位夹紧机构等。方法包括1)开心果放入进料机构，振动盘带动逐个流出，依次进入传输导轨，当运动到达拐角位置时移动气缸推动开心果改变运动方向；2)开心果进入头尾识别工位工业相机拍照并进行头尾识别，进入旋转工位进行头尾位置调整使尾部都朝向右侧；3)进入骨架识别工位拍照进行骨架提取，骨架状态调整工位调整骨架线；4)进入开壳装置，实现完美裂壳。本装备采用智能视觉的识别定位方法，实时调整开心果头尾位置与骨架位置，实现开心果的精确快速裂壳加工。

技术领域

本发明涉及农业产品加工机械与设备技术领域，尤其是涉及一种用于开心果裂壳加工的智能机械装备及其控制方法。

背景技术

目前对于开心果裂壳加工的智能机械装备与方法，最普遍与最传统的方法是人工手工裂壳的方法，通过人眼判断开心果的头部与尾部，并肉眼寻找开心果的外壳的骨架位置。但是人工手工裂壳的方法，劳动强度大，效率低，主观因素影响较大，而且随着工作时间的增加，很容易导致裂壳工作员出现视觉疲劳，体力方面无法长期保持高效率地工作，从而使裂壳工作效率降低。生产线生产过程中，仅仅靠人工工作不仅费时费力，而且还会给企业带来巨大的人力成本，因此人工裂壳的方法已经满足不了现代化农产品大批量生产、高效率、高质量的要求。

综上，本领域内急需能快速有效地提高判断头部尾部速度进行姿态调整裂壳工作，提高工作效率，降低企业成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于开心果裂壳加工的智能机械装备及其控制方法，以解决开心果由于个体差异性较大，形状呈现多样性，现有的人眼识别手动裂壳作业，导致人工判断开心果头尾部耗时长，手动挤压开口效率低、且难以保证开口规格的一致性，达不到高品质生产的要求。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种开心果裂壳加工的智能机械装备及其控制方法，通过工业相机获取开心果的端部图像，并传输给所述计算机。所述计算机通过图像提取开心果头部与尾部区域特征，并与预设阈值进行比对判断，判断该开心果端部图像为头部还是尾部。

进一步的，所述一定数量的开心果放入进料机构01，振动盘02带动开心果逐个流出，并依次进入V型槽结构传送机构03。

进一步的，所述拐角位置由位移气缸04推动开心果依次沿着传送机构的输送方向，当开心果到达头尾识别工位时，由成像定位夹紧装置13进行夹紧，并配合球积分光源12给开心果均匀光照；然后工业相机04采集图像，将开心果的图像转换成图像信号，传送到计算机11的图像处理系统，根据像素的领域分布、亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；最终实现了图像处理系统对开心果图像的特征抽取，并根据预设的允许度输出结果，依次判断每一个开心果的头部和尾部所在的位置（例如，头部在左侧，尾部在右侧）。

进一步的，所述开心果运动到旋转机构06时，旋转机构06将开心果的尾部统一调整方向。如果开心果的尾部已经位于右侧，则旋转机构不动作；反之，如果开心果的头部位于右侧，则旋转机构带动开心果运动，旋转180度。最终，使得所有开心果的尾部都朝向右侧。

进一步的，所述开心果紧接着依次进入骨架调整工位由成像定位夹紧装置13，进行夹紧配合球积分光源12给开心果均匀光照，由工业相机07将开心果的图像转换成图像信号，传送到计算机11用图像处理系统，根据像素的领域分布、亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对开心果图像进行特征提取，姿态倾斜角度，待姿态调整机构08依次提取开心果特性信息进行调整。

进一步的，所述开心果到达工业相机07提取的状态角度与预设的开心果轮廓线的倾斜角度允许范围进行对比判断，确定所需调整的角度变化值；基于所述的角度变化量，将开心果角度调整值转化为伺服电机的旋转的脉冲数量D，若伺服电机的驱动器的脉冲当量为H，机械传动机构的传动比为，则有式（1）。最终实现控制开心果进行旋转运动，使得所有开心果的尾部都朝向右侧。