[发明专利]一种玉米种子图像精选装置及其使用方法

摘要

本发明涉及机器视觉检测技术领域，具体为一种玉米种子图像精选装置及其使用方法。其特点如下提出了一种实用有效的玉米种子在线精选图像检测算法；设计了一套玉米种粒翻面机构，能够对玉米种子进行正、反两面的图像检测判断，保障了检测结果的准确性；设计了一种结构简单的机电式分拣执行机构；设计了一种新型的双列式喂料机构，可以连续均匀地对玉米种子进行双列投喂。本发明研制出既结构简单又精准高效的玉米种子图像精选装置，对保障玉米定向精密播种的实施，实现玉米种子的播前精选，促进我国玉米产业的优质、高产、稳产发展以及农产品检测的机械化、自动化和智能化水平的提高均具有重要意义。

主权项

一种玉米种子图像精选装置，其特征在于，所述玉米种子图像精选装置包括：双列式喂料机构、双柱升降调节系统、单柱升降调节系统、剔除分拣叶轮系统、图像采集系统、输送带系统、中间翻面导管装置、底架和控制系统；所述输送带系统包括两个组成部分相同的输送带装置，分别为：上层输送带装置和下层输送带装置；所述输送带装置由：输送带(16)、主动滚筒(17)、步进电机b(18)和从动滚筒(19)组成；所述的主动滚筒(17)通过轴承装置和联轴器与所述的步进电机b(18)相连接并随同一起转动；所述双列式喂料机构包括：喂料斗(1)和分粒转轮；所述分粒转轮包括两片分粒齿轮(2)、分隔圆筒(3)和转轴(4)；所述喂料斗(1)为不封底的V型槽口；底部安装有所述分粒转轮；安装所述分粒转轮后，底部仅露出两个所述分粒齿轮的底部齿槽口(5)；所述分隔圆筒(3)与所述喂料斗(1)间间隙小于玉米种子掉落所需的最小间隙；所述两片分粒齿轮(2)齿槽口空间仅能容纳一粒玉米种子(32)；所述两片分粒齿轮(2)在所述转轴(4)上紧固并同步转动；所述喂料斗(1)通过支撑杆(7)和紧固装置固定在所述上层输送带装置上；所述转轴(4)通过轴承装置和紧固装置固定在所述上层输送带装置上；由步进电机a(6)通过联轴器带动转动；两个所述底部齿槽口(5)正对着输送带(16)平面，沿输送带(16)方向对称分布在输送带(16)上方；所述单柱升降调节系统包括四个相同的单柱升降调节机构，分别为：单柱升降调节机构a、单柱升降调节机构b、单柱升降调节机构c和单柱升降调节机构d；所述单柱升降调节机构上均设置有竖直方向的导轨(8)；所述导轨(8)通过紧固装置实现剔除分拣叶轮机构沿导轨方向在任意高度上与相应的单柱升降调节机构实现紧固连接；所述双柱升降调节系统包括两个相同的双柱升降调节机构，分别为：双柱升降调节机构a和双柱升降调节机构b；所述双柱升降调节机构上设置有竖直方向的导轨柱(9)和横向方向的导轨梁(10)；所述导轨梁(10)通过紧固装置紧固在所述导轨柱(9)的任意高度；所述导轨梁(10)通过紧固装置将所述图像采集系统紧固在沿横向导轨方向的任意位置；所述图像采集系统包括两组相同的图像采集装置，分别为：上层图像采集装置和下层图像采集装置；所述图像采集装置包括：摄像机(11)、光源(12)和光源托架(13)；所述摄像机(11)下方位于输送带上的摄像机可视区域成为图像采集区域；所述图像采集区域分为上层图像采集区域(14)和下层图像采集区域(15)；所述光源托架(13)为正方形中空托架；所述光源(12)为四个，与所述摄像机(11)的镜头位于同一平面并安置在所述光源托架(13)的四个角上；所述剔除分拣叶轮系统包括四个剔除分拣叶轮机构，分别为：剔除分拣叶轮机构a、剔除分拣叶轮机构b、剔除分拣叶轮机构c和剔除分拣叶轮机构d；所述剔除分拣叶轮机构包括：叶片轮(20)、叶片轮拨片(21)和步进电机c(22)；所述叶片轮(20)为按角度等分的六片式叶片轮，中部开有小轴孔(23)；每一叶片的末端均设置有两个螺纹孔(24)，每一叶片末端均通过紧固装置将一片所述叶片轮拨片(21)紧固在所述两个螺纹孔(24)上；所述叶片轮拨片(21)为弹性材质，包括6片相同的拨片；位于最下方与传送带接触的相邻两片叶片轮拨片始终沿输送带方向对称放置在输送带(16)上方；所述步进电机c(22)通过所述小轴孔(23)和紧固装置将所述叶片轮(20)套固在所述步进电机c(22)轴上并随同一起转动；所述中间翻面导管装置为半圆弧形双通道翻面导管；所述中间翻面导管装置的结构包括：上弧形曲面导板(25)、下弧形曲面导板(26)、左侧面环形平面挡板(27)、右侧面环形平面挡板(28)、内部中间环形平面挡板(29)和收口挡板(30)；所述上弧形曲面导板(25)和下弧形曲面导板(26)间的距离大于玉米种子平放时的厚度，小于玉米种子翻面所需的最小高度；所述上弧形曲面导板(25)、下弧形曲面导板(26)、左侧面环形平面挡板(27)、右侧面环形平面挡板(28)、内部中间环形平面挡板(29)和收口挡板(30)均采用光滑材料制成；所述下弧形曲面导板(26)的前端与上层输送带的尾端对接；所述上弧形曲面导板(25)的末端与下层输送带的尾端对接；在翻面导管两个通道的出口两侧均增设一段收口挡板(30)；所述控制系统包括：上位机图像采集与处理系统和下位机动力控制系统两部分；所述上位机图像采集与处理系统包括计算机硬件部分和图像采集与处理算法软件部分；所述下位机动力控制系统包括：PLC和步进电机驱动器硬件部分以及动力控制系统软件部分；所述图像采集系统与所述计算机实现信息单向传输；所述PLC与所述计算机实现信息双向传输；所述步进电机驱动器与所述PLC实现信息单向传输；所述底架上端设置有所述下层输送带装置；所述底架上端紧固安置有相对错位的单柱升降调节机构a、单柱升降调节机构b、双柱升降调节机构a和一对用于支撑所述上层输送带系统的立柱(31)；所述单柱升降调节机构a上紧固有所述剔除分拣叶轮机构a；所述单柱升降调节机构b上紧固有所述剔除分拣叶轮机构b；所述双柱升降调节机构a上紧固有所述下层图像采集装置b；所述立柱(31)上紧固有所述上层输送带装置；所述上层输送带装置上端依次紧固有所述双列式喂料机构、所述双柱升降调节机构b、单柱升降调节机构c和单柱升降调节机构d；所述双柱升降调节机构b上紧固有所述上层图像采集装置a；所述单柱升降调节机构c上紧固有所述剔除分拣叶轮机构c；所述单柱升降调节机构d上紧固有所述剔除分拣叶轮机构d；所述下层输送带装置右端与所述中间翻面导管装置的下端口连接，所述上层输送带装置右端与所述中间翻面导管装置的上端口连接。