[发明专利]基于图像处理技术的自动大蒜切脐机

说明书

技术领域

本发明涉及一种农产品加工设备，尤其是一种基于图像处理的自动大蒜切脐机。

背景技术

大蒜是出口创汇的畅销商品，其加工过程往往包括切脐、脱皮、再切片和脱水加工等多个步骤。其中，脱皮、切片和脱水等工艺已全部实行机械操作，唯独大蒜切脐的自动化程度仍然有待提高。而新鲜大蒜经风吹日晒，大蒜脐部的粗纤维逐步木质化，如果木质部分不能切除干净，将大大降低蒜干的质量。目前，大蒜切脐的手段主要有以下几种：（1）手工切脐：这种加工工艺不但生产率低、劳动力成本高，而且由于采用普通菜刀平切，大蒜利用率也低，最高仅为80％；（2）半自动化切脐机：工作时，掀起手把，刀杆通过导套将上模提起，把蒜头放在下模口上，然后按下手把，刀杆压弹簧，弹簧压上模，从而将蒜头弹性地压紧。继续按手把，刀杆沿导套继续下行，柱形刀头沿着夹模上同弧度的滑道将模中大蒜的蒜脐切掉；这种半自动化切脐机一定程度上提高了生产效率，但仍然自动化程度不够。

专利200820237608.6公开了一种“自动切脐机”，该自动切脐机包括作为输送装置的链板、位于链板下方的切削机构以及位于链板上方、用于固定大蒜的弹性压爪。该专利实现了大蒜或洋葱脐部的自动切除，然而，仍然存在如下几个方面的缺陷：（1）大蒜通过设置在链板上的窝眼将脐部露出，然后采用切削机构切除；然而作为自然生长的农作物，大蒜的个头和直径必然有所区别，从而导致不同的大蒜从窝眼处露出的脐部大小不一致，难以保证切除的一致性和精确性；（2）链板的运动依靠槽轮机构的转动，切削机构则通过另一个独立的电机控制。二者之间毫无联动，且没有保护机制，因此在切削过程中发生误操作时会导致大量大蒜的误切，造成不必要的损失。

发明内容

为了解决现有大蒜切脐机所存在的问题，本发明提供了一种基于图像处理技术的自动大蒜切脐机，所述自动大蒜切脐机大大提高了切割精度，减少了大蒜的损失；并具有实时通信、人机交互、数据显示存储和多重保护的功能，实现了大蒜切脐的自动化控制。

本发明的技术方案是：基于图像处理技术的自动大蒜切脐机，包括底座、机架以及安装在机架上的控制箱1、物料输送机构和切削机构，所述控制箱分别与物料输送机构、切削机构相连，所述物料输送机构包括设于底座上的驱动电机I和物料盘，所述物料盘上设有多个位于同一圆圈上的料杯；所述切削结构包括驱动电机II、滑轨、滚珠丝杠和设置在切削座上的切削刀；所述切削座上还设有切削电机和位点检测装置，所述切削座与滚珠丝杠固定连接，所述切削刀与滑轨为滑动连接；还包括与控制箱相连的图像采集机构，所述图像采集机构包括支架和安装在支架上的镜头，所述镜头设置在料杯所在圆圈的正上方。

优选的是，所述切削座通过滑块与滑轨滑动相连，所述滑块为套在滑轨上的环状结构。

优选的是，所述切削刀通过连接轴安装在切削座的下方，所述切削电机安装在切削座的上方。

优选的是，所述物料盘的下方设有减速机，所述物料盘通过减速机与驱动电机I相连。

优选的是，所述物料盘的上方设有定位桩，所述料杯通过定位桩固定位置；所述料杯均匀分布在靠近物料盘边缘的圆圈上。

优选的是，所述滚珠丝杠上还设有编码红外传感器和行程限位机构，所述编码红外传感器用于检测滚珠丝杠的转速，所述行程限位机构用于限定滚珠丝杠的行程。

优选的是，所述控制箱包括电源、控制电路板、驱动电路板、设备保护模块和显示模块；所述控制电路板通过驱动电路板控制驱动电机I、驱动电机II和切削电机的开关；所述设备保护模块包括电源保护模块和电机保护模块。

优选的是，所述控制电路板包括单片机和数字模拟电路。

本发明的工作原理：①将待切脐的大蒜放入到料杯中，打开控制箱中的电源开关；在确定设备正常下，按下键盘的“开始”键，物料盘在减速机的带动下自动旋转，使大蒜转动到图像处理结构的镜头下；②镜头将其采集的数据发送给控制箱中的单片机，单片机处理后得到切割数据，并将其发送给切削机构和物料盘；物料盘继续旋转，将大蒜转动到切削刀正下方；③切削座上的位点检测装置检测到定位桩后，将数据传输给控制箱，控制箱通过控制驱动电机I停转使物料盘停止运动，滚珠丝杠在驱动电机II的驱动下精确移动，并带动切削座上的切削刀沿滑轨结构向下运动，切削大蒜的根部和脐部；④人工的不断辅助把大蒜放置到8料杯中，大蒜切脐机自动循环切割大蒜；在设备工作过程中，发生误操作、系统故障和人为操控等情况，大蒜切脐机会停止工作，并发出报警声和红灯闪烁，起到警示作用。

本发明的有益效果：