[发明专利]一种基于电磁振动的玉米粒群定向整列与智能分选装备

说明书

技术领域

本发明属于农业工程技术领域，是一种基于电磁振动的玉米粒群智能批量分选装备。

背景技术

玉米是世界三大粮食作物之一，玉米的产量关系着我国的粮食安全，而种子的质量直接影响着玉米产量，玉米种子的分选与提纯对玉米的增产意义重大，是提高玉米产量的关键。20世纪50年代我国科技水平并不发达，种子的分选问题只能依赖人工完成，不仅效率低，而且人为因素较大，导致了种子精度不高、质量不好、规格不一、颗粒整齐度过低，直接影响了种子的发芽与产量。自20世纪70年代我国陆续研制出漏筛式、气吸式选种器，一定程度上解决了选种问题， 但上述选种器仍存在不足：筛孔与种子大小不符、筛子安装不可靠、筛子横向窜动和倾斜、种子向一侧集中过厚，大大影响了种子提纯的精度与质量，另外此类选种机器只能依据种子大小进行粗略分选，种皮损坏及发霉的籽粒无法识别与剔除，因此无法获得高品质、规格统一的玉米种子。本发明针对存在的问题，利用电磁激振与机器视觉技术研制了一种可实现玉米种子批量整列与智能分选的装备。

发明内容

本发明旨在提供一种基于电磁振动的玉米粒群定向整列与智能分选装备，该装备以电磁铁振动为动力源，通过电磁铁带动安装在传送轨道上斜向上的悬铁往复运动，带动轨道斜向上往复运动，完成玉米粒群的定向整列；在此基础上，借助机器视觉系统识别玉米种子的外观特征信息，并对玉米籽粒的品质实施有效判别；同时将控制系统与粒群分选系统有效集成，以视觉系统获得的评判依据为准则，实现对玉米粒群批量选别。

该装备由框架式机械平台、电磁振动整列平台、对称分布式弯曲轨道系统、基于图像识别的智能分选系统、智能控制系统、气动和电力系统部分构成。机械框架平台（5）由轻质型材构成，丝杆（12）铰接于机械框架平台（5）上，机械平台上端装有凹槽（10），凹槽（10）与电磁振动整列平台（8）的底座（4）相连接，底座（4）正中部安装有电磁铁（7），且电磁铁（7）与底座（4）底座上表面（13）成58°～60°的倾角。底座（4）前端固定有弹性连接板（11），弹性连接板（11）与底座（4）的底座上表面（13）成90°；底座（4）后端固定有弹性连接板（6），弹性连接板（6）与底座（4）的底座上表面（13）成118°～120°度。传送轨道系统（21）前后端分别与弹性连接板（11）与弹性连接板（6）紧固。传送轨道系统（21）由3个玉米籽粒供料道（47）、6个玉米籽粒识别轨道（43）、3个不合格籽粒流动轨道（40）、3个楔形分流器（39）构成，其中玉米籽粒供料道（47）长度为13cm、宽度为10～15mm；玉米籽粒识别轨道（43）长度为47cm、宽度为8～12mm。距离前端面（42）0～40cm区域内的玉米籽粒识别轨道（43）表面摩擦系数μ=1.2，且40cm处设计有半径R=2.2cm、圆心角a=60°的弧形轨道（44）。楔形分流器（39）由宽度为11mm的单道（55）、宽度为9mm的双道（49）、左楔形挡板（51）、右楔形挡板（54）构成。左楔形挡板（51）与右楔形挡板（54）间的顶角α（53）为120°，顶点（52）与楔形挡板底端面（48）的垂直距离d=3.5cm，且顶点（52）位于单道（55）中心线上，距离单道底面（50）的垂直距离为6.8mm。3个玉米籽粒供料道（47）与楔形分流器（39）的单道（55）相连接，6个玉米籽粒识别轨道（43）与楔形分流器（39）的双道（49）相连接。传送轨道系统（21）前端底部焊接有限位销（15），限位销（15）上装配有配重片（14），传送轨道（21）前端上方安装有暗箱（20），暗箱（20）通过型材（16）与机械平台固定，暗箱上表面设有摄像头安装座（18）。暗箱（20）内部安装有分选装置（17）。分选装置（17）由侧板（37）、丝杆（36）、弹性钢片a（26）、弹性钢片b（31）、弹性钢片c（32）、弹性钢片d（33）、弹性钢片e（34）、弹性钢片f（35）、小型电磁铁（38）、限位板（28）与钢板（29）构成，2根丝杆（36）与侧板（37）通过螺纹紧固，且2根丝杆的中心轴相距3.5cm，2根丝杆（36）通过螺栓紧固弹性钢片a（26），且紧贴于侧板（37），与弹性钢片a（26）相距50mm的弹性钢片f（35）、相距56mm弹性钢片e（34）、相距120mm弹性钢片d（33）、相距126mm弹性钢片c（32）、相距196mm弹性钢片b（31）紧固于丝杆（36）上，弹性钢片a（26）、弹性钢片f（35）、弹性钢片e（34）、弹性钢片d（33）、弹性钢片c（32）、弹性钢片b（31）的剔除端均设有上底面为R=4mm、下底面R=8mm的、高为3mm的圆台型剔除接头（25）。小型电磁铁（38）紧固于钢板（29）下端。距离每个弹性钢片7mm处安装有固定于钢板（29）下放的限位板（28），限位板（28）下端均设有缓冲装置（27）。传送轨道（21）末端安有喂料斗（1），喂料斗（1）通过型材（2）固定在机械框架平台（5）上，其中部设有阀门（3），其末端与毛刷（24）链接。传送轨道（21）中底部焊接有悬铁（9），与电磁铁（7）配合。