[发明专利]一种水果成熟度触觉传感装置及其检测方法

说明书

本发明提供一种水果成熟度触觉传感装置及其检测方法。装置包括用于按压的硅胶接触体、外部框架、LED灯及其支架、摄像头四部分组成；其中硅胶接触体由硅胶弹性体、金属粉末反射层、硅胶保护层三部分组成；通过将水果按压硅胶接触体，由LED灯照射，形成在金属粉末反射层的图像会发生光强差异变化；将按压过程的图像输入神经网络，可得到硬度的预测值。基于上述水果成熟度触觉传感装置及其检测方法，装置紧凑，易于各类环境中使用，也便于更换和维护，有效降低单个被测物检测时间，方便实时检测，而且结构简单，降低了成本。

技术领域

本发明属于水果品质参数检测领域，具体涉及一种水果成熟度触觉传感装置及其检测方法。

背景技术

我国水果年产量达上亿吨，在国民经济中占重要地位。但每年有20％-30％的水果因各种原因浪费，其中因采摘期不当、贮藏时间过长、运输损伤等原因导致的浪费占很大比重。若能提供实时检测水果成熟度的简易装置，帮助经销商、超市管理人员合理判断水果货架期等，则可有效改善水果的浪费现状。

不同成熟期的水果坚实度存在差异，所以坚实度是评估水果成熟度的重要指标之一。准确测量水果坚实度，对指导水果的采摘、储藏、运输和加工均具有重要的作用。

当前检测水果坚实度一般利用其介电特性、声学特性等来检测，或是使用硬度计。介电特性和声学特性可对水果整体坚实度进行测量，但测量结果受水果的形状和质量的影响。而根据NY/T2009-2011《水果硬度的测定》，利用手持式的水果硬度计，测量结果容易受到操作者穿刺速度和施力大小的影响，无法保证测量精度。

发明内容

为了解决背景技术中的问题。本发明提出了一种水果成熟度触觉传感装置及其检测方法。装置包括用于按压的硅胶接触体、外部框架、LED灯及其支架、摄像头四部分组成。其中接触体由硅胶弹性体、金属粉末反射层、硅胶保护层三部分组成。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种水果成熟度触觉传感装置

包括外部框架、硅胶接触体和位于外部框架内的LED灯支架、摄像头；外部框架为型材搭建组成的六面体结构，型材之间通过角槽连接件固连，外部框架的每个面上安装有深色亚克力板；

外部框架顶面的深色亚克力板中心开设有通孔，通孔内嵌装有硅胶接触体，通孔下方设置有用于承托硅胶接触体的透明亚克力板，透明亚克力板与顶面的深色亚克力板通过螺栓固连；

LED灯支架设置于硅胶接触体正下方，LED灯支架与侧面的深色亚克力板通过螺栓固连；LED灯支架中间开设有通孔，沿通孔周向等间隔布置有三个基座，LED灯支架上开设有多组用于固定基座的螺纹孔，每个基座可通过螺纹孔沿LED灯支架径向方向进行位置调节；三个基座上通过销连接分别固定有红、绿、蓝三种LED灯，LED灯均朝向硅胶接触体照射；

LED灯支架底面的深色亚克力板固定有摄像头，摄像头的镜头方向经LED灯支架中间开设的通孔对准硅胶接触体；

所述硅胶接触体包括硅胶弹性体、金属粉末反射层和硅胶保护层，硅胶弹性体顶面为球面，在硅胶弹性体顶面由下至上依次设置金属粉末反射层和硅胶保护层。

所述硅胶接触体用于实现光强差异信息的获取。

所述硅胶接触体采用下述方法制备得到：

步骤1：制备硅胶弹性体：

1.1)将透明硅胶预聚物、硅胶固化剂与硅胶硬度稀释剂混合，并排除气泡；

1.2)将混合物倒入涂抹有油性离型剂(如凡士林)的曲面模具中；

1.3)将盛有混合物的模具置于真空干燥箱真空状态下加热固化，固化后脱模得到硅胶弹性体；