Способ сортировки корнеклубнеплодов и устройство для его осуществления
1. Снособ сортировки корнеклубнеплодов , заключающийся в том, что корнеклубнеплоды ориентируют и поштучно подают в зону обзора, где летящие корнеклубнеvr плоды освещают параллельным пучком света и получают с помощью щелевой диафрагмы по тени на фотонриемнике электрический сигнал, соответствующий длине, площади проекции и максимальной толщине корнеклубнеплода и управляющий исполнительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности распознавания кондиционных корнеклубнеплодов путем учета вклада тени от черещка, с помощью дополнительного фотоприемника, имеющего щелевую диафрагму и светофильтр, определяют длину черешка и сравнивают ее с эталоном, после чего определяют отношение произведения максимальной толщины на длину корнеклубнеплода к площади его проекции, сравнивают это отношение с эталонным и вырабатывают результирующий § сигнал, подаваемый на исполнительный механизм. (Л ю о со о 00 иг. f
СОЮЗ СО9ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„ЯО„, 1209073 A дц4 А01 D3308
1Ц
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763263/30-15 (22) 12,07.84 . (46) 07.02.86. Бюл. № 5 (71) Ростовский-на-Дону ордена Трудового
Красного Знамени институт сельскохозяйственного машиностроения (72) И. А. Долгов и В. Н. Герасименко (53) 631.358 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 814490, кл. В 07 С 5/342, 1979.
Авторское свидетельство СССР № 1029869, кл. А Ol D 33/08, 1982. (54) СПОСОБ СОРТИРОВКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ
ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ сортировки корнеклубнеплодов, заключающийся в том, что корнеклубненлоды ориентируют и поштучно подают в зону обзора, где летягцие корнеклубнеплоды освещают параллельным пучком света и получают с помощью щелевой диафрагмы по тени на фотоприемнике электрический сигнал, соответствующий длине, площади проекции и максимальной толщине корнеклубнеплода и управляющий исполнительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности распознавания кондиционных корнеклубнеплодов путем учета вклада тени от черешка, с помощью дополнительного фотоприемника, имеющего щелевую диафрагму и светофильтр, определяют длину черешка и сравнивают ее с эталоном, после чего определяют отношение произведения максимальной толщины на длину корнеклубнеплода к площади его проекции, сравнивают это отношение с эталонным и вырабатывают результирующий Я сигнал, подаваемый на исполнительный механизм.
1209073
2. Устройство для осуществления способа сортировки корнеклубнеплодов, содержащее дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, системой линз, щелевой диафрагмой и фотоприемником, исполнительный механизм с электронным устройством управления, которое содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы со сбросом, блоки деления, компаратор нуля, стробируемые компараторы, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ, при этом вход первого пикового детектора связан с выходом фотоприемника и входом дифференциального усилителя, а его выход — с другим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом второго пикового детектора, компаратором нуля и первым интегратором, выход которого подсоединен к одному входу блока деления, а компаратор нуля связан с входами второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, при этом выход мультивибратора сброса соединен с входами сброса первого и второго пиковых детекторов, первого и второго интеграторов, а выходы блока деления и первого интегратора связаны с входами соответственно первого и второго стробируемых компараторов, причем свободные входы первого, второго и
Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и может быть использовано для сортировки корнеклубнеплодов, например, .моркови в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной обработки продукции.
Цель изобретения — повышение точности распознавания кондиционных корнеклубнеплодов путем учета вклада тени от черешка.
На фиг. 1 схематически изображено устройство для реализации способа сортиров. ки корнеклубнеплодов, общий вид; на фиг. 2подающий и ориентирующий механизм; на фиг. 3 — контрольное устройство; на фиг. 4 структурная схема электронного устройства управления; на фиг. 5 — временные диаграммы, поясняющие способ и работу устройства сортировки корнеклубнеплодов (слева показан случай полета корнеплода с черешком, справа — без черешка). третьего компараторов связаны с источником опорных напряжений, а их выходы подключены через схему ИЛИ к исполнительному механизму, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным фотоприемником с щелевой диафрагмой и светофильтром, а его электронное устройство управления— блоком умножения, компаратором цвета, дополнительным дифференциальным усилителем, интегратором и стробируемыми ключами, при этом один вход второго блока деления соединен с выходом дополнительного фотоприемника, его другой вход подключен к выходу дополнительного дифференциального усилителя, один вход которого связан с выходом первого дифференциального усилителя, а выход второго блока деления подсоединен к входу компаратора цвета, выход которого связан со стробирующими входами первого и второго стробируемых ключей и через до полнительный стробируемый интегратор — с входом третьего стробируемого компаратора, причем выход первого дифференциального усилителя связан через первый стробируемый ключ со входом первого интегратора, выход компаратора нуля связан через второй стробируемый ключ со входом второго интегратора, при этом входы блока умножения связаны с выходами второго интегратора и второго пикового детектора, его выход подключен к другому входу блока деления, а другой вход дополнительного дифференциального усилителя связан с источником опорного напряжения.
Устройство для реализации способа сортировки корнеклубнеплодов содержит дозирующее устройство 1 с бункером и вибротранспортером, подающий и ориентирующий механизм 2, который подает корнеплоды в зону обзора контрольного устройства 3. Электрический сигнал от последнего поступает на вход электронного устройства
4 управления, где вырабатывается сигнал, который подается на исполнительный механизм 5. Подающий и ориентирующий механизм 2 выполнен в виде попарно V-образно установленных ленточных транспортеров б, Контрольное устройство 3 содержит источник 7 света, систему линз 8, щелевые диафрагмы 9, фотоприемники 10 и 11, светофильтр 12.
Электронное устройство 4 управления содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальные усилители, интеграторы со сбросом, блоки деления, компаратор нуля, 1209073 стробируемые компараторы с регулируемыми порогами компарации, мультивибратор стрОбирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, компарятор цвета, стробирусмыс ключи, элемент И.1И. При этом вход одного пикового детектора 13 связан с выходом фотоприемника 10 и входом дифференциального усилителя 14, а его выход— с другим входом дифференциального усилителя !4, вход которого соединен с входом второго пикового -детектора 15, компаратором 16 нуля и через первый стробируюемый ключ 17 -- с входом первого интегратора !8, выход которого подсоединен к одному входу блока 19 деления, а компаратор 16 нуля связан через второй стробирусмый ключ
20 с вторым интегратором 21, выхо..i которого подключен к одному входу блока 22 умножения, другой вход которого соединен с выходом пикового детектора 15, а в Iron — — с блоком 19 деления, при этом на вход первого интегратора 18 поступает через ключ 17 сигнал с дифференциального усилителя 14, величина которого пропорциональна текущей толщине корнеплода, а выходной сигнал интегратора 18 по окончании 1юлета корнеплода пропорционален площади проекции корнеплоды без чсрси1ка. Цепь, состоящая из последовательного соединения компаратора 16 нуля, стробируемого ключа 20 и интегратора 21, осуществляет вычисление длины корнеплода без чсрешка.
Компаратор 16 нуля связан с входом мультивибратора 23 стробирую(него импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов 24 26 и муль. тивибратору 27 сброса. При этом дополнительный фотоприсмник 11 подключен к одному входу второго блока 28 деления, другой вход которого подкл1очен к выходу дополнительног() дифференциального усилителя 29, на один вход которого подано напряжение
UI от источника опорного напряжения, а другой его вход подключен к выходу дифференциального усилителя 14, при этом выход блока 28 деления связан с входом компаратора 30 цвета, выход которого связан с дополнительным интегратором 31 и стробирую щими входами ключей 17 и 20, а выход интегратора 31 подклк)чен к одному входу компаратора 26.
При этом цепь, состоящая из последовательно соединенных блока 28 деления, компаратора 30 цвета и интегратора 31, вычисляет длину черешка. Выход мультивибратора
27 сброса соединен с входами сброса одного 13 и второго !5 пиковых детекторов, первого !8 и второго 21 интеграторов, а выходы первого блока 19 деления, первого интегратора 18 и интегратора 31 связаны с входами соответственно первого 24, второго 25 и третьего 26 комияраторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ 32 к исполнительному механизму 5.
1Q
Гlричем первый стробируемый компаратор 24 выполнен двухпороговым, а второй 25 и третий 26 стробирусмые компараторы однопороговы м и.
На компараторы 24 — -26 подаются эталонные напряжения 1.1 ), 113, 1!3, г от источника опорного напряжения, задающие пороги компарации. Мультивибратор 23 стробирующего импульса запускается от сигнала с выхода компаратора 16 нуля, стробирующий импульс с выхода мультивибратора
23 поступает на компараторы 24 — 26 и на вход запуска мультивибратора 27 сброса.
Импульс сброса с выхода последнего подается на пиковые детекторы 13 и 15 и на интегра торы 18, 21 и 31.
Способ сортировки состоит в том, что корнеплоды предварительно ориентируют и по штучна подают в зону обзора, где они в свободном падении освещаются пучком света, причем ориентацию корнеплодов Осуществляют длиной вдоль направления падения и толщиной поперек направления пучка света.
i,àëcå с помо1цью щелевой диафрагмы и фотоприемника, установленного на стороне, противоположной излучателю, по тени отбрасываемой корнеплодом на приемник, получают электрический сигнал развертки формы корнеплода, соотв TcTI3) ю1ций теку1цей толщине корнеплода. Одновременно, с помощью щслевой диафрагмы и второго фотоприемника со светофильтром, установлен1гого на сТоропс излучателя, получают электрический сигнал, пропорциональный цвету и текуц(сй толщине корнеплода.
Сигнал развертки, поступаюи(ий oT псрного фотоприемника, не зависит от отражательной способности корнеплода. Г!о разности сигнала максимальной освещенности первого фотоприемника и сигнала развертки получают сигнал, пропорциональный текущей толщине корнеплода. Сравнивая электрический сигнал, пропорциональный цвету и теку гцей толщине корнеплода, с си гн алом, пропорциональным текущей толщине, получают сигнал, пропорциональный цвету и oilрсделяют длину чсрешка.
Прерывая сигнал о длине корнеплода на время пролета череш ка, on редел яют длину корнеплода без черешкя (по времени пролета корнеплода без чсреш ка ) . Прерывая сигнал о текушей толщине корнеплода на врем я пролета череш ка, OII ределяют плон(адь проекции корнеплода без черешка.
Далее определяют отношение произведения максимальной толщины корнеплода на длину без черешка к его площади без чсрсшкя, сравнивают значение указанного отношения и значение длины черешка с эталонным значением и вырабатывают сигнал управления исполнительным механизмом.
Устройство работает следу(ощим обр» lo)l.
Из I03IIp3 loni cãî vcTpollcTI3 1209073 рует корнеплоды в вертикальном положении и подает их к зоне обзора контрольного устройства 3. Падая с подающих транспортеров 6 механизма 2, корнеплоды получают ускорение и по одному пролетают :1ону обзора контрольного устройства 3; Б последнем корнеплоды освещаются нараллельным пучком света источником 7 через < истему линз 8 и рассматриваются через щелевую диафрагму 9 фотоприемником 10. При отсутствии корнеплода неред !целью сигнал с фотоприемника 10 максимален, а при пролетании корнеплода через зону обзоры фотоприемника 10 частично затеняется корнеплодом и его сигнал уменьшается <фиг. 5а) на величину, пропорциональную 15 текущей толщине корнеплода. Перед пролетом корнеплода, т.е. началом очередного .<икла анализа формы, Нсхо <ное состояние iHKoI 1 <одается на компаратор 16 нуля 6, на выходе которого появляется прямоугольный ;игнал (фиг. 5в) с длительностью, равной времени полета корнеплода, т.е. пропорциональный длине корнеплода. 1-1а дополнительном фотоприемнике 11 во время нролста корнеплода появляется сигнал, нропорциональный цвету и текущей толщине корнеплоды (фиг. 5д), который поступает на один вход блока 28 деления, на другой вход которо,o !!Остуиаеэ через донолнитель- 4<) ный дифференциальный усилитель 29 сигнал с дифференциального усилителя 14 (фиг. 5г), к которому добавлено опорное напряжение U, во изGCKKÇIIHC деления на ноль. Таким образом, на выходе блока 28 деления вырабатывается сигнал (фнг. 5е), величина которого пропорциональна цветовой окраске корнеплода вдоль его длины. Компаратор 30 цветы формирует стробимпульс, соответствующий длине черешка и поступающий Hd стробирующие входы ключей 17 и 20. Ключ 17 ирер» выет сигнал, поступающий с диффренциального мсилителя 14 на интегратор 18, что приводит к тому, что на выходе интегратора 18 вырабатывается сигнал, пропорциональный площади проекции корнеплодов без черешка. Ключ 20 прерывает сигнал, поступающий на интегратор 21, и на его выходе вырабатывается сигнал (фиг. 5 ) длительность которого соответствует времени пролета корнеплода без черешка. Из этого сигнала с помощью интегратора 21, который выполняет функцию преобразователя время-амплитуда, олуча1от сигнал (фиг. 5к), амплитуда которого но окончании полета корнеплода iipollopiLHOнальна длине корнеплода. Bl>1xojLIIîé сигнал усилителя 14 пост, пает также на пиковый детектор 15, где запоминается максимальная тол!пина корнеплода, cHãII3;I о которой поступает на один вход блока 22 умножения, на другой вход которого поступает сигнал с интегратора 21 о длине корнеплода. Блок 19 деления осуществляет деление сиг нала о произведении максимальной толщины корнеплода на сигнал о площади с интегратора 18. Сигналы с интеграторов 18 и 31 и блока 19 деления поступают на компараторы 24- 26. Поскольку lice эти сигналы информативны только B конце цикла измерения, т.е. только после того, как корнеплод полностью пройдет перел щелью и произойдет iioJIII35I развертка всей фигуры корнеплода, сравнивать эти сигналы с эт-!лонн ы ми можно только в KOIIILO ни к. 13., ля этого комнараторы 24 — 26 сравнения стробирук)тся импульсом (фиг. 5л) мультивибратора 23 стробирующегo импульса. Мультивибратор 23 запускается задним фронтом llP5! IH0), ГO. I hHO Cо паратора 16 нуля, т.е. сразу жс после ".îãî. кык корнеплод нолностьк) пройдет перед I!Le. левой диафрагмой 9. В случае, если хотя бы одна из трех характеристик (илоц<адь. отношение произведения длины на максимальную толн<ину к нло1цади, .<лина черешкы) выйдет за установленные напряже;<иями Lh U., (1, 1..;;, эталонные допуски, н;1 выходе элемснты ИЛИ 32 11оявляется сигнал, который IIocTóHàcò на исполнительныи механизм 5. Устройство унравления исполнительным <механизмом BK;Ilo÷3 T элек-.ромагнит, лопатка переме<цается и некондиционный KopHcIi io;1, изменяет траекторию своего движения, тем самым обеспе:ена сортировка. !1о окон<ынии цикла измерения и гнознавання кор1 енлода пиковые детекторь !3 и !5 и интеграторы 18, 21 и 31 устанывливы)отся в исходнос нулевое состояние и !пульсом сброса (фиг. 5м) мультивибратора 27 сброса, .)ля этого последний запускается задним фронтом строб-импульса с выхода мультивибратора 23. После сброса и последующей обработки янковым детектором 13 сигнала паузы с фотоприемника 10 устройство подготовлено к анализу очередного корнеплода. Для обеспечения правильной работы устройства нри сортировки нартии корнеплодов из этой иартии отбирают некоторое количество хороших корнеплодов и пропускают их через сортировщик. При этом измеряются напряжения на выходах интеграторов 18 и 31 и блока 19 деления. По максимумам и минимумам этих напряжений выставляют опорные 1<апряжеиия L — (. э, иа этом настройка 5CTройства сортировки заканчивается. l209073 l209073 Редактор Н. Бобкова Заказ 328/2 Составитель Л. Сидоров Техред И. Верес Корректор Л. Г1атай Тираж 679 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
