СПОСОБ СОРТИРОВКИ ТОМАТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК A01D33/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и может быть использовано для сортировки томатов в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной доработки продукции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ сортировки корнеклубнеплодов, заключающийся в том, что корнеклубнеплоды поштучно подают в зонд обзора, где летящие корнеклубнеплоды облучают и получают на выходе приемника излучения сигнал, обрабатывают его с помощью электронного устройства управления, получают сигнал о качестве корнеклубнеплода, сравнивают этот сигнал с эталонным, определяют время появления последующего за предыдущим в паре корнеклубнеплода, сравнивают это время с эталонным и по результатам сравнения управляют основным и дополнительным исполнительными механизмами [1].

Недостатком способа является недостаточная точность сортирования, так как дополнительный исполнительный механизм срабатывает каждый раз, как только расстояние между соседними корнеклубнеплодами меньше заданного независимо от того, относятся ли эти корнеклубнеплоды к одному классу или к разным классам, а также не учитывает, что эталонное время для каждой пары свое и зависит, в том числе, и от размера первого плода в паре, что приводит к необоснованному удалению последующего корнеклубнеплода из потока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее дозирующее устройство, подающий механизм, контрольное устройство с источником и приемником излучения, электронное устройство управления, состоящее из блока определения качества, инвертора, компаратора нуля, интегратора со сбросом, мультивибратора стробирующего импульса, мультивибратора импульса сброса, стробируемого компаратора, первой линии задержки, второй линии задержки, ключа, основного и дополнительного исполнительных механизмов [1].

Однако известное устройство не обеспечивает необходимой точности сортирования.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что томаты поштучно подают в зону обзора, где летящие томаты облучают и получают на выходе приемника излучения сигналы, обрабатывают их с помощью электронного устройства управления, получают сигнал о качестве томата, сравнивают этот сигнал с эталонным, определяют размер первого плода в паре, определяют время взаимодействия этого плода с лопаткой, определяют с учетом времени взаимодействия первого плода пары с лопаткой эталонное время для данной пары, определяют время появления второго плода в паре за первым, сравнивают эталонное время для данной пары с временем появления второго плода в паре, получают сигнал о качестве последующего за предыдущим в паре томата, сравнивают этот сигнал с эталонным и по результатам сравнения управляют основным и дополнительным исполнительными механизмами.

В случае, если последующий за предыдущим томат в паре принадлежит к тому же классу, что и предыдущий, и расстояние между ними меньше эталонного для данной пары, то дополнительный исполнительный механизм не срабатывает, а основной остается в том положении, что и при сортировании предыдущего томата.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что оно содержит дозирующее устройство, подающий механизм, контрольное устройство с источником и приемником излучения, электронное устройство управления, основной и дополнительный исполнительные механизмы, при этом приемник излучения содержит два фотоприемника со светофильтрами, а электронное устройство управления состоит из двух усилителей постоянного тока, усилителя разности сигналов, двух интеграторов, трех компараторов, элемента ИЛИ, инвертора, одновибратора окончания анализа, трех элементов И, линии задержки, трех одновибраторов, при этом выход первого фотоприемника соединен через первый усилитель с одним входом усилителя разности сигналов, выход которого подключен через последовательно соединенные первый интегратор и первый компаратор к одному входу первого элемента И и через инвертор к одному входу второго элемента И, при этом выход первого элемента И соединен с одним входом первого одновибратора, выход которого соединен через линию задержки с входом основного исполнительного механизма и через второй одновибратор соединен с одним входом третьего элемента И, выход которого подключен к дополнительному исполнительному механизму, при этом выход второго фотоприемника подключен через второй усилитель к второму входу усилителя разности сигналов и через второй компаратор к одному входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен через третий компаратор выход первого усилителя, причем выход элемента ИЛИ через одновибратор окончания анализа соединен с другими входами первого и второго элемента И, при этом выход второго элемента И соединен через третий одновибратор с другим входом третьего элемента И, причем выход элемента ИЛИ подключен через второй интегратор к другим входам первого, второго и третьего одновибраторов.

Цепь, состоящая из соединения выходов первого и второго усилителей с обоими входами усилителя разности сигналов, соединенного последовательно с первый интегратором, первым компаратором, первым элементом И, первым одновибратором, линией задержки и основным исполнительным механизмом, осуществляет сортирование томатов по качеству (степени зрелости).

Цепь, состоящая из соединения выходов первого и второго усилителей через второй и третий компараторы с обоими входами элемента ИЛИ и последовательного соединенных с его выходом одновибратора окончания анализа, второго элемента И, третьего одновибратора, третьего элемента И и дополнительного исполнительного механизма, осуществляет удаление последующего за предыдущим в паре томата, если расстояние между ними меньше эталонного для данной пары и они принадлежат к разным классам 110 степени зрелости (красный-зеленый; зеленый-красный).

На фиг. 1 схематически изображено устройство для реализации способа сортировки томатов, общий вид: на фиг. 2 - структурная схема устройства для сортирования томатов.

Устройство для реализации способа сортировки томатов содержит дозирующее устройство 1, подающий механизм 2, который подает томаты в зону контрольного устройства 3. Электрические сигналы от последнего поступают на электронное устройство управления 4.

Один выход электронного устройства управления 4 подключен к входу дополнительного исполнительного механизма 5, а другой - к входу основного исполнительного механизма 6. Дополнительный исполнительный механизм 5 отбивает томаты в бункер 7.

Электронное устройство управления содержит два усилителя постоянного тока, усилитель разности сигналов, два интегратора, элемент ИЛИ, инвертор, три компаратора, одновибратор окончания анализа, три элемента И, линии задержки, три одновибратора, при этом выход первого фотоприемника 8 соединен через первый усилитель 9 с одним входом усилителя разности сигналов 10, выход которого подключен через последовательно соединенные первый интегратор 11 и первый компаратор 12 к одному входу первого элемента И 13 и через инвертор 14 к одному входу второго элемента И 15. при этом выход первого элемента И 13 соединен с одним входом первого одновибратора 16, выход которого соединен через линию задержки 17 с входом основного исполнительного механизма 6, и через второй одновибратор 18 соединен с одним входом третьего элемента И 19, выход которого подключен к дополнительному исполнительному механизму 5, при этом выход второго фотоприемника 20 подключен через второй усилитель 21 к второму входу усилителя разности сигналов 10 и через второй компаратор 22 к одному входу элемента ИЛИ 23, к второму входу которого подключен через третий компаратор 24 выход первого усилителя 9, причем выход элемента ИЛИ 23 через одновибратор окончания анализа 25 соединен с другими входами первого и второго элементов И 13, 15, при этом выход второго элемента И 15 соединен через третий одновибратор 26 с другим входом третьего элемента И 19, при этом выход элемента ИЛИ 23 подключен через второй интегратор 27 к другим входам первого, второго и третьего одновибраторов 16, 18, 26.

Способ сортировки состоит в том, что томаты поштучно подают в зону обзора, где летящие томаты облучают и получают на выходе приемников излучения электрические сигналы, обрабатывают их с помощью электронного устройства управления, получают сигнал о качестве (степени зрелости) первого томата в паре, сравнивают этот сигнал с эталонным, определяют размер первого плода в паре, определяют время взаимодействия этого плода с лопаткой, определяют по времени взаимодействия плода с лопаткой эталонное время для данной пары, получают сигнал о времени прохождения первого за вторым томата пары, сравнивают эталонное время для данной пары с временем появления второго плода в паре, получают сигнал о качестве (степени зрелости) второго томата, сравнивают этот сигнал с эталонным и по результатам сравнения управляют основным и дополнительным исполнительными механизмами.

В случае, если зону контроля устройства 3 проходит пара томатов, расстояние между которыми настолько мало, что основной исполнительный механизм 6 из-за ограниченного его быстродействия не успевает разделить томаты, и второй томат в паре принадлежит другому классу (зеленый-красный; красный-зеленый), то срабатывает дополнительный исполнительный механизм 5, расположенный выше основного, и второй томат в паре удаляется в бункер 7. Сортировка первого томата в паре осуществляется основным исполнительным механизмом 6 в зависимости от его степени зрелости.

В случае, если расстояние между первым и вторым томатами в паре также мало, но второй томат принадлежит тому же классу, что и первый (зеленый-зеленый: красный-красный), дополнительный исполнительный механизм 5 не срабатывает, а основной исполнительный механизм после сортирования первого томата в паре остается в прежнем положении, что обеспечивает правильную сортировку второго томата в паре.

В случае, если расстояние между томатами достаточно для того, чтобы основной исполнительный механизм рассортировал пару, дополнительный исполнительный механизм не срабатывает.

Устройство работает следующим образом.

Из дозирующего устройства 1 томаты поштучно поступают на подающий механизм 2, который подает их к зоне обзора контрольного устройства 3, томаты получают ускорение и по одному пролетают зону обзора. В контрольном устройстве 3 томаты освещаются источником света и анализируются приемным устройством.

Цвет томата определяется следующим образом. Световой сигнал поступает на первый и второй фотоприемники 8, 20 со светофильтрами, усиливается усилителями 9, 21. Компараторы 22, 24 дискретизируют сигналы с усилителей 9, 22 по уровни, логический элемент ИЛИ 23 суммирует дискретные сигналы, формируя сигнал на все время анализа томата. В момент ухода томата из поля зрения контрольного устройства одновибратор 25 генерирует импульс заданной длительности. Сигналы с усилителей 9, 21 поступают на усилитель разности сигналов 10, который вычитает сигнал от усилителя 21 из сигнала от усилителя 9, интегратор 11 накапливает разностный сигнал, и к моменту генерации одновибратором 25 импульса окончания анализа на выходе интегратора 11 присутствует уровень больше нуля, если в томате преобладал зеленый цвет. Компаратор 12 приводит результат интегрирования к уровню логических сигналов, таким образом первый элемент И 13 вырабатывает импульс, равный по длительности импульсу одновибратора 25 в случае определения зеленого томата. В случае определения красного томата импульс вырабатывает второй элемент И 15. Импульсы логических элементов И 13, 15 запускают одновибраторы 18, 26, которые служат для получения сигналов соответствующих допускаемому временному интервалу в разноцветных парах томатов. Импульс логического элемента И 13 запускает одновибратор 16, который вырабатывает импульс, длительность которого соответствует длительности сигнала, подаваемого на исполнительный механизм 6. При этом другие входы одновибраторов 16, 18, 26 подключены через второй интегратор 27 к выходу логического элемента ИЛИ 23. Сигнал с выхода второго интегратора 27 оказывает регулирующее воздействие на длительность импульсов, вырабатываемых одновибраторами 16, 18, 26. Линия задержки 17 служит для синхронизации срабатывания основного исполнительного механизма 6 на томат. В случае анализа зеленого вслед за красным (или наоборот) через время, меньшее установленного интервала, логический элемент 19 формирует импульс, включающий дополнительный исполнительный механизм 5, который отбивает последний томат пары.

Использование: для сортировки томатов в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной доработки. Сущность изобретения: определяют, к какому классу принадлежит каждый из томатов в паре, определяют расстояние между томатами в паре, определяют эталонное расстояние для данной пары, сравнивают это расстояние с эталонным и, если второй томат в паре принадлежит другому классу и расстояние между томатами данной пары меньше эталонного для данной пары, удаляют его с помощью дополнительного исполнительного механизма. Первый в паре томат сортируется основным исполнительным механизмом в соответствии с его качеством. Если расстояние между томатами в разноцветной паре больше эталонного для данной пары, то дополнительный исполнительный механизм не срабатывает и сортировка осуществляется основным исполнительным механизмом. Если в паре томаты принадлежат к одному классу, дополнительный исполнительный механизм не срабатывает, а основной остается в том же положении, что и при сортировании первого томата. 2 с.п. ф-лы. 2 ил.

1. Способ сортировки томатов, заключающийся в том, что томаты поштучно подают в зону обзора, где летящие томаты облучают и получают на выходе приемника излучения сигнал, обрабатывают его с помощью электронного устройства управления, получают сигнал о качестве томата, сравнивают этот сигнал с эталонным, определяют время появления последующего за предыдущим томата, сравнивают это время с эталонным и по результатам сравнения управляют основным и дополнительным исполнительными механизмами, отличающийся тем, что определяют размер предыдущего плода в паре, определяют время взаимодействия этого плода с основным исполнительным механизмом, определяют по времени взаимодействия плода с основным исполнительным механизмом эталонное время для данной пары, сравнивают эталонное время для данной пары с временем появления второго плода в паре, получают сигнал о качестве последующего томата, сравнивают этот сигнал с эталонным и по результатам сравнения управляют исполнительными механизмами. 2. Устройство для сортировки томатов, содержащее дозирующее устройство, подающий механизм, контрольное устройство с источником и приемником излучения, электронное устройство управления, основной и дополнительный исполнительные механизмы, при этом выход приемника излучения соединен с входом электронного устройства управления, выходы которого подключены к входам основного и дополнительного исполнительных механизмов, отличающееся тем, что приемник излучения снабжен двумя фотоприемниками со светофильтрами, а электронное устройство управления выполнено в виде двух усилителей постоянного тока, усилителя разности сигналов, двух интеграторов, элемента ИЛИ, инвертора, трех компараторов, одновибратора окончания анализа, трех элементов И, линии задержки, трех одновибраторов, при этом выход первого фотоприемника соединен через первый усилитель с одним входом усилителя разности сигналов, выход которого подключен через последовательно соединенные первый интегратор и первый компаратор к одному входу второго элемента И и через инвертор к одному входу второго элемента И, при этом выход первого элемента И соединен с одним входом первого одновибратора, выход которого соединен через линию задержки с входом основного исполнительного механизма и через второй одновибратор с одним входом третьего элемента И, выход которого подключен к дополнительному исполнительному механизму, при этом выход второго фотоприемника подключен через второй усилитель к второму входу усилителя разности сигналов и через второй компаратор к одному входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен через третий компаратов выход первого усилителя, причем выход элемента ИЛИ через одновибратор окончания анализа соединен с другими входами первого и второго элементов И, при этом выход второго элемента И соединен через третий одновибратор с другим входом третьего элемента И, причем выход элемента ИЛИ подключен через второй интегратор к другим входам первого, второго и третьего одновибраторов.