УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАРТОФЕЛЯ ИЛИ ПОДОБНЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2009 года по МПК B07C5/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству для контроля картофеля или подобных продуктов, содержащему загрузочное устройство для продвижения картофелин во множестве рядов, конвейерное устройство для приема рядов картофелин от загрузочного устройства и продвижения их при сохранении структуры рядов, камеру с соответствующим средством обработки изображения для записи и оценки каждой отдельной картофелины на конвейерном устройстве и сортировочное устройство, управляемое средством обработки изображения, причем сортировочное устройство выполнено с возможностью сортировки картофеля.

Уровень техники

Известное устройство автоматически контролирует картофелины таким образом, что они сортируются в соответствии с различными критериями, такими как размер, наличие различных типов грибковых заболеваний, повреждений и так далее. Таким образом, неприемлемые картофелины могут быть отбракованы.

До настоящего времени эта процедура выполнялась с использованием устройства, в котором картофель продвигался в продольном направлении с помощью загрузочного устройства в форме так называемого вибрационного загрузочного устройства с бесконечной лентой, то есть бесконечной конвейерной лентой с вращающимися валиками, причем оси упомянутых валиков проходят поперек направления продвижения. В каждом из упомянутых валиков имеется множество кольцевых канавок, причем число упомянутых канавок соответствует числу рядов и упомянутые канавки расположены на одинаковом расстоянии друг от друга поперек каждого валика, если смотреть в осевом направлении, и расположены по отношению друг к другу от валика к валику в направлении продвижения конвейерной ленты таким образом, что они взаимно выровнены для того, чтобы картофель мог продвигаться по рядам в канавках, причем упомянутые картофелины отдельно перемещаются двумя смежными валиками. В основном, картофель имеет продолговатую форму, и поэтому сам будет располагаться вдоль своих продольных осей, проходящих параллельно осям валиков, вращаясь при этом вокруг своих продольных осей с помощью вращения валиков. Во время непрерывного движения бесконечной ленты картофель перемещается до положения, расположенного под камерой, выполняющей снимки каждой отдельной картофелины обычно известным способом, причем упомянутые снимки посылаются в обычно известное средство обработки изображения, записывающее состояние рассматриваемой картофелины. В конце бесконечной ленты имеется сортировочное устройство, которое, если требуется, может управляться средством обработки изображения таким образом, чтобы картофелины размещались в отделения в зависимости от их состояния.

Поскольку картофелины обычно вращаются только вокруг своих по существу продольных осей, концы картофелин имеют тенденцию оставаться спрятанными от камеры, расположенной сверху. Это применимо, в частности, к самым дальним концам картофелин в самых дальних рядах на бесконечной ленте. Таким образом, существует риск в том, что картофелины, которые должны быть отбракованы, попадут в продажу.

Описанный автоматический сортировщик картофеля имеет несколько преимуществ по сравнению с ручным сортировщиком и, как было выяснено, при использовании этого способа меньшее количество хороших картофелин было отбраковано и меньшее количество картофелин для отбраковки было одобрено. Это происходит из-за того, что ручная сортировка требует, чтобы оператор рассматривал каждую отдельную картофелину и давал быструю оценку, что трудно выполнять в течение долгого периода времени с приемлемой подходящей скоростью.

Краткое описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание устройства, обеспечивающего дальнейшие улучшения автоматического сортировщика.

Согласно изобретению это достигается с помощью устройства вышеупомянутого типа, характеризующегося тем, что конвейерное устройство содержит множество по существу горизонтальных валиков, оси вращения которых проходят параллельно направлению продвижения картофелин и которые установлены с возможностью вращения в опорной раме и соединены с первым приводным устройством для их вращения, причем каждый из валиков независимо дополнительно перемещается параллельно вперед и назад по существу по прямой линии, проходящей в вертикальной плоскости, содержащей ось вращения каждого валика и наклоненной немного вверх, если смотреть в направлении продвижения; причем валики соединены со вторым приводным устройством, вызывающим возвратно-поступательные колебательные движения каждого валика вдоль упомянутой линии.

В результате картофелины вращаются как вокруг своих продольных осей, проходящих параллельно направлению контролируемого продвижения конвейерного устройства и перемещаются вперед с одинаковым расстоянием между ними таким образом, чтобы передний конец и соответственно задний конец были видимы камере. Это происходит из-за того, что валики, из-за их колебательного движения, передают изменяемую нагрузку на картофелины, в то время как картофелины по существу продолжают примыкать к валикам. Второе приводное устройство приводит к тому, что валики попеременно подвергаются действию силы, направленной вперед и назад в направлении, отклоненном вверх в направлении продвижения и образующем угол приблизительно в 10° с горизонтальными осями валиков. Таким образом, колебательное движение воздействует на валики по существу по прямой линии в упомянутом направлении. Во время движения вперед валики воздействуют на картофелины составляющей силы, направленной против силы тяжести, в результате чего картофелины прижимаются к валикам с увеличенной силой, приводящей к тому, что картофелины воздействуют с увеличенной нормальной силой на валики и, таким образом, повышают способность валиков вращать картофелины. Во время движения назад валики практически движутся в направлении от картофелин, в результате чего картофелины воздействуют с уменьшенной нормальной силой на валики, и валики могут проскальзывать относительно картофелин. Таким образом, валики двигаются назад по отношению к картофелинам, то есть они отталкиваются от низа картофелин, в результате чего картофелины выполняют движение вперед по отношению к валикам. При использовании пригодного автоматического регулирования амплитуды движения валиков относительно скорости вращения валиков камера может записывать изображения всех поверхностей каждой отдельной картофелины во время ее прохождения под камерой. Таким образом, рассматриваемое средство обработки изображения может выполнять правильную сортировку картофелин с большей точностью, когда они достигают сортировочного устройства.

В результате того, что исключаются устройства для обеспечения индивидуального продвижения к конвейерному средству, само устройство также является относительно простым.

Согласно изобретению каждый валик независимо может быть связан со вторыми приводными устройствами, позволяя таким образом балансировать конвейерное средство с помощью регулировки колебательных приводных устройств так, чтобы иметь попарно разные фазы, например так, чтобы они менялись на противоположные фазы.

Согласно изобретению валики могут иметь поверхности с высоким трением, такие как продольные выемки, обеспечивающие, таким образом, то, что вращательное движение также оказывает воздействие на круглые и гладкие картофелины или подобные продукты в результате вращения валиков.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет раскрыто более подробно со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид в перспективе устройства согласно изобретению;

Фиг.2 - вид в перспективе части Фиг.1 при перемещении картофеля;

Фиг.3 - вид сбоку того же самого, причем левый конец валика показан в осевом поперечном сечении;

Фиг.4 - деталь А с Фиг.3 на левом конце валика в увеличенном масштабе и

Фиг.5 - поперечное сечение варианта осуществления валика конвейерного устройства согласно изобретению.

Наилучший способ осуществления изобретения

На Фиг.1 показано устройство сортировки картофеля. Устройство содержит корпус 1, удерживающий загрузочное устройство, обозначенное ссылочной позицией 2. Загрузочное устройство 2 содержит множество каналов 3-10, из которых на Фиг.2 для ясности показан только один канал. Как видно из Фиг.2, на каждый канал 3 воздействует приводное устройство 11, причем приводное устройство вызывает обычным известным способом эффект вибрации в соответствующих каналах 3-10 таким образом, что картофель, находящийся в каналах, продвигается в направлении, показанном стрелкой 12 на Фиг.2. Конвейер, взвешивающие устройства и распределительные устройства (не показаны) связаны с загрузочным устройством 2, обеспечивая обычным известным способом доставку картофеля равномерно распределенным потоком во время работы устройства 1 таким образом, что картофель в каналах 3-10 распределяется по рядам.

Впереди загрузочного устройства 2, видимого в направлении 12 перемещения, расположено конвейерное устройство, обозначенное ссылочной позицией 13. Конвейерное устройство содержит множество валиков 14-24. Как видно из Фиг.2, показывающей два валика 14, 15, связанных с каналом 3, валики 14-24 установлены с возможностью вращения парами на опорную раму 25. Оси вращения валиков 14-24 проходят по существу горизонтально, взаимно параллельно и параллельно направлению 12 перемещения. Валики 14-24 установлены таким образом по отношению к каналам 3-10, что каждый канал 3-10 может независимо доставлять ряды картофеля к желобу между двумя смежными валиками 14-24. Поэтому валики 14-24 имеют между собой такое расстояние, что рассматриваемый картофель не падает через зазор между валиками.

Валики 14-24 прикреплены к их опорным рамам 25 с помощью опорных средств, обеспечивающих перемещение каждого валика 14 и 15 вперед и назад в направлении, показанном с помощью стрелки 26 на Фиг.3. Предпочтительно, направление имеет наклон в 10° по отношению к горизонтали, причем упомянутая стрелка наклонена вверх в направлении 12 перемещения. На переднем конце каждого отдельного валика, видимом в направлении 12 перемещения, к одной ножке 51 U-образного профиля 52 прикреплен штифт 50 (или ось вращения), связанный с валиком. U-образный профиль 52 соединяется с U-образным профилем 55, прикрепленным к раме 25 с помощью двух параллельных упругих пластин 53 и 54. На противоположном конце соответствующий штифт присоединен к фиксированной части 56 рамы, передний и задний концы которой соединены с опорной рамой 25 с помощью упругих пластин 57 и 58 соответственно. Упругие пластины 57 и 58 также параллельны друг другу. В связи с каждым валиком к днищу части 56 рамы прикрепляется приводное устройство 27. Приводное устройство 27 предназначено для воздействия на валики таким образом, чтобы вызывать их колебательные возвратно-поступательные движения. Из-за временной приостановки перемещения валиков с помощью упругих пластин 53, 54, 57 и 58 упомянутые движения происходят вдоль прямой линии 26.

Такая установка валиков с возможностью перемещения может быть достигнута другими известными способами, такими как, например, с помощью направляющих.

Соответственно, приводные устройства 27 предназначены для воздействия на валики 14-24 до такой эффективной нагрузки, что на картофель, находящийся между валиками 14-24, воздействуют силы с относительно большой составляющей в направлении вперед, параллельном направлению 12 перемещения, и с маленькой составляющей в направлении вверх, перпендикулярном плоскости осей вращения валиков 14-24. Сразу же после этого на валики 14-24 оказывается воздействие в противоположном направлении. Было обнаружено, что это вызывает движение картофеля вперед, которое обеспечивает расстояние между упомянутыми картофелинами. Кроме того, валики присоединены к приводному устройству 29 с помощью приводного ремня, обозначенного ссылочной позицией 30. Приводной ремень принадлежит всем валикам, что означает, что упомянутые валики вращаются в одинаковом направлении. Таким образом, вращательное движение передается картофелинам между валиками таким образом, что по существу они вращаются вокруг оси, проходящей параллельно направлению 12 перемещения при продвижении. Как описано выше, вращательное движение картофеля поддерживается с помощью наклонного перемещения валиков 14-24 вперед и назад.

После конвейерного устройства 13, имеющего валики 14-24, находится сортирующее устройство, обозначенное ссылочной позицией 31. Сортирующее устройство 31 является устройством обычного известного типа и в варианте осуществления, показанном на Фиг.1, состоит из клапанов 32-41, связанных с каждым зазором валика. С помощью приводных устройств каждый клапан 32-41 выполнен с возможностью независимой установки в желаемое положение таким образом, чтобы картофель, выходящий в конце валиков 14-24, направлялся в заданное отделение (не показано). Кроме того, над конвейерным устройством 13 находятся две камеры 42-43, установленные обычным известным способом, причем упомянутые камеры делают снимки продвигающегося картофеля и позволяют обрабатывать упомянутые снимки в средстве обработки изображения (не показано), предназначенном для контроля сортировочного устройства 31 таким образом, чтобы отдельные клапаны 32, 41 приводились в такое положение, когда каждая отдельная картофелина направляется в отделение в соответствии с ее состоянием.

С использованием устройства согласно изобретению картофель, как упоминалось выше, продвигается по рядам с помощью отдельных каналов 3-10 и далее продвигается в зазорах между валиками 14-24. Колебательное возвратно-поступательное движение валиков в комбинации с их вращательным движением означает, что картофель вращается вокруг оси, по существу проходящей параллельно направлению 12 перемещения, когда он продвигается в упомянутом направлении. Таким образом, как передние, так и задние концы картофелин, так же как и их другие стороны, попадают в зону фотосъемки камер 42 и 43. Использование подходящей настройки скорости продвижения загрузочного устройства обеспечивает подходящее расстояние между картофелинами на валиках 14-24. При этом скорость продвижения в загрузочном устройстве обычно регулируется таким образом, чтобы она была медленнее, чем скорость продвижения валиков 14-24.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждый отдельный валик имеет диаметр 90 мм и длину 630 мм, и число валиков равно одиннадцати. Приводные устройства 27 и 28, связанные с соответствующими валиками 14-24, приводятся в движение при соответствующей регулировке таким образом, чтобы общее воздействие на устройство было сбалансировано. Например, колебательные приводные устройства 27 могут чередовать противоположные фазы поперек направления продвижения. Для повышения воздействия на картофелины таким образом, чтобы они вращались вокруг оси, параллельной направлению 12 перемещения , поверхности валиков, как показано на Фиг.5, могут иметь изогнутые выемки. Очевидно, что валики также могут иметь другие поверхности с высоким трением.

Устройство согласно изобретению было описано в связи с продвижением картофеля. Однако оно также может быть использовано для других продуктов, таких как яблоки или морковь, имеющих поверхность, оцениваемую с помощью средства обработки изображения с относящимися к нему камерами 42, 43.

В качестве колебательного приводного устройства может быть использован вибратор обычного известного типа или другое устройство, такое как устройство, основанное на механизме коленчатого вала.

Изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления. Однако могут быть выполнены многочисленные модификации без отхода от объема изобретения. Например, расстояние между валиками 14-24 может регулироваться, и число валиков 14-24 с соответствующими каналами 3-10 может отличаться от показанного и проиллюстрированного числа.

Все валики 14-24 также могут быть установлены на общей опорной раме с общим колебательным приводным устройством. Загрузочное устройство может быть любым другим загрузочным устройством, в отличие от описанного устройства, если только оно приспособлено для транспортировки картофеля или подобных продуктов вперед по рядам.

Предложено устройство для контроля картофеля или подобных продуктов, содержащее загрузочное устройство для продвижения картофелин во множестве рядов, конвейерное устройство для приема рядов картофелин от загрузочного устройства и продвижения их при сохранении структуры рядов, камеру, связанную со средством обработки изображения для записи и оценки каждой индивидуальной картофелины на конвейерном устройстве, и сортировочное устройство, управляемое средством обработки изображения. Сортировочное устройство выполнено с возможностью сортировки картофелин. Конвейерное устройство содержит множество по существу горизонтальных валиков, оси вращения которых проходят параллельно направлению продвижения картофелин. Валики устанавливаются с возможностью вращения в опорной раме и соединяются с первым приводным устройством для их вращения. Каждый из валиков независимо дополнительно перемещается параллельно вперед и назад по существу по прямой линии, проходящей в вертикальной плоскости, содержащей ось вращения каждого валика и наклоненной немного вверх, если смотреть в направлении продвижения. В итоге, валики соединены со вторым приводным устройством, вызывающим возвратно-поступательные колебательные движения каждого валика вдоль упомянутой линии. Изобретение обеспечивает повышение качества сортировки при простом конструктивном выполнении. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для контроля картофеля или подобных продуктов, содержащее загрузочное устройство (2) для продвижения картофелин во множестве рядов, конвейерное устройство (13) для приема рядов картофелин от загрузочного устройства (2) и продвижения их при сохранении структуры рядов, камеру (42, 43) с соответствующим средством обработки изображения для записи и оценки каждой индивидуальной картофелины на конвейерном устройстве (13), и сортировочное устройство (31), управляемое средством обработки изображения, причем сортировочное устройство выполнено с возможностью сортировки картофелин, отличающееся тем, что конвейерное устройство (13) содержит множество по существу горизонтальных валиков (14-24), оси вращения которых проходят параллельно направлению продвижения (12) картофелин и которые установлены с возможностью вращения в опорной раме (25) и соединены с первым приводным устройством (29) для их вращения, причем каждый из валиков независимо дополнительно перемещается параллельно вперед и назад по существу по прямой линии, проходящей в вертикальной плоскости, содержащей ось вращения каждого валика и наклоненной немного вверх, если смотреть в направлении продвижения; причем валики (14-24) соединены со вторым приводным устройством (27), вызывающим возвратно-поступательные колебательные движения каждого валика вдоль упомянутой линии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый валик (14-24) независимо связан со вторыми приводными устройствами (27, 28).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в валиках (14-24) имеется поверхность с высоким трением, такая как поверхность с продольными выемками.