Устройство для сортировки корнеплодов Советский патент 1987 года по МПК A01D33/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и может быть использовано для сортировки корнеклубнеплодов, например моркови, в уборочных машинах и на пунктах нослеуборочной обработки нродукнии.

Целью изобретения является новькиение точности сортировки.

На фиг, 1 схематически изображено устройство для сортировки корнеклубнеплодов; на фиг. 2 - контрольное устройство; на фиг. 3 - структурная схема элек- rpoHHoi o устройства управления; на фиг. 4 -- временные диаграммы, поясняющие работу устройства сортировки (слева показан случай пролета корнеплода с ориентацией To. icroi o конна против направления полета, справа но направлению полета).

N4 T(4)iicTH() д.тя со)гнровки плодов содержит до; ируюп1ее устройство 1 с бункером и ииГ)к)грапс 1ортером, подающий и ориентирующий механизм 2, который нодает корнеплоды в зону обзора контрольного уст- ройсгва }. Элекгрический сигнал от кон- тро. и.ного устройсгва 3 поступает на вход электронного устройства 4 управления, где вырабатывается сигна.т, который подается на исполнительный механизм 5. Подающий и ()1)иентирующий меха}|изм 2 может быть выполнен в виде попарно lJ-образно установленных ленточнь:.1х транснортеров. Контрольное уст|1ойство 3 содержит источник 6 света, систему линз 7, щелевую диафрагму 8 и 1}1(гг()нрнемпик 9.

Электронное устройство 4 управления со- ;U P/KHT последовательнс; соединенные первый пиковый детектор 10, дифференциальный усилитель 11, второй пиковый детектор 12, блок 13 умножения, блок 14 деления, двух- пороговый компаратор 15. Оно содержит также последовательно соединенные детектор 16 нуля, мультивибратор 17 строба, мультивибратор 18 сброса, а также первый 19 и второй 20 интеграторы. При этом вход riepBoi o пикового детектора 10 связап с выходом фотоприемника 9 и вторым входом дифференциального усилителя 11, выход которого соединен с входом детектора 16 нуля, выход первого интегратора 19 под- клк)чеп к другому входу блока 13 умножения, а выход второго интегратора 20 - к дру1ч)му входу блока 14 деления. На компаратор 15 подаются эталонные напряжения 11|, -2, задающие пороги сигнала сравнения. Выход мультивибратора 17 строба подсоедипеи к стробирующему входу компаратора 15, выход которого связан с испол- нительным механизмом 5. Выход мультивибратора 18 сброса подключен к входам сброса пиковых детекторов 10 и 12.

Устройство 4 управления содержит также пороговые э,:1ементы 21 23, формирователи 24 и 25, элементы И 26 и 27, дифференциатор 28, инвертирующий усилитель 29, т(1иггер 30, инвертор 31, элементы ИЛИ 32

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

и 33, ключ 34. При этом выход дифференциального усилителя 11 через последовательно соединенные первый пороговый элемент 21, первый формирователь 24 подключен к одному входу первого элемента И 26, а через последовательно соединенные дифференциатор 28, инвертирующий усилитель 29, второй пороговый элемент 22 - к другому его входу. Выход первого формирователя 24 соединен с одним входом второго элемента И 27, другой вход которого через третий пороговый элемент 23 соединен с выходом дифференциатора 28. Выход детектора 16 нуля соединен через второй формирователь 25 с S-входом триггера 30, а через инвертор 31 - с одним входом первого элемента ИЛИ 32, другой вход которого соединен с выходом первого элемента И 26. Выход первого элемента ИЛИ 32 соединен с R-входом триггера 30, выход которого подсоединен к входу нервого интегратора 19 и к управляющему входу ключа 34. Выходы мультивибратора 18 сброса и второго элемента И 27 и через второй элемент ИЛИ 33 соединены с входами сброса интеграторов 19 и 20. Выход дифференциального усилителя 11 через ключ 34 подсоединен к входу второго интегратора 20.

Работа устройства для сортировки корнеклубнеплодов осуществляется следующим образом.

Из дозирующего устройства 1 корнеплоды поштучно постунают на подающий и ориен- тируюн1ий механизм 2, который ориентирует корнеплоды в вертикальной плоскости и подает к зоне контрольного устройства 3. В последнем корнеплоды освещаются парал- ле,:1ьным пучком света источника 6 через систему линз 7 и рассматриваются через щелевую диафрагму 8 фотоприемником 9.

При отсутствии корнеплода перед щелью сигнал с фотоприемника 9 максимален, а при пролетании корнеплода через зону обзора фотоприемник 9 частично затеняется корнеплодом и его сигнал уменьщается на величину, нропорциональную текущей толщине корнеплода. Перед пролетом корнеплода, т. е. перед началом очередного цикла анализа формы, исходное состояние пикового детектора 12 и интеграторов 19, 20 нулевое, а на выходе пикового дТ,етектора 10 напряжение максимально. Очередной корнеплод, попадая в зону обзора, просматривается через щель фотоприемником 9. Дифференциальный усилитель 11 вычитает из максимального сигнала, запоминаемого пиковым детектором 10, сигнал фотоприемника 9 и вырабатывает сигнал (фиг. 4а), пропорциональный текущей толщине корнеплода. Этот сигнал (фиг. 4а) поступает на дифференциатор 28, с выхода которого снимается сигнал (фиг. 46), нронорциональ- ный скорости изменения (нроизводной) текущей толщины корнеплода. Этот же сигнал (фиг. 4а) поступает на цепочку первый пороговый элемент 21 - первый формирователь 24. С выхода формирователя 24 снимаются узкие импульсы (фиг. 4в). Сигнал (фиг. 4а) дифференциального усилителя 11 поступает также на детектор 16 нуля, выходной сигнал которого представляет собой прямоугольный сигнал (фиг. 4г) с длительностью, равной времени пролета корнеплода вместе с черешком, т. е. соответствующей длине корнеплода без учета поправки на черешок. Используя сигнал (фиг. 46) производной, учитывая его величины и знак с помон1ью инвертирующего усилителя 29 и пороговых элементов 22, 23, вырабатывают разрешающие уровни для элементов И 26, 27. При этом различаются две ситуации: корнеплод ориентирован толстым концом против направления полета и корнеплод ориентирован толстым концо.м по направлению полета. При первой ситуации на выходе первого И 26 элеме 1та появляется узкий импульс (фиг. 4д) в момент прохождения основания черешка перед П1елью, при второй ситуации имг|у,1ьс (фиг. 4е) появляется на выходе второго элемента И 27.

Рассмотрим случай про.1ета корнеплода с ориентацией его толстого конца против направления полета.

Вначале пролета корнеплода триггер 30 устанавливается в единичное состояние выходным импульсом второго формирователя 25, который срабатывает по переднему фронту прямоуго:1ьного сигнала (фиг. 4г) детектора 16 нуля, при этом снимается принудительная установка триггера 30 в нуль iio цепочке детекто|) 16 нуля - - инвертор 31 - первый элемент ИЛИ 32. Импульс (фиг. 4д) с выхода первого э.пемента И 26 гфоходит через первь,1Й элемент ИЛИ 32 на триггера 30 и сбрасывает его в иу.ювое состояние. Длительность выходного сигнала (фиг. 4ж) триггера 30 в этом случае пропорциональна истинной длине корнеплода, т. е. длине корнеплода бе. черещка. Этот сигна.т (фиг. 4ж) поступает па nepBhiii интегратор 19, который выполняет функцию преобразователя время -- амплитуда, и на его выходе получают сигнал (фиг. 4з), амплитуда которого по окончании пролета корпеп.лода пропорциональна длине корнеплода без черешка. Выходной сиг нал (фиг. 4ж) триггера 30 поступает также на управляющий вход ключа 34. Ключ 34 отсекает от сигнала (фиг. 4а) диффереп- циального уси.-1ителя 1 1 ту часть, которая относится к черешку, и второй интегратор 20, обрабат(,1ная это1 си|-нал, выдает выходной сигна:, ,чмп, 1итуда коюрого по оконча |ии пролета К()рие11,1ода пропорциональна Г1;1оп1ади корнеплода без черешка.

Рассмотрим теперь случай п 1олета корнеплода с ориентацией его толстого конца по направлению полета. Теперь уже выходной сигнал (фиг. 4ж) соответствует истинной и интеграторы 19, 20 тывать сигнал черец1ка. хода основания череп ка

триггера 30 не длине корнеплода начинают обраба- Но в момент про- перед ще, ;ию им5

пульс (фиг. 4е) с выхода второго элемента И 27 через второй элемент ИЛИ 33 сбрасывает интеграторы 19, 20 в ну. н,. Поэтому по окончании пролета корнеплода на выходе интеграторов 19, 20 си1налы также соответствуют длине и площади корнеплода без черешка.

0

5

0

5

0

5

0

5

В обоих случаях (фиг. 4а) усилителя на пиковый детектор ся максимальная толщина лее блоками 13 и 14 берется площади к произведению д.чпны

выходной сигнал 1 поступает также 2, где запоминает- корпеплода. Да- отношение на максимальную толщину. Поскольку это отношепие информативно только в конце цикла измерения, т. е. только после того как корнец.юд полностью пройдет перед инмью и прои зойдет полная развертка всей фигуры корнеплода, сравнивать это отношение с эта- ,1онными значениями можно только в конце цикла. Для этого компаратор 15 стробирует- ся импульсом мультивибратора 17 сброса. Мультивибратор 17 запускается задним фронтом выходного импульса детекгора 16 нуля, т. е. сразу же после то;о как KOJI- неплод с черешко.м по.шостью про1(дет перед пи певой диафрагмой 8. В случае, если oTHonienne плоп1ади к произведепию длипы на максимальную толшину вьп 1дет за установленные напряжениями I l.l j, эталонные допуски, на выходе компаратора 15 появится сигнал, который поступит на исполнительный механизм 5.

Устройство управления исполни гельпым механизмом включает электрома1мп1т. Лопатка перемещается, и поврежденный корнеплод изменяет траекторию своего движения, тем самым обеспечивается copTiqioBKa. По окончании цикла измерения и опознавания корнеп,тода пиковые детекто)ы 10. 12 и интеграторы 19, 20 устанавливаются в ny.icBoe состояние импульсом сброса му, 1ьтивибрато- ра 18 сброса, для этого му, 1ьтивибратор 18 запускается задним фронтом сгробимпу.п.са с выхода мультивибратора 17. После сброса и последующей обработки пик() детектором 10 сигнала наузы с (})отоцрие 1пи- ка 9 устройство подготовлено к апа.шзу очередного корнеплода.

Таким образом, благодаря применению новых элементов в предложенном ycTpoiicT- ве д.чя сортировки корнеклубнеплодов иск.1Н)- чено Е. ияние длины черешка на процесс отделения некондиционных п. кхюи. В результате повышена точность сортировки.

Формула изобретения Устройство для сортировки корнеплодов, содержащее дозирующее устройство, подающий и проектирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, оптической системой, щелевой диафрагмой и фо топриемником, исполнительный механизм и электронное устройство управления, включающее последовательно соединенные первый пиковый детектор, дифференциальный

первого элемента И через последовательно соединенные первый пороговый элемент и первый формирователь, а через последовательно соединенные дифференциатор, инвертирующий усилитель, второй пороговый элемент подключен к другому входу первого элемента И, выход первого формирователя соединен с входом второго элемента И, другой вход которого через третий пороговый элемент соединен с выходом

усилитель, второй пиковый детектор, блок 10 дифференциатора, выход детектора нуля сое- умножения, блок деления, компаратор, пос-динен через второй формирователь с одним

входом триггера, а через инвертор соединен с входом первого элемента ИЛИ, другой

ледовательно соединенные детектор нуля, мультивибратор строба, мультивибратор сброса, а также первый и второй интеграторы и первый элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повыщения точ- второму входу триггера, выход которого

вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход подключен к

кости сортировки, в электронное устройство управления введены первый, второй и третий пороговые элементы, первый и второй формирователи, первый и второй элементы И, дифференциатор и инвертирующий усилитель, триггер, инвертор, ключ, второй элемент ИЛИ, причем выход дифференциального усилителя подключен к одному входу

первого элемента И через последовательно соединенные первый пороговый элемент и первый формирователь, а через последовательно соединенные дифференциатор, инвертирующий усилитель, второй пороговый элемент подключен к другому входу первого элемента И, выход первого формирователя соединен с входом второго элемента И, другой вход которого через третий пороговый элемент соединен с выходом

дифференциатора, выход детектора нуля сое- динен через второй формирователь с одним

второму входу триггера, выход которого

вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход подключен к

подсоединен к входу первого интегратора и к управляющему входу ключа, при этом выходы мультивибратора сброса и второго элемента И через второй элемент ИЛИ сое- 20 динены с входами сброса интеграторов, а выход дифференциального усилителя через ключ подсоединен к входу второго интегратора.

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и может быть использовано в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной сортировки корнеплодов. Целью изобретения является повышение точности сортировки. Устройство содержит дозатор, подаюш,ий и ориентируюший механизмы, контрольное устройство, электронное устройство и исполнительный механизм. Введение в электронное устройство дифференциатора 28, инвертирующего усилителя 29, пороговых элементов 21, 22, 23, формирователей 24 и 25, элементов И 26 и 27 позволяет различать моменты прохождения перед щелью диафрагмы толстого или тон кого конца корнеплода. Это позволяет исключить влияние длины черешка на процесс отделения некондиционных плодов. 4 ил. оо ND СО О5 ел СХ)

фие.1

фи52

hH

hH

fA

H

hH-д- - t

г

ff

e i ж

3 I,

Редактор M. Циткина Заказ 3503/2

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

I 13035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Составитель Г. Шарков

Техред И. ВересКорректор И. Муска

Тираж 627Подписное