Устройство для сортировки корнеклубнеплодов Советский патент 1989 года по МПК A01D33/08 

-f-f

/

f

/

J

4

05 ОО

05

Изобретение относится к сельскохозяйственной те.хнике н может быть исио.ть- ;«)ваио д.пя сортировки корнеклубнеплодов, naiipHMCp картофеля н моркови, в уборочны.х манатах н на нункта.х послеуборочной обработки продукции Це.1ью изобретения ГТ является новьинение точности сортировки но массе и расишренне функциональных возможностей устройства. Устройство содержит дозирующий ме.хаиизм, нодаюи1ий п ориентирующий механизм 2, контрольное устройство 3 с источником света, системой линз, щелевой диафрагмой и фотоприемником, ис- иолнительные механизмы 5 и 6 с электронным устройством 4 управления, которое содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы со сбросом, блоки де.чення, б. юк умножения, компаратор нули, мультнвибра/ор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, стробируемые комнараторы, б.юк возведения в третью стеиень, элемент ИЛИ. Точность сортировки на три фракции ио массе обеспечивается определением нлощади максимального сечения корнеклубнеплода и OTHonieHiiH его длины к максимальному сечению. 5 ил. S (Л

Фиг.1

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и может быть испо.ть- зовано для сортировки корнеклубнеплодов, например картофеля и моркови, в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной обработки продукции.

Цель изобретения - повышение точности сортировки по массе и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для сортировки корнеклубнеплодов, обш,ий вид; на фиг. 2 - подаюш,ий и ориентирующий механизм; на фиг. 3 - контрольное устройство; на фиг. 4 -- структурная схема электронного устройства упкоторого связан с выходом первого интегратора 16. Выход блока 19 деления соединен с входами первого стробируемого компаратора 23.

Для определения величины напряжения, соответствующего массе корнеклубнеплода, устройство содержит блок 26 возведения в третью степень, вход которого соединен с первым интегратором 16, и второй блок 20 деления, входы которого соеди- 10 йены с выходом другого пикового детектора 14 и выходом второго интегратора 17, а его выход - с одним входом третьего блока 21 деления, другой вход которого связан с выходом блока 26 возведения в третью степень.

равления; на фиг. 5 - временные диаграм- , при этом выход третьего блока 21 деления

мы, поясняющие работу устройства для сортировки корнеклубнеплодов (слева показан случай пролета стандартного корнеплода, справа - поврежденного).

Устройство для 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 контрольного устройства 3 поступает на вхо.л, электронного устройств а 4 управления, где вырабатывается сигнал, который подается на первый и второй исполните, 1Ь- ные механизмы 5 и 6. Бункер 7 служит для сбора и одной из фракций.

Подающий и ориентирующий .механизм 2 выполнен в виде попарно V-образно уста- иов.ценных ленточных транспортеров 8. Конт- po. ibHoe устройство 3 содержит источник 9 света, систему 10 линз, щелевую диафрагму 11 и фотоприемник 12. Электронное устройство 4 управления содержит пиковые детекторы 13 и 14 со сбросом, дифференциальный усилитель 15, интеграторы 16 и 17 со сбросом, блок 18 умножения, блоки 19-21 деления, компаратор 22 нуля стробируемые компараторы 23-25, блок 26 возведения в третью степень, мультивибратор 27 строби- )у1()щего импульса, мультивибратор 28 импульса сброса и элемент ИЛИ 29. При этом вход одного пикового детектора 13 связан с выходом фотоприемника 12 и входом диф- ((юренциального усилителя 15, а его выход - с другим входом дифференциального усилителя 15, выход которого соединен с входом первого интегратора 16, входом другого пикового детектора 14 и кб1мпаратором 22 нуля, выход которого связан с вторым интегратором 17, через мультивибратор: 27 стробнрую- щего импульса - с мультивибратором 28 Импульса .сброса, выход которого подключен к входам сброса пиковых детекторов 13 и 14 и интеграторов 16 и 17, при этом выход

связан с входами второго и третьего стро- бируемых компараторов 24 и 25, выходы которых подключены к входам схемы ИЛИ 29, выход которой связан с первым исполнительным .механизмом 5, а стробируемые

20 входы всех трех компараторов 23-25 связаны с выходом мультивибратора 27 стро- бирующего импульса, причем выход третьего стробируемого компаратора 25 подключен к входу второго исполнительного механизма 6.

Первый стробируемый компаратор 23 выполнен двухпороговым а второй и третий стробируе.мые компараторы 24 и 25 - одно- пороговыми. На компараторы 23-25 подаются эталонные напряжения U|-U., задающие пороги компарации. Мультивибратор 27 стробирующего импульса запускается сигналом с выхода компаратора 22 нуля, строб- импульс с выхода мультивибратора 27 поступает на компараторы 23-25 и на вход запуска мультивибратора 28 сброса. Им,, пульс сброса с выхода мультивибратора 2S сброса подается на. пиковые детекторы 13 и 14 и на интеграторы 16 и 17.

Работа устройства для сортировки корнеклубнеплодов осуп,ествляется следующим образом.

40 Из дозирующего устройства 1 корнеплоды пои тучно поступают на подающий и ориентирующий механизм 2, который ориентирует корнеплоды в вертикальной плоскости и подает их в зону обзора контроль- ного устройства 3. В последнем корнеплоды освещаются параллельным пучком света источника 9 через оптическую систему 10 и рассматриваются через щелевую диафрагму I 1 фотоприемником 12.

При отсутствии корнеплода перед щелью сигнал с фотоприемника 12 максимален, а при пролетании корнеплода через зону обзора фотоприемник 12 частично затеняется корнеплодом и его сигнал уменьща- ется (фиг. 5а) на величину, пропорциональную текущей толщине корнеплода. Педругого пикового детектора 14 подключен 5S ред пролетом корнеплода, т.е. перед началом через блок 18 умножения к одному входу очередного цикла анализа формы и массы

исходное состояние пикового детектора 14

первого блока 19 деления, другой вход

которого связан с выходом первого интегратора 16. Выход блока 19 деления соединен с входами первого стробируемого компаратора 23.

Для определения величины напряжения, соответствующего массе корнеклубнеплода, устройство содержит блок 26 возведения в третью степень, вход которого соединен с первым интегратором 16, и второй блок 20 деления, входы которого соеди- 0 йены с выходом другого пикового детектора 14 и выходом второго интегратора 17, а его выход - с одним входом третьего блока 21 деления, другой вход которого связан с выходом блока 26 возведения в третью степень.

при этом выход третьего блока 21 деления

при этом выход третьего блока 21 деления

связан с входами второго и третьего стро- бируемых компараторов 24 и 25, выходы которых подключены к входам схемы ИЛИ 29, выход которой связан с первым исполнительным .механизмом 5, а стробируемые

0 входы всех трех компараторов 23-25 связаны с выходом мультивибратора 27 стро- бирующего импульса, причем выход третьего стробируемого компаратора 25 подключен к входу второго исполнительного механизма 6.

Первый стробируемый компаратор 23 выполнен двухпороговым а второй и третий стробируе.мые компараторы 24 и 25 - одно- пороговыми. На компараторы 23-25 подаются эталонные напряжения U|-U., задающие пороги компарации. Мультивибратор 27 стробирующего импульса запускается сигналом с выхода компаратора 22 нуля, строб- импульс с выхода мультивибратора 27 поступает на компараторы 23-25 и на вход запуска мультивибратора 28 сброса. Им, пульс сброса с выхода мультивибратора 2S сброса подается на. пиковые детекторы 13 и 14 и на интеграторы 16 и 17.

Работа устройства для сортировки корнеклубнеплодов осуп,ествляется следующим образом.

0 Из дозирующего устройства 1 корнеплоды пои тучно поступают на подающий и ориентирующий механизм 2, который ориентирует корнеплоды в вертикальной плоскости и подает их в зону обзора контроль- ного устройства 3. В последнем корнеплоды освещаются параллельным пучком света источника 9 через оптическую систему 10 и рассматриваются через щелевую диафрагму I 1 фотоприемником 12.

При отсутствии корнеплода перед щелью сигнал с фотоприемника 12 максимален, а при пролетании корнеплода через зону обзора фотоприемник 12 частично затеняется корнеплодом и его сигнал уменьща- ется (фиг. 5а) на величину, пропорциональную текущей толщине корнеплода. Пе

1

и интеграторов 16 и 17 нулевое, а на выходе пикового детектора 13 максимальное напряжение. Очередной корнеплод, попадая в зону обзора, просматривается через щель фотоприемником 12. Дифференциальный усилитель 15 вычитает из максимального сигнала, запоминаемого пиковым детектором 13, сигнал фотоприемника и вырабатывает сигнал (фиг. 56), пропорциональный текущей толщине корнеплода. Этот сигнал обрабатывается интегратором 16, выходной сигнал которого по окончании пролета корнеплода пропорционален площади проекции корнеплода.

Сигнал с выхода дифференциального усилителя 13 задается на компаратор 22 нуля, на выходе которого появляется прямоугольный сигнал (фиг. Ба), с длительностью, равной времени пролета корнеплода, т.е. пропорциональный длине корнеплода. Из этого сигнала с помощью интегратора 17, который выполняет функцию преобразова- геля время - амплитуда, получают сигнал (фиг. 5г), амплитуда которого по окончании пролета корнеплода пропорциональна длине корнеплода. Выходной сигнал усилителя 15 поступает также на пиковый детектор 14, где запоминается максимальная толщина корнеплода. Далее блоками 18 и 19 берется отношение площади к произведению длины на максимальную щирину. Поскольку это отнощение информативно только в конце цикла измерения, т.е. только после того, как корнеплод полностью пройдет перед щелью и произойдет полная развертка всей фигуры корнеплода, сравнивать это отношение с эталонными значениями можно только в конце цикла. Для эт()1-о компаратор 23 стробируется импульсом (фиг. 5d) мультивибратора 27 стробирую- щего импульса.

Мультивибратор 27 запускается задни.м фронтом выходного фямоугольника импульса компаратора 22 нуля, т.е. сразу же noc;ie того, как корнеплод полностью пройдет перед щелевой диафрагмой И. В случае, если отношепие площади к произведению д;1ины па .максимальную щирину выйдет за установленные напряжениями Ui и UL эталонные допуски, на выходе эле- .мента ИЛИ 29 появится сигнал (фиг. 5е), который поступит на исполнительный механизм 5. Устройство управления включает исполнительный механизм 5, лопатка перемещается и поврежденный корнеплод изменяет траекторию своего движения, тем са- мы.м обеспечивается сортировка по форме. По окончании цикла измерения и опознавания корнеплода пиковые детекторы 13 и 14 и интеграторы 16 и 17 устанавливаются в нулевое состояние импульсом сбро- са (фиг. 5ж) мультивибратора 28 сброса. Для этого мультивибратор 28 запускается задним фронтом стробимпульса с выхода

0

мультивибратора 27. После сброса и последующей обработки пиковым детектором 13 сигнала паузы с фотоприемника 12 устройство подготовлено к анализу очередного корнеплода.

Цепь для определения массы корнеклубнеплода работает следующим образом.

С помощью второго блока 20 деления определяется отнощение длины корнеклубнеплода к его максимальной щирине. Блок 26 возводит сигнал о площади проекции корнеклубнеплода в третью степень. Блок 21 деления определяет отнощение сигнала, соответствующего кубу площади проекции, к сигналу об отнощении длины к максима.-|ь

ной толщине корнеклубнеплода. Таким образом, на выходе блока 21 деления выры- батывается сигнал, пропорциональный квадрату объема корнеклубнеплода, а следовательно, и пропорциональный квадрату его массы. Этот сигнал подается на входы

0 стробируемых компараторов 24 и 25, на другие входы которых подаются опорные напряжения U.i и U.1, задающие пороги ком- парации. В случае, если сигнал на входе второго компаратора 24 выйдет за установ- g ленное напряжением Ua значение, то па вход исполнительного механизма 5 через схему ИЛИ 29 поступит сигнал о том, что кор - неплод принадлежит мелкой фракции. Устройство управления включит исполнительный механизм 5, лонатка переместится, корне0 плод изменит траекторию и попадет в бункер 7 для сбора поврежденной и ме.1кой продукции.

Если же сигнал на входе третьего компаратора 25 выйдет за установленное на- пряжением bU значение, то с выхода ком5 паратора 25 поступит сигнал иа испо. ши- тельный механизм 6. его .юпатка переместится и Kopneri. iozi, изменит свою траекторию. Таким образом, обеспечивается сортировка на три фракции по массе.

40 55

50

Формула изобретения

Устройство дли сорг.ировки . 1убп(- гиюдов, содержащее дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизмы, контрольное устройство с источником света, оптической системой, ще,-|евой диафрагмой и фотоприемпиком, исполнигсмьный механизм с электронным устройством управления, которое содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальный усил1пч .ih, интеграторы со сбросом, блок де. 1ения, г.-кч, умножения, компаратор нуля, стробирчемьи компараторы,- мультивибратор стробирхю- щего импу.льса. м мьтивибратор ими- .,-;i сброса, элемент ИЛИ. при этом и э.1екг- рониом устройстве управления вход 1,дног) пикового детектора связан с выходом фотоприемника и входом дифференциа..1ьпого усилителя, а его выход - с другим входом дифференциального усилителя, выход коШрого соединен с входом другого пикового aisteKTOpa, компаратором нуля и первым фнтегратором, выход которого подключен к Лходу блока деления, а компаратор нуля |вязан с входами другого интегратора и ,1ультивибратора стробирующего импульса, йыход которого подсоединен к стробирую- 1ЦИМ входам первого и второго компара- liopOB и мультивибратору сброса, выход которого соединен с входами сброса однодом первого исполнительного механизма, отличающееся тем, что, с целью повышения точности сортировки по массе и расширения функциональных возможносте й устройства, устройство дополнительно снабжено электрически связанными блоками деления, стробируемым .компаратором, исполнительным механизмом и блоком возведения в третью степень, при этом выход другого пикового детектора связан с одним входом

t iivjм w А I I - pel 1„ОЛ(ДН С иДпИМ ПЛОДОМ

1р И другого пиковых детекторов, первого Ю второго блока деления, другой вход которого интеграторов, при этом выход соединен с выходом второго интегратора,

с входом третьего блока девторрго интегратора связан с одним входом

а его выход

ления, другой вход которого связан через

блок возведения в третью степень с выхол ока .умножения, другой вход которого

I - /AfjVJtVJt 1 Т1 ,1 Jхлл хи. t-nj-ji N /j s iiri/l ц IL/Vl -ItJICriD t5 Ы AU

;1)етектора, а выход блока умножения сое- дом первого интегратора, причем выход ;Чинен с другим входом первого блока деле- третьего блока деления соединен с входами

ШЫ CIDLIVf lryi t /- -n- « -4 -,i,-,., ..

второго и третьего стробируемых компараторов, стробирующий вход которого соединен с выходом мультивибратора стробии Ия, выход которого связан с входами п ервого стробируемого компаратора, выход к|эторого подсоединен к одному входу схемы . к другому входу которой подключен

рующего импульса, при этом выход третьего

,--- I--- . J.J.4J .,v. , - IIIII и j 1Г| Ljv-u , 11 р ri J DDlAwA 1 UC 1 DCl и

вмход второго стробируемого компаратора, 20 стробируемого компаратора связан с вхо- причем выход схемы ИЛИ соединен с вхо-дом исполнительного механизма.

иг.2

дом первого исполнительного механизма, отличающееся тем, что, с целью повышения точности сортировки по массе и расширения функциональных возможносте й устройства, устройство дополнительно снабжено электрически связанными блоками деления, стробируемым .компаратором, исполнительным механизмом и блоком возведения в третью степень, при этом выход другого пикового детектора связан с одним входом

м w А I I - pel 1„ОЛ(ДН С иДпИМ ПЛОДОМ

второго блока деления, другой вход которого соединен с выходом второго интегратора,

второго блока деления, другой вход которого соединен с выходом второго интегратора,

с входом третьего блока деа его выход

ления, другой вход которого связан через

блок возведения в третью степень с выхохлл хи. t-nj-ji N /j s iiri/l ц IL/Vl -ItJICriD t5 Ы AU

дом первого интегратора, причем выход третьего блока деления соединен с входами

второго и третьего стробируемых компараторов, стробирующий вход которого соединен с выходом мультивибратора стробирующего импульса, при этом выход третьего

J.J.4J .,v. , - IIIII и j 1Г| Ljv-u , 11 р ri J DDlAwA 1 UC 1 DCl и

стробируемого компаратора связан с вхо- дом исполнительного механизма.

8

Вх.

13

7/

Фи.з

а

д

е ж

п

и

иг. 5

п

t

п

п

/

t