Способ сортировки корнеклубнеплодов и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК A01D33/08 B07C5/342 

сл

с

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к сельскохозяйственному машиностроению, и может быть использовано на пунктах послеуборочной обработки продукции для сортировки овощей. Цель изобретения - повышение качества сортировки. Для сортировки корнеклубнеплоды

а

Ч)

ю

W

J

ю

Фиг. 2

ориентируют и поштучно подают в зону обзора, где их освещают и получают электрические сигналы, соответствующие длине, ширине, площади проекции корнеклубнеплодов, длина черешка, сравнивают сигнал о Форме и длину черешка с основным и дополнительными эталонами и разделяют корнеклубнеплоды на стандартные и нестандартные фракции, Причем в устройстве сравнением сигнала о форме с дополнительными эталонами, которыми определены границы фракций, обеспечивается невозможность попадания в стандартную фракцию не- стандартных корнеклубнеплодов, а в нестандартную - стандартных. При этом в процессе сортировки выделяют две дополнительные фракции с различным процентным соИзобретение относится к сельскому хозяйству, а именно селькохозяйственному машиностроению, может быть использовано для сортировки корнеклубнеплодов, например картофеля и моркови, в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной обработки продукции и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1209073.

Целью изобретения является повышение качества сортировки корнеклубнеплодов путем сравнения сигнала о форме корнеклубнеплода с дополнительными эталонами этого параметра.

На фиг. 1 поясняется способ сортировки корнеклубнеплодов, где

-Ґ одлина; b - максимальная ширина корнеклубнеплода; S - площадь максимального продольного сечения f(K) - плотность распределения признака К); на фиг. 2 схематически изображено устройство для сортировки корнеплодов, общий вид; на фиг. 3 - блок-схема контрольного блока; на фиг. 4 - стуктурная схема уст ройства управления.

Способ сортировки корнеклубнеплодов предусматривает то, что корнеклубнеплоды предварительно ориентируют и поштучно подают в зону обзора, где они освещаются пучком света, причем ориентацию корнеплодов осуществляют длинной осью вдоль направления движения и короткой осью (шириной) поперек направления пучка света.

Далее с помощью щелевой диафрагмы и фотоприемника, установленного на стороне противоположной излучателю, по тени

держанием стандартных и нестандартных корнеклубнеплодов и отправляют эти фракции на дополнительную инспекцию. Устройство для сортировки корнеклубнеплодов содержит дозирующий механизм 1, подающий и ориентирующий механизм 2, контрольный блок 3 с источником света, системой линз, щелевыми диафрагмами, фотоприемниками и светофильтром, исполнительные механизмы 5-7 и электронный блок 4 управления последними. Повышение качества сортирования обеспечивается применением в электронном блоке 4 управления дополнительных стробирующих компараторов, выходы которых связаны соответственно со вторым и третьим испольнительными механизмами б и 7, 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

отбрасываемой корнеплодом на приемник, получают электрический сигнал развертки формы корнеклубнеплодоо, соответствующий текущий ширине корнеклубнеплода.

Одновременно,-с помощью щелевой диафрагмы и второго фотоприемника со светофильтром, установленного на стороне излучателя, получают электрический сигнал, пропорциональный цвету и текущей

ширине корнеклубнеплода.

Сигнал развертки, поступающий от пер- вого фотоприемника, не зависит от отражательной способности корнеклубнеплодов. По разности сигнала максимальней освещенности первого фотоприемника и сигнала развертки получают сигнал, пропорциональный текущей ширине корнеклубнеплода. Сравнивая электрический сигнал, пропорциональный цвету и текущей ширине корнеклубнеплода, с сигналом, пропорциональным текущей ширине, получают сигнал, пропорциональный цвету, и определяют длину черешка этого корнеклубнеплода.

Прерывая сигнал о длине корнеклубнеплода на время пролета черешка, определяют длину корнеклубнеплода без черешка (по времени пролета корнеклубнеплода без черешка). Прерывая сигнал о текущей шмрине корнеклубнеплода на время пролета черешка, определяют площадь проекции корнеклубнеплода без черешка. Далее сравнивают значение длины черешка с эталонным, определяют отношение произведения максимальной ширины корнеклубнеплода .на длину без черешка, сравнивают с эталонным значением указанного отношения и вырабатывают сигнал управления исполнительными механизмами. Выделение дополнительно промежуточных двух фракций с различным (заранее примерно известным) содержанием в них стандартных и нестандартных корнеклубнеплодов обеспечивает повышение качества сортиро- 5 вания. Смешивание их в одну третью фракции сразу же приведет к потере информации.

Устройство содержит дозирующий механизм 1 с бункером и вибротранспорте- Ю ром, подающий и ориентирующий механизм 2, который подает корнеклубнеплоды в зону обзора контрольного блока 3. Электрический сигнал от последнего поступает на вход электронного блока 4 управле- 15 ния, где вырабатывается сигнал, который подается на исполнительные механизмы 5- 7. Контрольный блок 3 содержит источник 8 света, систему линз 9, щелевые диафрагмы 10, фотоприемники 11 и 12, светофильтр 13. 20

Электронный блок 4 управления содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальные усилители, интеграторы со сбросом, блоки деления, компаратор нуля, стробируемые компараторы с регулируемы- 25 ми порогами компарации, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, компаратор цвета, стробируемые ключи, элемент ИЛИ. При этом вход одного пикового детектора 14 связан с 30 выходом фотоприемника 11 и входом дифференциального усилителя 15, а его выход - с другим входом этого дифференциального усилителя 15, вход которого соединен с входом пикового детектора 16, компаратором 35

17нуля и через первый стробируемый ключ

18- с входом первого интегратора 19, выход которого подсоединен к одному входу блока . 20 деления, а компаратор 17 нуля связан через второй стробируемый ключ 21с вто- 40 рым интегратором 22, выход которого подключен к одному входу блока 23 умножения, другой вход которого соединен с выходом пикового детектора 16, а выход - с блоком

20 деления, при этом на вход первого интег- 45 ратора 19 поступает через ключ 18 сигнал с дифференциального усилителя 15, величина которого пропорциональна текущей ширине корнеклубнеплода, а выходной сигнал интегратора 19 по окончании пролета кор- 50 неклубнеплода пропорционален площади проекции корнеклубнеплода без черешка. Цепь, состоящая из последовательного соединения компаратора 17 нуля, стробируе- мого ключа 21 и интегратора 22, 55 осуществляет вычисление длины корнеплода без черешка.

Компаратор 17 нуля связан с входом

мультивибратора 24 стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стро- бирующим входам компараторов 25-27 и мультивибратору 28 сброса. При этом дополнительный фотоприемник 12 подключен к одному входу второго блока 29 деления, другой вход которого подключен к выходу дополнительного дифференциального усилителя 30, на один вход которого подано напряжение Ui от источника опорного напряжения, а другой его вход подключен к выходу дифференциального усилителя 15, при этом выход блока 29 деления связан с входом компаратора 31 цвета, выход которого связан с дополнительным интегратором 32 и стробирующими входами ключей 18 и 21, а выход интегратора 32 подключен к одному входу компаратора 27,

При этом цепь, состоящая из последовательно соединенных блока 29 деления, компаратора 31 цвета и интегратора 23, вычисляет длину черешка. Выход мультивибратора 28 сброса соединен с входами сброса одного 14 и второго 16 пиковых детекторов, первого 19 и второго 22 интеграторов, а выходы первого блока 20 деления, первого интегратора 19 и интегратора 32 связаны с входами соответственно первого 25, второго 26 и третьего 27 компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ 33 к первому исполнительному механизму 5.

Выход блока 20 деления соединен также и с входами четвертого 34 и пятого 35 стробирующих компараторов, выходы которых подключены соответственно к входам второго 6 и третьего 7 исполнительных механизмов.

Причем первый стробируемый компаратор 25 выполнен двухпороговым, а стробируемые компараторы 26, 27, 34 и 35 - однопороговыми.

На компараторы 25-27,34 и 35 подаются эталонные напряжения 1)2 - U от источника опорного напряжения, задающие пороги компарации. Мультивибратор 24 стробирующего импульса запускается от сигнала с выхода компаратора 17 нуля, стробирую- щий импульс с выхода мультивибратора 24 поступает на компараторы 25, 26, 34 и 35 и на вход запуска мультивибратора 28 сброса. Импульс сброса с выхода последнего подается на пиковые детекторы 14 и 16 и на интеграторы 19, 22 и 32. Таким образом, спорная фракция с различным процентным содержанием стандартных и нестандартных корнеклубнеплодов разделяется на две, при этом заранее известно примерное содержание нестандартных корнеплодов в стандартных, а стандартных - в нестандартных (относительное содержание

одной фракции в другой может составлять 1,0-3,3). Это приводит к тому, что облегчена дополнительная инспекция каждой из фракций,

Устройство работает следующим образом.

Из дозирующего механизма 1 корнеклубнеплоды подаются в предварительно ориентированном состоянии на подающий и ориентирующий механизм 2, который ориентирует корнеклубнеплоды в вертикальном положении и подает их к зоне обзора контрольного блока 3. Падая с подающих транспортеров ориентирующего механизма 2, корнеклубнеплоды получают ускорение и по одному пролетают зону обзора контрольного блока 3. В последнем корнеклубнеплоды освещаются параллельным пучком света источника 8 через систему линз 9 и рассматриваются через щелевую диафрагму 10 фотоприемником 11.

При отсутствии корнеклубнеплода перед щелью сигнал с фотоприемника 11 максимален, а при пролетании корнеклубнеплода через зону обзора фотоприеник 11 частично затеняется корнеклубнеплодом и его сигнал уменьшается на величину, пропорциональную текущей ширине корнеклубнеплода. Перед пролетом корнеклубнеплода, т.е. началом очередного цикла анализа формы, исходное состояние пикового детектора 16 и интеграторов 19, 22 и 32 нулевое, а на выходе пикового детектора 14 - максимальное напряжение. Очередной корнеклубнеплод, попадая в зону обзора, просматривается через щель фотоприемником 11. Дифференциальный усилитель 15 вычитает из максимального сигнала, запоминаемого пиковым детектором 14, сигнал фотоприемника и вырабатывает сигнал, пропорциональный текущей ширине корнеклубнеплода. Этот сигнал обрабатывается интегратором 19, выходной сигнал которого по окончании пролета корнеклубнеплода пропорционален площади проекции корнеклубнеплода. Сигнал с выхода дифференциального усилителя 15 подается на компаратор 17 нуля, на выходе которого появляется прямоугольный сигнал с длительностью, равной времени пролета корнеклубнеплода, т.е. пропорциональный длине корнеклубнеплода.

На дополнительном фотоприемнике 12 во время пролета корнеклубнеплода появляется сигнал, пропорциональный цвету и текущей ширине этого корнеклубнеплода, который поступает на один вход блока 29 деления, на другой вход которого поступает через дополнительный дифференциальный усилитель 30 сигнал с дифференциального

усилителя 15, к которому добавлено опорное напряжение Ui во избежание деления на нуль. Таким образом, на выходе блока 29 деления вырабатывается сигнал, величина

которого пропорциональна цветовой окраске корнеклубнеплода вдоль его длины. Компаратор 31 цвета формирует стробим- пульс, соответствующий длине черешка и поступающий на стробирующие входы клю0 чей 18 и 21. Кл юч 18 прерывает сигнал, поступающий с дифференциального усилителя 15 на интегратор 19, что приводит к тому, что на выходе интегратора 19 вырабатывается сигнал, пропорциональный|

5 площади проекции корнеклубнеплодов без черешка. Ключ 21 прерывает сигнал, поступающий на интегратор 20 и на его выходе вырабатывается сигнал, длительность которого соответствует времени пролета корне0 клубнеплода без черешка. Из этого сигнала с помощью интегратора 22, который выполняет функцию преобразователя время - амплитуда, получают сигнал, амплитуда которого по окончании пролета корнеклуб5 неплода пропорциональна длине корнеклубнеплода. Выходной сигнал усилителя 15 поступает также на пиковый детектор 16, где запоминается максимальная ширина корнеклубнеплода, сигнал о которой посту0 пает на один вход блока 23 умножения, на

другой вход которого поступает сигнал с

интегратора 22 о длине корнеклубнеплода.

Блок 20 деления осуществляет деление

сигнала о произведении максимальной ши5 рины корнеклубнеплода на сигнал о площади с интегратора 19. Сигналы с интеграторов 19 и 32 и блока 20 деления поступают на компараторы 25-27. Сигнал с блока 20 деления поступает также на компараторы

0 34 и 35. Поскольку все эти сигналы информативны только в конце цикла измерения, т.е. только после того, как корнеклубнеплод полностью пройдет перед щелью и произойдет полная развертка всей фигуры корне5 клубнеплода, сравнивать эти сигналы с эталонными можно только в конце цикла. Для этого компараторы 25-27, 34 и 35 сравнения стробируются импульсом мультивиб- р-атора 24 стробирующего импульса.

0 Мультивибратор 24 запускается задним фронтом выходного прямоугольного импульса компаратора 17 нуля, т.е. сразу же после того, как корнеклубнеплод полностью пройдет перед щелевой диафрагмой 10. В

5 случае, если хотя бы одна из трех характеристик (площадь, отношение произведения длины на максимальную ширину к площади, длина черешка) выйдет за установленные напряжениями U2 - Us эталонные допуски, на выходе элемента ИЛИ 33 появляется сигнал, который поступает на исполнительный механизм 5. Если сигнал на выходе блока 20 деления превысит эталонные допуски Ue и U, то на исполнительные механизмы 6 и 7 поступает сигнал об отбраковке.

Электронный блок управления исполнительными механизмами включает электромагнит, лопатка перемещается, и корнеклубнеплод изменяет траекторию своего движения тем самым обеспечена сортиров- ка, по окончании цикла измерения и опознания корнеклубнеплода пиковые детекторы 14 и 16 и интеграторы 19,22 и 32 устанавливаются в исходное нулевое состояние импульсом сброса мультивибратора 28 сброса. Для этого последний запускается задним фронтом строб-импульса с выхода мультивибратора 24. После сброса и последующей отработки пиковым детектором 14 сигнала паузы с фотоприемника 11 устройство под- готовлено к анализу очередного корнеклубнеплода. Таким образом, устройство обеспечивает выделение дополнительно двух промежуточных фракций и с различным процентным содержанием в них ста- ндартных и нестандартных корнеклубнеплодов, которые далее могут отправляться на инспекцию вручную или на немедленную переработку. Возможен также вариант, когда одна из промежуточных фракций испек- тируется вручную, а вторая направляется на переработку. Для обеспечения правильной работы устройства при сортировке партии корнеклубнеплодов предварительно определяют и выставляют опорные напряжения

Фиг. i

U2 - U. На этом настройка устройства для сортировки корнеклубнеплодов заканчивается.

Формула изобретения

++ J в

14}Н11Н Ш

Кдх.1

Фигз

Ы2

Ъ

X

бых J