基本信息
- 項目名稱：
- 小型智能化紅棗分級分選機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 小型智能化紅棗分級分選機以顏色、大小、形狀、表面缺陷等外部品質綜合指標判斷作為分級標準對紅棗進行快速無接觸檢測分級。 小型智能化紅棗分級機體積小，占地面積少，機體可靠穩(wěn)定、能承受外在沖擊；結構緊湊、拆卸簡易方便，且便于運輸，分級生產線短，可以方便的運輸到田間進行機械化作業(yè)。現有的其他果品分級設備不僅體積大而且操作復雜，只適合在大中型企業(yè)中以生產線的方式使用，而我們的設備既適合于中小型紅棗加工企業(yè)又可以滿足小農戶生產方式。我們的設備采用鋼框架結構及塑料板等材料，最大限度的降低設備成本，與現階段的其他果品分級機相比更有利于提高棗農的收益。 基于機器視覺技術對紅棗進行外部品質綜合指標的檢測分級，具有實時、客觀、安全無損、智能、單次多指標檢測等優(yōu)勢。紅棗皮薄質脆，保質期短，易損傷，要盡量減少采摘后的接觸損傷與處理時間，因此，更適合于進行快速無接觸檢測分級。
- 詳細介紹：
- 本項目研制了一臺基于機器視覺技術的小型智能化紅棗分級分選機，是結合我國紅棗產業(yè)發(fā)展需求及采后處理遇到的技術問題提出的。該項目目前主要是為棗農和中小型企業(yè)設計，因為小型智能化的分級機縮短了生產線，便于搬運和拆卸。項目主要研究的內容有：①實現輸送系統(tǒng)中紅棗全表面圖像采集；②完成紅棗振動整理定位裝置的設計及研制；③對圖像采集的光源系統(tǒng)進行設計；④分級軟件算法的編寫實現；⑤對分級執(zhí)行機構進行設計。經過對設備的各部分進行組裝優(yōu)化和整體效果實驗，整機分級效果達到了設計要求，對紅棗外部品質綜合判別分級正確率達90%以上，每小時可分級紅棗400公斤。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 與其它果品分級設備相比本項目以實現低成本、小型化、智能化分級分選設備為目標，針對紅棗以顏色、大小、形狀、表面缺陷等外部品質綜合指標判斷作為分級標準對紅棗進行快速無接觸檢測分級。同時將以該設備為技術載體，對適合于我國國情的紅棗分級技術設備進行探索研究。 基本思路：①輸送過程的全表面圖像采集裝置的設計；②紅棗的整理定位排布裝置設計；③圖像采集環(huán)境系統(tǒng)的設計；④軟件算法的實現；⑤分級執(zhí)行系統(tǒng)的設計。 創(chuàng)新點：①設備小型化，既適合于中小型棗企業(yè)生產加工又可以滿足小農戶的生產需求；②完成了基于機器視覺技術可以對紅棗進行以大小、形狀、顏色、表面缺陷等多指標判斷標準，進行快速檢測分級分選機的研制；③利用振動裝置和獨特的輥輪旋轉機構實現了紅棗的定位整理及全表面的圖像采集；④完成了對紅棗包括蟲眼缺陷在內的外在品質綜合判別分析軟件算法的設計編寫。 技術關鍵：①紅棗的缺陷檢測；②對紅棗異型果的檢測；③紅棗的快速定向整理排布，及全表面圖像采集方法的實現。 主要技術指標：①分級機的輸送帶速度為150mm/s；②紅棗的相互竄級率不超過3%；③振動定位整理裝置的排布整理度為97.5%；④對紅棗機械損傷，蟲眼等指標的綜合判別分級正確率達90%以上；⑤每小時可分級紅棗400公斤。
科學性、先進性
- 我國對智能化程度較高的果品分選機的研制尚處于起步階段，對水果品質檢測及自動分級研究時間不長，國內目前生產的水果分級設備基本還限于機械分級階段，主要進行大小、重量的分級，自動分級設備基本還處于實驗室階段。 本項目目標是研制出一臺新的基于機器視覺技術的可以對紅棗表面進行完整信息檢測分析的小型智能化分級分選設備，該設備將以顏色、大小、形狀、表面缺陷等外部品質綜合指標判斷作為分級標準。 本設備采用的機器視覺技術具有實時、客觀、安全無損、智能、單次多指標檢測等優(yōu)勢，已成為世界果品分級的主流技術。紅棗皮薄質脆，保質期短，易損傷，要盡量減少采摘后的接觸損傷與處理時間，因此，更適合于進行快速無接觸檢測分級。通過設備分級檢驗，利用機器視覺技術對紅棗進行分級是較優(yōu)的方案。 設備小型化，既適合于中小型棗企業(yè)的生產加工又可以滿足小農戶生產需求。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 實物及研究報告
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 基于機器視覺技術對果品進行外部品質綜合指標的檢測分級，具有實時、客觀、安全無損、智能、單次多指標檢測等優(yōu)勢，已成為世界果品分級的主流技術。紅棗皮薄質脆，保質期短，易損傷，要盡量減少采摘后的接觸損傷與處理時間，因此，更適合于進行快速無接觸檢測分級。通過設備分級檢驗，利用機器視覺技術對紅棗進行分級是較優(yōu)的方案。 設備小型化，既適合于中小型棗企業(yè)生產加工又可以滿足小農戶生產需求。每小時可分級紅棗400公斤，相當于5名熟練工的工作效率，降低用工成本70%以上，每個班次（8小時）可節(jié)約工資240元，一個生產季節(jié)可節(jié)約用工600人/次，相當于降低成本36000元。 預計到2010年，我國紅棗的產量將突破300萬噸，其中鮮食紅棗占總產量的20%左右，據有關商業(yè)人士介紹，紅棗按等級銷售總價值可升值15%，如果紅棗分級前按每噸4000元的價格計算，經分級產生的經濟效益每年可增加3.6億元。同時，該項目的完成，可以為建立其它農產品的智能檢測分級平臺提供技術支撐，具有廣闊的應用前景。
同類課題研究水平概述
- 國外公司較早開始對水果自動分級技術進行研究并將研究成果產品化，意大利、日本和美國是果品分級分選設備研究的倡導者，目前來看，歐洲果品分級分選設備的研究集中在果品分級生產線的研制；美國和亞洲的日本、韓國則是著重研究尖端的分級分選技術，比如核磁共振成像分級、內部品質檢測分級，如成熟度分級等。 我國對智能化程度較高的果品分選機的研制尚處于起步階段，對水果品質檢測及自動分級研究時間不長，國內目前能生產的水果分級設備基本還限于機械分級階段，主要進行大小、重量的分級，自動分級設備基本還處于實驗室研發(fā)階段。我國水果質量檢測中使用的水果品質自動檢測生產線多為進口設備，由于引進設備操作較為復雜，設備成本較高，且這種進口設備是針對大農場生產所設計的，在我國小農戶生產方式的農產品的檢測中并不實用。 基于計算機視覺的水果大小分選機雖已用于實際生產，但是由于價格昂貴，還未能推廣使用。外部品質分選機和內部品質分選機還在進一步研究中，研究過程還存在著一些難題：水果外部品質檢測方面，水果的尺寸和顏色檢測技術已比較成熟，但是果面的缺陷檢測確是水果實時分級的難點，要快速準確地測定水果表面的各種缺陷并與梗、萼凹陷區(qū)正確區(qū)分比較困難。 利用機器視覺技術對紅棗進行分級設備的研制使用還未見報道。但基于機器視覺技術對果品進行外部品質綜合指標的檢測分級已成為世界果品分級的主流技術，并廣泛應用于實際生產中。而對于我國來講分級研究尚處于起步階段，需要跟蹤國際最新動態(tài)，在充分利用國外已取得的研究成果的基礎上，探索新的理論和方法，大力發(fā)展新型自動分級設備，研制出適合于我國國情的小型智能化果品分級機，并且加大力度將新技術應用于實際生產中。 計算機技術、數據處理技術、無損傷檢測技術以及自動化控制技術的發(fā)展為現代及未來的分級檢測技術提供了廣闊的空間。機器視覺技術的應用已成為實現果蔬產品品質自動識別和分級的最有效的方法。
