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基本信息
- 項目名稱：
- 小型智能化紅棗分級分選機(jī)
- 小類：
- 機(jī)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(jī)以顏色、大小、形狀、表面缺陷等外部品質(zhì)綜合指標(biāo)判斷作為分級標(biāo)準(zhǔn)對紅棗進(jìn)行快速無接觸檢測分級。 小型智能化紅棗分級機(jī)體積小，占地面積少，機(jī)體可靠穩(wěn)定、能承受外在沖擊；結(jié)構(gòu)緊湊、拆卸簡易方便，且便于運(yùn)輸，分級生產(chǎn)線短，可以方便的運(yùn)輸?shù)教镩g進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)。現(xiàn)有的其他果品分級設(shè)備不僅體積大而且操作復(fù)雜，只適合在大中型企業(yè)中以生產(chǎn)線的方式使用，而我們的設(shè)備既適合于中小型紅棗加工企業(yè)又可以滿足小農(nóng)戶生產(chǎn)方式。我們的設(shè)備采用鋼框架結(jié)構(gòu)及塑料板等材料，最大限度的降低設(shè)備成本，與現(xiàn)階段的其他果品分級機(jī)相比更有利于提高棗農(nóng)的收益。 基于機(jī)器視覺技術(shù)對紅棗進(jìn)行外部品質(zhì)綜合指標(biāo)的檢測分級，具有實時、客觀、安全無損、智能、單次多指標(biāo)檢測等優(yōu)勢。紅棗皮薄質(zhì)脆，保質(zhì)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(jìn)行快速無接觸檢測分級。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項目研制了一臺基于機(jī)器視覺技術(shù)的小型智能化紅棗分級分選機(jī)，是結(jié)合我國紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求及采后處理遇到的技術(shù)問題提出的。該項目目前主要是為棗農(nóng)和中小型企業(yè)設(shè)計，因為小型智能化的分級機(jī)縮短了生產(chǎn)線，便于搬運(yùn)和拆卸。項目主要研究的內(nèi)容有：①實現(xiàn)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(shè)計及研制；③對圖像采集的光源系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計；④分級軟件算法的編寫實現(xiàn)；⑤對分級執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。經(jīng)過對設(shè)備的各部分進(jìn)行組裝優(yōu)化和整體效果實驗，整機(jī)分級效果達(dá)到了設(shè)計要求，對紅棗外部品質(zhì)綜合判別分級正確率達(dá)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(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 與其它果品分級設(shè)備相比本項目以實現(xiàn)低成本、小型化、智能化分級分選設(shè)備為目標(biāo)，針對紅棗以顏色、大小、形狀、表面缺陷等外部品質(zhì)綜合指標(biāo)判斷作為分級標(biāo)準(zhǔn)對紅棗進(jìn)行快速無接觸檢測分級。同時將以該設(shè)備為技術(shù)載體，對適合于我國國情的紅棗分級技術(shù)設(shè)備進(jìn)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(shè)計；②紅棗的整理定位排布裝置設(shè)計；③圖像采集環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計；④軟件算法的實現(xiàn)；⑤分級執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計。 創(chuàng)新點(diǎn)：①設(shè)備小型化，既適合于中小型棗企業(yè)生產(chǎn)加工又可以滿足小農(nóng)戶的生產(chǎn)需求；②完成了基于機(jī)器視覺技術(shù)可以對紅棗進(jìn)行以大小、形狀、顏色、表面缺陷等多指標(biāo)判斷標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行快速檢測分級分選機(jī)的研制；③利用振動裝置和獨(dú)特的輥輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)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(nèi)的外在品質(zhì)綜合判別分析軟件算法的設(shè)計編寫。 技術(shù)關(guān)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(xiàn)。 主要技術(shù)指標(biāo)：①分級機(jī)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(jī)械損傷，蟲眼等指標(biāo)的綜合判別分級正確率達(dá)90%以上；⑤每小時可分級紅棗400公斤。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 我國對智能化程度較高的果品分選機(jī)的研制尚處于起步階段，對水果品質(zhì)檢測及自動分級研究時間不長，國內(nèi)目前生產(chǎn)的水果分級設(shè)備基本還限于機(jī)械分級階段，主要進(jìn)行大小、重量的分級，自動分級設(shè)備基本還處于實驗室階段。 本項目目標(biāo)是研制出一臺新的基于機(jī)器視覺技術(shù)的可以對紅棗表面進(jìn)行完整信息檢測分析的小型智能化分級分選設(shè)備，該設(shè)備將以顏色、大小、形狀、表面缺陷等外部品質(zhì)綜合指標(biāo)判斷作為分級標(biāo)準(zhǔn)。 本設(shè)備采用的機(jī)器視覺技術(shù)具有實時、客觀、安全無損、智能、單次多指標(biāo)檢測等優(yōu)勢，已成為世界果品分級的主流技術(shù)。紅棗皮薄質(zhì)脆，保質(zhì)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(jìn)行快速無接觸檢測分級。通過設(shè)備分級檢驗，利用機(jī)器視覺技術(shù)對紅棗進(jìn)行分級是較優(yōu)的方案。 設(shè)備小型化，既適合于中小型棗企業(yè)的生產(chǎn)加工又可以滿足小農(nóng)戶生產(chǎn)需求。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)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(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 基于機(jī)器視覺技術(shù)對果品進(jìn)行外部品質(zhì)綜合指標(biāo)的檢測分級，具有實時、客觀、安全無損、智能、單次多指標(biāo)檢測等優(yōu)勢，已成為世界果品分級的主流技術(shù)。紅棗皮薄質(zhì)脆，保質(zhì)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(jìn)行快速無接觸檢測分級。通過設(shè)備分級檢驗，利用機(jī)器視覺技術(shù)對紅棗進(jìn)行分級是較優(yōu)的方案。 設(shè)備小型化，既適合于中小型棗企業(yè)生產(chǎn)加工又可以滿足小農(nóng)戶生產(chǎn)需求。每小時可分級紅棗400公斤，相當(dāng)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(chǎn)季節(jié)可節(jié)約用工600人/次，相當(dāng)于降低成本36000元。 預(yù)計到2010年，我國紅棗的產(chǎn)量將突破300萬噸，其中鮮食紅棗占總產(chǎn)量的20%左右，據(jù)有關(guān)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(jīng)分級產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)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(nóng)產(chǎn)品的智能檢測分級平臺提供技術(shù)支撐，具有廣闊的應(yīng)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(shù)進(jìn)行研究并將研究成果產(chǎn)品化，意大利、日本和美國是果品分級分選設(shè)備研究的倡導(dǎo)者，目前來看，歐洲果品分級分選設(shè)備的研究集中在果品分級生產(chǎn)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(shù)，比如核磁共振成像分級、內(nèi)部品質(zhì)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(jī)的研制尚處于起步階段，對水果品質(zhì)檢測及自動分級研究時間不長，國內(nèi)目前能生產(chǎn)的水果分級設(shè)備基本還限于機(jī)械分級階段，主要進(jìn)行大小、重量的分級，自動分級設(shè)備基本還處于實驗室研發(fā)階段。我國水果質(zhì)量檢測中使用的水果品質(zhì)自動檢測生產(chǎn)線多為進(jìn)口設(shè)備，由于引進(jìn)設(shè)備操作較為復(fù)雜，設(shè)備成本較高，且這種進(jìn)口設(shè)備是針對大農(nóng)場生產(chǎn)所設(shè)計的，在我國小農(nóng)戶生產(chǎn)方式的農(nóng)產(chǎn)品的檢測中并不實用。 基于計算機(jī)視覺的水果大小分選機(jī)雖已用于實際生產(chǎn)，但是由于價格昂貴，還未能推廣使用。外部品質(zhì)分選機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)還在進(jìn)一步研究中，研究過程還存在著一些難題：水果外部品質(zhì)檢測方面，水果的尺寸和顏色檢測技術(shù)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(diǎn)，要快速準(zhǔn)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(jī)器視覺技術(shù)對紅棗進(jìn)行分級設(shè)備的研制使用還未見報道。但基于機(jī)器視覺技術(shù)對果品進(jìn)行外部品質(zhì)綜合指標(biāo)的檢測分級已成為世界果品分級的主流技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于實際生產(chǎn)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(chǔ)上，探索新的理論和方法，大力發(fā)展新型自動分級設(shè)備，研制出適合于我國國情的小型智能化果品分級機(jī)，并且加大力度將新技術(shù)應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。 計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、無損傷檢測技術(shù)以及自動化控制技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代及未來的分級檢測技術(shù)提供了廣闊的空間。機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用已成為實現(xiàn)果蔬產(chǎn)品品質(zhì)自動識別和分級的最有效的方法。
